Kuvvet kavramı, fizik biliminin temel kavramlarından biri olup, cisimlere hareket ya da şekil yönünden yapılan etkiyi ifade eder. Kuvvet, göz ile gözlemlenebilen bir kavram değildir. Kuvveti, cisimlere yaptığı etki sonucunda ortaya çıkan değişim üzerinden gözlemleriz. Söz gelimi, hareket halindeki nesnelerin durması, duran nesnelerin harekete geçmesi, hareket halindeki nesnelerin hareket hızının hızlanması ya da yavaşlaması ya da çeşitli nesnelerin şeklinin değişmesi, çeşitli kuvvetler uygulanması sonucunda gerçekleşir. Kuvvetin birçok çeşidi olup, kuvveti ölçen aletlere ise dinamometre adı verilir. Dinamometre ya da Türkçe karşılığı ile ifade etmek gerekirse kuvvetölçer, en temel biçimiyle dönen bir parçaya uygulanan burma kuvvetini ölçen alettir.
Kuvvetölçer (dinamometre) çalışma prensibi nedir?
Kuvveti ölçmeye yarayan aletlerin en temel olanı ve yaygın olarak kullanılanı, esneklik özelliğine sahip bir metal halkanın burulması prensibine dayanır. Söz konusu metal halka üzerine, onu sıkıştırarak burulmasına neden olan bir kuvvet uygulandığında, halkanın burulma miktarına göre kuvvetin büyüklüğü ölçülür. Kısacası dinamometre yani kuvvetölçer adı verilen aletler, yayların esneklik özelliğini kullanarak çalışırlar.
İç içe geçmiş durumda bulunan iki adet borudan oluşan dinamometrelerde, iç kısımda yer alan boruda bir adet metal yay asılı vaziyette bulunur. İç kısımda bulunan borunun üzerinde eşit olarak bölümlendirilmiş birimler bulunur. Kuvvetin büyüklüğüne göre yay ne kadar hareket ederse, bu bölümlendirmede geldiği konuma bakılarak kuvvetin büyüklüğü ölçülmüş olur.
Kuvvetölçer (dinamometre) kullanım alanları nedir?
Dinamometreler, kuvvetin ölçülmesi için birçok farklı alanda kullanılabilir:
- Otomobillerin gücünün ölçülmesinde
- Trenlerde, vagonları çeken lokomotifin gücünün hesaplanmasında
- Asansörlerde kuvvet ölçümünde
- Su pompalarının gücünün ölçümünde
- Çok çeşitli motorların gücünün ölçümünde
- Gerilim testlerinde
- Sıkıştırma testlerinde
- Anahtarlama testlerinde
- Kırık testlerinde
- Etkili itme ve çekme testlerinde
Dinamometre çeşitleri nelerdir?
- Yük dinamometresi: Yük dinamometreleri, daha çok otomobillerin yük altında olduğu koşullarda güç ölçümlerinin yapılmasında kullanılır. Elektrikli fren kullanılırken, araç belirli bir devirde yüklenmeye başlar. Frende bulunan yük okuyucu sayesinde tekerleklerin tork değeri tespit edilir. Bu tür dinamometrelerin kullanımı yoluyla araçların beygir gücü performansları ortaya çıkarılmaktadır.
- Akselerasyon dinamometresi: Bu tür dinamometrelerde ölçümler bilgisayar marifeti ile hesaplanmaktadır. Ölçülmek istenen araç silindir üzerindeyken, bin devir noktasında çalıştırılarak ölçüm yapılır. Bu tür dinamometreler, motorların çalışması sırasında, yani hızlanma ve yavaşlama süreçlerindeki güç kayıplarını detaylıca ölçmek konusunda verimlidir. Motorun çalışması sırasında, hızlanma ve yavaşlama aşamalarında değişen motor gücü büyüklüğü miktarlarını detaylı ve kapsamlı bir şekilde kayıt altına almaya yarar.
- Hidrolik dinamometre: Bu tür dinamometreler, kuru sürtünme değil de akışkan sürtünmesindeki gücün dağıtılması prensibine dayalı olarak çalışmaktadır. Motorun çıkış miline bağlanmış bir adet iç döner eleman ya da pervaneden oluşur. Söz konusu pervane, içi sıvı ile doldurulmuş olan bir muhafazalı alanda döner. Pervane ile içinde bulunduğu sıvı arasındaki sürtünme kuvvetleri, kasa üzerine yerleştirilmiş yay dengesi ile ölçülür. Gücün yayılması nedeniyle ısı oluşur, bu ısı enerjisi sürekli olarak sistem içindeki sıvının temini ile taşınır.
- Kondansatörlü dinamometre: Bu tür dinamometreler, hassas düzeydeki kuvveti yüksek duyarlılık ile ölçebilen kuvvetölçer çeşididir. Uygulanan kuvvet basınca dönüştürülerek, kondansatör değerlerinde meydana gelen değişim ölçülür.
- Yol dinamometresi: Bu tür dinamometre, daha çok ölçüm merkezleri ve otomobil servislerinde kullanılır. Otomobillerin tekerlekleri iki silindir üzerine alınarak, sabitlenir. Tam gaz verilmek suretiyle ölçüm yapılır. Bu tür ölçüm yoluyla, motor çıkış gücü ve tekerlek gücü gibi farklı kuvvet türleri ölçülebilir.
- Motor dinamometre: Bu tür dinamometreler, daha çok fabrikalarda, endüstriyel üretim alanlarında kullanılır. Motorlarda bulunan volan çıkışı dinamometreye bağlanarak, volan çıkışında kuvvet ölçümü gerçekleştirilir. Bu tür dinamometrelerin kullanımı, diğer türlere kıyasla daha zordur.
