Çamaşır makinelerinde kullanılan sac kasnak tasarımının sonlu elemanlar analizi ile optimizasyonu
Optimization of sheet metal pulley design used in washing machines with finite element analysis
Yazar: BARAN BAĞRIYANIK
Danışman: DOÇ. DR. OKAN ÖZDEMİR
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Karşılaştırmalı analiz = Comparative analysis ; Sonlu elemanlar yöntemi = Finite element method ; Ürün geliştirme = Product development

Özet:
Çamaşır makineleri, evlerimizde en aktif şekilde kullandığımız beyaz eşyaların başında gelmektedir. Teknolojinin gün geçtikçe gelişmesi, müşterilerdeki talep artışı ve ürün maliyetlerini düşürmenin amaçlanması gibi sebeplerden dolayı beyaz eşya sektöründe rekabet artmaktadır. Rekabet içerisinde fark yaratabilmek için; ürünlerin güncel teknoloji ile çalışabilir olması, makine kalitelerinin müşteri taleplerini karşılayabilir olması, kaliteli üretim yaparken ürün maliyetlerinin düşürülebilir olması ve üretim verimliliğinin yükseltilmesi gibi etmenler etkilidir. Bu çalışmada da; çamaşır makinelerinde hareket iletimini sağlayan kayış kasnak mekanizmalarında kullanılan, sac kasnak tasarımının üretim verimliliğinin arttırılması amaçlanmıştır. Verimliliğin arttırılması için ilk olarak sorunlar tespit edilmiştir, daha sonra da çözüm için tasarım değişikliğine gidilmiştir. Bilgisayar destekli çizim programları kullanılarak, birkaç model oluşturulmuştur. Oluşturulan modeller arasından en iyi statik analiz sonuçlarını veren model seçilmiştir. Daha sonra seri üretimde kullanılan tasarım ile yeni tasarım sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak; statik, dinamik, modal ve yorulma analizlerine tabii tutulmuştur. Yapılan analizlerin validasyonu için, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapılan modal analiz sonuçları ile malzemelerin gerçek doğal frekans değerlerinin öğrenilebilmesini sağlayan çekiç testi sonuçları karşılaştırılmıştır. Ek olarak, sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yapılmış olan;  statik ve dinamik analizlerin sonuçlarında görülen maksimum gerilme noktaları ile daha önce hasar almış olan sac kasnaklar ile karşılaştırılmıştır. Bunun yanında, yeni tasarım modelden prototip üretilerek gerçek hayattaki çalışma performansı mevcut kasnak ile karşılaştırılmıştır. Yeni tasarım, ömür testine sokularak üç aylık hızlı testlere tabii tutulmuştur. Elde edilen sonuçlar karşısında mevcut seri üretim modeli yerine, yeni tasarımın kullanılmasının hem firmanın hurda adedinin azalması açısından hem de mevcut makine dayanımlarının ve kalitelerinin arttırılması açısından avantajlı olduğu kanıtlanmıştır, yıllık elde edilecek tasarrufun da 80.000€ olduğu hesaplanmıştır.

Abstract:
Washing machines are one of the most actively used white goods in our homes. Competition in the white goods sector is increasing due to the development of technology day by day, the increase in customer demand and the aim to reduce product costs. In order to make a difference in the competition; factors such as the ability of products to work with current technology, machine quality to meet customer demands, reducing product costs while producing quality production and increasing production efficiency are effective. In this study, it is aimed to increase the production efficiency of the sheet metal pulley design used in belt pulley mechanisms that provide motion transmission in washing machines. In order to increase the efficiency, firstly the problems were identified and then design changes were made for the solution. Several models were created using computer aided drawing programmes. The model that gives the best static analysis results was selected among the models. Then, the design used in mass production and the new design were subjected to static, dynamic, modal and fatigue analyses using finite element method. For the validation of the analyses, the results of the modal analysis using the finite element method and the results of the hammer test, which enables the real natural frequency values of the materials to be learned, were compared.In addition, the maximum stress points seen in the results of the static and dynamic analyses using the finite element method were compared with the previously damaged sheet metal pulleys. In addition, a prototype of the new design model was produced and its real-life operating performance was compared with the existing pulley. The new design was subjected to a three-month rapid life test. In the face of the results obtained, it has been proved that the use of the new design instead of the existing mass production model is advantageous both in terms of reducing the number of scrap of the company and increasing the strength and quality of the existing machine, also it is also calculated that the annual savings to be achieved with the project is 80,000 €.