6.1.10. Silindir Taban Kalınlığı Hesabı: d a 284mm
S2
S (1.6,......2,5)
AK 23daN / mm 2
St 35 için.
P 315Bar. R 0,8.d a
r 0,125.d a
R 0,8.284
r 0,125.284
R 227 mm
Taban et kalınlığı ise şöyle hesaplanır. S 0 (( P.d a ) / 100).S / AK S 0 (315.284 / 100).2 / 23 S 0 77,79mm
S 0 78mm alındı.
6.2. Alt Tesir İçin Hesaplama
r 36mm . kabul edildi.
Sistem üst tesirle aynı olduğu için tekrar şekil çizmeye gerek yok. Şekil 4.den yararlanabilirsiniz. 6.2.1. Piston Çapı Hesabı : F 30000Kg .
P 315 Bar
(Debi) Q 400 Lt / dk . Strok 200mm. t1 4 sn.
3,14 alındı. F P. .r 2 r 2 F /( P. ) r 2 30000 /(315. ) r 5,5
R 11cm.
6.2.2. Silindir Et Kalınlığı Hesabı :
AK 23daN / mm 2 ( St 35 için) S 1,8
P 315Bar. d i R 11cm.
S = Güvenlik katsayısı P = Basınç S0 = Et kalınlığı.
d a / d i 1,7 (DIN 2413’e göre)
İnce cidarlı kazan formülünden et kalınlığını hesaplayabiliriz. S 0 (d a .P.S ) /( 200. AK )
d a / d i 1,7
d a 1,7.d i
Bu değeri formülde yerine koyarsak; S 0 (1,7.d i .P.S ) /( 200. AK ) S 0 (1,7.110 .315.1,8) /( 200.23) S 0 23mm.
6.2.3. Silindir Çapı Hesabı : d a d i 2.S 0
da = Silindir çapı
d i 110 2.23
di = Piston çapı
S0 = Silindir et kalınlığı d a 156mm.
6.2.4. Piston Çapı Hesabı : K ( 2 .E.J ) / S K2
Burkulma formülü (EULER METODU)
K = Burkulma Yükü Sk = Serbest Burkulma Boyu (Strok) (cm) E = Elastisite Modülü (Kg/cm2) J = Eylemsizlik Momenti (cm4) Öncelikle piston kolunun burkulmaya zorlandığı toplam yükü bulalım. F K/S K F .S
S = Emniyet katsayısı (2,5,……3,5) S 3 alındı. F 30000Kg .
K 30000.3 K 90000Kg .
S k Strok / 2 20 / 2 10mm E 2,1.10 6 Kg / cm 2
s3
J (d 4 . ) / 64 0,0491.d 44 d 4 J / 0,0491cm.
K ( 2 .E.J ) / S k2
Bu formülden (J) yi çekip eylemsizlik momentini bulabiliriz. J ( K .S k2 ) /( 2 .E )
( 3,14) alındı.
J (90000.10 2 ) /( 2 .2,1.10 6 ) J 0,43cm 4 d 4 J / 0,0491 d 4 0,43 / 0,0491 d 1,72cm
NOT : Aynı şekilde burada piston kolu çapı da uygun. Ancak piyasa standartlarını göz önüne alırsak biraz fazla. Piyasada 110 mm. çapındaki bir piston için yaklaşık 80 mm. çapında piston kolu seçiliyor. Bulduğumuz değerde piston kolu seçersek geri dönüş hareketi (Pistonun) çok hızlı olur ve silindire zarar verir. Bu istenmeyen bir durumdur.
6.2.5 Pompa Debisinin Hesaplanması : Hidrolik sistemi oluştururken değişken debili bir tek pompa kullandık. Ve pompanın debi hesabı yapılırken büyük kuvveti (Üst silindiri) baz olarak aldık.
Onun için ikinci bir pompa hesabı yapmaya gerek yoktur. Ancak ortada özel bir durum varsa, yani sistem çift pompa ile çalışmamızı gerektiriyorsa böyle bir işleme gerek duyulabilir. Hesaplama yöntemi aynı. Yalnızca değerleri değiştirerek sonuca ulaşabiliriz. 6.2.6. Motor Gücü Hesabı : Yine aynı şekilde, sistemde kullandığımız pompa için 18,5 kw’lık bir elektrik motoru yeterli geliyor. İkinci bir motor olmadığı için hesap yapmıyoruz. Hesaplama yöntemi aynı yalnızca değerler değişiyor. Motor gücünü şu formülle buluyoruz. Pw = (Basınç.Debi) / (600.ng)
ng = Genel verim.
Pw = (P.Q) / 510
ng = 0,85
6.2.7. Pistonun Geri Dönüş Hızı :
Burada da hesap yapmamıza gerek yok. Zaten pistonun geri dönüş hızı çok önemli değil. Hesaplama yöntemi yine üst tesirin aynısı. Burada da sonuca ulaşabilmek için pompa debisi formülünden yararlanabiliriz. Q (3. A.V ) / 50
Pompa debisi formülü
A ( .( R 2 d 2 )) / 4
Piston kolu bölüm alanı.
A ( / 4).(11 2 8 2 ) A 44,75cm 2
A Değerini formülde yerine koyup V’yi çekersek geri dönüş hızını bulabiliriz. V (30.50) /(3.44,75) V 11,174cm / sn.
V Hızını bulduktan sonra geri dönüş süresinde bulabiliriz. t2 h /V
h = Strok = 20 cm.
t 2 20 / 11,174
V = Geri dönüş hızı
t 2 1,79 sn
V = 11,174 cm/sn
t 2 2 sn.
t2 = Geri dönüş süresi
Son olarak (t1 ve t2) değerlerini toplayarak toplam Strok süresinde bulabiliriz. T t1 t 2
T 4 2 6 sn
6.2.8 Silindire Giriş – Çıkış Yağlarının Debi Hesapları : X = Katsayı
X R 2 /( R 2 r 2 )
X 112 /(11 2 8 2 ) X 2,123
alındı.
Qg = Giriş debisi
Q g 30lt / dk .
Qç = Çıkış debisi
Qç Q q / X
Qç 30 / 2,1 Qç 14,29lt / dk .
6.2.9 Boru Çapının Hesaplanması : d 2 ( 21.Q) / V
d = Boru iç çapı (mm).
Q = Pompa debisi (lt/dk) V = Akış hızı (m/s). Vemme 1.....1,5m / s.
Vbasma 4.....6m / s.
d e2 ( 21.Q ) / Ve d e2 (21.30) / 1 d e 25mm.
d b2 (21.Q ) / Vb d b2 (21.30) / 5 d b 12mm.
6.2.10. Silindir Taban Kalınlığı Hesabı : d a 156mm.
S2
S (1,6........2,5)
AK 23daN / mm 2
St 35 için
P 315 Bar R 0,8.d a R 0,8.156
R 125mm r 0,125.d a r 0,125.156
r 20mm.
Taban et kalınlığı şöyle hesaplanır. S 0 ( P.d a ) / 100.( S / AK ) S 0 ((315.156) / 100).(2 / 23) S 0 42,73 S 0 43mm kabul edildi.
Hidrolik Güç Ünitesi Elemanları : Şekil 7.de görülen hidrolik devre şu elemanlardan oluşmaktadır. 1. Elektrik motoru. 2. 2D 40 Marzocchi pompa. (Değişken debili - İtalyan).
3. Çek valf. 4. Elektrik kumandalı emniyet valfi. (GMS 1/2). 5. Manometre. 6. DKI 1714 ½ Çift bobin, 4/3 Yön kontrol valfi. 7. DKI 1711 ½ Çift bobin, 4/3 Yön kontrol valfi. 8. GMS ½ Direct Emniyet Valfi. 9. Manometre. 10. Tognella FT 1251/5 ½ Hız Ayar Valfi. 11. Manometre. 12. DKI 1631/2 ½ Tek bobin, 4/2 Yön kontrol valfi. 13. Vakummetre. 14. Filtre (45 lt/dk). 15. 400 lt.REXROTH özel yağ tankı. 16. Isı ve Seviyesi göstergesi. 17. Depo yağ dolum kapağı.
7. HİDROLİK GÜÇ ÜNİTESİ Daha öncede belirttiğimiz gibi üzerinde çalıştığımız sistem derin çekme (sıvama) işlerinde kullanılacak o halde amacımıza en uygun devreyi oluşturmaya çalışmalıyız. Seçtiğimiz devre elemanlarının hem kaliteli ve uzun ömürlü olmasına, hem de maliyeti göz önüne alarak mümkün olduğu kadar ucuz olmasına dikkat etmeliyiz. Çünkü kuracağımız
sistem bir tek işte kullanılıp bırakılmayacak. Aksi durum çok mantıksız olur. Ben de devreyi oluştururken bu unsurları dikkate alarak en iyi şekilde yapmaya çalışıldı. 7.1. Devre Elemanları ve Özellikleri : Devre temel olarak şu elemanlardan oluşmaktadır: 1. Sisteme ilk hareketi (Tahrik’i) veren elektrik motoru. 2. 2 D 40 Marzocchi Pompa : (Değişken debili pompa) Daha kaliteli olduğu için İtalya’da Marzocchi firmasının ürettiği pompa seçildi. 2 D iki devirli olduğunu, 40 rakamı ise dakikada litre cinsinden emdiği yağı sembolize ediyor. Tabi bu firmanın standart gösterimi. 3. DKI 1711 (1/2) Çift bobinli 4/3 YKV.: Sistemin önemli parçalarından biri olan yön kontrol valfleri özellikle kaliteli seçilmelidir. Çünkü sistemi yönlendiren ana parçalardır.
4. Hız ayar valfi : Bu valfte Avrupa seçildi. İtalya’nın firmasının ürettiği FT 1251/5 (1/2) standart nolu valf kabul edildi. 5. Emniyet valfi :
Emniyet valflerinin görevleri, çalışma anında oluşan ani basınç artışlarının silindirlere zarar vermesini önlemek. Böyle bir durum oluştuğunda valf uyarı olarak açılıyor ve fazla yağı depoya veriyor. Hidrolik devre şemasında (Şekil 7) bağlantı şekilleri görülmektedir. Şekilde (4) numara ile gösterilen elektrik kumandalı emniyet valfi ise basıncın direkt olarak kumanda edilebilmesine yarar. (5) numara ile gösterilen manometre belirli bir basınca ayarlanıyor. Gelen fazla basınç bir switch yardımıyla emniyet valfini açıyor ve yağ tanka boşalıyor. 6. Filtre : Görevini yazmaya gerek yok sanıyorum. Bize gerekli olan filtre 30 lt/dk.lık. Ancak standartlarda böyle bir filtre olmadığı için (Standartlarda 15-25-45….lt/dk. Olarak belirtilmiştir.) 45 lt/dk.lık bir filtre seçildi. 7. Manometre : Max. 315 Bar’a ayarlı. 8. Kaplin bağlantı : Elektrik motoru ve pompanın bağlantı sistemi. 9. Kampana : Bağlantıyı gerçekleştiren eleman.
10. Üst silindir : 11. Alt silindir : 12. Vakummetre :
Üst silindirin boş strokda yavaş yavaş hareket etmesi zaman kaybına dolayısıyla maliyetin artmasına yol açar. Bu istenmeyen bir durumdur. Bu durumu ortadan kaldırmak için vakummetreden yararlandım. Şekilde (Şekil 7) görüldüğü gibi, üst silindire basınçlı yağ gönderildiğinde piston aşağıya iniyor. Bu sırada Vakummetre açılıyor ve piston içine yağ doluyor. Bu yağ yardımıyla piston aşağıya hızla iniyor. Geri dönüşte ise basınç hattından alınan sinyal ile kapalı konumdaki çekvalf açılıyor ve silindirdeki yağ depoya boşalıyor.
7.2. Devrenin Çalışma Sistemi :
Elektrik motorundan tahrik alan pompa ilk harekete alt pistonu yukarıya çıkarır. Bu arada ikinci tahrikle üst silindire hareket verilir. Ve piston aşağıya inmeye başlar. Pistonun bu hareketini yukarıda bahsettiğimiz Vakummetre kolaylaştırır. Vakummetrenin görevini biraz önce açıladık, tekrar yazmaya gerek yok. Şekil 7’de 12 no’lu sembol (4/2ykv.) bir anlamda emniyet valfi görevi görür. Hızla aşağıya inen piston, o hızla alt kalıba çarparsa sistemi bozar. Özellikle bu tür işlemlerde (Çekme, Sıvama ), kalıp çenelerinin çok yavaş birleşmesi istenir. Bu durumu sağlayabilmek için selenoid kumandalı 4/2 lik bir YKV. İle bir kısma valfi kullanılır. Çenelerin birleşmesine 5 cm kala bir switch yardımıyla YKV.’ne uyarı veriliyor ve YKV. konum değiştiriyor. Yağ kısma valfinden geçerken büyük oranda yavaşladığı için piston son hareketini oldukça yavaş gerçekleştiriyor. Ve işlem sağlıklı bir şekilde yapılmış oluyor. Bu işlem bittikten sonra geri dönüşte basınç hattından alınan bir sinyal ile Vakummetre uyarılıyor ve kapalı konumdaki çekvalf açılıyor. Piston yukarıya çıkarken sıkışan yağ çekvalfden geçerek depoya boşalıyor. İşlem bittikten sonra çekvalf kapanıyor ve sistem işlevini bitirmiş oluyor. Bu işlem seri bir şekilde devam ediyor.
Pomapadan sonraki manometre ve elektrik kumandalı emniyet valfinin görevini şöyle açıklayabiliriz. Manometre belirli sabit bir basınca ayarlanıyor. Sisteme
basınçlı akışkan verildiğinde ayarlamış olduğumuz basınçtan fazlası emniyet valfi aracılığı ile depoya boşaltılıyor. Böylelikle çalışma esnasında oluşacak olan tehlikeler önceden engellenmiş olur. Elektrik kumandası ise butona ilk basıldığında bir switch yardımı ile valfi açıyor ve fazlalık yağın depoya boşalması işlemini kolaylaştırıyor.
