VİDA-SOMUN MEKANİZMALARININ DİKEY TAŞIMA PLATFORMLARINDA KULLANIMINA YÖNELİK TASARIM PARAMETRELERİNİN İNCELENMESİ

Transkript

1 MAKALE VİDA-SOMUN MEKANİZMALARININ DİKEY TAŞIMA PLATFORMLARINDA KULLANIMINA YÖNELİK TASARIM PARAMETRELERİNİN İNCELENMESİ Oral Bilici * Ren Dizayn Teknoloji, Antalya oralbilici@hotail.co Hakan Ersoy Doç. Dr., Akdeniz Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölüü, Antalya hakanersoy@akdeniz.edu.tr ÖZ Bu çalışada, vida soun ekanizasının tasarı paraetreleri inceleniş ve dikey taşıa platforlarında kullanıından kaynaklanan problelere yönelik çalışalar yapılıştır. Vida soun ekanizası tasarı paraetrelerinin birbirlerinden nasıl etkilendiği inceleniştir. Bu aaçla, tasarı paraetrelerini belirleyen denkleler bilgisayar ortaına aktarılarak varyasyonlar oluşturuluştur. Piyasada kullanılakta olan bir ürüne ait tahrik sisteinin vida soun ekanizası bilgisayar ortaında odelleniştir. Model üzerine referans yükler verilerek sonlu eleanlar yönteiyle analiz yapılıştır. Statik ve değişken zaanlı analiz yapılarak sonuçlar değerlendiriliştir. Analiz sonuçlarıyla denklelerden elde edilen sonuçlar kıyaslanıştır. Elde edilen grafiklere dayanarak bu prensipte çalışan sisteler için iyileştire tavsiyeleri veriliştir. Anahtar Kelieler: Vida soun ekanizası, soun tahrikli sisteler, vidalı il hareket sistei, dikey engelli platforları, dikey taşıa EXAMINATION OF THE DESIGN PARAMETERS FOR THE USE OF SCREW-NUT MECHANISM IN VERTICAL LIFT PLATFORM ABSTRACT This study investigates the design paraeters of the screw and nut echaniss have been studied to address probles arising fro the use of vertical transport platfor. Screw nut echanis odelling paraeters has been exained how they influenced each other. For this purpose, the design paraeters defining equations transferred to a coputer progra and variations were generated. * İletişi Yazarı A drive syste s screw nut echaniss which is being used in the arket are odelled with coputer aided progra. Finite eleent analysis was conducted on the odel given reference loads. Static and transient analysis was perfored. The results obtained fro equations and analysis was evaluated. It is given recoendations for iproveent for this type of systes fro different perspectives, based on resulting chart. Keywords: Screw nut echanis, nut drive systes, ball screw oveent systes, vertical disabled systes, vertical carrying platfors Geliş tarihi : Kabul tarihi : Bilici, O., Ersoy, H Vida-Soun Mekanizalarının Dikey Taşıa Platforlarında Kullanıına Yönelik Tasarı Paraetrelerinin İncelenesi, Mühendis ve Makina, cilt 57, sayı 680, s Mühendis ve Makina 59

2 1. GİRİŞ Vida soun ekanizasının tarihi çok eskilere dayanaktadır. Günüüzde de çevreize baktığıızda en çok görebileceğiiz ekanizalar arasında yer alaktadır. Tahrik sistelerinin, elektroanyetik alan dolayısıyla dairesel hareket çıktısı veresi ve bu hareketin doğrusal harekete çevrile ihtiyacı, verilen önei arttıran etkenlerden biridir. Gelişen teknoloji dolayısıyla, kalıp, dökü, otootiv, havacılık ve uzay sanayisinin, ekanizaya olan talepleri de oldukça artıştır. Otoblokaja sahip bir ekaniza olduğundan ve tersinir olayan bir hareket sağlayabildiğinden sanayide çokça tercih edilektedir. İnsan ve yük taşıyan sisteler için alternatiflerine göre daha güvenli olarak değerlendirilektedir. Vidalı sisteler son yıllarda özellikle engelli platforları, üst geçide erdivensiz ulaşıda ve villa tipi yapılarda kullanı alanı buluştur. Kısa esafeli asansörlerde öneli bir yer edineye başlayan vidalı sistelere uygun vida soun paraetrelerinin belirlenesi, sistein hafiflik ve aliyet açısından tasarıı yapılırken çalışa esnasında karşılaşılan titreşilerin kontrol altına alınası gerekektedir. Mekanizanın düşük seyir esafelerinde doğrusal hareket eldesi için kullanıı 5378 sayılı Engelliler Kanunu, de kabul edilen TS EN81-41:2010 Standardı ve 2006/18 sayılı Başbakanlık Genelgesi ile günüüzde ayrı bir öne kazanış ve bu vesileyle kendi piyasasını yaratıştır. Ülkeizde ilgili standartlara uygun bir şekilde ontajı yapılan engelli sistelerinin taaı yurt dışından tein edilektedir. Benzer sistelerde -bu ekanizadaki otoblokajın yerine- kullanılan güvenlik sistelerinin aliyetli olası ticari kaygılar dolayısıyla ekanizaya ilgiyi arttırıştır. Yerli üretiin, akadeik çalışalarla geliştirilen, ileri teknoloji ile donatılış ithal ürünlerle rekabet gücü istenilen düzeyde değildir. Montajı yapılış örnek bir engelli platforunun vida soun ekanizasının iyileştirilesi, deforasyon ve titreşi problelerine akadeik açıdan çözü bulunası ükündür. Dikey taşıa sistelerinde ortaya çıkacak ek eğile oentinin sistee etkisinin en aza indirilesi ile sistein veriinin iyileştirilesi ve konforunun arttırılası öngörülektedir. Son yıllarda gittikçe artan bir ihtiyaç da takı tezgâhlarındaki hız, hassasiyet ve verililiktir. Bu duru, vidalı illeri de ön plana çıkarıştır. Vidalı illerdeki titreşi problelerinin çözüü için birçok araştıra yapılış ve teas yüzeyleri arasındaki kineatik ilişki çözüleneye çalışılıştır. Bu çözüleeler için farklı yaklaşılar evcuttur. Söz edilen yaklaşılardan pratik olanları, yay kütle sistei şeklinde inceleeyi tercih etişken, bazıları da taaen sonlu eleanlar yönteiyle odel oluşturayı tercih etiştir. Söz gelii Chen [1], kütle yay siteini tercih etiş olup bu odel eksenel hareketi, burula hareketini ve esnetlerdeki yalpalaayı açıklaaktadır. Bu çalışada, kızak salınıının pozisyon doğruluğuna etkisinin hatırı sayılır olduğu belirtiliştir. Kütle yay sisteini irdeleyen benzer çalışalar Ki, Yang, Lee ve Poignet tarafından da sunuluştur [2-4]. Van Brussel ve Schafers birbirinden bağısız yaptıkları çalışalarda [5-6], bilyalı vidalı il hareket sisteini de içine alan 3 eksenli bir freze tezgâhını sonlu eleanlarla odelleiş ve odelin yüksek hızlı tezgahların kontrolü ve tasarıında kullanılabileceğini gösteriştir. Vidalı il sisteini taaen sonlu eleanlarla ve ayrık kütleli olarak inceleenin avantaj ve dezavantajları vardır. Ayrık kütleli odeller, daha az serbestlik derecesi içerdiği için daha basittir. Ancak tablanın vidalı il boyunca hareketi gibi çeşitli hareket dinaiklerini açıklayaaz. Bu sebeple, araştıracılar hibrit odellere başvuruştur. Bu odellerde vidalı ilin ataleti ve rijitliği yayılı halde, diğer parçalar ise kütle yay sisteiyle ifade ediliştir. Bu yaklaşılardan birisi Pislaru tarafından yapılıştır [7]. Ancak bu çalışa, dinaik değişileri ifade etekten acizdir. Çünkü vidalı il paraetrelerinin değerleri sounun bir pozisyonu için elde ediliştir. Bu sorunu Varanasi ve Nayfeh, vidalı ili ünifor kiriş olarak hesaplayarak çözüştür [8]. Alternatif kiriş forüllerini kullanarak hibrit sistein çeşitli aşaaları birçok araştıracı tarafından irdeleniştir [9, 10, 11, 12, 13]. Çünkü bu duru, kiriş eşitliklerini kullanaktan daha pratiktir. Vidalı il ile soun teas yüzeyini, oluşan titreşileri, hareket iletiini ve ilden platfora giden kuvvetleri anlayabilek için öne arz etektedir. Bunun sonucu olarak vida ile soun arasındaki bağıntının dinaiğini kavraak için de birçok bağısız çalışa yapılıştır [14, 15]. Çalışanın teel aacı, vida soun ekanizasının, dikey taşıa platforlarındaki evcut kullanıının akadeik bilgi ve bilgisayar progralarıyla iyileştirilesini sağlayacak verileri ortaya koyak, hızın arttırılasıyla kontrolden çıkan titreşi probleini en aza indirgeek için tavsiyelerde bulunak, veri kayıplarını değerlendirerek enerji sarfiyatını ve alzee değişi sürelerini kısaltak için çıkarılarda bulunaktır. Ülkeizde dikey engelli platforlarına yönelik yöneteliklerin yabancı dilden çevirisi sanayiye uzak kurular tarafından yapılakta ve ülkeiz şartlarıyla uygun olayan ifadelerin resi şartnaelere girdiğine şahit olunaktadır. Yöneteliklerin yetersiz ve anlaşılabilirlikten uzak olası, haksız rekabete sebep olduğu gibi, yeterli güvenlik önleleri alınaış ürünlerin piyasaya denetisizce yayılası insan hayatını da tehlikeye ataktadır. Çalışanın aaçlarından biri de standartlardaki kıstasların değerlendirilesine katkıda bulunabilektir. 2. MATERYAL VE YÖNTEM Verii doğrudan ve dolaylı etkileyen tasarı ölçütlerinin incelenesi önelidir. Tasarı ölçütlerinin çalışaya yansıtılabilesi için bilinen forüllerden yola çıkılarak, vida helisinin istenildiği gibi değiştirilerek, diğer paraetrelerin incelenesini sağlayacak blok diyagralar oluşturuluştur. Blok diyagralarının oluşturulası istenilen niteliklerdeki platforun nihai çıktılarını henüz tasarı aşaasındayken netleştirekte yardıcı olacaktır. Bu sayede, kendi içinde dallara ayrılan, vida soun ekanizasının hesaplaa yönteleri ile her duru için diyagralardaki paraetreleri değiştirek suretiyle sonuca ulaşılası hedefleniştir. 2.1 Blok Diyagraların Oluşturulası Blok diyagralar, girdileri değiştirerek istediğiiz çıktıları alaızı kolaylaştırakta ve grafiğe dökeiz için çeşitli verileri istenilen şekilde sıralayabilektedir. Şekil 1. Helis Açısını Değişkenlere Göre Hesaplayan Blok Diyagra Şekil 2. ve İndire Değerlerini Hesaplayan Blok Diyagra Sürtüneler ve ağız sayısı gibi paraetrelerin sabit kabul edilesi ile elde edilen değerlerden faydalanarak görseller oluşturuluştur. Helis açısı, il çapı ve yük değişilerinin, kaldıra oenti, il gövdesinde oluşan kaya ve tek dişte oluşan siga diş gerileleri üzerindeki etkisini göreizi sağlayacak bir blok diyagra oluşturuluştur. Elde edilen değerlerde değişken paraetreler belirlenirken, sürtüne katsayısı ve ağız sayısı sabit kabul ediliştir. 2 ağızlı vidalarda helis açısı paraetresi vida adıına bağlı olarak değiştiriliştir. Helis açısının bağlı olduğu paraetrelerin girdi olarak tanılandığı ve sonucunda radyan ve derece birilerinde çıktı veren blok diyagra, Şekil 1 de görüldüğü gibi oluşturuluştur. Ağız sayısı vida adıına bağlanarak topla hatve oluşturuluştur. Bu sayede, diyagra ağız sayısının arttırılası deneelerine uygun hale getiriliştir. Değiştirilen paraetrelerdeki kaldıra ve indire oent- 60 Mühendis ve Makina Mühendis ve Makina 61

3 Şekil 5. Diyagra Değerlerine Göre Hatve ve Mekaniza Verii Grafiği Şekil 3. Gerile Değerlerini Hesaplayan Blok Diyagra lerinin elde edilesi de isteniştir. Bu sayede, istenilen değerlere yaklaşak için bir ön çalışa yapılası sağlanıştır. oentini oluşturan tü paraetreler ön tanılıdır ve birbirine bağlı değerler Matlab Siulink grafik alanında oluşturularak sonraki denkleler için kullanılaktadır. Yataklaa sürtünelerinin etkisinin ihal edildiği duru, Şekil 2 de görülen diyagrada sürtünesiz olarak ifade ediliştir. Bu sayede, kaldıra oenti ve indire oenti değerlerinin hesaplanası sağlanıştır. Kare profil vidadaki kaldıra ve indire durularında oluşan kaya gerilesi, basa/çeke gerilesi, tek dişte oluşan gerile ve von-ises gerilesini görebilek için oluşturulan diyagra, Şekil 3 te görüldüğü gibi oluşturuluştur. Şekil 3 te bulunan diyagra, girilen ilk paraetrelerden bileşik gerileye kadar olan hesapları içerektedir. Elde edilen değerlerin isi ve birileri, Türkçe karakterleri ve bazı yazı tiplerini destekleeyen Siulink çalışa alanının elverdiği ölçüde, sonuç kutucuklarının altına yazılıştır. 2.2 Blok Diyagralarının Doğruluk Kontrolü Blok diyagraların doğru kuruluş olup oladığının kontrolü için örnek probleler üzerinden doğrulaalar yapılıştır. Örnek soruda verilen girdiler, kurulan diyagralarda belirlenen değişkenlere yazılarak çözdürüle yoluna gidiliştir. Kontrol problei ve blok diyagra çözüü Ek A da bulunaktadır. Şekil 4. Analiz Modülleri Arası Bilgi Paylaşı Köprüleri 2.3 Sonlu Eleanlar Analizi Çalışası Sonlu eleanlar analizi koşturak için oluşturulan soun ve vida odelleri Solidworks prograında tasarlanıştır. Statik ve zaana bağlı analizlerin Ansys Workbench prograında koşturulabilesi için oluşturulan odel, Şekil 4 te görüldüğü gibi, bilgi paylaşı köprüleri ile analizlere bağlanıştır. 3. BULGULAR 3.1 Blok Diyagralardan Elde Edilen Çıktılar Blok diyagralardaki teel paraetrelerin değiştirilesi ile ulaşılan sonuçlar kullanılarak grafikler elde ediliştir. Şekil 5 te, vida adıının değişii ile değişen ekaniza verii ve üstel eğileri görülektedir. Vida üzerinde, hareket sırasında oluşan yükler kendi içinde değerlendirildiğinde il çapının artasının hareket için gerekli olan döndüre oentini arttırdığı gözlenektedir. Bu Şekil 6. Tü Varyasyonların Hatve ve Grafiği Şekil lik Mil İçin Hatve ve Grafiği Şekil lik Mil İçin Hatve ve Grafiği 62 Mühendis ve Makina Mühendis ve Makina 63

4 Şekil lik Mil İçin Hatve ve Grafiği durua sebep olan etkenlerden biri de sürtünen yüzey alanının artasıdır. Şekil 6 da, farklı yük ve çapların vida adıının değişiiyle değişen platforu yukarı yönde harekete geçirebilek için gerekli olan oent değerleri gösterilektedir. Hatvenin artası da helis açısını dolaylı olarak arttırdığı için gerekli döndüre oentini arttıraktadır. Helis açısının artası, dikey yükü arttırakta ve vida teas yüzeyine gelen biri yükü azaltaktadır. Farklı çaplardaki vidalar için elde edilen sonuçlar, tablolar halinde Ek B de bulunaktadır. 40 lik vida için Tablo 1, 60 lik vida için Tablo 2, 80 lik vida için Tablo 3 te, grafiklerde bulunan değerler detaylıca incelenebilir. Yük sabit olarak değerlendirildiğinde, aynı hatve değerine sahip illerde, gerekli kaldıra oenti artış farklarına dikkat edildiğinde, küçük çaptan büyük çapa geçerken artış farkının katlandığı görülektedir. Söz gelii, aynı hatvedeki 10000N luk değerler referans alındığında, 40 lik il den 60 lik ile geçişte ~9 N fark oluşurken, 60 lık ilden 80 e geçişte ~26,5 N fark gözlenektedir. Çaptaki artışın kaldıra oenti farkını nasıl katladığı görülektedir (Şekil 7, 8, 9. Gerekli kaldıra oenti artış farkları hatve değişiiyle, 40 lık ilde 6 den 10 ye geçişte %17, 10 den 20 ye geçişte %31 dir. 60 lık ilde 6 den 10 ye geçişte %15, 10 den 20 ye geçişte %28 dir. 80 lik ilde 6 den 10 ye geçişte %11, 10 den 20 ye geçişte %23 tür (Şekil 7, 8, 9. Çap değişiiyle incelediğiizde 10000N luk değerleri 6 hatve referans alarak, 40 lik çaptan 60 lik çapa geçişte kaldıra oenti %13 artarken, 60 lik çaptan 80 lik çapa geçerken %23 lük bir artış gösterektedir. Bu duru, il çapının arttırılasının titreşi tokluğuna olulu etkisinin, otor gücüne ve elektrik sarfiyatına olusuz etkisine sebep olduğunu ortaya koyaktadır. Dolayısıyla, olabilecek en küçük il çapında kurulan sisteler aynı yükü kaldırırken, daha küçük otora sahip olup daha düşük elektrik sarfiyatına aynı işi daha yüksek enerji verililiğiyle yapabilir. Mil çapının azalasının narinliği arttıracağını, dolayısıyla titreşi probleini arttıracağını da ayrıca değerlendirek gerekektedir. 3.2 Sonlu Eleanlar Analizi Çıktıları 60 diş üstü çapındaki 2 ağızlı ile, uygulaa koşullarında etkiyen 4000N luk dikey yükün etkileri Şekil 10 da görülektedir. Şekil 10. Tahrik Sounundaki Eşdeğer von-mises Gerileleri Şekil 11. Tahrik Sounundaki Eşdeğer von-mises Gerileleri Şekil 12. Tahrik Sounu ve Vidalı Milde Oluşan Eşdeğer von-mises Gerileleri Soun üzerindeki gerilelerin, diş profilinin başladığı bölgede biriktiği ve diş diplerinde yoğunlaştığı gözlenektedir. Analiz sonuçları değerlendirilirken, tek bir düğü noktasında aşırı gerilelerin oluşup oluşadığına dikkat ediliştir. Sonuçların incelenesi sırasında, vidanın girintili bir yapıya sahip olası, dolayısıyla birkaç nod üzerinde aşırı bir geriliin yığılasının olası, sonucun isteneyecek şekilde ıraksaasına neden olabilir. Gerili yığılaları dikkatle kontrol edilelidir. Şekil 11 den, soun üzerindeki eşdeğer gerilelerin soun teasının olduğu ilk 3-4 dişe kadeeli olarak yayıldığı anlaşılaktadır. Vida iki ağızlı olduğu için en fazla yükü taşıyan ilk iki helis aslında sıka vidalarındaki ilk diş gibi düşünülebilir. Bu duru, sıka vidalarında ilk 3 dişin topla yükün yaklaşık %80 ini taşıdığı kuralını doğrular niteliktedir. Yapılan zaana bağlı analizdeki sonucun statik analizdeki sonuçtan çok farklılaşadığı ancak yükün arttığı gözleniştir. 4. SONUÇ Forüllerin Matlab a aktarılası ile elde edilen farklı paraetrelere ait aritetik sonuçlar elde ediliştir. Bu sonuçlar Ek-B Tablo 1, Tablo 2 ve Tablo 3 te görülebilir. Farklı vida paraetreleriyle yapılan sonlu eleanlar analizleri ile elde edilen sonuçlarda diş dibi gerileleri karşılaştırılıştır. Bu gerile değerlerinin blok diyagralardan elde edilen sonuçlar ile tutarlı olduğu gözleniştir. Tanılanan il soun paraetrelerinin girdi olarak verilesiyle elde edilecek diş gerilelerine ulaşılası sağlanıştır. Kapalı devre otoatik kontrol bloğunun diyagraa adapte edilesi ile talep edilen değişken koşullar ve yükler için gerekli optiu vida soun paraetrelerine ulaşak ükündür. Sonlu eleanlar analizinin sonucunda, toplada 7. dişin hiç yük taşıadığı gözleniştir. Bu duru, ideal soun boyu için bir fikir verektedir. İdeal sonuçlar için yapılacak çalışalarda soun ve vida alzeesinin çalışa koşullarındaki sürtüne katsayısı deneysel olarak ortaya konulabilir. Hızın artasıyla gerile değerinin düşesi aritetik hesaplarda olduğu gibi, yapılan analizde ve blok diyagralardan elde edilen sonuçlarda gözleniştir. Mevcut üründe soun dişlerinin gerile değeri aka dayanıından yaklaşık 12 kat daha düşük olduğu için soun alzeesi için çok çeşitli alzeeler düşünülebilir. Souna gelen yüklerin aşırı olaası sebebiyle, bronz yerine ühendislik plastiklerinin kullanıı araştırılalıdır. Zira günüüzde katı yağ, sıvı yağ ve hatta grafit ediriliş dökü poliaid çeşitleri (kestlub, kestoil, kestaid-grf vb. sürtünerek çalışan etallerin yerini hızla alaktadır. Trapez vidadan kare vidaya doğru α değişirken en uygun değer, standartlaştırılış bir ial yönteinde, farklı trapez açıların titreşie etkisi ancak apirik olarak elde edilebilir. dibindeki kalınlığın trapez vidada kare vidaya göre daha kalın bir çelik tabakasının olası, kare vidaya göre belli şartlarda titreşi ukaveetinin daha yüksek olabileceğinin de göstergesidir. Kare vidalara göre trapez vidalar, soun yükünü diş yüzeyine daha iyi yayacağı için konstrüktif olarak daha verili olduğu söylenebilir. Kaldı ki kare dişin bir standardı yok iken üçgen (DIN13/30, Whitworth (DIN11, Trapez (DIN103-DIN378- DIN379, Testere (DIN513 profiller için çeşitli standartlar belirleniştir. Ayrıca kare vidadaki çentik etkisi faktörü trapez vidaya göre daha tehlikeli olduğu için, çalışa esnasında sürekli titreşie aruz kalan konstrüksiyonlarda ayrıca dikkat edilelidir. Vidalı illerde otoblokajın olaası, dikey yük taşıa platforlarında kullanı cazibesini kaybetesine sebep olsa da hareket başlangıç ve bitiş anlarında otorun hareketinin sonlanasıyla çalışacak bir fren ekanizası ile ya da otorun dura anındaki tuta torku ile yapılacak bir hesaplaa doğrultusunda bu tarz sistelerdeki fren problei ortadan kaldırılabilir. Fakat bu duru, dikey taşıa sistelerinde vida soun ekanizasının kullanıının öneli nedenlerinden biri de fazladan bir fren ekanizası ihtiyacını ortadan kaldırası olduğu için tercih edileektedir. Bu tercihin yapılası yerine kendinden frenli otorlar da kullanılabilir. Engelli standardında, noralde kapalı ve frenin elle devre dışı bıra- 64 Mühendis ve Makina Mühendis ve Makina 65

5 kılabildiği tahrik sistelerine izin veriliştir. Öyle ki elektrik kesintisinde otoatik olarak otor freni kapanacaktır. Yük, hareket halindeyken sürtüne kaynaklı yukarı doğru bir burkula kuvveti oluşaktadır. Bu kuvvet, titreşii oluşturan dengesiz yüke sebebiyet verektedir. Dengesiz yükler, titreşi forüllerinin ekanizaya uygulanasını ükün hale getirektedir. Vidalı ekanizada çıkılan yüksek hızlar için tek hızlı otor yerine diferansiyel değişkenli otor kullanılalıdır. Bu sayede, ilk andan aksiu hıza geçişlerde ve duruşada hissedilen ive azalacak, aşına sorunu azalacak ve ürün konforu arttırılabilecektir. Mil üzerindeki vidanın ayrı bir yüzey sertleştire işleine tabi tutulası aliyetli olacağından daha iyi ukaveet, daha düzgün yüzey pürüzlülüğü, dolayısıyla daha iyi sürtüne katsayısı elde edilesi için dişlerin ovalaa ile açılası tercih edilelidir. Soun ile vidalı il arasında yağ fili oluştura şartlarının incelenesiyle soun alzeesi seçii daha doğru yapılabilir. Analizde, döneye karşılık ötelee hareketinin tanılanası için farklı yaklaşılar denenerek kıyaslanabilir ve blok diyagralarla kontrolü sağlanabilir. KAYNAKÇA 1. Chen, J. S., Huang, Y. K., Cheng, C. C Mechanical Model and Contouring Analysis of High-Speed Ball-Screw Drive Systes with Copliance Effect, International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 24, p Ki, M. S., Chung, S. C Integrated Design Methodology of Ball-Screw Driven Servoechaniss with Discrete Controllers. Part I: Modelling and Perforance Analysis, Mechatronics, vol. 16, p Poignet, P., Gautier, M., Khalil, W Modeling, Control and Siulation of High Speed Machine Tool Axis, Proceedings of IEEE International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, Septeber 1999, p , Atlanta, USA. 4. Yang, T., Lin, C. S Identifying the Stiffness and Daping Paraeters of a Linear Servoechanis, Mechanics Based Design of Structures and Machines, vol. 32 (3, p Van Brussel, H., Sas, P., Istvan, N., De Fonseca, P., Van Den Braebussche, P Towards a Mechatronic Copiler, IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 6 (1, p Schafers, E., Denk, J., Haann, J Mechatronic Modeling and Analysis of Machine Tools, Proceedings of the 2nd International Conference on High Perforance Cutting, June 2006, p , Vancouver, Canada. 7. Pislaru, C., Ford, D. G., Holroyd, G Hybrid Modelling and Siulation of a Coputer Nuerical Control Machine Tool Feed Drive, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I: Journal of Systes and Control Engineering, vol. 218, p Varanasi, K. K., Nayfeh, S. A The Dynaics of Lead-Screw Drives: Low-Order Modeling and Experients, ASME Journal of Dynaic Systes, Measureent and Control, vol. 126, p Whalley, R., Ebrahii, M., Abdul-Aeer, A. A Machine Tool Axis Dynaics, Proceedings of IMechE Part C: Journal of Mechanical Engineering Science, vol. 220, p Argyris, J., De Donno, M., Litvin, F. L "Coputer Progra in Visual Basic Language for Siulation of Meshing and Contact of Gear Drives and its Application for Design of Wor Gear Drive," Coputer Methods in Applied Mechanics and Engineering, vol. 189, p Allotta, B., Angioli, F., Rinchi, M Constraints Identification for Vibration Control of Tie-Varying Boundary Conditions Systes, Proceedings of the 2001 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, 8-12 July 2001, p , Coo, Italy. 12. Erkorkaz, K., Kaalzadeh, A High Bandwidth Control of Ball Screw Drives, Annals of the CIRP, vol. 55 (1, p Zhou, Y., Peng, F., Chen, J Torsion Vibration Analysis of Lead-Screw Feed Drives with Changeable Table Position and Work-piece Mass, Proceedings of IEEE International Conference on Mechatronics and Autoation, 5-8 August 2007, p , Harbin, China, 14. Cuttino, J. F., Dow, T. A Contact between Elastic Bodies with an Elliptic Contact Interface in Torsion, ASME Journal of Applied Mechanics, vol. 64, p Lin, M. C., Ravani, B., Velinsky, S. A Kineatics of the Ball Screw Mechanis, ASME Journal of Mechanical Design, vol. 116, p Budynas, R., Nisbett, J Shingley s Mechanical Engineering Design, ISBN: , Mcgra Hill, New York, USA, Exaple 8-1, p TSE-TS ISO li Terileri - Bölü 2: Sonsuz Vida li Geoetrisi ile İlgili Tarifler (Definitions Related to Wor Gear Geoetry. EKLER Ek A: Örnek Bir Problein Açıklaalı Çözüü ile Matlab Siülink ile Hazırlanış Blok Diyagralar Üzerindeki Çözüü [16] Proble: Kare profil çift ağızlı bir güç vidasının en büyük çapı 32 ve hatvesi 4 dir. Vida, dikey olarak yük kaldırak için bir sounun tahrik edilesi suretiyle kullanılaktadır. Verilen diğer bilgiler şöyledir; f f c 0.08, d c 40 ve vida başına F 6.4 kn a Yükü kaldırak ve indirek için gerekli olan torku bulunuz. b Yükü kaldıra duruundaki verii bulunuz. c Mildeki gerilileri, basa ve burula gerililerini bulunuz. d Tek dişte oluşan eğile gerilesini bulunuz. e dibindeki von Mises geriliini belirleyiniz. Aritetik çözü: a d d p / / 2 30 ( l p. n T R Fd l + π fd Ffcdc 2 + π d fl 2 ( π ( ( ( ( ( 6, 4( π 0, , 4 0, π (30 0, , ,24 26,18 N T L Fd π fd 1 Ffcdc 2 + π d + fl 2 ( ( 6,4 30 0, ,4 0, π30 + 0,08( 8 2 b Fl 6, 4(8 e 0,311 2 πt 2 π (26,18 c R 3 16T 16(26,18(10 τ 6,07 MPa πd π( d ( 3 4F 4 6,4 10 σ 10,39 MPa π d π d ( d 3 6(0,38 6(0,38(6, 4(10 F σ t 41,5 MPa πd (1 p π e σ 41,5 MPa x d σ y 10,39 MPa σ 0 z ( ( ( ' 1 (41, ,39 + σ ( 10,39 41,5 + 6( 6,07 48,7 MPa τ xy 0 τ 6,07 MPa τ yz zx 0 MPa ,77 N 66 Mühendis ve Makina Mühendis ve Makina 67

6 Ek A Şekil 1. Örnek Problein Çözüünü Hesaplayan Blok Diyagra Ek B: Blok Diyagralardan Elde Edilen Değerlerin Çizelgeleri Ek B - Tablo 1. Blok Diyagralardan 4000N İçin Elde Edilen Değerler Ağız Sürtüne Kuvveti (f Yük (F Üstü (d Vida Adıı (p Bölü Dairesi (d Helis Açısı (λ Dibi (d d Veri (e Alçala (T L Kaya (τ yz Basa Çeke (σ z Tek te Oluşan Gerile (σ x Dibi von Mises (σ b 750 d/d de Hız Oto Blokaj Duruu - - N derece - N N N N/ 2 N/ 2 N/ 2 N/ 2 /s 2 0, ,9 34 0, , ,153 4,406 14,230 17,73 0,15-2 0, ,8 34 0, , ,835 4,406 8,538 13,19 0,25-2 0, ,0 34 0, , ,579 4,406 4,269 12,24 0,50-2 0, ,8 54 0, , ,903 1,747 8,960 10,07 0,15 VAR 2 0, ,4 54 0, , ,071 1,747 5,376 6,69 0,25-2 0, ,6 54 0, , ,499 1,747 2,688 4,66 0,50-2 0, ,8 74 0, , ,486 0,930 6,538 7,10 0,15 VAR 2 0, ,7 74 0, , ,552 0,930 3,923 4,56 0,25 VAR 2 0, ,4 74 0, , ,717 0,930 1,961 2,84 0,50-68 Mühendis ve Makina Mühendis ve Makina 69

7 Ek B - Tablo 2. Blok Diyagralardan 8000N İçin Elde Edilen Değerler Ağız Sürtüne Kuvveti (f Yük (F Üstü (d Vida Adıı (p Bölü Dairesi (d Helis Açısı (λ Dibi (d d Veri (e Alçala (T L Kaya (τ yz Basa Çeke (σ z Tek te Oluşan Gerile (σ x Dibi von Mises (σ b 750 d/d de Hız Oto Blokaj Duruu - - N derece - N N N N/ 2 N/ 2 N/ 2 N/ 2 /s 2 0, ,9 34 0, , ,306 8,811 28,460 35,46 0,15-2 0, ,8 34 0, , ,670 8,811 17,080 26,39 0,25-2 0, ,0 34 0, , ,160 8,811 8,,538 24,48 0,50-2 0, ,8 54 0, , ,805 3,493 17,920 20,14 0,15 VAR 2 0, ,4 54 0, , ,143 3,493 10,750 13,38 0,25-2 0, ,6 54 0, , ,999 3,493 5,376 9,32 0,50-2 0, ,8 74 0, , ,973 1,860 13,080 14,20 0,15 VAR 2 0, ,7 74 0, , ,103 1,860 7,846 9,13 0,25 VAR 2 0, ,4 74 0, , ,433 1,860 3,923 5,68 0,50 - Ek B - Tablo 3. Blok Diyagralardan 10000N İçin Elde Edilen Değerler Ağız Sürtüne Kuvveti (f Yük (F Üstü (d Vida Adıı (p Bölü Dairesi (d Helis Açısı (λ Dibi Ç a p ı (d d Veri (e Alçala (T L Kaya (τ yz Basa Çeke (σ z Tek te Oluşan Gerile (σ x Dibi von Mises (σ b 750 d/d de Hız Oto Blokaj Duruu - - N derece - N N N N/ 2 N/ 2 N/ 2 N/ 2 /s 2 0, ,9 34 0, , ,883 11,010 35,580 44,33 0,15-2 0, ,8 34 0, , ,588 11,010 21,350 32,98 0,25-2 0, ,0 34 0, , ,950 11,010 10,670 30,60 0,50-2 0, ,8 54 0, , ,257 4,366 22,400 25,18 0,15 VAR 2 0, ,4 54 0, , ,679 4,366 13,440 16,73 0,25-2 0, ,6 54 0, , ,748 4,366 6,720 11,65 0,50-2 0, ,8 74 0, , ,216 2,325 16,350 17,75 0,15 VAR 2 0, ,7 74 0, , ,379 2,325 9,807 11,41 0,25 VAR 2 0, ,4 74 0, , ,792 2,325 4,904 7,11 0,50-70 Mühendis ve Makina Mühendis ve Makina 71