5. Uluslararası İleri Teknolojiler Spozyumu (IATS 09), 13-15 Mayıs 009, Karabük, Türkiye İLERİ TEKNOLOJİ UYGULAYARAK ÇATALLI ELEKTRİKLİ,5 TONLUK ARAÇ SERVİS LİFTİ TASARIMI DESIGN OF AN ELECTRICAL VEHICLE SERVICE FORK LIFT OF.5 TONS CAPACITY BY APPLYING ANVANCED TEHCNOLOGY İshak GENÇYILMAZ a, *, Faruk MENDİ b, Yaşar YETİŞKEN c ve Mahmut ÜNVER d a, * Kırıkkale Üniversitesi,Makine Programı, Kırıkkale, Türkiye, igencyilmaz@yahoo.com b Gazi Üniversitesi,Teknik Eğiti.Fakültesi, Makine Eğitim Bölümü, Ankara, Türkiye, fmendi@gazi.edu.tr c, Kırıkkale Üniversitesi,Makine Programı, Kırıkkale, Türkiye, yyetisken@gmail.com d Kırıkkale Üniversitesi, Bilgisayar Programı, Kırıkkale, Türkiye, mahmutunver@hotmail.com Özet Bu çalışmada ileri teknoloji kullanılarak iki buçuk tonluk çatallı elektrikli araç servis lifti konusunda sanayi ve ilgili çevrelerin ihtiyacı olan bilgiler elde edilmiş ve bir bütün olarak sunulmuştur. Genel olarak oto servis lifti tasarımı sırasında göz önünde bulundurulması gereken faktörler, niyet tedbirleri liftin kısım ve çeşitleri incelenmiştir. Ayrıca liftin yükle ve mukavet açısından en kritik kısmı olan lift kolunun kuvvet analizi yapılarak uzuvlarından birinin hesabı bilgisayar programı yardımıyla yapılmıştır. Ele alınan kol gibi karmaşık parçalarının kuvvet analizi el ile yapılması çok zor olduğundan lift kaldırma kolu ANSYS de modellenerek gerilmeler incelenmiştir. Oto servis liftinin parçalarının çokluğu ve karmaşıklığı imalat resimlerinin elle çizimi için uzun ve yorucu bir çalışma gerektirmektedir. Çizimlerin çoğaltılması, saklanması depolanması gibi durumlar probl oluşturduğundan lift parçalarının tamamı ve komple resmi AUTOCAD te çizilerek tasarımı yapılmıştır. Anahtar Kelimeler: Servis Lifti, ANSYS, Bilgisayar Programlama, AUTOCAD, İleri Teknolojiler. Abstract In this study, the information and data being the need of industry and the concerning areas on electrical vehicle service fork lift of.5 tons capacity was collected by anvanced tehcnology and were submitted in whole. In general the factors to be considered in designing the auto service lift, safety measures and the parts and the types of the lift were studied. Besides, the force analysis of lift arm, being the most critical part in terms of loading and strength, was done. Moreover, calculation of one of the elents was done by the aid of computer prograing. Since the analysis of strain of the complex parts like given arm is difficult, the lift arm was modelled in ANSYS and the strains were studied. The variety and the complexity of the parts of auto service lift necessitate long and hard study for drawing the product drawings by hand. Since the situations like reproduction, maintenance and storage of the drawings bring probls, the total of the lift parts and the complete drawing were drawn by AUTOCAD and submitted in appendix. Key Words: Fork-Lift, ANSYS, Computer Prograing, AUTOCAD, Advanced Technologies. 1. Giriş Endüstrinin bütün kollarında kaldırma makinelerinin öni, gün geçtikçe büyük bir hızla artıyor. Ağır makine ve mamullerinin her an kaldırma yer değiştirme ihtiyacı ve bu işlerin hızlı ve randımanlı yapılması gereği kaldırma makinelerinin önini kat kat arttırmıştır. Ayrıca ağır tonajlı iş parçalarının kaldırılması ve yer değiştirmesi anında, önli kazalar doğuracağından, bu işlerin niyetli bir şekilde yapılması kaldırma makineleri ile mümkün olmaktadır. Atölye ve işyerlerinde niyetli, kullanışlı, çalışma şartlarına uydurulmuş bir kaldırma ve transport sistinin işletmeye konulması verimi arttıracağından, tesis masraflarından kısa bir sürede çıkardığı görülür. Kaldırma makineleriyle ile mekanik transporterlerin birçok çeşitleri vardır. Bu çeşitlenmeye neden olan faktörler: yer değiştirecek yükün büyüklüğü ve küçüklüğü, yer değiştirme mesafesi, yer değiştirilecek malzenin tabiatı ve cinsidir. Çeşitli mamullerin bakımı ve onarımı vazgeçilmez bir ihtiyaç olarak karşımıza çıkmakta ve bu işlevi yerine getirmek için küçük veya büyük atölyeler kurulmaktadır. Bu atölyelerde büyük tonajlı mamullerin bakım ve onarımının yapımında kaldırma ve iletme makineleri çok önli bir yeri teşkil etmektedir. Özellikle ulaşım araçlarında iki-iki buçuk ton ağırlığında düşük araçların sayıları gün geçtikçe inanılmaz bir şekilde artmaktadır. Bu araçların bakım ve onarımını yapmak amacıyla birçok işyeri kurulmuştur. Bu işyerlerinde kaldırma iletme makinelerden oto bakım lifleri başlıca mekanizma olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada kaldırma makinelerinden elektromekanik, çift sütunlu oto bakım servis lifti konusu ele alınmıştır.. Oto Servis Liftleri Oto servis liftleri, otomobillerin bakımı, onarımı ve kontrolü mamacıyla belirli bir yüksekliğe kaldırılması-indirilmesi için tasarlanmış kaldırma araçlarıdır. Bu makinelerle kaldırılan araç, sütunlar üzerinde eksenlenerek niyetli bir şekilde belirli bir yükseklikte tutulabilirler. Böylece aracın altında çalışma ve incele imkânı doğar. Oto servis liftleri bir veya birden fazla kaldırma ünitelerini içerir. Bu tanımlamaya göre oto servis liftlerinin şu tipleri vardır. IATS 09, Karabük Üniversitesi, Karabük, Türkiye
Bunlar Tek veya çok sütunlu, Mobil sütunlu, Kısa kurslu, Aracı tekerden kaldıran, Aracı dingil ve şasiden kaldıran liftlerdir..1. El İle Tahrik Edilen Liftler Kaldırma ve indirme mekanizması el ile tahrik edilerek sağlanıyorsa bu liftlere el ile tahrik edilen oto servis liftleri denir. El İle Tahrik Edilen Liftler Motor ile Tahrik Edilen Oto Servis Liftleri Sabit Liftler.4. Sabit Olmayan Liftler Çalışma ortamında kaldırılacak araçların değişik yerlerde olması bu tip liftlere gereksinim doğurmuştur. Bunlar fonksiyonlarını belli bir yere sabitlenmeden yerine getiren oto servis liftleridir [7]..5. Mobil Liftler Mobil liftler, tekerleklerde donatılmış ve bir yerden başka bir yere yüklü ve yüksüz olarak hareket edebilirler. Mobil liftler iki kısma ayrılırlar, a) El ile hareket ettirilen mobil liftler b) Motor gücü ile hareket ettirilen mobil liftler.6. Tekerden Kaldırmalı Liftler Bu liftler aracı tekerden kaldırırlar. Tekerler arası dingiller arası ve dingil yüklerinin oranı maksimum kaldırma yüksekliğine bağlıdır. Bu oranlar tablo 1 de gösterilmiştir. Oto Servis Liftleri Sabit Olmayan Liftler Mobil Liftler Tekerden Kaldırmalı Liftler Şasiden Kaldırmalı Liftler Kaldırma Yükü P(t) Tablo 1. Yük dağılımı oranları Tekerlek Mesafesi (m) Dingil Mesafesi (m) Dingil Oranı P <= 3 1,5,5 3: ve :3 3 < P <= 6 1,65 3,0 :1 ve 1: 6 < P 1,8 3,5 :1 ve 1: Yük Yükseltilmiş pozisyonda en yakın dingil yükü ve platformun ucu arasındaki mesafe 300. olarak alınır..7. Şasiden Kaldırmalı Liftler Maksimum kaldırma yükü ebatları, kısa kenarı tekerler arasındaki mesafe, uzun kenarı dingiller arasındaki mesafe olan dikdörtgenin dört köşesine dağıtılır. Bu yük dikdörtgenin boyutları 1 m. x 1,8 m. dir. Şekil 1. Lift Sınıflama Tablosu.. Motor ile Tahrik Edilen Oto Servis Liftleri Bu liftlerde güç motordan alınarak mekanik veya hidrolik bir sist aracılığı ile mekanizma çalışır. Yere bağımsız olarak çalışan kaldırma makinelerinde içten yanmalı motorlar kullanılır. Tahrik sistleri bu tip motorlarda genellikle Diesel-mekanik tahrik sistli, Benzin-hidrolik tahrik sistli veya Diesel-Elektrik tahrik sistli şeklinde kullanılır [7]. Bugün kaldırma makineleri genellikle elektrikle tahrik edilir. Bunlar en küçük kaldırma makinesinden en büyüğüne (1000 kw) kadar kullanılmaktadır. Elektrik motorları, doğru akım motorları ve alternatif akım motorları olarak iki kısma ayrılırlar..3. Sabit Liftler Bu liftler kaldırılacak araçların rahat bir şeklide giriş ve çıkışlarına müsaade eden ve oto servis liftinin rijit olarak monte edilmesine uygun olan belirli bir yere sabit hale gelmiştir. 3. Zin üstü Oto Servis Liftleri Bazı oto servis liftlerinin, fonksiyonlarını bir yere sabitlenerek yerine getirmeleri niyet ve kullanım açısından daha elverişlidir. Bu liftler yere sabitlendiklerinden zin üstü oto servis lifti olarak adlandırılırlar. Bunlar tahrik şekillerine göre iki sınıfa ayrılırlar [13]. 3.1. Hidrolik oto servis liftleri Hidrolik bir pompa yardımıyla uygulanan kuvveti belirli bir oranda yükleyerek yükleri kaldırmaya, istenilen yükseklikte tutmaya ve yükü tekrar indirmeye yarayan bir tertibattır. 3.. Mekanik oto servis liftleri Bu liftler kaldırma ve indirme işlini bir mekanik sist yardımıyla yaparlar. Bu sistde krayer, krayer dişlisi, zincir zincir dişlisi, cıvata ve somun veya diğer herhangi bir mekanik tertibat bulunur. Kaldırma ve indirme işli bu mekanik sistden faydalanılarak yapılır.
3.3. Liftin Kısımları Vidalı mile gelen gerilme; Gövde Takozlar = F A 1.18 dan / > (1) 1 Kaldırma ünitesi Rampalar olduğundan niyetlidir. Hareket iletme elanı Kumanda tertibatı Taban plakası Tutucu Vidalı mil çapı d; Tahrik sütunu Tespit cıvatası Tahrik edilen sütun Kurs sınırlayıcı A1 F = 6.35 d1 = 4A π 9 () Tahrik sisti Taşıyıcı kol kilitleri Güç ünitesi Dengele devresi Taşıyıcı kol Emniyet devresi olduğundan niyetlidir. Taşıyıcı kiriş Kızak Parçasına gelen kuvvet analizi; 3.4. Emniyet Katsayıları = M I = 49050 x 7 16006.6 c (3) Liftin niyeti çok önlidir. Çelik halatlarda TS 1918 = 1.45 dan / > uygun ve niyet katsayısı en az 5 olmalıdır. Liftin üstünde insan çalışacaksa niyet katsayısı 10 a kadar Süreksiz bölgelerdeki gerilmeler geometrik şekil faktörü çıkar.zincir dişlilerde TS 3578 e uygun olmalı ve niyet K t ile çarpımıyla elde edilir. katsayısı en az 4 seçilmelidir. Hidrolik liftlerde TS 1155 uygun olmalı ve niyet katsayısı en az olmalıdır. Boru ve hortumlarda 3 olmalıdır. Sonsuz vida ve somunlarda niyet katsayısının en az 6 olmalıdır. Elektrik motoru işletme yükünün en az 1.5 katı olmalıdır. Diğer parçalar için niyet katsayısı en az 6 seçilmelidir. 3.5. Genel Özellikler max =K t x =1.38 x 1.45 =39.83 dan/ (4) Bu değer çok büyük olduğundan boyutlar yeniden hesaplanır ve h=19.95 (b) bulunur. h nin 14 ten 19.95 çıkması b/b oranını 1.6 ya düşüreceğinden K t değeri de düşürecek ve dolayısıyla sist daha niyetli olacaktır. Bileşik gerilmeler; Hidrolik yada mekanik liftler çeşitli tip ve sütunlarda üretilir. Bu üretim esnasında işletme yükleri tablo ye uygun olmalıdır. Tablo. işletme yükleri Yapılarına göre lift tipleri İşletme yükü (ton) Bir sütunlu 1-1.5--.5 İki ve üç sütunlu 1-1.5--.5-3-3.5-4-5-6 Dört sütunlu -.5-3-3.5-4-5-6-8-10-1-16- 0-5 Altı ve sekiz sütunlu 5-6-8-10-1-16-0-5 Kaldırma ve indirme hızları 0.15 m/sn yi geçmelidir. Herhangi bir olumsuzluk durumunda niyet sisti olmalıdır. Butonlar nasıl olursa olsun serbest kaldığında nötr durumuna gelmeli ve lifti durdurmalıdır. Lifte acil stop düğmesi bulunmalıdır. Yapılarına göre oto servis liftleri altı değişik şekilde üretilir. Bir sütunlu oto servis liftleri İki sütunlu oto servis liftleri Üç sütunlu oto servis liftleri Dört sütunlu oto servis liftleri Altı sütunlu oto servis liftleri Sekiz sütunlu oto servis liftleri 4. Mukavet Hesapları kb = 0.5 x( ek + ek + 4τ k ) = 0.5 x(.7+.7 + 4x1.0) (5) =.66daN./ Kaynak dikişi niyet gerilmesi; ak k = K k = 0.5 x14.6 = 7.3 dan / (6) S M30 vida dişlerinin kontrolü; p = F zπ ( d d) 613.15 11xπ x(30 5.706) 1 p p = = 4.13. dan/ Z=m/h=39.953/3.5=11.4 hesaplanır. Bu değer 11 alınır. Burada z=diş sayısı, m=somun yüksekliği, h=hatve, p=yüzey basıncı<p olduğundan niyetlidir. kesme gerilmesi τ; F.15 τ = 613 / zπd 11 5.706 0.75 35 0.63daN. 1ah = xπx x x = (8) 5. Bilgisayar Programı Mukavet hesaplamalarında görüldüğü gibi karmaşık ve uzun sürmektedir. Bu da sonuçların bulunmasını sıkıcı ve zor bir hale getirmektedir. (7) Bu bölümde mukavet açısından en kritik bölüm olan lift kollarından biri incelenmiştir. İncelenen lift.5 ton olduğuna göre her bir kola düşen yük F=500/4=65 kg=613.15 dan. Bu yükün niyet açısından tehlike oluşturup oluşturmadığını inceleyelim.
BAŞLA PARÇA SAYISINI GİRİNİZ Bu bölümde örnek olarak hesaplamalarda kolaylık sağlamak amacıyla bir bilgisayar programı hazırlanmıştır. E PARÇAYLA İLGİLİ DEĞERLERİ DOSYADAN OKUTMAK İSTERMİSİNİZ H Bölüm 5.1 de programın ana ve alt dosyalarının işlevlerinden söz edilmiştir. Şekil de programın akış şası verilmiştir. Daha sonra ise program ve örnek sonuçlar sunulmuştur. 5.1 Bilgisayar Akım Şası HES.DAT DOSYASINDAKİ DEĞERLERİ OKU KUVVET (F) DEĞERİNİ GİRİNİZ UZUNLUK (L) DEĞERİNİ GİRİNİZ HER ELEMANIN ALANINI HESAPLA SİSTEM AĞIRLIK MERKEZİNİ HESAPLA HER ELEMANIN d MESAFESİNİ HESAPLA HER ELEMANIN EYLEMSİZLİK MOMENTİNİ HESAPLA SİSTEMİN EYLEMSİZLİK MOMENTİNİ HESAPLA TOPLAM ALANI YAZ SİSTEM AĞIRLIK MERKEZİNİ YAZ HER ELEMANIN d MESAFESİNİ HESAPLA HER ELEMANIN EYLEMSİZLİK MOMENTİNİ YAZ SİSTEMDE OLUŞAN GERİLMEYİ HESAPLA SİSTEMDE OLUŞAN GERİLMEYİ YAZ Şekil. Bilgisayar Akım Şası PARÇA GENİŞ. (b) YÜKSEKLİĞİ (h) AĞIRLIK MER. (y) b,h,y DEĞERLERİNİ GİRİNİZ SONUÇLARI SONUÇ.DAT DOSYASINA YAZDIR DUR Bu bilgisayar programı QBasic dili ile yapılmıştır. Programda ana ve alt dosyalar bulunmaktadır. Program başlangıcında kullanıcının aynı hesaplamaları tekrar tekrar yapması durumunda, her defasında uzun süren verileri girmesi için bir alt dosya hazırlanmıştır. Program, kullanıcının isterse bu dosyaya girecek gerekli bilgileri işleyip, verilerinin bu dosyadan okunmasına sağlamasına imkan vermektedir. Ayrıca istendiğinde dosyaya girilerek gerekli değişiklikler yapılabilmektedir. Verilerin dosyadan değil de kullanıcı tarafından klavyeden girmesi de mümkündür. Verilerin girmesinden sonra gerekli formüller vasıtasıyla, toplam alan, sistin ağırlık merkezi, toplam atalet momenti ve sistde oluşan gerilme değeri hesaplanarak sonuçlar ekrana yazılır [15]. Sonuçların kalıcı olması için, bir alt dosya oluşturularak bulunan bu sonuçlar dosyaya program tarafından yazılır. 6. Sonuç ve Tartışma, Araştırma sırasında Oto Servis Liftleri konusunda Türkiye de hiçbir derli toplu bilginin olmadığı görülmüş ve bu konuda üretim yapan firmaların kaynak sıkıntısı çektikleri tespit edilmiştir. Bu çalışma sonunda ihtiyaç duyanların Oto Servis Lifti konusunda başvurabilecekleri bir kaynak oluşturulmuştur. Oto Servis Liftleri kullanımları sırasında yüksek tonajlı yükleri belli bir seviyeye çıkardıklarından oldukça niyetli olmalıdırlar. Liftin altında, üstünde veya çevresinde çalışırken herhangi bir nedenle yükün düşmesi cam ve mal açısından çok tehlikelidir. Bundan dolayı liftin niyetli olması için gerekli faktörlere dikkat çekilmiştir. Oto Servis Liftlerinin en kritik kısmı olan lift kaldırma kolunun hesapları örnek olarak.5 tonluk iki kollu bir lift için yapılmıştır. Bu hesaplardan birinin bilgisayar programı yapılmış, ayrıca lift kolu sonlu elanlar programlarından ANSYS te modellenerek yüklenmiştir. Liftin bütün parçaları çizim programlarından AUTOCAD te çizilmiştir. Bilgisayarın sunduğu esneklik sayesinde, bu resimler üzerinde istenen değişiklikler yapılabilmektedir. Böylece liftin sürekli geliştirilmesi mümkün olmaktadır. Gelecekte bu çalışmaya ek olarak siste ait diğer parçaların dayanım hesapları, bu hesaplara ait bilgisayar programları, Sistin ANSYS te dinamik analizi yapılarak imalatçıya kolaylıklar sağlanılabilir.
Kaynaklar [1] Akkurt, M., Makine elanları, Gerilmenin ve şekil değiştirmenin analizi, Birsen Kitabevi Yayınları, cilt 1, 35-103, 1986. [] Akkurt, M., Kaynak bağlantırları Birsen yayınevi 50-71, 1990. [3] Akkurt, M., 1990, Bağlama ve hareket cıvataları, Birsen yayınevi cilt 1, 105-130. [4] C.E.N European Coittee For Standardization, Vehicle Lifts pren 1493 BC/CEN/91/1.1, 1990. [5] Çiçekoğlu, B., Kaldırma makineları, matbaa teknisyenleri basımevi cilt I 1-135, 1988. [6] Çıkış, E., Autocad R-1, Türkmen kitabevi, 3-45 1993. [7] Dirsoy, M., Transport tekniği, Birsen yayınevi, Cilt I 6-4 1993. [8] Dosdoğru, G., Kaldırma makineları-genel ve elanlar, İstanbul, 1976. [9] Gary, R,B., Cad applications mechanical, Delmer publishers inc, 1986. [10] MKE Normu özel nitelikte çelik türkleri kataloğu MKE basımevi 1-33, 1978. [11] T.S.E Krikolar (Mekanik) TS857/ocak 1987 UDK 61.866.13, 1987. [1] T.S.E Krikolar (Hidrolik) TS 067/ocak 1987 UDK 61.866.1, 1987. [13] T.S.E Tasarı, Oto servis liftleri Zin üstü TS tasarı ICS 53.00.10 [14] Voisine 1980 Computer Aided drafting. [15] Gençyılmaz, İ., İki buçuk tonluk çatallı elektrikli araç servis lifti çizim ve tasarımı, Gazi Üniversitesi, FBE, 1996