Spiroid dişli nedir?
Spiroid® dişli ailesi, Illinois Tool Works Inc. (Chicago, IL, ABD) tarafından geliştirilen , güç iletiminde kullanılan özel bir dişli sistemidir.
Dişliler, bir çubuğun ekseni boyunca eğik olarak yerleştirilmiş ve merkez eksene göre bir helis açı oluşturan dişlilerdir. Bu tasarım, dişleri uzunlamasına yönde kavisli olan bir yüzey dişlisi dişe olan eğim bir helis açısına benzer. Ancak bu dişliler gerçek bir heliseldir, spiral değildir. Spiroid dişliler, konik bir vida dişlisi ile bir yüzey dişlisi arasında çalışır. Dişlilerin eğimli yapısı, dişler arasındaki temasın sürekli değişmesini sağlar, bu da daha düzgün bir güç iletimi gerçekleştirir (Resim 2). Spiroid dişlilerde enerji kaybını azaltır ve daha düşük işletme maliyetleri sağlar. Ayrıca, spiroid dişliler, daha iyi yağlama sağlar ve bu da dişlilerin daha uzun ömürlü olmasına yardımcı olur. Spiroid dişliler, çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktadır ve özellikle yüksek verim, yüksek tork ve düşük gürültü gerektiren alanlarda tercih edilir.
Spiroid dişlilerin yapısı, dişli yüzeyleri arasındaki temas açısının konik dişlilere göre daha büyük olmasını sağlar. Bu, daha büyük bir yüzey teması , daha homojen bir yük dağılımı, daha yüksek yük taşıma kapasitesi ve daha uzun ömür anlamına gelir. Ayrıca, daha büyük temas açısı, dişliler arasındaki sürtünmeyi azaltarak daha düşük gürültü seviyeleri sunar.
Spiroid dişlilerin verimliliği
Spiroid dişliler, diğer dişli türlerine göre daha yüksek bir verimlilik sunar. Bu durumu daha iyi anlamak için şu örnek verilebilir: Resim 1’de görüldüğü gibi, 4 farklı dişli tipi de hareketi 90 derece iletmektedir.
Sonsuz vida dişlilerinde, dişli çarkın tepe kısmına açılan diş sayısı ile vida ağız sayısının oranıyla tahvil oranı bulunur. Örneğin, Z: 50 diş sayısına sahip bir sonsuz dişli ile 2 ağızlı bir vidanın tahvil oranı i = 50/2 = 25’tir. Bu dişli tipinde, yüksek tahvil oranına ulaşılabilir ancak sürtünme nedeniyle verimlilik %75’lere düşmektedir.
Globoid dişlilerde, sonsuz dişlinin formu, vida yüzey formunu sardığı için dişleri ileten diş sayısı daha fazladır. Bu da daha düşük boşluk ve daha yüksek tork iletebilme özelliği sağlar.
Düz konik dişliler, helisel konik dişliler ve spiral konik dişliler, sonsuz vida sistemlerine göre daha verimlidir. Ancak, verimlilik yüksek olsa da, dişli tahvil oranı düşüktür. Örneğin, üstteki örnekte belirtilen sonsuz çark dişlisi çapında ayna dişli diş sayısı 50, mahturi diş sayısı 10 olan bir dişli çiftinin tahvil oranı i = 50/10 = 5’tir. Verimlilikleri %98 civarındadır.
Spiral konik dişlilerde, diş yüzeyince temas mesafesi daha fazla olduğundan kontak oranı daha yüksektir, bu da daha sessiz bir dişli iletimi sağlar. Spiral koniklerin diş genişlikleri düz koniklere göre daha uzun olduğundan daha fazla yük taşıyabilirler.
Bu iki sistem karşılaştırıldığında, yaklaşık aynı konstrüksiyon ebatlarında verimliliği artırırken tahvil oranı düşmektedir. Hipoid dişlilerde tahvil oranını artırmadan daha yüksek tork iletimi ve daha yüksek kontak oranı için mahturi dişlinin ekseni paralel olarak bir miktar kaydırılabilir. Bu, mahturi dişlinin kontak oranını artırarak daha verimli bir dişli çifti elde edilmesini sağlar.
Spiroid dişliler, konik dişlilerin ve sonsuz vida teknolojisinin entegrasyonu olarak karşımıza çıkar. Yukarıdaki örneklerle bağlantı kuracak olursak, ayna dişli diş sayısı Z: 50 olduğunda ve vidanın ağız sayısı 2 olduğunda tahvil oranı i = 50/2 = 25 olacaktır. Bu dişliler, sonsuz vida dişli sistemi ve konik dişli sisteminin dezavantajlarını giderecek şekilde yüksek tahvillerde yüksek verimlilikle iletim gerçekleştirir.
Helicon® ve Planoid® Spiroid tipleri arasındaki farklar nelerdir?
Spiroid ailesinde, Helicon® ve Planoid® tipleri de dahil olmak üzere Spiroid tipi bulunmaktadır. Helicon ve Planoid, Spiroid dişli ailesindeki farklı tiplerdir ve belirli uygulamalara yönelik farklı gereksinimleri karşılamak üzere tasarlanmışlardır. Helicon ve Planoid Spiroid dişliler arasındaki temel farklar aşağıdaki gibidir:
Helicon, konikliği olmayan bir pinyon içerirken, Planoid daha düşük oranlara ve daha düşük ofsetlere sahiptir. Bu, her bir dişli tipinin farklı tork ve hız gereksinimlerine yanıt verebileceği anlamına gelir.
Helicon tipi genellikle daha yüksek tork ve hız gereksinimleri olan uygulamalarda tercih edilirken, Planoid tipi daha düşük tork ve hız gerektiren uygulamalar için daha uygundur.
Helicon dişliler, genellikle daha yüksek ofsetlere sahipken, Planoid dişliler daha düşük ofsetlere sahiptir. Bu, dişlilerin nasıl yerleştirileceği ve çalışma prensipleri arasındaki farkları belirler.
Helicon ve Planoid dişlilerin diş yapısı arasında da farklılıklar vardır. Her birinin diş profili ve dişler arasındaki ilişki şekli, farklı tork ve hız gereksinimlerini karşılamak üzere optimize edilmiştir.
Helicon ve Planoid tipi Spiroid dişliler, farklı uygulamalara yönelik özel gereksinimleri karşılamak üzere tasarlanmıştır. Bu nedenle, hangi tipin kullanılacağı, belirli bir uygulamanın gereksinimlerine bağlı olacaktır.
Spiroid dişliler nasıl üretilir?
Spiroid pinyonları, azdırma, frezeleme, CNC 5 eksen tezgahlarda üretilebilir. Spiroid dişliler genellikle, özellikle üretilmiş (veya modifiye edilmiş) bir azdırma kullanılarak, özel olarak yapılmış bir azdırma tezgahında üretilir. Ayrıca, Spiroid dişliler sinterlenmiş olarak da üretilebilir.
Referanslar
[1] Radzevich – Dudleys Handbook of Practical Gear Design and Manufacture-2012
[2] Development of conical face gear technology cooperation with conical worm in spiroid gear drive-Piotr FRĄCKOWIAK1, Kamil WOJTKO1
[3] GEARX_Spiroid_gear_pairs_catalog
