Yürütme motoru hesabı

Yükün yatay hareketi için araba ve köprünün yürüme durumları göz önüne alınmalıdır. Ancak her iki durumda da hız ve yük durumları hariç diğer koşullar tamamen aynıdır. Burada sistemi toplam olarak hareket ettirecek motor gücü hesaplanmalıdır.

t m

Tekerlek ile ray arasındaki yürüme direnci bilindiğine göre bu hareketin tekerlek ekseninde oluşturduğu yürüme direnci momenti;

tk Yuvarlanmalı yataklar için µ=0,0015 ve

Kaymalı yataklar için µ=0,08 olarak alınabilir.

⋅

Burada W-(daN) yürüme direnci ve R-(m) tekerlek yarıçapıdır. Bu büyüklükler araba ve köprü için ayrı ayrı alınarak hesaplamada kullanılmalıdır. Ancak hesaplanan bu moment değeri tekerlek milindeki büyüklüktür. Motor milindeki yürüme direnci momenti;

1

V₂(m/dak)→Arabanın yürüme hızıdır,

V₃(m/dak)→Köprünün yürüme hızıdır. V₂≈V₃ dür.

Taşıma tekniği için imal edilen motor devir sayıları (nm) göz önünde bulundurularak bir seçim yapılır ve böylece (i) çevrim oranı hesaplanır.

b) Doğrusal hareketin ivmelenme momenti (M2)

Yük altında arabanın ve köprünün istenen sabit hıza ulaşması için motor milinde

_k ^{a k} _k ³

k

Q+G +G V

m=m = ve a = dir.

g t

Buradan doğrusal hareketin ivmelenme momenti;

Araba için doğrusal moment;

a 2 m

Köprü için doğrusal moment;

a k 3 m

Vinç kapasitesine bağlı olarak;

Arabanın hızlanma zamanı t =4...6 sn arasında ve köprünün hızlanma zamanı; _a t =5...8 sn arasında seçilebilir. k

Eğer tekerlek eksenindeki moment esas alınırsa moment;

2

M =m a D ....(daN.m) olur.

′ ⋅ ⋅2

c) Dönen kütlelerin ivmelenme momenti (M3)

Kaldırma mekanizmasında olduğu gibi dönen kütlelerin sebep olduğu moment değeri için, yürüme direnci momenti ile hızlanmadaki ivme momentleri toplamının %20’si alınabilir.

Böylece; M₁:Yürüme direnci momenti, M₂:Doğrusal hareketin ivmelenme momenti,

3 1 2

M =0,2 (M +M ) ....(daN.m) dir.⋅ d) Rüzgar direnci momenti (M4)

Rüzgar etkisinin motor mili ekseninde oluşturduğu moment;

tk

Eğer tekerlek mili eksenindeki moment değeri esas alınırsa;

tk

4 R

M =F D ....(daN.m) olur.

′ ⋅ 2

e) Toplam moment ve gerekli güç

Gerek arabanın gerekse köprünün yürütülmesi için gerekli moment;

t 1 2 3 4

η :Sistem verimi (η 0,80...0,85 arasında alı

′ ′T

⋅ ⋅

⋅ ⋅

= nabilir).

Tablo 5.21. Elektrik motorunun seçilmesi

83

ÖRNEK 5.1. Motorla çalıştırılan bir vincin 3 kademeli redüktörünün diş sayıları (motor dişlisinden itibaren) 22, 59; 21, 72; 14 ve 71 olarak verilmiştir. Her bir kademedeki verim % 3 oranında azalmaktadır. Tambur çapı 300 mm ve tel halatta bir serbest makara kullanıldığına göre:

a) Kaldırma düzeneğini (tambur ve redüktör dahil) şematik olarak çiziniz.

b) Tamburun dakikada 30 devir yapabilmesi için motor devri ne olmalıdır?

c) Yükün kaldırılma hızı nedir?

d) Kaldırılan yük 45 kN ise seçilecek motorun gücü kaç kW olmalıdır? (Tambur verimi 0,95 alınacaktır)

ÇÖZÜM:

a)

b) Toplam çevrim oranı;

m

O halde seçilecek motorun devir sayısı;

m top T m

n =i ⋅n ⇒n =46, 6 30 1398 d/d olur.⋅ =

c) Kaldırma düzeneğinde hareketli makara kullanıldığına göre yükün kaldırılma hızı;

h

V =0,2356 m/sn 0,2356 60 14,14 m/dak olur.

dir

ÖRNEK 5.2. Açık havada çalışan bir çift kirişli köprülü vinç için aşağıdaki büyüklükler Arabanın minimum yaklaşma mesafesi : e=1 m

Tekerlek malzemesi : DÇ60 dır.

Verilen değerlere göre;

a) Araba yürütme sistemi için tekerlek ve ray seçimini yapınız.

b) Köprü yürütme sistemi için tekerlek ve ray seçimini yapınız.

c) Kaldırma sistemi için motor gücünü hesaplayınız.

d) Araba yürütme mekanizması için motor gücünü hesaplayınız.

e) Köprü yürütme mekanizması için motor gücünü hesaplayınız.

ÇÖZÜM:

a) Araba yürütme sistemi için tekerlek ve ray seçimi;

Palanga sistemi ağırlığı, Q =Q+G′ _p =12500 300 12800 daN dur.+ = Düzgün (eşit) yapılan bir yükleme için her bir tekerleğe gelen yük;

a

Tablo 5.16’ dan Tekerlek çapı D_t=200 mm alınırsa, yük büyüklüğü; F₀=4100daN olacaktır.

Seçilen tekerlek ve rayın uygun olup olmadığını kontrol etmek gerekir. Tablo 5.13’den tekerlek malzemesi DÇ60 için σK=60 daN/mm², Pem=0,56 daN/mm² dir.

Tekerlek ile ray arsında oluşan yüzey ezilmesi eşitliğinden temas yüzey alanı;

( )

O halde seçilen tekerlek çapı uygundur. (Çünkü Dt=200 mm, tablo 5.16’dan alındı) Araba yürütme tekerleğin devir sayısı;

2

Karakteristik tekerlek yükü uygunmu değilmi;

0 1 2 0 enterpolasyonla C₂≈0,95 olarak seçilirse;

0 0 0

F 3631, 6 daN<F 4100 daN olduğundan uygundur.

= ⇒ = ⇒ =

⋅ ⋅

= ′=

b) Köprü yürütme için tekerlek ve ray seçimi;

( )

Şekil üzerinden, sol taraftaki iki tekerleğe gelen yük (F_max)ve sağ taraftaki iki tekerleğe gelen yük (Fmin) hesaplanacak olursa;

En büyük yük sol taraftaki iki tekerleğe geldiğine göre bir tekerleğe gelen yük;

e G_k

max

Tekerlek ile ray arsında oluşan yüzey ezilmesi eşitliğinden temas yüzey alanı;

( )

O halde seçilen tekerlek çapı Dt=400 mm uygundur.

Köprü yürütme tekerleğin devir sayısı;

3

Karakteristik tekerlek yükü uygunmu değilmi;

0 1 2 0 C₂≈0,98 olarak seçilirse karakteristik tekerlek yükü;

0 0 0

F 8678 daN <F 10100 daN olduğundan uygundur.

= ⇒ = ⇒ =

⋅ ⋅

= ′=

c) Kaldırma mekanizması motoru seçimi c1) Ön hesaplama

Tablo 5.21’den seçilen motor CAMK 225 MY 8 R1 (%40):

Tip : CAMK 225 MY 8 R1

Nominal güç : N=20 kW

Nominal devir sayısı : n=715 (d/d) seçilebilir.

c2) Tam yük altında sabit hız momenti;

p 1

c3) Doğrusal hareketin ivmelenme momenti;

c4) Dönen kütlelerin ivmelenme momenti

3 1 2

c5) Gerekli motor gücü;

t 1 2 3 t t hesaplama sonucu seçilen motor gücü ise N=18,9kW dır. (N0=20kW> N=18,9kW) dir.

d) Araba yürütme mekanizması motorunun seçimi;

d1) Yürütme direnci momenti;

Tekerlek yürütme direnci momenti;

1

M =W R ....(daN.cm)

⋅ i

Araba yürütme mekanizmasına ait toplam yürütme direnci;

t

ve Tekerleğe gelen yük; F=Q+G +G F=12500+300+1400 F=14200 daN olur.

F d 14200

Kullanılacak araba yürütme motoru 1000 (d/d)’lık senkron devir sayılı değişik akımlı bir motor seçilirse, tekerlek devir sayısı;

2

i=21 için yürütme direnci momenti;

1 1 1

R 10

M =W M =392 M =187....(daN.cm) olur.

i 21

⋅ ⇒ ⋅ ⇒

d2) Doğrusal hareketin ivmelenme momenti;

2 a a

d3) Dönen kütlelerin ivmelenme momenti;

3 1 2

d4) Rüzgar direnci momenti;

4 R R

M =F R ....(daN.m) ve F =A q c dir.

⋅ i ⋅ ⋅

Tablo 5.1’den A=1,9 m², Tablo 5.2’den q=25 daN/mm²(dinamik basınç), Tablo 5.3’den c=1,3 (aerodinamik katsayı) alınırsa;

R R R

d5) Motorun ilk hareket gücü;

t m

N =4,3 ...(kW) için Tablo 5.21’den ED%40, CAMK 132 MU 6 R1 tip motor uygundur. Bu m

motor için N=4,5 kW ve n=910 (d/d) dir.

e) Köprü yürütme mekanizması motoru hesabı;

e1) Yürütme direnci momenti;

F d

F=Q+G +G +G ⇒F=12500+300+1400+7040⇒F=21240 daN

t

Kullanılacak köprü yürütme motoru 1000 (d/d)’lık senkron devir sayılı değişik akımlı bir motor seçilirse, oluşan redüksiyon(çevrim oranı);

m t

n 1000

i= i= i 27,32 bulunur.

n ⇒ 36,6⇒ ≅

Böylece köprü yürütme momenti;

1 1 1

R 20

M =W M =471,5 M =345....(daN.m)

i 27, 32

⋅ ⇒ ⋅ ⇒

e2) Doğrusal hareketin ivmelenme momenti;

2 k k

e3) Dönen kütlelerin ivmelenme momenti;

3 1 2

e4) Rüzgâr direnci momenti;

Rüzgâr kuvveti;

4 R R

M =F R ....(daN.m) ve F =A q c dir.

⋅ i ⋅ ⋅

2 2

Tablo 5.1'de Q=125 kN olduğuna göre Q=50 kN...2500 kN arasında ve her 10 kN için 0,25 m 'lik bir alan dikkate alındığına göre, A=12,5 0,25 3,125 ....m olur.⋅ =

Tablo 5.2’den q=25 daN/mm² (dinamik basınç), Tablo 5.3’den, kiriş uzunluğu

( =10 kabul edilirse)

kiriş yüksekliği c=1,4 (aerodinamik katsayı) olur.

R R R

F =A q c⋅ ⋅ ⇒F =3,125 25 1, 4⋅ ⋅ ⇒F =109....daN olur.

Rüzgâr direnci momenti;

4 R 4 4

R 20

M =F M =109 M =80....(daN.cm) bulunur.

i 27, 32

⋅ ⇒ ⋅ ⇒

e5) Motorun ilk hareket gücü;

t m

m t 1 2 3 4 t

t

t t

N = M n ...(kW) ve M =M +M +M M M =345+203+109,6+80 97400 η

M =738 (daN.cm) ve mekanizmanın verimi, η =0,85 kabul edilirse;

⋅ + ⇒ ⇒

⋅

t m

m m m

t

M n 738 1000

N = N = N =8, 914...(kW) 9 kW alınmalıdır.

97400 η 97400 0,85

⋅ ⋅

⇒ ⇒ ≅

⋅ ⋅

Burada, köprü açıklığı L=20 m oldukça fazla olduğundan köprünün her iki tarafındaki tekerleklerin iki ayrı motorla tahrik edilmesi daha uygun olacaktır. Bunun için seçilen motor;

N =9...(kW) için Tablo 5.21’den ED%40, CAMK160L6R1 tip motor uygundur. Bu m

motor için, N=10 kW ve n=960 (d/d) dir.

ÇÖZÜM:

Yükün etki noktasının ön ve arka tekerleklere farklı mesafede olması nedeniyle her tekerlek grubuna etki eden toplam yük; moment yöntemi yardımı ile belirlenmelidir.

Sistemdeki toplam yük;

Tekerlek yarıçapı R=125 mm, sürtünme katsayısı µ=0,1, muylu çapı d=50 mm, moment kolu f=2 mm ve emniyet faktörü k=1,3 olduğuna göre; yürüme direnci

ö a

W=W +W dır.

Ön tekerleklerdeki yürüme direnci;

ö

Arka tekerleklerdeki yürüme direnci;

a

O halde toplam tekerlek direnci;

ö a tekerlek çapları 250 mm, muylu (aks) çapları 50

mm, yataktaki sürtünme katsayısı 0,1 ve yuvarlanma sürtünmesi moment kolu f=2 mm‘dir.

Tekerlek yarıçapı R=125 mm, muylu çapı d=50 mm ve emniyet faktörü k=1,3 alarak arabanın yürümesine engel olmaya çalışan toplam karşı direnci (toplam yürüme direncini) hesaplayınız. Kanca bloğunun ağırlığı ihmal edilecektir.

50 80

F_a F Fö

Arka Ön

BÖLÜM-VI

Belgede MMT404 TRANSPORT TEKNİĞİ (DERS NOTLARI) (sayfa 81-93)