Kasnaklar, birçok işlem için kullanılan basit makineleri temsil eder. Kasnak sistemleri, bir mil üzerinde bulunan iki adet kasnağı birbirine bağlayan bir kayış ile yapılır. Bir kasnak, sürücü kasnağı, diğeri ise tahrik kasnağıdır. Kasnaklar hızı değiştirebilir, tork sağlayabilir ve dönüş yönünü değiştirebilir. Kasnaklarla hızın değiştirilmesi, bir kasnak çarkının çapının değiştirilmesini gerektirir.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Kasnak sistemleri, bir kayışla birleştirilmiş bir mil üzerinde iki kasnak tekerleği içerir. Bu tekerlekler sürücü ve tahrikli kasnaklardır. Kasnak tekerleklerinin çapı değiştirilerek hız değiştirilebilir. Daha büyük bir kasnağı döndüren daha küçük bir kasnak, daha büyük olanın daha yavaş ancak daha fazla şaft gücü ile hareket etmesine neden olur.
Hız Oranı, Çıkış Hızı ve Tork
Farklı boyutlarda tekerleklere sahip iki makaralı bir sistemde, iki makaralı tekerlek arasındaki hız farkı hesaplanabilir. Hız oranı, tahrik edilen kasnağın çapının tahrik kasnağının çapına bölünmesiyle bulunur. Örneğin, 150 mm tahrikli kasnak ve 50 mm tahrik kasnağı ile hız oranı 3'tür. Çıkış hızını bulmak, giriş hızını alıp hız oranına bölmeyi gerektirir. Temel olarak çıkış kasnağının hızı bir sonraki aşama için giriş hızı olur ve çok kasnaklı sürücüyü bulabilirsiniz. Giriş hızı 75 rpm ise, çıkış hızı 75 rpm bölü 3 veya 25 rpm'ye eşittir. Buna karşılık, giriş torkunu hız oranıyla çarparak, sürücü kasnağından sürülen kasnağa çıkış torku bulunabilir.
Kasnaklar ve Hız
Kayışla birbirine bağlanan aynı büyüklükteki iki kasnak, aynı mil gücünde aynı hızda dönecektir. Daha büyük bir kasnağı döndüren daha küçük bir kasnak, daha büyük olanın daha yavaş ancak daha fazla şaft gücü ile hareket etmesine neden olur. Bir örnek, motoru hızlı, ancak tekerlekleri yavaş dönen, ancak düşük hızda önemli bir güce sahip olan düşük vitesli bir kamyon olabilir. Alternatif olarak, daha küçük bir kasnağı döndüren daha büyük bir kasnak, daha küçük olanın daha hızlı ancak daha az şaft gücü ile dönmesine neden olur. Örneğin, yüksek vitesteki bir kamyonun motoru daha yavaş dönerken tekerlekleri daha hızlı döner, bu da kamyonun daha yüksek hızına neden olur. Kavramalar, yük taşıma ve hız üzerinde kontrol sağlar.
Kasnakların Gerçek Dünya Örnekleri
Kasnaklar, çeşitli makineler için tahrik kayışlarında kullanılmaktadır. Kayışların kendileri sentetik malzemeden yapılabilir. Kayış aşınabilir veya kayabilir, ancak kasnaklar ve kayışlar yağlama gerektirmez. Bir kar makinesinde, kavrama, çok güçlü ve esnek olan geniş bir kayışla birbirine bağlanan iki makaradan oluşur. Kar makinesi bir yük veya dirençle karşılaştığında motor yavaşlar ve tahrik kasnağı yavaşlar ve dağılır. Ardından, tahrikli debriyajdaki yaylar birlikte itilir. Bu, palet hızının azalmasına, ancak kar makinesi için daha fazla güce neden olur.
Fan hızını ayarlamak için ayarlanabilir bir kasnak kullanılabilir. Ayarlanabilir kasnaklar, bir yarısı diğerine çevrilmiş iki konik, bağlantılı bölüme sahiptir. Birbirlerine döndürüldüklerinde kayışları kasnağın dışına itilir ve fan hızı arttırılır. Tersine, fan hızının düşürülmesi, kasnak yarımlarının birbirinden ayrılmasını ve kayışın etrafında dolaşması için mesafenin kısaltılmasını gerektirecektir. Esasen, fan hızını ve dolayısıyla hava akışını azaltmak için kasnak çapı değiştirilir.
Otomobiller genellikle motor zamanlama sürüş sistemi için bir senkron kayış kullanır. Tahrik kasnağının hızı arttıkça kayış titreşim frekansı da artar. Aynı şekilde, tahrik kasnağının hızı düşürüldüğünde kayış titreşimi azalır. Titreşimi azaltmak şanzıman kararlılığını artırır.
Madencilik gibi malzeme taşımacılığında kullanılan konveyör bantlar, bir kasnak sistemine dayanır. Konveyörlerin güvenli ve verimli çalışabilmesi için hızlarının kontrol edilmesi gerekir. Bunu yapmak için kayış gerginliği korunmalıdır, böylece kayış sarkmaz ve sürtünme oluşturmaz. Kayış kaymasını önlemek için tahrik kasnaklarına uygulanan tahrik kuvvetleri kontrol edilmelidir. Konveyör, tahrik kasnağı üzerindeki tahrik kuvvetinin zirvesinden sonra yavaşlayabilir. Bu kontrol, konveyörden malzeme dökülmesini önler.
Basit Bir Kasnak Yapmak
Basit bir kasnağın gösterilmesi, evde bir lastik bant ve iplik makaraları ile yapılabilir. Lastik bant, tahrik kayışını temsil eder ve makaralar, kasnakları temsil eder. Makaraların değişen boyutları kullanılarak, tahrik edilen makaranın tahrik makarasını döndürmek için ihtiyaç duyduğu dönüş sayısı gösterilebilir. Makaralar, kasnak tekerleklerinin hız farkını gösterir.