Niceliksel Konstrüksiyon VEDAT TEMİZ Tanım y Tasarım T fazının f sonunda d elde ld edilen dil optimal ti l y y y y strüktürlerin makina formuna biçimlendirilmesi, Kullanılacak ll l k malzeme l türlerinin ü l i i seçilmesi, il i Sistemin ve alt sistemlerin geometrik olarak boyutlandırılması, İmalat şartlarının, gereklerinin düşünülmesi kısaca teknolojik ve ekonomik kriterlerden hareketle imalat için ç gerekli g ve yeterli y dokümanların hazırlanması “niceliksel konstrüksiyon” fazının ğ ş alanını oluşturur. ş uğraşı Tanım y Bu fazda fazda, tasarım fazının aksine çalışmalar yaratıcılıktan daha çok y y y y düzeltici yöndedir, çünkü bu fazda yapıt maddesel olarak ortaya çıkacaktır. Çözüm prensip olarak bilinmektedir. Prensip veya prensipler ölçekli dokümanlara dönüşecektir. Nihai dokümana gelmeden önce her şekillendirme fonksiyon, mukavemet, güvenilirlik, imalat ve montaj uygunluğu, kullanma ve bakım özellikleri, maliyet açılarından defalarca düzeltmelere uğrayacaktır. Bu nedenle bu fazda ççözüm arama ve değerlendirme ğ yyöntemlerine ek olarak hata arama ve tanıma, ekonomik ve teknolojik optimizasyon yöntemleri daha büyük ağırlıkla devreye girecektir. Malzeme, imal usulleri, alt modüller, standartlar ve standart fonksiyon elemanları, tekrar eden fonksiyon elemanları ile ilgili bilgilerin temini çok zaman alan uğraşılar olacaktır. Tanım Niceliksel konstrüksiyon fazının karmaşıklığı nedeni ile bu fazda y Birçok uğraşı paralel olarak yürütmek y Bazı uğraşıları bilgi miktarının yükseldiği ileri aşamalarda tekrarlamak y Bu tekrarların ortaya çıkaracağı değişiklikler nedeni ile tekrar daha önceki aşamalara dönmek zorunlu olacaktır. Bu nedenle bu faza ait kesin bir akış şeması tanımlamak güçtür. Ancak çalışmaların prensip itibarı ile soyuttan somuta doğru olacağı açıktır. Niceliksel konstrüksiyonun y aşamaları ş Tasarım sunucu (faz I) seçilen strüktür Hacimsel sınır şartlarının belirlenmesi Fonksiyon strüktüründen, yapıtın şekillendirilmesinde birinci derecede etkili olan alt fonksiyonun ve alt fonksiyon taşıyıcısının belirlenmesi Bu fonksiyon taşıyıcısının kabaca şekillendirilmesi ve boyutlandırılması (Genellikle birden fazla çözüm şekli çizilecektir.) Bulunan çözümlerden uygun görülenin seçimi Buna uygun olarak diğer fonksiyon taşıyıcılarının kaba olarak şekillendirilmesi ve boyutlandırılması Yan fonksiyon taşıyıcıları için konstrüktif şekillendirme Esas fonksiyon taşıyıcısının, yan fonksiyon taşıyıcıları da göz önüne alınarak düzeltilmesi Bu düzeltmeye bağlı olarak yan fonksiyon taşıyıcılarının tekrar çizilmesi Tüm konstrüksiyonun ortaya çıkan boyutlar, dış kuvvetler ve diğer etkiler dikkate alınarak düzeltilmesi Elde edilen sonucun veya sonuçların teknik-ekonomik olarak değerlendirilmesi En uygun ön şekillendirmenin seçimi Değerlendirmenin ortaya çıkardığı zayıf noktaların giderilmesi, en iyileme işleminin yapılması, nihai şekillendirme kill di Sisteme etkiyen çevre şartlarının kontrol edilerek düzeltme yapılması, tolerans ve standart k kontrolleri ll i Parça listelerinin, üretim ve montaj koşullarının tespiti ve protokole geçirilmesi Şekillendirme üzerinde birinci derecede etken olan isteklerin tanımlanması Son dokümanların tespiti p ve üretimle ilgili g son düzeltmelerin yapılarak üretim bölümüne iletilmesi Niceliksel konstrüksiyonun y aşamaları ş y I- Şekillendirme yönünden ve özellikle sistemin genel boyutlarının belirlenmesi bakımından istekler listesinden bu yöndeki sayısal bilgiler ön planda ele alınır. y Bunlar; y Güç , debi, taşıma kuvvetleri ve geliştirilen sistemin bağlanacağı diğer sistemler yönünden boyutlandırma kısıtları, y Sistem içi düzenleme bakımından, bakımından akım, akım hareket yönleri ve diğer kesin isteklerle tespit edilen konumlar, y Uygulanacak malzeme cinsini tanımlayan, bazen tespit eden istekler, örnek olarak korozif etkilere dayanıklılık koşulları, yüksek sıcaklık mukavemeti, standart malzeme kullanma, stokta bulunan ana ve yardımcı malzemelerin kullanılması eğilimleri gibi hususlardır. Ayrıca emniyet, ergonomi, imalat , montaj ve iletim şekillendirme için b bazı sınırlar l k koyar. y II- Yukarıda belirtilen bilgilerden, teknik sistemin alansal ve hacimsel boyutları kaba olarak belirlenir. Niceliksel konstrüksiyonun y aşamaları ş y III- Niceliksel konstrüksiyon y fazının önemli bu b aşamasını, ş , "sistem sistem için ç karakteristik fonksiyonun ve bunun taşıyıcısının tespiti tespiti" teşkil eder. Geliştirme konstrüksiyonlarında bunu belirlemek nispeten kolaydır. Örnek olarak yeni bir türbomakinanın konstrüksiyonu üzerinde çalışılıyorsa ,bilinir ki burada karakteristik fonksiyon taşıyıcısı rotor kanatçıkları akım kanalıdır. Bir pistonlu makinada strok h hacmi i ve silindir ili di dü düzenii şekillendirme kill di için i i başlangıç b l noktalarını kt l tteşkil kil edebilir. d bili Ancak A k her h konstrüksiyon ödevinde "karakteristik fonksiyon taşıyıcısının belirlenmesi bu kadar kolay olmayabilir. Bu bakımdan aşağıdaki sorulara cevap aramak ve bu yolla da karakteristik elemanın tespitine çalışmak yararlı olabilir: y Hangi temel fonksiyon ve bununla ilgili hangi alt fonksiyonlar ve bunların taşıyıcıları, sistemi boyut, düzen ve şekil bakımından belirlemektedir? y Hangi fonksiyonlar grubu bir taşıyıcı üzerinde toplanabilmektedir? Bu mümkünse, mümkünse ortaya çıkan taşıyıcı şekillendirme bakımından karakteristik bir özellik ortaya koymakta mıdır? Örnek olarak cevher veya kömür stoklamak için bir "yükleme köprüsünün" şekillendirilmesinde, stok alanı üzerinde hareket eden (iletim fonksiyonu), yük kaldırma sistemini taşıyan (yük kaldırma alt fonksiyonu) köprü ile şekillendirme işlemine başlamak önerilebilir. y Fonksiyonları bir taşıyıcıda birleştirme yerine bazı hallerde fonksiyon ayırımına giderek, her bir alt fonksiyon için ayrı bir taşıyıcı düşünmek daha uygun olabilir. Örnek olarak bir türbo-prop sisteminde, türbin kısmının tasarımında, pervane tahriki ile, kompresör tahrikinin ayrılması ve sistemin iki türbinli olarak imaline karar verilmesi, verilmesi şekillendirme başlangıcında yol gösterici niteliktedir. Niceliksel konstrüksiyonun y aşamaları ş y IV IV- Yukarıdaki ön çalışmaları, çalışmaları "karakteristik karakteristik fonksiyon taşıyıcısının taşıyıcısının" kaba boyutlu çizimi izler. Çeşitli malzeme seçimlerine ve imal usullerine göre şekil ve boyut varyasyonları yapılır. Bu esnada hacimsel kısıtlamalar, diğer elemanlarla olan ilişkilerin zorunlu kıldığı boyut sınırlamaları gözetilir. Çizimde mümkün olduğu kadar aynı tip elemanların, elemanların standart parçaların kullanılmasına özen gösterilir. Bu aşamada sınırlı da kalsa emniyet ve ergonomik şartlar da göz önünde tutulur. Şekillendirmenin bu aşaması daha çok malzeme ve imal usulü ağırlıklıdır. Büyük makina konstrüksiyonlarında, diğer fonksiyon taşıyıcılarının "karakteristik fonksiyon taşıyıcısına" bağlanma yerleri üzerinde bu aşamada fazla durulmamalıdır. Hatta bu bölgelerin işlenmesi daha sonraki aşamalara bırakılmalıdır. bırakılmalıdır y V-Bir evvelki aşama sonunda elde edilen değişik konstrüktif çözümler arasından hemen bir seçime gidilmemelidir. Her biri üzerinde ayrı ayrı ş ve düzeltmeler yyapılarak p bir sonraki aşamaya ş y g geçilmelidir. ç işlem y VI- Karakteristik fonksiyon taşıyıcısının yan fonksiyon taşıyıcıları ile bağlantı yerleri tasarlanıp, buna göre gerekli değişiklikler de yapılıp şekil tamamlanmalıdır. Niceliksel konstrüksiyonun y aşamaları ş y VII VII-Bu Bu aşamada yan fonksiyon taşıyıcıları için "karakteristik karakteristik fonksiyon taşıyıcısı” taşıyıcısı y y y y üzerinde bağlama yerleri çizilmeli ve bunların sistem üzerinde gerektirdiği değişiklikler yapılmalıdır. VIII- Artan bilgi ve gittikçe yoğunlaşan ve karmaşıklaşan şekillendirme çözümlerden bir kısmının bırakılmasını, bırakılmasını diğer bir deyimle bir seçim yapma gereğini ortaya koyar. Her bir çözüm, fonksiyon, etki prensibi, şekillendirme kriterleri, üretim, kontrol, ergonomi, kullanma, montaj, nakil, bakım-onarım, maliyet ve termin gibi temel hedef kriterleri yönünden bir değerlendirmeye tabi tutulur. Pratik olarak uygulama imkanı zayıf veya yetersiz olan çözümler bir tarafa bırakılır. Diğerleri ile çalışmalara devam edilir. IX- Yukarıdaki çalışma adımlarına benzer şekilde, çok kere buna paralel olarak yan fonksiyon taşıyıcılarının boyutlu kaba şekillendirilmeleri yapılır. Bazı hallerde bu fonksiyon taşıyıcılarının bir kısmı hazır olarak da alınabilir. alınabilir (Benzin motorlarında ateşleme sistemi, yakıt pompası ve enjektörler, diesel motorlarında püskürtme pompası ve enjektörlerde olduğu gibi). X- Fonksiyon elemanlarının sentezi, yani montaj resmi, gerekli boyutsal düzeltme ve düzenlemelerle kısım kısım hazırlanır. hazırlanır Böylece nihai şekillendirme aşamasına varılır. XI- Sistemler üzerinde boyut, tolerans, standart ve tekrarlanan eleman veya eleman grupları kontrolü yapılır. Bu aşamaya birden fazla çözümle gelinmiş ise son bir değerlendirme işlemi daha yapılarak, yapılarak nihai sistem seçilir seçilir. Niceliksel konstrüksiyonun y aşamaları ş y XII XII- Analiz işlemine geçilir geçilir. Detaylandırma ve detay resimlerinin atölye tekniğine uygun olarak çizilmesine, boyutlandırılmasına başlanır. Tolerans analizi yapılır. İşleme işaretleri malzeme ve parça listeleri hazırlanır. y XIII- Karmaşık ve çok sayıda üretilecek sistemlerde prototip çalışmalarının veya model deneylerinin sonunda ortaya çıkan zayıf noktalar, konstrüksiyon bürosunda tekrar düzeltmelere tabi tutulur. y XIV-Her şeyin tam olması halinde dokümanlar üretim bölümüne intikal ettirilir. y Yukarıda belirttiğimiz çalışma adımları kesin bir reçete değildir. Daha evvelde belirtildiği gibi bir çok çalışmalar yan yana, iç içe yyapılacaktır. p Verilen akışş şeması ş bir kural değildir. ğ Sadece deneyimli y konstrüktörlerin önerilerinden çıkarılan yol gösterici çalışma adımlarıdır. Niceliksel Konstrüksiyonda dikkate edilecek bazı kurallar ve prensipler Fonksiyon Şekillendirmenin bütün aşamalarında üzerinde durulması gereken önemli husus, tekrar tekrar yapılan düzeltmelerle noksanların ve hataların en aza indirilmesidir. Bu maksatla konstrüktörün çeşitli kontrol aşamalarında yyanda g gösterilen sorulara tatmin edici cevapları bulabilmesi gerekir: Ön görülen fonksiyon yerine getirilebiliyor mu? Getiriliyorsa iyilik derecesi nedir? Hangi yan fonksiyonlara ihtiyaç vardır? Etki prensibi Seçilmiş olan etki prensibi arzu edilen etkiyi, faydayı, verimi sağlıyor mu? 9 Bu prensipten dolayı ortaya çıkabilecek arızalar neler olabilir? Önlenmesi veya sınırlandırılması mümkün müdür? Şekillendirme Arzu edilen kullanma süresi için seçilmiş olan malzemelerden meydana ile ilgili hususlar getirilen geometrik şekiller gerekli mukavemeti göstermekte midir? Özellikle; 9 Dış kuvvetler etkisinde meydana gelen gerilmeler 9 Şekil değişimleri 9 Stabilite sınırları 9 Rezonans serbestliği 9 Genleşme imkânı 9 Aşınma ve korozyon direnci istenen sınırlar içinde kalmakta mıdır? Emniyet Sistemde eleman grubu, fonksiyon, iş ve çevre emniyeti, emniyet tekniği prensiplerine göre sağlanmış mıdır? Ergonomi 9 Konstrüksiyonda insan-makina ilişkisi gözetilmiş midir? 9 Makinanın kullanan üzerindeki fiziksel ve psikolojik rahatsız edici etkileri ne oranda önlenmiştir. 9 Estetik görünüşe hangi oranda dikkat edilmiştir? İmalat İmalat yönünden gerekli olan teknolojik ve ekonomik faktörler göz önünde tutulmuş mudur? Özellikle 9 Tek parça, küçük veya büyük seriler halinde imalat hallerinde uygun malzeme ve şekillendirme tekniklerine uygunluk 9 Klasik katı veya esnek otomasyona uygun şekillendirme düşünülmüş müdür? Kontrol 9 İ İmalat süresince ve imalattan sonra yapılacak kontroller planlanmış ve düşünülmüş müdür? 9 Verilen boyutların ve toleransların ölçülebilir olup olmadıkları, referans kenar veya noktalarının neler olacağı, tolerans zincirinde hatalar olup olmadığı ve diğer kontrol büyüklüklerinin neler olacağı belirli midir? Montaj İşletme içi ve işletme dışı bütün montaj koşulları basit ve belirli midir? Transport İşletme içi ve işletme dışı transport koşulları ve riskler kontrol altında mıdır? Tedbirler yeterli midir? Kullanma 9 Ergonomik faktörlere ek olarak, kullanıcıya yeterli bilgi hazırlanmış mıdır? 9 Sistem çalışmasında etkiyi yan sistemlere, özellikle yağlamasoğutma sistemlerine, yağlama planlamasına önem verilmiş midir? Bakım-onarım Makinanın periyodik bakımlarına, belirli parçaların arıza vermeden değişme zamanlarına ait planlar hazırlanmış mıdır? (Güvenilirlik+Bakım=Kullanılabilirlik) Maliyet 9 Ö görülen maliyet sınırları tutturulabilir mi? Ön 9 Ek işletme ve yan masraflar meydana geliyor mu? Zaman 9 Teslim zamanı tutturulabilir mi? 9 Teslim zamanını kısaltacak şekillendirme değişiklikleri, imalat teknolojileri düşünülebilir mi? 9 9 9 9 y Daha D h ö önce ö örnekleri kl i gösterilen ö t il sorulara l cevap aranırken, bu cevaplar içinde özellikle y BASİTLİK, y BELİRLİLİK ve y EMNİYET y kurallarının ne oranda gerçekleştirildiği göz önünde tutulmalıdır. Basitlik y Parça sayısını azaltmak, azaltmak yani çeşitli alt fonksiyonların bir fonksiyon taşıyıcısında toplanması, sistemi strüktür yönünden basitleştirir. y Aynı şekilde kild k kolay l imal i l edilebilen dil bil fformların l tercihi, ihi elemanlara erişilebilirliğin kolaylaştırılması gibi hususlar montajı, j , imalatı basitleştirir. ş Maliyet y üzerinde p pozitif etki yapar. y Ancak parça sayısını azaltma uğruna çok karmaşık şekillere gidilmesi halinde belirsizlik artar. artar Parçanın bütün fonksiyonları aynı iyilik derecesinde yapması imkânsızlaşır. y Basitleştirmenin diğer bir yolu da standart parça kullanımıdır. Basitlik y Şekillendirme bakımından basitlik kuralından aşağıdaki sonuçlar çıkarılabilir: y Mukavemet hesapları ve matematiksel modelleme imkânları olan geometrik formların seçilmesi hesaplardaki güvenilirliği arttırır. y Simetrik formların seçilmesi imalat sırasında ve işletme yükleri altında oluşan şekil değişimlerinin hesap, tahmin ve önlenmesini kolaylaştırır. y Ergonomik yönden basitlik; y Kullanma ll ve k kumanda d sisteminin i i i k kolay l anlaşılabilir l l bili olması l y Sinyallerin basit olması y Tüm sistemin kullanıcı yönünden ürkütücü olmaması şeklinde anlaşılabilir. l l bili y İmalat teknolojisi yönünden ise; y Kolay işlenebilir formların seçilmesi y En E az iişçilik, ilik ayrıca işçilikteki i ilikt ki b bağlama ğl ve b bekleme kl zamanının azlığı, lğ y Kolay kontrol edilebilen form ve boyutlandırma basitleştirici tedbirler olarak düşünülebilir. Basitlik y y y y y y y y y y y y y Montaj ve nakliye açısından basitlik; Montajı yapılacak parçalar diğerlerinden kolaylıkla ayırt edilebilmeli Montaj işlemleri hızlı ve kolay bir şekilde yapılabilmeli Tekrar ayar gerekmemeli Daha önceden montajı yapılmış elemanların tekrar montajından kaçınılmalı İşletme ş et e ve ba bakım aç açısından s da basitlik; bas t ; Çalışma karmaşık ve özel işlemlere gerek duymaksızın yapılabilmelidir. Çalışma adımları açık bir şekilde anlaşılabilir ve basit olmalı, herhangi y belirlenebilmelidir. bir hata kolaylıkla Bakımı çok işçilik ve zaman gerektirmeyen yapıda olmalıdır. Tekrar kullanılabilme açısından basitlik; Tekrar kullanılabilir malzemeler tercih edilmelidir Montaj ve demontaj işlemleri çok basit olmalıdır Parçaların kendileri de basit geometrik formlarda olmalıdır. Basitleştirme ş Tek kumanda manivelalı musluk konstrüksiyonunda yapılan bir basitleştirme. Mafsal sayısı azaltılmış, iki fonksiyon bir elemanda toplanmıştır. Basitleştirme ş Kontrol valfi gövdesi 1. Dökümü zor ve pahalı 2. İki parçalı, lehimli konstrüksiyon 3. Merkezleme açısından daha uygun bir bi konstrüksiyon 4. Formun b itl ti il basitleştirilmesi i Belirlilik y Fonksiyon bakımından, bakımından strüktür o şekilde düzenlenmelidir ki ki, istenen çıkış büyüklükleri verilen giriş büyüklüklerinden çelişkisiz olarak türetilebilsin. Diğer bir deyimle fonksiyonel sentez fazında, temel fonksiyon tanımlaması mümkün olduğu kadar tam belirli olmalıdır. y Fonksiyon strüktürü oluşturulurken; y Kısmi fonksiyonlar ve bunlara ait giriş-çıkış çevre büyüklükleri açık ve anlaşılır bir düzen ve tanımlama içinde olmalıdır. olmalıdır y Gerek formülasyon ve gerekse tarif etmede sebep-sonuç ilişkisi aranmalıdır. y Aynı zamanda ekonomik boyutlarda uygulanabilirlik göz önünde tutulmalıdır. y Enerji, madde ve sinyal akımlarının belirli bir düzen içinde bulunması, ğ iyi y tanımlanmasına dikkat bunlar arasındaki öncelikler ve ağırlıkların edilmelidir. Özellikle Ö enerji bileşenlerinden kuvvet akımlarında meydana gelebilecek belirsizlikler, aşırı zorlanmaları, şekil değiştirmeleri ve aşınmaları ortaya çıkarabilir. Belirlilik y a) Sağdaki yatak serbest yataktır. Isıl genleşmede rulmanlı yyatağın ğ aşırı ş zorlanması önlenir. y b) Isıl genleşmede aşırı yükler ükl y c) Yay ile genleşme imkanı sınırlı bir kuvvet artışı ile birlikte olabilir. Belirlilik y a) çözümünde radyal kuvvetin yatakların arasındaki dağılımı belirsiz. y b) halinde belirli Belirlilik Belirlilik Belirlilik Belirlilik Belirlilik y Konstrüktif sistemlerde emniyet kavramı altında ikili tedbirlerle karşılaşılır. Yani, aynı fonksiyon için iki adet farklı fonksiyon taş c s ön görülür. taşıyıcısı görülür Konstrüktör aşırı emniyet endişesine kapılarak çoklamalara giderek farkında olmadan sistem içine ç belirsizlik hatta emniyetsizlik sokmamalıdır. Belirsizlik y Ş Şekildeki santrifüjj pompa p p gövdesinin belirli bir imalat serisi için olduğu gibi kullanılması hedeflenmekte. Şekildeki pi nin bulunduğu hacimdeki basıncın (pi) p1 basıncından küçük kalması gerekmektedir. Aksi durumda takma gövde ile rotor t arasında d ttemas olabilir. Bu belirsizliği gidermek için detay çizimde görüldüğü gibi, ara hacim ile difüzör (çıkış) (ç ş) arasına bağlantı kanalları açılmış ve çıkış basıncı ile ara hacimdeki basınç eşitlenmiştir. Belirlilik y Belirlilik insan makina ilişkisi yönünden de göz önünde tutulmalıdır. tutulmalıdır Kumanda sistemlerinin, şalter tablolarının, çoklu göstergelerin şaşkınlık ve çelişki meydana getirmeyecek bir düzende olması gerekir. y İmalat ve İmalat kontrolü açısından ise, teknik resimler, boyutlar, tolerans zincirleri, i i l i montajj talimatı li çelişkisiz li ki i ve belirli b li li olmalıdır. l ld A Aşağıdaki ğ d ki teknik k ik resim şüphesizdir ki atölyede şaşkınlık yaratacaktır. Emniyet y y Bir teknik yapıtın emin olma isteği bünyesinde çok değişik soruların cevaplanmasını gerektirir. Bu nedenle “Emniyet Tekniği” disiplini oluşmuştur. Bir teknik yapıt, fonksiyonunu tarif edilmiş bir güvenilirlikte yerine getirirken, yakın ve uzak çevresinin ve bu çevrelerdeki canlıların emniyetine ve sağlık koşullarına zarar vermemelidir. vermemelidir Emniyet y y Konstrüktör K t üktö tteknik k ik yapıtı t şekillendirirken kill di i k bu b çok k faktörlü teknik problemi üretim ve uygulamanın bütün aşamaları için fonksiyonla beraber düşünmek zorundadır. Standartlarda bunlar 3 aşamalı olarak tanımlanır Bunlar tanımlanır. y Doğrudan emniyet y Vasıtalı l emniyet i y İkaz edici emniyet Doğrudan ğ emniyet y y Doğrudan emniyet tekniği, tekniği teknik yapıtın fonksiyonuna aktif olarak iştirak eden elemanlarının, eleman gruplarının g p ve bütün alt sistemlerinin şekillendirilmesinde, emniyet prensiplerinin de yerine getirilmesini gerektirir. Bir diğer deyimle "mükemmel makina" ya erişilmiştir makina erişilmiştir. Ancak bu mükemmellik haline üç şekilde yaklaşılabilir. Daha doğrusu mükemmelliğin de ekonomik faktörlere ve sistem belirsizliklerine bağlı ğ olarak bir takım alt kademeleri mevcuttur. Bunlar; y "Tam güvenilirlilik" prensipi (safe-life) y "Sınırlı arıza prensibi (fail-safe) y “Çoklama" prensibi (Redundance) Doğrudan ğ emniyet y y Tam güvenilirlilik prensipi (safe safe--life): y Bu prensibin uygulanabilmesi için sistemle ilgili bütün iç ve dış büyüklüklerin, bunlar arasındaki ilişkilerin tam ve kesin olarak belirli olması lazımdır. Örnek olarak bir elemana ait yorulma dayanımı analizinde alınmış l bi bir b başlangıç l ve bi bitiş i zamanı arasında d ö ömür ü k kesin i olarak l kb belirli li li iise bu eleman için yorulma ömrü yönünden “safe-life” prensibi geçerlidir diyebiliriz. y Bir teknik sistem için; y Etkiyen kuvvetler, çevre koşulları, beklenebilecek bütün zorlanma halleri, bunların etkime süreleri, değişken zorlamalarda zorlanma kollektifleri v.b., y Yukarıdaki etkilere göre sistem için uygulanacak hesap usulleri ve hipotezler, y Üretim ve montaj esnasında gerekli ve yeterli bütün kontroller, y Muhtemel aşırı ş yyükleme halleri için ç sistemin eleman ve eleman g grupları p güvenilirliği, y Sistemin güvenilir olarak hesaplandığı dağılma bölgesi dışına çıkılması halinde ne gibi arızaların olabileceği, k i olarak kesin l k bili biliniyorsa, i bu b sistem i t için i i ttam emniyet i t prensibi ibi geçerlidir lidi denebilir. Tam emniyet y p prensibi ((safe safe--life)) y Tam T emniyet i t prensibi, ibi ü üzerinde i d çok k uzun ve güvenilir ü ili deneyimler edinilmiş bir teknik sistem için geçerli olabilir. olabilir y Ancak bu kadar geniş deneyim, büyük mali yükler ve zarar karşılığı kazanılabilir. kazanılabilir y Tam emniyet prensibine göre yapılan bir sistemde, bütün yukarıdaki koşullar yerine gelmiş ise, bu sistem ancak hesaplarda olmayan bir doğal felaket veya kişisel hata sonucunda kazaya y uğrayabilir. ğ y Bir otobüsün, sürücünün hiç beklenmeyen ruhsal bir bunalımı sonucu, aracı bir uçuruma yuvarlaması gibi. Sınırlı arıza prensibi p y Bu gün hızla gelişmekte olan makina sistemlerinin büyük çoğunluğunu tam y y y y emniyet prensibine göre şekillendirmek hemen hemen imkansız gibidir veya bunun gerektireceği parasal yükü ve zamanı karşılamak kabil değildir. Bu nedenle sistem boyutlandırılırken, çalışma süresinde, sistemde sınırlı bir arızanın meydana gelmesine müsaade edilebilir. edilebilir Ancak bu arıza sistemin tüm fonksiyonunu yok etmeyecektir veya bu arıza sonunda mal ve can emniyeti tehlikeye girmeyecektir. Özetlenirse; Sistemde meydana gelecek kısmı bi bir a arıza, ı a, fonksiyonu zayıflatsa ayıflatsa da total bir arıza veya felaket doğurmayacaktır. Sistem içinde arızalanan alt sistemin görevini, diğer alt sistemler arıza giderilinceye kadar ve sistem emniyetle devre dışına çıkarılıncaya kadar ü tl üstlenebileceklerdir. bil kl di Hata ve arıza başlangıcı, fonksiyon bozukluğu meydana getirecek büyüklüğe erişmeden kendini belli edecektir. Arıza yapması olası olan alt sistemin, sistemin görev dışı kalması halinde üst sistem fonksiyonunda sınırlı bir etki yapacağı ve böylece üst sistem emniyetini tehlikeye düşürmeyeceği belirli olacaktır. Sınırlı arıza prensibi p y Boru içine yerleştirilmiş lüle. a) Emniyeti az, b) ve c) sınırlı arıza p prensibine g göre doğrudan ğ emniyetli y ççözüm. Sınırlı arıza prensibi y Sınırlı arıza davranışına sahip küresel lastik mafsal Ç Çoklama y Çoklama (Redundance) isminden de anlaşılacağı üzere aynı fonksiyonun birden fazla fonksiyon taşıyıcısı ile yapılmasıdır. Ancak çoklamalı bir sistemin emin ve güvenilir olabilmesi için sistem elemanlarının birinde meydana gelebilecek arızanın tüm sistemi bloke etmemesi diğer bir deyimle çalışamaz duruma getirmemesi lazımdır. lazımdır Seri çoklama Paralel çoklama pi eleman güvenilirliği, pS sistem güvenilirliği Ç Çoklama y Çoklama sistemlerinde ayrıca aktif ve pasif çoklamadan söz konusudur. y Aktif çoklama denince (genellikle paralel çoklamada) sistemin bütün elemanları aktif olarak fonksiyona iştirak ederler. Ancak bunlar tam güçlerinin sadece bir kısmını k ll kullanırlar. l Elemanlardan El l d bi birii d devre d dışına çıkınca, k diğ diğer elemanlar eksilen gücü karşılayacak şekilde yüklerini arttırırlar. y Pasif çoklamada, elemanlardan biri devrede, diğerleri ise devre dışıdır. ş Devredeki eleman arızalanınca devreye y girerler. (Yedek elektrik santralleri gibi). Yani bu halde bir yedekleme esasına dayanan bir çoklama uygulanır. Ç Çoklama y Bir de prensip çoklaması söz konusudur. konusudur y Çoklama elemanları aynı fonksiyonu farklı çalışma prensiplerine göre yapıyorlarsa, "prensip prensip çoklaması vardır" denir. y Örneğin, ğ basınçlı ç bir kaba ait emniyet y supap p p sisteminde çoklama yapılmış ve supaplardan biri yaylı olarak yapılmış ise diğeri ağırlıklı, belki bir üçüncüsü patlama tapalı yapılır. yapılır Böylece aynı bir çalışma prensibindeki mevcut arıza ihtimalinin tekrarı önlenir. Verilen örnekte, supapların p p hepsi p yyaylı y yyapılsa p idi, hepsinde aynı tip arıza meydana gelme olasılığı mevcut olacak idi. Vasıtalı emniyet y teknikleri y Doğrudan doğruya emniyet tekniğinin uygulanması mümkün olmayan birçok sistemde, özellikle iş emniyetinin veya çevre emniyetinin büyük önem taşıdığı hallerde, fonksiyonu sadece emniyeti temin etmek olan ilâve makina sistemlerine ihtiyaç vardır. y Yakın çevre emniyeti için korkuluklar, arızayı haber veren ikaz sistemleri, sistemleri tehlike sınırına yaklaşıldığında veya tehlike halinde devreye giren koruyucu veya önleyici sistemler vasıtalı emniyet tekniğinin araçlarıdır. y Prensip P i olarak l k emniyet i t sistemlerinin i t l i i ttam emniyet i t prensibine ibi göre inşası gerekir. Eğer bu emniyet sistemlerinin fonksiyonları için dış enerji kaynaklarına ihtiyaç var ise, sistem i t o şekilde kild tasarlanmalıdır t l l d ki ki, b bu enerji ji k kaynağında ğ d bi bir kesinti veya arıza meydana gelirse, sistem derhal görevini yaparak makina sistemini devreden çıkarmalıdır. Vasıtalı emniyet y teknikleri y Bir buhar türbinine ait yatak aşınmalarına karşı türbin ve labirent sistemin korumasını yapmaktadır. Eksenel yükler etkisinde eksenel yatak fazla aşınırsa, 5 no.lu piston sağa hareket ederek, hidrolik devreyi açmakta k ve 4 nolu l pistonun i altındaki basınç azalarak, yay kuvveti ile buhar vanası kapanmakta ve makina durmaktadır. Eğer hidrolik devreyi besleyen 1 pompası arıza yapar ve devredeki basınç düşerse, düşerse 4 nolu vana gene aynı nedenlerle kapanmakta ve devrede arıza olduğunu d duyurmaktadır. kt d Vasıtalı emniyet y teknikleri Şekilde bir prese ait korkuluğa bağlı emniyet sistemi görülmektedir. Burada korkuluk açık iken makinayı çalıştıran elektrik akımı otomatik olarak kesilmektedir. Böylece işçinin elini kalıplar arasına kaptırması ihtimali ortadan kalkmaktadır. Ancak şekildeki çözümlerden I de yeterli emniyet yoktur. Zira yayın kırılması halinde, korkuluk açıkken de makina devrede k l Buna kalır. B mukabil k bil II ve III hallerinde h ll i d bu b durum d yoktur. k Ö Özellikle llikl III halinde h li d şalter, korkuluğun hareketine şekil bağlıdır. Sistem yeteri rijitlikte yapılmış ise fonksiyonunu daima yerine getirir Vasıtalı emniyet y teknikleri Şekilde bir buhar türbinine ait bü bünyesinde i d prensip i çoklaması kl olan bir emniyet tertibatı görülmektedir. Sistem buhar türbininin aşırı dönme sayısına çıkması halinde devre dışına çıkmasını sağlamaktadır. Sistemde türbin hızı birbirinden farklı iki hız sensörü tarafından ölçülmekte ve bunlardan birinden komut gelmesi halinde şekilde yaylı olarak görülen vanalardan l d bi birini i ik kapayarak k türbini durdurmaktadır. Ayrıca hidrolik devredeki basınç her g bir p pompa p arızası sonucu hangi düşerse, bir evvelki örnekte olduğu gibi sistem gene devre dışına çıkmaktadır. İkaz edici emniyet y teknikleri y İkaz edici emniyet teknikleri eğitim ağırlıklıdır. ağırlıklıdır y Gerek çalışanı ve gerekse çevredekileri çeşitli ikaz levhaları, işaretleri ve önerilerle kaza olasılığına karşı levhaları uyarma bu tekniğin çerçevesi içine girer. y Ancak konstrüksiyon dokümanı içinde bulunması gereken bir makinaya ait bakım onarım ve kullanım talimatlarında bu hususlar g göz önünde tutulmalı,, gerek fonksiyon ve gerekse iş emniyeti bakımından önemli olan noktalar yeterli açıklık ve anlaşılırlıkta b d bu dokümanlara kü l yazılmalıdır. l ld y Bunlar daha sonra işçinin eğitiminde kullanılır.
1/--pages