Uzun ömürlü beton pompası piston takozu tasarımı ve modifikasyonu
Design and modification of piston ram with longer life at concrete pump
Yazar: ONUR YAVUZ
Danışman: DOÇ. DR. KEMAL YILDIZLI
Ondokuz Mayıs Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Beton pompası piston takozu, beton pompası araçlarında kullanılan ve beton harcının basınçlandırılmasını ve yüksek seviyelere ulaştırılmasını sağlamaktadır. Çalışmanın konusunu da oluşturan piston takozları, eksenel yüke ve doğrudan basınca maruz kalması, sıkı geçmesi ve sızdırmazlığın bozulmaması adına bu sıkılığı uzun süre muhafaza etmesi gerektiğinden dolayı özel bir öneme sahiptir. Ürünün çalışma şartları incelendiğinde, beton sıvısıyla temas halinde olduğundan dolayı beton harcında yer alan katkıların yüksek aşındırıcı etkisine ve oluşan yüksek basınca/yüklere karşı direnci yüksek olan bir geometriye sahip olmalıdır. Çalışmada, beton pompası piston takozunun kısa sürede aşınmasının nedenini anlamak için öncelikle ürün çalışma şartları incelenmiş ve tasarım özellikleri belirlenmeye çalışılmıştır. Tersine Mühendislik metodu ile aşınan ürün örnekleri incelenmiş ve sızdırmazlığın üst dudak yapısından kaynaklandığı görülmüştür. Üst dudak yapısını güçlendirmek üzere birbirinden farklı 12 tasarım ortaya konulmuş ve bu tasarımlar sanal analizler, gerçek ortam testleri vs. birbiri ile karşılaştırılmıştır. İlk 11 tasarım yekpare yapıda olup, bu tasarımların değerlendirmelerinden elde edilen bilgi birikimiyle daha avantajlı olduğu öngörülen parçalı tasarıma geçilmiştir (12. Tasarım). Tasarım 12'nin prototip üretimi gerçekleştirilmiş ve yapılan gerçek ortam testleriyle de bunun doğrulamasına çalışılmıştır. Testlerin sonucunda yekpare yapıdaki üründe ulaşılan sürtünme kuvveti 70-80 N iken, çalışmada prototipi üretilen ürünün sürtünme kuvveti 60-70 N aralığında geldiği gözlemlenmiştir. Böylece yekpare yapıdaki rakip ürüne sayısal değerlerle yaklaşıldığı görülmüştür. Çalışmanın sonucunda sayısal değerlerin beraberinde kolay değişebilir olmasından dolayı birlikte bir avantaj sağlayacağı görülmüştür. Ürünler Sampa Otomotiv üretim hattından üretilmiş yine testler firma bünyesindeki laboratuvarlarda gerçekleştirilmiştir. Sanal analizlerde ise Ondokuz Mayıs Üniversitesinin laboratuvarlarında yararlanılmıştır.

Abstract:
Concrete Pump Piston Ram is used in concrete pump vehicles and provides to pressurize and deliver concrete mortar to high levels. The piston rams, which also form the subject of the work, have a feature position in that they must be kept for a long time in order to avoid axial load, direct pressurization, shrink fitting and sealing. When the working conditions of the ram are examined, it is necessary to have a high slurry effect of the admixtures in the concrete mortar and a high resistance against the high pressure / load that is formed due to the contact with the concrete. In order to understand why the concrete pump piston slurry is worn out in a short period of time, the working conditions of the product were previously examined and the design features were tried to be determined. The worn of the piston rams by the engineering method were examined bey reverse engineering method and it was seen that the seal resulted from the upper lip structure. Twelve different designs have been introduced to strengthen the upper lip structure, and these designs include FEA analyzes, real-life tests, etc. are compared with each other. The first 11 designs are monoblock and They are a innovative piston ram designs which are expected to be more advantageous with the knowledge gained from the evaluations of these designs called as Design 12. The prototype production of the design 12 was carried out and it was confirmed by experimental environment tests. As a result of the tests, it was concluded that the friction force was 70-80 N, while the friction force of the design 12 produced in prototype reached 60-70 N. Thus, it is seen that the competing ram in the monoblock structure is approached with numerical results. Consequently Friction force data analyses that being easily changed will be an advantage together in piston ram designing. The rams were produced in Sampa Automotive production line and the wear tests were carried out in the laboratories of the company. FEM analyzes were made in the laboratories of Ondokuz Mayıs University.