Yaylar her tür makinede her yerde bulunur tüketici ürünlerinden ağır endüstriyel ekipmanlara, bir mekanizma içeren her şeyi parçalara ayırın ve muhtemelen içinde bir yay bulacaksınız. Yaylar, mekanik enerji için depolama araçlarıdır bunları pillere benzer olarak düşünün! İlk yayla çalışan saatler 1400’lerde ortaya çıktı.
Yay çeşitleri ve uygulamaları
Yayları sınıflandırmanın en yaygın yolu, yükün onlara nasıl uygulandığına göredir. Muhtemelen aşağıdakileri biliyorsunuzdur:
Sıkıştırma yayı: Sıkıştırma yükü ile çalışmak üzere tasarlanmıştır ve amortisörlerde, yaylı yataklarda, mekanik kurşun kalemlerde ve geri çekilebilir kalemlerde bulunur.
Uzatma yayı: Çekme yükü ile çalışmak üzere tasarlanmıştır. Arketipik bir örnek bir Slinky’dir, ancak bunlar aynı zamanda bagaj tartılarında ve garaj kapısı mekanizmalarında da bulunur.
Burulma yayı: torkla (bükme kuvveti) çalışmak üzere tasarlanmıştır; her mandal ve fare kapanı için güç sağlar.
Bu türlerin her biri ayrıca karakterize edilebilir. Bir yaya uygulanan kuvvet ile bunun sonucunda ortaya çıkan yer değiştirme arasındaki ilişkiye bakabiliriz. Yine, üç yay sınıfı vardır: doğrusal (veya sabit oranlı) yaylar, değişken oranlı yaylar ve sabit kuvvet yayları.
Doğrusal yaylar
Doğrusal yaylar Hooke Yasasına (F = k * x) uyar; bu, böyle bir yayı x mesafesi kadar uzatmak veya sıkıştırmak için gereken kuvvetin, yayın elastik sınırını aşmadığı sürece mesafeyle orantılı olduğu anlamına gelir. . Burulma yayları, Hooke Yasasının benzer bir versiyonuna uyar (F = k * θ, burada θ bir açıdır). Her iki durumda da k, yay hızıdır ve yayın sapması ne olursa olsun sabit kalır. Bu nedenle doğrusal yaylar, sabit oranlı yaylar olarak da bilinir.
Değişken oranlı yaylar
Öte yandan, değişken oranlı bir yay, eksenel uzunluğu boyunca aynı yay oranına sahip değildir. Yay hızında aşamalı bir değişiklik veya daha ani bir değişiklik olabilir – aşağıdaki şemaya bakın.
Doğrusal, aşamalı ve çift oranlı yaylar
Tanıdık bir değişken oranlı yay, en çok pil kutularında bulunan koni şeklindeki sıkıştırma yaydır. Tam olarak sıkıştırılmış yükseklik, bir tel çapı kadar düşük olabilir. Değişken oranlı yaylar ayrıca yanal olarak stabil olma ve bükülmeye daha az eğilimli olma gibi ek avantajlara da sahiptir.
Sabit kuvvet yayları
Adından da anlaşılacağı gibi, sabit bir kuvvet yayı, ne kadar uzun olursa olsun, neredeyse aynı kuvveti gerektirir. Sabit kuvvet yaylarına ayrıca saat yayları da denir. Bu tür yay, genellikle monitörler için yükseklik ayarı ve saatler gibi dengeleme uygulamalarında kullanılan sarmal bir yay çeliğidir.
Yay İmalatı
Yaylar ayrıca nasıl yapıldıklarına göre sınıflandırılabilir. Çoğu insanın aklına gelen ilk yay, muhtemelen sarmal yay olarak da bilinen metal bir sarmal yaydır. Bununla birlikte, başka birçok tür var. Elastik bir bant bile mekanik enerji depoladığı için değişken oranlı bir yay olarak düşünülebilir.
Helezon yaylar
Hafif helezon yaylar, CNC sarım makinesinde metal teller oluşturularak yapılır. Çok eksenli CNC kontrolü, yalnızca hayal gücünüzle sınırlı değişken aralıklar ve bitiş koşulları oluşturmanıza olanak tanır. Sarma makinelerinden çıkan yayların yaylanma özelliği yoktur. Stresi azaltmak için yüksek bir sıcaklığa (tipik olarak 500 derece Fahrenheit veya daha fazla) ısıtılmaları ve ardından şekil belleği oluşturmak için söndürülmeleri gerekir.
Yassı Yaylar
Yassı yaylar her tür boyut ve şekilde gelir: Yaylı rondelalar, PCB yay kontakları ve tutucu klipslerin tümü yassı yaylara örnektir. Esasen sac metal parçalar, damgalanarak yapılabilir. Bununla birlikte, saat yayları ve salyangoz yaylar gibi sarmal düz yaylar da vardır. Ayrıca şekil hafızası için ısıl işlem görmeleri gerekir.
İşlenmiş Yaylar
İşlenmiş yaylar ve kalıp yayları, yüksek mukavemet ve hassasiyet gereksinimleri olan ağır iş uygulamaları için kullanılır. Adından da anlaşılacağı gibi CNC torna ve frezelerde işlenmiş yaylar yapılır.
Kalıplı Yaylar
Plastik veya kompozit yaylar genellikle gıda üretimi, tıbbi ve denizcilik uygulamaları gibi aşındırıcı ortamlarda bulunur. Sürünme nedeniyle, sadece aralıklı döngülerde kullanılmalıdırlar. Metal yaylarla karşılaştırıldığında, uzaya görece yeni gelenlerdir ve arz o kadar fazla değildir.