![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() BÖLÜM 1
Presler , elektrik motorundan alınan dönme hareketini mekanik enerjiye çeviren ve bu enerjiyi kullanan makinalardır. Presler tahrik sistemine göre iki sınıfa ayrılır.
Mekanik presler aslında birer enerji makinasıdır. Enerji volanda depolanır ve periyodun belli bir kısmında depolanan enerjinin bir kısmı kaybedilerek iş yapılmış olur. Daha sonra yapılan veya kaybedilen iş , elektrik motoru tarafından volana verilerek volan nominal devrine getirilir. Aşağıda volanın işlevi daha ayrıntılı bir şekilde anlatılacaktır. Presin elektrik motoru çalıştırıldığında , volan bir kayış-kasnak mekanizmasıyla sürekli dönmeye başlar . şekillendirme işleminin yapılabilmesi için üst kalıbın ve dolayısıyla bağlı olduğu pres koçunun düşey olarak hareket etmesi gerekir. Bunu sağlamak için çift el kumandası veya bir pedal kumanda edilen kavramanın volanı kavraması sağlanır . kavrama hareketi bir mile aktararak hareketi iletir ve krank milinin dönmesi sağlanır. Bir vuruştan sonra koç üst ölü noktaya çıktığında durdurulabileceği gibi , istendiğinde pres otomatiğe bağlanarak sürekli olarak da çalıştırılabilir. Presin durması bir fren vasıtasıyla sağlanır. Genellikle kavrama –fren aynı konstrüksiyon içinde bir kombinasyon şeklinde yer alır. Ancak presin ayrı yerlerine konduğu durumlar da mevcuttur. ![]() Şekil 2: Mekanik Preslerde Gücün Koça İletilmesi ![]() Şekil 3 : Mekanik Preslerde Dişli Tahrik Mekanik preslerde güç koça çeşitli şekillerde iletilir. Örneğin mekanik presler kranklı veya eksantrik olabilir. Presin elektrik motoru çalıştırdığında krank veya eksantrik mil bir kayış kasnak mekanizmasıyla volan tarafından kavrama devreye sokularak tahrik edilebileceği gibi aynı amaçla dişlilerden de faydalanılabilir. Mekanik preslerin hareket mekanizması , kranklı veya eksantrik dışında , mafsal kollu veya külbütör kollu da olabilir. ![]() Şekil 4 Mekanik Preslerde Gücün Koça İletilmesi . (a) Mafsal Kollu (b) Külbütör Kollu
Mekanik presler isteğe göre değişik tonajlarda ve biçimlerde tasarlanabilmektedir. Ancak su anda piyasada en çok kullanılan mekanik pres çeşitleri C tipi ve H tipidir.
Gövde yapısı (kalıp çalışma boşluğu) tek taraftan açık olan pres tezgahlarıdır. Pik veya çelik gövdeli olarak üretilir. Genelde hafif tonajlı preslerin tasarımında C tipi gövde şekli kullanılır . ![]() Şekil 5 C Tipi Eksantrik Pres
Gövde yapısı (kalıp çalışma boşluğu) kapalı olan pres tezgahlarıdır. Genelde çelik gövdeli olarak üretilir. Yüksek tonajlı preslerin tasarımında H tipi gövde şekli olarak kullanılır. Kendi içinde dört biyelli , iki biyelli ve tek biyelli çalışma sistemli olarak üretilmektedir. Son zamanlarda biyel kol sayıları arttırılarak çift biyel kollu preslere göre daha az titreşime ve daha dinamik bir yapıya sahiptir. Bu pres ile daha yüksek hızlara çıkılabilmekte, kalıbın tablanın değişik yerlerine bağlanmasından dolayı kaynaklanan yük dengesizlikleri ise ortadan kalkmaktadır. Böylece farklı ürünlerin kalıpları da bu prese bağlanabilmekte ve esnek üretime imkan tanınmaktadır. ![]() Şekil 6 : H Tipi Mekanik Pres
Preslerdeki en önemli özelliklerden biri gövde biçimi, gövdenin yapıldığı malzemenin cinsi ve konstrüksiyon şeklidir. Küçük tonajlı preslerin gövdesi döküm, büyük tonajlı preslerin gövde konstrüksiyonu çelik plakalı kaynak birleştirmedir. Küçük tonajlı presler genellikle C gövde tipli preslerdir. ![]() Şekil 7 H Tipi Mekanik Pres Gövdesi
Presin çalışmasını sağlayan elemandır. Motordan alınan dönme hareketi, kayış kasnak ile doğrudan volana veya dişliler ile eksantrik (krank) miline istenen devirde iletilir. Eksantrik motorlarda kullanılan motorların devri ![]()
Volan, motordan aldığı dönme hareketini büyük çapından dolayı devir sayısını düşürüp kuvvet yönünden de artıran presin bir parçasıdır. İlerde volan ayrıntılı olarak anlatılacaktır. Eksantrik preslerde güç iletimi açısından oldukça önemlidir. ![]() Şekil 8 : Volan
Elektrik motoru ile elde edilen dönme hareketi, kayışlar vasıtasıyla volana aktarılır. Volana bağlı olan milin üzerinde kavrama ve fren grubu vardır. Kavrama ve fren grubu hidrolik, pnömatik veya mekanik kumanda sistemi ile çalışır. Volan, motordan aldığı dönme hareketi ile sürekli döner fakat eksantrik (krank) mili dönmez. Biz, parça basmak istediğimiz zaman kavrama kumandasını devreye sokarız (pedal, buton ile) ve eksantrik mili dönmeye başlar. Eksantrik milin görevi, dairesel hareketi doğrusal harekete dönüştürmektir. Presin krank miline biyel kolu dediğimiz kollarla bağlı olan hareketli kafaya (koç, slayt) krank milinin eksen kaçıklığı iki katı kadar doğrusal hareket yaptırılır. ![]() Şekil 9 Motor Gücünün Volana İletilmesi
Kavrama ve frenler, mekanik preslerin en önemli elemanlarındandır. Pres tezgâhının emniyetli ve verimli çalışması, kavrama ve frenlerin hatasız çalışmasına bağlıdır. Hareketin istendiğinde koç başlığına iletimini sağlayan sisteme kavrama adı verilmektedir. Kavramanın devreye alınıp koç başlığı vuruşunu yaparak üst ölü noktada durmasını sağlayan sisteme de fren sistemi adı verilir. Günümüzde değişik kavrama ve fren sistemleri kullanılmaktadır (elektro manyetik, pabuçlu frenler, kamalı kavramalar, lameli kavramalar, pnömatik ve hidrolik kavramalar vb.) Hareket iletimini sağlayan kavrama sistemi, belli bir dönüş açısında krank miline, maksimum değerde bir döndürme momenti iletir. Kavrama devre dışı kaldığı anda fren sistemi devreye girer ve krank milinin üst ölü noktada durmasını sağlar.
C tipi preslerde direk krank mekanizmasına bağlıdır. Bir ucu volanda bir ucu krankta ara mil görevi görür. H tipi preslerde ise bu mil volana bağlıdır ve bir dişli mekanizması ile tork krank miline iletir. ![]() Şekil 10 . Angrenaj mili
Krank mili, volandan aldığı dairesel hareketi doğrusal harekete çeviren, eksantrik presin en önemli parçasıdır. Krank milinin eksenleri arasındaki kaçıklığın iki katı presin kurs boyunu oluşturmaktadır. Krank milinin üzerinde volan, kavrama elemanları, fren tertibatı, biyel kolu ve biyel koluna bağlı bulunan koç başlığı bulunmaktadır. ![]() Şekil 11 Krank Mili
Eksantrik preslerde kalıp üst grubunun bağlandığı kısım olup duruma göre iki veya dört noktadan kızaklanmıştır. Eksantrik milinin dairesel hareketi biyel kolu-koç başlığı ile doğrusal harekete dönüştürülerek kalıbın çalışması sağlanır. ![]() Şekil 12 Biyel kolu ve Elma Vida
Pres tezgâhında tabla kalıbının bağlanması amacı ile kullanılmaktadır. Tablalar; presin gövdesine bitişik, koç başlığının hareket eksenine dik olarak imal edilir. Tablalar üzerine çapraz ya da birbirine paralel T kanalları açılır. Tablalar, pres tezgâhının bütün baskı kuvvetini üzerlerinde taşıyan elemanlardır. Tablalar, presin tonajına göre boyutlandırılır. Preslerde tablalar tek kat ve iki kat olarak imal edilir.
Kısaca hidrolik ve eksantrik presleri karşılaştıracak olursak ;
BÖLÜM 2
Eksantrik preslerin çok fazla tipi olup hesaplar H tipi prese göre yapılmıştır.
Gövde grubu genellikle St52 veya St37 çelikleri kullanılır . Ancak gövde grubu genellikle kaynak konstrüksiyonu olduğundan gerelim giderme tavı uygulanmalıdır.
Krank malzemesi olarak 4140 ıslah çeliği kullanılır ve sertleştirme ve tavlatma işlemi yapılmalıdır. Koç’un bağlı olduğu mekanizma olup motordan kayışlar yarımıyla gelen döndürme momenti önce volana volanın bağlı bulunduğu angrenaj mili vasıtasıyla krank miline iletilmektedir. Krank mili de biyel kolu ve koç ile birlikte pres işlemi yapılmaktadır. ![]() Şekil 13 Eksantrik Preslerde Kuvvetler Krank-Piston mekanizmasının fiziksel özelliklerinden dolayı mildeki gerekli moment sürekli değişmektedir. Bu moment, M= ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Şekil 14 Açı-Kuvvet Yararlanma Grafiği ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Krank mili malzemesi olarak yüzey sertleştirme işlemi yapılmış 4140 ıslah çeliği kullanılmıştır. Bu malzemenin dayalı yükte ![]() Krank mili mekanik preste eğilme ve burulma zorlanmalarına maruz kalmaktadır. Bu durumda eğilme ve burulmaya göre emniyetli olabilmesi için gerekli çap tayini yapacak olursak ; Burulmaya göre ; ![]() ![]() ![]() ![]() Eğilmeye göre kontrol ; ![]() Bu duruma göre çap ![]() ![]()
Angrenaj mili volana bağlı olup pres çeşidine göre yapısı farklılık gösterir . C tipi eksantrik preslerde bir ucu volana ve diğer ucu ise kranka bağlı olarak çalışır. H tipi eksantrik preslerde ise genellikle krankın üzerinde bir dişli çark ve angrenaj üzerinde de bir dişli çark bulunur ve sistemin devrinin ayarlanmasında kullanılır. Malzeme olarak ![]()
![]() Şekil 15 Eksantrik Pres Elemanlarının Şematik Görünümü Motor gücü normal şartlarda volan kullanılmazsa çok büyük değerlere çıkmaktadır. Bunun önüne geçilebilmek için volan mekanizması geliştirilmiştir. Motor volanı döndürür ve volanda biriktirilen enerji krankı döndürerek presleme işlemi yapılmaktadır. Yani ; motor gücü , presleme kuvvetiyle devri düşmüş volanı tekrar eski nominal değerine getirerek volanda tekrar enerji biriktirmelidir. Nominal devrine getirebilecek büyüklükte olması yeteridir. Volan normalde boşta döner angrenaj miline kama bağlantısıyla bağlıdır ve önünde kavrama vardır. Kavrama yapılınca volandaki hareket angrenaj miline oradan da kranktan hareket sağlanmış olur. Sonra devri düşen volan tekrar motor tarafından eski haline getirilmeye çalışılır.
![]() Motor gücü hesabında ; Makinenin tüm fiziki özelikleri ve çalışma şartları belirlenmelidir. Makinada yapılan işin büyüklüğü ![]() Preslerde iş periyodik olarak yapıldığından iş zamanı ![]() Presin maksimum yapabileceği maksimum iş ![]() ![]()
Volan malzemesi olarak dövme malzeme tercih edilir ancak ![]() Özellikle pres , giyotin ve şahmerdan gibi iş makinalarında , kısa zaman sürelerinde yüksek enerji harcamasının olduğu durumlarda ,hem enerji kaybını özlemek hem de sistemdeki düzgün olmayan yükte çalışma durumundan kaynaklanan hız düzgünsüzlüğü yada burulma titreşimlerini önlemek için büyük kütleli döner elemanlar kullanılmaktadır. Bunlara volan adı verilir. Volanın makinaya iki önemli faydası vardır. Örneğin ; her ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]()
Pres makinalarında kabul edilen düzgünsüzlük sayısı ![]() Volan malzemesi dökme demir olarak özgül ağırlık ![]() ![]() ![]() Bu denklemlerden volan boyutları seçilir. Bu durumda volan çapı 800 mm volan genişliği 44.9 mm seçilmiştir. ![]() ![]()
![]() Şekil 16 Volan Boyutları Motor gücü hesabı : Motor gücü sistemi nominal devire 330 derecede getirecek kadar güçlü olmalıdır. ![]() ![]() Verim preslerde ![]() ![]() Eğer sistemde volan olmayıp doğrudan motor ile pres işi yapmış olsaydık ; ![]() Eksantrik Preslerde Volan Hesabı Volan büyük kütleli ve yarıçaplı disk şeklinde bir makine elemanı olup döner eleman olan millere kumandalı bir kama ile monte edilmiştir. Belli bir hıza yani kinetik enerjiye ulaştıktan sonra kumandalı kama ile volandaki hareket enerjisi mile dolayısıyla basmaya dönüşür. Basma işleminden sonra volanın hızı yavaşlamış olur. Ancak , volan mil üzerinde serbest dönebileceğinden elektrik motoru ile volanın hızı kısa zamanda yine arttırılmış olacaktır. Dolayısıyla ; basma işleminde gerekli olan yüksek güç düşük değerdeki elektrik motorunun volanda biriktirdiği yüksek kinetik enerjisinden sağlanmış olmaktadır. Ayrıca titreşim ve gürültüler de minimuma indirilmiş olur. ![]() Şekil 17 Elektrik Motoruyla Tahrik Edilen Volan A: Basmanın başladığı nokta B: Kesmenin bittiği nokta ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Motor gücü bilindiğine göre volandaki kayıp enerji bu formülden bulunabilir.
Krank mili ile dişli çarklar arasında dişli çarklar bulunmaktadır. Çevrim oranı ![]() Konstrüksiyon gereği krank miline bağlı bulunan dişli çark 800 mm ve angrenaj milinin bağlı bulunduğu dişli çark ise 200 mm alınmıştır. Bu duruma göre dişlilerin merkezlerinin uzaklığı ![]() Döndüren dişli çark angrenaj dişlisi olduğundan ona göre işlem yapılır. Dişli malzemesi olarak ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Diş dibi kırılmasına göre modül; ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Yüzey ezilmesine göre modül ![]() ![]() ![]() Olduğundan ![]() ![]() ![]() Yanlış diş sayıları seçilmesinde birinin diş sayısının tek olması istenir. Çünkü her dişli diğerinde aynı dişe denk geleceğinden aşınmalar başlayacaktır.
Krank mili yatağına gelen kuvvetler ve yatak seçimi , 200 800 ![]() ![]() A B![]() Şekil 18 Yatak Kuvvetleri Yatak hesabı normal kuvvete göre yapılır ve bu normal kuvvet teğetsel ve radyal kuvvetlerin birleşiminden oluşur. Krank yatağında teğetsel kuvvet dişli çarkların çevriminden kaynaklanan kuvvet olarak alınabilir. Bunun için dişli çarkın ucunda meydana gelen teğetsel kuvveti bulursak ; ![]() ![]() Yataklardaki ![]() ![]() ![]() Radyal kuvvetleri de hesaplarsak ; 0 dişli olduğu için ralyal kuvvet arasındaki açı ![]() ![]() ![]() Krank milinin pres kuvvetini milin tam ortasından vurulduğu varsayılırsa ; ![]() ![]() A B500 ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Rulmanlı yatak seçimi yapılırsa ; ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Bu C değerinde rulmanlı yatak olmadığından kaymalı yatak seçilmiştir. Kuvvet çok büyük olduğundan kaymalı yatak seçimi yapılmıştır ve diğer yataklarda da bu kuvvet çok yüksek olacağından tüm yataklar kaymalı yatak seçilmiştir. Angrenaj mili yatağı yüksek hızla döndüğünden ve fazla yük olmadığından rulmanlı yatak seçilmesi daha uygundur.
Biyel grubu biyel kolu ve biyel vidası olmak üzere iki kısımdan oluşur . Biyel grubunun malzemesi ![]() Koç grubuna hassas yataklama gerektirdiğinden taşlama işlemi yapılmalıdır. Biyel kolu krank miline bağlanarak dönel hareketi lineer harekete çevirir. Gücü iletmek açsından oldukça önemli bir parçadır. Tüm bası gücü üzerinde toplanır ve buna göre tasarlanır. Bir ucu krankın eksantrik kısmında diğer ucu ise doğrusal hareket yapacak Şekilde kızaklandığı için açısal hareketleri tolere edecek bir dizayna sahip olmalıdır. Bu nedenle biyel vidasının ucu küresel olarak tasarlanmıştır. Biyel vidasının küre ucu sayesinde uç tarafı serbest bir şekilde hareket salınım yapacak ve koç grubuna kaygan bir şekilde yataklanacağından serbest bir şekilde hareket sağlayacaktır. Bu nedenle kuvvetin yatay bileşeni biyel vidasını eğmeye çalışması söz konusu olmayacaktır.
Preste dişi kalıbın bağlanacağı plaka presin tüm kuvvetine maruz kalmaktadır. Bu nedenle emniyet sınırları içinde minimum şekilde şekil değiştirmesine izin verilmelidir. Biyel vidasının biyel koluna montaj vida-somun prensibine dayandığı için uygun diş profili seçmemiz gerekir. BÖLÜM 3
Presin analizi SolidWorks 2011 ortamında yapılmış olup gövdenin ve koçun analizleri yapılmıştır. Kuvvet 100 tonluk pres olduğundan 1000000 N verilmiştir.
Gövdeye statik deformasyon ve von-misses gerilme analizleri yapılmıştır. Analiz alttan sabitlenme olmuştur ve 100000 N yük tablaya verilmiştir. Bunun sonucunda ;
Maksimum deformasyon 0.477 mm olarak tabla yüzeyinde görülmüştür. ![]() ![]() Şekil 19 Statik deformasyon (GÖVDE)
Von-misses gerilme analizinde maximum gerilme ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Şekil 20 Von-Misses Gerilme Değerleri(GöVDE)
Pres kuvveti uygulandığında tepki kuvvetı olarak koça da bir gerilme gelicektir. Bunu da 100000 N alarak analiz yaparız.
Koçtaki deformasyon miktarı maksimum 1.99 mm olarak görülmüştür. ![]() ![]() Şekil 21 Statik deformasyon (koç)
Von-Misses Gerilme değerlerinde ![]() ![]() ![]() Şekil 22 Von-Misses Gerilme değerleri (koç) BÖLÜM 4 MEKANİK PRES ÇİZİMİ VE MONTAJLANMASI ![]() ![]() Şekil 23 Montaj Resmi BÖLÜM 5
Mekanik pres tasarımında dikkat edilmesi gereken unsur volan hesabı olarak görülmüştür. Çünkü enerji volanda depolanıp volandaki enerjiyle iş yapımı gerçekleştirilir. Bu motor gücünün düşük olmasına ne enerji tasarru sağlar . Volansız bir mekanik preste motor gücü 120 BG seviyelerinde cıkarken volan da enerji depolayarak iş yapımında 15 BG civarında bir güce ihtiyaç vardır. Ayrıca mekanik presler hidrolik preslere göre daha hızlı işlem kabiliyeti vardır. Bu seri üretimlerde önemli avantaj sağlamaktadır. Yapılan statik gerilme, sekil değiştirme ve doğal frekans analizlerinin maksimum değerlerinin pres gövdesindeki farklı bölgelerinde ortaya çıktığı görülmüştür. Buna karşın ,elde edilen sonuçlar makul ölçülerde olduğundan presin çalışmasına engel teşkil etmezler. BÖLÜM 6 KAYNAKLAR [1] TEKNİK PRES MAKİNA SANAYİ MÜHENDİSLİK ve TİC. LTD. Şti [2] Özkılıç,ERKAN, Mekanik Pres Tasarımı, Makine Tasarımı Projesi, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul 2012 [3] Metal Forming Handbook /Schuler (c) Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1998 [4] Saygın ŞENER, Erdemir Makine Atölyesi Bakım Mühendisi [5] UÇAR, Vahdet ; Makine Elemanları Ders Notları [6] Murat Ali ŞAN, KİPSAN KALIP İMALAT VE PRES SANAYii [7] Ozan ARSLAN, Eksantrik Pres Tasarımı , Dokuz Eylül Üniversitesi,2009 |
![]() | ![]() | ||
![]() | ![]() | ||
![]() | ![]() | Цrne?in sьrьtme a??yla avc?l?k yapan bir bal?kз? teknesi trol teknesi, veya зevirme a?? kullanan bir gemi ise g?rg?r teknesi olarak... | |
![]() | ![]() |