Vida gibi dişli bir bağlantı elemanının işlevi , iki parçayı birbirine sabitlemektir. Bunu, iki parçayı birbirine sıkıştıran bir kenetleme kuvveti uygulayarak gerçekleştirir.
Takıldığında, bir vida tıpkı gerilmiş bir yay gibi davranır . Vidanın bu gerilmesi, dişlerin vida milini vida başından uzaklaştırmasından kaynaklanır. Vida ne kadar çok sıkılırsa, o kadar çok gerilir ve sonuç olarak oluşan sıkıştırma kuvveti o kadar yüksek olur.
Elastik deformasyon ve akma noktası
Temel malzeme bilimi veya statik dersi kapsamında bir kirişin gerilme-şekil değiştirme davranışını incelemiş olabilirsiniz.
Bir kirişin iki ucunu merkezden uzaklaştırdığınızda, kiriş uzar. Kuvveti bıraktığınızda, kiriş tıpkı bir yay gibi orijinal uzunluğuna geri döner. Buna elastik deformasyon denir .
Denge durumunda, sıkıştırma kuvveti, bağlantı elemanına uygulanan çekme gerilimine eşittir.
Belirli bir kuvvet miktarının üzerinde, kiriş kalıcı olarak deforme olur ve orijinal uzunluğuna geri dönmez. Bu noktaya akma noktası veya akma dayanımı denir ve tipik olarak orijinal uzunluğun %0,2’si kadar kalıcı bir deformasyon olarak tanımlanır.
Şekil 2: Bir kiriş için gerilme-gerinim ilişkisi, dişli bir bağlantı elemanı için olanla aynıdır.
Vida mili bir kiriştir ve dişler, vida yerine oturduktan sonra mil (kiriş) üzerine çekme kuvveti uygulanmasını sağlayan mekanizmadır.
Bir kiriş gibi, vida da uygulanan çekme kuvvetinin miktarına bağlı olarak elastik deformasyona , kalıcı deformasyona veya tamamen kırılmaya uğrayabilir .
Dişli bağlantı elemanlarında sıkıştırma kuvveti özellikleri
Genel olarak, sıkıştırma kuvveti, bağlantı noktasının sahada karşılaşabileceği en yüksek beklenen yüke eşit veya ondan daha büyük olmalıdır. Bu, vidanın asla takıldığı uzama sınırının ötesine geçmemesini sağlar; aksi takdirde bu durum akma deformasyonuna veya yorulma arızasına neden olabilir.
Tüm dişli bağlantı elemanları, takıldıklarında taşıyabilecekleri maksimum sıkıştırma kuvvetini belirten bir kuvvet derecesine sahiptir; bu kuvvet, çıkarılıp tekrar sıkıldığında özelliklerini koruyabilmesi için her zaman akma noktasının (akma dayanımı) altında olmalıdır.
Ancak, montaj işleminde dişli bağlantı elemanlarıyla çalışırken, bize sıkıştırma kuvveti değil, tork değeri verilir. Bunun nedenini inceleyelim…
Tork özellikleri
Herhangi bir dişli bağlantı için, uygulanan tork ile ortaya çıkan sıkıştırma kuvveti arasında yaklaşık bir ilişki vardır. Sıkıştırma kuvveti için torku bir gösterge olarak kullanmamızın nedeni, üretim hattı bağlamında sıkıştırma kuvvetinin doğrudan ölçülmesinin son derece zor ve pratik olmamasıdır.
Tork ve sıkıştırma kuvveti arasındaki ilişki , her bir bağlantı noktası için benzersizdir ve yapı malzemeleri ile bağlantı elemanının özellikleri (diş adımı, çap, geçerli tork , vb.) gibi bir dizi faktöre bağlıdır. Özdeş parçalar arasında bile, aynı tork farklı miktarda sıkıştırma kuvveti üretebilir ve tork spesifikasyonunun her zaman yeterli miktarda sıkıştırma kuvvetiyle sonuçlanmasını sağlamak tasarım mühendisinin sorumluluğundadır.
Uygulanan tork ile oluşturulan sıkıştırma kuvveti arasındaki ilişkiye dair bir örnek için aşağıdaki tabloya bakınız:
Genel olarak, Kolver’in yüksek hassasiyetli elektrikli tornavidası gibi cihazlar kullanılarak elde edilen yüksek hassasiyet ve tekrarlanabilirlik, uygulanan torktaki değişkenliği sınırlayabilir.
Ancak, Loctite yamaları, helikoid ek parçaları, kilit somunları veya sadece sürtünme ve dişli deliklerdeki ve bağlantı elemanlarındaki parti bazındaki değişkenlikten kaynaklanan torktaki değişkenlik , aynı tork miktarıyla üretilen sıkıştırma kuvvetinde önemli farklılıklara yol açabilir. Bu durumlarda, tutarlı ve hassas bir tork miktarı uygulamak yeterli olmayabilir.