Bilyalı Vida-Mil Mekanizmalı Servo Motor Tahrikli Hafif Tonajlı Bir Pres Sisteminin Tasarımı ve Enerji Tüketiminin İncelenmesi

Elif Erzan Topçu; Batuhan Özçay; Mustafa Karataş

doi:10.5281/zenodo.13847582

Yazarlar

Elif Erzan Topçu Bursa Uludağ Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Bursa, Türkiye
Batuhan Özçay Hid-Tek Ltd. Şti. Ar-Ge Merkezi, 16110, Bursa, Türkiye
Mustafa Karataş Hid-Tek Ltd. Şti. Ar-Ge Merkezi, 16110, Bursa, Türkiye

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.13847582

Anahtar Kelimeler:

Bilyalı vida- mil eyleyici, servo motor, pres, enerji tüketimi, elektromekanik eyleyici

Özet

Presleme yöntemi ile şekillendirme işlemi endüstriyel alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Presleme işlemini yapan makinelerin ve tahrik sistemlerinin üretim adedi, tonajı, hızı gibi talepleri karşılayacak şekilde tasarlanması gerekmektedir. Tahrik sistemlerine göre presler hidrolik, pnömatik veya elektromekanik güç sistemlerine sahip olabilmektedirler. Günümüzde hafif tonajlı ve yüksek hızlı uygulamalarda elektromekanik sistemlerin kullanımı yaygınlaşmaktadır. Yapılan araştırmalarda bu tip sistemlerin boyutlandırılması ve seçimine dair arayüz programlarının daha çok yurtdışı menşeili olduğu görülmüştür. Bu kapsamda yerli bir uygulamanın geliştirilmesi gerekliliği de dikkate alınarak hem boyutlandırma hem de enerji tüketimi ile ilgili karşılaştırma yapabilecek bir arayüz tasarımı geliştirilmesi çalışmaları başlatılmıştır. Bu çalışmada 20 kN kapasiteli bilyalı vida-mil mekanizmalı, servo motor tahrikli bir pres sisteminin tasarımı ve işlem sırasındaki enerji tüketimi incelenmiştir. Çalışma kapsamında geliştirilen arayüz yardımıyla presleme işlemine dair çevrim süresi, çalışma koşulları, kinetik, kinematik değerlere ait talepler (strok, hız profili, kuvvet, çalışma yılı, bağlantı şekli vb.) kullanıcı tarafından girilmektedir. Kullanıcı tarafından girilen bu taleplere göre pres sisteminde kullanılması gereken bilyalı vida-mil mekanizmasının ve servo motorun boyutlandırılması yapılmakta, işlem sırasında tüketilen enerji miktarı, karbon salınımı hakkında da bilgi sağlanmaktadır. Çalışma kapsamında firmanın satışını yaptığı ürünlerden ürün kütüphanesi de oluşturulmuştur. Bu kütüphaneden kullanıcı taleplerini karşılayacak şekilde ürün seçimi ve karşılaştırması da otomatik olarak gerçekleştirilebilmektedir. Bu şekilde hangi ürünün uygun olduğu belirlenebilmektedir. Çalışmanın özellikle hafif tonajlı pres sistemleri konusunda çalışanlar için yapılacak yatırımların değerlendirilmesi açısından yol gösterici olacağı düşünülmektedir.

Referanslar

Bai, Y., Gao, F., Guo, W., (2009). The design of a PKM-type composite actuator for servo mechanical presses, International Conference on Reconfigurable Mechanisms and Robots, London, pages 243-250.

Erzan Topçu, E. & İnci, M. (2023). Dişli Kayış Tahrikli Elektromekanik ve Pnömatik Uzun Stroklu Eyleyicilerin Maliyet Analizi İncelemesi . Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi , 6 (1) , 161-180 . DOI: 10.47495/okufbed.1094876.

Gao, J., Li, Q., Lyv, Y., Xing, J., (2020). A Qunatitative Study on Energy Saving in Stamping Industry using Servo Drive of Electric Machine, 9 th International Power Electronics and Motion Control Conference, Nanjing, China, pages 79-84.

Özçay, B., Azar, S., & Topçu, E. E. (2023). An interface design for comparison of energy consumption of pneumatic and ball screw-driven linear actuators. The European Journal of Research and Development, 3(4), 298–313. https://doi.org/10.56038/ejrnd.v3i4.299

Putz, M., Blau, P., Kolesnikov, A., Richter, M., Pierer, A., (2016). Energy storage in drive systems of servo presses for reduction of peak power and energy recovery, 18 th European Conference on Power Electronics and Applications, Karlsruhe, Germany, pages 1-10.

Singh, R., Verma, H.K., (2018). Development of PLC-Based Controller for Pneumatic Pressing Machine in Engine-Bearing Manufacturing Plant, Procedia Computer Science, Volume 125, Pages 449-458.

Teke Budaklı, M., Yılmaz, C., Bağcı, F., (2023). The Design and Control of a New Lower Limb Rehabilitation Robot for Active and Active-assisted Exercises, Euroasia Journal of Mathematics, Engineering, Natural & Medical Sciences, Cilt 10, Sayı 31, sayfa 66-91.

Wang, Q., Wang, L., Yisheng, Z., Yao, L., Ke, Z., 2016. Mechanical Link Servo Press on Hot Stamping Production Line.

Yeung, W.K., Li, J.P., He, K., Luo, Y.X., Kong, C.T., Du, R., (2008). Control System Design for a New Servo Press, IFAC Proceedings, Volume 41, Issue 2, 5782-5787, 2018.

URL1:https://www.ogm.gov.tr/tr/bunlari-biliyor-muydunuz

URL2:https://yesilkampus.sdu.edu.tr/tr/hedeflerimiz/enerji-ve-iklim-degisikligi-13487s.html

URL3:https://www.epdk.gov.tr/Detay/Icerik/3-1327/elektrik-faturalarina-esas-tarife-tablolari

URL4:https://cevreselgostergeler.csb.gov.tr/sektorlere-gore-nihai-enerji-tuketimi-i-85804#:~:text=2021%20y%C4%B1l%C4%B1nda%20T%C3%BCrkiye'de%2C%20nihai,6%2C3%25'd%C3%BCr.