Vargel Mekanizmaları ile Kırılgan Ürün Transferi



Benzer belgeler
Titreşimli Götürücüler ile Kırılgan Ürün Transferi

EĞRİSEL HAREKET : Silindirik Bileşenler

RCRCR KAVRAMA MEKANİZMASININ KİNEMATİK ANALİZİ Koray KAVLAK

STATİK KUVVET ANALİZİ (2.HAFTA)

MAK Makina Dinamiği - Ders Notları -1- MAKİNA DİNAMİĞİ

MEKANİZMA TEKNİĞİ (1. Hafta)

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği ( 1. ve 2. Öğretim ) Bölümü Dinamik Dersi (Türkçe Dilinde) 2. Çalişma Soruları / 21 Ekim 2018

Fizik 101: Ders 7 Ajanda

MEKANİZMA TEKNİĞİ (3. HAFTA)

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

Sistem Dinamiği. Bölüm 3- Rijit Gövdeli Mekanik Sistemlerin Modellenmesi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

KATI CİSİMLERİN BAĞIL İVME ANALİZİ:

DİNAMİK. Ders_9. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

Bölüm 3. Tek Serbestlik Dereceli Sistemlerin Zorlanmamış Titreşimi

BÖLÜM 4 TEK SERBESTLİK DERECELİ SİSTEMLERİN HARMONİK OLARAK ZORLANMIŞ TİTREŞİMİ

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

MAK 4004 BİTİRME ÖDEVİ DERSİ PROJE ÖNERİSİ

T.C. BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MIM331 MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR DERSİ

BTÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE LABORATUVARI DERSİ

SÜRTÜNME Buraya kadar olan çalışmalarımızda, birbirleriyle temas halindeki yüzeylerde oluşan kuvvetleri etki ve buna bağlı tepki kuvvetini yüzeye dik

KAM MEKANİZMASI İÇEREN KANCA TAHRİK MEKANİZMALARININ KİNEMATİK TASARIMI VE KANCA HAREKET EĞRİSİNİN ANALİZİ

ELASTİSİTE TEORİSİ I. Yrd. Doç Dr. Eray Arslan

KATI CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

YTÜ Makine Mühendisliği Bölümü Mekanik Anabilim Dalı Genel Laboratuvar Dersi Eğilme Deneyi Çalışma Notu

YAPI STATİĞİ MESNETLER

Elastisite Teorisi Düzlem Problemleri için Sonuç 1

MEKANİK SİSTEMLERİN DİNAMİĞİ (1. Hafta)

MKM 308 Makina Dinamiği. Eşdeğer Noktasal Kütleler Teorisi

Newton Kanunlarının Uygulaması

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Newton un II. yasası. Bir cismin ivmesi, onun üzerine etki eden bileşke kuvvetle doğru orantılı ve kütlesi ile ters orantılıdır.

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

Mekanik Titreşimler ve Kontrolü. Makine Mühendisliği Bölümü

Titreşim Deney Düzeneği

Mekanizma Tekniği DR. ÖĞR. ÜYESİ NURDAN BİLGİN

MAK 210 SAYISAL ANALİZ

Mekanizma Tekniği. Fatih ALİBEYOĞLU Ahmet KOYUNCU -1-

Kuvvet. Kuvvet. Newton un 1.hareket yasası Fizik 1, Raymond A. Serway; Robert J. Beichner Editör: Kemal Çolakoğlu, Palme Yayınevi

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

1.1 Yapı Dinamiğine Giriş

NX Motion Simulation:

MEKANİK TİTREŞİMLER ve İZOLASYONU (Teorik Açıklamalar ve Uygulamalar)

Mekanizma Tekniği DR. ÖĞR. ÜYESİ NURDAN BİLGİN

RULMANLI VE KAYMALI YATAKLARDA SÜRTÜNME VE DİNAMİK DAVRANIŞ DENEY FÖYÜ

2 MALZEME ÖZELLİKLERİ

Musa DEMİRCİ. KTO Karatay Üniversitesi. Konya

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 1) SÜSPANSİYON SİSTEMLERİNİN PID İLE KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör. Sertaç SAVAŞ

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

T.C. SÜLEYMAN DEMĐREL ÜNĐVERSĐTESĐ MÜHENDĐSLĐK FAKÜLTESĐ MAKĐNE MÜHENDĐSLĐĞĐ BÖLÜMÜ

Hız-Moment Dönüşüm Mekanizmaları. Vedat Temiz

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

Yapısal Analiz Programı SAP2000 Bilgi Aktarımı ve Kullanımı. Doç.Dr. Bilge Doran

Bölüm-4. İki Boyutta Hareket

Dinamik. Fatih ALİBEYOĞLU -10-

DİNAMİK - 7. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

UZAYSAL VE DOLU GÖVDELİ AŞIKLARIN ÇELİK ÇATI AĞIRLIĞINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

T.C. MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

r r r F İŞ : Şekil yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvvetini göstermektedir. Parçacık A noktasından

LAZER SENSÖRLERLE BİR ROBOTUN DOĞAL FREKANSLARININ VE STATİK ÇÖKMELERİNİN ÖLÇÜMÜ

Şekil. Tasarlanacak mekanizmanın şematik gösterimi

YALOVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ UYGULAMALI MÜHENDİSLİK MODELLEMESİ

Hidrostatik Güç İletimi. Vedat Temiz

Mühendislik Mekaniği Statik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Newton un ikinci yasası: Bir cisim ivmesi cisim üzerine etki eden toplam kuvvet ile doğru orantılı cismin kütlesi ile ters orantılıdır.

DİNAMİK DERS UYGULAMALARI BAUN MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ ARALIK-2018-FİNAL ÖNCESİ

İŞ : Şekilde yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvveti görülmektedir. Parçacık A noktasından

Gerilme Dönüşümleri (Stress Transformation)

Makina Dinamiği. Yrd. Doç. Dr. Semih Sezer.

BÖLÜM I GİRİŞ (1.1) y(t) veya y(x) T veya λ. a t veya x. Şekil 1.1 Dalga. a genlik, T peryod (veya λ dalga boyu)

Fizik 101: Ders 18 Ajanda

TRAKYA ÜNİVERSİTESİ Mühendislik Fakültesi / Makine Mühendisliği Bölümü. Basit Harmonik Hareket Deneyi Deney Föyü. Edirne

Gerçekte yükler yayılı olup, tekil yük problemlerin çözümünü kolaylaştıran bir idealleştirmedir.

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAK 402 MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI DENEY - 3 ÜÇ NOKTALI EĞİLME DENEYİ

Mekanizma Tekniği. Fatih ALİBEYOĞLU Ahmet KOYUNCU

Rijit Cisimlerin Dengesi

G( q ) yer çekimi matrisi;

Aktif Titreşim Kontrolü için Bir Yapının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Modelinin Elde Edilmesi ve PID, PPF Kontrolcü Tasarımları

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü (1. ve 2.Öğretim / B Şubesi) MMK208 Mukavemet II Dersi - 1. Çalışma Soruları 23 Şubat 2019

Asenkron Motor Analizi

DİNAMİK MEKANİK. Şekil Değiştiren Cisimler Mekaniği. Mukavemet Elastisite Teorisi Sonlu Elemanlar Analizi PARÇACIĞIN KİNEMATİĞİ

BAÜ Müh-Mim Fak. Geoteknik Deprem Mühendisliği Dersi, B. Yağcı Bölüm-5

MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ (STATİK)

DENEY 2. Statik Sürtünme Katsayısının Belirlenmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi


BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ DOĞA BİLİMLERİ, MİMARLIK VE MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 3 NOKTA EĞME DENEYİ FÖYÜ

T.C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER II DERSİ

SALYANGOZ FANLAR [PSF SERİSİ ÜRÜN KATALOĞU] Havalandırma Lüks Değil!

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

Makine Elemanları I Prof. Dr. Akgün ALSARAN. Temel bilgiler-flipped Classroom Akslar ve Miller

HİTİT ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ LABORATUVARI I DERSİ STATİK DENGELEME DENEYİ FÖYÜ

Kompozit Malzemeler ve Mekaniği. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Rijit Cisimlerin Dengesi

YAPI ZEMİN ETKİLEŞİMİ. Yrd. Doç. Dr Mehmet Alpaslan KÖROĞLU

Transkript:

Vargel Mekanizmaları ile Kırılgan Ürün Transferi Ali Küçük * Deniz Çakar Eres Söylemez Eti Makine A.Ş. Eti Makine A.Ş. O.D.T.Ü. (Emekli) Eskişehir Eskişehira Ankara Özet Bu makalede, vargel mekanizmalarının konveyör olarak kullanımı incelenmiştir. Vargel mekanizmaları ile taşıma yüzeyinin ileri ve geri yönlerde farklı ivmeler ile hareket etmesi sağlanmaktadır. Bunun sonucunda ürünlerin taşıyıcı yüzey üzerinde tek yönde transferi gerçekleşmektedir. Vargel mekanizmaları ile elde edilen hareket profilleri incelenerek, granüllü madde ya da parçacık taşınması için gereken ivmeler, statik ve dinamik sürtünme katsayıları ile ilişkilendirilmiştir. Bu şekilde, ürünlerin taşıma yüzeyi üzerinde kayarken ulaşabilecekleri ivmeler belirlenmiştir. Aynı zamanda elde edilen taşıyıcı yüzey hareketinin kırılgan ürünlerin transferindeki uygunluğu tartışılmıştır. Sonuç olarak ise tasarlanan mekanizmanın hareketi detaylı olarak anlatılmış, üretilmiş olan deneysel götürücü ölçümleri ile teorik sonuçlar karşılaştırılmıştır. Anahtar kelimeler: Vargel Mekanizması, Götürücü, Deneyler Abstract In this paper, application of quick return mechanisms are investigated such that they can be used as conveyors. Quick return mechanisms are characterized by the difference of accelerations of the coupler point, while moving forth and back. This difference in magnitude of accelerations leads to the transfer of the particle to be carried in a single direction. Here, motion profiles of quick return mechanisms are investigated and accelerations needed to transfer particles are related with static and dynamic coefficients of friction. In addition, maximum accelerations of conveyed particles are obtained while they are sliding on the moving surface of the conveyor. Application of such mechanisms is also discussed to see whether they are suitable to transfer fragile materials or not. As a result, the motion of the experimental mechanism is explained in detail and experimental results are compared with simulations and theoretical results. Keywords: Quick return Mechanisms, Conveyors, Experiments sıçratmadan kaydırması hareketine benzer şekilde vargel mekanizmaları ile de ürünler sıçratılmadan kaydırılabilir. Hassas ve kırılgan gıda ürünlerini sıçratmadan kaydırarak transfer edebilecek bir vargel mekanizmasının tasarlanması için gereken parametrelerin sınırlamalarıincelenmiş, deneyler ve simulasyonlar ile doğrulamalar yapılmıştır.elde edilen taşıyıcı yüzey hareketi ile yüzey parça arasındaki sürtünme katsayıları kullanılarak taşınan parçanın ulaşabileceği maksimum ivmeler belirlenmiştir. Deneysel çalışmalar ise mekanizmanın tahrik hızının değişimine göre parça hareketinin değişimini gösterecek şekilde yapılmıştır. Buna göre teorik sonuçlar ile gerçekleşen parça hareketi karşılaştırılmıştır. Gıda ve tarım endüstrilerinde yaygınlıkla kullanılan vargel mekanizmalarına örnek olarak Heat & Control firmasının Fastback [1] ürünü gösterilebilir. Şekil 1 de söz konusu makinenin tanıtımlık bir resmi verilmiştir. Şekil 1. Fastback Taşıyıcı yüzeyin ileri ve geri yönlerdeki farklı ivmeleriyle parça transferi için kullanılması Svejkovsky ve arkadaşlarının tasarımı olan Şekil 2 deki patent figürleri [2] ile detaylandırılabilir. Taşıyıcı Yüzey I.Giriş 1 Ürün transfer sistemleri seri üretim yapan her sektörde olduğu gibi, gıda üretiminin de önemli ve ayrılmaz bir parçasıdır. Hassas ürünlerde kullanılan titreşimli konveyörlerin ürünleri taşıyıcı yüzey üzerinde Eksantrik Tahrik Makaraları Motor Kayış 4 Çubuk Mekanizması Karşıt Ağırlık * akucuk@etimakine.com.tr dcakar@etimakine.com.tr eres@metu.edu.tr Şekil2. Fastback 1

Bu makinede ileri geri hız ve ivme farkları kullanılan tahrik makaralarının eksantrikliği ile oluşturulmuş, sonuç olarak kompakt bir tasarım ortaya çıkmıştır. Benzer şekilde eksantrik makaraların kullanıldığı bir konveyör Allen ve arkadaşları [3] tarafından tasarlanmıştır. Bu makinede makaralar ayarlanabilir şekilde tasarlanmış ve ileri geri hareket profili değiştirilebilir hale gelmiştir. Eksantrik Tahrik Makaraları Şekil3. Eksantrik makara tahrik sistemi Bir başka iyi bilinenwhitworth [4] hızlı dönüş (quick return) mekanizması da taşıyıcı yüzeyin istenen hareketini sağlamakta kullanılabilir. Mekanizmanın topolojisi Şekil 4 te verilmiştir. Şekil4. Whitworth hızlı dönüş mekanizması Seçilmesi söz konusu olan herhangi bir mekanizma ile parçanın sıçratılmadan kaydırılması için çeşitli geometrilerde ve farklı pozisyon, hız ve ivme profillerine sahip hareketler elde edilebilir. Ancak burada hareket profili kadar parça ile taşıyıcı yüzey arasındaki statik ve dinamik sürtünme katsayıları da etkilidir. Taşıyıcı yüzey ve taşınan parçanın hareket parametreleri Şekil 5 te verilmiştir. Buna göre makaleye konu olan parçanın sıçratılmadan kaydırılması hareketleri ikinci bölümde detaylandırılmıştır. Şekil5. Hareket parametreleri II. Taşıyıcı Yüzey ve Parça Hareketleri Bu bölümde Şekil 4 te gösterilen model üzerinden parçanın hareket şartları ele alınmıştır. Taşınan parçanın hareket yüzeyi üzerinde, mekanizmanın bir çevriminde en fazla yolu kat etmesi için taşıyıcı yüzeye göre nasıl bir hareket yaptığı çok önemlidir. Bunun için mekanizmanın açısal tahrik hızı bu bölümde açıklanan şartlara göre ayarlanmalıdır. Taşınan parçanın taşıyıcı yüzeye göre ileri, geri kayma ve birlikte hareket durumları bu bölümde tartışılmıştır. A. Parçanın Taşıma Yüzeyine Göre İleri Kayması Parçanın taşıyıcı yüzeye göre ileri yönde kayması şartının belirlenmesi için Şekil 5 teki serbest cisim diyagramı kullanılabilir. Buna göre taşıyıcı yüzey ve parça için şu yazılabilir: (1) (2) Parçaya etki eden net kuvvet yazıldığında ise: cossin (3) cossin (4) Buna göre 0 ikenparça ileri kayarken ulaşabileceği maksimum ivme: (5) olacaktır. Böylece taşıyıcı yüzey ve parça ivmeleri arasında, (6) ilişkisi geçerli hale geldiği anda ileri yönde kayma hareketi başlayacaktır. 2

B. Parçanın Taşıma Yüzeyine Göre Geri Kayması Parçanın taşıyıcı yüzeye göre geri yönde kayması şartı için ileri kayma hareketiyle aynı yaklaşımda bulunulabilir. Bu parça hareketinde parça ve taşıyıcı yüzey hareketleri için şunlar geçerlidir: (7) (8) Aynı şekilde parçaya etki eden net kuvvet yazılırsa: cossin (9) cossin (10) 0 alınarak parçanın maksimum geri kayma ivmesi ve geri kayma şartı sırasıyla şu şekilde yazılabilir: (11) (12) Parçanın ileri ve geri kayma şartları önemli olduğu kadar kaymanın duracağı ve taşıyıcı yüzey ile birlikte hareketin başlayacağı hareket şartları da önemlidir. Buna göre mekanizmanın bir çevriminde ileri ve geri kayma hareketleri arasındaki fark, parçanın yere göre net ilerlemesini verecektir. C. Parça ve Taşıma Yüzeyinin Birlikte Hareketi Parçanın ileri ve geri kayma şartlarını gösteren 6 ve 12 numaralı denklemler kullanılarak taşıma yüzeyi ile parçanın birlikte hareket edeceğini garanti eden hareket şartı ise şu şekilde yazılabilir: (13) (14) Bu noktada parçanın gerçek hareketinin hesaplanması için taşıyıcı yüzeyin,, ve,, bilgilerine sahip olmak gerekir. Ancak parçanın taşıyıcı yüzey üzerinde kaydırılması için bir mekanizma tasarlanabilmesi için taşıma yüzeyine paralel eksende 6, 12 ve 14 numaralı denklemler başlangıç parametrelerinin belirlenmesinde yeterli olacaktır. Bunun yanında parçanın yüzey üzerinde sıçramamasını garanti etmek için ise şu şart kullanılmalıdır: cos (15) Buna göre 15 numaralı denklemdeki şartın da sağlanması durumunda parça sıçramadan kayarak ilerleyecektir. Burada mekanizmanın topolojisi ve tasarıma göre elde edilen taşıyıcı yüzey hareketlerine göre parçanın yere göre net ilerlemesi hesaplanabilir. Mekanizmanın detaylı topolojisi ve seçilen uzuv boyları üçüncü bölümde anlatılmıştır. III. Kinematik Analiz, Deney Düzeneği ve Simulasyonlar Bu bölümde hızlı dönüş mekanizması olan tasarlanan 6 çubuk mekanizmasının kinematik analizi verilmiş, ikinci bölümde açıklanan ileri ve geri kayma şartları ile 3 uzuv boyları ve tahrik hızı arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Elde edilen hareket profilinin parçanın ileri kaydırılmasındaki etkinliği tartışılmıştır. Dahası, üretilen deney düzeneğinin hareketi ve parçanın taşıyıcı yüzeye göre yaptığı hareket kaydedilmiş ve parça hızları simulasyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır. A. Kinematik Analiz Deney düzeneği olarak tasarlanan 6 çubuk mekanizmasının geometrisi Şekil 6 da, 3 boyutlu model ve üretilen model ise Şekil 7 ve 8 de verilmiştir. Şekil6. Mekanizma geometrisi Burada siyah ve kırmızı renkle gösterilen iki ayrı 4 çubuk mekanizmasını birbirine sabit açı ile bağlayan üçgeninde sabit açı olarak ifade edilmektedir. Buna göre iki ayrı 4 çubuk mekanizması için devre kapalılık denklemleri yazılırsa: (16) (17) 16 ve 17 numaralı denklemler yardımcı geometrik parametreler kullanılarak şu şekilde çözülebilir: 2 cos (18) atan2 cos, sin (19) Söylemez in [5] tanımladığı gibi kuvvet aktarma açısı ise şu şekilde tanımlanabilir:

acos (20) acos (21) Buradan bağlayıcı ve sallanan çubukların eksenine göre açıları şu şekilde yazılabilir: (22) (23) 18 23 numaralı denklemeler ile 4 çubuk mekanizmasının pozisyon bilgileri elde edilmiş olur. Benzer şekilde mekanizmasının pozisyonu da çözülebilir. cos sin (24) atan2 cos, sin (25) acos (26) acos (27) 22 27 numaralı denklemlerden ise tüm mekanizmanın pozisyon bilgileri bulunmuş olur. Burada 18 ve 24 numaralı denklemlerde birbirine akuple edilmiş iki ayrı dört çubuk mekanizmasının farklı konfigürasyonları için çözümler bulunabilir. Şekil 7 de gösterilen konfigürasyon için her iki denklemin pozitif çözümleri kullanılmıştır. (28) (29) Bu noktada 16 ve 17 numaralı denklemlerin zamana göre birinci ve ikinci türevleri alınırsa mekanizmanın hız ve ivme bilgileri de elde edilmiş olur. Taşıyıcı yüzey için etkin nokta olan noktası için ise pozisyon bilgileri aşağıdaki denklem sayesinde bulunabilir: cos (30) sin (31) Burada, parçanın sıçratılmadan kaydırılması için dikkat edilmesi gereken nokta 15 numaralı denklemde verilen şartın sağlanmasıdır: cos (32) Şekil7. Mekanizmanın 3 boyutlu modeli B. Deney Düzeneği Deney düzeneği Şekil 8 de verilmiştir. Hız kontrolü uygulanan düzeneğin ayaklarında titreşim sönümleyici kullanılmıştır. Mekanizmanın ve taşıyıcı yüzeyin dengelenmesinde ise Söylemez in [5] açıkladığı statik dengeleme uygulanmıştır. Bu deney düzeneğinde taşıma yüzeyine paralel ve dik yönlerdeki ivmeler ölçülmüştür. Ölçümlerde 3 eksenli ivmeölçer ve veri toplama sistemi [6] kullanılarak kayıt yapılmıştır. Şekil8. Deney düzeneği modeli Mekanizmanın pozisyon, hız ve ivme analizleri yapıldığında ise Şekil 9, 10 ve 11 de verilen sonuçlar elde edilmiştir. 4

(mm) (mm/s) (mm/s 2 ) 20 15 10 5 (deg) Şekil9. Taşıyıcı Yüzey Pozisyonu 60 40 20-20 -40 700 350 (deg) Şekil10. Taşıyıcı Yüzey Hızı -350 İleri Kayma Sınırı -700 Şekil11. Taşıyıcı Yüzey İvmesi Şekil 11 de verilen taşıyıcı yüzey ivme profili üzerine 5 ve 11 numaralı denklemlerde belirlenen kayma sınır şartları eklendiğinde taşınan parçanın hangi aralıklarda kayacağı belirlenebilir. Tasarım iterasyonları yapılırken bu grafik göz önünde bulundurulabilir. Burada tahrik açısı yaklaşık olarak 200 ile 320 arasındayken ileri yönde kayma, geri kalan bölgede ise geri yönde kayma gerçekleşmektedir. Aynı açısal tahrik hızı uygulanarak elde edilen simulasyon çözümü ise Şekil 12 de verilmiştir. (mm/s 2 ) 700 350 Geri Kayma Sınırı (deg) Geri Kayma Sınırı -350 İleri Kayma Sınırı -700 (deg) Şekil12. Taşıyıcı Yüzey ve Parça İvmeleri Simulasyon sonuçları analitik yöntemler ile elde edilen kayma şartları üzerine çizildiğinde parçanın ileri ve geri kayma esnasında sabit ivmeli hareket yaptığı görülmektedir. Bu durumda seçilen uzuv boylarına ek olarak son tasarım parametresi olarak mekanizma hızı ayarlanabilir. Bir sonraki bölümde farklı tahrik hızları için parça hareketleri simulasyonlar ile elde edilmiştir. Dahası bu sonuçlar ile deney düzeneği taşıyıcı yüzey ivmeleri ve elde edilen parça hızları karşılaştırılmıştır. C. Simulasyon Çözümleri ve Deneyler Bu makalede ele alınan problemin dinamik modelleme ile çözümü için Siemens NX platformunda RecurDyn [7] çözücüsü kullanılmıştır. Analitik olarak hesaplanan kinematik parametreler aynı şekilde elde edilmiş, modele girdi olarak verilen sürtünme katsayıları da simulasyonlarda kullanılmıştır. Simulasyonlarda tüm uzuvlar rijit kabul edilmiş, yataklı bağlantılar sürtünmesiz olarak alınmıştır. Deney düzeneğinde motor tahrik frekansı 50 Hz olarak ayarlandığında 78 rpm lik açısal hız elde edilmiş ve Şekil 13 te verilen ivme eğrisi elde edilmiştir. (m/s 2 ) 8.0 6.0 4.0 2.0-2.0-4.0-6.0-8.0 (Ölçülen) 1 1.5 2 2.5 3 3.5 (Simulasyon) Şekil13. 78 rpm Taşıyıcı Yüzey İvmesi Şekil 13 te gösterilen, ölçülen ve simulasyon sonucu elde edilen ivme profilleri aynı eğilimde olmalarına karşın deney düzeneğindeki yapısal titreşimler ve elastik ayakların davranışları sonucu pik değerler arasında farklılıklar oluşmaktadır. Simulasyonlarda mekanizmanın ayak bağlantıları sabit olarak modellenmiş ve mekanizmanın statik dengelemesi yapılmıştır. Bundan sonra ise ayaklarda oluşan yüklere uygun bir elastik bağlantı seçilmiştir. Elastik bağlantıların dinamik özellikleri, istenen hızlı dönüş hareketini artırmıştır. Mekanizmanın tüm çevrimi boyunca oluşan ivme farkları ise taşıma yüzeyinde yapısal olarak oluşan titreşimlerden kaynaklanmaktadır. Bu çalışmanın devamında elastik bağlantı ve yapısal titreşimler analiz edilebilir ve tasarım değişiklikleri yapılabilir. Simulasyon sonucu elde edilen parça hızı ve parça pozisyonu ise Şekil 14 ve 15 te verilmiştir. 5

, (mm/s) 60 40 20-20 -40 (deg) Şekil14. 78 rpm Taşıyıcı Yüzey ve Parça Hızı Burada Şekil 13 te verilen, parça ve taşıyıcı yüzey ivmesinin aynı olduğu bölgelerde birlikte hareketin gerçekleştiği görülmektedir. Tasarlanacak mekanizmanın en iyi kapasitede transfer sağlaması için taşıyıcı yüzeyin geri yönde hareketinin başladığı anda ileri kaymanın başlaması; yüzeyin geri hareketi boyunca ise parçanın ya ileri kayma ya da birlikte hareket şartlarını sağlamak gerekir. Bu durum Şekil 15 te verilen parça ve yüzey pozisyonu grafiğinde de görülebilir., (mm) 30 25 20 15 10 5 Şekil15. 78 rpm Taşıyıcı Yüzey ve Parça Pozisyonu En iyi taşıma performansı için uzuv boyları ve mekanizma hızı, parça hızı grafiğinde geri kayma bölgesi en aza indirilmeli ve ileri kayma hızı en fazla olacak şekilde seçilmelidir. Simulasyonlarda, 78 rpm tahrik hızında, mekanizmanın bir tam turunda net parça ilerlemesi 57.5 mm olarak hesaplanmıştır. Bunun için mekanizma hızı 62.1 rpm e düşürülerek sadece ileri kayma çözümü elde edilmiştir. (m/s 2 ) 5.0 4.0 3.0 2.0 1.0 (deg) 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4-1.0 (Ölçülen) Deney düzeneğinin taşıyıcı yüzey ivmesi Şekil 16 da verilmiştir. Parça ivmesi ise sadece ileri kayma çözümünü Şekil 17 de göstermektedir. (mm/s 2 ), (mm/s) 500 250-250 -500 60 40 20 Şekil17. 62.1Taşıyıcı Yüzey ve Parça İvmeleri -20-40 (deg) Şekil18. 62.1 rpm Taşıyıcı Yüzey ve Parça Hızı Şekil 18 de görüldüğü gibi mekanizmanın bir turunda parça hızı hiçbir zaman taşıyıcı yüzey hızından küçük olmamaktadır. Taşıyıcı yüzeye göre parça pozisyonu ise Şekil 19 da verilmiştir. Buradan bir tam turdaki net parça ilerlemesi 32.4 mm olarak hesaplanmıştır., (mm) 30 25 20 15 10 5 (deg) (deg) Şekil19. 62.1 rpm Taşıyıcı Yüzey ve Parça Pozisyonu Son olarak, tahrik hızının önceki kısımlarda tartışılan ideal hızından daha fazla olması durumu Şekil 20, 21 ve 22 de açıklanmıştır. Tablo1 de ise deney düzeneğinin çeşitli hızlarında elde edilen ortalama parça hızları verilmiştir. -2.0-3.0-4.0-5.0 (Simulasyon) Şekil16. 62.1 rpm Taşıyıcı Yüzey İvmesi 6

5000, (mm) -5000 0-10000 (deg) Şekil20. 92.6 Taşıyıcı Yüzey ve Parça İvmeleri 80 60 40 20-20 -40-60 25 20 15 10 5 (deg) Şekil21. 92.6 rpm Taşıyıcı Yüzey ve Parça Hızı (deg) Şekil21. 92.6 rpm Taşıyıcı Yüzey ve Parça Pozisyonu Sekil 21 de görüldüğü gibi bir çevrimde parçanın taşıyıcı yüzey üzerindeki net ilerlemesi 27.5 mm olarak hesaplanmıştır. Buna göre parça hareketi geri yönde oluşmaktadır. Deneylerde kullanılan parça PET malzemeden üretilmiş ve taşıyıcı yüzey olarak 2B kalite paslanmaz çelik kullanılmıştır. (Hz) Ortalama Parça Hızı (mm/s) 25 0 30 9.8 35 33.3 40 60.2 45 66.6 50 71.5 55 50.1 60 30.1 65 19.2 Tablo 1. Motor Tahrik Frekansları Ortalama Parça Hızları IV. Sonuçlar Analitik çözüm ile parçanın taşıyıcı yüzey üzerinde ileri ve geri kayma şartları belirlenmiştir. Mekanizma hızının harekete etkileri tartışılmış, deneysel yaklaşımlar ve simulasyonlar ile bu çözümlerin doğruluğu ve geçerliliği tartışılmıştır. Elde edilen çözümler ile deneyler arasındaki farklar çeşitli nedenlere bağlanabilir. Birinci hata kaynağı olarak deney düzeneğindeki üretim kaynaklı kusurlar gösterilebilir. Bu kusurlar taşıyıcı yüzeye paralel ve dik eksenler harici oluşan parazit titreşimlere neden olmaktadır. Deney düzeneğinin ağırlık merkezi sürekli olarak değiştiğinden pratik uygulamalarda yere iletilecek yüklerin ve titreşimlerin sönümlenmesi gerekmektedir. Bunun için kullanılan titreşim sönümleyici ayakların etkisi Şekil 13 ve 16 da verilen ivmeölçer ölçümlerinde de açıkça görülmektedir. Burada teorik yaklaşımların üstüne en iyi ortalama parça hızlarının elde edilmesi için farlı tahrik hızlarında deneyler yapılmıştır. Aynı zamanda mekanizmanın ataleti de azaltılmalı ve parazit titreşimleri minimize edilmelidir. İkinci hata kaynağı olarak ise deney düzeneğinde kullanılan taşıyıcı yüzeyin yüzey kalitesindeki bölgesel farklılıklar ele alınmalıdır. Deneylerde kullanılan PET parça yerine gerçek uygulamada kullanılabilecek granül malzemelerde bu farklılıklar en aza inmektedir. Analitik çözümle belirlenen kayma şartlarının deneyler ile benzerlik göstermesine karşın ortalama parça hızları simulasyon sonuçlarına göre yüksek çıkmaktadır. Bunun sebebi ise yine Şekil 13 ve 16 da görülen taşıma yüzeyinin geri dönüşlerde teorik olarak elde edilen ivmelerden daha yüksek ivmelere çıkması gösterilebilir. Bu ivmeler elastik ayak bağlantılarının etkisi olarak ortaya çıkmaktadır. Mekanizmanın tasarımı ise hesaplanan ileri ve geri kayma şartlarına göre yapılmıştır. Mekanizma geometrisinin seçiminde ise dört çubuk mekanizmaları ile elde edilebilecek hızlı dönüş hareketleri incelenmiş, farklı tasarımlar yapılmıştır. Ancak tek bir dört çubuk mekanizması ile istenen ivmelerin elde edilmesi için düzgün uzuv oranlarına sahip ve mekanik olarak üretime uygun görülen bir sonuç bulunamamıştır. Bunun üzerine Şekil 6 da siyah ile gösterilen ana mekanizmanın sallanan uzvuna sabit bir açı ile ikinci mekanizmanın krankı bağlanmıştır. Burada seçilen sabit açı değeri ise istenen ivmeli geri dönüş hareketini büyütecek şekilde ayarlanmıştır. Bu mekanizmalar 20 numaralı denklemde belirtilen kuvvet aktarma açısının 90 dereceden en az sapacak şekilde tasarlanmıştır. 7

Teşekkür Bu projenin hayata geçmesinde, deney düzeneğinin üretiminde ve otomasyon projesinin yapılmasında desteklerini esirgemeyen Eti Makine A.Ş. çalışanlarına teşekkür ederiz. Kaynakça [1] Heat and Control http://www.heatandcontrol.com/product.asp?pid=302, erişim tarihi: 23.02.2015 [2] Svejkovsky P. A., Differential Impulse Conveyor and Method, U.S. Patent 6 079 548, 27 Haziran, 2000 [3] AllenK. M., Eccentric Pulley Drives, U.S. Patent 3 240 322, 15 Mart, 1966 [4] Whitworth Vargel Mekanizması http://blog.robotpark.com/lr/51028_swing-arm-quick- RETURN-Mechanism_ROBOTPARK.png, erişim tarihi: 19.02.2015 [5] Söylemez E. Makina Teorisi 1 Mekanizma Tekniği, Birsen Yayınevi, 4. Baskı, 2013. [6] DEWESoft Data Toplama Sistemleri http://www.dewesoft.com/products/dewe-43, erişim tarihi: 19.02.2015 [7] Siemens PLM Yazılımı RecurDyn Çözücüsü http://www.plm.automation.siemens.com/en_us/products/femap/app applicati/recurdyn.shtml, erişim tarihi: 19.02.2015 8