ÇİMENTO DÖNER FIRINI DESTEK GALESİ

Transkript

1 ÇİMENTO DÖNER FIRINI DESTEK GALESİ 1

2 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 1.ADIM İNCELEME FAALİYETLERİ Çimento Döner Fırını (ortalama 65m boyunda 5m çapında) 2

3 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 1.ADIM İNCELEME FAALİYETLERİ Hammadde bir taraftan girer. Fırın içinde, sıcak ortamda olarak çıkar. ilerleyerek diğer taraftan ürün 3

4 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 1.ADIM İNCELEME FAALİYETLERİ Fırın ekseninin yatayla yaklaşık 7 o lik bir eğimi sözkonusudur. 4

5 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 1.ADIM İNCELEME FAALİYETLERİ Fırın bilezigi (kiln ring) Destek Galesi (Supporting Roller Mil + Role) 5

6 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 1.ADIM İNCELEME FAALİYETLERİ Mil ve Role ayrı ayrı dökümle elde edilir ve Sıkı geçme ile birbirlerine monte edilir. Galeler belirli bölgelerde, her iki taraftan düşeyle 30 0 lik açıl yapacak şekilde yerleştirilir. 6

7 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 1.ADIM İNCELEME FAALİYETLERİ 7

8 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 1.ADIM İNCELEME FAALİYETLERİ Sistem 2 farklı hareket yapar. Kendi etrafında dönme-40sn Fırın bileziği (kiln ring) üzerinde gidiş geliş 16saat 8

9 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 1.ADIM İNCELEME FAALİYETLERİ Zaman içinde destek galesinde oluşan kırılma 9

10 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 1.ADIM İNCELEME FAALİYETLERİ Bu kırılma sonucunda Çimento Fırının çalışması ve mecburen de üretim durdurulmaktadır. Yeni Gale üretilerek kırılanın yerine takılmaktadır. Fırının ayarlanması için bazen yurtdışından uzman ekipler çağırılmaktadır. Bunların hepsi önemli maddi kayıplara sebep olmaktadır. Ar-Ge müdürü olarak çalıştığınız ÇimenBet A.Ş çimento fabrikası, sizden ve ekibinizden bu problemi çözebilecek şekilde bir çalışma yapmanızı istemiştir. 10

11 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 1.ADIM İNCELEME FAALİYETLERİ 1- Çalışma anında Gale yerinde incelenmiş ve tüm çalışma şartları tespit edilmiştir. Çalışma pozisyonunda Galenin filmi çekilmiştir. 2- Kırık Galeler incelenerek en çok kırıldığı bölgeler tespit edilmelidir. Fotoğrafları çekilmiştir. 11

12 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 2.ADIM- İNCELEME TOPLANTILARI Bu adımda diğer çalışma arkadaşlarımızla birlikte, 1. adımda edinilen bilgiler ışığında, beyin fırtınası havasında bir ön değerlendirme toplantısı yapılmıştır. Toplantıda öncelikle problemin muhtemel sebepleri tespit edilmiş ve tartışılmıştır. 12

13 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 2.ADIM- İNCELEME TOPLANTILARI - Sistemin büyüklüğü, çalışma şartlarının ağırlığı deneysel inceleme imkanlarını neredeyse imkansız kılar. Bu nedenle BDM çözümleri geliştirilmesi zorunludur. Muhtemel Sebepler ve İnceleme Şekilleri: 2.Adımda belirlenen muhtemel sebepler burada tekrar ele alınarak, durum tespit raporu ışığında değerlendirilmiştir. 1. Muhtemel Sebep Fırın yükünden dolayı galede statik durumda kırılma olabilir. Ancak çalışma şartlarında durgun halde böyle bir duruma rastlanmamıştır. Galenin belli bir süre sonra kırıldığı tespit edilmiştir. Bu nedenle bu sebep elenmiştir. 13

14 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 2.ADIM- İNCELEME TOPLANTILARI 2. Muhtemel Sebep Galedeki gerilmeler akma sınırını aşabilir. Bu durumda ise galede kalıcı deformasyonlar oluşabilir, bu ise sistemin dengesinin bozulmasına ve aşırı gerilmelerin ortaya çıkmasına sebep olabilir. Ancak yapılan incelemelerde çalışma şartlarında galede plastik deformasyon ve sistemde dengesizlik olmadığı gözlenmiştir. Bu nedenle bu olasılık ta elenmiştir. 14

15 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 2.ADIM- İNCELEME TOPLANTILARI 3. Muhtemel Sebep Galenin üretimi sırasında çeşitli çatlaklar ve kusurlar olabilir. Bu ise çatlağın ilerlemesine ve kırılmaya sebep olabilir. Ancak 1.aşamada yapılan incelemelerde yeni kullanılmaya başlayan galelerde herhangi bir yüzeysel kusura rastlanmamıştır. Bu nedenle bu sebep de elenmiştir. 4. Muhtemel Sebep Galenin üzerine düşen maksimum gerilmeler akma sınırının aşmasa bile, yorulma ömrü de sonsuz ömrün altındadır. Belli bir süre sonra gale de yorulma, çatlak oluşumu ve kırılma oluşabilir. Problemin asıl sebebinin bu olma olasılığı çok kuvvetlidir. Bu son sebep üzerinde biraz daha fazla düşünülmüş ve alttaki değerlendirmeler yapılmıştır. 15

16 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 2.ADIM- İNCELEME TOPLANTILARI Ani kesit değişimi bölgesindeki gerilme yığılmaları mutlaka olacaktır. ve bu ise sistemin o bölgeden yorulmasına ve kırılmaya sebep olacaktır. Fırın yükü sabit olmasına rağmen sistem hareketli olduğu için Galenin herbir noktasının konumu sürekli değişir ve herbir konumda üzerine düşen yükte belli periyotlarla sürekli değişecektir. Herbir noktadaki tekrarlı, periyodik yükler ise herbir noktanın zamanla yorulması anlamına gelir. O halde milin kırılmasının gerçek sebebi mildeki yorulmadır. 16

17 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 2.ADIM- İNCELEME TOPLANTILARI Soru-2: Mil niçin şekilde gösterilen yerden kırılır? Cevap: Statik denge açısından düşünürsek mil eğilme zorlanmasına maruzdur. Ani kesit değişimi olan milin roleye geçtiği bölgede eğilme moment maksimuma çok yakın atalet momenti de roleye göre küçüktür. Bu nedenle bu bölgelerde maksimum eğilme gerilmesi oluşur.(bir sonraki slayttaki formülleri dikkatlice inceleyiniz) 17

18 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 2.ADIM- İNCELEME TOPLANTILARI Soru: Mil kırılmasında en önemli rolü oynayan gerilme bileşeni hangisidir? Cevap: Milin kırılma şekli gözönüne alındığında en etkin gerilme bileşeninin eksenel yöndeki normal gerilme olduğu anlaşılır. 18

19 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 2.ADIM- İNCELEME TOPLANTILARI Soru: Yük sabit olmasına rağmen yorulma nasıl oluşur? Cevap: Sistemin hareketinden dolayı oluşur. Milin üzerindeki herbir nokta bir dairesel hareket yaptığından, eğilme yükünden dolayı bu noktadaki gerilme de periyodik olarak değişecektir. 19

20 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 2.ADIM- İNCELEME TOPLANTILARI Soru 4: Eksenel (gidiş-geliş) hareketini göz önüne alırsak, hangi pozisyon daha fazla tehlike arz eder? Milin en tehlikeli kesiti A veya B kesitleridir. Ve bu kesitlerde oluşan en büyük momentler (MA 2 ve MB 3 ), fırın uç noktalarda (1veya 3 konumunda) iken oluşur. M max ise Rolenin orta kesitinde ortaya çıkar. Role kesiti daha büyük olduğundan gerilmeler A ve B kesitlerine göre daha düşük çıkar. 20

21 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 2.ADIM- İNCELEME TOPLANTILARI Gerilme Akışı Kavramı Sisteme uygulanan yük su kaynağı gibi düşünülürse suyun akışı gerilme dağılımına karşılık gelecektir. Akış sırasında suyun yoğunlaştığı yerlerde gerilme yığılmaları oluşur. k gerilme yığılma faktörü bu bölgeler için uygulanır. 21

22 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması Karar : 2.ADIM- İNCELEME TOPLANTILARI Önce mevcut durum incelenecektir. Mevcut gale üzerinde öncelikle gerilme dağılımı görülerek en kritik noktalar tespit edilecektir. Zira gerilmenin maksimum olduğu noktalarda ilk önce yorulma ve çatlak oluşumu başlar. Problemi giderici tedbirlerin, mevcut durumun ortaya koyulmasından sonra tartışılması ve uygulanması daha uygun görülmüştür. 22

23 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 3.ADIM- İNCELEME RAPORU 1 ve 2nci adımlardaki faaliyetleri, incelemeleri ve alınan kararları detaylarıyla içeren bir rapor bu adımda hazırlanmalıdır. 23

24 Galedeki Kırılmalar / İnceleme Aşaması 4.ADIM-Temel Bilgilerin Gözden Geçirilmesi Yorulma ile ilgili Ayrıntılı Bilgi için; Gerilme ve Gerilme çeşitleri Bu kısımda Gerilme, Gerilme Bileşenleri, Asal Gerilmeler, Von-mises gerilmesi, Mohr Çemberi gibi kavramların tekrar gözden geçirilmesinde fayda vardır. 24

25 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması 5.1 Modelleme Açısından 5.ADIM-BDM Açısından Yapılabilecek Kolaylıklar ve Basitleştirmeler Geometri ve sınır şartlarının simetrikliği sebebiyle galenin simetrik yarısı modellenebilir. Bu şekilde daha fazla eleman ve düğüm sayısı kullanılabilir, hassasiyet arttırılmış ve çözüm süresi kısaltılmış olur. Soru: Niçin modelin çeyreği kurulamasın? Eğer sadece orta (c) yükleme incelenecek olsa çeyrek model kullanılabilir. Ancak yan yükleme de incelenmesi gerektiğinden yük açısından simetriklik bozulur. Yan yük yarı yarıya eşit dağılır ancak çeyrek parçalara eşit dağılmaz. 25

26 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması 5.ADIM-BDM Açısından Yapılabilecek Kolaylıklar ve Basitleştirmeler 5.2 Analiz tipi açısından kolaylık: Yorulma Ömrünü arttırmak için bir noktadaki tekrarlı yüklerde maksimum ve minimum gerilmelerin düşürülmesi gerekir. Soru: Sistem durgun (statik) halde incelendiğinde oluşan gerilme dağılımı ile hareketli olduğundaki gerilme dağılımı arasında ne fark vardır? Cevap: Aslında gerilme dağılımı açısından fark yoktur. Bir nokta dönme sirasında aynı pozisyondan geçerken aynı gerilmeye maruz kalır. Bu ise statik halde o pozisyon için bulunan gerilme değerinden farklı değildir. O halde gerilme dağılımı açısından problemin statik yükleme ile incelenmesi yeterlidir. Statik yüklemede gerilmeleri düşüren bir tedbir yorulma ömrünü de arttıracaktır. 26

27 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması 6.ADIM Geometrik Modelin Kurulması Galenin geometrik ölçüleriyle aynı olacak şekilde sonlu eleman yarı katı modeli kurulmuştur. Katı yarı model 27

28 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması 7.ADIM Elemanlara Ayırma (Meshing ) Model geometrisi düzgün olmadığından, böyle karmaşık geometriler için kullanılan 3 boyutlu tetrehedral (üçgen yüzeyli-prizmatik) elemanlar kullanılabilir. Sadece Statik yükleme ve gerilme analizi yapılacağından 6 serbestlik dereceli Ux, Uy, Uz, Rotx, Roty, Rotz seçilir. Isıl Analiz gibi bir işlem yapılmayacağından sıcaklık gibi farklı bir sınır şartına ihtiyaç yoktur. Özellikle sonuçların daha hassas hesaplanması gereken ani kesit değişimi bölgesinde daha fazla eleman ve düğüm kullanılmıştır. 28

29 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması a- Sınır Şartları 8.ADIM Analiz Girdileri 1- Simetrik yükleme ve geometriden dolayı, modelin simetri yüzeyindeki düğümlerin bu yüzeyin normali doğrultusu(z) boyunca yer değiştirmeleri w (deplasman-displacement) sıfır alınır. 2- Milin kendi ekseni etrafında dönmektedir. Bunun yanısıra gale eksenel gidiş-geliş hareketi yapmakta sol uca geldiği zaman hemen sağ uca doğru geri dönmektedir. Dolayısıyla her iki yatakta da eksenel yer değiştirme (Ux) serbest alınmalıdır. Diğer doğrultulardaki deplasmanlar (Uy ve Uz) ise sınırlandırıldığından sıfır alınmalıdır. 29

30 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması b- Malzeme Özellikleri 8.ADIM Analiz Girdileri Galeyi oluşturan Role ve Milin her ikisininin de malzemeleri yüksek alaşımlı paslanmaz çeliktir. Her ikiside dökümle ayrı ayrı elde edilir ve sıkı geçme ile birbirlerine monte edilir. Gale GS 42 Cr Mo 4 olarak ifade edilen ısıl işlem çeliği, (C : % ; Si : % 0.40 ; Mn : % 0.80 ; P : % ; S : % Cr : % ; Mo : % ) Mil Ck 35 N olarak ifade edilen makine yapı çeliğidir. (C : % ; Si : % 0.35 ; Mn : % 0.80 ; P : % ; S : % Cr : % ; Mo : % ) Elastik Özellikler: Her iki malzemenin Elastiklik modülü E = MPa ve poisson oranları ν = 0.3 değerleri fabrika standartlarından belirlenmiş ve kabul edilmiştir. Soru: Bu malzemeler şekil alabilir (sünek) malzemelerdir. Bu durumda plastik bölge özelliklerinin de analizlerde kullanılması gerekir mi? Cevap: Yükleme elastik bölge içinde olacağı için gerek yoktur. Ancak analizlerin sonucunda eşdeğer (von-mises) gerilmelerinin malzemelerin akma gerilmesinden yüksek çıkıp-çıkmadığının kontrol edilmesi gerekir. Çıkıyorsa Plastik bölge özellikleri tanımlanması gerektiği anlaşılır. Ancak uygulamalarda böyle bir durumun olması pek mümkün değildir. Bu nedenle analizlerimizi tekrar kontrol etmemiz gerektiği sonucuna da varılabilir. 30

31 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması c- Dış Yükler 8.ADIM Analiz Girdileri Fırın 5-6 yerden çift taraflı galelerle desteklenmiş olabilir. Tek galeye düşen fırın yükünün hesaplanması gerekir. Galenin simetrik yarısına ise hesaplanan bu yükün yarısı düşecektir. Bu yük rolenin üst yüzeyinde fırın ringinin oturduğu ortalama alana yayılı yük olarak uygulanır. Cengiz Göçer in kitabından 31

32 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması 9.ADIM Program Ayarları -Tüm girdiler programa yüklendikten sonra sonlu eleman çözümlemeleri için programda gerekli ise bazı ayarlamalar yapılmalıdır. 10.ADIM Çözüm (Solve) Modelleme, elemanlara ayırma, analiz girdilerini uygulama ve program ayarları aşamalarından sonra çözüme hazır hale getirilen modelde, çöz (solve) veya benzer anlama gelen bir komutla programın otomatik olarak çözüm yapması sağlanmış ve sonuçlar otomatik olarak hesaplanımıştır. Bu sonuçlar her bir düğüm için listelenebileceği gibi, dağılımları ekrandan model üzerinde renkli olarak da görülebilmektedir. 32

33 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması 11.ADIM (İlk) Analizlerin Değerlendirilmesi ve Desteklenmesi Kurulan sonlu eleman modeline hem orta hem yan yük uygulanarak 2 çözüm yapılmıştır ve gerilmeler elde edilmiştir. Soru 1- Çıkan Sonuçlar Mantıklı mı? Bu soruya sadece sonuçlara bakarak cevap ararız. Herhangi bir hesaplama veya ölçüm yapılmaz. a-) Çalışma şartlarında plastik deformasyon olmadığı bilindiğinden özellikle von-mises gerilmelerinin akma gerilmesinin altında ve belirli seviyede çıkmıştır. Bu beklenen bir durumdur ve sonuçlar bu nedenle mantıklıdır. b-) Mildeki maksimum gerilmenin kırılma bölgesinde çıkması mantıklıdır. Ama sonuçlar gerçeğe yakın mıdır? Bu maddelerden anlaşılamaz. c-) diğer? 33

34 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması 11.ADIM (İlk) Analizlerin Değerlendirilmesi ve Desteklenmesi Soru 2- Çıkan sonuçların doğruluğunu nasıl destekleyebilirim? a-) Deneysel ölçümler: Çalışma şartlarının ağırlığı (zorluğu) deneysel ölçümleri oldukça güçleştirir. Bununla beraber yüksek sıcaklığa dayanıklı strain-gage lerin kullanılması ile bazı ölçümler alınabilir. Ancak bu çalışmada bu ölçümler yapılamamıştır. b-) Teorik hesaplamalar Basit eğilme hesapları yapılarak analiz sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Özellikle eksenel yöndeki normal gerilme hesabı yapılmıştır. Milin farklı kesitlerinde, farklı noktalarındaki normal gerilmelerin analizlerden elde edilen gerilmelere çok yakın olduğu görülmüştür. Ayrıca ani kesit değişimi bölgesinde, teorik formüllerde k gerilme yığılma katsayısının 2.1 alınması durumunda analizlerle teorik hesaplamalar birbirini tutmaktadır. Buda mantıklı gözükmektedir. c-) diğer? 34

35 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması 11.ADIM (İlk) Analizlerin Değerlendirilmesi ve Desteklenmesi 3- Çıkan Sonuçları Nasıl Yorumlayabilirim? Herbir analizden sonra karşımıza birçok sonuç çıkar. Önemli olan probleme göre doğru karşılaştırma kriterlerini seçebilmektir. Bundan sonra uygun grafikler veya tablolar oluşturularak bunlar üzerinden değerlendirmeler ve yorumlar yapılması daha doğru olur. Soru 3a: Bu problemde hangi sonuçlar karşılaştırma kriteri olabilir? Cevap: Statik yüklemede genelde gerilmelere bakılmalıdır. Malzemeler sünek olduğu için Von-mises gerilmesine bakılması daha doğrudur. Ancak mil kırılmasında en etkin gerilme ise eksenel çeki gerilmesi (s x ) dir. Bu gerilme tek başına bir akma veya kırılma kriteri olmamasına rağmen bu sebepten dolayı incelenebilir. Mil yorulması sırasında da bu gerilmeler en önemli karşılaştırma krteridir. 35

36 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması 11.ADIM (İlk) Analizlerin Değerlendirilmesi ve Desteklenmesi Analizlerden elde edilen sonuçlar şu şekilde yorumlanmıştır. a-) Maksimum gerilmeler milin galeye geçtiği bölgede ortaya çıkmıştır. Bu bölge aynı zamanda kırılmaların görüldüğü bölge olduğundan analizlerimizin doğruluğunu destekler. b-) Yan yük uygulandığında çıkan gerilmeler orta yükteki gerilmelere göre daha yüksek şiddetlidir. 36

37 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması 12.ADIM Planlanan Diğer Analizlerin Yapılması ve Genel Değerlendirme Tek model 2 ayrı kuvvet olduğundan 12. adımda bu 2 analiz de yapılmıştır. Mevcut durumu incelemek için planlanmış başka bir analiz olmadığından bu adımda bir faaliyet yapılmamıştır. Yapılan 2 analizden çıkan sonuçlar 12. adımda değerlendirilmiştir. Geliştirme aşamasında ise farklı analizler yapılabilir. 37

38 Galedeki Kırılmalar / Analiz ve Değerlendirme Aşaması 13.ADIM Analiz Raporu Adımları arasında yapılan tüm faaliyetleri içeren bir Analiz raporu hazırlanır ve çalışma klasörüne koyulur. 38

39 Galedeki Kırılmalar / Geliştirme ve Yargı Aşaması GELİŞTİRME VE YARGI AŞAMASI Bu aşamada, mevcut bir endüstriyel problem için sanal ortamda model geometrisinde veya analiz girdilerinde bazı yenilikler yapılıp analizler tekrarlanabilir. Bu problem için Yapılan beyin fırtınası toplantısının detayları aşağıda açıklanmış ve bir rapor halinde çalışma dosyasına eklenmiştir. 39

40 Galedeki Kırılmalar / Geliştirme ve Yargı Aşaması 14.ADIM : GELİŞTİRME Öncelikle bu aşamada en önemli sorular sırasıyla gündeme gelmiş, tartışılmış ve herbirine cevaplar bulunmuştur: Soru 1:Galedeki kırılmalara engel olmak için milin Yorulma Ömrünü nasıl arttırabiliriz? Cevap: Fırın Yükünden kaynaklanan gerilmelerin (özellikle eksenel çeki gerilmelerinin) şiddetini düşürecek önlemler almakla mil ömrü artabilir. Soru 2: Gerilmelerin şiddeti nasıl düşürülebilir? Cevap: Gerilme Akışını rahatlatacak geometrik değişiklikler, özellikle ani kesit değişimi bölgesinde uygun yuvarlatmalar yapılabilir. Role bu şekle uygun üretilebilir. 40

41 Galedeki Kırılmalar / Geliştirme ve Yargı Aşaması 14.ADIM : GELİŞTİRME Soru 3: Mevcut çalışan sistemlerin değiştirilmesi oldukça külfetlidir. Bunlar için ne gibi tedbirler alınabilir? Cevap: Mevcut sistemler üzerine, ani kesit değişimindeki yuvarlatmaları sağlayacak bilezikler, sağ ve soldan karşılıklı olarak monte edilebilir. 41

42 Galedeki Kırılmalar / Geliştirme ve Yargı Aşaması 14.ADIM : GELİŞTİRME Sonuç: Tüm bu değerlendirmelerden sonra, öncelikle sanal ortamda bileziklerin etkisini inceleyecek şekilde analizler yapılmasına karar verilmiştir Herbir bilezik sağ ve sol taraftan modele monte edilmiştir. Bileziklerin roleye alınlarından tam yapışmış olduğu kabul edilebilir. Bu ise pratikte bağlantı elemanlarıyla sağlanabilir. Bileziklerin bulunduğu bölge en kritik bölge olduğundan, sonuçların hassasiyeti açısından bu bölgedeki eleman ve düğüm sayıları arttırılmıştır. 42

43 Galedeki Kırılmalar / Geliştirme ve Yargı Aşaması 14.ADIM : GELİŞTİRME Herbir model için orta ve yan yüklerin analizleri tekrar yapılmış, 4 bilezikli model, 2 farklı yük için 4*2 = 8 analiz daha yapılmış, Bilezikli ve bileziksiz modellerin sonuçları önce bir tabloda birbirleriyle karşılaştırılmıştır. 43

44 Galedeki Kırılmalar / Geliştirme ve Yargı Aşaması 14.ADIM : GELİŞTİRME Soru : Yorulma açısından bir karşılaştırma yapmak için, statik analizlerden faydalanarak mil üzerindeki bir noktadaki gerilmenin zamanla değişim grafikleri çizilebilir mi? Cevap: Çizilebilir. Şöyle ki: Şekil a daki koyu renkli alan mil kesitinin modelde yer alan simetrik yarısını, içi boş alan modellenmeyen diğer yarısını göstermektedir. Çember üzerindeki bir nokta dönme hareketinden dolayı 1-16 arasındaki tüm noktalardan sırasıyla geçecektir. Bir noktadan geçerken üzerindeki gerilmede değişecek ve statik yüklemeden hesaplanan o noktadaki gerilmeye karşılık gelecektir. Analizler sonucunda 1-9 arasındaki gerilmeler elde edilir. Bu c şeklindeki eğrinin kırmızı kısımalrına karşılık gelecektir. Kesitin modellenmeyen diğer yarısındaki mavi ile belirtilen noktalardaki gerilmeler ise analizlerden elde edilemese bile aslında tam simetriğindeki noktanın gerilmesi ile aynıdır. Mesela 12 nolu noktadaki gerilme 6 ile aynıdır. Bu şekilde milin bir tam turunda bir çevre noktası üzerindeki gerilmenin zamanla değişim grafiği statik analiz sonuçlarından elde edilir. 44

45 Galedeki Kırılmalar / Geliştirme ve Yargı Aşaması 14.ADIM : GELİŞTİRME 45

46 Galedeki Kırılmalar / Geliştirme ve Yargı Aşaması 14.ADIM : GELİŞTİRME Tüm analizlerden elde edilen sonuçlar ışığında şu değerlendirmeler yapılmıştır: Bileziklerin kullanılması gerilmelerin büyük ölçüde düşmesini sağlamıştır. Bu ise mil ömrünü arttırıcı önemli bir kazanımdır. Ani kesit değişimini iyice azaltan daha büyük boyuttaki 3 ve 4 nolu bilezikler, gerilme değerlerini iyice düşürmüştür. Bu durumda uygulamalardaki kırılmaları gidermenin pratik bir çözümü elde edilmiştir. Yeni üretilecek galeler için ise bilezik yerine o bölgenin bir bütün olarak üretilmesi tavsiye edilebilir. 46

47 Galedeki Kırılmalar / Geliştirme ve Yargı Aşaması 15.ADIM : YARGILAR VE BİLİME KATKI Yargılar (Genel hükümler): 1- Ani kesit değişimi olan bölgelerde yapılacak bir miktar değişiklikle, geşiş yumuşutaldığında gerilmeler önemli oranda azalır ve sistemin ömrü artar. Bu ise sadece çimento döner fırını destek galesi için değil, uygulamalardaki tüm sistemler için geçerli genel bir kaidedir. Bu şekilde işletmelerdeki bu tip problemler giderilebilir ve önemli maddi kayıpları azaltılabilir. 47

48 Galedeki Kırılmalar / Geliştirme ve Yargı Aşaması 16.ADIM : Geliştirme ve Yargı Raporu 14 ve 15. adımlardaki tüm yeni çözüm önerileri ve yargılar ayrı bir raporda toplanmasında ve bu rapora Geliştirme ve Yargı Raporu ismi verilmesinde fayda vardır. 48

49 YAPILAN BİLİMSEL MAKALE 49

52 11 - YAPILAN BİLİMSEL MAKALE 52

53 YAPILAN BİLİMSEL MAKALE Makale için bir eleştiri: Makalenin yayınlanmasından sonra Fransız Lafarge Firması Arge bölümünden şu şekilde bir eleştiri geldi: Soru: Mil Roleye sıkı geçiriliyor. Sıkı geçmeden kaynaklanan gerilmeleri niçin hesaba katmadınız? 53

54 YAPILAN BİLİMSEL MAKALE Makale için bir eleştiri: Sıkı Geçme Sonucu oluşan eksenel gerilmeler Yanal yükten dolayı oluşan gerilmeler (Makaledeki, sıkı geçme dahil değil) 54

55 Tartışma Platformu: Soru: Bu eleştiriye nasıl cevap verebiliriz? Cevaplar: YAPILAN BİLİMSEL MAKALE Makale için bir eleştiri: 1- Milin kırıldığı bölgelerdeki gerilme dağılımına dikkat edersek, -Sıkı geçmelerden dolayı oluşan gerilmeler negatif (bası), yanal yükten dolayı oluşan gerilmeler ise pozitif (çeki) gerilmeleridir. -Bu nedenle sıkı geçme gerilmeleri aslında kırılmayı engelleyici etki yapacaktır. -Rolenin iç yüzeyinin ısıtılması sonucu, role genleşir ve mil roleye geçirilir. Aralarındaki çap farkı ne kadar fazla ise ısıtma sıcaklığı o kadar artacaktır. Sıcaklığın artması ise soğuma sonrası oluşan sıkı geçme gerilmelerini arttırır. Isıtma sıcaklığının düşmesi gerilmeleri o derece azaltır. Çap farkının az olması ve bu nedenle sıkı geçmedeki gerilmelerin azalması kırılma bölgesindeki toplam eksenel çeki gerilmelerini (yük + sıkı geçme) arttıracaktır. (Zira mili alt kısmından kırıldığı bölgede yükten dolayı pozitif, sıkı geçmeden dolayı negatif gerilmeler vardır.) En fazla toplam eksenel çeki gerilmesi, en düşük ısıtma sıcaklığında oluşacaktır. -O halde analizlerde sıkı geçme gerilmelerinin hesaba katılmamasıyla oluşabilecek en kritik durumun incelendiği söylenebilir.

56 YAPILAN BİLİMSEL MAKALE Makale için bir eleştiri: Cevap 2: -Kullanılan bileziklerin, sıkı geçmeden kaynaklanan gerilmeler üzerine etkisi olmaz. Ancak fırın yükünden kaynaklanan gerilmeleri azaltıcı rol oynar. -Bu nedenle bileziklerin etkilerini sadece fırın yükü açısından incelemek daha doğru bir yaklaşımıdır. -Ayrıca sıkı geçme Gerilmeleri hesaba katılsa bile bilezikleri kullandığımızda sağlanan avantajlar yine değişmeyecektir. Diğer:? Merak edenler için: Bu cevaplardan sonra Lafarge firması konuyu çok daha geniş biçimde araştıracağını söylemiştir. Ayrıca İngilizce ve Almancadan sonra, makalenin Rusça ve Çince basımı da gerçekleşmiştir. 56