İŞ MAKİNALARI MÜHENDİSLERİ BİRLİĞİ DERGİSİ İş Makinaları Mühendisleri Birliği Derneği yayın organıdır. Üç ayda bir yayınlanır. ISSN 1306-6943 4 6 ÖNSÖZ Yönlendirilebilir Yatay Sondaj Teknolojisi 2015 Mayıs Sayı: 50 İMMB Adına Sahibi Duran KARAÇAY Sorumlu Yazı İşleri Müdürü Bayramali KÖSA Yayın Komisyonu Duran KARAÇAY Mustafa SİLPAĞAR Bayramali KÖSA Murtaza BURGAZ Halil OLKAN Halide RASİM Selami ÇALIŞKAN Faik SOYLU Turgay KARGIN Tuğba DEMİRBAĞ Gülderen ÖÇMEN Yazışma Adresi Uzayçağı Caddesi No: 62/7 Ostim / ANKARA Tel: 0.312 385 78 94 Faks: 0.312 385 78 95 www.ismakinaları.org.tr e-posta: bilgi@ismakinalari.org.tr Grup-e-posta: ismakinalari@yahoogroups.com Grup e-posta üyelik adresi: ismakinalari-subscribe@yahoogroups.com Tasarım ve Baskı Bizim Grup Basımevi Mithatpaşa Cad. 62/11 Kızılay / ANKARA Tel: 0.312 418 18 03-0.312 418 10 89 Faks: 0.312 418 10 69 e-posta: bizimgrupajans@gmail.com www.bizimgrup.com.tr Grafik Tasarım Hasan ERKAN Burak ÖNEN Yayının Türü: Yerel Basım Tarihi: 13 Haziran 2015 Bu dergi üyelerine ilgili kurum ve kuruluşlara ücretsiz olarak dağıtılır. Yayınlanan yazılardaki sorumluluk yazarlarına, ilanlardaki sorumluluk ilan veren kurum ve kişilere aittir. Yayınlanan yazılara ücret ödenmez. Yayınlanmayan yazılar geri iade edilmez. 32 38 46 54 58 64 70 72 76 82 84 10 16 Kendinden Delgili Tahkimat Saplamaları Kazıcı-Yükleyiciler İçin Açık Merkezli Mobil Yön Kontrol Valflerinin Tasarım Esasları ve Bu Valflere Uygulanan Testler İş Sağlığı ve Güvenliği Alanında Son Gelişmeler Basınçlı Gaz Tüplerinin Dolum ve Periyodik Muayenelerinin Usul ve Esaslarına İlişkin Tebliğ Hidrolik Hortumların Yeni ISO Standardına Göre Sınıflandırılması 9 İli Kapsayan GAP Enerji Adına Gerçekleştirilen En Kapsamlı Proje İşbaşı İSG Konuşmaları İlk Müteahhit ve Mimarımız Arif Hikmet Koyunoğlu - Türk İnşaat Evi Klimalar Avantaj mı Dezavantaj mı? Tansiyon Hakkında Her Şey Teknik Terimler Sözlüğü Fıkra Köşesi Etkinlikler, Sektör Haberleri ve Eğitimler Reklam İndeksi ALPEM (Arka Kapak İçi Karşısı) ANADOLU FLYGT 31 ANİŞMAK (Önsöz Karşısı) BP CASTROL 43 CARRARO 80 DAS OTOMOTİV (Ön Kapak İçi) ECE FİLTRE 52-53 EXXON MOBİL (Arka Kapak İçi) GÜRİŞ 63 HAKMAK 37 HİDROMEK (İçindekiler Karşısı) İMMB HİDROLİK EĞT. 83 İMMB OPR. (Ön Kapak İçi Karşısı) İMMB İLANI 81 İNS MAKİNA 23 KALARA HİDROLİK 13 KASTAŞ 9 KOZMAKSAN 41 ÖZBEKOĞLU 51 ÖZÇELİKLER HİDROLİK 29 PİMMAKSAN 27 PMS 45 PROFİMAK 69 SRP 25 TEMSA 15 TİTAN (Arka Kapak)
Önsöz Önsöz İMMB Nedir? Değerli okurlar; İMMB; İş makinaları konusunda uzmanlaşmış makina mühendisleri tarafından 1998 yılı Ağustos ayında kuruldu. Farklı sektörlerden (inşaat firmaları, maden firmaları, iş makinası üreticileri, iş makinası temsilcileri ve servisler) gelen profesyonellerin ortak amaçla toplandığı bir dernektir. İMMB nin Amacı Nedir? İMMB nin amacı; çoğunluğu ithal ürünler olan iş makinalarının tanınmasını, ulusal servetimiz olan bu üretim makinalarının iyi işletilmesini ve ekonomik ömürlerinin verimli bir şekilde sürdürülmesini sağlamaktır. Amacımız; verimliliği sağlayacak bilgi kaynaklarına en kısa sürede ulaşmak, bu kaynaklara ihtiyaç duyacak nitelikli insan potansiyelinin güç birliğini oluşturmaktır. Bu bilgilerin teknik alt kadrolara ulaştırılmasıyla da en yaygın şekilde paylaşımını sağlamaktır. İMMB; Üyelerine her yıl düzenli seminerler vermek suretiyle, üyelerinin bilgi düzeyinin yükseltilmesini sağlamaktadır. Bu seminerler aynı zamanda sektördeki insanların bir araya gelerek tanışmalarını sağlamaktadır ki bu da gelişimi ivmelendirmektedir. İMMB nin internet ortamındaki grup mailinde üyeler ihtiyaçlarını gruba duyurmak suretiyle yardımlaşmayı sürdürmektedir. Derneğin her üç ayda yayınladığı İMMB dergisi ilgili kurumlar, şirketler ve bireylere ücretsiz olarak gönderilmektedir. Duran KARAÇAY İMMB Yönetim Kurulu Başkanı İş Makinaları Mühendisleri Birliği Dergisi nin 50. sayısı ile sizleri buluşturmanın onurunu hep birlikte yaşıyoruz. Bu onur, siz değerli okurların, sektör temsilcilerimizin, yazılarını paylaşan dostlarımızın, üyelerimizin ve çalışanlarımızın. Derginin istikrarlı olarak yayınına devam etmesi yine sizlerin destekleriyle olacaktır. Emeği geçenlere İş Makinaları Mühendisleri Birliği Derneği Yönetim Kurulu adına teşekkür eder, saygılarımızı sunarım. Sektörümüzün en büyük fuarı Komatek 6-10 Mayıs 2015 tarihinde Ankara da gerçekleşmiştir. Derneğimiz bu fuarda yerini almış, sektör temsilcileri ile buluşmuştur. Fuar a katılımcı ve ziyaretçilerin yoğun ilgisi olmuştur. Fuar için ortak görüş; Ankara da gerekli donatılara sahip fuar alanının bir an önce bitirilmesinin önemli olduğudur. Bu yıl genel seçim sonuçlarından ekonomi ve sektörler ne kadar etkilenir hep birlikte göreceğiz. Öncelikle yüksek katılımlı huzur içinde demokratik bir seçim olması pozitif bir etki yaratacaktır. Ülkemizde yeni teknolojik üretime uygun eğitim modelleri, üretim odaklı sanayi ve tarım ürünlerine yönelik istihdam ve daha hızlı kalkınma modelleri yaratmak zorunda olduğumuzu artan işsizlik rakamları gösteriyor. Seçimler bitince ülkeyi yönetecekler istihdam yaratıcı ve verimliliği öne çıkaran üretim odaklı projeler ivedilikle ortaya koyup uygulamalı. Bunun yanında birliğin, beraberliğin ve ülke menfaatlerinin içerde ve dışarda her şeyin üstünde tutulması hepimizin ortak beklentisi. İMMB olarak bizim üzerinde en çok durduğumuz konu eğitim. Çünkü yaratıcı ve öğrenme odaklı eğitimin verimliliği arttırarak ileri teknoloji, kaliteli ve katma değeri yüksek ürünler üretmenin ilk adımı olduğunu biliyoruz. Aynı zamanda bu ürünlerin üretiminde ve kullanımındaki maliyet kayıplarını önleyerek tasarruf sağlanması da eğitimle gerçekleştirilecektir. Bu konuda İMMB üzerine düşeni her zaman yapmaya devam edecektir. Saygılarımızla.
Yönlendirilebilir Yatay Sondaj Teknolojisi H. Şükrü KAYACILAR / İş Geliştirme Müdürü / MAATS İNŞ. MAK. TİC. LTD. ŞTİ Teknolojinin, yaşamın hemen her alanında kullanılmaya başlamasıyla değişen yaşam standardı, modernleşen kentlerde daha ileri mühendislik uygulama gerekliliğini de beraberinde getirmektedir. Son yıllardaki altyapı ile ilgili yatırımlarda gerek devlet kurumlarının gerekse özel kuruluşların "Yönlendirilebilir Yatay Sondaj" kullanımına yer ve önem vermesi; altyapı sektörü açısından pozitif bir teknolojik gelişmedir. Bu anlamda sektörde bu sistemin daha yaygın kullanılmaya başlamasıyla; yaşamın hızını kesmeden, mevcut yapıyı bozmadan altyapı çalışmalarında yüksek performans ve hız yakalanmıştır. Dünyadaki en gelişmiş kazısız geçiş sistemi olan Yönlendirilebilir Yatay Sondaj (YYS) Sistemi, ülke ekonomilerine kazanç sağlarken; doğalgaz, elektrik, su, kanalizasyon, telekom, v.b. projelerde açık kazı yapmadan ve trafiği engellemeden uygulanabilmesiyle insanların günlük hayatlarına da hiçbir olumsuz etkisi olmamaktadır. Uygulama Aşamaları Aşama1 - Mevcut altyapının ve engellerin güzergah ve kotlarının öğrenilmesi ve pilot delgide izlenecek yolun planlaması. Aşama2 - Kılavuz(pilot) delginin yapılması: Önceden belirlenen giriş noktasında makina konumlandırılır ve gerekli emniyet tedbirleri alınır. Zemin yapısına uygun olarak seçilen delgi başlığı delgi tijlerinin ucuna takılır ve içerisine verici yerleştirilir. Takip sistemi yardımıyla her aşamada takip edilerek delgiye başlanır. takip sırasında delgi başlığının anlık derinliği, eğimi, istikameti ve sıcaklığı ölçülerek kayıt altına alınır. Bu ölçülen bilgiler operatör tarafından anında değerlendirilerek delgi yolunda herhangi bir değişiklik yapıp yapmayacağına karar verir. Delgi işlemi boyunca uygulanarak önceden belirlenmiş olan çıkış noktasına ulaşılır ve kılavuz delgi tamamlanmış olur. 6
Aşama3 - Kılavuz deliğin genişletilmesi: Kılavuz delgi bitip çıkış noktasına ulaşıldığında delgi başlığı sökülerek yerine genişletme başlığı takılır. Bu kez çıkış noktasından giriş noktasına doğru bir işlem başlar ve takılan genişletme başlığının çapında bir tünel elde edilir. Tünel içerisine çekilecek olan altyapı borusunun çapına göre bu işlem kademeli olarak daha büyük çaplarda gerekli çap elde edilinceye kadar birkaç kez tekrarlanır. Aşama4 - Boru çekme aşaması: Bu aşama yine çıkış noktasından giriş noktasına doğru yani makinaya doğru yapılır. Yine delgi tijlerinin (borularının) ucuna en son kullanılan geri çekme(genişletme) başlığı takılır ve hemen peşine de boru monte edilerek, borunun ucu giriş noktasında çıkıncaya kadar çekilir. Böylece borunun bir ucu giriş noktasında diğer ucu çıkış noktasında olur ve boru çekme işlemi tamamlanmış olur. 7
Daha önce mevcut olan şebeke ve hatlara (su, kanalizasyon, telefon, elektrik, doğalgaz v.b.) ; Sistemin "yönlendirilebilme" özelliği sayesinde kesinlikle zarar verilmez. Açık kazı yapılmadığı için sondajla boru döşeme işlemi sırasında gündelik hayat etkilenmez, trafik ve yayalar etkilenmez. Kaldırımlar, asfalt ve beton yollar bozulmaz. Projelerin düşük maliyette ve hızla gerçekleşmesi sağlanmış olur. Üst yapıdaki mevcut birimler (bina, ağaç, duvar v.b.) hiçbir şekilde zarar görmez. Birden fazla boru ve kablonun aynı anda çekilebilmesi sayesinde altyapı da düzenli birliktelik oluşturur. Kullanılan sondaj çamuru ve polimerler sayesinde kılıf boru ihtiyacı ortadan kalkar böylece ek maliyet ortadan kalkar ve ana boru direkt kullanılabilir. Nehir göl ve akarsuların altından uygulanabilir. Sondaj Çamuru: Yönlendirilebilir Yatay Sondaj teknolojisinin başlangıcından bitimine kadar bütün aşamalarında mutlaka kullanılan ve çok önemli işlevleri olan bir karışımdır. Yani projenin başarıyla sonuçlandırılabilmesindeki en kritik etkenlerden biridir. Dolayısıyla sondaj çamurunun hazırlanması başlı başına bir bilimdir. Ana bileşenleri su ve bentonit'tir. Ancak istenilen çamur özelliklerinin sağlanabilmesi için sık sık polimerler de kullanılır. Sondaj çamurunun 6 ana işlevi vardır: 1. İçeride oluşan hafriyatı dışarı atar Bentonit ve su karışımının özkütlesi 1,2 1,5 g/cm³ arasındadır. Bu sayede tünel içerisinde elmaslar tarafından öğütülen zemin parçacıkları çamur içerisinde yüzdürülür ve akıcı kıvamı sayesinde deliğin giriş ve çıkış noktalarından dışarı atılır. Zeminde var olan çatlaklar ya da kaçaklar bir süre sonra bentonit ile dolar ve geçirimsiz bir tabaka elde edilir. Bu işlem, zemindeki çatlakları doldurarak zemini sıkılaştırır; bir nevi zemin rehabilitasyonu sağlamış olur. 2. Açılan deliğin stabil kalmasını sağlar Delik çeperleri basınçla verilen çamur ile sıvanır. Ancak bu aynen tünel inşaatlarındaki püskürtme beton gibi geçici bir tahkimat sağlar. Asıl stabilizasyonu sağlayan deliğin çamurla dolu olmasıdır. Sondaj çamurundan kaynaklanan iç basınç, zeminin göçme riskini azaltır ve delik sabit kalır. 3. Hidrolik delme sağlar Zemine basınçla püskürtülen sondaj çamuru zemini örseler ve yumuşatır. Bu da mekanik delmeyi sağlayan elmas uçlar için kolaylık sağlar. 4. Ekipmanların fazla ısınmasını önler Delgiyi yapan delici uçların zeminle sürtünmesi sonucu ortaya çıkan ısı delgi başlığının, delgi tijlerinin ve delgi başlığı içerisindeki verici (sonda) cihazın aşırı ısınmasına sebep olur. Bu istenmeyen bir durumdur. Özellikle daha hassas olan verici (sonda) 50 C nin üzerinde işlevini yitirir. Sondaj çamuru sürtünmeden kaynaklanan ve istenmeyen bu ısınmayı önleyerek istenilen sıcaklık aralıklarında çalışmayı sağlar. 5. Borunun hasarsız olarak yeraltına çekilmesini sağlar. Tamamen zeminin özellikleri analiz edilerek özel olarak üretilmiş sondaj çamuru ile dolu olan delik, yeraltına döşenecek olan boru için bir çamur havuzu vazifesi görür ve yüzdürülerek çekilmesini sağlar. Bu sayede boru ve zemin arasındaki sürtünme azaltılır, borunun zarar görmesi önlenir. 6. İşletme güvenliği sağlar. Bünyesinde suyu tutan bentonit boru çekildikten sonra da boruyu adeta bir yorgan gibi sarar ve doğal bir koruma tabakası (keson) oluşturur. Bu koruma kalkanı özellikle üzerinden tekrarlı yüklerin hareket ettiği karayolu ve demiryolu gibi yapılarda tek noktadan etkiyen baskıyı hattın tamamına yayarak boruyu ekstra gerilmelerden korur. 8
Kendinden Delgili Tahkimat Saplamaları (Self Drilling Anchor) Mustafa SİLPAĞAR/ Makina Yük.Müh. / Limak İnşaat A.Ş. Tünel tahkimatından en bilinen uygulaması; kendinden delgili tahkimat saplamaları ya da şantiye literatüründeki tanımlaması ile ibo (Injection Boring Enjeksiyon delikli) bulonlar ile ilgili tanımlamalar bu yazımızın konusu olacaktır. Her ilme aşina her ilimde profesör olma tanımı sanki inşaat şirketlerinin makina ve ikmal bölümü çalışanları için söylenmiş gibidir. Şantiyelerden yapılan taleplerin eksiklerini sorgulamasını yapacak kadar konuyu bilmesi veya öğrenmesi gerekecektir. Şantiye taleplerini karşılama safhasında piyasadan araştırma yaparken bilinmesi gereken asgari bilgiler hakkında bilgi sahibi olunmadığı zaman bazı yanlışlıklar ve gecikmelerin olması kaçınılmaz hale gelmektedir. Satın alma sürecinin en önemli adımı talep edilen malzemenin tam tanımlanmış olması, gerekli şartname ve istenilen özelliklerin belirtilmesidir. Daha önceki tecrübelerin ışığında ürünün evsafı ve menşei ile ilgili talepte bir bilgi yok ise ve de satın alma sürecinde salt fiyata odaklı yaklaşım sürdürülmesi bazen istenmeyen maddi ve zaman kayıplarına yol açmaktadır. Kendinden delgili tahkimat saplamaları zayıf (kumlu, çakıllı, siltli veya killi) zeminlerle ve yumuşak veya orta sertlikteki çatlaklı kaya zeminlerde kullanılır. Kendinden delgili tahkimat saplamaları bu işe özel Rock Bolting makinaları ya da delici makinalar ile yapılır. Tahkimat saplamaları ile Tünelde radyal doğrultuda ve alın yüzeylerde Madenlerde yer altı oda teşkilinde Şev (yamaçlarda yatay ve dikey) tahkimatı Bina temellerinde zemin ve yan yüzey tahkimatı Mini kazık uygulamaları yapılabilir. Delme işleminden sonra yapılan çimento veya reçine esaslı enjeksiyon saplamanın dış çeperinde boşluğu doldurur ve tesis edilen bağlantı zinciri ile zeminin mukavemeti arttırılır. Yüzeyde çelik hasır ve püskürtme beton ile oluşturulan kaplamanın ağırlığı saplama ve enjekte edilen bağlayıcı ile delik dibindeki zemine taşıtılır. Bir ibo bulon seti; 10
İçi boş saplama ( İbo bulon SDA Self Drilling Anchor) Manşon (Kaplin / Coupling) Altı köşe somun (Hexagonal Nut) Küresel pul (Sperical washer) Bağlantı plakası (Plate) Tek kullanımlık delici uç ( Drill bit) den oluşur. Delme takımlarında yeni melez uygulamaları kaale almasak eskiden beri uygulanan iki diş formu vardır. Bu formlar adlarının baş harfleri ile kullanıla gelmiştir ve trapez formlu (T thread) T diş ve halat formlu (Rope thread) R diş olarak tanımlanmıştır. R diş çabuk bağlantı teşkili ile pratiklik gösterirken T dişler yüksek darbe kuvveti uygulamalarında öne çıkar. İbo bulonlar genel olarak R diş olarak imal edilirler. Tanımlamaya esas olan R harfi diş formunu verirken iki değerli sayısı ise kullanılan saplamanın mm değerinde çapıdır örnek olarak R 38 ibo bulon 38 mm çapındadır. Kendinden delgili tahkimat saplamaları çelik çekme borudan soğuk ovalama usulü ile imal edilir. Böylelikle çentik kesilmesine sebep olacak fiziksel şekli oluşturmaz. Uygulanmanın yapılacağı yerlerde farklı mukavemet özellikleri göstermesi istendiği için farklı kesit alanları teşkil eden sınıflama olacak şekilde ingilizce tanımlarının baş harfleri ile adlandıran L ( Light Hafif) N (Normal Orta) S (Strong Kuvvetli) sınıfları vardır. Bu özellik için iç çap ölçüleri değişik borulardan kullanılır ve takip eden tabloda average cross sectional area (ortalama kesit alanı) satırında görülür. Kullanılma yerindeki özelliği itibarı ile 1, 2, 3, 4 ve 6 metre boylarında imal edilir. R diş T diş 11
Technical Data Unit R25N R32L R32N R32S R38N R51L R51N T76N T76S Outer diameter mm 25 32 32 32 38 51 41 76 76 Average inner diameter mm 14 22 18.5 15 19 36 33 51 45 Average cross sectional area mm 2 290 340 430 520 770 890 1070 1900 2500 Ultimate load '1 kn 200 220 280 360 500 550 800 1600 1900 Yield load '1 kn 150 180 230 280 400 450 630 1200 1500 Average tensille strenght '1 N/mm 2 690 650 650 690 650 620 750 840 760 Average yield strenght '1 N/mm 2 520 530 530 540 520 510 590 630 600 Weight kg/m 2.3 2.7 3.4 4.1 6.1 7.0 8.4 17.0 22 Thread standard - ISO 102008 ISO 1720 Internal standard Steel grade - Acc. to. EN 10083-1 Delivery lenghts m 1,2,3,4,6 Saplamalar birbirlerine manşon ile bağlanarak farklı uzunluktaki uygulamaları temin ederler. Saplamanın en önünde tek kullanımlık matkap ucu bulunur. Deliğin dışında bağlantı plakası, küresel pul (bazı uygulamalarda kullanılmayabilir) ve somun (küresel pul kullanılmıyorsa bir ucu yarım küre biçimindedir) bulunur. Talebi esnasında bilinmesi gereken bir hususta saplama, somun, pul ve plakanın yüzey korumalı (sıcak daldırma galvaniz, epoksi kaplama veya çift yüzey korumalı) olup olmadığıdır. Altaki tablo Gonar firmasından alınmış olup farklı mukavemet değerleri yan yana verilerek iç çap (inner diameter) değişimleri ve taşıyacakları yük değerlerinin değişimleri görünmektedir. Not 1 olarak yapılan açıklamada Azami yük (ultimate load) ve uygun yük (yield load) değerleri ölçülerek, ortalama gerilme ve akma mukavemet değerleri ise hesaplama usulü ile elde edildiği ifade edilmektedir, 12
Bu sistemin ikinci önemli parçası tek kullanımlık matkap uçlarıdır. Delici uçları ise X (cross / istavroz - haç) ve button bit (bilyalı - habbeli) formlarından oluşur. Yumuşak zeminlerde dökme demir istavroz delici uçlar kullanılır. Aşınmaya direncinin bir az fazla olması gerekli olduğu hallerde Mn alaşımı yüksek ısıl işlemli veya tungsten karbür elamanlı istavroz matkap uçlar kullanılabilir. Kaya uygulamalarında ise tungsten karbürlü bilya taneli matkap uçları tercih edilmelidir. Manşonlar farklı uzunlukta saplama kullanımı ve şank ile saplamanın birbirine bağlanmasını sağlamak için kullanılırlar. Şankın T dişli (trapez form) olması halinde geçiş (adaptor) manşonları kullanılır. Manşon yüksek mukavemetli çelik malzemeden ısıl işlemli olarak ve ortasında durdurma flanşı (stop flange) olan içten dişli bir bağlantı elamanıdır. Bağlantı plakası ise yuvarlak veya kare alanlı şekillerde düz veya ortası bombeli olarak yüksek mukavemetli çelik plakadan üretilirler. Enjeksiyon için üzerinde delik olması istenilebilir, projede istenilen kalınlığa dikkat edilmelidir. Somun ve kullanılıyor ise küresel pullar da sistemin ihtiyaç duyduğu mukavemet değerine sahip çelik malzemeden imal edilirler ve gereken korozyon koruma özelliklerine sahip olmalıdırlar. Somunun her iki tarafında pah kırma işlemi yapılmalıdır. Pulun kullanılmaması durumunda küresel somun kullanılır. Kaynaklar: 1. Gonar Tunneling and Geotechnical system broşürü 2. Chance Application Reference for IBO Injection Boring Rods 3. Minova- MAI Self Drilling Bolts SDA ( PDF dosya) 4. DSI Alwag System ibo Self dilling Anchor ( PDF dosya) 5. Jenmar- Selected Ground Control Products (PDF dosya) 6. Boart Global Product Catalogue 7. Hung Chains İnternational Self Drilling Anchors 14
Kazıcı-Yükleyiciler İçin Açık Merkezli Mobil Yön Kontrol Valflerinin Tasarım Esasları ve Bu Valflere Uygulanan Testler Murat BAHTİYAR / Makina Mühendisi/ HEMA ENDÜSTRİ A.Ş, Taner DOĞRAMACI / Makina Yüksek Mühendisi/ HEMA ENDÜSTRİ A.Ş, Kazıcı-yükleyici, ön tarafında yükleyici, arka tarafında ise kazı işini yapmaya yarayan ters kepçe bulunan çok işlevli tekerlekli bir makinadır. Kazıcı-yükleyicinin verimini etkileyen ve pazarda tercih edilmesini sağlayan faktörlerin en önemlilerinden biri kazma ve yükleme fonksiyonlarını yerine getiren mobil kontrol valfleridir. Kazıcı-yükleyicinin mobil yön kontrol valfleri ne kadar performanslı çalışırsa makinede o derece performanslı çalışır. Bununla beraber bu valflerin düşük basınç kaybına sahip olmaları da yakıt tasarrufu açısından makina üreticilerinin tercih sebebidir. Bom ve stik hareketlerinin eş zamanlı ve kontrollü olması kullanılan mobil valfin iyi bir şekilde tasarlanmasına bağlıdır. Bu şartlar göz önüne alınarak bu bildiride, kazıcı yükleyicilerde kullanılan açık merkezli mobil yön kontrol valflerinin tasarım esasları ve bu valflere uygulanan testler anlatılacaktır. 16
1. Giriş Kazıcı-yükleyici (Bekoloder) çok amaçlı bir inşaat makinasıdır. Ön tarafında yükleyici, arka tarafında ise kazı işini yapmaya yarayan ters kepçe bulunan çok işlevli tekerlekli bir makinadır (Şekil-1). Makinayı yürütme ve yükleme ataşmanını kullanma kumandaları ön taraftadır. Operatör koltuğunun döndürülmesiyle arka taraftaki beko ataşmanına ait levyeler ile beko kepçesi kumanda edilir [1]. Kazıcı-yükleyiciler küçük inşaat projelerinde, şehirlerde alt ve üst yapı çalışmalarında büyük kolaylık ve verimlilik sağlarlar. Bazı modeller yengeç yürüyüşüne sahip olduklarından bunların daha dar alanlardaki manevra kabiliyeti yüksektir. Yükleyici kısmı, bir çok farklı iş yapabilir. Operatör makineyi sürerken yükleyiciyi fonksiyonel olarak kullanır. Bir çok uygulamada yükleyici kepçesi büyük güçlü faraş gibi kullanılmaktadır. Yükleyici ile kazma işlemi genelde yapılmaz. Çoğunlukla gevşek yığın malzemelerini bir yerden alıp başka yere taşımak için kullanılır. Ayrıca toprak vs gevşek malzemeyi düzlemede kullanılır. Kazıcı(Beko) kısmı, makinanın en önemli aracıdır. Hendek ve kanal kazma işlemlerinde, ağır yükleri kaldırmada kullanılır. Teleskobik boma sahip olanlar ile daha derin kazma işlemleri yapılabilir. Tomruk ataşmanı, burgu kompleksi, kırıcı ataşmanı, forklift çatalı gibi ataşmanlar ile bir çok farklı işler de yapılabilmektedir. Bu makinalar 100 HP (74.5 kw) gücünde içten yanmalı dizel motor ile tahrik edilmektedir. Gelişen kentleşme ile birlikte kazıcı-yükleyicilere olan talep her geçen gün artmaktadır. Türkiye deki iş makinesi pazarı için dünyadaki belli başlı üreticiler ile birlikte birçok yerli üretici de kazıcı-yükleyici üretmektedirler. Kazıcı-yükleyicinin verimini etkileyen ve pazarda tercih edilmesini sağlayan faktörlerin en önemlilerinden biri kazma ve yükleme fonksiyonlarını yerine getiren mobil valflerdir. Kazıcıyükleyicinin mobil yön kontrol valfleri ne kadar performanslı çalışırsa makinede o derece performanslı çalışır. Bununla beraber bu valflerin düşük basınç kaybına sahip olmaları da yakıt tasarrufu açısından makina üreticilerinin tercih sebebidir. Bom ve stik hareketlerinin eş zamanlı ve kontrollü olması kullanılan mobil valfin iyi bir şekilde tasarlanmasına bağlıdır. Bu şartlar göz önüne alınarak bu bildiride, kazıcı yükleyicilerde kullanılan mekanik uyarılı açık merkezli mobil yön kontrol valflerinin tasarım esasları ve bu valflere uygulanan testler anlatılacaktır. Şekil-1: Kazıcı-yükleyici 2. Hidrolik Sistem Bir kazıcı-yükleyici çalışırken seyredildiğinde makinanın ne kadar güçlü bir alet olduğu görülür. Tecrübeli bir operatör 1.5 metre derinliğinde 3 metre uzunluğundaki bir hendeği 15 dakikadan daha az bir sürede kazabilir. Bu işlem hidrolik sayesinde yani pistonları hareket ettirmek için hidrolik yağın pompalanması ile yapılır. Makinanın bütün hidrolik sistemi, gerekli hidrolik basıncı pompadan elde eder. Genelde değişken deplasmanlı pompa ve tandem dişli pompa olmak üzere iki tip pompa kullanılmaktadır. Değişken deplasmanlı pompalı hidrolik sistemler daha verimlidir (Şekil-2). Çünkü hidrolik sistemin ne kadar yağ ihtiyacı varsa pompa o kadar yağ basar. Silindirler çalıştırılmadığı zaman pompa yağ basmayı durdurur. Bu da yakıt tüketimini azaltır. Dişli pompalı kazıcı yükleyicilerde ise debi belirli bir motor hızında sabittir. Bu pompalar tandem (ikili) pompadır. Toplam iletim hacmi 70 cc/dev'dir. 2200 devirde 154 l/dk'lık debi sağlar. Debi ve basıncın çarpımı gücü verdiğinden ve motor gücü geçilemeyeceğinden sistem her zaman maksimum basınç için gerekli olan debi kadar yağ basar. Belirli miktar yağ iş için kullanılır, fazlası Şekil-2: Değişken deplasmanlı pompa ve tandem dişli pompa tanka geri döner. Yükleyici valfinde bulunan boşaltma valfi (unloader) ile yüksek basınçlarda pompanın biri tanka boşaltılması ile sabit güç eğrisine göre daha yüksek basınçlarda motor stop etmeden çalışılması sağlanır. Değişken deplasmanlı pompalar ve bu pompalar ile çalışacak mobil yön kontrol valfleri pahalı ve bakım maliyetleri daha yüksek olduğundan, kirliliğe karşı daha hassas olup daha çabuk arıza verebildiklerinden dişli pompalı sistemler ve açık merkezli mobil valfer daha çok kullanılmaktadır. 3. Dişli Pompa ve Açık Merkezli Valflere Sahip Hidrolik Sistem Dişli pompalı standart bir kazıcı-yükleyicide hidrolik sistemi motora bağlı tandem(ikili) pompa besler (Şekil-3). P2 pompasından gelen hidrolik yağ öncelik valfinden geçerek direksiyon hattına ve sonra yükleyici valfine gider. P1 pompasından gelen hidrolik yağ ise doğrudan yükleyici valfine girer. Yükleyici valfine giren bu iki hat valf içindeki birle- 17
Şekil-3: Standart bir kazıcı-yükleyicinin hidrolik sistemi şerek yükleyici valfinin HPCO hattından kazıcı valfinin giriş hattına bağlanır. Kazıcı valfinden sonrada filtre ve tanka dönüş sağlanır. Opsiyonel olarak sunulan kırıcı veya teleskopik bomu kontrol etmede kullanılan 1 sürgülü yardımcı valf, hidrolik sistemde üreticinin uygun gördüğü yere bağlanır. Şekil-4: Kazıcı-yükleyici valfleri a) Kazıcı b) Yana açılır ayaklar c) Dik inen ayaklar Şekil-5: Kazıcı ve destek ayakları 4. Kazıcı Valfi Kazıcı valfi, makinanın arkasındaki kazıcıyı (beko) ve destek ayaklarını kontrol etmek için kullanılır. Kazıcı, insan kolunun büyük ve çok güçlü bir versiyonudur. Üç kısımdan oluşur. Bom, stik ve kepçe (kova). Kazıcı kısmı, her türlü çukur, hendek ve kanal kazma işlemlerinde, ağır yükleri kaldırmada kullanılır (Şekil-5a). Destek ayakları da makina çalışma konumuna getirildikten sonra yükü lastikler üzerinden almak için kullanılan ark aksın hemen arkasında sağ ve solda bulunan sabitleştiricilerdir (Şekil-5b ve Şekil-5c). Kazma işlemi sırasında tekerlekleri yere doğru bastırmaya çalışan kuvetlerden dolayı makinanın zıplamasına bu ayaklar engel olur. Bunun için ön kepçenin de tamemen aşağı indirilip ön tekerlerin havaya kaldırılması gerekir. 18
Şekil-9: Bekonun kapalı ve açık hali Şekil-6: Kazıcı Valfi (SAE kol düzenine göre) Şekil-7: Kazıcı valfinin kabinden kontrol edilmesi Şekil-8: Kazıcı valfi kumanda kolları için kol düzenleri Kazıcı valfleri, içine monte edilmiş çek valf, antişok ve anti-kavitasyon valfleri, düşük sızıntılı çek valfler, selenoidli kızak valfi gibi diğer yardımcı valfleri içeren genelde altı yollu ve 6 sürgülü valflerdir (Şekil-6). Valflerin yapıları, tek bir gövdeden monoblok şeklinde olabileceği gibi dilimli olarak civatalanarak sandviç şeklinde de olabilir. Dişli pompalı kazıcı yükleyicilerde bu valfler paralel devreli ve açık merkezlidir. Yani sürgüler nötr konumda iken pompa debisi tanka tahliye edilir. Herhangi bir sürgünün tam strok ilerletilmesi ile pompa debisinin tamamı silindire gönderileceği gibi kısmen ilerletilmesi ile debi ayarı yapılarak(metering) hidrolik silindirin düşük hızlarda hareket ettirilmesi sağlanır ve geri kalan kısım tanka gönderilir. Sürgülerin aynı anda hareket ettirilmesi ile de debiler yüke göre ve sürgü ilerleme miktarına göre silindirlere paylaştırılır. 6 sürgünün 1., 2., 5. ve 6 sürgüleri bom silindiri, stik silindiri, kepçe silindiri ve dönüş silindirlerini hareket ettirmek için kullanılırken, 3. ve 4. sürgü sol ve sağ sabitleme ayalarını açma ve kapamada kullanılır (Şekil-6 ve Şekil-7). Sol ve sağ levye ile kazıcının hangi uzvunun hareket edeceği ile ilgili ISO ve SAE standartları mevcuttur (Şekil-8). ISO'da sol levye ile bom hareket ettirilirken, SAE'de sol levye ile stik hareket ettirilir. Hidrolik servo uyarılı valfler kullanıldığında bir düğme vasıtasıyla kabin içersinden her iki kol düzeni arasında geçiş yapılabilmektedir. Şekil-8'den farklı olarak bazı üreticilerin makinaları levyelerin çapraz hareketi ile kumanda edilir. Operatör sol ve sağ levyeyi kendine doğru çektiğinde valfin 2. ve 5. sürgüsü dışarı çıkar ve P den gelen hidrolik, yük tutucu çek valfin açılması ile A servis portuna gider. Böylece bom silindiri kısalır, stik silindiri uzar.(şekil-9). Bu durumda kazıcı toplanmış olur. Operatör sol ve sağ levyeyi ileri doğru ittiğinde aynı sürgüler içeri girer ve P den gelen hidrolik, yük tutucu çek valfin açılması ile B servis portuna gider. Böylece bom silindiri uzar, stik silindiri kısalır. Bu durumda kazıcı açılmış olur. 4.1 Kazıcı Valfi Debi Ayar Eğrilerinin Elde Edilmesi Valf kumanda kollarının yani sürgülerin hareket ettirilmesi sırasında, sürgü ilerleme miktarı ile servis portlarına sağlanan debi miktarı arasındaki ilişki (metering) mobil yön kontrol valfi uygulamalarında önemlidir. Sürgü ilerlemesiyle yağın geçeceği akış alanı; çentik çapı, çentik derinliği, çentik boyu, sürgü boyun çapı gibi parametrelerle değişkenlik gösterir ve bu alanın hesaplanması gerekir. Bu alanın hesaplanmasında ve valfin sürgülerinin aynı anda hareketiyle debi paylaşımlarının hesaplanmasında 1 boyutlu hidrolik sistem yazılımı kullanmak büyük kolaylık sağlanabilmektedir. 19
Şekil-10: Kazıcı valfi kesiti Şekil-10'da bir kazıcı valfinin bir sürgü segmentinin kesiti gösterilmiştir. Valfin her sürgü segmenti için bir hidrolik model oluşturulur. Daha sonra bu modeller birleştirilerek valfin tamamının modeli oluşturulur. Şekil-11 de bir sürgü segmentinin yazılımının kütüphanesinde bulunan fonksiyonel model simgeleri ile modellenmesi gösterilmiştir. Oluşturulan modeldeki simgelere, çentik çapı, çentik sayısı, çentik derinliği, bindirme mesafesi, sürgü çapı ve sürgü boyun çapı, eşleşme boşluğu, pompa iletim hacmi, motor devri, silindirlerin piston çapı ve rod çapı, sürgü merkezkeme yay kuvvetleri gibi bir çok parametre girilir. Sürgünün 3 sn içinde nötr konumdan tam ilerletilmiş konuma getirilmesi ile silindirdeki bir yükün kaldırılması simule edilir. Simülasyon sonucunda valf sürgüsünün pompadan servis portuna olan P'den A portuna olan akış alanı, P'den HPCO'ya(merkez geçiş) olan akış alanı ve silindirden dönen yağ için B'den T'ye olan akış alanı bulunur (Şekil-12). Ayrıca sürgünün ilerleme miktarına (strok) karşı silindire gönderilen debi miktarı grafiği de elde edilir (Şekil-13). Elde edilen grafikler incelenip yukarıda bahsedilen çentik çapı, çentik sayısı, çentik derinliği, bindirme mesafesi gibi parametrelerin değiştirilmesi ile sürgü stroğunun %20 ile %40 arasında mesafede porta yağ göndermesi ve eğrinin daha düzgün bir şekilde olması sağlanır. Şekil-11: P den A ya, B'den T'ye akış için sistemin modellenmesi 20