Alternatif sac bağlantı tekniği ve bu yöntemle üretilen tamburun dinamik analizi

Abstract

Yaşam alanlarımızda kullandığımız makinalarda işlevselliğin yanı sıra, makinanın görsel açıdan da estetik olması tercih edilmektedir. Bundan dolayı, günümüzde endüstriyel tasarım çalışmaları önem kazanmıştır. Endüstriyel tasarımı iyi yapılmış bir ürün, aynı fonksiyonel özellikteki ürünlere göre rekabette avantaj sağlamaktadır. Fakat daha fazla kullanıcıya hizmet verebilmek için, maliyette de avantaj sağlamak gerekmektedir. Algılanan kalitesi yüksek, maliyeti düşük ürün tasarımında yaygın olarak alternatif hammadde kullanımı yoluna gidilmektedir. Örneğin; algılanan kalitesi yüksek olan paslanmaz sacların yerini, artık maliyette avantaj sağlayan kaplamalı saclar almaktadır. Kullanıcı taleplerini karşılayabilmek için bu gibi farklılıklarda esnek üretim yapma gerekliliği doğmuştur. Bu durum, aynı kalıp ve ekipman ile üretilen bir parçada, malzeme farklılıkları opsiyonu sunulmasını gerektirmektedir. Günümüzde “Güvenilirlik” her makine imalatında olduğu gibi, beyaz eşya sektöründe de ön plana çıkmaktadır. Artan rekabet ortamında müşteri beklentilerini karşılayan ve aynı zamanda maliyeti düşük makina üretimi, değer kazanmıştır. Güvenilirlik açısından uygun olmayan tasarımlar, kullanıcıya verdiği zararlar nedeniyle memnuniyetsizlik yaratmakta ve marka algısını olumsuz etkilemektedir. Güvenilirlik dolaylı olarak ürün satışlarını etkilemektedir. Bu nedenle, müşteri taleplerini karşılayabilmek için, aynı tasarımda farklı malzeme kullanımı da güvenilirlik açısından detaylı olarak incelenmelidir. Bu çalışmada, aynı tasarımda farklı sac hammadde kullanımı olan bir çamaşır kurutma makinesi tamburunun, bağlantı mukavemeti ele alınmaktadır. İçerisine çamaşırların yerleştirildiği çamaşır kurutma makinası tamburu, müşteri taleplerine göre, paslanmaz veya kaplamalı saclardan üretilmektedir. Hareketli tambur, sabit makina gövdesine ön kısımdan iki adet teker şeklindeki yataklama ile sabitlenmektedir. Arka kısımda ise tambur grubu üzerinde bulunan bir milin, küresel yataklama içerisinden geçmesi ile sabitlenmektedir. Mil ile tambur sacı arasında, sac flanş bulunmaktadır. Sac flanş üretiminde, DX51D+AZ150 hammadde kullanılmıştır. Sac flanşa bağlı olan tambur sacı üretiminde ise üç farklı hammadde kullanılmıştır. Bunlar, AISI 430 paslanmaz, DX52D+Z275 ve H340LAD+AZ150 hammaddeleridir. Sac flanş ile tambur sacı arasındaki bağlantı, ek malzemesiz perçinleme işlemi ile sağlanmıştır. Çamaşır kurutma makinası dinamik parça kontrol testleri için ömür testleri yapılmaktadır. Ömür testlerinde, çamaşır kurutma çevrimine karşı tasarımın dayanıklılığı kontrol edilmektedir. Ömür testlerinin uzun süreli olması dolayısıyla tambura bağlanan ağırlıklarla, hızlandırılmış ömür testi geliştirilmiştir. 8 kg çamaşır kurutma kapasitesine sahip bir çamaşır kurutma makinesinde, hızlandırılmış ömür testi 16 kg ağırlık ile yapılmaktadır. Çalışmada, 16 kg ağırlık bağlanmış, 6 ve 3 ek malzemesiz flanş-tambur sacı bağlantısına sahip tasarımlarda, bağlantıya gelen yükler analiz edilmiştir. 6 bağlantılı tasarımda bağlantıya tambur dönme frekansında maksimum 49,3 N çeki ve bası kuvveti gelmektedir. Bu kuvvetin yanı sıra, bağlantıya, 46,9 N’luk değişken yönlü kesme kuvveti gelmektedir. 3 bağlantılı tasarımda ise bağlantıya tambur dönme frekansında maksimum 98,5 N çeki ve bası kuvveti gelmektedir. Bu kuvvetin yanı sıra bağlantıya 93,8 N’luk değişken yönlü kesme kuvveti gelmektedir. Ek malzemesiz bağlantıya yapılan bağlantı kesme kuvveti ve bağlantı çekme kuvveti testlerini simüle eden analizlerde ve gerçekleştirilen testlerde, bağlantıların bu kuvvet değerlerini sağlayıp sağlamadığı kontrol edilmiştir. Yapılan analizlerde elde edilen mukavemet değerlerine, kaplamalı tambur arka sacı ile yapılan alternatiflerde test sonuçlarına göre %34- %59 sapma ile ulaşılmıştır. AISI 430 tambur arka sacı hammaddesinde ise bu değer %1- %2 olarak gerçekleşmiştir. Ek olarak, test sonuçları incelendiğinde, bağlantı yapısı itibarı ile test sonuçları ortalama değerine göre %12 ila %44 arasında değişkenlik göstermektedir. Bundan dolayı konstrüksiyonda, bu oranlar göz önünde bulundurularak tasarım yapılmalıdır. Mevcut tasarım için, yapılan analiz ve test sonuçlarına göre hem kesme kuvveti mukavemeti, hem de çekme kuvveti mukavemeti açısından çalışılan alternatifler uygundur. Yapılacak yeni tasarımlarda, en düşük bağlantı mukavemeti değerine sahip olan DX52D+Z275 ve DX51D+AZ150 hammadde sacların birleşimi, tasarımın kısıtını oluşturmaktadır. Ve aynı ekipmanlar ile üretim yapılması durumunda bağlantı mukavemet değeri en düşük olan bu hammaddeler baz alınarak yükler belirlenmelidir.