TMMOB Makina Mühendisleri Odası Konya Şubesi V. Makina Tasarım ve İmalat Teknolojileri Kongresi 17-18 Ekim 2009 YOL SÜPÜRME ARACI TASARIM VE PROTOTİP İMALATI* H. Rıza GÜVEN 1, Ünal UYSAL 2, Çetin KARAKAYA 3, Hamit BEKTAŞ 4 1 Sakarya Ünv. Müh. Fak. Makina Müh. Böl. Sakarya/TÜRKİYE Tel: 0264 295 50 13 e-posta: rguven@sakarya.edu.tr 2 Sakarya Ünv. Müh. Fak. Makina Müh. Böl. Sakarya/TÜRKİYE Tel: 0264 295 58 49 e-posta: uysal@sakarya.edu.tr 3 Sakarya Ünv. Karasu MYO, Makina Bölümü, Karasu/Sakarya/TÜRKİYE Tel: 0264 718 89 60 e-posta: ckarakaya@sakarya.edu.tr 4 Tektem Makina San. ve Dış Tic. Ltd. Şti. Karasu/Sakarya/TÜRKİYE Tel: 0264 718 57 57 e-posta: mail@cleanvac.com Özet: Ar-Ge destek programlarının yaygınlaşması ve daha fazla sanayici tarafından bu desteklerin kullanılması, ülkemizin tasarım ve imalat altyapısını güçlendirmiştir. Bu proje de bu kapsamda ortaya çıkmıştır. Yabancı rakiplerden ülkemize gelen makine sayısı azaltılmış ve rekabet edilebilir bir duruma gelinmiştir. Ayrıca enerji ve işgücü kazanımı ile sektöre büyük fayda sağlanmıştır. Yol süpürme işlemi makine sektörünün gelişmediği dönemlerde süpürge ile insanlar tarafından yapılmakta idi. Dünya nüfusunun hızla artması, buna paralel kirliliğin artması, daha fazla temizliği gerektirmiştir. Makine tasarım ve imalat gücünün dünya genelinde artması, insanlığın ihtiyaç duyduğu makine ve donanımların üretimini hızlandırmıştır. Günümüzde yabancı firmaların ürettiği sokak süpürme araçları ülkemize büyük maliyetler ile girmektedir. Kısmen araç revizyonu şeklinde geçici yerli çözümler üretilmiş olsa bile bu projeyi gerçekleştirene kadar özgün ve tamamen sokak süpürme amaçlı aracımız bulunmamakta idi. Bu proje kapsamında ülkemiz yol şartlarına uygun, manevra kabiliyeti yüksek tamamen yerli bir yol süpürme aracı geliştirilmiştir. Bu çalışmada, özgün olarak ilk kez geliştirilen yol süpürme aracının tasarım ve prototip imalatı anlatılmıştır. Bu tasarım ve imalat sürecinde yaşanan sıkıntılara değinilmiş ve tasarımdaki önemli değişikliklere neden olan çalışmalar irdelenmiştir. Bu araç imalatında ülkemizde henüz yaygın olarak kullanılmayan bir üretim tekniği olarak rotasyon kalıpçılığından faydalanılmıştır. Rotasyon tekniği ile ilgili özet bilgi verilmiştir. * Bu proje, TÜBİTAK-TEYDEB Kobi Ar-Ge Destek Programı kapsamında desteklenmiş ve başarı ile tamamlanmıştır (Proje No:7070040). Anahtar sözcükler: endüstriyel halı yıkama makinesi, endüstriyel temizlik makineleri 1. GİRİŞ Projeyi gerçekleştiren firma, yaklaşık 40 çeşit temizlik makinası üretmektedir. Halen ülkemizde birçok temizlik makinesinin tek üreticisidir. Ülkemizde birçok yeniliğe imza atan firma, KOSGEB Ar-Ge desteği kapsamında Binilebilir Tip Temizlik Otomatı Geliştirilmesi projesini başarı ile tamamlamıştır. Bu projede KOSGEB projesi ile gerçekleştirmiş olan iç ortamlarda (otogar, okul, hastane v.b düz zeminlerde) kullanılan, binilebilir temizlik otomatını geliştirerek, iç ve dış ortamlarda kullanılabilecek (özellikle belediyelerin sokak temizliği amacı ile kullandığı) yol süpürme aracı geliştirilmesi hedeflenmiştir.
248 Bu projenin gerçekleştirilmesi için gerekli altyapıya sahip olan firma, konusunda ülkemizin en önde gelen üreticileri arasındadır. Firma, Türkiye de, fırçalı ve vakumlu zemin temizleme makinelerinin üretimini yapan ve TSEK belgesi alan ilk ve tek firmadır. 2. YOL SÜPÜRME ARACI Yol süpürme aracı geliştirilmesi projesi ile yeni üretim teknolojileri (rotasyon kalıpçılığı) kullanarak, prototip üretilmiştir. Aynı zamanda bu proje yardımıyla teknolojik açıdan uluslararası bir konuma yükselmek amaçlanmıştır. Mevcut yol süpürme makineleri kamyonlar üzerine monte edilmektedir. Bu tür makinelerde manevra kabiliyeti yüksek değildir. Bunun yanısıra ortalama 80-100 km/h hızla gidebilmesi için tasarlanmış bir araç yol süpürme esnasında 10-20 km/h hızla gitmektedir. Bu da aracın yakıt sarfiyatını arttırmaktadır. Bu tip araçlarda verim oldukça düşüktür. Projede, düşük enerji ile çalışan, manevra kabiliyeti yüksek yalnızca temizlik işi için kullanılacak komple bir temizlik aracı tasarlanmış ve prototip imalatı yapılmıştır. Prototipe ait kavramsal tasarımda oluşturulan şematik görünüş Şekil 1 de gösterilmiştir. Şekil 1. Kavramsal tasarımda oluşan şematik görünüş 2.1. Projenin Başlatılma Gerekçeleri Projenin başlatılma gerekçelerinden bazıları şu şekilde sıralanabilir; - Son yıllarda belediyelerin yol süpürmede kamyon üzerine monte edilen veya traktör arkasına takılan yüksek maliyet ve düşük verimli makineleri alternatif olmadığı için tercih etmesi, - Bu tip makinelere alternatif olarak ithal edilen yol süpürme makinelerinin ülkemiz yol şartlarına uyum sağlayamaması, - İthal ürünlerin ülkemize sürekli giriyor olması, - İthalatın yerine ülkemiz şartlarına uygun yerli üretimin gerçekleştirilme isteği bu gibi nedenlerden dolayı firma bilgi birikimini kullanarak bu konuda Ar-Ge çalışması yapmaya karar vermiştir. Vakum sistemi ve yıkama sistemleri konusundaki bilgi birikimi bu projeye aktarılarak tamamen yeni bir ürün ortaya çıkarılmıştır. Bu ürün yol süpürme görevi olan kurumların tüm ihtiyaçlarına yerli ve düşük maliyetli bir çözüm olmuştur.
249 3. PROJE KAPSAMINDA YAPILAN ÇALIŞMALAR Proje kapsamında 1 adet prototip yol süpürme aracı imal edilmiştir. Prototip imalatı üç safhadan oluşmaktadır. İlk olarak tasarım, daha sonra prototip imalatı ve son olarak prototipin denenmesi çalışmaları gerçekleştirilmiştir. 3.1. Prototip Tasarım Çalışmaları Proje konusu araç dizaynı ve vakumlama ile ilgilidir. Firma bünyesinde tasarım çalışmaları yapılmış, prototip üretimi konusunda gerek PLC devre tasarımı, gerekse vakum sistemi kalıplarında diğer firmalardan destek alınmıştır. Prototip üretildikten sonra deneysel çalışmalar ile optimum fırçalama ve vakumlama değerleri belirlenmiştir. Gerektiğinde de prototip üzerinde değişiklikler yapılarak deneysel incelemelere devam edilmiştir. Tüm bunların sonucunda prototip elde edilmiştir. Ürüne ait teknik resimler oluşturulmuş ve imalatı için hazır hale getirilmiştir. Bunun yanı sıra PLC ve Elektronik kartların dizaynı, elektrik devresi tasarımı, vakum, fırçalama ve araç bölümün dizaynı yapılmıştır. Bu aşama sonucunda ürün bileşenlerinin tüm teknik resimleri hazırlanmıştır. İmalat esnasında problem çıkmaması veya revizyon gerekmemesi tasarımın başarısı hakkında bilgi vermiştir. Çıktılar şu şekilde özetlenebilir; -Araç imalat ve montaj resimleri, -Araç elektrik devre şeması, -PLC devre şeması, -Vakum bölüme ait teknik resimler, -Araç sabit ve hareketli aksamlarına ait teknik resimler, -Fırçalama bölüme ait teknik resimler, -Otomasyon projesi. Prototip tasarımına ait görüntüler Şekil 2, Şekil 3 ve Şekil 4 te gösterilmiştir. Şekil 2 Şase tasarımının görünüşü
250 Şekil 3 Prototip tasarımı yan görünüşü Şekil 4 Prototip tasarımı ön görünüşü 3.1. Prototip İmalatı ve Montajı Tasarım aşamasında hazırlanan projeler bu aşamada hayata geçirilmiştir. Tüm bölümlerin birbirleri ile uyum içerisinde olması ve istenen fonksiyonları tam olarak yerine getirmesi sağlanmıştır. Aracın ve temizlik sisteminin problemsiz çalışması ve istenen yol temizleme değerlerini vermesi için yoğun çalışmalar yapılmıştır. Proje çıktısı 1 adet yol süpürme aracı prototipi olmuştur. Bu aşamaya ait çıktılar şu şekilde özetlenebilir; Araç imalatı ve montajı, Elektrik tesisatı uygulaması, Elektronik devre uygulaması, PLC devre uygulaması, Otomasyon uygulamaları, Vakum, fırçalama ve yıkama bölümlerinin imalatı. Prototipe ait fotoğraflar Şekil 5, Şekil 6, Şekil 7 ve Şekil 8 de verilmiştir.
251 Şekil 5. Prototip ön görünüşü Şekil 6. Prototip arka görünüşü
252 Şekil 7. Prototip genel görünüşü 3.2. Prototip Deneme Çalışmaları Şekil 8. Prototip fırça sisteminin görünüşü Bu aşamada prototip denenmiş ve eksiklikleri belirlenmiştir. Özellikle araçtaki fiziksel özellikler ve çalışma sistemi üzerinde durulmuştur. Araç ile ilgili hareketli aksamlar, araç hızı, vakum miktarları, proses hızı gibi önemli değişkenler Laboratuar çalışmaları aşamasında ölçülmüştür. Ürün gerçek testlere tabi tutulmuş ve yol kenarlarında çalışma yapılmıştır. Aracın ilerleyişi, fırçaların hareketleri, vakum sisteminin uyumu, otomatik sistemin çalışması gibi fiziksel ve elektriksel özellikler gözlemlenmiştir. 4. SONUÇLAR Projeden aşağıdaki kazanımlar sağlanmıştır; - Büyük boyutlu araç dış muhafazası için rotasyon kalıpçılığının firma içerisinde gerçekleştirilmesi, - Daha önce yine aynı firma tarafından geliştirilen güçlü vakum sisteminin yeni bir makineye uygulanması,
253 - Binilebilir bir araç tasarımının tamamen firma içerisinde gerçekleştirilmesi, - Ülkemizin ilk profesyonel ve tamamen yerli imkanlar ile yapılmış yol süpürme aracının üretilmiş olması, - Bu konudaki ithalatın azaltılması, - Düşük maliyetli pazara sunulması ile yol süpürme aracının kullanım alanının genişlemesi, - Firmanın geliştirmeyi düşündüğü yeni projeler için deneyim ve altyapının oluşması olarak sayılabilir. 5. REFERANSLAR [1] Tektem Mak. San. ve Dış tic. Ltd. Şti. - TÜBİTAK-TEYDEB 7070040 numaralı Kobi Ar-Ge Projesi [2] www.cleanvac.com ÖZGEÇMİŞLER Prof. Dr. Hasan Rıza GÜVEN: 1953 Ankara doğumludur. İlk, orta ve lise öğrenimini Ankara da tamamlamıştır. 1974 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Uçak Mühendisliği bölümünü bitirmiştir. 1979 yılında Boğaziçi Üniversitesi nde yüksek lisans, 1983 yılında ise Yıldız Üniversitesi nde doktora öğrenimini tamamlamıştır. 1975-1978 yılları arasında Boğaziçi Üniversitesi nde öğrenci asistan, 1979-1983 yılları arasında Kocaeli Üniversitesi nde Araştırma Görevlisi, 1983-1984 yılları arasında Ankara 901 Uçak Ana Depo ve Fabrika Komutanlığı nda yedeksubay, 1989-1992 yılları arasında İ.Ü. Makina Mühendisliği Bölüm Başkanı, 1989-1996 yılları arasında İ.Ü. Teknik Bilimler Meslek Yüksek Okulu Müdür Yardımcısı, 1987-1999 yılları arası İ.Ü. Makina Programı Başkanı, 1989-1999 yılları arasında İ.Ü. Teknik Bilimler Meslek Yüksek Okulu Yönetim Kurulu Üyesi, 1998-2001 yılları arasında İ.Ü. Mühendislik Fakültesi Fakülte Sekreter Vekili, 1999-2001 yılları arasında İ.Ü. Mühendislik Fakültesi Yönetim Kurulu Üyesi olarak görev yapmıştır. Halen 2001 yılından bu yana Sakarya Üniversitesi Rektör Yardımcısı olarak görev yapmaktadır. Aynı üniversitede Makine Mühendisliği lisans programında enerji ana bilim dalına ait dersler vermektedir. Birçok ulusal ve uluslararası yayını bulunmaktadır. Makine Mühendisleri odasının 9516 numaralı üyesidir. Y. Doç. Dr. Ünal UYSAL: 1965 yılında Ilgaz' da doğdu. İlk, orta ve lise öğrenimini Ankara'da tamamladıktan sonra 1988 yılında Yıldız Üniversitesi Kocaeli Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü nü bitirdi. 1993 yılında Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü nde yüksek lisansını, 1996 yılında ise Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği Ana bilim dalında doktorasını bitirdi. 1989 yılında Yıldız Üniversitesi Kocaeli Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği' ne Araştırma Görevlisi olarak atandı. 1995 yılında Sakarya Üniversitesinde Araştırma görevliliğine devam etti. 1998 yılında Yardımcı Doçent Doktor olarak SAÜ Müh. Fak. Mak. Müh. Bölümü ne atandı. SAÜ Müh. Fak. Mak. Müh. Böl. Başkan Yardımcılığı (2000-2002), Amerika da bulunan Pittsburgh Üniversitesinde (2002-2005) misafir araştırmacı olarak çalıştı. 2006 yılından bu yana SAÜ. Karasu M.Y.O Müdürlüğü idari görevini sürdürmektedir. Birçok firmada danışmanlık yapmaktadır. Makine Mühendisleri Odasının 35783 sicil numaralı üyesidir. Evli ve 3 çocuk babasıdır. Öğr. Gör. Çetin KARAKAYA: 1978 yılında Gebze' de doğdu. İlk, orta ve meslek lisesi öğrenimini Gebze' de tamamladı. Gebze' de bulunan birçok işletmede çalıştı. Lisans öğrenimini 3,5 yılda iyi derece ile tamamlayarak, 2002 yılında Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü nden mezun oldu. Aynı yıl SAÜ Makine Mühendisliği Bölümü nde Araştırma Görevlisi olarak göreve başladı. 2005 yılında Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü nde Kaynak bilim dalında yüksek lisans öğrenimini tamamladı. 2009 yılı başında Karasu MYO Makine Programında Öğretim Görevlisi olarak göreve başladı. Halen aynı üniversitede Sanayi Bakanlığı tarafından desteklenen Yüksek Basınca Dayanıklı Kompozit Hidrojen Tankı İmalatı adlı Santez Ar-Ge Projesi kapsamında doktora çalışmalarına devam etmektedir. Sakarya ve İstanbul da bulunan birçok firmada Ar-Ge danışmanlığı yapmaktadır. Evli ve iki çocuk babasıdır. Makine Mühendisleri Odası nın 56103 sicil numaralı üyesidir. İşletme Müh. Hamit BEKTAŞ: 1964 yılında Karasu da doğmuştur. İlk, orta ve lise öğrenimini Karasu da tamamlamıştır. 1988 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi İşletme Mühendisliği Bölümü nü bitirmiştir. Öğrencilik yıllarındaki girişimciliği ile kurduğu firmasını geliştirerek bu güne taşımıştır. Ev tipi ve endüstriyel temizlik makine ve sistemleri konusunda imalat faaliyetlerine devam etmektedir. Her yıl ülkemiz için yeni olan yaklaşık 2 ürün çalışmaları yaparak piyasaya sürmektedir. Ortadoğu başta olmak üzere birçok ülkeye ihracat yapmaktadır. İngilizce bilmektedir. Evli ve 2 çocuk babasıdır.
254