Bir mekanik pres yatırımı yapılırken en çok ilgilenilen konu genellikle tonaj, tabla ve koç ölçüleri veya pres hızı olmuştur. Bu özellikle çok göz ardı edilen fakat belki de bir pres için dikkat edilmesi gereken tonaj ile birlikte en önemli pres tasarım parametresidir. Üzerinde çalıştırılacak kalıp ile uyumsuz bir anma tonajı yüksekliği değeri, presinize ciddi zararlar verebilir, ömrünü kısaltabilir hatta presinizin tasarımda en zayıf noktasından çatlamasına sebep olabilir. Tamiri mümkün olmayan veya çok uzun sürecek servis ihtiyacı ise ciddi üretim kayıplarına sebep olabilir.
Konuya öncelikle bir mekanik presin basitçe yapısını anlatarak başlayalım. Mekanik presler enerji kısıtlı makinelerdir, bir volanda depolanan enerjinin bir kavrama vasıtasıyla krank-biyel, eksantrik dişli veya kemik eklem mekanizmalarıyla koça aktarılması vasıtasıyla iş görürler. Yani volanımızda yeterli enerji olduğu sürece koç kalıbın çekmek istediği yükü strok boyunca uygulayabilir. Bu da şu demek oluyor; eğer 100 tonluk presinize 200 ton ihtiyacı olan bir kalıp bağlarsanız ve volanın bu işi yapmaya yetecek enerjisi var ise presiniz 200 ton kuvvet uygulayabilir. Peki mahsuru nedir? Mahsuru presinizin krank mili, yatakları, biyel kolu veya gövdesi 100 tonluk bir baskıya dayanacak şekilde tasarlanmış ise bu komponentlerden en zayıf olanı kırılabilir veya kavramanız yeterli momenti iletemediğinden dolayı kaydırabilir.
5000 kN bir mekanik presin stroku boyunca sabit bir yükü preslemeye çalıştığını düşünelim, aşağıdaki grafikte bunun sonucunda oluşan krank milindeki burulma momenti 780.000 kN.mm değerlerine çıkmaktadır. Oysaki alt ölü noktanın 6mm yukarısında 5000 kN pres kuvvetini 210.000 kN.mm krank momenti ile sağlayabilmiştik.
Sonuç olarak pres tasarımında krank burulma momentinin sınırlandırılması adına, krank açısının 15-30 derecesine denk gelen konumda oluşacak krank burulma momenti tasarım kriteri olarak kabul edilir. Tabi ki bu ihtiyaç duyulan operasyon gerekliliklerine göre değişiklik gösterebilir. Buradaki örnekte yaklaşık koçun alt ölü noktadan 6 mm uzaklığı bizim krank açımızın 15 derecedeki konumuna denk gelmektedir ve biz bu değeri pres anma tonaj yüksekliği olarak kabul edeceğiz. Bu noktadaki krank burulma momenti de yaklaşık 230.000 kN.mm değerindedir. Bu değer de bizim tasarım momentimiz olacaktır.
Yukarıdaki grafikte gördüğünüz gibi sabit krank momenti yönünde hesap yaptığımızda ise presimizin koçu 6 mm'den yukarı pozisyonlarda kuvvet kapasitesini kaybetmekte ve 5000 kN kapasite 1500 kN kapasiteye düşmektedir, 6 mm'den aşağıdaki pozisyonlarda ise krank-biyel mekanizmasının doğası gereği aynı moment ile kalıba uygulayabileceği kuvvet sonsuza ıraksamaktadır. Bu da mekanik presimize yanlış bir kalıp bağlamanın ne kadar tehlikeli olduğunun bir başka göstergesidir.
İşte bu yüzden aşağıdaki grafikteki düzenlemelere göz atalım. Pres anma tonajı yüksekliği altında çalışacak ise bağlanacak kalıp en fazla anma tonajı kadar bir kuvvete ihtiyaç duyan bir kalıp olmalıdır. Anma tonaj yüksekliğinin üzerinde ise tasarım moment değerimizi aşmamak için mavi çizgi ile gösterilen pres kuvveti grafik değerlerinin altında presleme işlemi yapılmalıdır.
Emrah Demirezen
Metal Şekillendirme Uzmanı- Pres Tasarımcısı
emrahdmrzn@gmail.com
Comments