Gıda makineleri sanayi, yüz yılı aşan geçmişiyle birlikte sürekli gelişmekte olan bir sektördür. Gofret üretim hattının en önemli kısımların biri de gofret pişirme fırınıdır. Bu fırınların en önemli bileşeni ise pişirme kalıplarıdır. Gofret hamuru, önceden belirli dereceye kadar ısıtılmış döküm kalıplar arasında dökülerek pişirilmektedir. Bu hamurun %50’den fazlası su olması sebebiyle pişme esnasında kalıp içerisinde oluşan yüksek basınç, gofret pişirme kalıplarından maşalara ve dolayısıyla kilitleme sistemine önemli miktarda yük olarak etki etmektedir. Pratikte, maşa takımlarının sık kilitlenme ve açılma hareketini yerine getirmesinden ötürü, özellikle kilitleme sisteminde beklenmedik deformasyonlar oluşmaktadır. Bu yüzden hali hazırda kullanılan kilit sistemlerinin tasarımları maruz kaldığı sınır ve yük şartlarında optimize edilmelidir. Mekanik bileşenlerin tasarım optimizasyonunda, parametrik tasarım optimizasyonu sıkça kullanılmaktadır. Burada genellikle Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) ile birlikte senaryo araştırma yaklaşımı bütünleşik olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, benzetim tabanlı yöntem kullanılarak gofret fırınları içerisinde bulunan döküm pişirme kalıbına ait bir kilitleme mekanizmasının tasarım optimizasyonu amaçlanmıştır. Takip edilen tasarım optimizasyon işleminde öncelikle gerekli tasarım değişkenleri, sınırlandırmalar ve optimizasyon hedefleri belirlenmiş olup SolidWorks yazılımının tasarım etüdü modülü kullanılmıştır. Tasarım optimizasyonunda maksimum Von Mises eşlenik gerilme sınırlandırmasına bağlı olarak en düşük kütle değeri tasarım çıktısı olarak hedeflenmiştir. Tasarım optimizasyonu sonucunda, kilitleme mekanizmasının kütlesi %33.5 hafifletilmiş; Von Mises maksimum eşlenik gerilme değeri ise %29 azaltılmıştır.
Anahtar Kelimeler: Gofret Fırını, Gofret Pişirme Kalıbı, Sonlu Elemanlar Analizi, Tasarım Optimizasyonu
|
