YÜRÜME SİSTEMİ YÜRÜYÜŞ MOTORLARI a Eylül. M. Güven KUTAY 2009 Kasım

Transkript

1 01 Eylül YÜRÜME SİSTEMİ YÜRÜYÜŞ MOTORLARI 40--4a M. Güven KUTAY 009 Kasım /Ku Değiştirilen yerlerin satır sonuna dik çizgi çekildi a-yuruyus-motorlari.doc

2 İ Ç İ N D E K İ L E R Yürüme Sistemi Yürüyüş motorları ve frenleri Yürüyüş motorunun atalet (eylemsizlik) gücü Yürüyüş motorunun ivme gücü Yürüyüş motorunun rüzgar gücü Yürüyüş tahriği konstrüksiyon varyantları Yürüyüş direnci Muylu direnci " wz " Yuvarlanma direnci " wr " Bandaj direnci " ws " Yatak yan yüzeyi direnci " wn " Yürüyüş motoru hesaplamasının özeti Yürüyüş motoru hesaplama örnekleri Yürüyüş motorları seçimi, "Örnek 1, 100kNx0m Gezer köprü vinci Köprü yürüyüş motoru seçimi, "Örnek 1, 100kNx0m Gezer köprü vinci Araba yürüyüş motoru seçimi, "Örnek 1, 100kNx0m Gezer köprü vinci Araba yürüyüş motoru seçimi, "Örnek, 3kN-/1 alatlı ceraskal....11

3 N a s ı l v i n ç y a p a r ı m.3 Yürüme Sistemi. Yürüyüş motorları ve frenleri Yürüyüş tahriğinde frenli motor kullanıldığından frenler hakkında fazla konuşulmaz ve ilk önce motorun hareket gücü " " hesaplanır. Motor seçilir. Motor ya frenlidir, veya motora fren bulunur. Konstrüktör tasarınıma göre seçimi yapar. (.1) AtY RüY AtY W Yürüyüş motorunun atalet (eylemsizlik) gücü W Yürüyüş motorunun ivme gücü RüY W Yürüyüş motorunun rüzgar gücü..1 Yürüyüş motorunun atalet (eylemsizlik) gücü Yürüyüş motorunun atalet (eylemsizlik) gücü genel olarak şu formülle hesaplanır. AtY w v Y (.) AtY W Yürüyüş motorunun atalet (eylemsizlik) gücü w N Yürüyüş direnci v Y m/s Yürüyüş hızı 1 lam randıman Bu formülü vinçe göre uydurursak. Yürüyüş direnci: Yürüyüş hızı w wbir top (.3) w N Yürüyüş direnci w bir N/kN Birim yürüyüş direnci top kn lam haraket eden kütle kuvveti v Y vyv (.4) 60 v Y m/s Yürüyüş hızı v YV m/dak Vinçte yürüyüş hızı (köprü veya araba) Bu değerleri (.) formülünde yerleştirirsek: wbir vyv AtY (.5) 60 AtY kw Yürüyüş motorunun atalet (eylemsizlik) gücü w bir N/kN Birim yürüyüş direnci top kn lam haraket eden kütle kuvveti v YV m/dak Vinçte yürüyüş hızı (köprü veya araba) 1 lam randıman Burada motor gücü kw olarak ortaya çıkar. Çünkü; toplam yük kuvveti kn olarak formüle konulur böylece güç birimi Wattın 10 3 e bölmüş sayılır.

4 .4 Y ü r ü y ü ş m o t o r l a r ı ve f r e n l e r i.. Yürüyüş motorunun ivme gücü Yürüyüş motorunun ivme gücü " "genel olarak şu formülle hesaplanır. Dönen kütleler için %10 ile %0 arası fazlalık kabul edilir. ormülde (1,1... 1,) katsayısı olarak alınır. g t B v Y (1,1...1,) N Yürüyen kütlenin toplam ağırlık kuvveti v Y m/s Yürüyüş hızı g m/s Yer çekimi ivmesi t B s areketin normal hıza geçiş zamanı 1 lam randıman (.6) Tablo.1, ratikte kabaca kabul edilen değerler Tahrik yeri areketin normal hıza geçiş zamanı "t B " s Yürüyüş hızı m/dak olarak İvme değerleri "a" m/s Yükün durumu >63 Boş Yarıyük Tamyük Araba yürüyüşü , 0,5 0,3 Köprü yürüyüşü ,4 0,5 0,7..3 Yürüyüş motorunun rüzgar gücü Yürüyüş motorunun rüzgar gücü genel olarak şu formülle hesaplanır. RüY Y Rü v (.7) RüY W Yürüyüş motorunun rüzgar gücü Rü N areket eden kütlenin rüzgar kuvveti v Y m/s Yürüyüş hızı 1 lam randıman areket eden kütlenin rüzgar kuvveti Rü A Rü (.8) Rü Rü N areket eden kütlenin rüzgar kuvveti A Rü N Rüzgarın etki alanı Rü Ba N/m Rüzgar basıncı Tablo., Rüzgar basıncı Rü Ba = 1,6. q Yükseklik İşletme dışı İşletmede v Y [m/s] q [N/m ] v Y q < < Tablo. ile verilen değerler kabataslak değerlerdir. assas hesap ve değerlerin analitik yapılmasını öneririm. Ba

5 N a s ı l v i n ç y a p a r ı m.5..4 Yürüyüş tahriği konstrüksiyon varyantları Araba dört, köprüde genelde dört ve bazen dörtten fazla tekerlek vardır. Dört tekerlekte üç nokta bir düzlem verdiğinden, yürüyüş tahriği en az iki tekerleği etkilemelidir. Eğer bir tekerlek tahrik edilirse bazen bu tekerleğin raya deymeme ihtimali olur. Yani tekerlek havada kalıp tahrik görevini yapamaz. Şekil.1, Yürüyüş tahriği, varyant I Şekil.1, Varyant I Mekanik birbirine bağlı iki tekerlekten birinin tahriği. Genelde ülkemizde araba yürüyüş tahriği için kullanılan varyant. Şekil., Yürüyüş tahriği, varyant II Şekil., Varyant II Mekanik birbirine bağlı iki tekerlek çiftinin her birinin tahriği. Genelde yürüyüş tahriği için kullanılan özel varyant. Şekil.3, Varyant III Şekil.3, Yürüyüş tahriği, varyant III Mekanik birbirine bağlı olmayan dört tekerlekten ikisinin tahriği. Genelde ülkemizde köprü yürüyüş tahriği için kullanılan varyant. Araba yürüyüş tahriğindede özel haldir. Şekil.4, Varyant IV Şekil.4, Yürüyüş tahriği, varyant IV Mekanik olarak ortadan iki tekerleğin tahriği. Genelde köprü yürüyüş varyantı olarak görülür. Araba yürüyüş tahriğindede özel haldir.

6 .6 Y ü r ü y ü ş m o t o r l a r ı ve f r e n l e r i Motor gücünü hesaplamak için "yürüyüş direnci" bilinmelidir...5 Yürüyüş direnci Yürüyüş direnci çoğu zaman kabaca şu formülle hesaplanır: w ka w (.9) bir top w ka N Kabaca hesaplanan yürüyüş direnci w bir N/kN Birim yürüyüş direnci top kn lam haraket eden kütle kuvveti Tablo.3, Birim yürüyüş direnci "w bir " Yataklama şekli Birim yürüyüş direnci "w bir " kabaca N/kN olarak Kaygan yataklama 0 Rulman yataklama Eğer yürüyüş direncinin hesabı normal eylemsizlik (atalet) durumunda yapılacaksa, şu yol takip edilir: w (.10) wz wr ws wn w N Yürüyüş direnci wz N Muylu direnci wr N Yuvarlanma direnci ws N Bandaj direnci wn N Yatak yan yüzeyi direnci..5.1 Muylu direnci " wz " Muylu direnci " wz " şu formülle hesaplanır: wz d / d (.11) Te Te wz N Muylu direnci Te N Tekerlek kuvveti 1 Sürtünme faktörü d Mi mm Tekerlek göbek mili çapı d Te mm Tekerlek çapı Tablo.4, Sürtünme faktörü "" Yataklama şekli Sürtünme faktörü "" kabaca Kaygan yataklama 0,07...0,1 Rulman yataklama 0, ,003

7 N a s ı l v i n ç y a p a r ı m Yuvarlanma direnci " wr " Yuvarlanma direnci " wr " şu formülle hesaplanır: wr Te GTe f / dte (.1) wr N Yuvarlanma direnci Te N Tekerlek kuvveti GTe N Tekerleğin kendi ağırlık kuvveti Genelde dikkate alınmaz. f mm Yuvarlanma sürtünmesi kolu d Te mm Tekerlek çapı Yuvarlanma sürtünmesi kolu çelik için f 0,5 mm kabul edilir Bandaj direnci " ws " Konstrüksiyonda klavuz tekerlekleri varsa bandaj direnci " ws " şu formülle hesaplanır: 0,00 (.13) ws Te ws N Bandaj direnci Te N Tekerlek kuvveti..5.4 Yatak yan yüzeyi direnci " wn " Yatak yan yüzeyi direnci " wn " kaygan yataklamada olur ve şu formülle hesaplanır: 0,003 (.14) wn Te wn N Yatak yan yüzeyi direnci Te N Tekerlek kuvveti ernekadar hesaplama formülleri verilmişsede bandaj ve yatak yan yüzeyi dirençleri tamamen tahmini, binde olarak kabul edilmektedir. Diğer taraftan yuvarlanma direnci hesabında yuvarlanma sürtünmesi kolu çelik için f 0,5 mm olarak kabul edilmekte, muylu direnci hesabında ise sürtünme faktörü "" için Tablo.4 ile bulunan değerler kabul edilmektedir. Görülüyorki hesaplar tecrübelere dayanan kabullerle yapılmaktadır. Diğer taraftan vincin ve arabanın ray açıklığının büyüklüğü raylar arası mesafenin toleranslarına ve dolayısıyla yürüyüş direncine etki eder. Tekerleklerin paralel monte edilmemeleri, rayların paralellik ve yükseklik toleransları, tekerlek çaplarının toleransları, v.s. bütün bu etkenler yürüyüş direncine etki ederler. Bütün bu sebeplerden ötürü yürüyüş direnci hesabının kabaca (.9) ile yapılması en akıllıca iştir.

8 .8 Y ü r ü y ü ş m o t o r l a r ı ve f r e n l e r i..6 Yürüyüş motoru hesaplamasının özeti Yürüyüş motorunun teorik olarak nasıl hesaplanacağını gördük. ratikte hesaplama şu şekilde yapılır. 1. Maksimum yük ile hareket ettirilen kütlenin ağırlık kuvveti hesaplanır.. Birim yürüyüş direnci kabaca seçilir. 3. Yürüyüş hızı belirlenir. 4. areketin normal hıza erişme zamanı seçilir. 5. lam randıman hesaplanır. 6. Konstrüksiyon varyantı. Bu değerler bulunduktan sonra motorun hareket gücü hesaplanır. Bu hesaplanan güç motorun etiket gücü değildir. Motorun etiket gücünü bulmak için, motorun etiket gücü " M " ile hareket gücü arasındaki şu orantıdan faydalanılır. M 1,4...1,6 kw Yürüyüş hareket gücü M kw Yürüyüş motoru gücü M (.15) 1,4...1,6 Burada bulunan değere ve piyasada bulunan motorun gücüne göre motor seçilir...7 Yürüyüş motoru hesaplama örnekleri..7.1 Yürüyüş motorları seçimi, "Örnek 1, 100kNx0m Gezer köprü vinci Köprü yürüyüş motoru seçimi, "Örnek 1, 100kNx0m Gezer köprü vinci Maksimum yük ile hareket ettirilen kütlenin ağırlık kuvvetlerini hesaplarsak şu değerleri buluruz. Arabanın ağırlık kuvveti A = 4,5 kn Köprü, latform, Başlıklar, Motor, v.s. V = 105,4 kn Yük kuvveti Y = 100,0 kn Birim yürüyüş direnci değerini Tablo.3 ile seçelim w bir = 6 N/kN Köprü yürüyüş hızı örnek 1 den v V = 5 m/dak areketin normal hıza erişme zamanı t B = 5 s Tablo.1 ile köprü yürüyüş hızı 5 m/dak için seçelim lam randıman top = Red. Ban. Tek top = 0,885 Konstrüksiyonu tekliften; bandajdan tahrikli, iki kademeli redüktör olarak alalım. Redüktörün toplam randımanı Red = 0,94 Bandaj dişli kademesi randımanı Ban = 0,99 Tekerlek konstrüksiyonu randımanı Tek = 0,995. 0,98 Tek = 0,95 Konstrüksiyon varyantı Şekil.3, Varyant III. Mekanik birbirine bağlı olmayan dört tekerlekten ikisinin tahriği.

9 N a s ı l v i n ç y a p a r ı m Tek motor için ağırlık kuvveti. Araba ve maksimum yük bir başlığa yakın alınır ve Köprü, latform, Başlıklar, Motor, v.s. kuvvetlerinin yarısı ile toplanır. 1,3...1,5 = ,5 + 0,5.105,4 = 177, kn M Köprü yürüyüş motorunun atalet (eylemsizlik) gücü bak (.) v 1,063 5 w V AtY 0,501 AtY = 0,501 kw 60 0,885 Yürüyüş direnci bak (.3): w wbir = , = 1063 w = 1,063 kn Köprü yürüyüş motorunun ivme gücü bak (.6) v V 177, 0,417 1, 1, = 0,851 = 0,851 kw g t g 50,885 B Köprü yürüyüş motorunun hareket gücü bak (.1). Atölye vinci olduğundan rüzgarın etkisi yoktur. = 0, ,851 = 1,35 = 1,35 kw AtY Motorun etiket gücü için maksimum değeri alalım bak (.15) M 1,35 = 0,965 M 0,965 kw 1,4 1,4 iyasada bulunan bir sonraki motor. Motor kataloğundan M = 1,1 kw Bu hesaplanan motorun etiket güç değeridir. Siparişte aşağıda verilen doneler motoru tam seçilebilmek için motor fabrikasına veya motor satıcısına verilmelidir. Motor: 4-Kutuplu, kısa devre-asenkron flanşlı motor Motorun çalışma oranı ve yeri %5 ÇO, vinçte köprü yürütme motoru Motor devir sayısı: n Mo 140 dak 1 Motorun etiket gücü: Mo = 1,1 kw Motorun başlangıç momenti: M Ba 1,4. M Mo Motorun devrilme momenti: M De. M Mo.9 d D Resimdeki ölçüler motor firmasının kataloğundan alınacaktır. L s Şekil.5, 1,1 kw lık kısa devre flanşlı motor

10 .10 Y ü r ü y ü ş m o t o r l a r ı ve f r e n l e r i Araba yürüyüş motoru seçimi, "Örnek 1, 100kNx0m Gezer köprü vinci areket ettirilen kütlenin ağırlık kuvvetleri şu değerlerdir. Arabanın ağırlık kuvveti A = 4,5 kn Yük kuvveti Y = 100,0 kn Birim yürüyüş direnci değerini Tablo.3 ile seçelim w bir = 6 N/kN Araba yürüyüş hızı örnek 1 den v Ar = 15 m/dak areketin normal hıza erişme zamanı t B = 3 s Tablo.1 ile araba yürüyüş hızı 15 m/dak için seçelim lam randıman top = Red. Ban. Tek top = 0,875 Konstrüksiyonu tekliften ; bandajdan tahrikli, iki kademeli redüktör olarak alalım. Redüktörün toplam randımanı Red = 0,94 Bandaj dişli kademesi randımanı Ban = 0,99 Tekerlek konstrüksiyonu randımanı Tek = 0, ,98 Tek = 0,94 Konstrüksiyon varyantı Şekil.1, Varyant I. Mekanik birbirine bağlı iki tekerlekten birinin tahriği. Motorun seçimi: Ağırlık kuvveti: = ,5 = 14,5 kn Cer Y Araba yürüyüş motorunun atalet (eylemsizlik) gücü bak (.) v 0, w Ar AtY 0,13 AtY = 0,13 kw 60 0,875 Yürüyüş direnci bak (.3): w wbir = 6. 14,5 = 747 w = 0,747 kn Araba yürüyüş motorunun ivme gücü bak (.6) v Ar 14,5 0,5 1, 1, = 363 = 0,363 kw g t g 30,875 B Araba yürüyüş motorunun hareket gücü bak (.1). Atölye vinci olduğundan rüzgarın etkisi yoktur. = 0,13 + 0,363 = 0,576 = 0,576 kw AtY Motorun etiket gücü için maksimum değeri alalım bak (.15) M 0,576 = 0,41 M 0,41 kw 1,4 1,4 iyasada bulunan bir sonraki motor. Motor kataloğundan M = 0,55 kw Bu hesaplanan motorun etiket güç değeridir. Siparişte aşağıda verilen doneler motoru tam seçilebilmek için motor fabrikasına veya motor satıcısına verilmelidir.

11 N a s ı l v i n ç y a p a r ı m Motor: 4-Kutuplu, kısa devre-asenkron flanşlı motor Motorun çalışma oranı ve yeri %5 ÇO, vinçte köprü yürütme motoru Motor devir sayısı: n Mo 140 dak 1 Motorun etiket gücü: Mo = 0,55 kw Motorun başlangıç momenti: M Ba 1,4. M Mo Motorun devrilme momenti: M De. M Mo.11 d D Resimdeki ölçüler motor firmasının kataloğundan alınacaktır. L s Şekil.6, 0,55 kw lık kısa devre flanşlı motor Araba yürüyüş motoru seçimi, "Örnek, 3kN-/1 alatlı ceraskal areket ettirilen kütlenin ağırlık kuvvetleri şu değerlerdir. Ceraskal, araba, v.s. ağırlık kuvveti Cer = 7,8 kn Yük kuvveti Y = 3 kn Birim yürüyüş direnci değerini Tablo.3 ile seçelim w bir = 6 N/kN Araba yürüyüş hızı örnek den v Ar = 16 m/dak areketin normal hıza erişme zamanı t B = 3 s Tablo.1 ile araba yürüyüş hızı 16 m/dak için seçelim lam randıman top = Red. Ban. Tek top = 0,875 Konstrüksiyonu tekliften; bandajdan tahrikli, iki kademeli redüktör olarak alalım. Redüktörün toplam randımanı Red = 0,94 Bandaj dişli kademesi randımanı Ban = 0,99 Tekerlek konstrüksiyonu randımanı Tek = 0, ,98 Tek = 0,94 Konstrüksiyon varyantı Şekil.1, Varyant I. Mekanik birbirine bağlı iki tekerlekten birinin tahriği. Motorun seçimi: Ağırlık kuvveti: Cer Y = 7,8 + 3 = 39,8 kn Araba yürüyüş motorunun atalet (eylemsizlik) gücü bak (.) v 0,3916 w Ar AtY 0,073 AtY = 0,073 kw 60 0,875 Yürüyüş direnci bak (.3): w wbir = 6. 39,8 = 39 w = 0,39 kn

12 .1 Y ü r ü y ü ş m o t o r l a r ı ve f r e n l e r i Araba yürüyüş motorunun ivme gücü bak (.6) v Ar 39,8 0,67 1, 1, = 0,13 = 0,13 kw g t g 3 0,875 B Araba yürüyüş motorunun hareket gücü bak (.1). Atölye vinci olduğundan rüzgarın etkisi yoktur. = 0, ,13 = 1,35 = 0,05 kw AtY Motorun etiket gücü için maksimum değeri alalım bak (.15) M 0,05 = 0,146 M 0,146 kw 1,4 1,4 Bu hesaplanan motorun etiket güç değeridir. Siparişte aşağıda verilen doneler motoru tam seçilebilmek için motor fabrikasına veya motor satıcısına verilmelidir. Varyant A: iyasada bulunan bir sonraki motor. Motor kataloğundan Motor: 6-Kutuplu, kısa devre-asenkron flanşlı motor Motorun çalışma oranı ve yeri %5 ÇO, vinçte köprü yürütme motoru Motor devir sayısı: n Mo 90 dak 1 Motorun etiket gücü: Mo = 0,18 kw Motorun başlangıç momenti: M Ba 1,4. M Mo Motorun devrilme momenti: M De. M Mo Varyant B: iyasada bulunan bir sonraki motor. Motor kataloğundan Motor: 4-Kutuplu, kısa devre-asenkron flanşlı motor Motorun çalışma oranı ve yeri %5 ÇO, vinçte köprü yürütme motoru Motor devir sayısı: n Mo 90 dak 1 Motorun etiket gücü: Mo = 0,5 kw Motorun başlangıç momenti: M Ba 1,4. M Mo Motorun devrilme momenti: M De. M Mo M = 0,18 kw M = 0,5 kw d D Resimdeki ölçüler motor firmasının kataloğundan alınacaktır. L s Şekil.7, 0,18 veya 0,5 kw lık kısa devre flanşlı motor