Transport Tekniği 1 - 2 Transport Tekniği 1 Ders Notları Bölüm 5 TRANSPORT TEKNİĞİ – 1 DERS NOTLARI Muharrem E. BOĞOÇLU – Ahmet SAĞIRLI C. Oktay AZELOĞLU 1 5.KRENLERDE KULLANILAN PALANGA SİSTEMLERİNİN KONSTRÜKSİYONU Krenlerde palanga sistemleri yük kald ırma veya çekme amac ıyla kullan ılmaktadır. Palanga sistemlerinin sa ğladığı ilave çevrim oranlar ı sayesinde tahrik sistemlerinde kullan ılan hız azaltma mekanizmalar ının (redüktör, şanzuman vs.) daha küçük seçilmesi mümkün olmaktad ır. Bu durum ekonomik çözümlere yol açmaktad ır. Ayrıca palanga sistemleri sayesinde yük transfer i şlemleri daha esnek çözümlerle gerçekle ştirilebilmektedir. 5.1. Palanga Düzeneklerinin genel yapısı. Palanga düzenekleri iki k ısımda incelenebilir. Bunlar ın ilki basit palangalar, ikincisi ise ikiz palanga düzenekleridir. Şekil 8’de bir basit palanga, Şekil 9’da ise bir ikiz palanga sistemi görülmektedir. Şekil 10’da ise çok makaral ı bir ikiz palanga görülmektedir. Şekil 8. Basit palanga. Şekil 9. İkiz palanga. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comTRANSPORT TEKNİĞİ – 1 DERS NOTLARI Muharrem E. BOĞOÇLU – Ahmet SAĞIRLI C. Oktay AZELOĞLU 2 Şekil 10. Çok makaralı bir ikiz palanga. İkiz palangaların basit palangalara göre birçok üstünlükleri vard ır. İkiz palangaların konstrüksiyonu incelendi ğinde yükü daha dengeli kald ırdıkları görülmektedir. Bu montaj işleri gibi hassas kald ırma işlemlerinde oldukça önemlidir. Ayr ıca ikiz palangada yer alan denk (dengeleme) makaras ı, yükün halatlara eşit dağıtılmasını sağlarken aynı zamanda halattaki uzamalar ın oluşturduğu problemleri de dengeler. Ancak basit palangalar ın avantajı ise yapılarında daha az sayıda makara ve tambur kullanımının mümkün olmas ıdır. 5.3. Palanga Sistemlerinin Verimi Palanga sistemlerinin verimini bulabilmek için öncelikle makara verimlerini bulmal ıyız. Buna göre; Sabit Makaralarda Verim Şekil 11. Sabit makara. Şekil 11’deki sabit makarada kay ıpların olmadığı düşünülürse S=Q olur. Ancak kayıplar olduğundan S>Q olmaktadır. Bu kayıpları iki kısımda incelemek mümkündür. 1. Yatak kayıpları: Sürtünmelerden dolayı (kaymalı yatakta 09 , 0 = m ) % 3’lük bir kayıp olmaktadır. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comTRANSPORT TEKNİĞİ – 1 DERS NOTLARI Muharrem E. BOĞOÇLU – Ahmet SAĞIRLI C. Oktay AZELOĞLU 3 2. Halatın rijitli ği: Halatı oluşturan tellerin e ğ ilme ve bükülmelerinden ve tellerin iç sürtünmelerinden meydana gelir. Deneysel olarak % 1’lik bir kay ıp olduğu belirlenmi ştir. Buna göre sabit makaranın verimi aşağıdaki gibi ifade edilir. 96 , 0 . 04 , 1 2 1 = = + + = S S S S S S m h (kaymalı yatak) 98 , 0 = m h (rulmanlı yatak) Hareketli Makaralarda Verim Hareketli makaralarda verim için Şekil 11’deki hareketli makaray ı inceleyelim. Şekil 12. Hareketli makara. Hareketli makarada kayıpların olmadığı düşünülürse 2 / 2 1 Q S S S = = = olur. Ancak kayıplar olduğundan 1 S < 2 S olmaktadır. Sabit makara için ortaya konan ifadeye göre, m S S h . 2 1 = ve kuvvetlerin dengesi dolay ısıyla; ) 1 ( 2 m Q S h + = olur. Bu durumda verim a ş a ğıdaki gibi ifade edilebilir. 98 , 0 2 1 = + = m hm h h (kaymalı yatak) 99 , 0 = hm h (rulmanlı yatak) Basit Palangalarda Verim Basit palangalarda verim için Şekil 13’deki basit palanga sistemini inceleyelim. Basit palangada kayıpların olmadığı düşünülürse z Q S S S S z z = = = = = -1 2 1 ... olur. Ancak kayıplar olduğundan z z S S S S < < < < -1 2 1 ... olmaktadır. Bu durumda tüm kuvvetleri maksimum çekme kuvveti z S cinsinden ifade etmeye çal ışalım. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comTRANSPORT TEKNİĞİ – 1 DERS NOTLARI Muharrem E. BOĞOÇLU – Ahmet SAĞIRLI C. Oktay AZELOĞLU 4 Şekil 13. Basit palangada halat kuvvetleri. m z z S S h . 1 = - 2 1 2 . . m z m z z S S S h h = = - - 3 2 3 . . m z m z z S S S h h = = - - … Kuvvetlerin dengesinden Q yükünü maksimum çekme kuvveti z S cinsinden ifade etmeye çal ışalım. z z S S S S Q + + + + = -1 2 1 ... z m z z m z z m z S S S S Q + + + + = - - h h h . ... . . 2 1 ) 1 ... ( 2 1 + + + + = - - m z m z m z S Q h h h l L - - = m z m z S Q h h 1 1 Bu durumda basit palangan ın verimi aşağıdaki gibi ifade edilir. z p S z Q = h l L - - = m z m p z h h h 1 1 1 İkiz Palangalarda Verim İkiz palangalar simetrik 2 adet basit palanga gibi oldu ğundan ikiz palangan ın çevrim oranı 2 z i = olmaktadır. Bu durumda basit palanganın verim ifadesinde z gördüğümüz yere 2 z yazıldığında ikiz palangan ın verim ifadesi a şağıdaki gibi çıkarılmış olur. l L - - = m z m p z h h h 1 1 2 2 / PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comTRANSPORT TEKNİĞİ – 1 DERS NOTLARI Muharrem E. BOĞOÇLU – Ahmet SAĞIRLI C. Oktay AZELOĞLU 5 5.4.Palanga sistemlerinde kullanılan elemanlar Palanga sistemlerinde yük çekme eleman ı olarak halatlar kullan ılmaktadır. Günümüzde cam elyafı halatlar, aramid halatlar gibi yüksek mukavemetli özel halat tipleri geli ştirilmi ş olsa da krenlerde hala a ğırlıklı olarak çelik tel halat kullan ılmaktadır. Halatlar kullanım noktalarına mkaralar yardımıyla ulaştırılmaktadırlar. Yük çekme esnasında halatlar silindirik yap ılı tamburlar üzerine sarılırlar. Yük tutma elemanı olarak ise kancalar, hamutlar, vakumlu kald ırıcılar, magnetik kaldırıcılar, kepçeler gibi çe şitli elemanlar kullan ılmaktadır. 5.4.1. Çelik Tel Halatlar Vinçlerde kullan ılan çelik tel halatlar kordonu olu şturan tellerin sarımına ve kordonların da halat içerisindeki düzenine göre s ınıflandırılır. Bunlar; A. Paralel sarımlı halatlar 1. Sola sarımlı paralel (düz) halatlar (s/S) 2. Sağa sarımlı paralel (düz) halatlar (z/Z) B. Çapraz sarımlı halatlar 1. Sola sarımlı çapraz halatlar (z/S) 2. Sağa sarımlı çapraz halatlar (s/Z) Şekil 1. Halat sarım şekilleri. Paralel sarımlı halatlar: Teller kordon içinde farkl ı sarım açısına sahiptir. Tellerin sar ım adımı aynıdır. Bu nedenle tel çapları her katta farklıdır. Sarılmaya karşı daha fazla rijitlik gösterir. Genellikle asansör halatlar ı olarak kullanılırlar. Örnek, Seale ve Warington tipi halatlar. Çapraz sarımlı halatlar: Teller kordon içinde ayn ı sarım açılarına sahiptir. Tellerin sar ım adımı farklıdır. Tel çapları her katta aynıdır. Genellikle vinç halatlar ı olarak kullanılırlar. Örnek, standart halatlar. Şekil 2. Halatlarda sarım açısı ve sarım adımı. Çelik Tel Halatlarda Emniyet Katsayısı PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comTRANSPORT TEKNİĞİ – 1 DERS NOTLARI Muharrem E. BOĞOÇLU – Ahmet SAĞIRLI C. Oktay AZELOĞLU 6 Standartlar halatlar için bir minimum emniyet katsay ısını zorunlu k ı lmaktadır. FEM’e göre minimum kopma kuvvetine kar şı ( P Z ) emniyet katsayısı aşağıdaki gibidir. Tablo 1’de P Z emniyet katsayısının minimum de ğerleri verilmi ştir. k f c S F Z K k p . . 4 . . 2 p s = = Burada; K s tellerin çekme mukavemeti (daN/mm 2 ), f halat dolgu faktörü, k halatlama kayb ıdır. Tahrik Sınıfı Minimum p Z değeri Hareketli halat Sabit halat M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 3,15 3,35 3,55 4 4,5 5,6 7,1 9 2,5 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5 Tablo 1. Minimum P Z değerleri. Halat Çapının Hesabı Minimum halat çap ı aşağıdaki gibi hesaplan ır. max . S c d = Burada; d : En küçük halat çapı (mm). c : Katsayı. max S : Maksimum çekme kuvveti (daN). c değeri de aşağıdaki şekilde hesaplan ır. k p f k Z c s p = 4 Burada; p Z : Minimum kopma kuvvetine kar şı emniyet katsayısı. k : Halatlama faktörü. (0,8 – 0,85) f : Dolgu faktörü. (0,4 – 0,48) K s : Halatın yapıldığı çelik tellerin kopma mukavemeti (daN/mm 2 ) Halatlara Gelen Maksimum Çekme Kuvvetinin Hesabı PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comTRANSPORT TEKNİĞİ – 1 DERS NOTLARI Muharrem E. BOĞOÇLU – Ahmet SAĞIRLI C. Oktay AZELOĞLU 7 Halatlara gelen maksimum çekme kuvveti max S statik ve dinamik olmak üzere 2 şekilde hesaplan ır. Burada; Q kaldırma yükü, K palanga a ğırlığı, z taşıyıcı halat adedi, p h palanga verimi, n sapt ırma makarası adedi, m h makara verimi ve a yük kald ırma ivmesidir. ( ) n m p st z K Q S h h . . max + = ( ) l L + + = g a z K Q S n m p din 1 . . max h h 5.4.2. Makara ve Tambur Anma Çaplarının Hesabı FEM’e göre makara ve tambur anma çaplar ı onların üzerine sarılan halatın orta ekseninden geçtiği varsayılan çaplar olup, aşağıdaki gibi hesaplan ır. d H D . ‡ Burada; d halat çapı (mm), H ise kren tahrik grubuna göre belirlenmi ş katsayıdır. H katsayısının değerleri Tablo 2’de verilmi ştir. Tahrik Sınıfı Tambur Makara Dengeleme Makarası M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 11,2 12,5 14 16 18 20 22,4 25 12,5 14 16 18 20 22,4 25 28 11,2 12,5 12,5 14 14 16 16 18 Tablo 2. H katsayısının değerleri. Tamburlarda Yiv Formları ve Yüzey Basınçları Tamburlarda tahrik kabiliyetini artt ırabilmek için yiv aç ılması uygun olmaktadır. Tamburlarda özellikle üç tip yiv formu kar şımıza çıkar. Bunlar, kama yiv, alttan oyuk yiv ve yuvarlak yiv olarak adlandırılır. Şekil 3, 4, 5 ve 6’da tambur yiv formuna göre sürtünme katsay ısı ve yüzey basıncı değerleri verilmi ştir. Şekil 7’de yivli bir tamburun konstrüksiyonu görülmektedir. 09 , 0 = = o m m N P o . max m = Şekil 3. Yivsiz tambur. Şekil 4. Kama yiv. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comTRANSPORT TEKNİĞİ – 1 DERS NOTLARI Muharrem E. BOĞOÇLU – Ahmet SAĞIRLI C. Oktay AZELOĞLU 8 Şekil 5. Alttan oyuk yiv. Şekil 6. Yuvarlak yiv. Tambur Boyu ve Et Kalınlığının Hesabı Şekil 7.a’da tamburun genel konstrüksiyonu, Şekil 7.b’de ise yivli tamburdan bir k ı smi kesit görülmektedir. Şekil 7.a. Tambur konstrüksiyonu. Şekil 7.b. Tamburdan kısmi kesit. s n l . = (Burada; l tambur boyu, n sarım sayısı ve s yiv adımıdır.) Sarım sayısı n aşa ğıdaki ifade ile bulunabilir. Burada; L halat boyu, t D ise tambur çapıdır. Bulunan değere 2 sarım ilave edilerek emniyetli bir de ğer sağlanmak istenmi ştir. n D L t ). . (p = 2 . + = t D L n p Yiv adımı s ise Şekil 7.b’den açıkça görülmektedir. Burada; d halat çapı, b ise yivler aras ı boşluk olup 1 – 3 mm arasında bir değerdir. b d s + = [mm] Tambur et kalınlığının hesabı ise tamburun mukavemet kontrollerinin yap ılmasıyla elde edilir. Tambur mukavemet yönünden incelendi ğinde burulmaya, e ğ ilmeye ve e ğ ilme yerinde bas ıya zorlanmaktadır. Dolayısıyla seçilen et kal ınlığının bu gerilmeleri kar şılayabildi ği kontrol edilmelidir. s h S bası . 5 , 0 max = s [daN/cm 2 ] PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.comTRANSPORT TEKNİĞİ – 1 DERS NOTLARI Muharrem E. BOĞOÇLU – Ahmet SAĞIRLI C. Oktay AZELOĞLU 9 3 max . 1 96 , 0 h D S t eğ = s [daN/cm 2 ] Buradaki h mesafesi Şekil 7.b’de görülmektedir. Hesaplarda h=d, ve dökme demir (DD) malzeme için emn s değeri de 200 – 250 daN/cm 2 olarak alınabilir. PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com