SINIFLANDIRMA AMAÇLI KULLANILAN SİLİNDİRİK TRİYÖRLERİN KİNEMATİK ESASLARI * Kinematical Principles of Cylindrical Triors Used for Classification

Transkript

1 Ç.Ü Fen Bilimleri Ensiüsü Yıl:009 Cil:0- SINIFLANDIRMA AMAÇLI KULLANILAN SİLİNDİRİK TRİYÖRLERİN KİNEMATİK ESASLARI * Kinemaical Principles of Cylindrical Triors Used for Classificaion İbrahim Emre YATAR Tarım Makinaları Anabilim Dalı Prof. Dr. Emin GÜZEL Tarım Makinaları Anabilim Dalı ÖZET Bu çalışmada, selekörler üzerinde yer alan ve görevi emizlenme sınıflandırma ünielerinin son aşamasında ürünü büyük ve küçük olarak iki gruba ayıran riyörlerin kinemaik esasları incelenmeye çalışılmışır. Triyörler, ahıl içinde elemeyle ayrılamayan yabancı maddelerin yanında ürünü uzunluklarına göre kendi içinde sınıflandıran yuvalı, döner silindirik bir üniedir. Bu çalışma ile riyörün eorik olarak devir sayısı, hızı ve ivmesi ürünün yuva üzerindeki konumuna göre hesaplanarak kullanıcıya praik bilgiler verilmeye çalışılmışır. Anahar Kelimeler: Elekler, Silindirik Triyörler, Kinemaik Analizler ABSTRACT In his file, we reserch he main of Triors kinemaic, he riors which one is divide he growh big one or small one when he finishing cycle of he classificaion and cleaning ime. The riors divide he wase growh and useful growh o classificaion of long size. İ has go a slo and roaional cylindiric uni. In his file, we wan o give a pracical informaion abou he posiion of growh o he roleys cycle ime,velociy and acceleraion calculaion. Key words: Sieves, Cylindrical Triors, Kinemaical Analysis Giriş Günümüzde aran beslenme gereksiniminin karşılanması için birim alandan elde edilecek ürün mikarının arırılması sraejik bir hedef iken, elde edilmiş ürünün kaliesinin arırılması da bu sraejik hedefin en önemli parçalarından biridir. Bu amaçla yapılan çalışmaların hedefine ulaşabilmesi için, elde edilen ürünlerin besleme özelliklerinin en az kayıpla ükeiciye ileilmeleri gerekir. Oysa arım ürünlerinin çok az bir bölümü hasa edildiken hemen sonra ve herhangi bir işlem yapılmadan ükeilir. Elde edilen ürünlerin çoğu, ükeilmeden önce, amaca göre değişen bazı işlemlerden geçirilerek değerlendirilir ve kullanılma ömürleri arırılmaya çalışılır. Ürünün nieliğini arırmak, ürünün biyolojik ve fiziksel değerini koruma işidir. Biyolojik özelliği doğrudan çeşile ilgili ve bunun gelişirilmesi ıslah yönemlerine * Yüksek Lisans Tezi - MSc. Thesis 1

2 Ç.Ü Fen Bilimleri Ensiüsü Yıl:009 Cil:0- bağlıdır. Fiziksel olarak nieliğini arırmak ile, bikinin ohumlarının yabancı maddelerden (organik ve inorganik) emizlenmesi yanında, biyolojik akiviesini amamlamış aneleri diğerlerinden ayırmakır. Bugün arımımızın gelişirilmesi birim alandan elde edilen üreimin nielik, nicelik yönünden arırılmasına, onu gelişirecek ileri arım ekniklerinin uygulamalarına ve üreimin değerlendirilmesine dayanmakadır (Anonymous, 008). Tarımsal ürünleri, sanayi ürünü haline dönüşürerek hem kama değerini arırmak hem de en ucuz ve ekili bir şekilde üreicinin kullanımına sunmak gerekmekedir. Tarım ürünlerinin çok azı üreildiği şekilde ve aze olarak ükeilir. Çoğu ürün, ükeiciye sunulmadan önce, yarı veya am işlenmiş duruma geirilmek amacıyla çeşili işlemlerden geçirilir (Anonymous, 008 ). Elde edilen ürünün kama değerinin arırılabilmesi, kaliesinin yüksekliğiyle doğrudan ilişkilidir. Kalienin yükselilebilmesi bir yandan iyi ohumluk kullanmaya bağlı iken diğer yandan da ürünün emiz ve sınıflandırılmış (organik ve inorganik maddelerden ayrılmış) olmasına bağlıdır. Tarım ürünlerinin emizlenmesi ve sınıflandırılması işlemleri, ürünün ohumluk nieliklerinin yükselilmesi ve pazar değerinin arırılması amacıyla yapılmakadır. Triyör adı verilen makinalar, ahıl içinde bulunan ve elemeyle ayrılamayan yabancı maddelerin yanında ürünü uzunluklarına göre kendi içerisinde sınıflandıran, yuvalı yüzeylerden oluşan döner silindir şeklinde olan makinalardır. Bu nedenle, Triyörle yapılan işin kaliesi, ohumluk karışımından ayrılması gereken kısa ve uzun anelerin am olarak ayrılıp ayrılmadığına göre değişir. Tanelerin uzunluk farklarına göre en iyi şekilde ayrılması ancak riyörün belirli bir kinemaik esasında olası olmakadır. Maeryal ve Meo Maeryal Çalışmada TZDK yapımı Çukurova Üniversiesi Ziraa Fakülesi Tarım Makinaları bölümünde Selekör üzerinde bulunan 1180 x 600 mm boyularındaki silindirik riyör dikkae alınarak bu çalışma yürüülmüşür. Silindirik riyör şekil 1 de görülmekedir.

3 Ç.Ü Fen Bilimleri Ensiüsü Yıl:009 Cil:0- Şekil 1. Silindirik Triyör Triyörler Triyörler, ahıl içinde bulunan ve elemeyle ayrılamayan yabancı maddelerin yanında ürünü de kendi içerisinde sınıflandıran, yuvalı yüzeylerden oluşan yaay ve düşey eksenli olarak çalışan makinalardır. Triyörün ayırma ekinliğine; - Besleme mikarı (Silindirdeki ane abakası kalınlaşıkça işin kaliesi bozulur). - Dönü hızı (Dönme hızı azaldıkça işin kaliesi iyileşir, faka iş verimi azalır). - Silindir eğim açısı eki emekedir (Eğim açısı büyüdükçe riyörün iş verimi arar, faka yapılan işin kaliesi bozulur.) (Muaf, 1961). Çalışma bu fakörlerin opimize edilmesini içermekedir. Meo Triyör Silindirinin Kinemaiğiyle İlgili Temel Paramereler Silindirik riyörün işlevini ekileyen en önemli kinemaik koşullar, silindirin kinemaik fakörü ve devir sayısıyla anımlanmakadır. Diğer bir deyimle riyörün hareke hali ve bu harekeli konumda ürünün yer değişirme mikarı, hızı ve ivmesinin yanında bu çalışmayla emel kurallar oraya konmaya çalışılmışır. Triyör silindirinin bilinen kinemaik fakörü (k ); k = g R ifadesiyle belirilir. Bu eşilike yer alan R, riyör silindirinin yarıçapını ise, açısal hızını belirmekedir (Yağcıoğlu, 1996). 3

4 Ç.Ü Fen Bilimleri Ensiüsü Yıl:009 Cil:0- Triyör oyuklarının içine giren anelerin, oyukan dışarı düşebilmesi için açısal hızları <(g/r) 1/ şarını aşımalıdır. Aksi akdirde, merkezkaç kuvvein ekisi nedeniyle, oyuk içindeki ane olduğu yerde kalır; dışarı düşemez. Açısal hızın uygun olması durumunda, yuva içine giren aneler, oyuğun kepçe ekisi ve oyuk ile ane arasındaki sürünme nedeniyle, ağırlık merkezlerinden geçen düşey bileşenin doğrulusu oyuk dışına çıkığı konuma ulaşana kadar yükselir ve buradan aşağıya doğru düşerler. Uzun aneler, oyuk içindeyken silindirle birlike küçük bir açısal yol ( ) aldıkan sonra, yeniden karışımın içine düşerler. Bu nedenle sürekli olarak beslenen riyörler de, silindir boyunca karışım, karmaşık bir sarmal hareke yapar (Evcim, 1991). Silindirik Triyörlerde Dairesel Hareke Yapan Tohumun Kinemaik Analizi Triyör yuvasıyla beraber hareke eden aneye ekiyen kuvvelerin analizi yapılabilir: Yı N Xı Pj F Dı G R 0 Şekil. a- Triyör yuvasıyla beraber hareke eden aneye ekiyen kuvveler b- Kuvve diyagramı 4

5 Ç.Ü Fen Bilimleri Ensiüsü Yıl:009 Cil:0- b- Kuvve diyagramı Silindir yüzeyindeki yuvalara düşen aneler belirli bir yüksekliğe kadar silindirle birlike açısal hızıyla hareke eder. Şekil. a da göserildiği gibi, yuva içine giren anelerin serbes düşmeyle ayrılacağı konum açısına karşı gelen silindir dönü açısı olsun. Burada yuva içindeki aneye ekiyen kuvveler şunlardır: G ağırlık kuvvei, N yuvanın epki kuvvei (reaksiyon kuvvei), F sürünme kuvvei ve P j anenin aale kuvvei ve yuvanın kenar açısıdır. 5

6 Ç.Ü Fen Bilimleri Ensiüsü Yıl:009 Cil:0- x 1 ve y 1 eksenlerindeki kuvvelerin oplamı sıfıra eşilenirse anenin yuvadan henüz düşmeyeceği sınır koşulu şu şekilde yazılabilir: F x = 0, F y = 0, P j. sin - G. sin ( - ) + F max = 0, -P j. cos G. cos ( - ) + N = 0 Buradan; N = P j. cos + G. cos ( - ) bulunur. Bu ifadeyi birinci eşilike P j = mg R ve F max = f N yerine koyarsak; R. (sin + f. cos ) = 9,8 sin ( Biliyoruz ki; f = sin / cos dir ve k = R / g buradan k = sin( ) sin( ) 6 - ) - f. cos ( - ) yazılabilir. = olduğundan ve = ifadesine eşi olduğu için; sin ( - ) = k.cos. ya da = arc sin ( k cos ) + Bu eşilike açısı parçacığın yuva içinden düşme nokasına kadar yükseldiği açıdır. Bu açı sürünme ( ) açısı ve kinemaik indekse ( k ) bağlıdır. Eğer parçacık ile yuva arasındaki sürünme kasayısı azaldığı zaman, açısı da azalır. Bu nedenle riyörler de ürünlerin sürünme açıları geniş sınırlar içinde değişir. Örneğin; karamuk (corn cockle) de bu oran iken, buğday da arasında değişir. Sonuça, riyörlerde anelerin yuvalarından düşmeleri, düşme yüksekliği açısının 1, minimum sürünme açısına 1 ve nin de max açısına karşı gelecekir. Bu buğday için 1 =48 0 iken =6 0 arasında değişmişir. Tahıl aneleri riyör yuvasından düşerken değişik ip harekeler yaparlar. N=0 olduğunda aneler yaayla ( ) açısında hareke ederler. N > 0 olduğunda aneler yuvadan kayar ve silindir iç yüzeyi boyunca kayarak düşer. İkinci durumda aneler ayırıcı oluk içine düşemez. Bu yüzden riyörün çalışması anenin yuvadan ayrılması anında normal epki kuvvei (reaksiyon kuvvei) N=0 olacak şekilde ayarlanmalıdır. Tanenin yuvadan kayarak çıkığı anda = 0 kabul edilerek;

7 Ç.Ü Fen Bilimleri Ensiüsü Yıl:009 Cil:0- yazılabilir. N = G. cos + P j P j = mg. R = 90 + N = 0 k = sin olur. Burada = 90 0 ve k = 1 olduğunda ane, mulak hızının yaay olduğu durumdaki en yüksek konumuna ulaşır. Bu konumda anenin serbes düşme yörüngesi silindir çeperi dışına uzandığından ane yuva dışına çıkamaz ve bu yüzden kinemaik oran k <1 olmalıdır. k değeri genellikle 0,5 0,7 arasında değişmekedir (Klenin and Popov, 1986; Evcim, 1991). Araşırma Bulguları ve Tarışma Hasa ve harmanlama işlemlerinin sonunda elde edilen aneli ürünlerin isenmeyen maeryalden (organik ve inorganik) ayrılması ve kendi içinde de sınıflandırılması hem o ürünün kullanımı, hem de ükeimi açısından kaçınılmaz bir zorunlulukur. Bu çalışmada da emizleme ve sınıflandırmanın emel unsurları yanında asarımın doğası gereği, diğer sisemlere göre; - daha basi hareke ileim düzeni, - dinamik balanslarının daha kolay olması - delik ıkanma sorununun olmaması - küçük hacimlerin daha verimli kullanılması nedeniyle silindirik riyörlerin kinemaiği üzerinde durulmuşur. Teorik düzeyde yapılan bu çalışmada silindirik riyörün çalışma paramereleri yanında yol, hız ve ivme bağlanıları çıkarılmaya çalışılmışır. Bu nedenle yarım yuvalı bir yüzey üzerinde aneye eki olan kuvveler; N: Normal Kuvve F: Sürünme Kuvvei G: Ağırlık kuvveinin ve onların bileşenlerinden oluşmakadır. Tane ile silindir yüzeyi arasındaki sürünme açısı ( ), incelenen herhangi bir durum için sabi kabul edildiğinde anenin harekeinin silindirin açısal hızına ve yarıçapına bağlı olduğu görülmüşür. Silindirin açısal hızı ise ( ), yer değişirme açısının zamana oranı ( ) olduğu için, anenin düşmeden silindir yüzeyi ile birlike dönmesi için; Normal ivmenin (a n = r. ) yerçekimi ivmesine oranıyla elde edilen ve silindirik riyörün kinemaik fakörü (k ) olarak isimlendirilen (k = r. / g) değerin k > sin ( )/sin konumunda ane elek yüzeyi üzerinde sabi kalarak elekle birlike dönmekedir. Tanenin elek yüzeyi üzerinden kayarak aşağı doğru düşmesi için ane ağırlığının düşey bileşeninin (mg. sin ) sürünme kuvveinden büyük olması gerekir. T < mg. sin dır. 7

8 Ç.Ü Fen Bilimleri Ensiüsü Yıl:009 Cil:0- Tanenin elek üzerinden kaymaya başladığı noka ise açısının yer değişirme mikarına eşiir. Bu durumda yer değişirme mikarı ya da ürünün düşmeye başladığı noka ile başlangıç yeri arasındaki yayın uzunluğu (S); S = r. dır. Açısal yer değişirme ya da açısal hızı; = Çizgisel hızı ise; ds = r. d d İvmesi ise; dv = r. d d Açısal ivme ise; = a Normal ivme ise; a n =.r dir. r d V = r. dır. d a = r. dır. Sonuçlar Bu çalışmada sınıflandırma ve ayırmanın emel prensipleri yanında, bu amaç için kullanılan yönemler özlü bir şekilde verilmeye çalışılmışır. Sınıflandırma ve ayırma işlemi bir anlamda amamlanmış olan ürünlerin kendi içinde ekrar sınıflandırılması (büyük/küçük) amacıyla yaygın olarak kullanılan ve ürünün uzunluğunu esas alan riyörlerin kinemaik esasları üzerinde durulmuşur. Bu çalışma ile, eorik olarak yapılan hesaplamalar sonucunda silindirik riyörün dönü hızı, devir sayısı ve eğim açısı değerleri hesaplanarak uygulama için somu değerler üreilmeye çalışılmışır. KAYNAKLAR ANONYMOUS, (008). 11.December.008. Online: hp:// / 375 ap. doc / EVCİM, H. Ü., Ürün Temizleme ve Sınıflandırma Tekniği. Ege Üniversiesi Ziraa Fakülesi Yayınları, No. 500, İzmir, 115s. KLENIN, N. I. ve ark., Agriculural Machines. Russain Translaions Series, 31,A.A. Balkema, Roerdam, 633s. MUTAF, E., Tohum Temizleme ve Sınıflandırma Makinaları. Ege Üniversiesi Ziraa Fakülesi Yayınları, No.47, İzmir, 148s. YAĞCIOĞLU, A. K., Ürün İşleme Tekniği. Ege Üniversiesi Ziraa Fakülesi Yayınları No. 517 İzmir, 64s. 8