500 bar çalışma basınçlı su jeti makinesi tasarımı ve imalatının iyileştirilmesi

Abstract

Su jeti teknolojisi, endüstride kesme, yüzey işleme, yüzey temizliği vb. işlemlerde kullanılmaktadır. Su jeti sisteminde oluşan değişken yüksek debi ve basınçtan dolayı, makine elemanlarının sıra dışı çalışma şartlarına maruz kaldığı ve kısa sürelerde hasara uğradığı endüstriden yapılan geribildirimlerden anlaşılmaktadır. Bu geribildirimler su jetinin gerilme ve ağırlık yönünden optimizasyona ihtiyacı olduğunu gösterir.Su jeti makinesi ağırlığının önemli kısmını resiprokan pompanın ağırlığı oluşturur . Resiprokan pompanın ağırlık optimizasyonu ise güç aksamı ve pompa muhafazası için ayrı ayrı uygulanır. Bu çalışmada krank-biyel mekanizmasının ağırlık optimizasyonu ve pompa muhafazasının malzeme optimizasyonu yapılmıştır. Tüm optimizasyonlar için Ansys programını kullanılmıştır.Çalışma öncelikle basıncın 500 Bar ve debinin 16 lt/dk olduğu çalışma şartlarında biyele uygun strok-piston çapı değerinin optimizasyonuyla başlamıştır. Bu optimizasyon biyeldeki ve kranktaki gerilmeler ile yorulma ömrü değerlerine göre yapılmıştır. Çalışmanın sonunda muhafaza döküm kalıbının mevcut olduğu ve dolayısıyla geometrisinin sabit tutulduğu durum için malzeme optimizasyonu yapılmıştır.

Waterjet technology is used in processes such as industrial cutting, surface processing, surface cleaning etc. It is understood with the feedbacks from industry back due to instable high flow rate end pressure, the part of the machine are exposed to unusual working conditions and they are damaged in in short durations. These feedbacks indicate that the water jet needs optimization in stress and weight.The essential part of the waterjet machine's weight consists of the weight of the reciprocating pump. The optimization of reciprocating pump weight is processed separately for the crank-slider mechanism and pump housing. In this study the weight optimization of connecting rod and material of pump housing were done. Ansys programme was used for all optimizationsFirstly the study started with the optimization of stroke- diameter of piston which is suitable for the connecting rod in working conditions in which the pressure is 500 Pa and the flow rate is 16 lt/dk. This optimization was made according to fatigue life values with the stresses in crank and connecting rods. At the end of the study material optimization was made for the condition in which the housing mould is available therefore its geometry is kept stable