2. TAŞIMA TEKNİĞİNDE KULLANILAN ELEMANLAR

Transkript

1 . TAŞIMA TEKNİĞİNDE KULLANILAN ELEMANLAR 1. YÜK KANCALARI Kaldırma ve iletme (taşıma) makinalarında yükün kaldırılması için emniyetle asılmasını temin eden elemana yük kancası adı verilir. Kaldırma ve taşıma makinalarında kullanılan yük kancaları standartlaştırılmış olup tanımlama ve özellikleri TS 340 de verilmiştir. Yük kancası, yükü kolayca kavrayacak ve kaldırma ve taşıma esnasında yerinden çıkmayacak bir şekilde imal edilmiş olmalıdır. Malzeme olarak ıslah edilmiş yüksek dayanımlı yapı çelikleri kullanılır. Dövme işlemi sonrası en küçük malzeme dayanımları, TS 340 a göre, Cetvel.1 deki gibi olmalıdır. Cetvel.1 Kanca çeliklerinin mekanik özellikleri Malzeme Çekme dayanımı (N/mm ) Akma dayanımı (N/mm ) Kopma Uzaması (%) StE StE StE StE CrMo4 (34CrNiMo6) (30CrNiMo8) Yük kancası şekil itibariyle bir sap (çubuk) ve bir kıvrılmış kısımdan oluşmaktadır. Sap kısmı kancayı yerine tespit etmeye, kıvrılmış kısım ise yükü kavramaya yarar. Yataklama elemanı olarak kaymalı yataklar da kullanılmakla beraber genellikle eksenel yuvarlanmalı yataklar tercih edilir. Bir yük kancasının bağlantı somun ve eksenel yuvarlanmalı (bilyalı) yatak ile travers üzerine tespit edilmesi Şekil.1 de görülmektedir. Şekil.1 Kancanın yataklanması

2 Böylece kanca, travers, bağlantı somunu, yatak ve travers üzerine yataklanan makaralar beraberce kanca blokunu oluştururlar. Kanca traversi, kancanın makara aksına yerleştiriliyorsa kısa tip kanca bloku (Şekil.), makara yan saclarının alt kısmına asılıyorsa uzun tip kanca bloku (Şekil.3) meydana gelir. Şekil. Kısa tip kanca bloku Şekil.3 Uzun tip kanca bloku Yük kancaları; TS ISO 1837 de - Yapılış şekline göre - Kullanım amacına göre - Bağlanma şekline göre olmak üzere üç grup halinde standartlaştırılmıştır.

3 Yapılış şekline göre: kancaların yapılış şekline göre 1 - Tek ağızlı (basit), - Çift ağızlı ve 3 - Kapalı kanca (hamut) olmak üzere üç çeşidi vardır. Kullanım amacına göre:saplı basit kanca, çift ağızlı kanca, C kanca, kıskaç kanca, kendinden kilitlemeli kanca, fırdöndülü kanca ve dökümhane kancası olmak üzere yedi grupta ele alınır. Bağlantı şekline göre: 1 saplı, gözlü, 3 maşalı ve 4 fırdöndülü şekillerde olmak üzere dört ayrı türde yapılmaktadır TEK AĞIZLI (BASİT) YÜK KANCALARI Kendi ekseni etrafında 360 dönebilecek şekilde yataklanan kanca, halatın ucuna doğrudan bağlanmışsa, halatın gergin durması için kancaya veya yakın bir yerde bir germe ağırlığı asılır. Kanca bloku varsa bu ağırlığa gerek yoktur. Tek ağızlı kancalar standartlaştırılmış olup boyutları Cetvel de olduğu gibidir. Kancanın çubuk (sap) kısmı çekme zorlanması, kıvrılmış kısmı ise bileşik zorlanma (eğilme ve çekme) etkisindedir. Kancanın çubuk kısmında (vida açılan kısım) çekme gerilmesi oluşur. ç 4.. d 1 em Somun yüksekliği. h m veya. d. t. p em 4.. h m.( d d ). 1 p em Somun malzemesi olarak dökme demir (DDL), dökme çelik (DÇ) veya genel imalat çeliği (Fe) kullanılır. a) Trapez Kesitli Kanca: Basit hesap: Kancanın kıvrılmış kısmının (gövdenin) hesabı yapılırken bir an için eğrilik göz ardı edilerek kanca gövdesinin kaçık merkezli (eksantrik) bir yükle yüklenmiş düz bir çubuk gibi olarak düşünülebilir. Gövdenin kıvrılmış kısmının içine çizilen ( a 1 ) çaplı dairenin yatay eksenindeki kesit ile (Şekil.11 de kesiti) düşey eksenindeki kesiti (Şekil.13 de V kesiti) farklı şekillerde zorlanacaktır.

4 d d 1 m - I S II + a 1 / e 1 Şekil.11 Trapez kesitli basit kancada yük durumları Kesitindeki Gerilmeler: Kesitin ağırlık merkezine ( S ), gerçekte yüklenen yüküne eşit ve paralel ( ) ve ( ) yardımcı kuvvetlerini yerleştirirsek kuvvet çiftinin oluşturduğu eğilme momenti M e a1.( e1 ) olur. Buradan noktasındaki çekme etkili eğilme gerilmesi M e eç W 1 noktasındaki basma etkili eğilme gerilmesi eb M e W Arta kalan kuvveti Sonuç olarak kancanın kesitinde oluşan gerilmesi oluşturur. kesitindeki toplam gerilmeler noktası için eç ç M W e 1 A em noktası için eb ç M W e A em

5 1 Emniyet gerilmesi olarak, malzeme türü ve zorlanma şekilleri de göz önünde bulundurularak, N/mm değerleri seçilebilir. Görüldüğü gibi kesitin tehlikeli kısmı noktasıdır. Buradaki sıkıntıyı belli oranda azaltmak için kancalarda trapez şekilli kesitler kullanılır. ve trapezin geniş tarafı iç kısma yani noktasına gelecek şekilde uygulanır. Şekil.1 de kancanın trapez kesitine ait büyüklükler görülmektedir. Trapez kesitin b1 b Kesit alanı A h1 Atalet momenti 3 h1 b1 4. b1. b 36 b b 1 b O a 1 / h b b R e1 e c Şekil.1 trapez kesitli basit kanca Tarafsız eksen uzaklıkları e 1 h b. b 3 b b 1 1 ve 1 e h1 b. b 3 b b 1 1 Mukavemet momentleri W 1 ve e 1 W e V Kesitindeki Gerilmeler: Kanca merkezinden geçen düşey düzlemin kesiti olan kuvvetinin etkisi altındadır. V kesiti, kesme Yük kancaya genellikle bir sapan (bağ) ile asıldığından kancada eğilme gerilmesi de olşur. Şekil.13 e göre sapan kollarındaki kuvvet

6 F. Cos olacağından bunun G noktasında oluşturduğu eğilme momenti F F' F M e F.. Cos olur. Burada a e. Sin 1 / 3 dır. O halde a1 M e e3 tan yazılır. Görüldüğü gibi momentin en büyük değeri 45 olduğunda meydana gelir. Sapan kollarındaki kuvvetin büyüklüğü için kuvvet poligonu çizilirse.tan F''= III a 1 l G e 3 e 4 F=.Cos IV F'= Şekil.13 ' Burada F. Cos ve F F. Cos. Cos yazılır. ' olacağından F / olur. Bu durumda 45 için ( Cos ) 1/ F ' F yazılımından Cos F olduğu. Cos görülür. b) Silindirik Kesitli Kanca:

7 Kancanın kesiti silindirik olduğu taktirde (Şekil.14) dairesel olup düzlemindeki kesit Kesit alanı. d A 4 3. d Mukavemet momenti W e 3 olmak üzere kesitteki eğilme momenti, e e / olduğundan, M e a. 1 d ve kesitteki toplam gerilme M e t e ç We A olacak şekilde hesaplanmalıdır. em 1 d I II a / e 1 1 e d Şekil.14 Daire kesitli basit kanca c) Elips Kesitli Kanca: Kanca kesitinin elips şeklinde olması durumunda (Şekil.15) kesit, büyük yarıçapı a küçük yarıçapı b olan bir elips olup kesitin; Alanı A. a. b Atalet momenti y a 4 Mukavemet momenti y Wy a 3 b düzlemindeki olduğuna göre M e.( a 1 / a) eğilme momenti ve çekme kuvveti için kesitteki toplam gerilme

8 M e t em Wy A olarak alınmalıdır. Deneyimler göstermiştir ki, tek ağızlı (basit) yük kancası için yukarıda verilen hesap yöntemi, yaklaşık bir yöntem olmakla beraber kancanın mukavemeti hakkında yeterli bir bilgi vermektedir. Yaklaşık hesap yönteminde kanca gövdesinin eğriliği ve trapez kesitte kenar yuvarlatmalar göz ardı edilmiştir. Kancadaki eğriliği de göz önünde bulunduran tam hesap yöntemini kullanmak mümkündür. y I x II b x y a / 1 a Şekil.15 Elips kesitli basit kanca Bunun için Timoshenko nun eğri eksenli çubuklar yöntemi uygulanabilir. Ancak burada rahatlıkla söylenebilir ki standart bir eleman olarak imal edilmiş kancanın cetvellerden seçimi sonrası yaklaşık hesap yöntemi ile kontrol edilmesi yeterlidir ve bir sakıncası yoktur.

9 1 -F ÇİFT AĞIZLI YÜK KANCASI İki taraflı ağız yapısı nedeniyle yükü daha iyi kavraması ve kuvvetin simetrik etkisi sonucu oldukça büyük yüklerin kaldırılmasında kullanılan kancalardır. Bu kancaların hesaplanmaları basit kancalara benzer. Sapan kollarındaki açı ( ), kancanın ağız içi çapı ( a 1 ) ve kesitinin düşey doğrultu ile yaptığı açı ( ) olsun (Şekil.16). F1 F=.Cos I F s II a 1 1e e +F Şekil.16 Çift ağızlı kancada sapan kollarındaki kuvvetler Bu kesitteki en büyük zorlanma kuvvet 45 olduğu konumdur. Sapan koluna gelen F. Cos Bu kuvvet, biri kesit içinde ( F ) ve diğeri buna dik ( F 1 ) olacak şekilde iki bileşene ayrılırsa F 1 Sin. Cos olur. Kesitin (S) ağırlık merkezine F 1 ve ( F1 ) kuvvetlerini yerleştirilir. Kuvvet çifti yardımıyla Sin( ) M e F1. Cos eğilme momenti yazılır. Burada ( a1 / ) e1 F 1 kuvveti ise kesitte çekme etkisi yapacaktır. Ayrıca F kuvveti kesitte kesme zorlanmasına neden olur. Böylece dir. Kalan kesitindeki toplam gerilmeler (Şekil 17) noktasında M e Sin( ) W. A Cos 1

10 1 noktasında M e Sin( ) W. A Cos F kuvvetinin nedeniyle oluşan kesme gerilmesi ihmal edilecek büyüklüktedir. Çift ' ağızlı kancanın V kesiti için de F /(. Cos) kuvveti biri yatay F3 ( / ).tan ve diğeri düşey ( F 4 / ) doğrultuda iki bileşene ayrılır. ( F 3 ) kuvvetinin kesitin ağırlık merkezinde oluşturduğu eğilme momenti M e F3. 1 tan. 1 olur. Burada 1 a1 / e3 dür. Toplam gerilmeler yukarıdakine benzer şekilde hesaplanır. V kesitindeki kuvvetin düşey bileşeni ( F 4 ) yine kesme etkisi yapmaktadır. Çift ağızlı yük kancalarına ait ölçü ve özellikler TS 340 no. ile verilmiştir. F 3 = tan F F ' = F.Cos 4 = III s IV II I F =.Cos F 1=.Sin(.Cos +) Şekil.17 Çift ağızlı kancada kuvvetler 1.3. KAPALI KANCALAR Özellikle ağır yük vinçlerinde kullanılırlar. Diğer kancalara nazaran, çok daha az zorlanırlar. Bu nedenle 100 mn (100 mega Newton = kn) un üzerindeki yüklerde kullanılabilirler. Boyutları açık kancalara göre çok daha küçük yapılabilmektedir. En büyük sakıncası yükün asılması veya bağlanmasıdır.

11 Tarafsız eksen a (a) Şekil.18 Kapalı kanca (hamut) a. Tek parçalı, b. Üç parçalı mafsallı (b) SAPANLAR Yükün kancaya kolaylıkla asılması için halat veya zincirlerle oluşturulan bağlantı şeklidir. Halatın veya zincirin bağlama şekli, yükün kaldırılmasında sağladığı faydalar yanında ambalajın bozulmaması açısından da önemlidir. Sapan kollarındaki açı büyüdükçe kollara gelen kuvvet artmaktadır. En yaygın kullanılan sapan şekilleri 90º ve 10º açılarla yapılanlardır.

12 HALATLAR Bir lif veya tel etrafına bir veya birkaç kat halinde helisel olarak sarılmış ve bitkisel, sentetik veya metalik malzemeden yapılmış demetlerin meydana getirdiği elemandır. Halatlar; kolay bükülebilmeleri ve sevk ve idaresinin rahat olması nedeniyle kaldırma ve taşıma makinalarında çekme elemanı olarak oldukça yaygın kullanılmaktadır. Yapıldıkları malzeme bakımından halatlar; bitkisel, sentetik ve metalik olmak üzere üç sınıfa ayrılmaktadır. 1. BİTKİSEL HALATLAR Kendir, Manila, sisal ve pamuk gibi bitkilerden elde edilen elyaflarla yapılan halatlardır. Nem ve rutubete karşı fazla duyarlı olup mukavemetleri oldukça düşüktür. Taşıma kapasitesini arttırmak için büyük halat çapı ve elemanlar (makara, tambur vb.) gerekir. Kullanım alanları sınırlıdır. Düğüm atmaya ve el ile çalışmaya uygunluk gösterirler, bu nedenle yüklerin bir yere sabitlenmesi, bağ (sapan) yapımı, gemilerin limana bağlanması (palamar halatı) ve yatlarda kullanım alanı bulmuşlardır.. SENTETİK HALATLAR Poliamid (naylon), polyester, polipropilen ve polietilen gibi çeşitli sentetik malzemeden elde edilen elyaflardan yapılmış halatlardır. Mukavemetleri bitkisel halatlara göre oldukça iyidir. En önemli avantajı nem ve rutubete karşı dayanımlarıdır. Soğuktan ve nemden fazla etkilenmedikleri için kolay bükülebilirler. Aynı çaptaki bitkisel halata göre dayanımları,5 kat daha fazla olup çok daha hafif ve yorulma ve aşınmaya da oldukça dirençlidirler. Sıcaktan etkilenmeleri en önemli dezavantajlarıdır. Bu nedenle sürtünmenin çok olduğu ve yüksek sıcaklık etkisindeki yerlerde kullanılmamalıdır. Poliamid elyaflı halatlar iyi bir elastikiyete sahip olup aşınma direnci yüksek ve hafif yapıdadır. Güneş ışığından ve hava şartlarından çabuk etkilenmez, 150ºC sıcaklığa kadar kullanılabilirler. Polyester elyaflı halatlar, poliamid esaslı halatlara göre daha az elastikiyete sahip ve daha ağır olmakla beraber aynı aşınma direncine sahiptir. Nem ve asitlerden etkilenmez. Polipropilen elyaflı halatlar oldukça hafif olup su üstünde yüzebilirler. Mukavemetleri düşük olup sıcaktan çabuk etkilenirler. Asit ve alkalilere karşı dirençlidirler. Polietilen elyaflı halatlar diğer sentetik esaslı halatlara göre dayanımları daha düşüktür ve sıcaklık artışı karşısında yumuşama göstermektedirler. 3. ÇELİK TEL HALATLAR Çok sayıda ince çelik tellerin bir çekirdek (öz) etrafına birkaç kat halinde helisel olarak sarılması sonucu elde edilen çekme elemanıdır. Kaldırma ve taşıma

13 makinalarında oldukça çok kullanılmakta olup konumuz içinde geniş kapsamlı olarak ele alınacak ve sadece halat deyimi ile anılacaktır. Çelik tel halatlar Türk Standartları Enstitüsü tarafından TS EN , TS EN 1385-,.., TS EN standart numaraları standartlaştırılmıştır. Halatı oluşturan teller orta kısımda bulunan ve öz (çekirdek) adı verilen yine bir tel veya lifin etrafına sarılırlar. İnce çelik tellerin öz etrafına bir veya daha fazla sıra halinde sarılmasıyla halat demeti oluşturulur ve bu demetlerin de yine bir öz etrafına sarılması ile halatlar elde edilir. Şekil.0 Bir çelik tel halatın elemanları ÇELİK TEL Halat yapımında kullanılan teller, sade karbonlu çelik malzemeden soğuk çekme veya haddeleme yöntemi ile elde edilirler. Tel üretiminde kullanılan malzemenin EN1064- standardına uygun olması gerekir. Buna göre yüksek mukavemet gerektiren halatlarda kullanılan malzemelerin çekme dayanımları, halatın mukavemet sınıfına göre, Cetvel.4 de verilmiştir. Halat yapımında kullanılan teller dış etkilere karşı sıcak daldırma veya elektrolitik yöntemlerle çinko ile kaplanmalıdır. Cetvel.4 Halat yapımında kullanılan malzemelerin mukavemet sınırları Tel malzemesinin çekme Halat mukavemet dayanımı (N/mm ) sınırı En küçük En büyük HALAT ÖZÜ Gerek demet gerekse halatın oluşturulmasında orta kısımda öz adı verilen bir çekirdek bulunur. Özün amacı sarılan tellere kılavuzluk etmektir. Demet veya halatlarda öz olarak bitkisel veya sentetik elyaftan lifler ile çelik teller kullanılır. Sentetik lif özler kullanıldığında çalışma sıcaklığı 80ºC ın üstünde olmamalıdır.

14 Cetvel.5 Demet ve halatlarda kullanılan öz malzemeleri Eleman Lif özler - Doğal lif öz (Manila, sisal, jüt vb.) - Sentetik lif öz (poliamid, polietilen, polipropilen) - Katı polimer öz Çelik özler - Demet öz - Halat öz Sembol FC NFC SFC SPC WC WSC IWRC HALAT DEMETİ Bir öz etrafına bir veya birkaç kat halinde helisel olarak sarılmış çelik tellerden oluşan ve kesiti genellikle yuvarlak, üçgen veya oval biçiminde hazırlanmış halat elemanıdır. Demeti oluşturan tellerden en dıştakinin, demetin eksenine paralel olarak demet ekseni etrafında çizdiği helisin bir tam turda kat ettiği mesafeye demet adımı adı verilir (Şekil.1 de h). Demetlerin sarım şekline göre; telleri sağa doğru sarılmış demetlere sağ sarımlı demet (küçük z harfi ile gösterilir), sola doğru sarılmış olanlara da sol sarımlı demet (küçük s harfi ile gösterilir) adı verilir (bak. Şekil.34). Halat demetleri; şekilleri ve yapıları itibariyle iki ayrı grupta ele alınabilir. Şekil.1 Demet adım uzunluğu a) Demet Şekilleri: Eksenine dik kesitine göre demetler yuvarlak, üçgen, oval ve yassı şerit şeklinde olabilirler. Bunlar içinde en yaygın bilinen ve kullanılanı yuvarlak kesitli olanlardır. (a) (b) (c) Şekil. Demet şekilleri a.yuvarlak, b.üçgen, c.oval

15 b) Demet Yapıları: Demeti oluşturan tellerin her bir kattaki çapına ve toplam tel sayısına bağlı olarak değişik yapıda demetler bulunmaktadır. Yaygın kullanılmakta olan demet yapıları aşağıda verilmiştir. b.1) Seale Demet: Demet yapısı şeklinde olup öz den sonra her iki katta aynı sayıda fakat farklı çapta teli bulunan ve paralel katlı bir demettir (Şekil.3). S sembolü ile ifade edilir (örneğin 19S, yani 1+9+9=19 tel gibi). Şekil.3 Seale demet b.) Warrington Demet: En dış katında bir ince ve bir kalın olarak sıralanmış, dış katında iç katının iki misli tel bulunan paralel katlı (1+6+1) yapısındaki demet şeklidir (Şekil.4). Demet sembolü (W) olarak bilinmektedir. Şekil.4 Warrington demet b.3) Filler Demet: Dış katında iç katının iki misli tel bulunan ve katlar arasındaki boşlukları doldurmak için dolgu teli kullanılan paralel katlı demet olup ( ) yapısındadır (Şekil.5). Kısa gösterimde (F) harfi kullanılır. Şekil.5 Filler demet b.4) Bileşik Paralel (Warrington-Seale) Demet: Bileşik tipte paralel bir demet olup, Seale, Warrington, Filler gibi demetlerin birleşmesiyle oluşmuş bir demettir. Üç veya daha fazla kat halinde sarımdan oluşmaktadır. En yaygın rastlanan tipi Warrington-Seale yapısındaki demettir. Burada

16 teller iç ve orta katlarda Warrington, orta ve dış katlarda Seale şeklinde yerleştirilmiştir (Şekil.6). Tellerin dizilişi ( ) şeklinde olup (WS) sembolü ile gösterilir. Şekil.6 Warrington-Seale demet b.5) Kompakt Demet: Haddeleme, makaralı ezme veya kalıpta dövme gibi yöntemlerle sıkıştırılan ancak metalik kesitleri sabit kalmak koşuluyla demet boyutu ve tel şekli değiştirilen demet yapısıdır (Şekil.7). sıkıştırma öncesi sıkıştırma sonrası Şekil.7 Kompakt demet HALAT TİPLERİ 1. Demetli Halatlar Bir öz veya bir halat etrafına bir veya birden fazla katın helisel olarak sarılması ile elde edilen demet topluluğun olup tek kat halinde sarılanlar tek katlı halatları oluştururken en az az iki kat halinde sarılmış ve yük uygulandığında dönmeyen ve dönme momentini azaltanlar dönme dirençli halatları oluştururlar. Şekil.8 Tek katlı demetli halat örnekleri Dönme dirençli halatlarda dış demetlerin sarım yönü alttaki demetlerin sarım yönüne ters olmalıdır. Bu halatlar daha önceleri çok demetli veya dönmeyen halatlar olarak bilinmekteydi.

17 Şekil.9 Dönme dirençli halatlar Demetlerinin, bir öz etrafına en az iki kat halinde, helisel olarak tek işlemde sarılmasıyla elde edilen halatlara paralel sarımlı halatlar adı verilir (Şekil.30). Şekil.30 Paralel sarımlı halat. Spiral Halatlar Öz olarak yuvarlak bir tel, örgülü bir demet veya paralel sarımlı bir demetin kullanılmasıyla bu öz üzerine tellerin en az iki kat olarak sarılması sonucu elde edilen halatlara spiral halatlar adı verilir. Halattaki dönmeyi önlemek bakımından en az bir katı diğer demete ters yönde sarılmalıdır. Şekil.31 Yuvarlak tellerden oluşan spiral demetli halat Spiral halatların yarı ve tam kenetli örnekleri Şekil.3 de 3. Kaplamalı ve Dolgulu Halatlar Katı bir polimer ile dışı kaplanmış veya iç boşlukları doldurulmuş halatlardır. Kullanıldıkları yerler veya halattan beklenen özellikler bakımından sadece özü kaplanmış ve içine dolgu yapılmış halatlar olabileceği gibi (Şekil.33a) hem kaplamalı hemde dolgulu halatlar mevcuttur (Şekil.33b). (a) (b) Şekil.33 Kaplamalı ve dolgulu halatlar

18 a.özü kaplanmış halat, b.dolgulu halat HALAT SARIMI Gerek halatı oluşturan demetler gerekse halatın yapılışında tellerin sarılması belli bir düzene göre yapılmalıdır. İster demette isterse halatta olsun sarım yönü; boy eksenine göre ve dış tel veya dış demetin sarım yönüne göre isimlendirilir. Demetlerde dış tellerin ve halatlarda ise dış demetlerin sarım yönü sağa doğru ise (z ve Z), sola doğru ise (s ve S) harfleri ile gösterilir (Şekil.34). Halat sarımları çapraz ve düz olmak üzere iki türlüdür Çapraz Sarım (sz veya zs): Halatı oluşturan demetlerin dış tellerinin sarım yönü (z ve s) ile halat demetlerinin sarım yönleri (Z ve S) birbirine ters olan halatlardır (Şekil.35). Çapraz sarım halatlar dönme dirençli halatlardır Düz Sarım (zz veya ss): Demet dış kat tellerinin sarım yönleri (z ve s) ile halat demetlerinin sarım yönleri (Z ve S) aynı olan halatlardır (Şekil.36). Düz sarım halatlar dönebilen halatlardır. (a) (b) HALAT BOYUTLARI Şekil.34 Demetlerin ve demetli halatların sarım yönleri a) z ve Z (sağ sarım), b) s ve S (sol sarım) (demet için küçük harfler, halat için büyük harfler kullanılmıştır) 1. Halat Anma Çapı: d Düzgün bir halatın ekseni boyunca en az iki noktasından (iki demet veya teline) temas edecek şekilde özel bir kumpasla yapılan ölçme sonucu bulunacak büyüklüktür. Ancak bu ölçme işleminin sonucu; bir metre ara ile iki yerden ve aynı yerde iki ayrı ölçüm şeklinde yapılarak bu dört ölçünün ortalaması olarak alınmalıdır.

19 (a) (b) (a) (b) Şekil.35 Çapraz sarım Şekil.36 Düz sarım a) sağ (sz), b) sol (zs) a) sağ (zz), b) sol (ss) (ilk harf demet yönünü, (ilk harf demet yönünü, ikinci harf halat yönünü gösterir) ikinci harf halat yönünü gösterir) Şekil.37 de yuvarlak, üçgen ve oval demetli halatların demet boyutları görülmektedir. Şekillerden de görüldüğü gibi yuvarlak demette enine kesit bir daire şeklinde (d s çaplı) iken üçgen ve oval demetlerde yükseklik (d s1 ) ve ona dik olarak ölçülen genişlik (d s ) gibi iki boyut vardır. (a) (b) (c) Şekil.37 Halatların demet boyutları a) yuvarlak demet boyutu, b) üçgen demet boyutu, c) oval demet boyutu. Halat Anma Kesiti Alanı: A a Halatın anma çapına göre hesaplanan kesit alanı olup. d A a 4 şeklinde bulunur. 3. Halat Dolgu Faktörü: f Halattaki bütün tellerin metalik kesit alanları toplamının ( A m ) halat anma kesiti alanına A oranı olup a A f A m a

20 olarak hesaplanır. 4. Halat Metalik Kesit Alanı Faktörü: C Halat dolgu faktöründen elde edilen ve bir halatın metalik kesit alanının hesaplanmasında kullanılan bir faktördür. Büyüklüğü C f 4 eşitliği ile hesaplanır. 5. Halat Metalik Kesiti Alanı: A m Halatın metalik kesit alanı faktörü (C) ile halat anma çapının karesinin ( d ) çarpımı şeklinde A m C.d veya halatın bütün tellerinin metalik kesit alanlarının toplamı A m 4 n 1 şeklinde hesaplanır. Burada halat teli çapıdır. 6. Halat Uzunluk Kütle Faktörü: W Halatın metalik elemanları ile öz ve varsa dolgu ve kaplama maddeleri kütlelerinin de hesaba katılmasıyla elde edilen bir büyüklüktür. 7. Halat Uzunluk Kütlesi: M Halat uzunluk kütle faktörü (W ) ile halat anma çapının karesinin ( d ) çarpımından ibarettir. Yani M W.d şeklinde hesaplanır. 8. En Küçük Kopma Kuvveti Faktörü: K Halat sınıfları veya yapım şekilleri için K f. k 4 basit eşitliği ile hesaplanır. Burada ( f ) halat dolgu faktörü ve ( k ) büküm kayıp faktörü olup belirtilen en küçük toplam kopma kuvveti ile en küçük kopma kuvveti arasındaki orandır. Yaygın kullanılan halat sınıfları ve halat yapım şekillerine göre bu ( K ) faktörü, halat standardı cetvellerinde verilmiştir.

21 9. En Küçük Kopma Kuvveti: F min Çekme testine tabi tutulan halatın kopmadan dayanabildiği en küçük kuvvet veya halattaki tellerin her birinin çekme deneyi sonrası elde edilen kopma kuvvetlerinin toplanması ile elde edilen büyüklüktür. Bu değer pratik olarak F min d. K. K 1000 ( kn) şeklinde hesaplanır. Burada d (mm) halat anma çapı, K ( N/mm ) halat malzemesinin mukavemet (kopma) sınırı ve K en küçük kopma kuvveti faktörüdür. 10. Halat Mukavemeti Sınırı: K Çekme testleri sonucu halata uygulanan kuvvet etkisinde halatın anma dayanımını ifade eden büyüklüktür (bak. Cetvel.4). 11. Dış Tel Faktörü: a Halatın dış demetindeki tellerin yaklaşık çapının hesaplanmasında kullanılan bir büyüklük olup halat standardı cetvellerinde verilmiştir. 1. Dış Tel Çapı: a Dış tel faktörü (a) ile halat anma çapının (d) çarpımından elde edilen bir büyüklük olup a d a. şeklinde hesaplanır. HALATIN KISA GÖSTERİLİŞİ Çelik tel halatın kısa gösterilişinde genel olarak şu bilgiler bulunmalıdır: a) Boyut: halat anma çapı ( d mm) b) Halat yapısı: dış demet sayısı çarpı dış demetlerin her birindeki tel sayısı ve demet sembolü c) Öz yapısı: lif veya çelik öz gibi d) Halatın mukavemet sınıfı: çekme dayanımı ( N/mm ) e) Telin gördüğü son işlem: kaplamasız veya parlak (U ), çinko kaplı (sınıf B için B ve sınıf A için A ), çinko alaşımı kaplı (sınıf B için B ( Zn / Al) ve sınıf A için A( Zn / Al) gibi. f) Sarım şekli ve yönü: örneğin çapraz sarım, sağ (sz ) veya düz sarım, sol (ss) gibi. Örnek: 6x19S-WSC 1960 U zs (anma çapı d mm, dış demet sayısı 6 ve bu demetlerin her birinde 19 adet tel var, demet yapısı Seale, çelik demet özlü, kopma dayanımı 1960 N/mm, kaplamasız-çıplak telli ve çapraz sol sarım halat) K

22 HALAT ÖZELLİKLERİNİN GÖSTERİLİŞİ 1. Demetli Halatlar İçin Halat Yapısı V 5 S Demet yapısı sembolü (burada Seale) Toplam tel sayısı Demet şekli sembolü (burada üçgen). Demetli Halatlar a) Tek Katlı Demetli Halat 6 x 36WS SFC Öz yapısı sembolü (sentetik lif özlü) Toplam tel sayısı ve demet yapısı sembolü (36 telli çelik özlü demet) Dış kattaki demet sayısı b) Dönme Dirençli Halat b.1) 19 x 19S - WSC Öz yapısı sembolü (çelik demet özlü) Bir dış demetteki toplam tel sayısı ve demet yapısı sembolü (19 tel ve Seale demet) Toplam demet sayısı b.) 19 (M) x 6FC - WSC Öz yapısı sembolü (çelik özlü) Demet yapısı sembolü (-oval) ve bir dış demetteki toplam tel sayısı (6) ile demet özü (lif) Demetlerin alt katları için halat yapım tipi sembolü (M: çok işlemli çapraz sarım) Toplam demet sayısı c) Paralel Sarımlı Halat 8 x 36WS PWRC 3. Halat Demetli Halatlar 6 x 6x19S-IWRC FC Halat merkezli öz sembolü (paralel halat merkezli) Demet yapısı sembolü ve dış demet yapısı (36 telli ve çelik özlü) Dış demet sayısı Öz yapısı sembolü (lif) Birim halat yapısı kısa gösterimi (6 demetli, her bir demette 19 tel var, demet yapısı Seale ve çelik halat özlü) Toplam birim halat sayısı

23 HALAT SEÇİMİ Hangi halat yapısının hangi koşullarda tercih edileceğini şu şekilde sıralamak mümkündür: - 6x7 halat grubu: kalın telli halat olması nedeniyle aşınma ve yıpranmanın önemli olduğu yerlerde tercih edilmelidir. Bükülebilirlik kabiliyeti düşük olduğundan daha büyük çaplı makaralar gerektirir. - 6x19 halat grubu: Esnek bir yapıya sahip olup aşınmaya karşı dayanımları yüksektir. Oldukça geniş bir yelpazede kullanılır. - 6x19 Seale: 6x19 grubunun en az esnekliğe sahip olan türüdür. Aşınma ve ezilme mukavemetleri mükemmeldir. - 6x5 Filler: 6x19 alt grubudur. Dolgu telleri iyi bir destekleme yapar ve demetlerin daha stabil kalmasını sağlar. Esneklik ve aşınma dirençleri iyidir. - 6x19 Warrington: 6x5 Filler halattan daha az esnek ancak dayanımları iyidir. - 6x37 halat grubu: Aşınma dayanımları 6x19 grubundan daha az olmakla birlikte esneklikleri çok iyidir. - 8x19 S ve 8x19 F halat grubu: yük altında dönme eğilimleri daha az olmakla beraber yük kapasiteleri 6x19 ve 6x37 grubu halatlara göre daha düşüktür. 1. Kaldırma Donanımlarında Kullanılacak Halatlar Genel olarak çekme ve eğilme etkisinde kalan bu halatlar aynı zamanda ezilme ve aşınmanın da etkisindedir. Bu nedenle kaldırma donanımlarında kullanılacak halatlarda yük taşıma kapasitesinin iyi olması yanında aşınma ve yorulma dayanımlarının iyi olması, dönme yapmaması ve ayrıca çalıştırıldığı ortamlara göre korozyona karşı dirençli olması istenir. Düz sarımlı halatlar dönme yapabileceği için çapraz sarımlılar tercih edilmelidir. Kaldırma ve taşıma makinalarında (palangalar, vinçler, krenler-köprülü vinçler) kullanılan halatların mukavemet sınıfı sınırları 1770, 1960 ve 160 (N/mm ) değerlerinde seçilmelidir. Bu alanda önerilebilecek halat türleri 6x5F-FC, 6x36WS- IWRC (FC), 18x7-FC, 8x36WS-IWRC, 6x37M-FC şeklinde sıralanabilir.. Madencilik ve İnşaat İşlerinde Kullanılacak Halatlar Yer altı ve açık ocak madenciliği, havai hat taşımacılığı ve inşaat sektöründe kullanılan araçlardaki (asma köprüler, demir-çelik sanayi, çelik yapılar, kıskaç kepçeli vinçler, dozerlerin bıçak kaldırma düzeni vb. yerlerde kullanılan) halatlar ağır hizmet amaçlı halatlar olup diğer halatlara göre farklı özelliklere sahip olmalıdır. Bu alanda kullanılacak halatlar aşırı yük etkisinde aşınma, eğilme ve darbe zorlanmaları ile korozyon etkisine de maruz kalmaktadır. Çalışma koşulları da göz önüne alındığında halat tipi olarak demetli halatlar ve bunların da özellikle kompakt (sıkıştırılmış) demetli tipleri ile spiral halatların yarı veya tam kenetli türleri kullanılmalıdır. Bu halatların mukavemet sınırı sınıfları 170 ve 1770 (N/mm ) arasında seçilmelidir. Önerilebilecek halat yapıları 6x19S-WC, 6x36W- WC, 6x5F-WC (veya 6x5F-IWRC), 6x36WS-IWRC olarak verilebilir. Havai hat taşımacılığı (örneğin teleferik ve telesiyej hatları) için 6x7 ve 6x19 Seale grubu halatlar tercih edilmelidir.

24 3. Asansörlerde Kullanılacak Halatlar Asansör halatları iyi bir bükülme ömrüne, fleksibiliteye (bükülebilirliğe) ve halatın kendinde ve yivlerde yavaş aşınma gibi özelliklere sahip olmalıdır. Seçilecek halatların mukavemet sınırı sınıfları; ana taşıyıcı halatlarda 1370/1770 veya 1570/1770 sınıflarından biri olarak seçilmelidir. (Burada 1370/1770 açılımı: dış kat tellerinin mukavemet sınırı 1370 N/mm ve alt kat tellerinin mukavemet sınırı 1770 N/mm değerinden az olmamalıdır.) Kullanılması önerilen halatlar: iyi ve sessiz bir çekiş temin için 8x5F-SFC; taşıma basıncı ve aşınmanın öne çıktığı V yivli kasnaklarda 8x19S-SFC; yüksek hızlı asansörlerde 8x5F-IWRC; düşük hızlarda ise 6x19S-FC veya 6x5F-FC olarak sıralanabilir. 4. Denizcilikte Kullanılacak Halatlar Denizcilikte kullanılan halatlar (gergi halatı, kargo yükleme-boşaltma, vinç kaldırma, balıkçılık vb. alanlarda) deniz suyunun korozif etkisi yanında aşırı aşınma ve yüksek çekme zorlanmaları etkisindedir. Kullanım kolaylığı ve yüke dayanım beklenen diğer özellikleridir. Duran donanımlar için 6x7-FC; halatları önerilirken kaldırma işlerinde 6x19S-FC; 6x5F-FC ve 6x36WS-FC tipi halatlar tercih edilmelidir. Bağlama halatı olarak 6x37M-FC en iyi sonucu vermektedir. HALAT ÖMRÜNE ETKİ EDEN FAKTÖRLER Halatlar, kullanıldıkları yerler ve çalışma koşulları nedeniyle çekme, eğilme, ezilme, aşınma-yıpranma ve korozyon gibi değişik zorlanmalar etkisinde kalmaktadır. 1. Çekme Yükü Bir halatın ömrü, uygulanan çekme yükü ile ters orantılıdır.. Eğilme Bir halatın düz konumdan eğik konuma ve tekrar düz konuma gelmesindeki (halatın makaraya sarılması ve tekrar ayrılması durumu) değişmelerin tamamına bir eğilme değişmesi adı verilir. Halatlar makaradan geçtiğinde bir tam eğilme, bir makaradan sonra takip eden makarada aksi yönde eğilip tekrar düz konuma geliyorsa iki tam eğilme sayılır. Halatın tambur üzerine sarılıp açılması yarım eğilme ve dengeleme makaralarında halatın hareket etmemesi nedeniyle eğilme olmadığı kabul edilir. Böylece bir iş seferindeki eğilme sayısı, yükün kaldırılması ve indirilmesi esnasındaki halat eğilmelerinin toplamı olacağından toplam eğilme sayısı olarak T, yükü kaldırmak için bulunan eğilme sayısının iki katı alınmalıdır. Eğilme değişmesi halatın eskimesindeki en büyük etkendir. Makara ve tambur grubunda çalışan halatın aynı yönde veya ters yönde bükülmesi de halat ömrünü büyük ölçüde etkiler. Aynı ömür süresini temin için aynı yönde eğilen halatlara (Şekil.38a) nazaran ters yönde eğilen halatlar (Şekil.38b) çapraz sarımlı olanlarda 1,5-,5 ve paralel sarımlı olanlarda ise,5-5 kat daha az yüklenmelidir.

25 (a) (b) Şekil.38 Halatların bükülmesi Tambur ve makara çaplarının büyüklüğü de halat ömrü ile yakından ilgilidir. Çap küçüldükçe halattaki eğilme zorlanması artacak dolayısıyla halatın ömrü azalacaktır. 3. Tel Kalınlığı ve Mukavemeti Makara veya tambura sarılan halat telinde meydana gelen teorik eğilme gerilmesi e E D şeklindedir. Burada -tel çapı, D - tambur veya makara çapı ve E - tel malzemesinin elastiklik modülüdür. Ancak deneyler göstermiştir ki kalın telli halatlar, aynı D (tambur veya makara) çapında, ince telli halatlardan daha elverişli olmaktadır. Bu sonuç, ince tellerin, halat yuvası içinde oluşturduğu gerilmeler ve şekil değiştirmeler itibariyle daha duyarlı olduğunu göstermektedir. Aynı yük ve aynı çap (makara veya tambur çapı) için tel mukavemeti arttırılırsa halatın kopmaya karşı teorik mukavemeti de artar, buna karşılık ömür süresinde azalma olur. Bu nedenle özel durumlar dışında kaldırma ve taşıma makinalarında kullanılacak halatların mukavemet sınırları Cetvel 1 deki gibi seçilmelidir. 4. Halat Yuvası Şekli ve Yuva Malzemesi Halatlar, tambur veya makaralarda çaplarına uygun olarak açılmış yuvalar içinde çalışmaktadır. Yavanın şekli halat çapı ile uyum sağlamalıdır. Halat yuvası dairesel olduğunda (Şekil.39a) halat ekseni dairenin ekseninden daha yukarıda olmalıdır. Halat yuvası V biçiminde (kama kanal) (Şekil.39b) veya alttan oyulmuş (kanallı) (Şekil.39c) olduğunda halat kesit şeklinin değişmesi, halatın sıkışması ve büyük yüzey basınçları nedeniyle ömrü büyük ölçüde azalır. Özellikle tambur üzerine sarılan halat bir yiv içine oturacak şekilde ve üst üste bindirilmeden tek sıra sarım halinde sarılmalıdır. Yiv açılmamış veya üst üste birkaç sarım halindeki durumlarda altta kalan halatın aşırı ezilmesi, kesit şeklinin değişmesi ve yıpranmalar olması kaçınılmazdır.

26 Şekil.39 Halat yuvası şekilleri Halat ömrüne olumlu yönde katkı sağlamak için tambur veya makaralardaki yuvanın içi yumuşak bir malzeme (lastik veya kauçuk) ile kaplanarak büyük yüzey basınçları nedeniyle oluşan ezilmeler azaltılır. Yumuşak malzeme kaplanmış halat yuvaları sürtünmeyi arttırdığı için çekiş gücünü de arttırır ve aynı zamanda sessiz bir çalışma temin eder. 5. Çalışma Sıcaklığı Çalışma sırasında halatın ulaşabileceği en büyük sıcaklık sınırı mutlaka dikkate alınmalıdır. Çalışma sıcaklığı arttıkça halatın mukavemetinden kaybedeceği unutulmamalıdır. Bu nedenle lif özlü halatlar 100ºC, çelik özlü ve spiral halatlar 00ºC sınırına kadar kullanılabilir. Ancak 100ºC ile 00ºC arasındaki sıcaklıklarda halat mukavemeti %10 daha az alınmalıdır. Halatlar -40ºC sınırına kadar mukavemetlerinden bir şey kaybetmez ama halat yağının etkinliğine bağlı olarak performans (bükülebilme özelliğinde azalma, sevk ve idare etmede zorlanma gibi) düşüklüğü olabilir. 6. Yağlama Yağlama halatın ömrünü arttırır. Üretim esnasında halatın lif özü veya iç kısmı uygun yağlayıcılarla (ISO 4346 standardına uygun yağlar) yağlanmalıdır. İşletme esnasında yağlama yapılması çalışma koşullarına bağlıdır. Eğer halat, asansörlerde olduğu gibi, sürtünme kuvveti ile iş yapıyorsa halatı dıştan yağlamak uygun değildir. İşletme esnasında yağlama yapılacak halatlar düzenli olarak yağlanmazlarsa performans düşüklüğü, artan sürtünme ve aşınma ile hızlı yıpranma ve daha kötüsü tespit edilemeyen iç korozyona yol açar. Çok fazla veya yanlış yağlama, toz ve pisliklerin halata yapışması ve gerek halatta gerekse halat yuvasında hasar oluşumuna neden olabilir. 7. Korozyon Korozyon halatın en büyük düşmanıdır. Korozyona karşı en iyi koruyucu, tellerin galvanize edilmesidir (çinko veya çinko alaşımı kaplanmasıdır). Halat seçimi yapılırken, özellikle eğilme bakımından bir sorun yoksa, tel çapı büyük olan halatlar tercih edilmelidir. Çünkü çok sayıda küçük çaplı tele sahip olan bir halat az sayıda fakat büyük çaplı tellerden oluşan halata göre korozyona çok daha yatkındır. 8. Halat Türü Bilindiği gibi demetleri bir öz veya bir demetin etrafına en az iki kat halinde helisel olarak tek işlemde sarılmış halata paralel sarımlı halat ve bir merkez (bir öz veya bir demet) etrafına en az iki kat demetin, biri diğerinin ters yönünde olmak üzere, helisel olarak sarılmasıyla oluşan halata spiral halat adı verilmektedir. Spiral halat

27 olarak genellikle katları birbirine ters yönde sarılmış-dönme dirençli- halatlar kullanılır. Çalışma ömrü bakımından paralel sarımlı halatlar spiral halatlara nazaran daha uzun ömürlüdürler. Ancak halat yuvası V kanallı ise (kama kanal) dönme dirençli halatlar daha üstündür. Ayrıca yük uygulandığında dönme yapmaması bu halatların bir diğer özelliğidir. Halatın makaradaki yuvası içine iyi oturması için çok demetli (örneğin 6 yerine 8 demetli) seçilmesi, zorlanmalar ve çalışma ömrü bakımından önemlidir. Lif özlü halatlara göre çelik özlü halatlar daha ağır şartlarda (örneğin dökümhane vinçleri) çalışabilirler. HALAT ÇAPININ TESPİT EDİLMESİ Tel halatlar işletmede çekme, eğilme, ezilme gibi gerilmelerin etkisinde kalmaktadır. Ancak tel halat her şeyden önce bir çekme elemanıdır ve dolayısıyla maruz kaldığı en büyük zorlanma da çekme gerilmesidir. Tambur ve makaralarla olan ilişkisinden dolayı halatta oluşan eğilme, ezilme (yüzey basıncı), kayma gerilmeleri gibi zorlanmaların hem büyüklük olarak fazla bir etkisi yoktur hemde bazılarının hesaplanması pek pratik değildir. Bu nedenle çelik tel halatın en önemli boyutu olan çapının hesabı çekme zorlanmasına göre yapılmaktadır. Çelik tel halatların çap hesabı d k. T ( mm) basit eşitliği ile yapılır. Burada T (dan) halat çekme kuvveti ve k halat katsayısı olup çalışma zamanı ve işletme gruplarına göre Cetvel.8 den alınabilir. ÇALIŞMA ZAMANI VE İŞLETME GRUPLARI Taşıma tekniğinde kullanılan makinaların (palangalar, vinçler, krenler-köprülü vinçler vb.) çalışma koşullarına göre gruplandırılmasında; makinanın çalışma zamanı ile yükleme şekilleri esas alınır. Çalıştırma zamanı sınıfı, saat olarak günlük ortalama çalışma zamanına karşılık gelmekte olup Cetvel.6 deki gibidir. Cetvel.6 Çalıştırma zamanı grupları Günlük ort. çalışm. zamanı (saat) Çalıştırma zamanı sınıfı 0,5 saatten az 0,5-1 saatten az 1- saatten az -4 saatten az 4-8 saatten az 8-16 saatten az 16 saatten fazla V 0,5 V 0,5 V 1 V V 3 V 4 V 5

28 Kaldırma ve taşıma makinasının; en büyük yük kapasitesine (işletme yükü) göre hangi sınırlar arasında çalıştığının belirlenmesi gerekmektedir. Buna göre, işletme yükünün yüzdesi olarak, yükleme durumu grupları: - Yük durumu 1 (Hafif) : Genellikle küçük yüklerde çalışma - Yük durumu (Orta) : Küçük, orta ve büyük yüklerde eşit sıklıkta çalışma - Yük durumu 3 (Ağır) : Genellikle büyük yüklerde çalışma Çalıştırma zamanı grupları ile yükleme durumu grupları göz önüne alındığında kaldırma ve taşıma makinalarının işletme grupları Cetvel.7 de görüldüğü gibi oluşmaktadır. Cetvel.7 İşletme grupları Yük durumu Çalıştırma zamanı sınıfı N o Yüklem e şekli V 0,5 V 0, 5 V 1 V V 3 V 4 V 5 1 Hafif 1C 1C 1B 1A 3 4 Orta 1C 1B 1A Ağır 1B 1A Düz sarımlı (bir veya birden fazla kat halinde) halatlara dönebilen halatlar, en az iki kat halinde ancak katlardan biri diğerine ters olarak sarılan halatlara da dönme dirençli halatlar denildiği daha önce belirtilmişti. Bu bilgilerin de göz önünde bulundurulmasıyla DIN 1500 standardına göre halat çapı hesabında kullanılacak olan katsayı (k) Cetvel.8 deki gibidir. Cetvel.8 (k) - halat çapı katsayısı İşletme Dönme dirençli halat Dönebilen halat grubu Halat mukavemet sınırı (N/mm ) Halat mukavemet sınırı (N/mm ) C - 0,36 0,4 0,1-0,50 0,36 1B 0,65 0,50 0,36-0,80 0,65 0,50 1A 0,80 0,65 0,65-0,300 0,300 0,80-0,300 0, ,335 0, ,335 0, ,375 0, ,375 0, ,45 0,45 5-0,45 0, ,475 0,475 HALATLARDA EMNİYET KATSAYISI Özellikle insan hayatının önem taşıdığı işletmeler (asansörler, asmalı köprüler, köprülü vinçler-krenler, teleferikler vb.) başta olmak üzere halatlarda yüksek emniyet

29 beklenmektedir. Gerek can gerekse mal emniyeti göz önünde bulundurularak bir çok ülkede halat emniyeti katsayısı yasa ve yönetmeliklerle tanımlanmıştır. Örneğin ülkemizde de TS 109 EN 81-1 standardına göre asansörler için en küçük emniyet katsayısı 1 olarak belirlenmiştir. Halatlarda emniyet katsayısı teorik kopmaya ve en küçük kopma kuvvetine göre tanımlanmıştır. 1. Teorik Kopmaya Göre Halat Emniyeti Katsayısı Halatın teorik kopma dayanımına göre tanımlanmış bir katsayı olup S t k. K. f 4 eşitliği ile hesaplanır. Burada k halat çapı katsayısı, dan/mm kopma dayanımı ve K halat telinin f halat dolgu faktörüdür (bak başlığı).. En Küçük Kopma Kuvvetine Göre Halat Emniyeti Katsayısı Bu durumda en küçük kopma kuvvetinin min Fmin S g T F gerçek halat yüküne T oranı alınabileceği gibi halat telinin teorik kopma dayanımının halattaki gerçek gerilme değerine oranı S g K g olarak da alınabilir.halattaki gerçek gerilme değeri g T A m eşitliğinden hesaplanmalıdır. Burada Am - halatın metalik kesitidir.

30 HALAT MAKARALARI VE DONANIMLARI HALAT MAKARALARI Kaldırma ve taşıma makinalarında halatın doğrultusunu değiştirmeye yarayan elemanlardır. Sabit ve hareketli makara tipinde yerleştirilebilirler. Palangalarda olduğu gibi ikiz makara düzeni söz konusu ise halat kollarındaki kuvvetleri ve kollardaki kısalma ve uzamaları dengelemek bakımından ayrıca dengeleme makaraları şeklinde kullanılırlar. Halat makaralarının yapımında dökme demir, çelik döküm veya çelik sac malzemenin kaynaklı şekillendirilmesi yöntemleri uygulanır. Malzeme olarak dökme demir için lamel grafitli DDL-0 ve DDL-5, küresel grafitli DDK-40, DDK-50 ve DDK-70 malzemesi; alüminyum alaşımı için Al-Si10MgW malzemesi; çelik döküm için DÇ-45, DÇ-5 ve DÇ-60 malzemesi ile kaynaklı imalatta Fe-37 ve Fe-5 genel imalat çelikleri kullanılır. Makaraların yataklanmasında yuvarlanmalı yatak kullanılmıyorsa göbek kısmında genellikle kızıl dökümden (CuSn8) yapılmış burçlar kullanılır. Kolay imal edilmeleri, hafif oluşları ve çelik döküm makaralara göre daha ucuz olmaları kaynaklı olarak imal edilmiş makaraların kullanımını arttırmıştır. Küçük çaplı makaralar dolu kesitli büyük çaplı olanlar ise 4 veya 6 kollu olacak şekilde yapılırlar. Mukavemet özellikleri daha iyi olduğu için ağır işletmelerde çelik döküm makaralar kullanılır. Şekil.40 da bir halat makarasının temel büyüklükleri görülmektedir. b 1 d r ØD 1 b ØD ØD 3 ØD Şekil.40 Dökümden yapılmış bir halat makarasının temel büyüklükleri Halat makaraları TS1140 ye göre standartlaştırılmış olarak Türkçe kaynaklarda yerini almıştır. Bu standart cetvellerinden yararlanılarak halatın anma çapı ve makaranın yerleştirileceği aks çapı yardımıyla makaranın anma çapını ve makaradaki halat yuvası yuvarlatma yarıçapını (r 1 ) seçmek mümkündür. Cetvel.7 de TS1140 ye göre, halat anma çapına bağlı olarak, makaranın bazı boyutları verilmiştir. Halat makaraları, kullanım amacı ve çalışma şartlarına göre kaymalı veya yuvarlanmalı yataklarla yataklanabilirler. TS 1140 ye göre kaymalı yataklarla

31 yataklamada 150 mm aks çapına kadar kaymalı yatak (burç) boyu aks çapından daha büyük olmakla birlikte 150 mm nin üstündeki aks çaplarında daha küçük seçilmesi öngörülmektedir. Halat makarasının anma çapı (D), makaranın eksenel kesiti üzerinde halat kanalının dip noktaları arasındaki mesafe olarak alınmalıdır (Şekil.40). Genel olarak bu çapın hesaplanmasında D H H. d 1. eşitliği kullanılır. Burada H1 - işletme grubuna bağlı bir katsayı olup Cetvel.8 de verilmiştir. H - halat donanımına bağlı bir katsayı ve d- halat anma çapıdır. Halat anma çapı d (mm) Cetvel.7 Halat makaralarına ait bazı büyüklükler Halat yuvası yarıçapı r (mm) Makara anma çapı D (mm) Aks çapı D (mm) Göbek genişliği b (mm) Genişl ik b 1 (mm) 8-9 4,-4, ,3-6, ,5-7, , ,0-8, ,0-9, , , Yükün, makara-halat donanımı ile, bir kez kaldırılıp tekrar indirilmesi işlemine bir yük seferi adı verilir. Bu yük seferi esnasında halat, makaralarda aynı yönde sarılıp boşalıyorsa eğilme, bir makaradan sonra diğerine ters yönde sarılıp boşalıyorsa 4 eğilme olduğu kabul edilir. Tambur için eğilme sayısı 1 alınır. Dengeleme makarası üzerinde halat hareket etmediği için

32 eğilme yok sayılır. Böylece işletmedeki halatın toplam eğilme sayına (w T ) bağlı olarak H - katsayısı Cetvel.9 da verilmiştir. İşletme grubu Cetvel.8 H 1 işletme grubu katsayıları Tek katlı halat Tambur Dönme dirençli halat Halat makarası Tek katlı halat Dönme dirençli halat Dengeleme makarası Tek Dönme katlı dirençli halat halat 1C 14 1, ,5 1B ,5 1A , ,4 0 5, , , Cetvel.9 H halat eğilmesi katsayıları W T H 1,0 1,1 1,5 Sabit Makara: Halat, makara üzerinde çalışırken taşıyıcı aks hareket etmiyorsa bu tür makaralara sabit makara adı verilir (Şekil.41). Halatın rijitliğinden ileri gelen eğilme direnci ve aks yataklarındaki sürtünme kayıpları nedeniyle sabit makaraların verimleri; kaymalı yataklarla yataklamada 0,96 ve yuvarlanmalı yataklarla yataklamada 0,98 olarak alınabilir. Serbest (Hareketli) Makara: Bu tip makaralarda makara aksı, halat (veya yük) ile birlikte yukarı-aşağı hareket etmektedir (Şekil.4). Hareketli makaralardaki verim ise; kaymalı yatak kullanıldığında 0,98 ve yuvarlanmalı yatak kullanıldığında 0,99 olarak alınabilmektedir. T Şekil.41 Sabit makara

33 T T T T 1 T 1 Şekil.4 Hareketli makara Dengeleme Makarası: Sabit makara tipinde olup ikiz makaralı palanga tertiplerinde, yükün taşıyıcı halat kollarına eşit dağılmasını ve küçük halat uzamalarının dengelenmesini temin eden makaralardır (Şekil.43). Dengeleme makaraları üzerinde bir halat hareketi söz konusu olmadığından herhangi bir sürtünme veya kayıp da söz konusu değildir. MAKARA VE HALAT DÜZENLERİ Büyük yüklerin kaldırılmasında halat kollarındaki çekme kuvvetinin azaltılması amacıyla sabit ve serbest makaralardan oluşan makara-halat düzenleri kullanılır. Bu düzeneklere palanga adı verilir. 1. Basit Makara-Halat Düzeni (Basit Palangalar) Sabit makaralar vinç gövdesine veya döner kule vinçlerinde ok ucuna bağlanırken serbest makaralar bir arada bulunur ve kancaya veya kanca bloğuna bağlanırlar (Şekil.44). (a) (b) Şekil.44 Basit makara-halat düzeni Bu düzende halat tamburdan çıktıktan sonra bir sabit makaradan geçerek ya doğrudan kancaya iner (Şekil.44a) veya serbest bir makaraya takılmış bulunan kancaya bağlanır Şekil.44b).

34 Basit palanga düzeninde halatın bir ucu sabit olup alt veya üst takıma bağlanır. Şekil.45 de n=4 taşıyıcı halatı bulunan bir basit palanga düzeni görülmektedir. Basit palanga düzeninde en son halat ucuna uygulanacak kuvvet, s - sabit makara verimi olmak üzere, T n Şekil.45 Basit palanga 1 T n. 1 s n s ve yükün kaldırılmasındaki palanga verimi p 1 1 n 1 n s s eşitlikleri ile bulunur.. İkiz Makaralı Palangalar Benzer iki basit palanganın paralel bağlanması ile meydana gelir. Bu basit palanga takımlarının serbest halat uçları; sağ ve sol yönlü yivleri bulunan çift taraflı bir tambura veya yivleri farklı yönlerde bulunan iki ayrı tambura sarılmaktadır. Yani bu düzende halat, tamburdan çıktıktan sonra doğudan palanganın kanca bloğundaki makara grubuna iner. Şekil.46 de taşıyıcı halat sayısı ve yapısı farklı iki ayrı ikiz makaralı palanga düzeni görülmektedir. (a) daki şekilde halatın ters yönde bükülmesi halata zarar vermez, çünkü halatlar dengeleme makarası üzerinde hareketsizdirler. Basit palangalarda yük, genellikle tek yollu tambur ile kaldırılıp indirildiğinden, yükün tambur ekseni doğrultusunda (yatay) hareket etmesi söz konusudur. Özellikle ağır yüklerin kaldırılmasında ve yük gemisi ambarları gibi kapaklı yerlerde bu durum sorun yaratmaktadır. Bunu önlemek bakımından ikiz makaralı palanga düzeninde çift yollu veya sağ-sol yivlere sahip iki ayrı tambur kullanılır. Ayrıca halat kollarındaki sarılma ve boşalmanın eşit olması için dengeleme makarasından yararlanılır.

35 İkiz makaralı palanga düzeninde aktarım oranı, taşıyıcı halat sayısı n olmak üzere, n i dir. Böylece ikiz makaralı palanga düzenindeki verim hesaplanırken daima yarım halat sayısı göz önüne alınır. Örneğin n 4 taşıyıcı halatı bulunan ve kaymalı yatakla yataklanmış bir basit makaralı palanga düzeninde verim p , ,96 0,94 iken yine n 4 taşıyıcı halatı bulunan ve kaymalı yatakla yataklanmış ikiz makaralı ' palanga düzeninin verimi, n n olacağından, p 1 1 0,96 0,98 1 0,96 olmaktadır. 4

36 HALAT TAMBURLARI Genellikle silindirik olarak yapılmış ve yükün kaldırılması esnasında çekme halatının sarılmasını ve kumandasını temin eden elemandır. Basit kaldırma düzeneklerinde (örneğin el ile kumanda edilen palangalarda) yüzeyi düz tamburlar kullanılır ve halat üst üste birkaç kez sarılır. Ancak bu durumun çok kuvvetli bir tel aşınmasına sebep olacağı unutulmamalıdır. Motor ile çalıştırılan kaldırma makinalarında kullanılan tamburun üzerine helisel yivler açılır ve halat bu yivlerin içine gelecek şekilde tambur üzerine bir kez sarılır. Halatın düzgün sarılmasını ve korunmasını sağlayan bu yivler tek yönlü (sağ veya sol) olabileceği gibi helis yönleri birbirine zıt olacak şekilde çift yönlü olarak da yapılabilir. Basit makara-halat düzeninde kullanılan tek yönlü yivler, özellikle uzun tamburlarda, yükün tambur ekseni doğrultusunda sallanmasına sebep olur. İkiz makaralı palanga düzeneklerinde kullanılan sağ ve sol yönlü yivler arasında yivsiz bir kısım bulunur (Şekil.47). Bu yivsiz kısmın uzunluğu, kanca bloğunun ölçülerine göre tespit edilmekle birlikte hesaplarda dengeleme makarası çapı kadar alınması uygun olur. Eğer bu mesafe çok büyük olacaksa biri sağ diğeri sol yönlü yivlere sahip iki ayrı tambur kullanılmalıdır. Küçük ve orta işletmelerde kullanılan tamburlar (el ile çalıştırılan kaldırma düzenekleri ve elektrikli palangalar gibi) dökme demir (DDL-18); ağır işletmelerde ise çelik döküm veya hafif ve ucuz olması bakımından çelik (Fe37) sac malzemenin kaynaklı şekillendirilmesiyle imal edilirler. Düşük hızla çalışan tamburlar bronz veya kızıl burçtan yapılmış kaymalı yataklarla, yüksek hızlı tamburlar ise yuvalanmalı yataklarla yataklanmalıdır. Şekil.47a da yuvarlanmalı yatakla ve Şekil.47b de ise kaymalı yatakla aks üzerine yataklanmış ve dökümden imal edilmiş bir tambur görülmektedir. Tambura hareket verilmesi (döndürülmesi), yan yüzeyine cıvatalarla sabitlenmiş bir dişli (tambur dişlisi) ile temin edilebileceği gibi (Şekil.47) tambur göbeğinin doğrudan motor-dişli kutusu çıkış miline kama (Şekil.48) veya pres geçme ile sıkı bağlanması sayesinde de olabilir. Şayet tambur dişlisi kullanılırsa tambur silindirik bir aks üzerine yataklanır. Bu aks, yataklama özellikleri de göz önünde bulundurularak, eğilme zorlanmasına göre hesaplanır. Tamburun döndürülmesi motor-dişli kutusu mili ile temin ediliyorsa bu mil döndürme momenti nedeniyle burulma ve halat kollarındaki çekme kuvvetleri nedeniyle de eğilme zorlanması (bileşik gerilme) etkisindedir. Şekil.48 Tamburun motor miline kama ile bağlanması

37 r 1. Yivli Tamburların Ana Boyutları Yivli tamburlara ait ana boyutlar TS1016 de verilmiştir. Şekil.49 da yivli bir tambura ait bazı büyüklükler görülmektedir. Tamburun çapı, üzerine sarılan tel halatın ekseninden eksenine ölçülmek üzere, D T H. d 1 eşitliği ile hesaplanır. Burada d -halat anma çapı ve H1 -işletme grubu katsayısı olup Cetvel.8 den alınacaktır. İkiz makaralı palanga düzeninde çift taraflı yivli tambur kullanılacağından, tamburun çevre hızı, yükün kaldırılma hızı ile palanga aktarım oranının ( i n / ) çarpımına eşit olmaktadır. Böylece yükün kaldırılma hızı V k ise tamburun çevre hızı V i. T V k olur. Buradan tamburun dönme sayısı için w m s d ØD T e Şekil.49 Tambur yiv ölçüleri n T V iv.. D. D T k (d/d) T T yazılır. Tamburun yiv adımı yiv yarıçapı s d ( 13) r 0,56.d alınabilir. Ayrıca tamburun her iki ucunda halatın tambur dışına kaymaması için bir flenş bulunmalıdır. Bu flenşin yüksekliği ve et kalınlığı m 1,5.d ve w e kadar alınabilir. Burada m- flenş yüksekliği, w-flenş et kalınlığı ve e-tambur et kalınlığıdır. Cetvel.30 da bir tamburun yiv ölçüleri verilmiştir.