GÖTÜRÜCÜLER (KONVEYORLER) VE İLGİLİ DONATIMI

Transkript

1 A. Spivakovsky ve V. Dyachkov GÖTÜRÜCÜLER (KONVEYORLER) VE İLGİLİ DONATIMI Çeviren Ali Münir CERÎT - Mak. Y. Müh. 2. BASKI ANKARA

2 BÖLÜM XIII MASURALI GÖTÜRÜCÜLER A. ANA TÜRLER Masuralı götürücüler, parça-mallan (ingotlar, levhalar, döküm-potalan, rulo halindeki mallar, borular, kütükler, sandıklar vb.) yatay ve aşağı ya da yukarı doğru hafif eğimli masuralı yollar üzerinde götürmeye yararlar. Mallar, götürücü şasisi üzerine düzgün aralıklarla yerleştirilmiş masuralar (rollers) üzerinde götürülürler. Taşınacak malların düzgün bir tabana ya da altta, boyuna ve düz bir kaburgaya (rib) sahip olmaları gerekir. Bu götürücülerde köşeli ya da silindirik mallar da taşınabilir. Yumuşak kaplardaki, düzgün olmayan şekilli ve küçük boyutlu mallar, ancak tablalar ya da sandıklar içine konarak gönderilebilirler. Bu durumlarda, boş kap, yükleme noktasma geri getirilir. Çalışma biçimine göre masuralı götürücüleri, güç alan (powered) ve avara (unpowered) diye ikiye ayırıyoruz. Güç alan götürücülerin masuraları bir motor tarafından kendi eksenleri çevresinde döndürülürler. Hareket, götürülen mala sürtünme aracılığıyla iletilir. Avara masuralı götürücülerde ise, kuvvet doğrudan doğruya yüke uygulanır ve masuralar, götürücü yatağın boyunca öteleme hareketi yapan yükün sürtünmesiyle dönerler. Hareket ettirici kuvvet yüke, belli aralıklarla yerleştirilmiş kenet, çubuk ya da itme parçalı sonsuz zincir, halat, vb. gibi elemanlar aracılığıyla aktarılır. Avara masuralı götürücüler, genellikle, ağırlığın düşük değerdeki sürtünme kuvvetini yenmesine yeterli hafif bir eğime sahip bulunurlar. Bunlara ağırlık götürücüleri de denir. B. AVARA MASURALI GÖTÜRÜCÜLER 1. Genel Tanıtma ve Amaç Bir avara masuralı götürücü (Şekil.170) masuralar, şasi ve sehpa (stand) ya da köprü (trestle) den oluşur. Basit tasarımı, hafif ve kolay imalatı bu götürücüyü, mekanik atölyelerde, özellikle parçalan bir işlem noktasından diğerine ve sonunda ambara, yükleme yerine vb. gönderen ve hat üretimi yapan dökümhanelerde en geniş ölçüde kullanılan bir taşıma aracı yapmıştır. Yükün hareketini kolaylaştırmak için bu götürücüler % 1-1,5 eğimle yerleştirilirler. % 1,5-3 lük bir eğim (1 m uzunlukta 1,5-3 cm lik düşüş) yükün, masuralar üzerinde, kendi ağırlığı ile yürümesini sağlar. 264

3 Şekil Bir Avara Masura Götürücünün Genel Görünümü Şekil.171- Çelik Levha Ruloları için Bir Masuralı Götürücünün Şeması

4 Yerel koşullar götürücüye bir eğim verilmesine izin vermiyorsa yükü masuralar üzerin de yürütmek için bir düzenek kullanılabilir. Şekil.171, iki masura yolu arasında çalışan kenetli bir sonsuz zinciri göstermektedir. Sürekli (kontinü) bir hadde tezgahında üretilen çelik levha ruloları 1 sarma silindiri aracılığıyla 2 kısa (enine) götürücülerine verilir. Buradan da çift sıra masuralı ve yukan doğru eğimli 3 götürücüsüne geçerler. Bu götürücüde boyuna hareket, kenetlerle (clamp) donatılmış 4 zinciri aracılığıyla sağlanır. 2. Avara Masuralı Götürücülerin Parçalan Avara götürücülerin silindirik masumları genellikle çelik borulardan yapılır ve döküm ya da preste basılmış flanşlarla donatılır (Şekil.l72a). Şekil.172- Avara Götürücü Masura Tipleri a- silindirik; b-v-tlp; c-çift tekerlekli Masuralarda genel olarak bir mil ve bu milin iki başına geçirilmiş sızdırmaz bilyalı yataklar bulunur, özel V-tdpi masuralar (Şekil.l72b), eğimli boru ya da tekerlek makaralar (Şekil.l72c) silindirik mallan (borular, yuvarlak çelikler vb.) kılavuzlamaya yararlar. Boru masuraların yüzeyleri kaba ya da işlenmiş olabilir. Yüzeyleri işlenmiş masuralar yükü düzgün bir şekilde taşırlar. Bu bakımdan sarsıntıya karşı duyarlı -örneğin döküm kalıplan- malların taşınmasında kullanılmaları önerilir. İşlenmemiş masuralar 65, 76, 108 ve 159 mm çaplarında yapılırlar. Götürülecek yük ağırlaştıkça masura çaplan da büyütülür. Böylece, masuraların dayanımı yükseltilmiş ve harekete karşı dirençleri düşürülmüş olur. Yüzeyleri işlenmiş masuraların nitelikleri Tablo. 27 de verilmiştir. Masuraların boylan, götürülen malların genişliğine bağlı olup aynı genişlikte ya da 5U-1UU mm fazla yapılırlar. Masuralı götürücü, şasisi uygun çelik köşebent ya da U profilden (ağır tiplerde) yapılır. Masura milleri köşebent flanşında açılan yarıkta tutulur ve bir kilitleme pimi ile dönmeleri engellenir. Bu kilitleme pimleri yuvarlak tellerden yapılır ve üç komşu masura milinin deliğine sokularak şasiye kenetlenirler (Şekil.l73b). 266 Mı Îı^IIıııIİIİIIıIMıA ıflığlımı*ıılı

5 Şekü.173- Ağır Hizmet (a) ve Ekstra-Ağır Hizmet (b) Masuraları Masura adımı (iki komşu masura ekseni arasmdaki uzaklık) taşman yükün boyuna ve ağırlığına bağlıdır. Götürücü boyunca hareket ederken yükün her an, en az iki masura üzerine binmesi gerekir. Pratikte masura adımı, yük uzunluğunun 1/3 ü olarak alınır. Sarsıntıya dayanıklı olmayan yüklerde bu değer, yük uzunluğunun 1/4-1/5 i kadardır. Tablo.27 Avara Götürücü Masuralarının Nitelikleri Masura Parametreleri Orta Masura Tipi Ağır Ekstra-ağır Masura basma maks. yük, kg Tavsiye edilen maks. yük, kg.... Masura çapı, mm Yataklarda mil çapı, mm., Masura uzunluğu, mm Dönen parçaların ağırlığı kg (yuvarlatılmış) ,4 4,2 5,0 5,7 6,5 7,3 8,8 6,4 7,8 9,2 10,6 12,0 13,4 16,3 15,8 19,8 21,5 24,4 27,3 30,2 35,9 41,7 267

6 Masura başına maksimum tasarım yükü, yükün 0,7 si olarak alınır Şekil.174- Çift Sıralı Bir Masuralı Götürücünün Enine Kesiti Sehpalar (trestle) genellikle boru ya da çelik profilden yapılır. Yükseklik, uygun bir taşıma yapacak biçimde, yani taşınan malın yüksekliğine ve boyutlanna bağlı olarak seçilir. Ağırlık götürücülerinin sehpaları düzgün yükseklikte değildir. Götürücüye gerekli eğimi verecek şekilde seçilmişlerdir. Taşınabilir götürücüler çoğu kez teleskopik sehpalara sahiptirler. Bunlar, götürücü şasisinin uygun eğime ayarlanmasını sağlarlar. Geniş ve ağır yükler için tek ya da çift şasili ve çift-sıra masuralı götürücüler kullanılır (Şekil.174). Götürücülerin eğrisel bölümlerindeki masuralar radyal olarak yerleştirilirler. Yük bu bölümlerde, masuralann ek radyal kaymasının doğurduğu artan dirence karşı hareket eder. V-masuralarda bu ek sürtünmenin doğurduğu ek direnç daha azdır. Ancak, bunların imali güç (döküm) ve ağır olduğundan seyrek olarak kullanılırlar. Borudan yapılma masura- 268 Şekil.175- Avara Masuralı Götürücüler Eğrisel Bölüm 1, Döner Tabla 2, Katlanabilir Bölüm 3

7 larda eğrisel bölümlerdeki ek direnci azaltmak için genellikle buralara gelen masuralar çift sıralı yapılırlar (Şekil.175). Dışardaki masuralar içerdekilerden daha yüksek açısal hızlı bir yükün altında dönerler ve bu nedenle yükün radyal kayması azalır. Döner tablalar. Yükün birbiriyle açı yapan iki masura yolundan birinden diğerine geçirilmesi için döner tabla kullanılır (Şekil.175). Bir götürücü hattından geçit açmak için kaldırılabilir menteşeli bir bölüm yapılır. Yükü birçok doğrultuda hareket ettirmek gerektiğinde (ömeğin, bir levha haddesinin makaralı masasında olduğu gibi) tekerlek makaralar kullanılır (Şekil.176). Bu makaralar kolaylıkla yükün doğrultusunu alırlar. Bunlar, ayrıca döner tabla yerine de kullanılırlar. Şekil.176- Yassı Malzeme için Döner Kafalı Tekerlek Makaralar 3. Avara Masuralı Götürücülerin Hesabı Bir yükün, sabit eksenler çevresinde dönen masuralar üzerindeki hareketi, Bölüm II B de 26S

8 tanımlandığı gibi, bir yuvarlanma hareketidir. Harekete karşı direnç yükle masuralar arasındaki sürtünme ile bilyalı yataklardaki kayma ya da yuvarlanma sürtünmesinden meydana gelir. Masuralar üzerindeki yüklere karşı direnç katsayısı [(35) numaralı denklem ile karşılaştırınız] şu şekilde genelleştirilebilir: fid D (194) Burada: H = Masuranın D (cm) çapındaki muylusuna indirgenmiş sürtünme katsayısı k = Masuralar üzerindeki yükün yuvarlanma sürtünme katsayısı, cm D = Masura çapı, cm. Şimdi, yatay bir götürücüde yükü masura yatağı (kızak) boyunca götürecek W kuvveti ile bir ağırlık götürücüsünde gerekli 0 eğim açısını hesaplayalım. Götürücü masundan, yukarda söylendiği gibi, üzerlerinden geçen yük tarafından döndürülürler. Yük masurayı geçer geçmez -eğer bir ikinci yük hemen arkasından onu izlemiyorsa- yataklardaki sürtünme, dönmeyi yavaşlatacak ve ikinci yük gelinceye kadar durduracaktır. M, / / r s \. ti ı > z X / C D Şekil.177- Avara Masuralı bir Götürücüde Dönme Hızı Diyagramı Masuranın bu durum için çevresel ve dolayısıyla açısal hızını gösteren diyagram Şekil.177 de verilmiştir, t'j başlangıç anında, yani çevresel hızın henüz yükün öteleme hızına (v) varmamış bulunduğu zaman içinde (v hızını sabit kabul ediyoruz) yük, masura üzerinde hem kayar hem de yuvarlanır. Üzerinde yürüyen yükün yarattığı düzgün kayma sürtünme kuvvetinin etkisi altında masuranın ivmesi, OA doğrusu ile gösterilebilir (Şekil.177). Bundan sonra yük masurayı sabit v çevresel hızıyla çevirmeğe başlar (AB çizgisi). Bundan sonraki evrede, yani yükün masura üzerinden geçmesinden sonra, masura yavaşlar (BC) ve en sonunda hareketsiz kalır. Bu hareketsizlik izleyen yükün aynı hareketi tekrarlamasına kadar sürer (CD) ve sonra çevrim yeniden başlar. Bir saatte götürülen yük sayısı Z ise çevrim süresi tj = 3600/z (s) olacaktır. 270

9 Masura üzerindeki yükün ağırlığı G' ve kinetik sürtünme katsayısı y. Q ise, masuranın hızlanması sırasında, yük ile masura arasında doğan sürtünme kuvveti G' n 0, bu kuvvetin aldığı yol ut'j (Şekil.177 de OEAF alanı) ve yaptığı iş G'n o vt'j dir. ur 1! Bu peryod boyunca, masura çevresindeki herhangi bir noktanın aldığı yol r (OAF a- 2 vt'j lanı), kayma kuvvetinin yolu ise yine r dir (OEA alanı). Bu gösteriyor ki, yapılan işin yansı sürtünmeyi yenmeye diğer yansı da masuraya kinetik enerji vermeye harcanmaktadır. Bir başka deyimle, yükün yaptığı iş, masura kinetik enerjisinin 2 katıdır (2A). Dönen parçalarının ağırlığı P olan (Tablo.27 ye bakınız) bir masura için PV 2 A = K kgm (195) Burada: g = Yerçekimi ivmesi, m/s^ K = Katsayı < 1 (çünkü masuranın hareketli parçalarının tümü çevrede değildir). Pratikte K = 0,8-0,9 arasında alınır. Demek ki, G ağırlığındaki bir yükün masuralı götürücü üzerindeki hareketine karşı direncin tümü şu bölümlerden oluşmaktadır: (1) yükün masuralar üzerindeki yuvarlanmasına karşı direnç: W, =G (2) masura muylulanndaki sürtünme direnci. Yük z' masura tarafından taşınıyorsa sürtünme kuvveti: Hd W 2 = (G+pz > ) (197) (3) yükün masuralar üzerinde kaymasından doğan direnç ve masuralara kinetik enerjinin aktarılması. Bir masura için yapılan iş 2A kgm olduğundan z masuralı bir götürücüde toplam iş 2Az olacaktır. L uzunluğundaki (götürme yolu uzunluğu) bir götürücüde sürtünme kuvveti: 2Az pzv W 3 = = K olur. (198) L gl Yükün hareketine karşı toplam direnç ya da avara masuralı bir yatay götürücüde yükün götürülmesi için gerekli kuvvet: 271

10 ' Ji 2k yâ + (G + pz 1 ) +K D D gl olur (199) Yukardaki eşitlikten, yükün hareketine karşı w direnç katsayısını (ağırlık götürücülerinde gerekli (3 eğim açısının tanjantını) bulabiliriz. W 2k pz' fid w=tgp = = +(1 + ) +K G D G D glg C. GÜÇ ALAN MASURALI GÖTÜRÜCÜLER (200) 1. Genel Tanıtma ve Amaç Bunları avara masuralı götürücülerden ayırdedici nitelik, masuraların motor ve aktarma organları aracılığıyla döndürülmesidir. Güç alan masuralı götürücüler en çok haddehanelerde kullanılırlar. Buralarda, bitmemiş malı haddelere beslemek ya da haddelerden makaslara, testerelere, soğutma ve düzeltme makinalanna ve bitmiş mallan ambarlara götürmek gibi işleri yaparlar. Bu tür götürücüler ya süreç (proses) ya da taşıma işlemleri için kullanılırlar. Birinci türler doğrudan doğruya hadde tezgahının önüne yerleştirilmişlerdir, tş parçasını, haddeler arasında taşıma işlemlerini yaparlar. Sonuncu tür götürücüler ise malı atölye içinde taşırlar. Süreç götürücüleri, hareket yönü değişen geri dönüşlü (reversing) haddelerde çok sık kullanılırlar. Taşıma götürücülerinde ise masuraların hareketi uzun bir süre için tek yönlüdür. 2. Güç Alan Masuralı Götürücülerin Parçalan Hadde makinalannın güç alan götürücü masuraları (merdaneleri) büyük ölçüde darbeli yüklerle ve yüksek sıcaklıklarla karşı karşıyadırlar (özellikle süreç götürücülerininkiler). Bu nedenle avara götürücülere göre daha dayanıklı yapılmalıdırlar. Yani daha büyük çaplar ve et kalınlıkları. Aynı zamanda, hareketi ve durdurmayı kolaylaştırmak için, atalet momentlerinin küçük olması istenir. Bu da çap ve et kalınlığının akla uygun sınırlarda tutulmasını gerektirir. Yassı malzeme, kütük ve kalın levha haddelerinin süreç götürücülerinde masura çapı mm ve daha yukan, taşıma götürücülerinde ise mm dir. Orta ve alçak düzeydeki levha malzeme haddelerinde masura çaplan mm yapılır. Masura adımı, yük en az iki masura tarafından taşınacak ve götürülen malın ağırlığından meydana gelen sarkma (sehim) en aza indirilecek biçimde ayarlanır. Bunu, güç alan masuralar arasına avara masuralar yerleştirerek sağlamak mümkündür. Güç alan götürücüler çoklu ya da bağımsız bir döndürme (tahrik) düzeniyle donatılabilirler. Çoklu döndürmede hareket, genellikle, boyuna bir mil ile konik dişli çifti aracılığıyla 272

11 masuralara aktarılır. Hafif-hizmet tipi güç alan masuralı götürücülerin masuraları hareketi masura muylularına yerleştirilmiş zincir dişlileri üzerinde dönen bir zincirden alırlar. Çok hafif-hizmet tipi götürücülerde ise hareketin iletimi, bir döndürme kayışının sürtünmeyle harekete geçirdiği ek sürtünme masuraları aracılığıyla olur. * Şekil.178 de bir kütük haddesine ait taşıma götürücüsünün, kapalı bir döküm hücreye yerleştirilmiş konik dişli aktarma düzeni aracılığıyla döndürülen içi oyuk merdanesi görülmektedir. Merdane, masura bilyalı yataklar üzerinde döner: inilin bir ucunda yivli (twisted) silindirik masuralı bir yatak, diğer ucunda ise eksenel yükleri alan konik masuralı çift sıralı yatak vardır. Götürücü şasisi, yüksek dayanımlı çelik dökümdendir. Şekil.179 da, çoklu döndürmeli (tahrikli) ağır-hizmet tipi ve dövme (forged) merdaneli bir taşıma götürücüsünün plan görünüşü verilmiştir. Şekil.l78- Döndürmeli Bir Dövme Merdane Şekil.179- Çoklu Döndürmeli Taşıma Götürücüsü 1-motor mili; 2. redüktör; 3-boyuna mil; 4- konik dişli güç aktarması; 5-merdaneler 273

12 Şekil Oyuk Milli Elektrik Motoruna Direkt Bağlı bir Milin Döndürdüğü Merdane

13 Şekil.180- Bağımsız Flanşlı Motorla Döndürülen Alın Dişli Aktarmalı Merdane 3. Güç Alan Masuralı Götürücülerin Hesabı (a) Taşıma götürücüsünün hesabı.. Güç alan bir götürücünün masuraları, üzerlerinden bir yük geçip geçmemesine bağlı olmaksızın, sürekli olarak dönerler. D çapındaki bir yüksüz masuranın dönerken karşılaştığı direnç katsayısı, u>ı = dir. (201) Burada: = d muylu çapına indirgenmiş yatak sürtünme katsayısı. Q t/sa tasarım kapasitesinde (besleme düzensizliği dikkate almıyor), L metre boyunda (yatay izdüşümü L yat ) t H metre kaldırma yüksekliğinde, herbiri g kg ağırlığındaki (dönen parçaların ağırlığı) z masuradan meydana gelen ve üzerindeki yük v m/s hızla yürüyen bir masuralı taşıma götürücüsü için gerekli motorun gücü [(26) ve (197) numaralı denklemlere bakınız]: N = QH _ 367 QJL 2 v w' 367 zpıv'ıv i 102 kw (202) Burada: w' = Götürülen G ağırlığındaki yüke karşı direnç katsayısı. (194) numaralı denklemden. w'ı = Masuranın pj ağırlığındaki dönen parçalarına karşı direnç katsayısı (201) numaralı denklemden. 275

14 t]«= Döndürme mekanizmasının verimi. Götürücünün eğim açısı, daima, masuralar üzerindeki yükün sürtünme açısından küçük olacaktır. Yatay bir götürücü için H = 0 ve L t = L dir. Buradan: QL w' zp ıv'j v N - ( ) - kw elde edilir. (203) Eğer yükün G ağırlığı (kg) ile saatte geçen Z parça sayısı verilmişse [(18) numaralı denkleme bakınız], bir önceki eşitlik aşağıdaki biçimi alır: GZL w' 367 x 1000 zp wı v 102 (204) Düzgün olarak beslenen yükler arasındaki aralık, 3600 / = saniye (205) ve yükün götürücü üzerinde yürüme zamanı, T = saniye olur. v (206) Götürücü üzerinde aynı anda yürüyen yük sayısı, T ZL Z o = = parça t 3600 ı; ve yatay bir götürücü için gerekli motor gücü, (207) N = (Z o Gw' + zpw',) v 102 T?_ kw olur. (208) Bazan saatte götürülen yük birimi sayısı Z Q <\ olabilir. Bu durumda gerekli güç, (208) numaralı denklemden hesaplanır. (Z o = 1 alınarak). Bir masuraya aktarılan maksimum moment, eğer yük aynı zamanda z o masura tarafından taşınıyor ve yükün ağırlığı bu masuralar üzerinde bir K ı (Ki > 1) düzgünsüzlük katsayısı ile dağıtıyorsa, aşağıdaki değerdedir: M'=( K,Gw' D (209) 276,

15 (b) Manevra yapan bir süreç götürücüsünün hesabı. Geri dönüşlü (reversing) bir levha haddesindeki süreç götürücülerinin masuraları en yüksek hızla dönüş yönünü değiştirmek (sıcak madene mümkün olan en çabuk biçimde manevra yaptırmak) zorunda bulunduklarından, dinamik kuvvetlerden ileri gelen ek direnç hesaba katılmalıdır. Aynı zamanda, masura çevresindeki j maksimum ivmesi de belli sınırlar içinde tutulmalıdır. Böylece sürtünmeyle hareket eden G yükünün, masuralar üzerinde kaymadan yuvarlanması sağlanmış olur. Yani yükle masura arasındaki statik sürtünme katsayısı u o ise bu durumda, G Gli o > j dir. (210) 8 Masura çevresindeki maksimum ivme, İmaks = Vo8 (211) ve masuranın maksimum açısal hızı Vmaks 2n o g er maks = = olur. (212) Masuranın, mili üzerine yerleştirilmiş bir motorla bağımsız olarak döndürüldüğü durumda maksimum açısal ivme er ma^s ise ve yançaplı her masura üzerindeki yük kütlesinin a- talet momentini K X G [(209) numaralı denkleme bakınız] olarak alırsak, motor mili üzerindeki maksimum moment: olarak hesaplanır. K t G D 2 M = M st + M din = M'+(J r + J m + ) er maks (213) 4 «o 8 Burada: J r ve J m = Masura ve motorun atalet momentleri M st = M' = (209) numaralı denklemden alınan statik moment Çoklu döndürmeli bir götürücünün bütün z masuraları, aynı anda harekete geçirilirler. Masura milindeki statik moment [(208), (194) ve (201) numaralı denklemlere bakınız]: D ud Mr st = (Gw' + zpvo'ı) = Gk + (G + zp) dir. (214) it il Motor mili ile masura arasındaki hız değiştirme (tahvil) oranı i ve güç aktarma dişlisinin verimi r) g ise motor milindeki statik moment, M M rst mst- olacaktır. (215) i ri 277

16 Atalet kuvvetlerini hesaba katan dinamik moment ise [(213) numaralı denklemle karşılaştırınız]: Burada: JI ) r~. 4g ı Vg dir - (216) e m = i e r ve C > 1 ise güç aktarma organının kütlesini hesaba katan bir katsayıdır. C «1 dir. Motor gücünün maksimum kalkış değeri onun kalkış karakteristiğine bağlıdır. Kalkış peryodu süresince ivmenin sabit kaldığını (açısal ivme doğrusal) varsayarsak, n m (d/dak) ile dönen bir motorun maksimum kalkış gücü, N Mm din )ıtn m maks kw olacaktır. (217) Burada Mm S f ve Mm^i n (215) ve (216) numaralı denklemlerden hesaplanır. U 278