close

Enter

Log in using OpenID

8. Yapı dizileri

embedDownload
V d t T i
Vedat Temiz
Yapı Dizileri ve Modüler Yapı
Dizileri ve Modüler
y
Konstrüksiyon
y Yapı dizileri oluşturarak ayni fonksiyonu yerine getiren ancak değişik büyüklük kapasitesindeki makinalarla geniş bir uygulama alanına cevap vermek,
y Modüler konstrüksiyonla da belirli tip yapı taşları ile değişik fonksiyonları yerine getiren makina sistemlerini teşkil etmek ve bu yolla gerek stoklar ve gerekse yedek parça parkındaki küçültmelerle makina maliyetlerinde ve üretim sürelerinde önemli azaltmalar yapmak mümkün olur. Tarifler
y Yapı dizileri;
y Ayni bir fonksiyona,
A i bi f k i
y Ayni bir çözüm şekline,
y Aralarında en az bir fiziksel envariant olan büyüklük kademelerine sahip,
y Mümkün olduğu kadar ayni üretim tekniği ve malzeme tipleri ile üretilen
y
y p
y teknik yapıtlar sistemine denir.
Avantajlar j _ Üretici açısından
ç
y Bir çok uygulama alanı için konstrüktif çalışma belirli prensipler dahilinde bir defaya mahsus olarak yapılacaktır. p
p
y
y p
Böylece konstrüksiyon zamanından ve işinden büyük bir tasarruf sağlanacaktır.
y Ayni tip elemanlar ve eleman grupları çeşitli büyüklükteki A i i l
l l
l i li bü üklük ki yapıtlarda kullanılabilecektir. Diğer bir deyimle "yapı dizileri" prensibi içinde basit elemanlar ve elemanlar p
ç
grupları düzeyinde bir modüler konstrüksiyon fikri de mevcut bulunmaktadır.
y Genellikle dağınık bir yapıt üretim sistemine göre G
llikl d ğ k bi ü i i
i ö nitelikleri daha yüksek yapıt ailelerinin üretilmesi imkan da
dahiline girecektir.
e g ece .
Avantajlar j _ kullanıcı açısından
ç
y Nitelik yönünden yüksek, fiyat bakımından ucuz makina sistemlerine sahip olma imkanı
makina sistemlerine sahip olma imkanı,
y Teslim sürelerinin kısalığı,
y Yedek parça temini, makina parkını kapasite Y d k i i ki k k
i yönünden genişletme imkanı, işçinin alıştığı makina sistemleri ile çalışması ve bundan doğan devreye girme sürelerinin kısalması,
Dezavantajlar
j
y Bu sistemlerin mahzurları ise: y Yapıt dizisinin belirli büyüklük kademelerinde Y
di i i i b li li bü üklük k d
l i d olmasının doğal sonucu olarak, kademe aralıklarından doğan kısıtlar,
doğan kısıtlar
y Konstrüktörü ayni bir fonksiyonu daima ayni şekilde çözmeye şartlandırması gibi araştırma daraltıcı etkileri, y şeklindedir.
kli d di
y “Yapı dizileri" ayni bir fonksiyonu geniş bir uygulama y
y
y
y
alanında yerine getirirler. alanında yerine getirirler
Bunlara pratik örnekler olarak; asenkron trifaze elektrik motorları, elektrik motorları standart takım tezgahları aileleri ,v.s. gösterilebilir.
D i ik f k i
Değişik fonksiyonlar için yapı dizileri oluşturulurken, l i i di il i l
l k bu fonksiyonlardan meydana gelen daha üst f k i
fonksiyonlara ait strüktürlerin oluşturulmasında, l it t üktü l i l t
l
d değişik dizi elemanları arasında bağlama (ilişki) imkanlarının da düşünülmesi "Modüler imkanlarının da düşünülmesi, Modüler konstrüksiyon” prensip ve sistemlerini meydana getirir.
y Bir endüstriyel işletmede "yapı dizileri" fikri, işletmenin kuruluş aşamasında ön planda
tutulabileceği gibi, belirli bir yapıt üretmek için kurulan isletmelerin alan genişletme çalışmaları esnasında da üretilen yapıtın önemli büyüklüklerinin değişme kuralları tespit edilerek, bir bakıma bu model yapıtın diğer büyüklük kademeleri bir dizi oluşturacak şekilde genişletilir. y Bunun en karakteristik örneğini, bazı kaldırma Bunun en karakteristik örneğini bazı kaldırma makinaları (ceraskallar), endüstriyel dişli kutuları teşkil eder.
d l
l l k d
k ll
y Yapı dizileri genel olarak, denenmiş ve mevcut koşullara y
y
y
y
y
y
göre optimal olarak boyutlandırılmış bir yapıttan başlar. Bu yapıta dizinin birinci elemanı veya model elemanı da Bu yapıta dizinin birinci elemanı veya ''model elemanı" da diyebiliriz. Model yapıtı karakterize eden büyüklükler ve bu y p
y
büyüklüklerin yapıt fonksiyonu ile ve diğer önemli konstrüktif özellikleri ile olan ilişki kuralları tespit edilir. B
Bunu takiben belirli bir standart kademelendirmeye göre t kib b li li bi t d t k d
l di
ö büyüklük değişkenleri tayin edilir. Bu çalışma şeklinden de anlaşılacağı üzere bir yapı dizisi oluşturulurken iki önemli husustan yararlanılacaktır. Bunlardan birincisi
Benzerlik kanunları veya kurallarının oluşturulması", ikincisini ise büyüklük değişmeleri için bir sayılar dizisinin tespiti teşkil eder tespiti teşkil eder. Benzerlik kanunları
y Makinaları bir yapı dizisi oluşturacak şekilde düzenlerken muhtemelen akla gelen en kolay çözüm, düzenlerken muhtemelen akla gelen en kolay çözüm
dizininin geometrik bir benzerliğe sahip olmasıdır. y Ancak konstrüksiyonla uğraşanlar bilirler ki, sadece Ancak konstrüksiyonla uğraşanlar bilirler ki sadece geometrik benzer olan bir makina parkı ile çok nadir olarak arzu edilen fonksiyon büyüklüğü değişimlerini ve diğer yan etkileri sağlamak mümkündür . Benzerlik kanunları
y Pistonlu bir içten yanmalı termik makinada sabit bir dönme ç
y
y
y
y
y
y
hızında makinanın gücü yaklaşık olarak strok hacmi ile orantılı olarak artacaktır. O halde strok hacmini oluşturan silindirin çapı ve stroğu
ş
ç p
ğ tarif edilmiş bir sayılar dizisine göre büyütülürse, güç bakımından da bu diziye uygun bir yapı dizisi elde edilebilir. Ancak piston ve silindir malzemesinin dayanımı için bunların p
y
ç
belirli bir sıcaklık sınırının üstüne çıkmamaları gerekir. Sıcaklığı belirleyen ısı dengesinde silindir yüzeyi önem taşır. Alınan örnekte silindir hacmi, çapın karesi ile, soğutma yüzeyi ise çap ile orantılı olarak büyümektedir. O halde çap için alınacak bir dizi, belirli bir büyüklükten sonra soğutma için yetersiz olacaktır. Kısaca sadece geometrik olarak benzer bir dizi, makinanın dayanıklılığı bakımından önemli diğer bir büyüklüğün sağlanması için yeterli olmamaktadır.
sağlanması için yeterli olmamaktadır
Benzerlik kanunları
lik k
l
y Deneysel araştırma tekniğinde kullanılan "model kanunları" genel olarak yapı dizileri için de geçerlidir. Model tekniği ile yapı l l k di il i i i d lidi M d l t k iği il dizileri arasındaki farklı olan noktalar ise;
y Yapı dizilerinde genel olarak malzemeden yararlanma (çeşitli mukavemet, şekil değiştirme, dinamik etkiler v.s. gibi), ilk yapıt k
kil d ği i
di
ik kil ibi) ilk ile dizinin diğer yapıtlarında ayni kalmaktadır. Model tekniğinde ise model sadece incelenen fonksiyon açısından, gerçek yapıt ile ayni teknik özelliklere sahiptir Örnek olarak bir gerçek yapıt ile ayni teknik özelliklere sahiptir. Örnek olarak bir türbin kanadında akım özellikleri inceleniyorsa, burada bu konu ile ilgili benzerlik kuralları esas alınır. Buna mukabil malzeme özelliklerine önem verilmez.
özelliklerine önem verilmez
y Genel olarak dizinin ilk yapıtı ile müteakip yapıtlarında kullanılan malzemeler aynı veya benzer özelliktedir.
y Gene yapı dizilerinde ilk yapıt ile müteakip yapıtlarda ayni G
di il i d ilk t il üt ki tl d i üretim yöntemleri uygulanır. (model tekniğinde model prototip tir. Mümkün olduğu kadar tekil yapıt tekniklerine göre ve ekonomik değerlendirme düşünülmeksizin imal edilir) ekonomik değerlendirme düşünülmeksizin imal edilir). Benzerlik kanunları
y Yapı dizilerinde, geniş bir uygulama alanını kapsayan yapıtlar fonksiyon ve uyum bakımından ayni iyilik derecesini taşırken maruz kaldıkları çeşitli zorlanmalara karşı da ayni spesifik k ld kl itli l
l k
d i ifik dayanıklılığa sahiptirler. y Kuralları iyi hazırlanmış benzerlik kanunlarına göre kurulan yapı di il i il dizileri ile gerek malzeme ve gerekse enerjiden büyük ölçüde k l
k jid bü ük öl üd tasarruf sağlamak mümkündür.
y
y Bir yapı dizisinin elemanlarının benzer olması için en az bir fiziksel büyüklüğün bu dizi elemanlarının büyüklük kademesi olarak envariant kalması lazımdır. y Temel fiziksel büyüklükler olarak uzunluk (buna bağlı olarak alan ve hacim), zaman, kuvvet(veya moment), elektrik yükü, sıcaklık, fotometrik büyüklük v.s. alınabilir. y
Benzerlik kanunları
Benzerlik kanunları
y Yapı dizisinde geometrik büyüklük atlaması değişmez (envariant) ise, bu halde dizi elemanlarının geometrik benzerliğe sahip olduğunu söyleriz. Yani
Eğer yapı dizisinde önceki tabloda tariflenen envariantlardan bir kaç tanesi mevcut ise, bu halde dizide ''spesifik benzerlik" vardır denir.
denir
Benzerlik kanunları
y Model tekniğinden çeşitli spesifik benzerlikler için, bünyesinde bir kaç envariant bulunan dizilerde değişmez spesifik benzerlik sayılarının olduğunu biliriz biliriz. y Bunlardan Reynolds, Prandtl, Grasshof, Sommerfeld, Froud Cauchy çok tanınan bazılarıdır. Froud, Cauchy
çok tanınan bazılarıdır y Boyutsuz olan bu sayılar, sistem içindeki fiziksel olayın önemli bir temel büyüklüğünü belirtir önemli bir temel büyüklüğünü belirtir. Benzerlik kanunları
y Örnek olarak kaymalı yatakların sıvı sürtünme bölgesindeki çalışma durumlarında yatakların boyutlandırılmasında büyük kolaylıklar sağlayan ve model deney sonuçlarının bu sayıya sahip olduğu bütün yataklarda kullanılmasını sağlayan Sommerfeld sayısı ele alınırsa;
Ayni So
A
i S sayısına sahip radyal kaymalı yataklar, sıvı sürtünme hi d l k
l t kl ü tü
bölgesinde ve zamana göre yönü ve büyüklüğü değişmeyen yük ve hız koşullarında ve küçük Reynolds sayılı laminer akımlarda sürtünme ve yük taşıma kapasitesi bakımından benzerdir. Benzerlik kanunları
y Sommerfeld sayısı içindeki envariantlar ;
Sommerfeld benzerlik sayısı ayni olan radyal kaymalı yatak dizisinde, elemanlar arasındaki atlama sabitleri ϕF, ϕL ve ϕt şeklindedir.
Benzerlik kanunları
y Eğer bir yapı dizisinde ϕL ve ϕt aynı zamanda mevcut ise, dizide kinematik; ϕF, ϕL mevcutsa dizide statik; ϕF, ϕL ve ϕt aynı zamanda mevcutsa dizide dinamik benzerlik vardır denir. Mekanik sistemlerdeki bu temel benzerlik hallerine ek olarak bir de ϕυ mevcutsa, sistemde termik benzerlik de mevcuttur denebilir.
Sabit zorlanma halinde benzerlik
y Makinalarda eylemsizlik kuvvetleri (kitlesel kuvvetler, merkezkaç kuvvetler vb) ve elastik kuvvetler (gerilme
merkezkaç kuvvetler vb) ve elastik kuvvetler (gerilme‐
uzama ilişkileri) ortaya çıkar. Bir yapı dizisinde dizinin her elemanının aynı zorlanma düzeyinde olması istenirse σ=E.ε= sabit koşulu yerine gelmelidir.
y Bir diğer değişle gerilme ölçeği (gerilme envariantı)
Sabit zorlanma halinde benzerlik
y Dizi elemanları aynı malzemeden yapılmışsa Yapı dizisindeki elemanların aynı zorlanma düzeyinde kalmaları isteniyorsa, malzeme cinsinin aynı olması halinde dizi elemanlarının boy değişim ϕ
y ğ ş ϕL ve uzama ϕ
ϕΔL ölçekleri aynı ç
y
olacaktır. Buna Cauchy
Cauchy koşulu koşulu denir. Sabit zorlanma halinde benzerlik
y Elastik kuvvetler için dizideki elastik kuvvet ölçeği, Diğer bir deyişle zorlanma seviyesi aynı olan, geometrik b
benzer bir dizide elastik kuvvetlerin artışı (elastik kuvvet bi di id l ik k
l i ( l ik k
ölçeği), boyut envariantının karesi ile olmaktadır.
Standart Sayılar
y
y Standardizasyon çalışmalarında, geometrik benzer dizilerde büyüklük basamaklarının aritmetik dizilerden değil de, geometrik dizilerden meydana gelmesi iki büyüklük arasındaki boşluk doldurma gelmesi, iki büyüklük arasındaki boşluk doldurma bakımından daha uygun bulunmuştur. y Ayrıca elektrik motorları ve bazı iş makinaları için yapılan pazar incelemeleri, bu makinalara ait talep yoğunluğunun belirli büyüklükler etrafında olduğu ve bu büyüklüklerin de bir geometrik dizi ile temsil edilebileceği sonucunu vermiştir.
ğ
ş
Standart Sayılar
y
y Bildiğiniz gibi standart sayılar, desimal geometrik bir dizi oluştururlar. Dizinin basamak sayısı (ölçeği);
Burada n, bir onluk (dekad) içindeki basamak adedidir. Örnek olarak n = 10 alınırsa; sayı ölçeği veya faktörü ϕ=1,25 olur.
Standart Sayılar
y
y Milletler arası standartlarda, uygulanan diziler
n
5
10
20
40
Di i adı
Dizi
ad
R5
R10
R20
R40
Bir dekadtaki uzuv sayısı z = n + 1 dir.
temel dizilerin 1 dekad'taki sayıları
y
Türbin milleri yağ sıyırma keçelerinin standartlaştırılması üzerinde yapılan bir çalışmada şu enteresan ilişkiler tespit edilmiştir. ap lan bir çal şmada ş enteresan ilişkiler tespit edilmiştir
y Ordinatta son 10 yıl içinde imal edilmiş veya sipariş edilmiş yağ sıyırma keçelerinin sayısı ile (z), apsiste logaritmik olarak bunların çap büyüklükleri arasındaki ilişki kesintisiz çizgiler ile gösterilmiştir. Talebe en uygun cevap vereceği var sayılan R20 boyut dizisine uygun bir yapı dizisi ile çeşitten %50 bir tasarruf sağlanmaktadır. y Yapı dizilerinin oluşturulmasında standart sayılardan ap d e
o uştu u as da sta da t say a da
yararlanmak aşağıdaki avantajları sağlayacaktır:
y Pazar talebine en iyi uyum sağlayan, sayıları sınırlanmış bir yapı dizisinin ortaya çıkması,
y Sistem için gerekli ölçü ve kontrol aletlerinin sayılarının azalması, böylece yatırım maliyetinde azalma,,
y Standart sayıların çarpım ve bölünmeleri de ayni standart dizinin bir sayısı olacaktır, örneğin verilen bir y
,
ğ
yapı dizisinde ϕL envariantı R5 veya R10 dizisinin basamak sayısı ise bu yapı dizisinde, kuvvetler, momentler, hızlar da aynı standart dizinin elemanları olacaktır.
Dizide basamak büyüklüğünün Dizide
basamak büyüklüğünün
( y
(veya dizi tipinin) seçimi
p
) ç
y Her yapı dizisi için pazar incelemesi sonunda en rasyonel y
y
y
y
olanının seçilmesi gerekir. ç
g
Pazar eğilimi genelde basamak aralığı az olan diziler yönündedir. Böylece müşteriye daha çok sayıda tip arasından kendine en uygununu seçme imkanı doğar. Buna mukabil üretici yönünden kademeleme ne çok küçük basamaklı ne de çok kaba basamaklı olmalıdır.
Konstrüksiyon bölümü kendini çok dar bir bölgeye sokmak istemez, buna mukabil ambar ve stoklama tip sayısı ve büyüklük sayısının optimum olmasını talep eder.
Dizide basamak büyüklüğünün Dizide
basamak büyüklüğünün
( y
(veya dizi tipinin) seçimi
p
) ç
y Hemen görülmektedir ki, optimal bir büyüklük kademelemesinin yapılması, Pazar‐konstrüksiyon‐üretim y p
,
y
ve satış bölümlerinin işbirliğine gerek gösterir. Bu çalışmalarda aşağıdaki hususların bilinmesine gerek vardır:
y
y Çeşitli büyüklükler için pazarın talep yoğunlukları,
y Farklı büyüklük basamaklarında ortaya çıkan üretim maliyeti ve üretim süreleri, özellikle farklı büyüklük dizilerinin gerektirdiği genel masrafların ne şekilde g
ğ g
ş
değiştiği,
y Üretilen makinanın farklı büyüklüklerdeki özellik d ği i l i değişimleri Dizide basamak büyüklüğünün Dizide
basamak büyüklüğünün
( y
(veya dizi tipinin) seçimi
p
) ç
y Bu çok faktörlü problemin çözümünde, konstrüktör, endüstri mühendisi, pazarlamacı, atölye mühendisi çeşitli modeller üzerinde yapacakları çalışmalarla optimal büyüklük dizilerini belirleyeceklerdir.
y Basmak adedinin belirlenmesinde, dizideki en büyük yapıt ile en küçük yapıtın ne olacağının bilinmesi gerekir. Eğer bu (B) ile gösterilirse
ilk yaklaşım olarak basamak ölçeği için ϕ (B)1/n ilk yaklaşım olarak basamak ölçeği için ϕ=(B)
bağıntısı yazılabilir.
Ç ş
Çeşitli dizi tipleri
p
Dizide basamak büyüklüğünün Dizide
basamak büyüklüğünün
( y
(veya dizi tipinin) seçimi
p
) ç
y A ile belirtilen dizide ölçek envaryant olarak alınmıştır. Görüleceği üzere burada ϕ =1,25 (R10) .
y B halinde ise 1‐3 kadar büyüklüklerde ϕ=1,6 (R5); ondan sonrakilerde ise ϕ=1,25 (R10) alınmıştır. Demek ki belirli bir büyüklükten sonra pazar talebi daha dar bir kademelemeye gerek göstermektedir. Genellikle küçük boyutlarda çok sayıda büyüklük tipi üretim yönünden de ekonomik değildir değildir. y Örnek olarak elektrik motorlarında 1 ‐ 5 kW arasında R40 dizisinin kullanılmasının anlamı yoktur. Bu büyüklük bölgesinde R10 (hatta R5) dizisi yeterlidir bölgesinde R10 (hatta R5) dizisi yeterlidir. y Ancak 100 ‐ 500 kW arasında daha ince bir kademelemeye örneğin R20 dizine, gerek duyulacağı aşikardır.
ğ
g
y
ğ ş
Dizide basamak büyüklüğünün Dizide
basamak büyüklüğünün
( y
(veya dizi tipinin) seçimi
p
) ç
y B Tipi dizilere degresif karakterli diziler denir . Dizi büyüklükleri için Pazar talebi degresif bir karakter gösteriyorsa, buna iki veya daha fazla desimal
b
k
d h f l d
l geometri dizinin kombinasyonu ile yaklaşılır.
y C Tipi dizi ise bir öncekinin aksine bir gidiş göstermektedir. Bu tip dizilere progresif karakterde diziler denir. Genellikle büyük boyutlu makinalarda, belirli bir büyüklük kademesinden sonra talep yoğunluğu ve üretim maliyeti kademesinden sonra, talep yoğunluğu ve üretim maliyeti daha seyrek bir bir dizi yapısını ekonomik hale sokar.
y D ve E Dizileri ise diğer kombinasyon olasılıklarını belirtmektedir Genel olarak şu söylenebilir: Yapılan pazar belirtmektedir. Genel olarak şu söylenebilir: Yapılan pazar analizleri ve maliyet hesapları sonunda en büyük ve en küçük tipler arasındaki kademeleme eğrisine en uygun geometrik diziler kombinasyonu ile yaklaşılır.
t ik di il k bi
il kl l
Yapı dizilerinin oluşturulmasında takip edilecek yol dil k l
y Yeni tasarlanan bir ürüne veya mevcut olan bir sisteme yapı dizisi prensibinin y
y
y
y
y
uygulanması isteniyorsa, bunların içinden en uygun bulunan bir büyüklük temel eleman büyüklüğü olarak alınır.
l l
bü üklüğü l k l
Esas itibariyle sistemde bir geometrik benzerlik yeterli oluyorsa büyüklükler arasında Cauchy benzerlik kuralına göre ilişkiler tespit edilir. Ancak diğer benzerlik kurallarının da önem taşıdığı hallerde (dinamik ve termik benzerlik halleri), büyüklükler arasındaki ilişkiler üstel fonksiyonlar şeklinde düzenlenir. Elde edilen sonuçlar standart sayı diyagramları üzerine işlenir.
Bu diyagramlar üzerinde temel elemandan başlayarak, diğer basamak elemanlar (eleman sayıları) tespit edilir.
elemanlar (eleman sayıları) tespit edilir
Teorik olarak bulunan dizi elemanları üzerinde, pazardan ve üretim bölümlerinden gelen özel isteklere uyularak gerekli değişiklikler yapılır.
Dizinin kritik bölgede olan elemanları için (örnek olarak yüksek sıcaklık veya g
ç (
y
y
yüksek merkezkaç gerilme olan elemanlar) ölçekli resimler çizilerek durum detaylı olarak incelenir ve gereken değişiklikler yapılır. Örnek olarak sıcaklık değeri çok yüksek ise bu eleman için ilaveten soğutucu kanatçıklar eklenerek ısı atılacak alan büyütülür.
Zaman içinde de, işletme sonucu ortaya çıkan yeni unsurlar kritik bir incelemeye tabi tutularak dizi elemanlarında gerekli düzeltmeler yapılır.
Yapı dizilerine ait örnek
p
y Yüksek basınçlı dişli yağ pompaları için 6 basamaklı bir yapı y
y
y
y
dizisinin oluşturulması istenmektedir. Dizinin en küçük elemanının debisi V=1.6 cm
l
d bi i V 6 3/devir, en büyüğünün ise V=250 /d i bü üğü ü i V
cm3/devir olması istenmektedir. Bütün pompaların çıkış basınçları 200 bar, dönme sayıları 1500 d/dak olacaktır.
B di i i
Bu dizi sistemi ile ilgili olarak aşağıdaki önemli hususların i il il ili l k ğ d ki ö
li h
l
dikkate alınması gerekmektedir:
Dizi elemanlarının her birine ait dişlilerin taksimat daireleri çapı do, R10 dizisine göre kademelendirilecektir. Yani ϕ
R di i i ö k d
l di il k i Y i d0 =1.25 olacaktır. Ancak sayıların yuvarlatılması ve dişli modüllerinin de standart dizi içinde olmaması nedenleri ile diziden sınırlı ölçüde ayrılmalara imkan tanınmaktadır (Yarı benzer dizi)
Dişli çarkların geometrisine bağlı olarak her bir dönme için pompa debisi
V=2.π.d
d0.m.b
b dir.
d
Pompa dizisi
Örnek
y “V=2.π.d0.m.b “ denklemi pompanın ideal debisini vermektedir. Kaçaklar ihmal edilmiştir. Yukarıdaki vermektedir
Kaçaklar ihmal edilmiştir Yukarıdaki denkleme göre dizinin bir elemanından diğerine debi artışı envaryantı
Dizinin bir alt elemanından bir üst elemanına geçildiği zaman debi 2 misli artmaktadır. Pompa gücü ise
Güç artışı envaryantı ise ϕp=1 ve dönme hızı aynı olduğu için zaman envariantı ϕt=1 olup
o halde birbirini takip eden iki basarak elemanında da güç artışı iki kat olmaktadır. Buna mukabil elemanların ağırlık artışları, ğ
ş
malzemenin ayni olması halinde gene iki kat olmaktadır.
Örnek
y Bütün elemanlarda aynı dönme hızı olduğundan kademeden kademeye moment artışı da güç artışı gibidir. y Aynı çap kademesindeki dizi elemanında farklı dişli genişlikleri alınarak değişik debiler elde edilmiştir. l kl
l
kd
kd b l
ld d l
y Ancak mil çapının ayni kalması, buna mukabil momentin ve eğilme zorlanmasının artmasını dengelemek üzere basınç azaltılmıştır. Şekildeki diyagramdan bu görülmektedir. Örnek olarak PC 5 tipinde debi 125 cm3/devir de basınç 120 bar a inmektedir. Buna mukabil /devir de basınç 120 bar a inmektedir Buna mukabil nominal debi 63 cm3/devir altındaki debilerde basınç 200 bar da kalmaktadır.
y Diyagramdan da görüleceği gibi dizinin birbirini takip eden elemanları debi bakımından girişim göstermektedir. Örnek olarak PC 4 ile PC 5 üçer genişlik kademesinde ayni debiye sahiptir. Ancak basınçlar değişmektedir.
hi ti A
k b
l d ği
kt di
Örnek
Debi (cm3/devir)
40
50
63
PC 4 (Basınç, Bar)
180
150
120
PC 5(Basınç, Bar)
200
200
200
Böylece dişli taksimat dairesi çapı bakımından 6 elemanlı bir dizi ile değişik genişlikler kullanılarak çok bü ük bir debi bölgesi değişik genişlikler kullanılarak çok büyük bir debi bölgesi taranmaktadır. Örnek olarak verilen dizi yarı benzer bir geometrik yapı dizisi için ilginç bir uygulama şeklidir.
Dişli Kutusu Yapı Dizisi (Flender)
Modüler Konstrüksiyon
y
y Teknik yapıtların konstrüksiyonlarında özellikle değişik fonksiyona sahip yapıtların üretiminde kullanılan yapı taşları (modüller) sınıflandırılabilir ve bunların sayıları, l ( d ll )
fl d l b l
b l
l
fonksiyon bölgeleri genişletilerek sınırlandırılabilir. y Diğer bir anlatım tarzı ile öyle bir yapı taşları veya modüller sistemi kurulabilir ki, bunların değişik şekillerde kombinasyonları sonucu ayni, fakat farklı büyüklükte veya değişik fonksiyonları yerine getiren makina sistemleri meydana getirilebilir. y İnşaat ve elektrik mühendisliğinde modüler konstrüksiyon prensibi çok zamandan beri benimsenmiştir Buna neden prensibi çok zamandan beri benimsenmiştir. Buna neden olarak meydana getirilen sistemlerin sayıları az ayni tip modüllerin kombinasyonu ile meydana getirilebilir olması gösterilebilir. ö t il bili Modüler Konstrüksiyon
y
y Bir modüler konstrüksiyon sisteminde bulunan makina yapı grupları ve tek parça elemanlar;
makina, yapı grupları ve tek parça elemanlar;
y
y a‐) Modülleri oluşturur. Bunların değişik ) M düll i l
B l
d ği ik kombinasyonları ile farklı konstrüktif çözümler elde edilir.
edilir
y b‐) Çok değişik üst fonksiyonların (temel f k i
fonksiyonların) icrası mümkün olur.
l
) i
ü kü l
Modüler Konstrüksiyon
y
y Bu modüllerin farklı boyut dizilerinde yapılması ve bunların “yapı y
y
y
y
dizileri” prensiplerine göre düzenlenmiş olması gerek konstrüktif
çalışmaları ve gerekse üretimi daha rasyonel hale sokar çalışmaları ve gerekse üretimi daha rasyonel hale sokar. Modüllerin mümkün olduğu kadar ayni teknolojik yöntemlerle üretilmesi arzulanır. Bir modüler konstrüksiyon sisteminde temel fonksiyon diskre (ayrık) Bir modüler konstrüksiyon sisteminde, temel fonksiyon, diskre
fonksiyon modüllerinden meydana geleceği için, burada konstrüksiyon sistematiğinde üzerinde fazlaca durulan "Fonksiyon strüktürü" kavramı önem kazanır. Konstrüksiyonda modüler sistem uygulaması, tekil konstrüksiyon anlayışına göre zamandan ve emekten büyük tasarruf sağlar. Her ne kadar bu prensibin konstrüktörün yaratıcılığını bir miktar p
y
ğ
kısıtlayacağı ileri sürülse de gelişen teknoloji, artan standart parça ve fonksiyon grupları ve nihayet ekonomik nedenler zorunlu olarak, yaratıcılığı bu sistem içinde uygulamaya konstrüktörü itecektir.
Modüler Konstrüksiyon
y
y Modüler konstrüksiyon sistemi bu gün çok değişik makina y
y
y
y
y
sistemlerinde uygulanmaktadır. Ö
Örnek olarak otomobil endüstrisi, buhar türbinleri, takım tezgahları, mekanizmalar, Delme, frezeleme ve diğer takım ve tertibatları, büro makinaları, hidrostatik tahrik sistemleri v.s. gösterilebilir.
ö
il bili
İzafi olarak çok küçük sayıdaki modül tipleri ile hemen hemen sınırsız sayıda makina sistemlerinin meydana getirilmesi mümkün olmaktadır. ü kü l k d Sonuçta iki önemli avantaj ortaya çıkmaktadır. Birincisi tip sayısı az
p y
olan modüllerin seri üretimi sonucu maliyetleri azalmakta, stoklama sayıları küçülmektedir. İkincisi ise pazar veya müşteri isteğine kısa zamanda cevap verilebilmektedir. Modüler Konstrüksiyon Sistematiği
y
ğ
y Modüler konstrüksiyon sistemi, tip sayısı sınırlı, önemli bir y
y
y
y
bölümü standart olan modüllerin birleştirilmesinden meydana gelir. li Modüller arasındaki bağlama çözülebilir veya çözülemez olabilir. Modüller, fonksiyon ve üretim modülleri olarak iki grupta ,
y
g p
toplanır. Fonksiyon modülleri, belirli teknik fonksiyonları yerine getiren eleman veya eleman gruplarıdır. Bunlar makina sisteminin temel y
g p
fonksiyonunun sentezinde kullanılan elemanter fonksiyon veya alt fonksiyonları yerine getirirler. Bir diğer deyimle fonksiyon taşıyıcılarıdır. Buna mukabil üretim modülleri, üretim tekniği prensiplerine göre tespit edilmiş olan, dolayısı ile fonksiyonları üretim usullerince belirlenmiş olan eleman veya eleman gruplarıdır.
ş
y
g p
F ki l
dül ti l i
Fonksiyonlar ve modül tipleri
Bunların B
l
kombinasyonu ile çeşitli makina sistemleri meydana getirilebilmektedir. Bütün bu modüller kümesini içeren sisteme "modüller modüller kasası" da denir.
kasası
E f ki
Esas fonksiyon
y Esas fonksiyon
y ((basic func) makina sistemlerinde, daima )
,
y
y
y
y
y
tekrarlanan, sistem üst fonksiyonu ile doğrudan ilişkili, vazgeçilmez fonksiyonlardır. Belirli bir soyutluluk derecesinde, "elemanter fonksiyon" y
,
y
tanımlaması ile idantiktir. Esas fonksiyonlar prensip itibariyle değişken değildir. Bazen bir esas fonksiyon, makina sisteminin tüm üst fonksiyonu ile idantik
y ,
y
de olabilir. Genel olarak diğer fonksiyonlarla birleştirilerek üst fonksiyonun yerine getirilmesini sağlar. Esas fonksiyona bir esas fonksiyon modülü karşılık gelir. Şüphesiz esas fonksiyon modülü çeşitli büyüklük kademelerinde olabilir. Bir çok halde bir esas fonksiyon modülleri dizisi oluştururlar. Esas fonksiyon modüllerinin büyük bir bölümü olması gerekli modüller bir kısmı da olabilir modüller den meydana modüller, bir kısmı da olabilir modüller
gelmiştir.
Yardımcı fonkiyonlar
y
y Yardımcı fonksiyonlar, genel olarak makina sistemlerinin iç ve dış bağlamaları ile ilgilidir. sistemlerinin iç ve dış bağlamaları ile ilgilidir
y Bu nedenle bütün bağlama elemanları ve makina sistemlerini aralarında ve sabit sistemle birleştiren ş
elemanlar yardımcı fonksiyon modüllerini oluşturur. y Yardımcı modüller de esas modüller gibi ve bunlara uyum sağlayacak tarzda değişik büyüklüklerde inşa edilir. y Bunlarda da yapı dizisi prensibi uygulanır. Yardımcı B l d d di i i ibi l
Y d
fonksiyon modüleri de "modüller kasasının” olması gerekli elemanlarıdır.
gerekli elemanlarıdır
Özel fonksiyonlar
y
y Özel fonksiyonlar: bunlar sık sık tekrarlanmayan, ancak bazı özel hallerde ortaya çıkan, ekseriya mevcut ancak bazı özel hallerde ortaya çıkan
ekseriya mevcut bir makina sisteminde genişletme veya bazı özel ekler yapmak için gerekli fonksiyonlardır yapmak için gerekli fonksiyonlardır. y Bu fonksiyon taşıyıcısı olan eleman veya eleman gruplarına da "özel fonksiyon modülleri"
gruplarına da özel fonksiyon modülleri , kısaca özel kısaca özel modüller denir. y “Modüller kasasında” olabilir
Modüller kasasında olabilir niteliktedir.
niteliktedir
Uyum fonksiyonları
y
y
y Uyum fonksiyonları: Bazı hallerde sisteme ait iki fonksiyonu doğrudan doğruya bağlamak mümkün olmaz. y
ğ
ğ y
ğ
y Bunlara ait sınır değerler arasında uyum sağlamak üzere ara fonksiyonlara ve bu fonksiyonların taşıyıcılarına gerek vardır. d y Uyum modüllerinin ana boyutları belirli bir tipte ayni kalmakla beraber bunların diğer modüllere bağlama kalmakla beraber, bunların diğer modüllere bağlama kenarlarında katı bir şekillendirme veya boyutlandırma
yapılmaz. Veya bağlama için belirli bir esnekliğe imkan tanınır. y Bu modüller de "modüller kasasında" olması gerekli veya olabilir tipten elemanlar olarak bulunabilir.
tipten elemanlar olarak bulunabilir
Modül dışı elemanlar
ş
y Modül dışı elemanlar; Pazardan veya müşteriden çok nadir olarak gelebilecek istekleri yerine getirmek için bazı hallerde modüller kasasındaki elemanlar yetersiz kalabilir. y Bu gibi hallerde sırf o isteği yerine getirmek için özel bazı elemanların veya eleman guruplarının imali gerekir. y Bu konstrüksiyon sistemine "Karma konstrüksiyon” adı y
y
verilir. y Diğer bir deyimle teknik sistem olması gerekli‐olabilir‐
(esas, yardımcı, özel, uyum) modülleri ile sadece o makina sistemine özgü fonksiyon elemanlarının k bi
kombinasyonundan meydana gelmiştir.
d d
l i ti
Modüler Konstrüksiyon
y
y Modüller arasında, bunların karmaşıklık derecelerine göre de bir ayırım yapılır. Çok sayıda elemandan oluşan modüllere büyük veya kompleks modüller tek veya çok az sayıda elemandan oluşan modüllere ise basit modüller, tek veya çok az sayıda elemandan oluşan modüllere ise basit veya küçük modüller denir. Bir modül kasasında bulunan modüllerin kombinasyon imkanları, veya daha iyi bir tanımlama ile
olarak isimlendirilir. Şüphesiz bu sayı ne kadar büyükse, modüller kasası o oranda iyi tertip edilmiş demektir.
y
p
ş
Modüler konstrüksiyon kavramları
Modüller kasasının tasarımımda takip edilecek yol
y Modül kasasının görevinin tam olarak tanımlanması, yani ödevin y
y
y
y
y
y
tarifi ve kesinleştirilmesi
t ifi k i l ti il
i
Modül kasasının temel fonksiyonunun belirlenmesi (Genel isteklerden öze inme), modül kasasının açık veya kapalı bir sistem mi olması gerektiği üzerinde karar.
i
i l
k iği ü i d k
Fonksiyonların ve fonksiyon modüllerinin nitelik ve niceliksel olarak belirlenmesi
Temel fonksiyona uygun olarak fonksiyon strüktürlerinin, ileri aşamada fonksiyon taşıyıcıları strüktürlerinin oluşturulması
Değerlendirme, hedef kriterlerinin tespiti, ağırlıkların tespiti, değer puanlarının tespiti fayda‐değer analizi, seçim
Niceliksel sentez fazına geçme, ölçekli ön konstrüksiyon, her modül için temel sistem oluşturma, büyüklük kademelerini ve dizilerini tespit
Üretimle ilgili nihai dokümanların hazırlanması, özellikle esas modüllerin ve yardımcı modüllerin seri üretim prensiplerine göre şekillendirilmeleri ve boyutlandırılmaları, standart modüllerin tespiti
Modüller kasasının tasarımımda Modüller
kasasının tasarımımda
takip edilecek yol
p
y
y Modüller kasasının tasarımında fonksiyon strüktürlerinin y
y
y
y
oluşturulması büyük önem taşır. Sistem için tanımlanmış olan temel fonksiyonun, alt fonksiyonlarla sentezi ve değişik sentezler modüler konstrüksiyon prensibinin esasını teşkil eder. Tasarımın bu aşamasında daha önce belirtilen fonksiyon türlerinin sayısının az tutulmasına, yani mümkün olduğu kadar ayni fonksiyonlar veya bunlara ait modül tipleri ile çok sayıda strüktür meydana getirilmesine çalışılmalıdır. ük ü d
i il
i l l ld Fonksiyonların ve modüllerin aralarında mümkün olduğu kadar az uyum modülüne gerek duyacak şekilde değişik kombinasyon ö llikl i hi l l
özelliklerine sahip olmalarına çalışılmalıdır. l l ld Bir modüller kasasındaki modüllerin büyük bir bölümü olması gerekli, diğer modüller de olabilir modüllerden meydana g
ğ
y
gelmelidir. l ld
Elektrik motorları için kaymalı Elektrik
motorları için kaymalı
y
yatak
Elektrik motorları için kaymalı Elektrik
motorları için kaymalı
y
yatak
y Temel fonksiyonlar şu şekilde tanımlanmıştır:
y "Serbest yatak"; Yatak sadece radyal kuvvetleri alacaktır
Serbest yatak ; Yatak sadece radyal kuvvetleri alacaktır. Radyal yöndeki hareket dar sınırlardadır. (Rotor ve stator arasındaki hava boşluğunun simetri toleranslarında) y "Tespit yatağı"; Radyal ve eksenel kuvvetleri sabit sisteme iletecektir. Radyal ve eksenel kaymalar verilen toleranslar içinde sınırlandırılmıştır.
içinde sınırlandırılmıştır
y "Hidrostatik kaldırıcılı (yüksüzleştiricili) tespit yatağı"; Radyal ve eksenel yükleri sabit sisteme iletecek, radyal ve y
y
y
eksenel kaymaları toleranslar dahilinde sınırlayacak ve çok küçük hızlarda ve durma halinde hidrostatik etki ile film sürtünmesini devam ettirecektir.
sürtünmesini devam ettirecektir
Bir radyal kaymalı yatak, modüler konstrüksiyon sistemi tasarımı. Bi
d lk
l t k
dül k t ük i
i t it
Daha önceden verilen fonksiyonlar kasası strüktürüne göre inşa edilmiştir (AFG‐Telefunken)
edilmiştir. (AFG
Telefunken).
M dül K t ük i
Modüler Konstrüksiyon
y Bir modüller kasası sisteminin fonksiyon strüktürü teşkil edilirken aşağıdaki y
y
y
y
y
y
y
hedefler ön plana çıkarılmalıdır:
İstenen toplam fonksiyonun mümkün olduğu kadar az sayıdaki esas fonksiyonla meydana getirilebilmesi. Ayrıca esas fonksiyonların da mümkün olduğu kadar basit ve kolay gerçekleştirilir olması hedef almalıdır.
T l f k i
Toplam fonksiyonlar (temel fonksiyonlar) esas itibariyle esas fonksiyonların l (t
l f k i
l ) itib i l f k i
l
kombinasyonları ile elde edilebilmelidir. Sadece özel haller ve karışık haller için az sayıda yardımcı, özel, uyum fonksiyonlarına ihtiyaç duyulmalıdır. Modül dışı durumlar ise çok nadir hallerde ve ekonomik olmaları halinde ele alınmalıdır.
Bir kaç fonksiyonun bir modülde birleştirilmesi, dolayısı ile kompleks fonksiyon ve modüllerin oluşturulması bir çok halde ekonomik çözüme gidilmesini kolaylaştırır. Genellikle kompleks fonksiyonlar, uyum fonksiyonu ile diğer fonksiyonların kombinasyonları ile oluşturulur.
Modüller içinde enerji dönüşümü olanlarda (örnek olarak elektrik enerjisinin mekanik enerjiye veya hidrolik enerjinin mekanik enerjiye dönüşmesi gibi) mümkün olduğu kadar ayni tip dönüşümün bulunması,
M
Montaj koşullarının basit olması, özellikle "'esnek otomasyon" uygulaması olan j k ll
b i l
ö llikl "'
k " l
l üretim hücrelerinde robotla montaj koşullarına uygun bağlama tiplerinin seçilmesi,
Ç
Çok kullanılan tipler arasında bir dayanıklılık ve ömür dengesinin bulunması
p
y
g
Fazla aşınmaya ve zorlanmaya maruz modüllerin basit, ucuz ve kolay değişebilir olması önerilir.
Modüler Konstrüksiyon sisteminin Modüler
Konstrüksiyon sisteminin
y
Üretici faydaları ‐
y Özellikle teklif hazırlama, projelendirme ve nihai konstrüksiyon fazlarınla elde y
y
y
y
hazır bir modüler sistemin bulunması, çalışmaları kolaylaştırır ve hızlandırır. Bilhassa teklif hazırlama fazındaki bütün çalışmaların otomatik hale getirilmesi ve uygun kompüter programları ile çok hızlı olarak pazara teklif verilmesi kabil olur.
Bütün modüller için sadece temel elemanlar için yapılacak bir defaya mahsus detaylı hesaplama ve şekillendirmeden sonra yapı dizisi uygulamaları ile diğer detaylı hesaplama ve şekillendirmeden sonra, yapı dizisi uygulamaları ile diğer boyut kademelerinin (CAD) sistemi ile şekillendirilmesi, gene diziye ait maliyet artış yasalarının oluşturulması ile temel elemandan hareketle dizinin diğer elemanlarının maliyetlerinin isabetli tahmini ve nihayet uygun kombinasyon k ll il k d ği ik kuralları ile çok değişik yapı strüktürlerinin kısa zarında gerçekleştirilmesi bu t üktü l i i k d kl ti il
i b sistemin önemli üstünlükleridir.
Modüller siparişten bağımsız olarak üretilebilecektir. Bu zamansal üretim ğ
y
g
ğ
darboğazlarının meydana gelmemesini sağlar.
Uygun inşa grupları bölünmesi ile montaj kolay ve çabuk yapılabilir olacaktır.
Modüler konstrüksiyon tekniği pratik olarak üretim sektörünün bütün fazlarında da, yani teklif hazırlama, ödev tanımlaması, niteliksel ve niceliksel sentez üretim montaj pazarlama v s uygulanabilir sentez, üretim, montaj, pazarlama v.s. uygulanabilir. Modüler Konstrüksiyon sisteminin Modüler
Konstrüksiyon sisteminin
y
Kullanıcı
faydaları ‐
y Teslim zamanı kısa olacaktır. Yani kullanıcı kısa sürede yatırımını gerçekleştirecektir
yatırımını gerçekleştirecektir.
y Yedek parça temini, bakım‐onarım kolaylaşacak, stok ambarındaki parça tipi ve toplam parça sayısı azalacaktır,
y Mevcut sistemin daha ileri bir dönemde büyütülmesi, Mevcut sistemin daha ileri bir dönemde büyütülmesi kapasitesinin arttırılması, modüler genişletebilme imkanından dolayı kolay ve az masraflı olacaktır.
imkanından dolayı kolay ve az masraflı olacaktır
y Modüllerin zaman içinde artan mükemmeliyetleri nedeni ile modüler sistemin güvenilirliği artacaktır.
nedeni ile modüler sistemin güvenilirliği artacaktır
Modüler Konstrüksiyon sisteminin Modüler
Konstrüksiyon sisteminin
mahzurları ‐ Üretici
y Müşteri isteklerinin ve bu isteklerdeki yeni ekonomik ve teknolojik boyutların y
y
y
y
"modüller kasasındaki” elemanlarla artık karşılanamaması, diğer bir deyimle bilhassa esas fonksiyon modüllerinin demode olması veya bireysel istekler için sistem esnekliğinin yetersiz kalması
Bir modüler konstrüksiyon sisteminin oluşturulması büyük bir başlangıç maliyetini gerektirdiğinden, bu kasadan temin edilen çözüm alternatiflerinin pazar ömürlerinin uzun olması gerekir Bu sağlanamıyorsa modüler sisteme pazar ömürlerinin uzun olması gerekir. Bu sağlanamıyorsa modüler sisteme geçilmemelidir.
Şüphesiz modüler konstrüksiyon sisteminde, kombinasyon sonucu ortaya çıkan yapıt, tekil üretim yapıta nazaran sınırlı bir talep uyumuna sahiptir. Durum bir bakıma konfeksiyon ceket‐pantolon seçimi ile terzide diktirilen b b k
k f k
k
l
l
d dk l
ceket pantolon arasındaki farka benzer.
Talep zamanla "modüller kasası" tarafından oluşturulabilecek belirli tiplerde yoğunlaşırsa, bu sistemin maliyetler üzerindeki etkileri negatif olmaya başlar.
Bazı hallerde tekil konstrüksiyon modüler konstrüksiyondan daha ucuza da gelebilir. Bunun nedenleri, modüler sistemin yapısına bağlı olarak tekil parça sayısının fazlalığı, modüllerde mecburen tolerans ve yüzey kalitelerinin daha yüksek tutulmuş olması v s gibidir yüksek tutulmuş olması v.s. gibidir. Modüler Konstrüksiyon sisteminin Modüler
Konstrüksiyon sisteminin
mahzurları ‐ Kullanıcı
y Kullanıcının bütün özel isteklerinin yerine getirilememesi veya burun zor oluşu
getirilememesi veya burun zor oluşu,
y Bazı kalite karakteristiklerinin düşük bazılarının ise tekil konstrüksiyon haline göre yüksek oluşudur Her tekil konstrüksiyon haline göre yüksek oluşudur. Her ne kadar ikinci hal müşterinin lehine ise de, maliyet üzerindeki etkisi müşteriye gereksiz gelecektir.
üzerindeki etkisi müşteriye gereksiz gelecektir
y Bazı hallerde de modüler sistemin, tekil konstrüksiyona göre ağırlık ve hacim bakımından büyük olması, kullanıcının bina ve temel masraflarını arttırıcı etkidedir.
Sonuçç
y Deneyimler gösterir ki, modüler konstrüksiyon sistemi daha çok genel masraflar üzerinde önemli azalmalar meydana getirmektedir. y Buna mukabil malzeme ve işçilik masrafları üzerinde çok fazla etkili olmamaktadır. y Modüler konstrüksiyonun en büyük yararı üretim zamanının kısaltılmasında, teklif hazırlamanın kolaylaştırılmasında ve nihayet bunların kompüter yardımı ile otomatik hale getirilmesinde görülmektedir. 
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
0
File Size
1 356 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content