OTEKON’14 7. Otomotiv Teknolojileri Kongresi 26 – 27 Mayıs 2014, BURSA ARAÇ MENTEŞESİ ÜZERİNDE KULLANILAN PLASTİK DURDURUCULARIN DAYANIMLARININ İNCELENMESİ Caner Seymen*,Özkan Karakoç*,Hüseyin Güzeldal* Rollmech Automotive San. ve Tic. A.Ş. Bursa * ÖZET Dinamik parçaların hareketleri incelendiğinde, mekanizmalarda sistemin tam olarak görevini yerine getirebilmesi için belirli parçaların hareketlerinin sınırlandırılması gerekmektedir. Hareket sınırlaması dizaynda değişiklik ya da sisteme durdurucu eklenmesi ile gerçekleştirilir. Durdurucular sistemin optimum gereksinimi olan maliyet, üretilebilirlik ve tasarım görünümünü karşılayacak şekilde oluşturulur. Plastik durdurucular metal-metal kontağın istenmediği durumda kullanılır. Kullanılan malzeme, kontak yüzeyi, taşıması gereken yük gereksinimi tasarımlarına etki etmektedir. Anahtar kelimeler: Plastik durdurucu, kinematik analiz, durdurucu dayanımı ABSTRACT In the movement of dynamic parts, some defined parts must be limited for the movement for the correct motion of the parts. Changing the design or adding new stopper parts to system, provide limited movements. Stoppers created according to cost, production possibility and visual requirements, for the optimum design of the system. Plastic stoppers used for uncontact between metal to metal. Material, contact faces and force loads are effect of the design of plastic stoppers. Keywords: Plastic stopper, kinematic analysis, stopper resistance 1. GİRİŞ Dinamik parçaların hareketleri incelendiğinde, doğrusal hareket, eğrisel hareket ve açısal hareket olarak sınıflandırılmaktadırlar. Sistemi oluşturan parçalar, mekanizmanın fonksiyonunu uygun şekilde yerine getirebilmesi için hareket yönünden sınırlandırılmışlardır. Sınırlandırılma işlemi sistem gereksinimine göre ek durdurucu yüzeyler ya da sönümleyici ek parçaların eklenmesi ile gerçekleştirilebilir. Sistemde durdurucunun tasarımı, hangi malzemeden yapılacağı, parçanın ömür gereksinimi ve ömrünü tamamlayıncaya kadar çalışacağı şartlar altında belirlenir. Menteşeler araç kapılarının açılma kapanma kinematiğinin temelini oluşturan, kapıyı üstünde taşıyan dinamik parçalardır. Açılma kapanma hareketinin temelinde kapı ağırlığı, açılma açısı bulunmaktadır. Ayrıca menteşenin kullanılacağı aracın dizayn temeline göre farklı yönlerde taşıyacağı yükler gözönünde bulundurulmaktadır. Şekil 1: Ticari araç arka kargo kapı menteşesi Menteşelerde durdurucu olarak tasarımda metal yüzeylerin birbiri ile temas etmesini engellemek amacıyla plastik malzemeler kullanılmaktadır. Metallerin birbirine temasını engellemek hem malzemeler üzerinde plastik deformasyonların engellenmesi hem de araç boyasına zarar gelmesinin engellenmesi anlamına gelmektedir. 1 Şekil 2: Ticari araç arka kargo kapı menteşesi plastik durdurucuları Şekil4:Menteşenin kapalı pozisyonu Şekil 3: Montajlanmamış plastik durdurucu Türlerine göre plastiklerin mekanik özellikleri çok büyük dağılım gösterir. Yüksek mekanik özelliklere sahip olanlarınınki demir dışı metallerinkine yaklaşır. Bununla beraber bazı plastikler için aşınma dayanımı, uzama değerleri metallerinkinden yüksek olabilir. Mesela, oto cam silici motorunun poliamid dişlisi, hiç yağlanmadan, arabanın ömrü boyunca hizmet görür. Sertlik, basma ve çekme dayanımları ise, genelde metallerinkinden daha düşük değerlerdedir.[2] Şekil 5: Menteşenin açık pozisyonu(Plastik durdurucular fonksiyonunu yerine getirirken) Menteşe, gövdeye bağlanan sabit parça(3), kapıya bağlanan hareketli parça(1), mekanizmayı taşıyan gövde(2), mekanizma hareketini sağlayacak link(4) ana parçalarından oluşmaktadır. 2. KİNEMATİK ANALİZ Mekaniğin bir alt dalı olarak, kinematik hareketin zamansal-uzaysal özellikleri ile uğraşır. Harekete neden olan kütle ve kuvvet gibi özellikler kinematiğin ilgi alanı değildir. Kinematik uzaklık, hız ve ivmelemeyi linear (düzgün, doğrusal) ve angular (açısal) olarak inceler. Kinematik analiz yapılırken parçalar ve fonksiyonları kapının açılma hareketine göre tanımlanmış, plastik durdurucular ile açılma açısı sınırlandırılmıştır. Çalışmada örnek menteşenin çalışması simulasyon programında simüle edilerek plastik durdurucuların fonksiyonunu yerine getirirken sanal olarak incelenmesi gerçekleştirilmiştir. Bu şekilde plastik durdurucuların tasarımda doğru şekilde pozisyonlanmasının teyit edilmesi, oturma yüzeyinin uygun şekilde durdurucular üzerine gelip gelmediği, parça üzerindeki deformasyonların nereden olabileceği öngörüleri yapılabilmektedir. 2 Kot zinciri analizinin yararları şu şekildedir: • Birbirinin yerine kullanılabilirlik • İmalat maliyetlerinin düşmesi • Çöp parçaların azalması • Ayarlama sürelerinin düşürülmesi • Uyuşmazlıkların ortadan kaldırılması • Yatırımların isabetli bir şekilde yapılması Menteşe üzerinde yapılan kot zinciri analizinde, gövde parçasının plastik durdurucular üzerine yüzeysel olarak uygun oturup oturmayacağı hesaplanmıştır. Kontak yüzeylerini etkileyecek olan faktörler talaşlı imalattan gelen işleme töleransları, gövde ve sabit parça eksenlerinin delik delme töleransları etki etmektedir. Şekil 6: Menteşe hareket kinematiği Şekil 8: Kot zinciri analizi sonucunda oluşan alt durdurucu temas ettiğinde üst durdurucu ile kontak yüzeyi arasında kalan boşluk Şekil 7: Menteşe gövde parçasının plastik durdurucular üzerine oturması Kot zinciri hesaplanması sonucunda tölerans varyasyonlarıyla alt durdurucu kontak yüzeyine temas ettiğinde üst durdurucu ile kontak yüzeyi arasında 0.15 mm boşluk kalabileceği görülmüştür. Bunun sonucu örnek olarak gösterilen menteşede plastik durdurucular üzerine gelecek olan yükün orantılı olarak dağılmaması ve birinin diğerine göre daha fazla deformasyona uğraması ve hesaplanmış gereklilikleri ve koşulları sağlamamasına sebep olacaktır. [3][4] Temel olarak çalışma ve durdurma kinematiğinde, plastik durdurucular üzerine gelecek olan metal gövdenin parçalara en geniş yüzeyden oturması, yüzeye açılı olarak gelmemesi(parça üzerinde kesici olarak etki olmaması) istenmektedir. Plastik durdurucular simülasyonda incelendikten sonra fiziksel ortamda yapılan testler ile karşılaştırılır.[1] 3. KOT ZİNCİRİ ANALİZİ Kot zinciri analizi, mekanik parça ve montajlar için biriken tolerans varyasyonlarını hesaplama işlemleridir. Parçaların kesin tarifi, iyi üretilmeleri için vazgeçilmez bir önkoşuldur. Kotasyonun ve fonksiyonel toleransların gerek yeni iken, gerek kullanım esnasında aşağıdaki sorunların önlenebilmesi için herkesin aynı şeyi anlamasını sağlayacak bir tarifin yapılması gerekir. -İstenmeyen kontaklar -Kötü çalışmalar(fazla ve yetersiz boşluklar) Şekil 9: Bir durdurucu oturduğunda diğeri ile kontak yüzey arasında kalan mesafe (ölçülmüş parçalar) 3 5. DÜŞÜK KARŞILAMA YÜZEYLERİNDE DURDURUCU DAYANIMI Durdurucunun tasarım aşamasında kinematik olarak sistemdeki uygunluğuna karar verildikten sonra, fiziksel testler ile sistem gerekliliklerini karşılayıp karşılamadığı ölçülür. Şekil 10: Yüzeylerin birbiri ile eşit olarak oturmamasından kaynaklanan tek tarafta deformasyon 4. DURDURUCU-KONTAK YÜZEYİ-DÖNME EKSENİ ARASINDAKİ İLİŞKİ Durdurucuların çeşitlerine göre kontak yüzeyleri ile olan ilişkileri arasında farklılıklar görülmektedir. Buna parçaların kinematikleri, ağırlıkları, yüzey formları, kaç parçadan oluştuğu, temas yüzeylerinin genişlikleri gibi faktörler örnek verilebilir. Dönme ekseni parçalar üzerine gelen moment etkisine göre kuvveti etkilemektedir. Örnek menteşe üzerinde 2 adet plastik durdurucu üzerine şerit halinde gelen ve plastik yüzeyini tam olarak kaplamayan kontak yüzeyi ile temas halindedir. Bunun anlamı plastik parçayı kesmeye zorlayacak şekilde kuvvet geleceğidir.[5] Şekil 13: Fiziksel test bankosu Menteşe üzerinde plastik durdurucuları ilgilendiren iki adet test yapılmaktadır. Bunlardan ilki darbeli olarak kapıyı açma testi (ömür testi-Slam open) ve diğeri açık olan kapının belirli yük altında daha fazla açılmaya zorlanmasıdır (Wind gust). Şekil 11: Menteşe durducuları ve hareketin kısıtlandığı kontak yüzeyi 4 Durdurucuların bahsedilmiş olan etkenlerden dolayı kontak yüzeyini düşük karşılaması durumunda, fonksiyonel olarak gereklilikleri yerine getiremez, temel durdurucu kullanılma gereksinimi olan parça boyasına zarar verme, belirlenen çalışma açısını sağlayamama problemleri yaşanır. GAP 1. Test(N) 2. Test(N) 3. Test(N) Ortalama(N) 0 mm 248 241 245 244 0,15 mm 227 225 215 222 0,30 mm 202 194 229 208 0,35 mm 184 176 172 177 0,45 mm 120 135 129 128 0,55 mm 104 93 112 103 0,60 mm 91 108 102 100 0,70 mm 76 100 85 87 Tablo 1: Kontak yüzey açıklık değerine göre test sonuçları Tablo 1’da aynı menteşe üzerine montajlanan aynı malzeme kullanılan üç kere tekrarlanmış her yeni uygulamada yeni parça kulanılmış Wind gust test sonuç değerleri verilmiştir. Kuvvet değerleri plastik durdurucu kırılma değerlerini göstermektedir.[5] 5. SONUÇ Bu çalışmada bir ticari araç arka kargo kapısı menteşeleri üzerindeki plastik durdurucuların fonksiyonları incelenmiş, tasarımda sisteme hangi şekilde eklenmeleri gerektiği ve pozisyonlamalarının büyük etkisi olduğu belirlenmiştir. KAYNAKLAR 1. Unigraphics 7.5 (Motion Simulation) Software 2. Yaşar, Hikmet.,”Plastikler Dünyası” ,MMO Yayınları, Mayıs 2001 Ankara 3. Karakoç,Özkan.,”Kot Zinciri Analizi Eğitim Notları “ Mayıs 2012 Bursa 4. Kot Zinciri Analizi Eğitim Notları, Oyak-Renault, Mart 2013 5. Rollmech Automotive Test Raporu, TR_13_347. Mayıs 2013 5 6
© Copyright 2024 Paperzz
