Murat ÖNDER, Adnan AKKURT, Selçuk KEÇEL, Hüseyin Güçlü YAVUZCAN, M. Sadi KORKMAZ

Yatık Ağız Açma Ve Kalibre Etme Makinasının Yapısal Analizi Ve Ağırlık Optimizasyonu

Bu çalışmada, takım tezgâhlarının ağırlık optimizasyonlarının önemini ortaya koymak amacıyla; jant üretiminde kullanılan yatık ağız açma ve kalibre etme tezgâhının yapısal analizine dayalı ağırlık optimizasyonu yapılmış ve Von-Mises gerilmelerinin kritik değerleri göz önüne alınarak, tezgâhı oluşturan temel elamanların dayanımları hesaplanmıştır. Tasarımı yapılan yatık ağız açma ve kalibre etme tezgâhında jant şekillendirmesi için uygulanan yüklerin sistem tarafından emniyetli bir şekilde taşınabilmesini sağlayan yapısal dayanım analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu analizlerden elde edilen sonuçlar doğrultusunda, makina gövdesinde kullanılacak olan malzemenin kontrolü yapılmış ve aynı çalışma şartları altında ağırlık optimizasyonu için hafifletme aşamasına geçilmiştir. Makinanın taşıyıcı sistemi ve taşıyıcı sistemi oluşturan elemanların analiz sonuçlarına dayanılarak, sisteme ait optimum geometrik boyutlar belirlenmiştir. Dayanım analizleri ile hafifletme sonuçları karşılaştırıldığında makinanın çalışma esnasında oluşan kuvvet dağılımlarının, belirlenen hafifletmeler sonunda kritik değerleri aşmadığı görülmüştür. Yapılan ağırlık optimizasyon işlemi sonunda düzlem taşıyıcı sistemin desteklerinde toplam ağırlık %24,12 oranında azaltılmıştır. Malzeme maliyetleri ve gereksiz yüklerin makina ömrüne olumsuz etkileri değerlendirildiğinde, çalışma kapsamında uygulanan işlemlerin benzer makinalarda da uygulanmasının faydalı sonuçlar ortaya çıkarabileceği değerlendirilmektedir.

In this study, basing on the structural analysis, the topology optimization of horizontal mouth opening and calibrating machine used for wheel rim production machine was analyzed and considering the critical values of Von-Mises stresses, the strengths of the main parts of the machine were calculated in order to demonstrate the importance of topology optimization of machine tools. To carry out the applied loads for wheel rim shaping on the designed machine safely by the system, structural strength analysis was performed. Basing on the results obtained from the structural analysis, the material to be used in the machine was checked and relieving process was carried out for the topology optimization under the same operating conditions. Afterwards, the optimum geometrical dimensions of the system was assessed considering the analysis results carrier system and elements of the carrier system of the machine. The comparison of the strength analysis and lighting results indicated that after the applied lighting, the force distributions have not exceed the critical values. After topology optimization process, total weight of the plane carrier system supports was reduced by 24.12%. Considering the material costs and negative effects of the unnecessary loads on the economical life of the machine, the process implemented for this the machine would be useful for similar machines.

PDF

___

[1] Usta, H., Isı Borulu Güneş Kollektörü Destekli Isı Pompası Yüksek Lisans Tezi Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 1-4, 8-20 (1988).
[2] Kılıç, H., Güneş Enerjisi Destekli Isı Pompasının Tasarımı, İmalatı ve Performans Deneyleri G.Ü.Fen Bilimleri Enstitüsü 2006.
[3] Kuang, Y.Hand Wang, R.Z., 2005 Performance of multi-functional direct-expansion solar assited heat pump system, Solar Energy,Article in press.
[4] Chata, G.F.B., Chaturvedi S.K and Almogbel, A., 2005 Analysis of adirect expansion solar assited heat pump using different refrigerants, Energy Convension and Monagemant, 46:26142624p.
[5] Huang, B,J., AND Chyng, J.P., İntegral-type solarassisted heat pump water heater, Renewable Energy, 16 (1-4): 731-734 (1999).
[6] Çomaklı, Ö., Kaygusuz., and Ayhan, T., Solarassisted heat pump and enrgy storage for residental heating, Solar Energy, 51 (5):357-266 (1993).
[7] İleri, A., Yaerly simulation of a solar-aided R22- DEGDME absorption heat pump system, Solar Energy, 55 (4): 255-265 (1995).
[8] Yamankaradeniz, R. and Horuz , I., The theoretical and experimental investigation of the characteristics os solar-assisted heat pump of clear days, İnternational Communications in Heat and Mass Transfer, 25 (6): 885-898 (1998).
[9] Hawlader, M. N .A., Chou, S.K. and Ullah, M.Z., The performance of a solar assisted heat pump water heating system, Applied Termal Engineerring, 21 (10): 1049-1065 (2001).
[10] Badescu V., Model of a solar-assisted heat-pump system for space heating integrating a termal energy storage unit, Energy and Buildings, 34 (7): 715-726 (2001).
[11] Kaygusuz, K., Experimental and theoretical investigation of a solar heating system with heat pump Renewable Energy, 21 (1): 79-102 (2000).
[12] Torres Reyes, E., Picon Nuñez , M. and Cervantesde J.G., Exergy analysis and optimizationof a solarassisted heat pump, Energy, 23 (4): 337-344 (1998).
[13] Esen, M., Termal performance of a solar aided-latent heat store used for space heating by heat pump, Solar Energy, 69 (1): 15-25 (2000).
[14] Y.H. Kuang, R.Z. Wang and L. Q. Yu, experimental study on solar assisted heat pump system for heat supply, Energy Conversion and Managamet, Vol. 44, Issue 7, May 2003, pp. 1089-1098.
[15] Yunus A.ÇENGEL., Mıcheal A. Boles., Termodinamik Mühendislik Yaklaşımıyla., B:6;289.
[16] http://trdocs.org/docs/index-25126.html?page=2
[17] http://www.akifermuhendislik.com/dusey-kaptorluisi-pompasi
[18] http://www.viessmann.com.tr/content/dam/internettr/prospekte/mesleki_pompasi.pdf