Örnek Proje - Prof.Dr Akgün Alsaran
Transkript
Örnek Proje - Prof.Dr Akgün Alsaran
T.C ATATÜRK ÜNĠVERSĠTESĠ MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ OTO LĠFT TASARIMI HAZIRLAYANLAR 8.GRUP SERKAN KARADAYI RECEP KÖR ERDEM ATAġ MAHMUT KILIÇ OTO LĠFT ÇALIġMA PRENSĠBĠ Araç liftleri spesifik olarak motorlu araçların tamir ve bakımına yönelik üretilen cihazlardır. Araç özelliklerine hitap eden pek çok özel aparat ve teçhizat ile donatılırlar. Tonaj büyüklüğü nispetince kaldırılabilecek araçların fiziksel boyutları ile doğru orantılı olarak makine boyutları büyümektedir. Elektrik motorundan alınan tahrikle, kayıĢ kasnak mekanizması ile sonsuz mil tahrik edilir. Tahrik edilen sonsuz mil Ģekilde görülen mekanizma ile kolları aĢağı yukarı tek eksen boyunca hareket etmesini sağlar. Bu mekanizma U profilli bir kolon üzerinde hareket etmektedir. Kolların biri dirsek ile kırılma hareketine sahip, diğeri ise birbiri içerisinden geçen kolon Ģeklindedir. Bu Ģekilde tasarım yapılmasının nedeni farklı araçların destek noktaları farklıdır. Bu çeĢitliliğe ayak uydurabilmesi için mekanizma kolları ayarlanabilir Ģekilde tasarlanmıĢtır. Elektrik motorundan alınan tahrikin diğer U profilli kolona aktarılması platform altındaki kanal vasıtasıyla, kayıĢ kasnak mekanizması ile olmaktadır. Bu Ģekilde diğer U profil üzerindeki diğer mekanizmalar çalıĢtırılmıĢ olur. Yukarıda ki Ģekilde mekanizma görülmektedir. OTO LĠFT STATĠK ANALĠZĠ U PROFĠLLĠ SÜTUNUN EĞĠLME DURUMU Maksimum von-mises gerilmesi; 41 MPa dır. Eylemsizlik Momentleri I 1 a h3 12 I 1 1 70 146.8183 18,461 10 6 m 4 12 I 2 1 70 103.182 3 6,41 10 6 m 4 12 I 3 1 1 160 103,182 3 160 33,182 3 14,16 10 6 m 4 12 12 I 2 I 12 I 2 I 3 63,902 10 6 m 4 olarak bulunur. 4000 kg lık bir araç kaldıracağı varsayılırsa; G=m*g = 4000*9,81 = 39240N Platformun orta noktası 1250 mm dir , ve tek U profilli kolona gelen kuvvet 19620 N dur. M e F x 19620 1250 24.525 10 6 Nmm M e x 24.525 10 6 103,182 39,6MPa I 63,902 10 6 S355J2G3 (St 52-3) çeliğinin fiziksel özellikleri (Erdemir,2000) Akma mukavemeti MPa 355 Çekme Mukavemeti MPa 490-630 Malzeme olarak St52-3 seçilirse ; akma 355MPa dır. Emniyet katsayısı olarak S=5 alınırsa emniyet gerilmesi; em akma S 355 71MPa olarak bulunur. 5 akma 39,6<71 MPa olduğundan U profilimiz eğilme durumunda EMNĠYETLĠDĠR. Solid Works programı yardımıyla yaptığımız bilgisayar destekli statik analizde von-mises gerilmesi 41 MPa olarak sonuç alınmıĢtır. Sonuçlardaki bu küçük fark programın mesh durumu ve göz ardı edilen etkenleri hesaba kattığından bu küçük fark ortaya çıkmıĢtır. KOL MEKANĠZMASININ EĞĠLME VE KESME DURUMU I1 1 a h3 12 1 1 120 1503 80 1103 12 12 6 4 I1 24,88 10 m I1 1 1 80 1103 40 703 12 12 6 4 I1 7, 73 10 m I1 ‘AISI 4340 stell , normalized’ malzeme olarak seçilmiĢtir. Dış profil ağırlık ; G1 13,1 0,5 6,55kg Ġç profil ağırlık ; G2 12,8 0,5 6, 4kg Gtop 12,95kg 127, 04 N EĞĠLME DURUMU Me F 1000 G 500 Me 19620 1000 127, 04 500 Me 19, 68 106 Nmm e Me c 19, 68 106 500 I top 24,88 7, 73 106 e 301, 74MPa F 19620 127, 04 2, 24 MPa olarak bulunur. A 110 80 B 2 3 2 301, 742 3 2, 242 B 301, 765MPa ‘AISI 4340 stell , normalized’ malzeme olarak seçilmiĢtir. ak 710 MPa S=1,5 olarak alınırsa ; em 710 473,33 MPa 1,5 301,765 473,33 olduğundan dolayı birbiri içinde kayan mekanizmaya sahip dikdörtgen profilli lift kolumuz EMNĠYETLĠDĠR. Solid Works programı yardımıyla yaptığımız bilgisayar destekli statik analizde von-mises gerilmesi 300MPa olarak sonuç alınmıĢtır. Sonuçlardaki bu küçük fark programın mesh durumu ve göz ardı edilen etkenleri hesaba kattığından bu küçük fark ortaya çıkmıĢtır. Kolun Dönmesini Sağlayan Pim Hesabı Pim eğilmeden dolayı kesilmeye maruz kalmıĢtır. Kolun emniyet durumunu pimlerin taĢımasını isteriz. Çünkü kesitin en dar olduğu kısımdır. Pim 30 mm çapında bir silindirik elemandır. F1 G Ftop 19620 124,04 19744 N Mil üzerine bu toplam kuvvetin ,kuvvet çifti olarak etkidiğini düĢünürsek; F 19744 9872 N etki eder. 2 9872 13,970MPa 706,86 Yatakta oluĢan gerilme; Ftop A1 A2 19744 16, 45 MPa 1200 B 2 3 2 16, 432 3 13,9752 B 29, 25MPa ak = 270 MPa (s = 3) malzeme olarak seçilirse; DDK 42 29, 25 270 90 3 Olduğundan EMNĠYETLĠDĠR. Solid Works programı yardımıyla yaptığımız bilgisayar destekli statik analizde von-mises gerilmesi 29,4 MPa olarak sonuç alınmıĢtır. Sonuçlardaki bu küçük fark programın mesh durumu ve göz ardı edilen etkenleri hesaba kattığından bu küçük fark ortaya çıkmıĢtır. Kollun uç kısmındaki papuçun bağlı olduğu mil hesabı F em A 19620 62, 45MPa d2 4 D=20 mm çapında bir mil pabucu bağlamıĢtır. DDK 42 ak 270MPa malzeme olarak seçilmiĢtir. S=3 olarak alırdak; 62, 45 270 3 olduğundan EMNĠYETLĠDĠR. TRAPEZ VĠDA DĠġLĠ TRANSMĠSYON MĠL HESABI F YÜK 2 DIŞ PROFĠL KOL AĞIRLIĞI 2 ĠÇ PROFĠL KOL AĞIRLIĞI 2 F 19620 2 13,1 0,5 2 12,8 0,5 F 19646 N Pratik Hesaplar Kulanırsak A 1,3 F em em ak s ke ke 1 kç S=6 ve Kç =4 kabul ederek , malzeme olarak ta st60 seçilmiĢtir. ke 1 4 em d 21 330 1 13, 75 MPa 6 4 1,3 19646 330 4 24 d1 48, 63mm A d1=50 mm ve d2=55 mm olarak alınmıĢtır. Basıya Göre Kontrol bası 19646 10 MPa 502 4 Burulmaya Göre Kontrol Mb F d2 tan( ' ) 2 Mb A F OTOBLOKAJLI d2 tan( ' ) 2 d13 16 Standart d1 ve d2 tablodan bakılarak tablodan h=9 mm olarak okunur. tan h 9 2,980 olarak bulunur. d 2 55 ' 0,14 olarak alınırsa; ' tan ' 19646 ' 7,97 olarak bulunur. 55 tan(7,97 2,98) 2 1,92 MPa 503 16 B 2 3 2 102 3 1,922 B 10,54MPa 10,54 330 55 6 Olduğundan EMNĠYETLĠDĠR. ELEKTRĠK MOTORU GÜÇ VE DEVĠR HESABI Motor Hesabı: P = FxV P = 2 x 19646 x 0,1 P = 3929, 2 W = 3,9292 kW Pmotor = P / h Pmotor = n1 = h = %60 motor verimi 3,9292 = 6,55 kW 0, 6 V 100 = = 11,11 d / sn h 9 n1 = 666, 67 d / d r1 = 0,5 r2 olsun. Yani bize yaklaşık 7kW gücünde ve 3000 d/d ‘da çalışan bir elektrik motoru gerekmektedir. n2 = 3000 d / d . MATLAB PROGRAMI % Eylemsizlik Momentleri a1=70 a2=160 h1=146.818 h2=103.182 I1=1/12*(a1)*(h1)^3 I2=1/12*(a1)*(h2)^3 I3=1/12*(a2)*(h2)^3 I=(2*I1)+(2*I2)+I3 %4000kg bir araç kaldırılacağı varsayılırsa m=input('ağırlığı girin:') g=9.81 G=m*g %platformun orta noktası 1250mm %sigma:S F=G/2 x=1250 Me=F*x S=(Me*h2)/I %akma mukavemeti:Sa %emniyet mukavemeti:Sem %emniyet katsayısı:s %emniyet kontrolünü yaparsak Sa=input('akma mukavemeti:') s=5 Sem=(Sa/s) %kol mekanizma eğilme kesme durumu a3=120 a4=80 a5=40 h3=150 h4=110 h5=70 I4=(1/12*(a3)*(h3)^3)-(1/12*(a4)*(h4)^3) I5=(1/12*(a4)*(h4)^3)-(1/12*(a5)*(h5)^3) %Dış profil ağırlık G1=13.5*0.5 %iç profil ağırlık G2=12.8*0.5 G=(G1+G2)*9.81 %Eğilme durumu %Se:eğilme dayanımı Me1=(F*1000)+(G*500) Se=(Me1*500)/(I4+I5) ta=F/(h4*a4) Sb=(Se^2+(3*ta^2))^(1/2) %AISI 4340 MALZEME İÇİN %akma dayanımı:Sa1 %emniyet katsayısı:S1 Sa1=710 S1=1.5 Sem1=Sa1/S1 %kolun dönmesini sağlayan pim hesabı Ftop=F+G F2=Ftop/2 ta1=F2/706.86 S2=Ftop/1200 Sb1=(S2^2+(3*ta1^2))^(1/2) %DDK42 akma dayanımı:270 %S2:3 %Sb1<(270/3) %Kolun uç kısmındaki pabuçun bağlı olduğu mil hesabı %D=20 mm çapında bir mil pabucu bağlanmıştır d=20 S3=F/((3.14*(d^2))/4) %S3<(270/3) %TRAPEZ VİDA DİŞLİ TRANSMİSYON MİL HESABI F1=(F)+(2*G1)+(2*G2) KAYNAKLAR - Makine Elemanları ders notları ‘Doç.Dr.İrfan KAYMAZ’ - Solid Works programının material bölümünde malzeme seçimi , çizim, montaj (sisteme hareket verimesi) ve statik analiz - Matlab programı ile sistemin genel algoritması - Makine elemanları ‘Prof.Dr.Erdem KOÇ’