Çamaşır makinesi tambur arka sac tasarımı
Washing machine drum rear plate design
Yazar: ONUR ATAŞ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. İSMAİL GERDEMELİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Konstrüksiyon ve İmalat Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Çamaşır makineleri = Washing machines

Özet:
Modern yaşamda teknolojinin geldiği noktayla beraber özellikle büyük yerleşim bölgelerinde yaşayan insanların hayatı oldukça kolaylaştı. Bu durumu oluşturan sebeplerin başında ise beyaz eşya sektörünün varlığı gelmektedir. Çamaşır makinesi, fırın, bulaşık makinesi, buzdolabı ve küçük ev aletleri gibi makineler sayesinde gündelik veya haftalık yapılması gereken rutin işler daha kısa zamanlarda ve daha az insan emeği ile gerçekleştirilebilmektedir. Bunların yanından oluşan hizmet kalitesi, yoğun insan emeği gerektiren, geleneksel yöntemlerden daha iyidir.
Beyaz eşya sektörünün sağladığı bu avantajlar sayesinde sektörün boyutu oldukça önemli bir büyüklüğe ulaşmıştır ve bu durum firmalar arasındaki rekabet koşullarının daha da çetin bir hale gelmesine sebebiyet vermiştir. Firmalar oluşan rekabet kapsamında tüketicilere ürünlerini en ucuz şekilde sunarak avantajlı konuma geçmeyi hedef edinmişlerdir. Üretim maliyetlerinin düşmesiyle beraber kalitenin de korunması gerekmektedir. Ürün kalitesinin seviyesinin yüksek olması tüketicinin gözünde firmanın itibarının artmasını sağlayacaktır. Bu kapsamda bir çamaşır makinesinden beklenen özellikler çamaşırı temiz yıkamasının yanında, makine parçalarının seyrek arıza vermesi ve ürün ömrünün uzun olmasıdır.
Çamaşır makinesinin en önemli parçalarının başında tambur gelmektedir. Yıkama işleminin gerçekleştiği bölüm olan tamburun makinenin çalıştığı zaman boyunca mekanik anlamda problemler oluşturmaması gerekmektedir.
Bu tez kapsamında tambur arka sacında oluşan problemler irdelenmiş olup, söz konusu problemlerin giderilmesi ve tambur arka sacının ömrünün uzatılması amaçlanmıştır.
Çalışmada ilk bölümde çamaşır makinesinin tarihsel gelişimi ve şu an ki durumundan bahsedilmiştir. Literatür çalışmaları ve çamaşır yıkama prosesi de bu bölüm içerisinde yer almaktadır.
İkinci bölüm çerçevesinde çamaşır makinesi çeşitleri ele alınmış olup, söz konusu çeşitlerin çalışma prensipleri incelenmiştir. Bunların yanında çamaşır makinesini oluşturan temel parça grupları hakkında teknik bilgiler verilmiştir.
Üçüncü ve dördüncü bölümlerde ise çalışmanın teorik anlamda temelini oluşturan sac şekillendirme ve sonlu elemanlar metodu hakkında bilgi verilmiş olup, iki konu detaylıca incelenmeye çalışılmıştır.
Tez çalışmasının beşinci bölümü deneysel işlemleri içermektedir. Öncelikle tambur malzemesi olan AISI 430 çeliği tanıtılmıştır. Ardından tamburun fabrika içerisindeki üretim prosesleri alınan görüntülerle anlatılmıştır. Tambur hakkında bilgilerin verilmesiyle beraber dengesiz yük testine geçilmiş olup deneyin nasıl yapıldığı ve varmak istediği sonuçlardan bahsedilmiştir. Bu işlemden sonra problem tanıtılmış olup ortaya çözüm önerileri sunulmuş ve bu önerilerin deney sonuçları verilmiştir.
Altıncı bölümde SOLIDWORKS programında modellenen basitleştirilmiş tambur çizimi ANSYS Workbench programına entegre edilip, sonlu elemanlar yöntemiyle analizi üzerinde durulmuştur. Malzeme ve kalınlık parametrelerinin tamburun mekanik özelliklerine olan etkisi söz konusu analiz ile ortaya çıkarılmaya çalışılmıştır.
Son olarak da sonuçlar yorumlanmış ve tamburun çamaşır makinesindeki görevini hangi şartlarda daha iyi yerine getirebileceği üzerine çıkarımlar yapılmıştır.

Abstract:
A washing machine performs the job of cleaning laundry, such as clothing, sheets, towels etc. In most cases, we use this term for machines that use water as the primary cleaning solution. The process of dry cleaning, on the other hand, involves the use of alternative cleaning fluids and is mainly used for commercial purposes. The washing machine has come a long way and passed through several phases since the first patent under the category of Washing and Wringing Machine was issued in America in 1860.
Modern washing machines are mainly found in two categories: top loading and front loading. The front-loading or horizontal-axis clothes washer is the dominant design in Europe, the Middle East, Asia, Africa, and much of the rest of the world. In the U.S. and elsewhere, most "high-end" washing machines are of this type. In addition, most commercial and industrial clothes washers around the world are of the horizontal-axis design.
This layout mounts the inner basket and outer tub horizontally, and loading is through a door at the front of the machine. The door often but not always contains a transparent window. Agitation is supplied by the back-and-forth rotation of the cylinder and by gravity. The clothes are lifted up by paddles on the inside wall of the drum and then dropped. This motion flexes the weave of the fabric and forces water and detergent solution through the clothes load. Because the wash action does not require the clothing be freely suspended in water, only enough water is needed to moisten the fabric. Because less water is required, front-loaders typically use less soap, and the repeated dropping and folding action of the tumbling can easily produce large amounts of foam or suds.
Many parts of a washing machine are manufactured from sheet steel, usually coated with zinc to improve rust resistance. The steel manufacturer supplies the metal in a coil, which allows the material to be cut to size with minimum waste or automatically fed into the forming process. 
Many other parts are plastic as well. Manufacturers receive raw plastic from which they fabricate parts in pieces about the size of a small ant, using them for machine components that do not bear weight and/or require extremely good rust resistance. Such parts include the pump, the tub guards (which prevent your clothes from being thrown out of the spin tub into the wash tub or the cabinet area), and the agitator.
The manufacturing process is split into fabrication (making parts), sub-assembly (putting parts together to make components), and assembly (putting the components together to form the final product). The fabrication process comprises several different procedures, each specific to a particular type of raw material, sheet metal, plastic, or aluminum. 
Once the constituent parts have been made, they are assembled; major sub-assemblies, or components, include the transmission, the pump, the spin and wash tubs, the balance ring, and the painted parts. Finally, the sub-assemblies are put together inside the shell of the washer, which is then complete.
All parts purchased from outside manufacturers are spot checked before use, and most sub-assemblies are checked as well. For instance, all transmissions are automatically tested for operation, noise, and vibration. All painted parts are visually inspected for defects. All pumps are leak-tested using air, automatically if their assembly was automated and manually if it was manual. Daily samples are put in detergent, bleach, and steam baths for corrosion testing. Once it has been completely assembled, the machine is filled with water and tested for noise, vibration, and visual defects, as well as properly functional controls and mechanisms
With the increasing competition conditions, companies are working to offer their products to consumers by the cheapest way. Protection of quality is required with the falling production costs. Increase of quality provides that reputation of the company will increase on the user's eye. At the same time, maintenance costs will decrease. This situtaion also applies to washing machines. 
Washing clothes in the clearest manner is expected from a high quality washing machine. Also the infrequency of need for maintenance is expected.
In this sense drum is a critical part for washing machine. Drums are one of the essential parts of washing machines. The strength and dynamic behavior of drums should be ensured for the safe washing machine operation. Drum rear plate high stress problems form the basis of this study.
In first chapter of this study, a general information about the washing machine history and current situation. Moreover this chapter includes washing process and literature research.
In this study secondly, the literature about washing machines types has been described and it has been given detailed information about how to works.
Third chapter related with sheet metal forming. This chapter includes sheet metal production, transaction specific factors, methods and machines of sheet metal forming. In addition to all these which failures are shown in sheet metal forming mentioned on this section.
In the fourth chapter of this study, a general information about the finite element method is given and Ansys software, as a finite element method analysis software is introduced. Each step of the analysis are explained and some informations about element types.
In the fifth chapter, primarily the experiment will be used as the material has been introduced. This material is AISI 430 stainless steel. After that multi phase test has been described with details. Drum rear sheet waves and tearing problems has been shown with photos and start to focus on how the problem can be solved. Deep drawing tool modifications and increase of thickness is a solution offers. Lastly, this offers has been tried on multi phase test.
In sixth chapter of this study, simplified drum was modelled on SOLIDWORKS design package program which is one of the most common design programs for designers. For the design of the drum, usage of three paddle, one unbalanced load was decided. 
Material properties, contact regions, mesh progress and structural things (fixed support points,rotaional velocity etc.) has been done and model was solved on ANSYS Workbench 15.0.7.
With this study, the effect of material type, thickness and tool modification on drum rear plate has been observed with multi phase test and finite element methods.