Konstrüksiyon Sistematiği -6-

Transkript

1 Konstrüksiyon Sistematiği -6- Ele alınan ürünler için burada öne sürülen tasarım projesi alternatifsiz olmayıp daima başka çözüm yollarının da olabileceği ve hatta teknolojik gelişmenin bir sonucu olarak bunların her geçen gün daha farklı malzemelerden, daha kolay ve daha ekonomik üretilebilecekleri unutulmamalıdır. Konu: Doç.Dr. Ahmet DEMIRER Tasarımı yapılacak olan bardağın kullanım özelliği göz önüne alındığında; 1. Üretimde kullanılacak malzeme, 2. Hacimsel büyüklük, 3. Tutma şekli (taşımak için) ve 4. Estetik görünümü gibi özelliklerinin tanımlanması gerekmektedir. Malzeme seçimi: Soğuk içecekler için cam, metal, porselen, karton veya plastik malzemeler uygun olmakla birlikte sıcak içecekler için porselen malzeme dışında cam ve metal malzemenin ısıyı hızla dışarı vermesi nedeniyle taşımada sorun yaratacağı ve bu duruma bir çözüm bulunması gerekeceği ortadadır. Gerek sağlık açısından gerekse sıcakta uğrayacağı deformasyon nedeniyle plastik malzemenin ise sıcak içecekler için uygun olmayacağı söylenebilir. Karton malzeme sıcak içecekler için yalnız başına uygun olmamakla birlikte yüzeyinin sağlığa zararlı olmayan bir madde ile kaplanması durumunda ve bir defalık kullanımlar için tercih edilebilir. Hafiflik ve rahat kullanım bakımından seçilecek malzemenin özgül ağırlığının çok büyük olmaması yanında devrilme olasılığına karşı bardağın dengeli ve yeterli bir ağırlığa sahip olması ayrıca göz önünde bulundurulmalıdır. Taşıma özelliği: Soğuk içecekler için imalatta kullanılan malzemelerin taşıma sorunu yaratmayacağı ancak sıcak içeceklerin kolay taşınabilmesi bakımından porselen dışında cam ve metal malzeme için bir tutamağın (kulp) bulunmasının yararlı olacağı söylenebilir. Bu tutamağın tasarımında ise ortaya çıkan en önemli özellik kaç parmağımızla tutacağımızın belirlenmesidir. Kulp u dört parmağımızla kavrayabileceğimiz gibi tek parmağımızla da tutabiliriz. Gerekli sıvı hacmine ve en rahat taşınabilecek parmak adedine göre bardağın genel yükseklik ölçüleri belirlenmelidir. 1

2 Mukavemet: Seçilen malzemeye göre gerekli dayanım ve darbe analizleri yapılarak bardağın- kalınlığı belirlenir. Isısal farklara dayanım için gerekli kalınlık ile mukavemet bakımından gerekli kalınlıklar karşılaştırılarak tasarım için uygun değer belirlenir. Kullanım özelliği: Sıcak içecekler için tasarlanan bardağın el ve dudak ile temas eden yüzey geçişlerinin kişiyi rahatsız etmeyecek kadar düzgün olması ve yine el ve dudağın temas ettiği bölgelerin yakmayacak bir ısı dağılımına sahip olması göz önünde bulundurularak gerekli analizler yapılarak bardak CAD ortamında tasarlanmalıdır. Üretim koşulları: Günümüz teknolojisinin gerekliliği olarak bardağın kalıp kullanılarak seri üretimi düşünülmelidir. Ancak estetik görünüm nedeniyle elde edilecek olan şeklin kalıp imalatında zorluklara sebebiyet verip vermeyeceği CAM yazılımlarıyla kontrol edilmelidir. Zira herhangi bir zorluk bardağın şeklinin değişmesine sebep olabilecektir. Maliyet: Tasarım ürünü bardağın kullanıldığı yer maliyet için en önemli faktördür. Ev ortamında kullanımda daha özenli olunabileceği, fiyat konusunun geniş bir yelpazeye yayılabileceği ancak halka açık alanlarda (kafe, çay bahçesi, yemekhane vb. yerlerde) kırılma veya deforme olma olasılığı nedeniyle maliyet faktörünün önemi oldukça öne çıkmaktadır. Özellikle yemekhane gibi yerlerde dayanıklılık (mukavemet) ve ucuzluk ön plana çıkmaktadır. Toplantı, konferans, piknik, sıcak-soğuk içecek otomatları gibi yerlerde ise bir kullanımlık bardakların tercih edilmesi çok yerinde olacaktır. Bu nedenlerle evlerde kullanılan bardakların fiyatından çok kalite ve estetik görünümü öne çıkmaktadır. Bu alanda cam ve porselen malzemeden yapılan bardaklar tercih nedenidir. Maliyet: Halka açık ve özellikle yemekhane gibi yerlerede belli kalitede fakat yüksek mukavemette uygun fiyata satın alınabilen cam ve çok sınırlı olmakla beraber metal bardaklar tercih edilir. Tek kullanımlık bardak olarak ise karton veya plastik bardaklar hijyenik ve aynı zamanda ucuz oldukları için tercih edilmektedir. Estetik görünüm: Tasarımı yapılan bardağa verilecek şekil yanında üzerinde bulunacak desen, resim gibi imgeler ve seçilecek uygun bir renk de estetik bakımdan albenisini arttıracak ve özellikle gençler arasında tercih nedeni olacaktır. Ancak bardağa verilecek estetik yapının seçilen malzemenin ürün şeklini alabilme yeteneği ile ilişkili olması gerektiği unutulmamalıdır. Sonuç: Burada amaç, bardak tasarımı düşünülürken dikkat edilmesi gereken genel kuralların belirlenmesidir. Bunun yanında, tasarım kurallarının yerinde ve gerektiği şekilde uygulanmasının ve en küçük bir ayrıntının bile üretim esnasında ne kadar önemli olduğunun vurgulanmaşıdır. Bu basit tasarım örneğimizde de görüldüğü gibi tasarım ile üretim birbirleriyle karşılıklı etkileşim içindedir. Tasarım ve üretim aşamalarında bu değerler bir döngü oluşturmaktadır. Ürün tasarımının zaman içinde gelişerek mükemmelliğe ulaşması ve bu mükemmelliğin de zaman içinde farklı beklentiler oluşturması teknolojideki gelişimin tipik bir sonucudur. 2

3 2 2 Çok sayıda bağımsız evden oluşan yeni bir yerleşim biriminin (site) garajlarının kapılarına mekanik olarak çalışacak bir mekanizma yapılması istenmektedir. Kapıların çok kanatlı ve kolay açılır-kapanır olması, bu işlemin bir insan tarafından küçük bir kuvvet uygulaması ile yapılabilmesi tercih nedenidir. Tanımlama Tasarıma başlamak için problemin tanımı tam olarak yapılmalıdır. Bu hususta öncelikle müşteri talepleri, teknolojik gereklilikler ve çalışma koşulları göz önüne alınmalıdır. Buna göre garaj kapısı yeteri sayıda kapı biriminden oluşacak olup bunlar tek tek kaydırılarak uç noktada 90 döndürülmek suretiyle bir arada toplanacaktır. Her bir kapı birimi 2100 mm yükseklik, 800 mm genişlik ve 40 mm kalınlıkta ahşap malzemeden yapılmış olacaktır. Kaydırma mekanizmasının bir ray sistemi yardımıyla tekerlekli sistem olması istenmektedir. Hazırlanan şartnameye göre mekanizmanın özellikleri şu şekildedir; Malzeme: Kayar kapı tekerlek ve döner akşamı düşük karbonlu çelik malzemeden yapılacaktır. Çalışma şartları: -5 C ile 30 C sıcaklıkları arasında, toz ve toprak yüklü bir atmosferde çalışacaktır. Gres yağı ile yağlanacak olup (buna uygun olmalı) yılda bir kez toz ve topraktan arındırma (temizleme) ve yeniden gresleme şeklinde bakım gerektirecektir. İstenen kalite: Tüm parçaları montaj ve bakım esnasında elle temas edeceğinden keskin kenarlara sahip olmamalıdır. Montaj ve kullanım özelliği: Ölçüleri yukarıda belirlenen kapı biriminin her birinin kütlesi en çok 45 kg dan büyük olmayacak, çalışma esnasında kapılar ray boyunca kayacak ve garajın ucunda 90 dönecektir. Kayar mekanizmayı ahşap kapıya bağlama yöntemi yükseklik yönünde ± 20 mm ayarlamaya izin verecek şekilde: olacaktır. Her bir kapıya yerleştirilecek mekanizmanın 500 N yük taşıma kapasitesine sahip olması ve tüm garaj kapısını kaydırmak için gereken en büyük kuvvet 6 N dan fazla olmamalıdır. 3

4 Bu durumda kapının alt kısmına gelecek şekilde; kapı hareketini yönlendirme, salınımını önleme ve açıldığında toplanma yerinde (garaj kapısının diğer ucunda) her bir kapı biriminin 90 dönmesine izin verecek bir sevk kanalı konulmalıdır (Şekil 5.3). Bu kanal; etraftan gelecek toz, toprak vb. şeylerin kolayca içine girerek işlevini önlememesi için iki tarafında dışa doğru meyilli olacak şekilde beton yüzeye sabitlenmelidir. Her bir kapının altına iki yerinden, bu kanal ölçüsüne uygun ve kendi ekseni etrafında dönebilen birer makara yerleştirilir. Kapının kayma hareketini temin için Şekil 5.4 de bazı alternatif çözüm önerileri görülmektedir. Şekil 5.4a 'da sürtünme katsayısı son derece düşük olan PTFE, Teflon veya benzeri malzemeden yapılmış ince şerit bantlar düz yüzeye yapıştırılmıştır. Şekil 5.4b de çelik bilya kullanılmış ve Şekil 5.4c de ise makaralardar yararlanılmıştır. Şekil 5.4a da kullanılan düz şerit bant zaman içinde çabuk aşınacak olup sürtünme artacak ve kapının hareketinde zorluklar yaşanacaktır. Ayrıca kapının alt ve üst kısımlarının hareketinde oluşacak en küçük uyumsuzluk veya hareket bozukluğunda ray içerisinde kasılma medyana gelecek ve bu durum harekete engel olacaktır. Şekil 5.4b de kullanılan çelik bilya nokta temas nedeniyle sürtünmeyi azaltacak ve son derece kolay hareket olanağı sağlayacaktır. Ancak bu bilyaların temas ettiği ray yüzeyinde hızlı aşınmalar meydana getirmesi kaçınılmazdır. Şekil 5.4c de kullanılan makaralarda çizgisel temasa rağmen sürtünme direnci önemli ölçüde düşecek ve kapı hareketi bakımından rahatlık sağlanacak olup kuvvetin daha büyük alana yayılması nedeniyle aşınma tehlikesi azalacaktır. Bu değerlendirmeler sonucu kapının serbest hareketi için Şekil 5.4c nin daha uygun olduğu görülür. Ancak dengeli bir yük dağılımı temin etmek, salınım hareketleri ve kasılmaları önlemek bakımından bu düzeneğin her bir kapı biriminin üstünde iki noktadan uygulanması gerekmektedir. Makara kullanımında yerleştirme düzeninin belirlenmesi gerekir. Şekil 5.5 de dört ayrı yerleştirme düzeni verilmiştir. Şekil 5.5a da makaranın alt ve üstte sıkışma durumu ve yanal doğrultuda oluşan kaymalar nedeniyle harekette zorluk yaşanacağı açık şekilde görülmektedir. Şekil 5.5b 'de makaranın üst kısmına verilen boşluk nedeniyle sıkışma sorunu giderilmiş olmakla birlikte yanal kaymaların daha da artacağı ortadadır. Bu iki yöntemin avantajı, makaraların temas durumu nedeniyle kapı ağırlığının çizgi şeklinde yayılmasıdır. Şekil 5.5c de rayın kenar bölümünde gezinen iki flanşli makaradan yararlanılmıştır. Makaranın ray kenarındaki teması küçük de olsa çizgisel olduğundan kapının ağırlığı bu yüzeye yayılır. Ancak bu durumda da açılıp-kapanma esnasında kapının salınım yapması kaçınılmazdır. Şekil 5.5d de dört makaralı bir sistem öngörülmektedir. Bu tasarımda gerek eksenel gerekse radyal hareketi kısıtlayan ve kapı ağırlığının çizgisel yayıldığı avantajlı bir yöntem izlenmektedir. Ancak kullanılan dört adet makaranın sevk kanalı ve kapı altına da iki adet kılavuz makara yerleştirilerek (Şekil 5.3) oluşacak salınım hareketi önlenmiş olur. Her bir kapı biriminin üst hareket mekanizmasında iki adet çift flanşlı makara kullanılmaktadır (Şekil 5.7). Kapının açılıp-kapanması esnasında makaraların ray üzerindeki hareketinin rahat gerçekleşebilmesi için makaralar bir aks üzerine sabitlenmeli ve makara göbeğine bir perçinle tespit edilen askı dirseği, kapının üzerine yerleştirilen bir burç üzerinde serbest dönebilecek şekilde yataklanmalıdır. Yine bu bağlantıda kapının düşey ayarlanabilmesi için iki adet somun kullanılarak gerekli kilitleme yapılabilmelidir (Şekil 5.8). Şekil 5.7 İki flanşlı makaralı tasarımda makaraların askı dirseğine yerleştirilmesi 4

5 Askı dirseği Metal destek plakası (metal destek plakasına kaynak edilmiş) Şekil 5.8 Kayar garaj kapısı tekerlek montaj şeması Bu dört makarayı üst şekil deki gibi yerleştirmek mümkün olabilir. Her kapı birimi için iki adet makara takımı olması gerektiği göz önüne alınırsa gerek imalat ve montaj zorlukları gerekse maliyet bakımından iyi bir çözüm olmadığı görülür. Sonuç olarak Şekil c deki tasarım örneğinin geliştirilmesi halinde kayar kapı mekanizması için iyi bir çözüm olabileceği görülür. 3 ŞİŞE MANTAR AÇACAĞI 5

6 6

7 Kaynaklar: 1-CÜRGÜL İsmail, SINMAZÇELİK Tamer,YETİŞTİREN Hülya, ZEREN Adalet, Makine Tasarımı ve Şekillendirme Tekniği, Birsen Yayınevi, İst FINDIK Fehim, Malzeme ve Tasarım Bilgisi, seçkin yayınevi, Ankara,