A. Spivakovsky ve V. Dyachkov GÖTÜRÜCÜLER (KONVEYORLER) VE İLGİLİ DONATIMI Çeviren AB Münir CERIT - Mak. Y. Müh. 2. BASKI ANKARA - 1984
BÖLÜM XVII ENDÜSTRİYEL ARABALAR A. ANA TÜRLER VE AMAÇ Ray üzerinde yürümeyen taşıyıcılar iskele, fabrika salonları ya da yollar boyunca taşıma işlerinde kullanılırlar. El arabaları, küçük yükler ve kısa uzaklıklar için; çekici ve treylerler ya da kendiliğinden-hareketli kamyonlar ise bunun zıddı durumlarda kullanılırlar. Endüstriyel arabalar çoğunlukla parça-mallann atölye içi ve atölyeler arası taşınmasında kullanılırlar. Dökme mallar bazen kaplar (containers) içinde, daha seyrek olarak da açık kasa içinde taşınırlar. Endüstriyel arabalar çoğu kez yükü yükleme noktasında kaldırmaya ve varış nokjtasmda indirmeye yanyan yardımcı parçalarla donatılırlar. Endüstriyel arabalar, hareket yörüngesinin karmaşık olduğu ve birçok kollara ayrıldığı, trafiğin sık olmadığı ve götürücü, ray üstü ve yüksek götürme donatımının ya da pahalı vinçlerin uygun olmadığı yerlerde ekonomik bir uygulama alanı bulurlar. Bu arabalar en çok fabrikalarda ve parçalan iş istasyonları arasında taşımakta ya da onları ambara göndermekte, demiryolu istasyonlarında yükleri iletmede, yere indirmede, vb. kullanılırlar. Endüstriyel arabaların başlıca üstünlüğü hareketlerinin sınırlı bir yörüngeye indirgenmiş olmayışı ve gerekli zaman ve yerde yönlerini değiştirebilmeleridir. Dar koridorlarda hareket edebilmek için bu arabaların yüksek manevra yeteneğine sahip olmaları, yani küçük yarıçaplarda dönebilmeleri ve istenen her yönde kalkabilmeleri gerekir. Endüstriyel arabaların başarısı, geniş çapta, döşeme ve yol kaplamasının kalitesine ve çalışma şartlarına bağlıdır. Arabanın hareketini kolaylaştırmak için özel yollar yapılır. Bunlar ksilolit, çimento-beton, asfalt-beton, klinker şap (çimento yâ da dökme demir), beton taban üzerine ağaç parke, yürüyüş yollan ve diğer tür sert döşeme olabilir. Hareket yollan düzgün ve temiz, mümkün oldukça yatay ya da hafif eğimli olmaladır. B. EL ARABALARI El arabalan iki, üç ve dört tekerlekli olabilirler. Tekerlekler genellikle lastik kaplamalıdır ve bilyalı yataklar üzerinde dönerler. 328
(a) (b) & 0-H}- -G D- (c) ^ 0- (e) $ $ (f) Şekil.213- Üç ve Dört Tekerlekli El Arabalarının Tekerlek Montajını Gösterir Şema İki tekerlekli arabaların tekerlekleri dingil üzerine serbestçe takılmıştır. Arabalar genellikle özel tutucularla donatılmıştır: kıskaç, tepsi, çatal, mahfaza, vb. Yükü üzerlerine aldıktan sonra döşeme seviyesinden hafifçe yukarıya kaldırır ve böylece taşımayı kolaylaştırırlar. üç tekerlekli arabalarda üç tekerlekten birisi düşey eksen çevresinde döner (Şekil.213a ve b). Üç oynak tekerlekli bir araba kolaylıkla döner ve her yöne hareket eder. Dört tekerlekli arabalarda bir çift tekerlek oynak olabilir (Şekil.213c) ya da iki tekerleği düşey eksen çevresinde dönen bir dingile bağlı olabilir (Şekil.213d).Orta eksenin önünde ve arkasında iki ayrı oynak tekerlek olabildiği gibi (Şekil.213e) dört tekerlek bağımsız ve oynak olabilir (Şekil.213f). Üç ve dört tekerlekli arabalar da, iki tekerleklilerde olduğu gibi, çeşitli yükler için tablalarla (platformlarla) ya da özel biçimdeki yükleri yüklemek ve boşaltmak için özel yardımcı parçalarla donatılırlar. Şekil.215 de görülen el arabasında ön tekerlekler mafsallı (oynak) ve tabla yükselebilir türdendir. Araba, önceden sehpalar ya da raflar (Şekil. 223 e bakınız) üzerine yerleştirilmiş yükleri taşımaya yarar. Arabanın tablası sehpanın altına sürülür ve çekme kolu aşağı yukan hareket ettirilerek mekanik ya da hidrolik bir düzenekle (Şekil. 215 de olduğu gibi) tabla kollar üzerinde yukan kaldırılır. Bu kollar ile tablanın kendisi mafsallı bir paralelkenar meydana getirirler. Böylece tabla, sehpayı döşemeden yukarı kaldırır. Bir kilit düzeneği ile tabla bu durumda tutulur ve yük, döşeme sevyesinden yukarda götürülür. Varış yerinde çekme kolunun yukarıya doğru bir hareketi ile tabla kilitli durumundan çözülür ve sehpa, ayakları üstüne döşemeye konarak altından araba çekilir. 329
Şekil.214- Tekerlekli El Arabası Şekil.215. Yükselir Tablalı El Arabası 330
Yükseltilebilir tablalı arabalar kullanıldığında, küçük parçalar özel sehpalar üzerine yerleştirilir ve dolunca götürülür. Böylece, arabanın boşuna beklemesi önlenmiş ve taşıma kapasitesini düşürmeden araba sayısını azaltmak mümkün olur. İyi zeminlerde bu arabaları yatay olarak yürütmek için yükün tonu başına 6-8 kg lık kuvvet gereklidir. C. ÇEKİCİLER VE TREYLERLER Taşıma kapasitesinin düşük olduğu durumlarda el arabaları uygundur. Yüklerin sayısı, a- ğırlığı ve taşıma uzaklığı büyüdüğü zaman çekici-treyler birleşimleri kullanılır: Kendiliğinden hareketli (motorlu) kamyonlar ya da bir yüklü treyler katarını çeken çekiciler. Çekiciler (traktörler) elektrik motorlu (temaslı ya da akümlatörlü) ya da içten yanmalı motorlu olabilirler. Bir temas telinden güç alan çekicilerin basit yapı, düşük maliyet, düşük güç tüketimi gibi üstünlükleri yanında, tüm hareket yolları boyunca elektrik döşenmesi zorunluluğu vardır ki bu da onların başlıca değeri olan manevra yeteneğini ortadan kaldırır. Yörüngenin düzgünsüz ve kollara ayrılmış olduğu fabrika koşullarında tel çekilmesi genellikle elverişsizdir. Bu nedenle, hemen hemen yalnız akümlatör bataryasından güç alan endüstriyel araba ve çekiciler kullanılır. Bataryaların bir sakıncası, çarpmalara karşı duyarlı olmaları, akü doldurma istasyonunun gerekmesi, öz ağırlığın büyük olması, yüksek güç maliyeti, akümlatörlerin doldurulması ve değiştirilmesi için ek bir işgücünün gerekmesidir. İçten yanmalı motorlarla donatılmış çekiciler ve kamyonlar bu kötü etkenlerden andırlar. Ancak, egzost gazlan havayı kirlettiğinden kapalı yerlerde kullanılamazlar. Bundan başka, tasarım ve kumanda bakımından içten yanmalı motorlar elektrik motorlarından daha karmaşıktırlar. Eğer patlamaya karşı koruma isteyen yerlerde çalışacaklarsa daha ileri karmaşıklık ortaya çıkar. Şekil. 216 da akümlatör bataryasından güç alan bir TA-1 tipi çekici görülüyor. Akümlatör bataryası, şoför oturağının arkasındaki kapalı çelik sandık içinde bulunur. Elektrik motoru şasiye tesbit edilmiştir ve bir elastik kavramayla, kapalı bir yuvaya yerleştirilmiş bulunan redüktörün miline bağlanmıştır. Arka aks yaylarla şasiden asılıdır; darbeler ayrıca iki hidrolik amortisör yardımıyla karşılanır. Çekicinin arkasına yerleştirilmiş bir otomatik kavrama treylerlerin bağlanmasını ve çözülmesini çabuklaştınr. Kavrama, treyler çekme bolunun çatalının etkisi altında otomatik o- larak kilitledir ve şoför kabininden ya da dışardakı bu pedala basarak çözülür. 331
(b) Şekil.216- Bir Akümlatör Bataryalı Çekicinin Genel Görünüşü a-kabinli; b-kabinsiz Çekici, pedalla kumanda edilen bir frenle donanmış olup arka aksın kampanasına etki e- der. Fren, şoför kabininden kilitlenir ve bu kabin boşsa otomatik olarak kilitlidir. Bu da kendiliğinden elektrik akımını keser. Elektrik motoruna iki kollu bir düzenekle kumanda edilir: birisi ileri-geri hareketi, diğeri ise dört-basamakh bir hız değişimini (vites) sağlar. Bu çekicinin kancasındaki çekme gücü 500 kg, hızı 3,24-12,0 km/sa ve minimum dönme yarıçapı (ön dış tekerin izinde) yaklaşık 1,6 m, elektrik motorunun gücü 4 kw, çalışma koşullarında (sürücü ile birlikte) ağırlığı 1950 kg dır. içten yanmalı motorla çalıştırılan bir ağır-hizmet çekicisinin (benzin ya da diesel motorlu) genel görünüşü Şekil. 217 de verilmiştir. Bu çekiciler 1000-1500 kg lık bir çekme gücünde yapılırlar ve öncelikle atölyeler arası taşıma işleri için ve dış alanda kullanılırlar. Bu çekicilerin bazı kullanım yerleri Şekil. 218 de gösterilmiştir. Bir treylerin taşıyıcı bölümü, taşıyacağı yüke uygun olarak tasarlanır. Bu, çatallı bir tabla olabileceği gibi diğer özel biçimlerde de olabilir. 332
Şekil.217-Ağır Çekici Treylerin manevra yeteneğini arttırmak için yarım akslar üzerindeki m af sallı tekerleklerden yararlanılır (Şekil. 219 a). Bunlar, öndeki çekici döndüğü zaman, bu tekerleklerin de onunkilere benzer bir yarıçapla dönmesini sağlarlar. Tekerlek döndürme düzeneği 4-mafsallı bir mekanizmadır ve şu parçalan içerir: 2 krankları (1 çekme kolu ile bir bütün), 3 çubukları ve 4 krankları (5 tekerleklerinin yarım akslarıyla bir bütün). Çekici çekme kolunu döndürdüğü zaman, dört mafsallı mekanizmanın ön ve arka tekerlekler üzerindeki bütün çubukları da onunla birlikte dönerler (Şekil. 219 b). İç tekerlek daha küçük bir yarıçapla döndüğünden dıştakinden daha büyük bir açı çizer. Mekanizmanın bir dönüş boyunca durumu Şekil. 219 b ve c de bir çizgi-bir nokta ile gösterilmiştir. Çekme kolunun sola dönmesi sırasında sol (iç) yanm-aksın a'dönme açısının sağdakinin a'açısından daha büyük olduğu görülebilir. Kendiliğinden hareketli arabalar da bazan benzer mekanizma ile donatılırlar. D. KENDİLİĞİNDEN HAREKETLİ (MOTORLU) ARABALAR En çok kullanılanları genel olarak bir akümlatör bataryasından ya da bir içten yanmalı motordan güç alırlar. Motor-elektrik birleşimi de kullanılabilir. Bunlarda, bir dinamoyu çevirerek elektrik üreten içten yanmalı bir motor vardır. Dinamo da arabayı hareket ettiren elektrik motorunu besler. Bu arabalar, bataryalı-türlere göre sonuncunun sakıncaları giderilmiş olduğundan (C bölümüne bakınız), üstünlüğe sahiptirler. Ayrıca, tek bir içten yanmalı motoru olan türlere göre daha kolay kumandalıdırlar, aktarma organları da basittir. Bununla birlikte, bu arabalann elektrik ve mekanik donatımları çok karmaşıktır. Hareket yörüngesi çok sayıda kollar içermediği zaman kayar almaçlı (galeli) elektrik-kontaklı tür arabalar kullanılabilir. Akım almacı, bükülebilir bir iletken aracıyla arabaya bağlanmıştır ve elektrik teliyle iyi bir dokunma sağlar. 333
co Şekil.218- Ağır Çekicilerin Kullanım Yerleri
Kendiliğinden hareketli arabalann seyrek kullanılan bir diğer türü de basınçlı hava tüpleri taşıyan hava-motorlu arabadır. Hava-motorlu arabalar patlamaya karşı güvenlidirler ve motorlu arabalar gibi havayı kirletmezler. Bunların sakıncaları bir basınçlı hava üretim birimine olan gereksinme (genellikle 150 atü), yüksek ağırlıkları, hava silindirlerinin aşırı boyutları, sık sık hava doldurma gerekliliği ve yüksek güç maliyetidir. Şekil.219- Çekicinin Dönüşlerini Otomatik olarak İzleyen Tekerlekli Treyler a- genel görünüş; b- mafsal şeması; c-tekerlekler dönüş şeması Kendiliğinden hareketli arabalar ya şasiye göre sabit ya da sehpalar üzerine, kaplar içine önceden yerleştirilmiş malların çabuk yükleme-boşaltmasını yapmak üzere, yükseltilebilir tablalara sahip olabilirler. Bu, bu tür arabaların başlıca çalışma üstünlüğüdür. Yükü kaldırmak üzere çatallar ya da diğer bağlantı parçalanyia donatılmış olan arabalar (fork-lift) bu türün özel bir grubunu oluştururlar. Bu çatallı arabalar Bölüm XVIII, C, Madde 2 de ayrıntılı olarak incelenmiştir. Dört tekerlekli kendiliğinden hareketli arabalar iki ya da dört tekerleği mafsallı olarav yapılırlar. Dört tekerleği mafsallı arabalar, üstün manevra yeteneğine sahip olmakla birlikte, tasarımları karmaşıktır. 335
/ \ Şekil.220- Akümlatör Bataryasından Güç Alan Sabit Tablalı Araba Şekil.221-Sabit Tablalı Üç Tekerlekli Motorlu Araba 336
Şekil.220 akümlatör bataryasından güç alan 2 ton kaldırma kapasitesinde ve sabit tablalı bir arabayı gösteriyor. Arabanın akümlatörleri tablanın altına konmuştur ve bu nedenle tabla, döşeme seviyesinden oldukça yüksektir (600 mm). Bu da ağır yüklerin döşemeden alınıp kamyona yüklenmesini zorlaştıran bir sakıncadır. Ancak bu özelik, bu arabaların büyük çaplı tekerlek takarak (400 mm) geniş boyutlu bir tabla ile verimli ve yumuşak bir hareket yapmasını sağlar. Şekil.222- İçten Yanmalı Motorlu Yükseltilebilir Tablalı Araba Şekil.223- Yükseltilebilir Tablalı Bir Araba ile Yük Taşımakta Kullanılan Sehpalar Sürücü, tablanın üstünde bulunur, tutamak ve pedallarla tablaya kumanda eder. Bir çift tekerlek döndürülmekte, diğer çift ise kılavuz görevi yapmaktadır. Resimde görülen arabanın nitelikleri şunlardır: 2 tonluk yükle 4-5km/sa, boş 10 km/sa. hız; toplam ağırlık 1500 kg; en küçük dönme yarıçapı 2800 mm. Sabit tablalı ve içten yanmalı motorlu bir üç tekerlekli araba Şekil. 221 de gösteriliyor. Arabanın ön döndüren tekeri mafsalli (oynak) dır. Kumanda levyesi tekerleği döndürürken motorun döndürme mekanizması da düşey ekseni çevresinde döner. Bu, aktarma organını basitleştiren bir düzenlemedir. 337
Yükseltilebilir tabla (Şekil. 222), yerden az yüksekte bulunan bir sehpa ya da kabın altına itilebilmesi için, mümkün olduğu kadar alçak yapılmalıdır. Bu nedenle, tablanın altındaki ya da iki yandaki tekerlek çifti küçük çaplı olmak zorundadır (250-260mm). Buna karşılık tablanın dışında kalan döndüren tekerlek (ya da tekerlekler) daha büyük çapta olmalıdır (400-500mm). Yükseltilebilir tabla, genellikle, bir paralelkenar meydana getiren kısa kranklar üzerine yerleştirilmiştir. Kranklar şu ya da bu düzenek yardımıyla döndürüldüğünde (dişli ve kremayer, ekzantrik ve çubuk, vb.) tabla el arabalarında olduğu gibi, kendisine paralel olarak kalkar ve bir kilitle bu durumda tutulur. Tabla, motor yardımıyla birçok santimetre kadar yükseltilebilir ve kalkış-iniş için gerekli zaman 5-7 saniyedir. Raf, kutu, tabla vb. biçiminde birkaç sehpa türü Şekil. 223 de gösterilmiştir. Bunların hepsi, arabanın yükseltilebilir tablasının alçak durumunda altlarına sürülmesine yeterli yükseklikteki ayaklarla ya da kızaklarla donatılmışlardır. Sehpalar yükleme ve boşaltma işlemleri için gerekli zamanı önemli ölçüde kısaltırlar. Böylece, sefer sayısını arttırır, yükleme ve boşaltma maliyetini düşürürler. Çünkü sehpayı iş istasyonunun yanında bulundurmak ve avara zaman içinde parçaları bunların üzerine yerleştirmek mümkündür. E. RAYSIZ TAŞIYICILARIN HESABI Gerekli araba sayışının belirlenmesi. Bir arabanın yük taşıma kapasitesi G kg ve ortalama yükleme verimi K ı ise her seferde taşınan yük ağırlığı KjG olur. Her sefer T s dakika sürüyor ve gecikme katsayısı K 2 (K 2 * 0,9) ise bir arabanın götürme kapasitesi, (11) denklemine göre, 0.' = &0K ı K 2 G t/sa (258) 1000 T o ve Q t/sa kapasitesindeki arabalardan gerekli sayı z = Q/Q' araba olur. (259) Kj in değeri, çeşitli yük türleri için önemli sınırlar arasında değişir ve çalışma koşullarının düzenleme biçimine de bağlıdır. Levha ya da şerit madenden yapılmış taslaklar, parçalar, orta büyüklükteki dövme ya da döküm parçalan gibi yükler için Kj, 0,8-0,'l arasında alınır. İnce duvarlı dökümler, şekil verilmiş parçalar, takımlar, çeşitli yardımcı parçalar için Kj, 0,1-0,2 değerine kadar düşebilir. Bir seferin (gidiş-geliş) toplam süresi her iki yönde L(m) yolunu v ort (m/dak) ortalama hızıyla (genellikle arabanın en yüksek hızının yüzde 60-70 idir) almak ve yükleme-boşaltma sırasındaki duruşu T d karşılamak için gerekli zamandan meydana gelir. Yükseltilebilir tablalı bir araba için T d ortalama 1,0-1,2 dakikadır. Bu tür arabalar için 1 S 2L 2T d dir. (260) 338
Sabit tablalı bir arabayı yüklemek ve boşaltmak için gerekli zaman yükün türüne, çalıştırılan işçilerin sayısına ve işlemin düzenleme biçimine bağlıdır. İşçi başına vardiyada A tonluk bir emek verimliliği, vardiya başına n çalışma saati ve toplam x tane işçi ile 60 K ı G T d = dak elde edilir. (261) 1000 -~x Elle yükleme ve boşaltma işlemleri için işçi başına verimlilik t * 15 dak/ton yük alınabilir. Buradan, K,Gt T d = - ^ r dak bulunur ( 262 ) Çekme kuvvetinin belirlenmesi. Eğer arabanın öz ağırlığı G o kg ve çekmeye karşı direnç katsayısı w' ise yatay çekmede gerekli çekme kuvveti, (33) denklemine göre. W o = (G + G o )w' kg olacaktır. w' çekme direnci katsayısı yürüyüş yolunun cinsine, yüzey durumuna, tekerlek çapına, yatak ve lastik türlerine göre değişir. Ortalama koşullar için w' = 0,012-0,015 dir. Eğer yürüyüş yolu 8 yi geçmeyen bir eğimde gidiyorsa [Denklem (34) e bakınız] W O = (G + G o )(w'+sinp)*z(g + G o )(w' + i) olur. (263) Burada ;', eğimli yolun yükselme miktarının yatay izdüşümüne oranına eşit olan yol gradyanıdır. Çekme kuvveti belirlendikten sonra, (49) denklemindekine eşdeğer bir yolla, verilen bir hıza karşılık olan gücü hesaplamak kolaydır. Bazı durumlarda, döndüren tekerlekler ile yol yüzeyi arasındaki adezyon kuvvetinin değerine bağlı olan en yüksek yol gradyanını (i ma k s ) belirlemek zorunludur. Eğer döndüren (muharrik) tekerlekler üzerindeki yük ve araba ağırlığı k(g + G o ) [burada k yük dağılım katsayısıdır] ve sürtünme katsayısı f ise maksimum adezyon kuvveti ve maksimum yol gradyanı, eşitliğinden G o )/ (264) k(g + G o )f=(g + G o )(w' + i maks ) (265) 'maks= k f-^' bulunur. (266) Aynı yolla, G tr ağırlığındaki bir çekici (traktör) için, herbiri G trey kg ağırlığında olan yüklü treyler sayısını da belirleyebiliriz. 339
Yatay bir yörüngede kgfjf^ zg trey w' (267) ve buradan. w' G bulunur. trey (268) Küçük biri gradyanlı eğimli bir yörüngede, maksimum treyler sayısı şu şekilde bulunur. kg tr f> G tr i + zg trey (w l + i) (269) ve buradan kf-1 w'+i G tr G^ (270) Asfalt ve beton üzerinde, f sürtünme (adezyon) katsayısı, kuru yüzeyler için 0,7-0,8; ıslak yüzeyler için 0,3-0,4 dür. 340