▷ Mekanik sistem

Bu makalede mekanik sistemlerin ne olduğu açıklanmaktadır. Böylece mekanik sistemin anlamını, mekanik sistem örneklerini ve farklı mekanik sistem türlerinin neler olduğunu bulacaksınız.

Mekanik sistem nedir?

Mekanik sistem, hareketi veya kuvveti dönüştürmek veya iletmek için koordineli bir şekilde çalışan bir dizi mekanik elemandır.

Başka bir deyişle mekanik bir sistem, bir hareketin arttırılmasına veya azaltılmasına veya bir kuvvetin arttırılmasına veya azaltılmasına hizmet eder. Mekanik sistemler bu nedenle insanlar için çok faydalıdır çünkü büyük bir kuvveti uygulamamıza veya çok fazla kuvvet gerektiren bir hareketi rahat bir şekilde üretmemize olanak tanırlar.

Mekanik sistemlerin özelliklerinden biri de diğer sistemlerle kolaylıkla kombine edilebilmesidir. Örneğin, bir elektrik motorunun hareketini sağlamak için genellikle mekanik bir sistem bir elektrik sistemine bağlanır.

Mekanik sistemler farklı katı parçalardan oluşur. Böylece her parça bir kuvvetin etkisi altında hareket eder, böylece tüm parçalar bir araya gelerek mekanik sistemin belirli bir işlevi yerine getirmesini sağlar.

Mekanik sistem örnekleri

Mekanik sistemin tanımını gördükten sonra, kavramı daha iyi anlamak için aşağıda birkaç mekanik sistem örneği verilmiştir.

Biyel-krank sistemi : Doğrusal bir hareketi dairesel bir harekete (ve tersini) dönüştürmek için kullanılan mekanik sistem.
Kam Takip Sistemi : Döner hareketi salınımlı doğrusal harekete dönüştüren mekanik sistem.
Sonsuz vida sistemi : İki dik eksen arasındaki dönme hareketini iletmek için kullanılan mekanik sistem.
Kremayer ve pinyon sistemi : Dairesel hareketten doğrusal harekete geçiş yapmanızı sağlayan ters çevrilebilir mekanik sistem.
Dişli sistemi : Dairesel hareketi bir dişliden diğer dişliye iletmek için kullanılan mekanik sistem.
Makara sistemi : Bir yükü kaldırmak için gereken kuvveti daha az olacak şekilde etkili bir şekilde bir araya gelen bir dizi makaradan oluşan mekanik sistem.

Mekanik bir sistemin parçaları

Mekanik bir sistem aşağıdaki parçalardan veya elemanlardan oluşur:

Tahrik bloğu (veya giriş bloğu) : Mekanik sistemin itici kuvveti alan ve dolayısıyla tüm sistemin hareketini başlatan kısmıdır. Tipik olarak mekanik sistemin bu bileşeni bir elektrik motoruna bağlanır, böylece motor, mekanik sistemin ilk hareketini sağlar.
Verici bloğu : Mekanik sistemin motor bloğunun hareketini alıp dönüştüren kısmıdır. Aynı şekilde hareketin çıkış bloğuna iletilmesinden de sorumludur.
Alma bloğu (veya çıkış bloğu) : İletici bloktan gelen hareketi ve kuvveti alan ve çıkış mekanik işini uygulamaktan sorumlu olan mekanik sistemin parçasıdır. Bu nedenle, bu bileşen veya eleman seti mekanik sistemin ana işlevini yerine getirir.

Bisikletin mekanik sistemi örneğini incelersek pedallar bacakların uyguladığı kuvveti alan motor ünitesidir. Daha sonra pedallar dönme hareketini aktarma bloğu olan bisiklet mekanizmasına iletir. Son olarak mekanizma kuvvetin değerini arttırarak çıkış bloğu olan tekerleklere iletir ve dolayısıyla bisiklet ileri doğru hareket eder.

Mekanik sistem türleri

Mekanik sistemler fonksiyonlarına göre aşağıdaki tiplere ayrılabilir:

Mekanik Doğrusal İletim Sistemi – Doğrusal hareketi ileten bir tür mekanik sistem. Tipik olarak bu tür mekanik sistemler giriş kuvvetini artırmak veya azaltmak için kullanılır.
Dairesel şanzıman mekanik sistemi : dairesel hareketi ileten mekanik sistem türü. Bu mekanik sistemler bir milin dönme hızını artırmak veya azaltmak için kullanılır.
Mekanik Hareket Dönüşüm Sistemi : Giriş hareketini başka bir hareket türüne dönüştüren bir tür mekanik sistemdir. Bu tür mekanik sistemler çok kullanışlıdır çünkü dairesel hareketten doğrusal harekete veya tam tersi yönde geçiş yapmanıza olanak tanırlar.

➤ Bakınız: Mekanizma türleri

Mekanik sistemin mekanik avantajı

Mekanik avantaj, mekanik bir sisteme uygulanan kuvvetin hangi faktörle çarpıldığını gösteren bir ölçümdür. Başka bir deyişle, mekanik avantaj, bir mekanik sistemin, söz konusu sistemi kullanan bir kuvvetin artış derecesini ifade eden karakteristik bir parametresidir.

Mekanik bir sistemin mekanik avantajını hesaplama formülü şöyledir:

$VM=\cfrac{F_s}{F_e}$

Mekanik bir sistemin mekanik avantajı, uygulanan kuvvetin hızının yükün hareket hızına bölünmesiyle de hesaplanabilir. Benzer şekilde, bu ifade de uygulanan kuvvetin noktasının yer değiştirmesinin yükün yer değiştirmesine bölünmesine eşdeğerdir:

$VM=\cfrac{F_s}{F_e}=\cfrac{v_e}{v_s}=\cfrac{d_e}{d_s}$

Altın:

$VM$

mekanik avantajdır.
$F_s$

çıkış kuvvetidir.
$F_e$

giriş kuvvetidir.
$v_e$

giriş hızıdır.
$v_s$

çıkış hızıdır.
$d_e$

girişin kat ettiği mesafedir.
$d_s$

çıkışın kat ettiği mesafedir.

Öte yandan kuvvet yerine moment iletmek istiyorsak çıkış momentinin giriş momentine bölünmesiyle mekanik avantaj hesaplanır. Örneğin dişli sistemlerinin mekanik avantajı iletilen momentin oranıyla ölçülür.

$VM=\cfrac{M_s}{M_e}=\cfrac{\omega_e}{\omega_s}$