Örnek Proje - Prof.Dr Akgün Alsaran

T.C
ATATÜRK ÜNĠVERSĠTESĠ
MÜHENDĠSLĠK FAKÜLTESĠ
MAKĠNE MÜHENDĠSLĠĞĠ BÖLÜMÜ
OTO LĠFT TASARIMI
HAZIRLAYANLAR
8.GRUP
SERKAN KARADAYI
RECEP KÖR
ERDEM ATAġ
MAHMUT KILIÇ
OTO LĠFT ÇALIġMA PRENSĠBĠ
Araç liftleri spesifik olarak motorlu araçların tamir ve bakımına yönelik üretilen
cihazlardır. Araç özelliklerine hitap eden pek çok özel aparat ve teçhizat ile donatılırlar.
Tonaj büyüklüğü nispetince kaldırılabilecek araçların fiziksel boyutları ile doğru
orantılı olarak makine boyutları büyümektedir.
Elektrik motorundan alınan tahrikle,
kayıĢ kasnak mekanizması ile sonsuz
mil tahrik edilir.
Tahrik edilen sonsuz mil Ģekilde görülen
mekanizma ile kolları aĢağı yukarı tek
eksen boyunca hareket etmesini sağlar. Bu
mekanizma U profilli bir kolon üzerinde
hareket etmektedir.
Kolların biri dirsek ile kırılma hareketine
sahip, diğeri ise birbiri içerisinden geçen
kolon Ģeklindedir. Bu Ģekilde tasarım
yapılmasının nedeni farklı araçların destek
noktaları farklıdır. Bu çeĢitliliğe ayak
uydurabilmesi için mekanizma kolları
ayarlanabilir Ģekilde tasarlanmıĢtır.
Elektrik motorundan alınan tahrikin diğer U profilli kolona aktarılması platform
altındaki kanal vasıtasıyla, kayıĢ kasnak mekanizması ile olmaktadır. Bu Ģekilde diğer U
profil üzerindeki diğer mekanizmalar çalıĢtırılmıĢ olur. Yukarıda ki Ģekilde mekanizma
görülmektedir.
OTO LĠFT STATĠK ANALĠZĠ
U PROFĠLLĠ SÜTUNUN EĞĠLME DURUMU
Maksimum von-mises gerilmesi;
41 MPa dır.
Eylemsizlik Momentleri
I
1
a  h3
12
I 1
1
70  146.8183  18,461  10 6 m 4
12
I 2
1
70  103.182 3  6,41  10 6 m 4
12
I 3
1
1
160  103,182 3  160  33,182 3  14,16  10 6 m 4
12
12
I  2 I 12 I 2 I 3 63,902  10 6 m 4 olarak bulunur.
4000 kg lık bir araç kaldıracağı varsayılırsa;
G=m*g = 4000*9,81 = 39240N
Platformun orta noktası 1250 mm dir , ve tek U profilli kolona gelen kuvvet 19620 N dur.
M e  F  x  19620  1250  24.525  10 6 Nmm

M e  x 24.525  10 6  103,182

 39,6MPa
I
63,902  10 6
S355J2G3 (St 52-3) çeliğinin fiziksel özellikleri (Erdemir,2000)
Akma mukavemeti MPa
355
Çekme Mukavemeti MPa
490-630
Malzeme olarak St52-3 seçilirse ;
 akma 355MPa dır. Emniyet katsayısı olarak S=5 alınırsa emniyet gerilmesi;
 em
 akma
S

355
 71MPa olarak bulunur.
5
  akma 39,6<71 MPa olduğundan U profilimiz eğilme durumunda EMNĠYETLĠDĠR.
Solid Works programı yardımıyla yaptığımız bilgisayar destekli statik analizde von-mises
gerilmesi 41 MPa olarak sonuç alınmıĢtır. Sonuçlardaki bu küçük fark programın mesh
durumu ve göz ardı edilen etkenleri hesaba kattığından bu küçük fark ortaya çıkmıĢtır.
KOL MEKANĠZMASININ EĞĠLME VE KESME DURUMU
I1 
1
a  h3
12
1
1
120 1503  80 1103
12
12
6
4
I1  24,88 10 m
I1 
1
1
80 1103  40  703
12
12
6
4
I1  7, 73 10 m
I1 
‘AISI 4340 stell , normalized’ malzeme olarak seçilmiĢtir.
Dış profil ağırlık ;
G1  13,1 0,5  6,55kg
Ġç profil ağırlık ;
G2  12,8  0,5  6, 4kg
Gtop  12,95kg  127, 04 N
EĞĠLME DURUMU
Me  F 1000  G  500
Me  19620 1000  127, 04  500
Me  19, 68 106 Nmm
e 
Me  c
19, 68 106  500

I top
 24,88  7, 73 106
 e  301, 74MPa

F 19620  127, 04

 2, 24 MPa olarak bulunur.
A
110  80
 B   2  3  2  301, 742  3  2, 242
 B  301, 765MPa
‘AISI 4340 stell , normalized’ malzeme olarak seçilmiĢtir.
 ak  710 MPa
S=1,5 olarak alınırsa ;
 em 
710
 473,33 MPa
1,5
301,765  473,33 olduğundan dolayı birbiri içinde kayan mekanizmaya sahip dikdörtgen
profilli lift kolumuz EMNĠYETLĠDĠR.
Solid Works programı yardımıyla yaptığımız bilgisayar destekli statik analizde von-mises
gerilmesi 300MPa olarak sonuç alınmıĢtır. Sonuçlardaki bu küçük fark programın mesh
durumu ve göz ardı edilen etkenleri hesaba kattığından bu küçük fark ortaya çıkmıĢtır.
Kolun Dönmesini Sağlayan Pim Hesabı
Pim eğilmeden dolayı kesilmeye maruz kalmıĢtır. Kolun emniyet durumunu pimlerin
taĢımasını isteriz. Çünkü kesitin en dar olduğu kısımdır. Pim 30 mm çapında bir silindirik
elemandır.
F1
G
Ftop  19620  124,04  19744 N
Mil üzerine bu toplam kuvvetin ,kuvvet çifti olarak etkidiğini düĢünürsek;
F
19744
 9872 N etki eder.
2

9872
 13,970MPa
706,86
Yatakta oluĢan gerilme;

Ftop
A1  A2

19744
 16, 45 MPa
1200
 B   2  3  2  16, 432  3 13,9752
 B  29, 25MPa
 ak = 270 MPa (s = 3) malzeme olarak seçilirse;
DDK 42

29, 25 
270
 90
3
Olduğundan EMNĠYETLĠDĠR.
Solid Works programı yardımıyla yaptığımız bilgisayar destekli statik analizde von-mises
gerilmesi 29,4 MPa olarak sonuç alınmıĢtır. Sonuçlardaki bu küçük fark programın mesh
durumu ve göz ardı edilen etkenleri hesaba kattığından bu küçük fark ortaya çıkmıĢtır.
Kollun uç kısmındaki papuçun bağlı olduğu mil hesabı

F
  em
A

19620
 62, 45MPa
 d2
4
D=20 mm çapında bir mil pabucu bağlamıĢtır.
DDK 42  ak  270MPa malzeme olarak seçilmiĢtir.
S=3 olarak alırdak;
62, 45 
270
3
olduğundan EMNĠYETLĠDĠR.
TRAPEZ VĠDA DĠġLĠ TRANSMĠSYON MĠL HESABI
F
YÜK
 2  DIŞ PROFĠL KOL AĞIRLIĞI  2  ĠÇ PROFĠL KOL AĞIRLIĞI
2
F  19620  2 13,1 0,5  2 12,8  0,5
F  19646 N
Pratik Hesaplar Kulanırsak
A
1,3  F
 em 
 em
 ak
s
 ke
ke 
1
kç
S=6 ve Kç =4 kabul ederek , malzeme olarak ta st60 seçilmiĢtir.
ke 
1
4
 em 
  d 21
330 1
  13, 75 MPa
6 4
1,3 19646
330
4
24
d1  48, 63mm
A

d1=50 mm ve d2=55 mm olarak alınmıĢtır.
Basıya Göre Kontrol
 bası 
19646
 10 MPa
  502
4
Burulmaya Göre Kontrol
Mb  F

d2
tan(  '  )
2
Mb

A
F
OTOBLOKAJLI
d2
tan(  '  )
2
  d13
16
Standart d1 ve d2 tablodan bakılarak tablodan h=9 mm olarak okunur.
tan  
h
9

 2,980 olarak bulunur.
  d 2   55
 '  0,14 olarak alınırsa;
 '  tan  '

19646
 '  7,97 olarak bulunur.
55
tan(7,97  2,98)
2
 1,92 MPa
  503
16
 B   2  3  2  102  3 1,922
 B  10,54MPa
10,54 
330
 55
6
Olduğundan EMNĠYETLĠDĠR.
ELEKTRĠK MOTORU GÜÇ VE DEVĠR HESABI
Motor Hesabı:
P = FxV
P = 2 x 19646 x 0,1
P = 3929, 2 W = 3,9292 kW
Pmotor = P / h
Pmotor =
n1 =
h = %60 motor verimi
3,9292
= 6,55 kW
0, 6
V 100
=
= 11,11 d / sn
h
9
n1 = 666, 67 d / d
r1 = 0,5 r2
olsun.
Yani bize yaklaşık 7kW gücünde ve 3000
d/d ‘da çalışan bir
elektrik motoru gerekmektedir.
n2 = 3000 d / d .
MATLAB PROGRAMI
% Eylemsizlik Momentleri
a1=70
a2=160
h1=146.818
h2=103.182
I1=1/12*(a1)*(h1)^3
I2=1/12*(a1)*(h2)^3
I3=1/12*(a2)*(h2)^3
I=(2*I1)+(2*I2)+I3
%4000kg bir araç kaldırılacağı varsayılırsa
m=input('ağırlığı girin:')
g=9.81
G=m*g
%platformun orta noktası 1250mm
%sigma:S
F=G/2
x=1250
Me=F*x
S=(Me*h2)/I
%akma mukavemeti:Sa
%emniyet mukavemeti:Sem
%emniyet katsayısı:s
%emniyet kontrolünü yaparsak
Sa=input('akma mukavemeti:')
s=5
Sem=(Sa/s)
%kol mekanizma eğilme kesme durumu
a3=120
a4=80
a5=40
h3=150
h4=110
h5=70
I4=(1/12*(a3)*(h3)^3)-(1/12*(a4)*(h4)^3)
I5=(1/12*(a4)*(h4)^3)-(1/12*(a5)*(h5)^3)
%Dış profil ağırlık
G1=13.5*0.5
%iç profil ağırlık
G2=12.8*0.5
G=(G1+G2)*9.81
%Eğilme durumu
%Se:eğilme dayanımı
Me1=(F*1000)+(G*500)
Se=(Me1*500)/(I4+I5)
ta=F/(h4*a4)
Sb=(Se^2+(3*ta^2))^(1/2)
%AISI 4340 MALZEME İÇİN
%akma dayanımı:Sa1
%emniyet katsayısı:S1
Sa1=710
S1=1.5
Sem1=Sa1/S1
%kolun dönmesini sağlayan pim hesabı
Ftop=F+G
F2=Ftop/2
ta1=F2/706.86
S2=Ftop/1200
Sb1=(S2^2+(3*ta1^2))^(1/2)
%DDK42 akma dayanımı:270
%S2:3
%Sb1<(270/3)
%Kolun uç kısmındaki pabuçun bağlı olduğu mil hesabı
%D=20 mm çapında bir mil pabucu bağlanmıştır
d=20
S3=F/((3.14*(d^2))/4)
%S3<(270/3)
%TRAPEZ VİDA DİŞLİ TRANSMİSYON MİL HESABI
F1=(F)+(2*G1)+(2*G2)
KAYNAKLAR
- Makine Elemanları ders notları ‘Doç.Dr.İrfan KAYMAZ’
- Solid Works programının material bölümünde malzeme seçimi ,
çizim, montaj (sisteme hareket verimesi) ve statik analiz
- Matlab programı ile sistemin genel algoritması
- Makine elemanları ‘Prof.Dr.Erdem KOÇ’