Öz: Giriş: Birçok alanda da dökme malzemeler yoğun bir şeklide kullanılmaktadır. Helezon konveyörlerde, dökme malzeme taşımacılığında yaygın olarak kullanılan transport sistemlerinden biridir. İletim kapasitesini artırabilmek için, konveyör içindeki malzeme akışının iyi bilinmesi gerekmektedir. Bu nedenle, bu çalışmada, endüstride yoğun bir şekilde kullanılan helezon konveyörlerdeki dökme malzemelerin iletim verimin artırılabilmesi için testler ve dökme malzeme analizleri yapılmıştır. İletim kapasitesine etki eden faktörlerin başında oluk boşluğu ve eğim faktörü geldiği ve bunun helezon konveyör tasarımına etkisi gösterilmiştir. Amaç: Yapılan bu çalışmada bu oluk boşluğunun ve eğimin etkisi, farklı özelliğe ve boyuta sahip iki malzemenin üzerinde deneysel olarak test edilmiş, bilgisayar ortamında modellenerek bu iki faktörün helezon konveyör sistem üzerindeki etkileri incelenmiştir. Kapsam: Bu kapsam da ilgili konu da yayınlanmış olan makalelerde incelenmiş olup yapılan analiz sonuçları bu makalelere göre karşılaştırılmış, bu sonuçlara göre çalışan malzemelere göre uygun oluk boşluklar ve eğimler tespit edilmiştir. Yöntem: Laboratuvar ortamında bulunan konveyör sistemimiz de iki farklı malzememiz olan kum ve çakıl taşı malzemeleri taşınmış, akış sırasında sistemimizin ortalama taşıma debisi bulunmuştur. Hesaplanan bu akış debisi daha sonra tasarımızın bilgisayar ortamında modellenmesi ile beraber sonlu elemanlar yöntemini kullanan ilgili akış programına girilmiştir. Programda tanımlı ve katı parçacıkların temas modellemelerinde kullanılmakta olan Hertz-Mindlin Methodu ile farklı oluk boşluğa ve eğime sahip olan konveyör sistemlerinde analiz çalışmaları tamamlanmıştır. Analiz çalışmalarında malzemelerin giriş ve çıkış debileri kontrol edilerek tespit edilen ilgili oluk boşlukları ve eğimlerdeki sistemin iletim süreleri kontrol edilmiştir. Ek olarak bu akışlar sırasında geriye doğru malzeme kayması kaynaklı malzeme kayıpları da incelenmiştir. Bulgular: Hertz-Mindlin Methoduna göre yapılan analiz çalışmalarının sonuçlarına göre helezon konveyör sistemleri üzerinde oluk boşluğunun ve eğim faktörünün etkileri azımsanamayacak kadar önemli olduğu ortaya çıkarılmıştır. Analizler sonucunda elde edilen veriler karşılaştırılmış olup grafikler ve tablolar üzerinden gösterilmiştir. Akış sürelerine ve sistemin çıkış debilerine bu faktörlerin doğrudan etkilediği oluşturulan bu grafik ve tablolar aracılığıyla gözlemlenmiş olup çeşitli alanlarda kullanılan bu sistemlerin tasarımları belirlenirken bu iki faktörün göz önünde bulundurulması gerektiği belirtilmiştir.
Sonuç: Analizlerimizde ilk olarak aynı oluk boşluklarına sahip farklı eğimlerde malzeme akışları incelenmiş olup ilgili tasarımlarımızda eğim derecesi arttırıldığında malzemenin sistem üzerinde ki iletim sürelerinin arttığı gözlemlenmiştir. İlgili malzemelerin bu iletim sürelerinin artması aynı zamanda sistem içerisinde akış hızlarının da eğim ile beraber ters orantılı olarak azaldığını göstermektedir. Aynı zamanda aynı oluk boşluklara sahip sistemlerde eğim derecesi arttırıldığında malzeme akış debisinde ki dalgalanmaların da doğru orantılı arttığı görülmüştür. Bu durumun sebebi ise sistemin eğimi arttırıldığında malzemelerde yığılma hareketi artması ve buna bağlı olarak sistemde ki doluluk oranının artması olarak yorumlanmıştır. Bu duruma ek olarak özellikle oluk boşluğunun parçacık boyutundan 3 kat ve üzeri olduğu durumlarda akış süresi iyice uzamıştır. Özellikle sistem eğiminin 30 derece ve yukarısı olan eğimler de akış gözlemlenmemiştir. Aynı eğim derecesinde farklı oluk boşluklarına sahip tasarımlarımız incelendiğinde ise sistemimizin iletim süresinin oluk boşluğu ile doğru orantılı uzadığı görülmüştür. Maksimum çıkış debi büyükleri ise 15-30 dereceye sahip eğimlerde parça çapı büyüklüğüne sahip oluk boşluklarında ölçülmüş olup bu durumun sebebi geriye doğru malzeme akışı olmaması kaynaklı hatveler arası doluluk oranının fazla olması olarak görülmüştür. Analizlerimizde malzeme giriş ve çıkış debileri incelendiğinde eğim arttırılırken malzeme kaybının en az görüldüğü değerlerin sistem oluk boşluğunun malzeme boyutundan 1,5 kat büyük olduğu durumlarda görülmüştür. Bu durumun sebebi küçük oluk boşluk boyutlarında malzeme sıkışması ve büyük oluk boşluk boyutlarında da ise geriye doğru malzeme kayması kaynaklı olması olarak yorumlanmıştır. Elde edilen bu sonuçlar doğrultusunda oluk boşluğunun ve eğimin helezon konveyör sistemi üzerinde etkileri bulunmuş olup sistemlerimiz yatay konumda iken malzeme kayıplarının en az olduğu, eğim arttırıldığında ise ideal oluk boşluğunun parça boyutundan 1,5 kat olması gerektiği ve konveyör tasarımında bunu dikkate alınması gerekmektedir.
Anahtar Kelime: Helezon Konveyör Sistemi, Oluk Boşluk, Eğim Faktörü, Kum, Çakıl Taşı, Hertz-Mindlin Methodu,
Yazar Notu: Bu çalışma Dr. Öğretim Üyesi Berna BOLAT tarafından danışmanlığı yapılan Yıldız Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği “Fen Bilimleri Enstitüsü” nde yapılmakta olan Onur DEDEOĞLU’nun “Helezon Konveyör Sistemlerinde Oluk Boşluğunun ve Eğim Faktörünün İletim Kapasitesine Etkisi” Konu Başlıklı, Yüksek Lisans Tez çalışmasından türetilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Helezon Konveyör Sistemi, Oluk Boşluk, Eğim Faktörü, Kum, Çakıl Taşı, Hertz-Mindlin Methodu
|
