Gıda makinelerinde, gofret üretim makineleri önemli bir yer kaplamaktadır. Gofret üretim makinelerinin en önemli aşaması gofret üretim fırınlarıdır. Bu fırınlar, genelde döküm malzemelerden imal edilmektedirler. Döküm malzemelerin, ısıyı homojene yakın bir şekilde, pişirdiği ürene aktarabilme, geç soğuma, yüksek çekme mukavemeti vb. avantajlarından dolayı, gofret fırınlarında tercih edilme sebeplerinin başından gelmektedir. Ancak, dökme demirlerin avantajlarının yanında kütle ağırlıklarının fazla olması bir dezavantaj olarak bilinmektedir.
Mühendislik tasarımında ürünlerin ağırlık hafifletme işlemi sıklıkla karşılaşılan bir konudur. Bir parça ya da makinenin gereğinden fazla kütleye sahip olması, parça/makine üzerine gelen farklı yönlerdeki yüklerin artması anlamına gelmektedir. Bu durumda, gelen yükler ve mevcut probleme özgü sınır şartlarını modellemek ve mukavemet kriterlerine bağlı kalmak şartıyla parça, bileşen veya sistemlerin hafifletilmesi gerçekleştirilebilir. Bu çalışmada, bir gofret fırını döküm şaselerin sonlu elemanlar yöntemiyle ısıl ve statik yükler altında hafifletilmesi amaçlanmıştır. SolidWorks Simulation yazılımında ilk olarak mevcut şaseye gelen statik ve ısıl yükler altında gerekli sınır şartları modellenerek maksimum Von Mises eşlenik gerilmesi ve yer değiştirme değerleri bulunmuştur. Sonra, şasenin belirli tasarım değişkenleri değiştirilerek Von Mises gerilmeleri ve yer değiştirmeler yeniden bulunmuş olup mevcut ve iyileştirilmiş şase tasarımı karşılaştırılmıştır. Analizler sonucunda, şase kütlesi %29.6 hafifletilmiş, maksimum eşlenik gerilme ise %15.1 azaltılmıştır. Yer değiştirme değerinde ise göz ardı edilebilir (yaklaşık 0.06 mm) bir artış olmuştur.
Bu çalışma, TÜBİTAK (TEYDEB) 1501- Sanayi Ar-Ge projesi kapsamında (Proje No: 3192416) gerçekleştirilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Gofret Fırınları, Küresel Grafitli Dökme Demir, Sonlu Elemanlar Analizi, Ağırlık Hafifletme
|
