Kalıp yayları için yorulma deney cihazı tasarımı
Design of the fatigue test device for die springs
Yazar: HAKAN HOCAOĞLU
Danışman: DOÇ. DR. KADİR ÇAVDAR
Uludağ Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bilindiği gibi yaylar, makine elamanı arasında çok büyük öneme sahiptirler. Endüstride, geniş bir kullanım alanları vardır. Genellikle, makine parçalarını aynı konumda tutmak, darbeleri, titreşimleri azaltmak ve parçalara hareket sağlamak amacıyla kullanılırlar. Yaylar, zorlu çalışma koşulları altında çalışma esnasında maruz kaldığı yükler nedeniyle aniden kırılırlar. Bu yayların çalışması esnasında, yorulmanın ne gibi etkisinin olduğu bilinmediğinden, kırılmalar tahmin edilenden daha önce olmaktadır. Ancak günümüzde yorulma davranışının anlaşılmasıyla ilgili birçok çalışma yapılmaktadır. Bu tür sorunların azaltılması için yayların yorulma ömrünün doğru bir şekilde belirlenip, yorulma faktörünün yay tasarım aşamasında devreye sokulup buna göre yayların yeniden tasarlanması gerekmektedir.

Bu çalışmada kalıp yayları ve helisel bası yayları esas alınmıştır. Yaylarla ilgili yapılan yorulma araştırmaları incelenmiş ve yorulma davranışı analizi yapılmıştır. Bununla birlikte bu yorulma araştırmalarının yapıldığı test makineleri incelenmiştir. Bu test makinelerinin yapısı incelenmiş ve daha avantajlı yönleri olan yay yorma makinesi tasarımı yapılmıştır. Kalıp yayları ile ilgili mevcut tablolar incelenmiş ve buna göre test edilebilecek yaylar belirlenmiştir. Ardından, çalışma esnasında oluşan yükler hesaplanarak yeni tasarımın analizleri yapılmıştır. Bu çalışmada tasarlanan makinede, yüksek rijitlik, boy, sarım çapı ve tel kesiti gibi değişken parametrelerde daha fazla çeşitliliğe sahip olduğu görülmüştür. Bu çeşitlilik sayesinde, daha fazla yayın test edilebileceği, bu tasarımda çalışma sırasında iş güvenliği açısından daha emniyetli ve daha sessiz çalışma ortamı sağlanabileceği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler: Kalıp Yayları, Helisel Yaylar, Yorulma, Sonlu Elemanlar Yöntemi, Yorulma Ömrü

Abstract:
As it is known, springs have great importance among the machine components. There are many usage areas in industry. Generally; springs are used in order to fix components of machines, to reduce impacts, vibrations and to help movement of the parts. Due to the loads which are exposed to springs during the operations under harsh conditions, some failures occur in the springs. During the operations of these springs, because of unknown impact of fatigue effect, these failures occur before the estimated lifetime. But nowadays, many studies have made regarding to the understanding of fatigue behaviours. To reduce such problems, the fatigue life of the springs should be correctly identified, springs fatigue should be considered at the design stage and springs should be redesigned.

In this study, mould springs and the helical compression springs were considered. The studies on fatigue that done about springs was investigated and fatigue behaviour analysis was performed. In addition to this, machines that the fatigue tests were done on those researches were examined. Structure of this fatigue testing machines have been examined and machine that more advantageous aspects have designed. Current mould springs tables were examined and according to these tables, springs that can be tested were determined. And then, the loads that occurred during operation of the analysis were calculated and new design was made. The machine that designed in this study, it was observed that variable parameters such as high rigidity, length, coil diameter and wire section, have more ranges. With help of these ranges, it was seen that more springs can be tested; safety conditions can be better and more silent work environment can be provided during operation of this design.

Key Words: Mould Springs, Helical Springs, Fatigue, Finite Element Methods, Fatigue Life.