Transport Tekniği Giriş

Malların sınıflandırılmasıMAK 4023 – Transport Tekniği

Mallar

Tasınacak malların cesidi ve fiziksel ozellikleri kurulacak transport tesisinin konstruktif ozelliklerinin saptanmasında, yapısının belirlenmesinde en onemli etkendir.

Bu nedenle, tesisin projelendirilmesinde ilk bilinmesi gereken veri tasınacak malın cinsidir.

Mallar

Malların miktarları ancak hal ve karakteristikleri ile birlikte gozonune alınınca soz konusu olabilir.

Mallar hal olarak, Gazlar, Sıvılar, Yarı sıvılar ve Katılar olmak uzere dort kısma ayrılırlar.

Taşınacak mallar

Münferit mallar

Parca sayısı bilinen munferit yukler, yani parca mallardır. Bunlar kucukve buyuk kutleler halinde, sekil ve olcu yonunden birbirlerinden oldukca farklı olabilirler. Parca sayıları genel olarak oldukca azdır. Genel olarak bunlar kaldırma makinaları veya zemin ustu tasıyıcıları tarafından munferit olarak kaldırılır ve tasınır.

Malzemelerin sınıflandırılması

Malların sınıflarındırılması

Mallar hal olarak,

Gazlar,

Sıvılar,

Yarı sıvılar

Katılar olmak uzere dort kısma ayrılırlar.

Kullanılacak kaldırma makinalarının seciminde etki eden katı mallar; parca veya birim mal ve dokme mal olarak iki gruba ayrılır.

Birim (parça) mallar

Parca veya birim mallar, ağırlıkları ve boyutları nedeniyle sayı ile tanımlanabilen mallardır.

Parca ve birim mallar, (vinc , kren gibi) “kesikli” calısan kaldırma makinalarıyla veya (konveyor gibi) “surekli” calısan tasıma makinalarıyla da tasınabilirler.

Birim (parça) mallar

Parca malların depolanmasında, paletler, raflar, moduler cekmeceler, kutular, konteynerlar, acık alanda istifleme, mobil raflar v.b.; tasınmasında ise forkliftler, ozel araclar, konveyorler, mobil raflar, krenler, palangalar, v.b. kullanılır.

Dökme mallar

Orneğin, maden cevheri, komur, kum, cimento gibi dokulebilen mallara dokme mallar denir. Dokme mallar birim mallar haline getirilebilir. Dokme mallar taneli veya pudra seklinde (toz halindeki) mallardır.

Dökme mallar

Dokme mallar hacimsel ve belli bir sekil verilmemis, paketlenmemis olarak tasınan ve depolanan mallardır. Bunlar belli bir sekli olmayan irili-ufaklı parcalardan olustuğu gibi, sıvı hallerde de bulunabilirler fakat sıvılar genellikle siseleme, depolama, ambalajlama veya tupleredoldurmak suretiyle kullandıkları icin parca mal kategorisine de girerler.

Dökme mallar

demir cevher Maden cevheri Komur Kum

Çimento Gubre Tuz Dolomit

Dökme mallar

Dokme malların depolanmasında cesitli kaplar, silolar, depolar, yığmaalanları; tasınmasında ise konveyorler, besleyiciler (feeder), akısısağlayacak, boru hatları, kepceler, kamyonlar, transmikserler, v.b. kullanılır.

Dökme malların özellikleri

Dokme malların sahip oldukları mekanik ve fiziksel ozellikler transport makinalarının seciminde onemli rol oynar. Bu ozellikler sunlardır:

a) Parca boyutu

b) Dokme malın yığın yoğunluğu

c) Dokme mal sev acısı

d) Surtunme katsayısı

e) Dokme malın asındırma etkisi

f) Dokme malın diğer nitelikleri

Parça boyutu

Dokme mal yığınından alınmıs (belirli kutlelerdeki) parcacıkların boyut ortalamasına parca boyutu denir. Parcaların boyutu, cizgisel olarak milimetre birimi ile belirlenir .

En buyuk a kosegen uzunluğuparcanın boyutunu verir.

Parça boyutu

İcindeki en buyuk parcacık boyutunun, en kucuk parcacı boyutuna gore oranı ile

𝑎′ =𝑎𝑚𝑎𝑥 + 𝑎𝑚𝑖𝑛

2

𝑎𝑚𝑎𝑥

𝑎𝑚𝑖𝑛≥ 2.5 boyutlandırılmamıs malzeme

boyutlandırılmıs malzeme 𝑎𝑚𝑎𝑥

𝑎𝑚𝑖𝑛< 2.5

Parça boyutu

Bir malzemeden alınan numunede, 0.8amax ile amax arasındaki boyutlardaki bir bolume ait malzemenin ağırlığı numunenin toplam ağırlığına oranına gore ;

𝑎′ = 𝑎𝑚𝑎𝑥

𝑇(0.8𝑎𝑚𝑎𝑥𝑖𝑙𝑒𝑎𝑚𝑎𝑥)

𝑇𝑛𝑢𝑚𝑢𝑛𝑒> %10

𝑎′ = 0.8 × 𝑎𝑚𝑎𝑥

𝑇(0.8𝑎𝑚𝑎𝑥𝑖𝑙𝑒𝑎𝑚𝑎𝑥)

𝑇𝑛𝑢𝑚𝑢𝑛𝑒< %10

Parça boyutu

Dokme malların parcacık ve tanecik durumuna gore tasnifi

Dökme malların tane boyutları

Yıgın malzemelerin büyüklüklerine göresınıflandırılması

Dökme malın yıgın yogunlugu

Endustride maddelerin arasında cok buyuk yoğunluk farkları bulunmaktadır. Bu da siloların ve konveyorlerin konstruksiyonlarınıetkileyen bir faktordur.

Dokme malın kutlesinin birim hacmine oranına yığın yoğunluğu denir.

Dökme malın yıgın yogunlugu

Genellikle dokme malın 1cm3’luk yığın kutlesine (ton/m3), o malın yoğunluğu denir.

Birim hacmi dolduran yığma malzemenin ağırlığına ozgul ağırlık denir. Yığma malzeme sıkıstırılınca ozgul ağırlığı artar, malzemenin cinsine gore bu artma miktarı %5-52 arasındadır.

Dökme mal birim agırlıgı

ASTM D6683-01 standardında yer alan yığınyoğunluğu olcumu icin tanımlı standartdeney yontemine gore belirlenir.

Dökme mal şev (yıgın) açısı

Yığılmıs malın yere temas eden noktası ile, en yukarıdaki uc noktasını kesen doğrunun yatay ile yaptığı acıdır. Yığın acısı (β), gevsek ve konsolide olmamıs bir katı yığının duz bir yuzey uzerine dokulduğu zaman eğimli yuzey tarafından olusan acıdır.

Dökme mal şev (yıgın) açısı

Yuksek acı, az akısa sahip maddeyi; dusuk acı, cok akısa sahip maddeyi belirler.

Koseli kumİri kumİnce kum

Dökme mal şev açısı

Dokme bir mal yatay duzlem uzerine serbestce dokulduğunde, bir sevolusturur. Bu sevin yatay ile yaptığı acıya “tabii sev acısı” denir.

Sev acısının buyukluğu, dokme malı olusturan parcaların birbiri uzerinde kayma kabiliyetine bağlıdır. Kayganlık arttıkca sev acısı kuculur.


Bu amacla Fowler ve Wyatt (1960), Stewert’ın (1968) kullandıkları yığılmaacısı olcum duzeninde bir dairesel platform bulunmaktadır.


Yığının yuksekliğini (h) ve yığın yarıcapı (r) kullanılarak tabi sev acısı hesaplanır.

tan 𝛽 = Τℎ 𝑟


Dokme malın sukunet halindeki γ sev acısına, statik sev acısı (𝛽𝑠𝑡) denir. Hareket halindeki sev acısı farklıdır, bu dinamik sev acısı (𝛽𝑑𝑖𝑛) olarak tanımlanır.

Genel olarak dinamik ve statik sev acısı arasında

𝛽𝑑𝑖𝑛 = (0.5⋯1.0) × 𝛽𝑠𝑡

𝛽𝑑𝑖𝑛 = 0.75 × 𝛽𝑠𝑡


Sürtünme katsayısı

Dokme malların, (celik, tahta, lastik vb.) cisimler uzerindeki surtunmekatsayıları, tasıyıcıların ve bunlara ait yardımcı duzenlerin hesap ve konstruksiyonunda onemli rol oynarlar. Surtunme katsayısı dokmemalın surtunme acısı ile bağlantılıdır.


Surtunme katsayılarının, ozellikle tasıyıcıların (konveyorlerin) eğimiuzerinde konstruktif etkisi vardır.


Sürtünme katsayıları

Dökme malın aşındırma etkisi

Dokme malın (taneciklerin) asındırma “erozyon” etkisinden, parcalarıntemas ettikleri tasıma elemanları yuzeylerini asındırmaları anlasılır.

Asındırma derecesi tasınan parcacıkların sertliğine, sekline ve boyutlarına bağlıdır. Orneğin (kul, demir cevheri, kok ve cimento) oldukca buyuk asındırıcı malzemelerdir.

Dökme malın aşındırma etkisi

Dokme malları, asındırma etkisine gore, (A, B, C, D) olmak uzere dortgruba ayırmak mumkundur.

A-asındırıcı olmayan,

B-az asındırıcı,

C-orta derece asındırıcı,

D-kuvvetli asındırıcı

Dökme malın diger nitelikleri

Sıkıstırabilirlik: Sıkıstırılabilirlik,sıkıstırılmıs yoğunluk ile normal fonksiyonudur ve asağıdaki denklem ile ifade edilir:

C : sıkıstırılabilirlikP : sıkıstırılmıs yoğunlukA : normal yoğunluk


Kayma (iç sürtünme) Açısı: Maddenin duzgun bir yuzeyde kaymaya basladığı acıdır. Kayma acısı, maddenin akıskanlığını belirler ve tremi (hopper) dizaynında onemli bir faktordur.

Depoların istinat duvarları uzerindeki yatay basıncları tahminlemedetaneler arası surtunme katsayılarının dizayn parametresi olarak bilinmesine gereksinim vardır.

Depo dizaynında yanal basınc etkisi ile olusan gerilme (σ3) ile duseybasınc etkisi ile olusan gerilme (σ1) arasındaki oranın bilinmesi gerekir ki bu basıncları bulmak icin de ic surtunme acısından yararlanılır.


Kayma (iç sürtünme) Açısı


Kayma (iç sürtünme) Açısı


Abrazyon (Asınma): Maddenin abrazif ozelliğinin bilinmesi, kullanılan aletlerin asınmayı onleyecek sekilde dizayn edilmesini sağlar. Kok komuru ve sert kum, yollukları, silo ağızlarını, vidalı besleyicileri ve konveyorleri asındırır. Bu yuzden temas yuzeylerinde sertlestirilmis celik, asınmaya dayanıklı kaplama ve yuksek yoğunluklu plastik kullanılır.

Adhezyon (Yapısma): Adhezyon taneciklerin birbirine yapısmasıdır. Bunun en belirgin orneği kaolin kilidir. Duvara atıldığında bile yapısanbu madde, tasınırken ve depolanırken cok buyuk problemler doğurabilir.


Kohezyon: bir katı yığının taneciklerinin birbirine nasıl ve ne derecede yapıstığının bir olcusudur. Kohezyon tanecikleri bir arada tutan molekuler etkilesimdir. Yuksek kohezyona sahip maddeler kolay akamazlar.

Yuvarlanma Açısı: Yığma acısına ulasmıs bir yığın uzerine, biraz daha madde konursa yığma acısının ustunde bir acıya ulasır. Bu acıdatanecikler yuvarlanmayı baslar ve bu acıya yuvarlanma acısı denir.


Korozyon: Korozif maddeler soz konusu olduğunda, kaldırma makinalarının ve depoların temas yuzeylerinde,alasımlı celik, ozelplastikler veya korozyona dayanıklı kaplama ve boyalar kullanılır.

Sıcaklık Limitleri: Depolama da ve tasımada, bazı maddelerin sıcaklıklarının sabit veya limit değerler arasında tutulması cok onemlidir. Bunlara ornek olarak eastomerler verilebilir.

Nemlilik: Yuksek oranda nem barındıran maddeler problem olustururlar. Bu problemler yapısma ve zor akıstır. Fazla nem, deponuniyi muhafaza edilmesiyle, kapalı tutulmasıyla ve havalandırılmasıyla onlenebilir.

FEM Normları

F.E.M standardına gore kaldırma makinalarının sınıflandırılması

- Kaldırma makinası butun olarak,

- Ozel ekipman ve mekanizmalar butun olarak,

- Yapısal ve mekanik parcalar.

Bu sınıflandırma yapılırken 2 kriter esas alınmıstır.

- Hesaba katılan parcaların toplam kullanım suresi,

- Kanca yuku, yukleme veya herhangi bir parcadaki gerilim dağılımı.

Sistem Sınıflandırması

Kaldırma makinaları butun olarak A1, A2,...., A8’e kadar ola sembollerle 8 grup halinde, 10 adet kullanım suresine gore ve 4 adette yuk dağılımına gore sınıflandırılırlar.

Kullanım Sınıflandırması

Kullanım sınıflandırmasının anlamı, kaldırma makinesinin calısma suresiboyunca yapacağı kaldırma is sayısıdır. Kaldırma isi butun olarak bir dizi operasyonlar icerisinde gerceklesir. Bunlar kaldırmanın baslaması, hareket yonu ve islem sonudur.

Toplam kullanım suresi ise makinenin servis dısına alınıncaya kadar yapmıs olduğu calısma suresidir.




Yuk dağılımı, kaldırma makinasının toplam kullanım suresince kaldırdığı yuklerin toplamı y=f(x) dağılım fonksiyonu ile ifade edilir. Burada y değeri kaldırılan emniyetli calısma yuku oranını, x değeri ise toplam kullanım suresini belirtmektedir. x ( 0 ≤ x ≤ 1 ) suresi ve y ( 0 ≤ y ≤ 1 ) aralığındaki

m1= yuk,

m1max= emniyetli calısma yuku,

n= gercek kaldırma sayısı,

nmax= toplam kaldırma suresince toplanan

kaldırma sayısı

Yük dagılım faktöru tablosu

Kaldırma makinaları grup sınıflandırması

Kaldırma makinalarının sınıflandırılması

Yükleme tipi sınıflandırılması

Bir kaldırma makinesinin konstruksiyonunda ilk olarak yapılacak islem yukleme tipinin belirlenmesidir. DIN 15018 standardına gore yukleme 3 grupta incelenmektedir.

- Yuklemenin H ( ana yuk ) hali

- Yuklemenin HZ ( ana ve ek yukler ) hali

- Yuklemenin HS ( ana ve ozel yukler ) hali

Yüklemenin H ( ana yük ) hali

DIN 15018 standardına gore yuklemenin H hali “ ana yuk ” anlamına gelen “Hauptlast” kelimesinin ilk harfi olarak isimlendirilmistir. Yapılan hesaplarda sadece ana yukten ileri gelen kuvvetler dikkate alınmıs ve hesaplar buna gore yapılmıs demektir.

Genel olarak ana yuk, isletmede vince ait olan sabit ve hareketli parcalar ile yukun kaldırması icin gerekli elemanların kutleleridir.

Yüklemenin H ( ana yük ) hali

Bu kutle değerleri yercekimi ivmesi, Kaldırma yuku katsayısı - ψ ve yukseltme katsayısı - γc ile carpılarak buyutulurler.

Ana yuk denilince anlasılması gereken kısımlar ve kuvvetler;

- Kaldırma makinesinin oz ağırlığının kuvveti ( Kiris, araba, kanca, travers, celik halatlar, kepce ve magnetler...vb. ),

- Kaldırma yuku kuvveti,

- Tahrik ivmesi ve frenlemesinden kaynaklanan kutle kuvvetleri, - Yuk darbeleri sonucu olusan kuvvet,

- Platform oz ağırlığından ileri gelen kuvvet.

Kaldırma yükü katsayısının “ ψ ” seçilmesi

Kaldırma yuku katsayısı kaldırma makinasının ( kren veya vincin ) kaldırma hızıyla ilgili tayin edilmis bir katsayıdır. Kaldırma yuku katsayısı “ ψ ” 1.15 değerinden daha kucuk secilemez.

Yükseltme katsayısının “ γc ” seçilmesi

Kaldırma makinesinin calısma tipine gore FEM ve DIN standartlarına uygun olarak cesitli tablolar olusturulmustur.

Yüklemenin HZ ( ana ve ek yükler ) hali

DIN 15018 standardına gore yuklemenin HZ hali “ana ve ek ” yukler anlamına gelen “ Haupt und Zusatzlasten ” ifadesinin ilk harfleri olarak isimlendirilmistir.

Yani yapılan hesaplarda ana yukten ileri gelen kuvvetlerin yanında ek yuklerde dikkate alınmıs ve hesaplar bunlarla yapılmıs demektir.

Yüklemenin HZ ( ana ve ek yükler ) hali

Ek yuk denilince anlasılması gereken kuvvetler;

- Ruzgar kuvveti,

- Kasılmadan ve carpık hareketlerden ileri gelen kuvvetler,

- Isıdan ileri gelen kuvvetler,

- Kar yukunden ileri gelen kuvvetler,

- Merdivenler, raflar ve korkulukların yuk ağırlığından ileri gelen kuvvetler.

Yüklemenin HS ( ana ve özel yükler ) hali

DIN 15018 standardına gore yuklemenin HS hali “ana ve ozel ” yukler anlamına gelen “ Haupt und Sonderlasten ” ifadesinin ilk harfleri olarak isimlendirilmistir.

Yani yapılan hesaplarda ana yukten ileri gelen kuvvetlerin yanında ozel yuklerde dikkate alınmıs ve hesaplar bunlarla yapılmıs demektir.

Yüklemenin HS ( ana ve özel yükler ) hali

Ozel yuk denilince anlasılması gereken kuvvetler;

- Kaldırma makinesini isletmeye alırken kullanılan kontrol yuklerinden ileri gelen kuvvetler,

- Tampon kuvvetleri,

- İki araba veya iki vinc beraberce bir rayda calısıyorlarsa, bunların carpısma kuvveti.

Krenlerin gruplandırılması ve kaldırma sınıfları

Krenlerin gruplandırılması ve kaldırma sınıfları

Seri kaldırma tertibatları için çalışma zamanısınıfının belirlenmesi

Mekanizmanın kullanımına göre sınıfları

DIN 15020 standardına göre tahrik grubuseçimi

Yükleme durumu

Işletme sınıfı seçimi

Tahrik grubu seçim hesabı

Tahrik grubu secimi ile vincin konstruksiyon parcalarının gerekli omurleri belirlenir. İsletmenin zorlanma derecesini; hafif, orta veya ağırolduğunu bulabilmek icin "Yuk kolektif faktoru kK"nın belirlenmesi gerekir.


Faktor kK yı belirlemek icin bir yuk kolektif diyagramının kurulması sarttır. İdeal yuk kolektif faktoru yapılan diyagrama gore su formullehesaplanır.


Ornek : Sekilde verilmis olan yuk kolektif diyagramlarının ideal yukkolektif faktorlerini hesaplayalım.





Ornek : 100kN x 20m Gezer köpru kren

Vinç çalışma şartlarını tespiti

Çalısma sınıfı, kaldırma makinalarının imalat ve seciminde ana etkendir.

FEM Grubu seçimi

FEM Grubu seçimi

http://transport.itu.edu.tr/mak4023uzak

http://transport.itu.edu.tr/mak4023uzak

Documents

Transport Tekniği Giriş