Pasif Süspansiyonlu Traktör Sürücü Koltuklar
ı
n
ı
n
Benze
ş
tirilmi
ş
Deney Ortam
ı
ndaki Performanslar
ı
*
Recai GÜRHAN' Cengiz İsmail ÇAY2
Geliş Tarihi: 08.02.2008 Kabul Tarihi: 08.07.2008
Öz: Bu çalışmada, pasif titreşim yalıtım sistemine sahip traktör sürücü koltuklarının, benzeştirilmiş giriş titreşim deneylerindeki performansları incelenmiştir. Bu amaçla 78/764/AT Tip Onayı Yönetmeliği ve ISO 2631-1 numaralı standarttan yararlanılmıştır. Öncelikle araştırma materyalini oluşturan 18 adet sürücü koltuğu, yalıtım sistemi tiplerine göre sınıflandırılmıştır. Buna göre mekanik ve pnömatik olmak üzere iki ana tip grubu oluşturulmuştur. Mekanik süspansiyon grubu içinde L tipi, düşey tip ve yatay tip olmak üzere üç alt grup; pnömatik süspansiyon grubu altında da sürücü kütlesi otomatik ayarlı tip ve sürücü kütlesi elle ayarlanan tip olmak üzere iki alt grup belirlenmiştir. Bu şekilde belirlenen koltuklar 78/764/AT Tip Onayı Yönetmeliği'nde belirtilen her üç traktör titreşim sınıfı için deneye tabi tutulmuştur. Deney sonuçları ISO 2631-1'e göre frekans ağırlıklı KOK ivme değerleri olarak alınmıştır. Yapılan deneylerin sonucunda 18 koltuğun tamamı 1. ve 2. sınıf titreşim testlerinden başarı ile çıkmış, sadece L tipi mekanik süspansiyonlu iki koltuk 3. titreşim sınıfı deneylerinde, ağır sürücü kademesinde başarısız olarak değerlendirilmiştir. Deneylerden elde edilen sonuçların Duncan analizinde ise, 1. ve 2. sınıf titreşim testlerinde en iyi koltuk grubu, sürücü kütlesi otomatik olarak ayarlanabilen tip pnömatik koltuk grubu olmuştur. 3. sınıf testlerinde ise, istatistiksel açıdan önemli kabul edilebilecek herhangi bir farklılık belirlenmemiştir.
Anahtar Kelimeler: Tarım traktörü, sürücü koltuğu, pasif süspansiyon, titreşim yalıtımı.
Performances of Tractor's Driver Seats with Passive Damping System
under Simulated Test Conditions
Abstract: In this study, performances of tractor's driver seat with passive damping system under
simulated input vibration test conditions have been investigated. For this purpose 78/764/EEC Type Approval Directive and ISO 2631-1 numbered standard have been used. 18 seats which have been used in this study were classed according to their damping systems firstly. Two main classes are determined: mechanical type and pneumatic type. Mechanical type suspension group is also divided into three subgroups: L type, vertical type, and horizontal type. Pneumatic type seats are divided into two subgroups: automatic driver's mass adjustable seats and manually driver's mass adjustable seats. All seats have been tested under class 1, class 2, and class 3 vibration conditions according to 78/764/EEC Type Approval Directive. Test results have been taken as RMS frequency weighted acceleration according to ISO 2631-1. For class 1 and class 2 all seats are evaluated as positive. For class 3 tests only two seats which are into L type mechanical suspension group are evaluated as negative for heavy driver. For class 1 and class 2 tests automatic driver's mass adjustable pneumatic type suspension group is determined the best suspension group according to Duncan analyze which has been done by means of test results. There is no important difference between the groups statistically for class 3 tests.
Key Words: Agricultural tractor, driver's seat, passive damper, vibration isolation.
Giriş
Tarımsal üretimin daha nitelikli ve nicelikli
yapılabilmesi için makineleşme gereklidir. Bu yüzden
tarım traktörleri tarımsal faaliyetlerde lokomotif görevi
yapan makinelerdir. Önceleri, üretimin nitelik
ve niceliğini artırmak önemli olduğundan, uzun süre bu
makineleri kullanan insanların sağlık ve güvenlikleri
geri plana atılmıştı. Ancak ergonomi bilimindeki
gelişmeler nedeniyle, insan sağlık ve güvenliği de göz
önüne alınmış, bu konuda çeşitli standart ve
yönetmelikler yayınlanmıştır.
"Doktora tezinden özetlenmiştir.
'Ankara Üniv. Ziraat Fak. Tarım Makineleri Bölümü-Ankara
Türkiye'deki durum incelendiğinde, başlangıçta traktör
şasisine rijit olarak bağlı durumda ve hiçbir titreşim
yalıtım sistemi ile donatılmamış sürücü oturakları veya
yaprak yay ya da helezon yaylardan oluşan basit
yalıtım sistemli koltuklar kullanılmakta idi (Saral 1976,
Sabancı 1981). Ancak günümüze gelindiğinde,
özellikle Sanayi ve Ticaret Bakanlığı tarafından ilgili
Avrupa Birliği Yönetmeliği, 78/764/AT, 2000 yılında
uyumlaştırılarak yayınlandıktan sonra, koltuk
imalatında da önemli gelişmeler olmuştur. Sanayi ve
Ticaret Bakanlığı tarafından Tip Onayı deneylerini
yapmak amacıyla teknik servisler atanmıştır.
Bunlardan biri olan Tarım ve Köyişleri Bakanlığı Tarım
Alet ve Makineleri Test Merkezi Müdürlüğü'nde, bir
koltuk test ünitesi 2002 yılında hizmete girmiş ve halen
çalışmaktadır.
Bu çalışmada, Türkiye'de üretilen pasif yalıtım
sistemine sahip bazı koltukların, benzeştirilmiş standart
titreşim ortamlarındaki performansları incelenmiştir.
Böylece yerli yapım koltukların uygunlukları
belirlenmeye çalışılmıştır.
Materyal ve Yöntem Materyal
Bu çalışmada, Kategori A tarım traktörlerine
takılan mekanik ve pnömatik tip titreşim yalıtım
sistemine sahip koltuklar incelenmiştir. Mekanik
koltuklar; L tipi, düşey tip ve yatay tip olmak üzere üç
gruba ayrılmıştır. Pnömatik koltuklar da, otomatik kütle
ayarlı ve kütle ayarı elle yapılan koltuklar olmak üzere
iki grup altında toplanmıştır. Çalışmada incelenen
koltuklar özel bir kodlama sistemine uygun olarak
tanımlanmıştır. Bu kodlama sistemi Şekil 1'de
görülmektedir:
MLSO1
L
—Tip
numaras
ı
Süspansiyon tipi
Koltuk s
ı
n
ı
f
ı
Şekil 1. Kodlama sistemi
402 TARIM BILIMLERI DERGISI 2008, Cilt 14, Sayı 4
Bir traktör sürücüsü motordan kaynaklanan
yüksek yoğunluklu gürültünün, bozuk yüzeyli bir zemin
üzerinde hareket etmekten kaynaklanan düşük
frekanslı titreşimin, çalışma ortamından kaynaklanan
toz vb. gibi partiküllerin, alerjik reaksiyonlara neden
olabilecek bitki artıklarının ve özellikle tarımsal savaş
uygulamalarında, zehirli ilaç damlacık ve zerrelerinin
etkisi altındadır. Bu etkilerden gürültü ve diğer çevresel
faktörlerin yalıtımı, traktörün uygun bir sürücü kabiniyle
donatılması yoluyla büyük ölçüde gerçekleştirilebilir
(Kut 1984). Ancak, düşük frekanslı titreşimin yalıtımı
zordur. Çünkü traktörlerde, tekerlek ve şaside yalıtım
sistemi kullanmak, teknik ve ekonomik nedenlerden dolayı yaygın değildir.
Düşük frekanslı titreşimlerin insan vücudu
üzerindeki etkileri oldukça fazladır. Bunun en büyük
nedeni, bu titreşimlerin insan vücudunun doğal
frekansına çok yakın seyretmesi ve sık sık rezonans
olayının meydana gelmesidir (Sabancı 1984). Çalışma
ortamındaki düşük frekanslı titreşim, öncelikli olarak
yorulma ve dikkat kaybına, titreşim dozunda ve maruz
kalınma süresine bağlı olarak uzun vadede önemli
sağlık problemlerine yol açabilir. Özellikle, omurga ve
buna bağlı sinir sisteminde, dejeneratif oluşumlar
görülebilir veya çalışma ortamındaki titreşim, var olan
bir rahatsızlığı daha da kötüleştirebilir (Griffin 1997,
Anonymous 1997).
İnsan sağlık ve güvenliği üzerinde bu denli önemli
etkilere sahip düşük frekanslı titreşimin, yalıtılarak
insan vücuduna zarar vermeyecek seviyeye
indirgenmesi gerekmektedir. Bu amaçla tarım
traktörlerinde titreşim yalıtım sistemleri ile donatılmış
sürücü koltukları kullanılmaktadır. Düşük frekanslı
titreşimin yalıtımında en etkili çözüm, aktif yalıtım
sistemine sahip koltukların kullanılmasıdır (Orak 1989).
Nitekim uygulamada bu tür koltuklardan oldukça
başarılı neticeler elde edilmiştir (Dufner ve Schick
2002). Ancak bu tip sistemlerin karmaşık yapıları ve
maliyetlerindeki yükseklik nedeniyle kullanımı yaygın
değildir. Bugün Türkiye'de en yaygın olarak pasif
yalıtım sistemine sahip koltuklar kullanılmaktadır. Bu
koltuklar basit yapıları ve maliyetlerindeki düşüklük
nedeniyle traktör imalatçıları tarafından kolaylıkla
benimsenmiştir. Ancak pasif yalıtım sistemlerinde
yüksek frekanslı titreşimlerde iyi neticeler alınabilirken,
düşük frekanslı titreşimlerde başarı için, koltuk doğal
frekansının mümkün mertebe düşük tutulması
gerekmektedir (Orak 1989).
Avrupa Birliği ülkelerinde, bir sürücü koltuğunun
traktörlere takılabilmesi için bazı test ve
değerlendirmelerden geçmesi gerekmektedir. Bu
zorunluluk, ister istemez koltuk imalatında belirli
Şekil 1'de görüldüğü gibi, koltuk sınıfı mekanik
olduğundan "M" harfiyle gösterilmiştir. Pnömatik
koltuklarda "P" harfi koltuk tip tanımının başına
gelmektedir. L tipi mekanik süspansiyon için "LS",
düşey tip mekanik süspansiyon için "DS" ve yatay tip
mekanik süspansiyon için "YS" sembolleri
kullanılmıştır. Otomatik kütle ayarlı pnömatik koltuklar
için "OA" ve kütle ayarı elle yapılan pnömatik koltuklar
için "MA" simgeleri kullanılmıştır. Bu çalışmada
incelenen numuneler 01'den başlayan numaralarla
ifade edilmiştir.
Mekanik süspansiyonlu koltuklar: Mekanik
süspansiyonlu koltuklar L tipi, düşey tip ve yatay tip
olmak üzere üç sınıf altında toplanmıştır. Mekanik
süspansiyonlu bir koltuğun titreşim yalıtım sistemi
makaslar, helezon yaylar ve hidrolik amortisörden
oluşur. L tipi mekanik süspansiyonlu koltuklarda, koltuk
iki adet makasın üstünde askıda durur. Makaslar el 16
mm'lik iki adet bükülmüş boru malzemeden imal
edilmiştir. Helezon yaylar, koltuk arkalığının arkasına
yaklaşık olarak düşey bir biçimde yerleştirilmiş olup, alt
taraftan sabit bir lamaya, üst taraftan ise ortas ından
kütle ayar vidasının geçtiği bir sac parçaya
bağlanmaktadır. Kütle ayar vidası çevrilmek suretiyle
yayların gerginliği ayarlanarak, koltuğun üzerindeki
sürücünün kütlesine göre salınım yapması sağlanır.
Düşey tip mekanik süspansiyonlu koltuklar, şekil
olarak L tipi mekanik süspansiyonlu koltuklara benzerler. Ancak bu koltuklarda makaslar
bulunmamakta, koltuk salınım hareketini yalıtım
sisteminin her iki yanına yerleştirilen yuvalar içinde
hareket eden makaralar yardımıyla yapmaktadır.
Bunun dışındaki bütün yalıtım sistemi, L tipi mekanik
koltuklarla aynıdır.
Yatay tip mekanik koltuklarda ise, yalıtım sistemi
koltuk minderinin altına yatay olarak yerleştirilmiştir.
Koltuk, yalıtım sisteminin her iki yanında yer alan
makaslar yardımıyla salınım hareketi yapar. Yatay
olarak yerleştirilen helezon yaylar, arka tarafta
makasları birleştiren mil üzerinde yer alan yuvalara rijit
olarak, ön tarafta ise, ucunda kütle ayarlama kolu
bulunan ve ortasından kütle ayar vidası geçen bir
lamaya bağlanmıştır. Sistemde şok ve rezonans
koşullarına karşı bir amortisör sönümleyici olarak
kullanılmaktadır. Mekanik süspansiyon tipleri Şekil 2'de
gösterilmiştir.
Pnömatik süspansiyonlu koltuklar: Pnömatik
süspansiyonlu bir koltuk, yapı itibariyle yatay tip
mekanik süspansiyonlu koltuklara benzer. Ancak, buradaki tek fark, helezon yaylar yerine bir adet hava
rezervuarı kullanılmış olmasıdır. Pnömatik
süspansiyonlu koltuklarda kütle ayar vidası çevrilmek
suretiyle sertliği ayarlanan helezon yaylar yerine, hava
rezervuarına basılan hava miktarı değiştirilerek sürücü
kütlesi ayarı yapılmaktadır. Bunun dışında kalan
makaslar ve hidrolik amortisör yatay süspansiyonlu
mekanik koltuklarla aynıdır. Sürücü kütlesi ayarı
otomatik olarak yapılabilirken, bazı tip koltuklarda elle
kumandalı olarak yapılmaktadır. Bu farklılık nedeniyle
bu çalışmada incelenen pnömatik süspansiyonlu
koltuklar sürücü kütlesi ayarı otomatik olarak yapılan
ve sürücü kütlesi ayarı elle yapılan koltuklar olmak
üzere iki sınıfa ayrılmışlardır. Pnömatik tip
süspansiyonlar Şekil 3'de gösterilmiştir.
Çizelge 1'de araştırmada kullanılan mekanik
süspansiyonlu koltukların ve Çizelge 2'de pnömatik
süspansiyonlu tip koltukların titreşim yalıtım elemanları
açıklanmıştır.
Yöntem
Araştırma materyali koltukların tümüne 78/764/AT
Tip Onayı Yönetmeliği (Anonim 2000)'nde belirtilen
benzeştirilmiş giriş titreşim testleri uygulanmıştır. Tip
Onayı Yönetmeliği, benzeştirilmiş giriş titreşim
deneylerinin laboratuvar ortamında veya standart
karayolu pistlerinde yapılmasını öngörür. Testin ne
şekilde yapılacağı traktör kategorisine bağlıdır. Buna
göre traktörler A ve B olmak üzere iki kategoriye ayrılır.
Kategori A traktörler, ön akslarında titreşim yalıtım
sistemi olmayan traktörlerdir. Kategori B traktörler ise,
Kategori A'daki titreşim sınıflarına ayrılmayan traktörler
olarak tanımlanmıştır (Anonim 2000). Ülkemizde
üretilen tüm tarım traktörlerinin Kategori A olmasından
dolayı, tüm test ve değerlendirmeler laboratuvar
ortamında, Tarım ve Köyişleri Bakanlığı Tarım Alet ve
Makineleri Test Merkezi Müdürlüğü bünyesinde
bulunan, koltuk test sisteminde yapılmıştır. Bu sistem
Şekil 4'te gösterilmiştir. Kategori A traktörler üç titreşim
sınıfına ayrılır (Anonim 2000):
Sınıf 1: Kütlesi 3600 kg'a kadar,
Sınıf 2: Kütlesi 3600-6500 kg arasında,
Sınıf 3: Kütlesi 6500 kg'dan fazla olan traktörler.
Bu çalışmada referans standart olarak kullanılan
78/764/AT Tip Onayı Yönetmeliği, benzeştirilmiş test
titreşiminin yer değiştirme-zaman sinyallerine göre
üretilmesini istemektedir. Buna göre random (geliş
i-güzel) karakterli titreşim hareketleri üretilir. Yönetmelik
sınıf 1 için 28 saniye süren 700 sinyallik bir hareketi,
sınıf 2 için 31 saniye süren 700 sinyallik bir hareketi ve
sınıf 3 için 28 saniye süren 1024 sinyallik bir hareketi
tanımlamıştır. Benzeştirilmiş giriş titreşim deneyleri
insanlarla yapılır. Bu çalışmada hafif sürücüyü temsilen
62 kg ve ağır sürücüyü temsilen 93 kg'lık iki operatörle
Düşey Tip Mekanik L Tipi Mekanik
Z..=.11111I111111111111111111111111Z
Makara
Helezon yay
Helezon yay gerdirme laması
Yay gerdirme vidası
Makara
Çelik halat Amortisör
Lastik takoz Helezon yay
gerdirme vidası
Helezon yay gerdirme vidası
Makara Helezon yay
Amortisör 1 '2-11111111111111111111111111111 E
i
ı
-l
ı
m
ı
ll
ı
mm
ı
l
ı
m
ı
ll
ı
11
19mm•
-1
11
•.1ffil
ı
m
ı
ll
ı
m
ı
ll
ı
mm
ı
kri
Helezon yay gerdirme vidasıLastik takoz
Helezon yay yataklan
Makara Hava rezervuan giriş
borusu Makara
Hava rezervuan giriş borusu Hava rezervuan tahliye borusu Hava rezenuan tahliye borusu Lastik takoz Amortisör Hava rezervuan Makas
Lastik takoz Amorlisor
Kompresör DC 12 V Sürücü kutlesı ayar
şalten
DC 12 V
Devre kesici Sürücü kütlesi ayar şalteri
Sürücü kütlesi otomatik olarak ayarlanan pnömatik süspansiyon Sürücü kütlesi elle ayarlanan pnömatik süspansiyon
Makas
Hava rezervuan
404 TARIM BILIMLERI DERGISI 2008, Cilt 14, Sayı 4
Lastik takoz
Makas
Helezon yay gerdirme sacı Amortisör Helezon yay
Yatay Tip Mekanik
Şekil 2. Mekanik süspansiyon tipleri
Çizelge 1. Araştırmada kullanılan mekanik süspansiyonlu koltukların titreşim yalıtım elemanları.
Koltuk Tipi MLS01 MLS02 MLS03 MLSO4 MLS05 MLS06 MLS07 MDS01 MDS02 MYS01 MYS02 MYS03 MYSO4
Helezon Yay
Sayısı 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 2 2
Çalışma
şekli Çeki Çeki Çeki Çeki Çeki Çeki Çeki Çeki Çeki Çeki Çeki Çeki Çeki
Çalışma konumu 80° düşey 77o düşey 77° dü şey 83° dü şey 74° dü şey 82° dü şey 82° dü şey 73° dü şey 82° dü
şey Yatay Yatay Yatay Yatay
Yay boyu (mm) 96,6 145,6 145,6 112 112 105,6 105,6 97,75 92,4 160 160 104 104 Helis çapı (mm) 39,4 42 42 40,5 40,5 37,4 37,4 40 39 27 27 37 37 Helis sayısı 23 22 22 25 25 24 24 23 22 32 32 13 13 Tel çapı (mm) 4,2 4,6 4,6 4,5 4,5 4,4 4,4 4,25 4,2 5 5 8 8 Amortisör Sayısı 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Açık boy (mm) 293 293 293 293 293 293 293 306 200 220 220 220 220 Kapalı boy (mm) 183 183 183 183 183 183 183 219,5 129,5 153 153 153 153 Çap (mm) 35 35 35 35 35 35 35 35 24 42 42 42 42 Minder Malzeme Suni sünger Suni sünger Suni sünger Suni sünger Suni sünger Suni sünger Suni sünger Suni sünger Suni sünger Suni sünger Suni sünger Suni sünger Suni sünger Kaplama Kadife kumaş Suni deri Suni deri Suni deri Suni deri Kadife kumaş Suni deri Suni deri Suni deri Suni deri Suni deri Suni deri Suni deri Kalınlık (mm) 55 54 54 43,8 34 40 40 63 68 74 54 79 86
Çizelge 2. Araştırmada kullanılan pnömatik süspansiyonlu koltukların titreşim yalıtım elemanları.
Koltuk Tipi P0A01 P0A02 P0A03 P0A04 PMA01
Hava Rezervuarı
Sayısı 1 1 1 1 1
Taşıma kuvveti 7 bar basınçta
4,80 kN
7 bar basınçta 4,80 kN
7 bar basınçta 4,80 kN
7 bar basınçta 4,80 kN
7 bar basınçta 4,80 kN Çalışma basıncı (bar) Süspansiyon işlevi Minimum 1 1 1 1 1 Maksimum 7 7 7 7 7 Kaldırma işlevi Minimum 1 1 1 1 1 Maksimum 7 7 7 7 7 Körük hacmi
5 bar basınçta 103 cm°
5 bar basınçta 103 crn °
5 bar basınçta 103 cm °
5 bar basınçta 103 cm°
5 bar basınçta 103 cm ° Amortisör Sayısı 1 1 1 1 1 Açık boy (mm) 220 220 220 220 219,5 Kapalı boy (mm) 153 153 153 153 129,5 Çap (mm) 41,5 41,5 41,5 41,5 24
Çalışma konumu 49° yatay 49° yatay 49° yatay 49° yatay 27° yatay
Minder
Malzeme Suni sünger Suni sünger Suni sünger Suni sünger Suni sünger
Kaplama Suni deri Suni deri Suni deri Suni deri Suni deri
Yük hücresi ayar
mekanizması Yükleme kirişi
Koltuk
balantı
platformu
Konum ölçer (Potansiyometre)
Titreşim ivme alıcıları
Hidrolik pompa Dümenleme simidi edal Yükleme kirişi hareket mekanizması Yük hücresi (loadcell)
406 TARIM BILIMLERI DERGISI 2008, Cilt 14, Sayı 4
Şekil 4. Koltuk test sistemi (Silleli ve ark. 2003)
Araştırma materyalini oluşturan bütün koltuklar,
her üç titreşim sınıfında da teste tabi tutulmuşlardır.
Testler sırasında, yalıtım sistemindeki helezon yaylar,
koltuk üzerindeki operatörün kütlesine göre
ayarlanmıştır. Ivme ölçümleri; platform ve koltuk
üzerinden yapılmıştır. Ölçüm sonucu, frekans ağırlıklı
RMS-KOK (Kareler Ortalamasının Karekökü) ivme
değeri olarak belirlenmiştir. Ölçüm sonucu olarak göz
önüne alınan ağırlıklı KOK ivme değeri aşağıdaki gibi
hesaplanır (Anonymous 1997):
aw =H
1 T
2 i \fa
w
(t )
dt
T
o
Bu eşitlikte;
aw : Frekans ağırlıklı KOK ivme değeri (m/s5
awi: Frekans ağırlıklı anlık ivme değeri (m/s ),
T: Ölçüm süresi (s)'dir.
Ölçümler, 78/764/AT Tip Onayı Yönetmeliği'ne
uygun olarak iki tekerrürlü olarak yapılmış, ardışık
olarak yapılan ölçümlerde, ortalamadan sapma
değerinin 0,05'ten küçük olması şartı aranmıştır
(Anonim 2000). Deney sonucu bu iki tekerrürün
aritmetik ortalamasıdır. Titreşim deneyinin başarılı
olarak nitelendirilebilmesi için her iki sürücüyle yapılan
test sonrasında, koltuk ile sürücü arasında ölçülen
ağırlıklı KOK ivme değeri (aWk)'nin 1,25 m/s2'den küçük
olması gerekmektedir.
Elde edilen sonuçların birbirleriyle
kıyaslanmasında istatistiksel analiz yöntemleri
kullanılmıştır. Farklı grupların tespiti için Duncan analiz
yönteminden yararlanılmıştır. Elde edilen veriler SAS
8.0 yazılımı yardımıyla analize tabi tutulmuştur.
Bulgular
Yapılan titreşim deneylerinin sonuçları Çizelge
3'te verilmiştir. Çizelge 4'te her üç titreşim sınıfı için
yapılan varyans analizleri ve Çizelge 5'te sınıf 1 ve
sınıf 2 için Duncan testi ile tespit edilen farklı gruplar
gösterilmiştir.
Tartışma
Çizelge 3'te verilen deney sonuçları
incelendiğinde, ağır ve hafif sürücü için yapılan sınıf 1
ve sınıf 2 titreşim testlerinde tüm koltuklardan 1,25
m/s2'nin altında ivme değerleri ölçülmüş, bu koltuklar
olumlu olarak değerlendirilmiştir. Sınıf 3 titreşim
deneylerinde ise, hafif sürücü ile yapılan testler olumlu
olarak değerlendirilmiş, ancak ağır sürücü ile yapılan
deneylerde, L tipi mekanik süspansiyon grubundan MLSO2 ve MLSO3 tip koltuklar olumsuz olarak belirlenmiştir.
Çizelge 4'te verilen varyans analizine göre, sınıf 1
ve sınıf 2 için, sürücü, süspansiyon tipi ve koltuk tipleri
arasındaki farklılıkların istatistiksel olarak önemli
olduğu görülür. Sınıf 3 titreşim testlerinde ise,
numuneler arasındaki farklılıklar istatistiksel açıdan
2
Çizelge 3. Benzeştirilmiş giriş titreşim test sonuçları.
L Tipi Mekanik Süspansiyonlu Sürücü Koltukları
Koltuk Tipi
Hafif Sürücü Frekans Ağırlıklı KOK İvme (m/s) Ağır Sürücü Frekans Ağırlıklı KOK İvme (m/s`)
Sinif 1 Sinif 2 Sinif 3 Sinif 1 Sinif 2 Sinif 3
aWk" aWu""
aWk awP aWk awP aWk awp aWk aWP aWk awP
MLS01 1,06 2,11 1,14 1,84 1,16 2,57 1,03 2,11 0,93 1,96 1,09 2,58 MLS02 1,01 2,11 1,11 1,90 1,07 2,57 0,88 2,00 1,04 1,87 1,31 2,57 MLS03 0,89 2,11 1,11 1,96 1,19 2,33 1,18 2,11 1,01 1,96 1,29 2,57 MLSO4 1,06 2,11 0,93 1,96 1,21 2,33 0,84 2,11 0,92 1,96 0,84 2,57 MLS05 0,90 2,11 1,06 1,87 0,94 2,57 0,83 2,11 0,81 1,78 0,82 2,34 MLS06 0,93 2,11 0,97 1,84 0,97 2,57 0,81 2,11 0,81 1,78 1,06 2,33 MLS07 1,14 2,11 0,93 1,78 1,08 2,57 0,82 2,11 0,87 1,96 1,02 2,47
Düşey Tip Mekanik Süspansiyonlu Sürücü Koltukları
Koltuk Tipi
Hafif Sürücü Frekans Ağırlıklı KOK Tvme (m/sZ) Ağır Sürücü Frekans Ağırlıklı KOK İvme m/sZ)
Sınıf 1 Sınıf 2 Sınıf 3 Sınıf 1 Sınıf 2 Sınıf 3
aWk awP aWk awP aWk awP aWk awp aWk awP aWk aWP
MDS01 0,93 2,11 1,03 1,96 0,94 2,33 1,19 2,03 1,08 1,78 0,97 2,41
MDS02 0,80 2,11 0,92 1,94 0,93 2,57 0,85 2,05 0,88 1,78 1,03 2,57
Yatay Tip Mekanik Süspansiyonlu Sürücü Koltukları
Koltuk Tipi
Hafif Sürücü Frekans Ağırlıklı KOK İvme (m/sZ) Ağır Sürücü Frekans Ağırlıklı KOK İvme (m/sZ)
Sınıf 1 Sınıf 2 Sınıf 3 Sınıf 1 Sınıf 2 Sınıf 3
aWk aWP aWk aWP aWk aWP aWk aWP aWk aWP aWk aWP
MYS01 0,79 2,11 0,91 1,92 0,85 2,57 0,64 2,11 0,69 1,78 0,71 2,57
MYS02 0,87 2,11 0,86 1,84 0,84 2,57 0,87 2,11 0,76 1,96 0,79 2,57
MYS03 1,07 2,11 1,21 1,96 1,03 2,57 0,84 2,11 0,96 1,96 1,02 2,57
MYSO4 0,77 2,11 1,01 1,87 0,95 2,57 0,55 2,11 0,83 1,96 0,84 2,57
Otomatik Kütle Ayarla Tip Pnömatik Süspansiyonlu Sürücü Koltukları
Koltuk Tipi
Hafif Sürücü Frekans Ağırlıklı KOK İvme (m/sZ) Ağır Sürücü Frekans Ağırlıklı KOK İvme m/sZ)
Sınıf 1 Sınıf 2 Sınıf 3 Sınıf 1 Sınıf 2 Sınıf 3
aWk aWP aWk awP aWk awP aWk aWP aWk awP aWk aWP
POA01 0,90 2,11 0,94 1,96 0,91 2,57 0,75 2,11 0,84 1,96 0,79 2,57
POA02 0,81 2,11 0,75 1,78 0,73 2,47 0,58 2,11 0,70 1,96 0,68 2,57
POA03 1,01 2,11 1,01 1,96 0,90 2,57 0,85 2,11 0,66 1,96 0,79 2,57
POA04 0,86 2,11 0,98 1,96 0,85 2,33 0,65 2,11 0,82 1,83 0,80 2,57
Kütle Ayarı Elle Yapılan Tip Pnömatik Süspansiyonlu Sürücü Koltukları
Koltuk Tipi
Hafif Sürücü Frekans Ağırlıklı KOK İvme (m/sZ) Ağır Sürücü Frekans Ağırlıklı KOK İvme (m/s`)
Sınıf 1 Sınıf 2 Sınıf 3 Sınıf 1 Sınıf 2 Sınıf 3
aWk aWP aWk aWP aWk aWP aWk aWP aWk aWP aWk aWP
PMAO1 1,01 2,11 0,92 1,96 1,04 2,57 0,65 2,11 1,04 1,96 0,91 2,33
aWk. Koltuk yüzeyi ile sürücü arasında ölçülen frekans ağırlıklı KOK ivme değeri
"` aWP: Platformdan ölçülen frekans ağırlıklı KOK ivme değeri
Çizelge 4. Sınıf 1, sınıf 2 ve sınıf 3 deneylerinden elde edilen sonuçların varyans analizi.
Kaynak Serbestlik
derecesi Kareler Toplamı
Kareler
Ortalamasi F Değeri Önemlilik
Sınıf 1 Sürücü 1 0,18845 0,18845 44,46 <.0001 Süspansiyon Tipi 4 0,444795 0,111199 24,91 <.0001 Koltuk 17 0,94865 0,055803 12,50 <.0001 Tekerrür 1 0,0125 0,0125 0,28 P > F Sınıf 2 Sürücü 1 0.26281250 0.26281250 248.04 <.0001 Süspansiyon Tipi 4 0.22195179 0.05548795 52.37 <.0001 Koltuk 17 0.72496250 0.04264485 40.25 <.0001 Tekerrür 1 0.00040139 0.00040139 0.38 P > F Sınıf 3 Sürücü 1 0.00090000 0.00090000 0.03 P > F Süspansiyon Tipi 4 0.49071687 0.12267922 4.62 P > F Koltuk 17 2.45652222 0.14450131 5.44 P > F
408 TARIM BİLİMLERİ DERGISI 2008, Cilt 14, Sayı 4
Çizelge 5. Sınıf 1 ve sınıf 2 için Duncan grupları. Duncan gruplaması Ortalama Numune Sayısı Süspansiyon Sınıf 1 A 0,99376 2 Düşey Tip Mekanik B 0,92441 28 L Tipi Mekanik
C 0,72130 4 Kütle Ayarı Elle Yapılan
Pnömatik
C 0,66468 16 Otomatik Kütle Ayarlı
Pnömatik
C 0,66461 16 Yatay Tip Mekanik
Sınıf 2
A 0,98000 4 Kütle Ayarı Elle Yapılan
Pnömatik
A 0,97750 8 Düşey Tip Mekanik
A 0,97179 28 L Tipi Mekanik
B 0.90250 16 Yatay Tip Mekanik
C 0,83875 16 Otomatik Kütle Ayarlı
Pnömatik
önemli değildir. Tekerrürler arasında da istatistiksel
açıdan önemli fark bulunmaması, deneylerin
güvenilirliğini göstermektedir. Deney sonuçları, koltuk
süspansiyon tipleri için Duncan testine tabi
tutulduğunda ise, bilgisayar yazılımı sınıf 1 ve sınıf 2
için üç grup oluşturmuştur. Sınıf 1 titreşim testleri için
en kötü performansı gösteren koltuk, düşey tip
mekanik süspansiyonlu koltuk grubudur. En iyi
performansı ise, C grubunu oluşturan, kütle ayarı elle
yapılan pnömatik, yatay tip mekanik ve otomatik kütle
ayarlı pnömatik süspansiyon grupları göstermiştir. Sınıf
2 için ise, en iyi performansı, otomatik kütle ayarlı
pnömatik süspansiyon grubu göstermiştir.
Sonuç
Üç titreşim sınıfında canlı insanlarla yürütülen
benzeştirilmiş giriş titreşim deney sonuçlarına
bakıldığında, sadece L tipi mekanik süspansiyonlu
koltuk grubu içinde yer alan MLS02 ve MLS03 tip
koltukların, sınıf 3 deneylerinin ağır sürücü
kademesinde olumsuz netice verdiği görülmüştür. Bu
iki koltuğun dışındaki koltuklar ise, her üç titreşim sınıfı
için iyi olarak nitelendirilebilecek deney performans ına
sahiptir. Araştırma materyali koltuklardan MYS03,
MYSO4, P0A01, P0A02, P0A03 ve P0A04 koltuklar
ağır traktörler için tasarlanan ve sınıf 3 titreşim testine
girmesi gereken koltuklardır. Bu koltuklar, yapılan sınıf
3 titreşim deneyleri ile beraber diğer iki deneyden de
başarılı olarak çıkmışlardır. MLS01, MLSO4, MLS05,
MLS06, MLS07, MDS01, MDS02, MYS01, MYS02 ve
PMA01 tip koltukların sınıf 3 deneylerinden başarı ile
çıkmaları dikkate değer bir sonuçtur.
Duncan testi sonucunda ise, sınıf 1 ve sınıf 2
deneylerinde, otomatik kütle ayarlı pnömatik
süspansiyonlu koltukların en iyi performansa sahip
koltuklar arasında yer alması dikkat çekicidir.
Yukarıda da açıklandığı gibi, tamamen yerli
teknoloji imalatı olan bu koltukların, benzeştirilmiş
titreşim testleri büyük oranda olumlu olarak
sonuçlanmıştır. Koltukların bir çoğunun, sınıf 3
traktörler için tasarlanmamalarına rağmen, sınıf 3
titreşim testlerinden başarı ile çıkmaları, sevindirici bir
sonuçtur. Yapılan Duncan testi sonrasında otomatik
kütle ayarlı pnömatik süspansiyonlu koltuğun, sınıf 1
ve sınıf 2'de en iyi koltuk olarak görülmesi, bu koltuk
tipinin araştırma materyali numuneler içinde en
gelişmiş tip olmasına bağlanabilir. Her şeye rağmen,
en basit yapıya sahip ve maliyet açısından en ucuz tipi
temsil eden L tipi mekanik süspansiyonlu koltukların
test performansları da tatmin edicidir.
Kaynaklar
Anonymous 1997. ISO 2631-1 Mechanical Vibration and Shock-Evaluation of Human Exposure to Whole-body Vibration. International Organization for Standardization, Geneve-Switzerland.
Anonim 2000. Tekerlekli Tarım veya Orman Traktörlerinin Sürücü Koltuğu ile ilgili Tip Onayı Yönetmeliği (78/764/AT). Resmi Gazete 30 Kasım 2000-Sayı: 24246: 161-195.
Dufner, D. L. and T. E. Schick. 2002. John Deere active seatTM : A New Level of Seat Performance. Paper Number: (02-IE-002), AGENG, Budapest.
Griffin, M. J. 1997. Vibration and Motion. Handbook of Huıman Factors and Ergonomics: 828-857, A Willey-Interscience Publication John Willey & Sons Inc., New York / Chichester / Wienheim / Brisbone / Toronto/Singapore.
Kut, T. 1984. Traktörlerde Sürücü Kabinlerinin Konstrüksiyon Esasları. Türkiye Zirai Donatım Kurumu Mesleki Yayınları Yayın No: 31, İstanbul.
Orak, S. 1989. Traktör Sürücü Sandalyelerinde Konstrüktif Önlemlerle Konforun Arttırılması. Anadolu Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Anabilim Dalı Konstrüksiyon ve imalat Bilim Dalı Doktora Tezi, Eskişehir.
Sabancı, A. 1981. Tarım Traktörlerinin Ergonomik Nitelikleri Üzerinde Bir Araştırma. Türkiye Zirai Donatım Kurumu Tarım Makinaları Araştırma Enstitüsü Yayın No: 1, Ankara.
Sabancı, A. 1984. Tarım Traktörlerinde Titreşim Sorunları ve Sürücü Oturaklarının Yalıtım Özellikleri Üzerinde Bir Araştırma. Türkiye Zirai Donatım Kurumu Mesleki Yayınları Yaynı No: 35, Ankara.
Saral, A. 1976. Yerli Yapı Traktörlerde Oturma Yerlerinin Sürücüye Olan Etkileri. A. Ü. Ziraat Fakültesi Zirai Kuvvet Makinları Kürsüsü Doktora Tezi, Ankara. Silleli H. H., H. Taşbaş, A. Aygül ve C. I. Çay. 2003. Tekerlekli
tarım veya orman traktörlerinin sürücü koltuğu test yöntemi. Tarımsal Mekanizasyon 21. Ulusal Kongresi, 3-5 Eylül 2003. Bildiriler: 147-156, Konya.
İletişim Adresi:
Dr. Cengiz İsmail ÇAY
Tarım ve Köy İşleri Bakanlığı Tarım Alet ve Makineleri Test Merkezi Müdürlüğü-Ankara
Tel: 0-312-315 65 74
