Connect with us

Hareket, Tahrik ve Otomasyon

Frenlemede bir sonraki adım

Yayın Tarihi:

-

Fazlasıyla ağır mühendislik uygulamalarında yüklerin kontrol edilmesi, milyonlarca Newton metreyle ölçülen torklar üretebilen fren sistemleri gerektirebilir. Twiflex Üretim Müdürü Tony George, bu dev fren sistemlerinin nasıl tasarlandığını anlattı.

Tüm pazarlarda ve sektörlerde etkinliği artırmak için arayışlar sürerken, daha yüksek üretim oranları, daha büyük yükler ve daha yüksek hızlara yönelik taleplerin de ekipmanlar ve frenler de dahil olmak üzere ilişkili güvenlik sistemlerinin tasarımı üzerinde zincirleme bir etkisi bulunuyor.

Örneğin madenciliği ele alın. İnsanları ve malzemeleri binlerce metreye indiren yük asansörleri 10 milyon Nm veya daha fazla kapasiteli fren sistemleri gerektirebilir. Zambiya’da bir bakır madeninde çift tamburlu bir asansör için yeni bir projede 47,5 tonluk yüklerde park etme/durma ve acil durum duruşu görevleri için bir fren çözümüne ihtiyaç duyuldu. Twiflex, dinamik durdurma sırasında üretilen yüksek termal yüklerle başa çıkmak için artırılmış balata yastık alanı olan mevcut VMS3 SPS biriminden sağlanan kaliperler tedarik etti. Frenler, iki adet 6,8 m çapında disk üzerinde çalışıyor ve toplam 12,2 MNm tork üretiyor.

Madencilik sektöründe başka yerlerde de çok büyük frenlere rastlanır. Bir sonraki süreç için ezilmiş cevherin parçacık boyutunu küçülten öğütme değirmenleri birtakım kritik fonksiyonları gerçekleştirmek için fren sistemlerine ihtiyaç duyar. Bunlar bakım için değirmeni tutmak, elektrik kesintisinde rotasyonu durdurmak ve dengesiz yükleri nötr bir konuma getirmek için kullanılır. En büyük dişlisiz değirmen tasarımları, çapı 12 metreyi aşabilen bir tambur etrafında yer alan bir fren diski profiline sahip. Bu gibi uygulamalarda tipik tedarik kapsamı, 50 MNm’yi aşan torklar üreten, en büyük VMS DP kaliperlerinden altı veya sekizini içerebilir.

 Tasarım hususları

Büyük uygulamalarda en yaygın fren sistemleri, bir güç kesintisi veya hidrolik basınç kaybı durumunda yükü tutma kapasitesine sahip olan yay uygulamalı, hidrolik olarak serbest kalan tasarımlardır. Her bir kaliper tarafından üretilen, disk üzerinde etki gösteren teğetsel kuvvet olan frenleme kuvveti, sıkma gücünü oluşturan yay grubunun ve disk ile bir sürtünme yaratan balata materyallerin bir fonksiyondur. Toplam fren torku, kaliper başına uygulanan frenleme kuvveti, kullanılan kaliper sayısı ve disk çapı ile belirlenir.

Sonuç olarak, herhangi bir uygulamanın belirli tork gereksinimleri genellikle birkaç yolla sağlanabilir. Twiflex gibi üreticilerin uygulama mühendislik ekiplerinin kilit rolü, optimum ticari çözümler sunmak için müşterileriyle çalışmalarıdır. Bu, kurulum ortamının şartları (mekân kısıtlamaları ve çalışma koşulları dahil olmak üzere) ile kurulum ve hizmete alma, işletme ve bakım dahil olmak üzere teçhizatın tüm yaşam döngüsü dikkate alınırken, uygulamanın teknik ihtiyaçlarını karşılayan bir çözüm olacaktır.

Frenlerin yüksek çevrimli görevler gördüğü durumlarda, frenin sık uygulanması ve geri çekilmesi sıkma kuvveti oluşturan yayların beklenen ortalama ömrünü etkileyebilir. Bu uygulamalarda, olası fren operasyonları düşünülerek, bu yayların yorulma ömrünün hesaplanması ve kullanılan yay modülünün fiziksel boyutu ile yüksek yorulma ömrü için ihtiyacın dengelenmesi gerekir.

Benzer şekilde, aşırı çalışma sıcaklıkları frende kullanılan malzemelerin seçimini etkileyecektir. Twiflex frenleri, tipik olarak -20 santigrat derece sıcaklığa kadar dinamik frenleme için uygun olan duktil demir olarak dökülür. Uygulamanın gerektirdiği hallerde, düşük sıcaklıklı malzeme dereceleri, bazı frenlerin -40 °C dereceye kadar düşük çalışma sıcaklıklarında kullanıma uygun şekilde üretilmesine imkân verir.

Modüler yaklaşımın faydaları

Bazı özel uygulama gereksinimleri yeni bir kaliper tasarımı gerektirebilirken, çoğu fren sistemi, standart, modüler bileşenlerin kombinasyonuna dayanır. Bu modüler yaklaşım son kullanıcılar için tasarım sürecinin basitleştirilmesi, satın alma maliyetlerinin kontrol altına alınması ve onlarca yıla ulaşabilecek bir çalışma ömrü boyunca parça bulunurluğu ve servis desteği sağlanması gibi sayısız avantaj sunar.

Standart el aletleri kullanarak ve kaliperler sökülmeden, balataların değişimi dahil tüm Twiflex modüler frenlerin kurulumu, hizmete alınması ve bakımı yapılabilir. Kaliperin kendi ağırlığı genellikle sökülmesini imkânsız kılar; örneğin VMS-DP’nin fren başına ağırlığı yaklaşık 1900 kilogramdır. Diğer yandan modüler bir yapı, parçalar ve alt montajlar üzerinde kolayca çalışılırken, tüm kurulumun sökülmesinin nadiren gerekli olması anlamına gelir.

Modüler fren serisinde en yeni tasarım bir süre önce piyasaya sürülen VSD tipi kaliperdir. Bu ünite birkaç on yıldır dünya çapında ağır uygulamalara hizmet eden kanıtlanmış Twiflex “VS” kaliperinin yerini alıyor. VSD, daha küçük VKSD freninin tasarım dilini takip ediyor ve VKSD ile daha büyük VMS ünitesi arasındaki fren kuvveti aralığındaki boşluğu dolduruyor.

Bugün, ayrık kaliper/iki-modüllü tasarıma dayalı olarak VSD, 25 mm üzerindeki tüm disk kalınlıklarına doğal olarak uyum sağlayabilir. VS’nin aksine, bu ünite aynı zamanda tek bir yay modülü ve tahsisli bir fren üzerine monte edildiğinde fren diskinin herhangi bir eksen sapmasına rağmen hareket edebilen bir “reaktif yarım” olan hareketli bir fren olarak da mevcuttur.

VSD aynı zamanda Twiflex tarafından geliştirilmiş “parked-off” özelliğine sahiptir. Eşsiz bir bakım özelliği olan parked-off durumu fren balata yastıkları tamamen geri çekiliyken ve aynı zamanda yaylar serbest uzunluğundayken hidrolik basıncın düşürülebilmesi anlamına gelir. Bu, kaliperde potansiyel bir enerji kalmaksızın frenin çekilmesi, ayarlanması ve bakımına imkân veren tamamen güvenli bir durumdur.

Uzman tedarik ortaklıkları

70 yılı aşkın endüstriyel fren teknolojisi deneyimiyle Twiflex en büyük ve en karmaşık projelerde müşterilerini destekleyecek uzmanlık ve yeteneğe sahiptir. Şirketin uygulama mühendisleri, konseptten ayrıntılı tasarım ve performans hesaplamalarına kadar eksiksiz fren çözümleri geliştirmektedir. Rakipsiz ürün yelpazesi ve birinci sınıf üretim özellikleri, en yüksek kalite standartlarında çözümlere olanak verir. Ayrıca Altra Industrial Motion Corp bünyesinde yer alan Twiflex dünyanın her yerinde kurulum, hizmete sokma ve bakım yönetimine küresel damgasını vurmuştur.

Büyük sanayi varlıklarına yönelik talepler artmaya devam ediyor. Örneğin, madenler daha da derinleşiyor ve işleme ekipmanlarının daha yüksek hacimlerle ve daha hızlı üretim hızlarında çalışacak şekilde üretilmesi gerekiyor. Bu uygulamaların gerektirdiği daha yüksek frenleme kuvvetlerini sağlamak önemli mühendislik zorluklar yaratacaktır. Ekipman tasarımcıları, engin bilgiye ve en zor frenleme uygulamalarına yönelik uzun yıllara dayalı deneyime sahip bir üretici ile çalışarak bu kuvvetleri sürekli ve güvenilir şekilde ve uygun maliyetle sunan çözümlere kavuşabilirler.

Devamını Oku
Advertisement

Hareket, Tahrik ve Otomasyon

NSK, dökümhanenin bir yılda 100.000 €’ dan fazla tasarruf etmesini sağlıyor

Yayın Tarihi:

-

Yazar:

Sektöründe lider bir gaz türbin kanadı üreticisi, altı haftada bir rulman arızası yaşamaya başladıktan sonra, döküm hattındaki döner bant rulman tipini değiştirmiş ve önerilen küçük bir tasarım değişikliğiyle yıllık toplam 100.095 € tasarruf sağlamıştır.

Mevcut rulmanlarının kısa servis ömrü nedeniyle üretici NSK’daki uygulama mühendislerinden oluşan uzman ekibi aramaya karar vermiştir. NSK, AIP Katma Değer Programı’nı kullanarak, arızalı rulmanları inceleyerek mevcut tasarımın tam bir değerlendirmesini gerçekleştirmiştir.

Analiz sonuçlarına göre döküm işleminde aşırı yakıcı bir çözeltinin (180°C’de %50 sodyum hidroksit) kullanıldığı belirlenmiş; ağır yük ve montajda yanlış hizalama ile birleşince rulman yağlama ve kilitlenme sorunlarına neden olduğunu ortaya çıkmıştır. Bu sorun, rulmanlardaki yetersiz sızdırmazlıkla daha da artmıştır.

NSK bu nedenle, hem agresif yakıcı çözelti girişini önleyecek hem de sızdırmazlık performansını artıracak olan keçeli silindirik makaralı rulmanlar serisine geçmeyi önermiştir. Ayrıca, kirli ortamlara karşı korumayı daha da geliştirecek ve montajı kolaylaştıracak alternatif bir döner kasnak tasarımı da önerilmiştir.
Denemeler, bu değişikliklerin rulman ömrünü iki katına çıkardığını ve böylece arıza ve bakım sürelerinde önemli bir azalmaya neden olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak, üreticinin kalan döküm hatları da modifiye edilmiştir.

NSK’nın keçeli silindirik makaralı rulmanları, yüksek yük kapasiteleri ve gelişmiş sızdırmazlık özellikleriyle döküm atölyeleri ve diğer çelik üretim ortamlarının zorlu koşulları için ideal ürünlerdir. Rulmanların iç ve dış bileziklerinde açılan delikler, lityum gresinin yerinde doldurulmasına izin verirken, korozyon direncini artırmak için uygulanan fosfat yüzey kaplaması da artı bir avantajdır.

Döküm atölyesinde elde edilen tasarruf; rulmanlar için önceki yıllarda harcanan maliyetler, rulmanların değiştirilmesi için gereken iş gücü ve ortaya çıkan arıza sürelerinin NSK çözümü için harcanan yıllık maliyetle karşılaştırılması yoluyla bulunmuştur.

Devamını Oku

Hareket, Tahrik ve Otomasyon

NSK rulmanları, meşrubat fabrikasında yılda 10.874€ tasarruf sağlıyor

Yayın Tarihi:

-

Yazar:

İngiltere’nin önde gelen meşrubat üreticilerinden biri, otomatik şişe kaplama makinesinde beklenmeyen rulman arızaları yaşıyordu. Şirket bu sorununu NSK’nin temassız, kapaklı ve yağlama gerektirmeyen sabit bilyalı rulmanlarını kullanarak çözdü. Şirket bu sayede, rulmanların kullanım ömrünü 52 katına çıkararak yıllık 10.874€ tasarruf elde etti.

Her hafta bilinmeyen sebeplerle yaşanan rulman arızalarından mustarip olan meşrubat şirketi, uygulama değerlendirmesi yapması için NSK’nin uzman mühendis ekibini fabrikaya davet etti. Söz konusu arıza, yüksek hızla çalışan ve yüksek hacimde üretim yapan bir makinede olduğundan sorunun temeline inmek şirket için hayati önem taşıyordu. Daha uzun süreli kullanım ömrü garanti etmeyen mevcut sabit bilyalı rulmanlar haftalık olarak değiştirilmekteydi.

Meşrubat üreticisi, şişelerin üzerine yerleştirilen plastik film manşonlarının iç tarafındaki elektrostatik toz boyamadan kaynaklanan kirlenmenin rulman arızalarına neden olduğunu düşünüyordu. Ancak NSK’nin değerlendirmesi sonucunda sorunun kirlenme olmadığı anlaşıldı. Sorun bambaşka bir sebepten kaynaklanmaktaydı.

AIP Değer Katma Programı kapsamındaki uygulama değerlendirmenin bir parçası olarak arızalı altı rulmanı inceleyen NSK’nin uzman mühendisleri, gerçek arıza sebebinin endüksiyon akımının kesilmesine yol açan kalıntı manyetizma olduğunu belirlemiştir. Manyetizma kaynağı, kaplama sürecinin doğal bir parçasıdır ve bu süreç aşağıdaki düzenek üzerine konumlanmadan önce film manşonunun açılmasıyla başlar. Rulmanlar, konumunu koruması için mıknatıslarla desteklenen bir mandrel üzerinde bulunur. Mandrel, makaraların manşonu doğru şekilde yönlendirmesini sağlar.

İç yapıların hatasız bir şekilde değerlendirilmesini sağlamak üzere arızalı rulmanların sökülmesiyle başlayan kapsamlı analiz sürecinin sonunda temel sorunun kalıntı manyetizma olduğu tespit edildi. Hepsi son derece parlak dış bilezik yuvarlanma yüzeyine sahip olan rulmanlar benzer özelliklere sahipti; bu da yanlış dönüşün ve makaranın/manşonun dışa doğru kaydığının göstergesiydi.

Arızalı rulmanların bir diğer özelliği, bazı alanlarda görülen çiziklerle birlikte yuvarlanma yolunun hafif buzlanma görünümüydü. Her ne kadar görülen buzlanma beklenenden daha yoğun olsa da buzlanma etkisi, metal kafesli rulmanların tipik bir özelliğidir.
Bu ufak kusurlara rağmen NSK ekibi, rulmanların genel olarak iyi durumda olduğu sonucuna vardı. Ekibin fabrikadaki gözlemlerinde; rulmanlardaki yuvarlanma yüzeylerinde, ‘kertikli’ ve pürüzlü rulman dönüşüne yol açabilecek kirlenmeye veya başlıca hasar kaynaklarına işaret eden pek fazla bulguya rastlanılmadı.

Rulman bileziklerinin, bilyaların ve kafesin içindeki yüksek manyetizma seviyesi, sorunu tespit etmeye yönelik en önemli ipucunu ortaya koydu. Mandrel üzerindeki mıknatısların rulmanlara yakın bir konumda olması, sorunun muhtemelen bu mıknatıslardan kaynaklandığını düşündürmüştür. Manyetizma polaritesinin bileşenleri nasıl etkilediğine bağlı olarak, bilyalar/kafes bileziklere manyetize olmuş ve böylelikle kertikli/pürüzlü yuvarlanma yolunun oluşmasına neden olmuştur. NSK mühendisleri, yüksek seviyede manyetizmanın yuvarlanma yolunda normalden fazla buzlanmaya neden olduğu sonucuna vardı. Ancak rulmanlar içinde gresin eksik olması, metaller arası temasla oluşan aşınma nedeniyle sorunun diğer bir kaynağı olarak görülüyordu.

Yüksek manyetizma seviyesini önleyebilmek için meşrubat fabrikası, mandrel mıknatıslarını rulmandan uzak bir noktaya konumlandırma ihtimalini araştırdı. Ancak bu değişiklik yapılamadığı için alternatif bir rulman tasarımı gerekiyordu.

NSK fabrikaya, yağlama gerektirmeyen temassız ve sızdırmaz/kapaklı rulmanların iyi bir alternatif olabileceği önerisinde bulundu. Ayrıca plastik bir kafes, rulman içindeki metal miktarını düşürebilir ve dolayısıyla manyetizma oluşumunu da azaltabilir. Bu düşüncelerle hareket eden NSK; T1X polyamid reçine kafesli, MC5 boşluk ve kapaklara sahip 627 serisi sabit bilyalı rulmanlarını önerdi.

Bu çözüm, bir hafta olan rulman kullanım ömrünü bir yıla kadar çıkardı ve bu sayede, rulman değişimleri ve iş gücü giderleri azalarak yıllık 10.874€ tutarında tasarruf sağlandı.

Devamını Oku

Hareket, Tahrik ve Otomasyon

NSK, doğrudan tahrikli tekerlekli ünitelerini piyasaya sundu

Yayın Tarihi:

-

NSK, otonom veya yardımcı robotlarına hareketlilik katma arayışındaki OEM’lere (Orijinal Ekipman Üreticisi) yönelik olarak yenilikçi ve doğrudan tahrikli tekerlek ünitesi geliştirdi. Özellikle hastane, otel, ofis ve kütüphane gibi sessiz ortamlarda kullanılmak üzere tasarlanan yeni tekerlekli robotlar 100 kg’a kadar olan yükleri kimseyi rahatsız etmeden başarıyla taşıyıp hareket ettiriyor. AI (yapay zekâ) ve ML (makine öğrenimi) gibi dijital eğilimler günlük uygulamalarda umut vaat etmeye başlayınca mobil robotları ve insansı robot donanımını geliştirme çalışmaları da hız kazandı.

Fabrikalarda ve depolarda kullanılmakta olan alışıldık AGV (otomatik yönlendirmeli araç) türü sistemlerde görülen en büyük sorun gürültülü çalışmaları. NSK’nın doğrudan tahrikli tekerlek ünitesi ise çok daha sessiz olup halka açık alanlarda ve imalat harici ortamlarda daha kolay kullanılır. Hizmet sektöründeki işletmelerde ve kamu tesislerinde sessiz çalışarak iletişime engel olmayan ve görevi başındaki insanları rahatsız etmeyen robotlara ihtiyaç var.

NSK´nın tekerlekli ünitesinin sessizlik özelliği, aynı firmaya ait Megatork Motor’un temelindeki teknolojiyi kullanarak tipik dişli kutuların çalışırken çıkardığı gürültüyü ortadan kaldıran dişsiz yapıya (doğrudan tahrikli motor) atfedilebilir. Megatork Motor’un bir tekerlek olarak kullanılması yeni bir gelişmeydi. NSK bu sistemin parçalarından yararlanarak en uygun teknik özellikleri makul bir maliyetle elde etmenin yollarını bulmak zorundaydı.

Tekerlek ünitesi hem gürültü çıkarmayacak hem de insanların yanında emniyetli çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Aynı zamanda, servis robotları, elektrikli el arabaları ve diğer yardımcı robot (cobot) uygulamaları için ideal niteliktedir. Önemli tasarım özelliklerinden biri de bir sorun olduğunda manuel it/çek işlemleriyle kolayca geri dönmeyi sağlayan ´geri gidebilme´ işlevi.

Yeni geliştirilmiş özel tahrik yardımıyla iki tekerlek ünitesi de basit sinyaller yardımıyla eş zamanlı olarak kontrol edilebiliyor. Tahrikte; tekerleğin dönüşünü, ivmelenmesini, yan yatmayı ve diğer yararlı parametreleri ölçen sensörler bulunur. Sensörlerden gelen sinyaller, otonom robot uygulamalarında kullanılmak üzere yerleşik bir bilgisayara gönderilebilir.

Kaliteli, teknik açıdan yetkin ve işlevsel olarak sağlam bir çözüm sunmak amacıyla yoğun bir geliştirme sürecinden geçildi. NSK’nın uzman ekibine yeni robotik pazarının ihtiyacını karşılayabilecek bir sistem kurma görevi verildi. Ekip mekatronik, kumanda ve yazılım dahil geniş bir yelpazede yer alan mevcut teknolojilerden yararlanarak bu görevi yerine getirdi. Bu işin önemli bir kısmı hastane ve kütüphane gibi yerlerde çalışan insanların fikirlerini alarak bu tür ortamlar için en uygun çözümü sunacak robot türünü bulabilmekti. Sonuçta, NSK robot biliminde sınırları genişletme arzusu güderken, robotları gündelik yaşama katmayı da hedeflemiştir.

Devamını Oku
Advertisement
Advertisement
Advertisement

Trendler

Copyright © 2011-2018 Moneta Tanıtım Organizasyon Reklamcılık Yayıncılık Tic. Ltd. Şti. - Canan Business Küçükbakkalköy Mah. Kocasinan Cad. Selvili Sokak No:4 Kat:12 Daire:78 Ataşehir İstanbul - T:0850 885 05 01 - info@monetatanitim.com