Rayda Hareket Edecek Robot İçin Tekerlek Tasarımı

[SB7]

Selamlar,

Tren raylarında hareket edecek bir robotu Solidworks programı ile tasarlıyorum. Robotun hareketini sağlayacak tekerlek için metal yerine alternatif bir malzeme arayışındayım. Ek olarak bir soruna nasıl çözüm bulduklarını sormak itiyorum. Rayda hareket edecek tekerlek yapısı bu şekilde:




Sorum şu: Tekerlek yuvasının genişliği ray genişliğine eşit olursa dönüşlerde tekerlekler zarar görmez mi?Aşınmalar ya da zor dönüşler oluşmaz mı?

Bu sorunu çözmek için tekerlek yuvaları genişletilirse çözüm olabilir mi, olursa ne kadar bir pay bırakılmalı?

https://www.youtube.com/shorts/xPgHs_jTsxw

şöyle bir video buldum burda tekerlekler sürekli sürtünüyor ve sabit bir açıda ilerliyor. Örnek bir teknik resim paylaşabilecek var mı?

Mekanik bilgim çok zayıf, anahtar kelimelere ihtiyacım var. Yardımcı olursanız sevinirim.

[fide]

Çift tarafta çıkıntı makas değiştirirken sıkıntı oluşturur. Trenlerde raylar arası sabit ama ray birleşimlerinde dış taraftan diğer ray geliyor. Bu yüzden dış tarafta çıkıntı olmaması gerekir.

Diğer taraftan trenin tekerleri küçük bir açı ile sağa sola dönebiliyor. İki teker birbirine göre sabit ama bu yapı gövdeye sabit değil. Küçük açılarla da olsa hareket edebiliyor. Bu sayede viraj yada bükümlü yerlerde hareket edebiliyor.

Videoda da görüleceği şekilde tren tekeri düz değil. Dışa doğru konik. Bu da rayların genleşme vb sebeple birbirinden uzaklaştığı yerlerde trenin tam ortada kalmasını sağlıyor. Eski ama gerçekten ilginç bir teknoloji.

[yas]

Eğer tek bir ray üzerinde hareket olacaksa (sürgülü kapılar gibi) tekerleğin her iki tarafında sizin çiziminizdeki gibi flanş olmalı. Ama çizimdeki örnek bence hatalı bir tasarım. Çünkü üzerine bir nesne pislik düşse hareket esnasında sıkışmaya, zıplamaya veya raydan çıkmaya sebep olabilir. Düz bir yüzey üzerinde hareket etmek yerine yüzeyin sağ ve soldan eşit açılı (mesela köşebent profil üzerinde) olması yada yuvarlaksı bir şekilde olması bu tür istenmeyen yabancı madde sıkışmalarını önemli ölçüde engelleyecektir. Yüzey oval veya açılı olacağı için üzerinde yabancı cisim duramayacak, dengede dursa bile tekerin dokunmasıyla düşme eğiliminde olacaktır.
Eğer iki ray üzerinde hareket edecekse tekerler tek taraftan ve iç taraftan flanşlı olması daha doğru olur herhalde. Tıpkı tren raylarında olduğu gibi. Çift flanşlı tekerlekte kullanılabilir ama bu seferde rayların arasındaki mesafeyi kusursuz hizalamak ve manevra için makaslama (yani yön için ray değiştirme) kullanmamak gerekir.

Materyal seçimine gelince, metal harici malzeme sorduğunuz için elektriksel yalıtım olması gerekliliği olduğunu varsayıyorum. O sebeple aklıma ilk gelen materyal olarak delrin i öneriyorum.

[kimlenbu]

Lunapark'ta çalıştığım sıralarda italyan malı "Korku Tüneli" oyuncağının tekerleri kırılıp duruyordu ve yedek parçası pahalıydı. Tekerleri teflondan ürettiler ve yüzlerce kiloyu rahat rahat taşıdı.

[SB7]

Cevaplar için herkese çok teşekkür ederim.

@fide hocam şu cümlelerinizi tam anlayamadım,

İki teker birbirine göre sabit ama bu yapı gövdeye sabit değil. Küçük açılarla da olsa hareket edebiliyor. Bu sayede viraj yada bükümlü yerlerde hareket edebiliyor.

Videoda da görüleceği şekilde tren tekeri düz değil. Dışa doğru konik. Bu da rayların genleşme vb sebeple birbirinden uzaklaştığı yerlerde trenin tam ortada kalmasını sağlıyor. Eski ama gerçekten ilginç bir teknoloji.

Tekerler birbirine göre sabit olsa arada mil gibi bir aktarma parçasına ihtiyaç duyulmaz mı?

İkinci olarak konik yapıdan bahsetmişsiniz, konik yapıyı tam göremedim örnek çelik tekerlere de baktım orta kısım düz görünüyor. Konik olsa yükü dışarıya doğru itmez mi? Yani sürekli bir tarafa daha çok yük binme durumu ve dolaylı olarak yüklü yerdeki çıkıntının sürekli sürtüneceği bir ortam oluşmaz mı?

@yas  hocam başlangıç olduğu için çizim eksik, öngördüğünüz gibi karşılıklı tekerlekler ve köşebent veya levhaya sabitlenmiş çift rayda hareket edecek bir yapı olacak.Çift ray üzerinde iç taraftan flanş benzeri bir yapı fikri güzelmiş.Oyuncak bir tren için çizilmiş bir model buldum. Bahsedilen yapı bu şekilde sanırım:
https://resimlink.com/OYP4EyIXi_N
O halde hazır bir tekerleğin modifiyesiyle bu sistemin tasarımında engel bir durum olur mu? Mesela:
https://resimlink.com/B8dvh
bu şekilde bir ek yapma işlemiyle hem küçük de olsa tekerlekler yön değiştirebilecek hem de ek sayesinde raydan çıkma durumu olmayacak.
(ImgBB sitesinde sorun olduğu için alternatif bir siteye resim atmak zorunda kaldım)

[fide]

Tren tekerleri yekpare hale getiriliyor.
Bu tekerler arasında arabalarda olduğu gibi diferansiyel sistem yok. Bu yüzden virajları/makasları alabilmek için gövde bağlantısında hareket payı bırakılıyor.

Bu videoda tren rayı ve tekeri ile ilgili herşey animasyonla gayet güzel açıklanmış.
Tekerin konik olduğunu biliyordum ama tren rayı da hafif açılı üretiliyormuş. Ben de bunu öğrenmiş oldum.

[SB7]

@fide Hocam çok makbule geçti, videolarla anladım olayı çok teşekkür ederim.

[RaMu]

Takip ettiğim bir kanal bir çok konuda bilgilendirici videoları var,
şu videoda teker ve raydan bahsediyor,
https://www.youtube.com/watch?v=Nteyw40i9So

Treni örnek almak doğru olmayabilir, trende taşınan yükler çok yüksek,
sizin ihtiyacınız görece az ise başka yöntemlerde uygulanabilir olur.
Bazı durumlarda hareket eden yüzeyler 3 eksendede kuvvete maruz kalabiliyor buradada farklı uygulamalar mevcut,
"lineer bearings" diye bakılabilir.

[SB7]

@RaMu hocam cevabınız için teşekkürler, lineer rulman/kızak yapısı güzelmiş ancak benim tasarlayacağım sistem gerçek tren hatlarında kullanılacak. Ray geçişlerinde bu yapı kullanılamaz gibi görünüyor.
Video tasarım için yol gösterici oldu, gerçek ölçüler ve deneylerle pekiştirilmiş. Ölçüleri belirlerken işime yarayacak çok sağ olun.