47
ÖNSÖZ Gemi inşaatı ve gemi makineleri mühendisliği öğrenimimiz boyunca ve bu mesleğe ilk adım için önemli çalışmalarınmızdan bir tanesi olan bu çalışmamız sırasında yardımlarını esirgemeyen, mühendislikte bilinmesi gereken bu konu hakkında bizlere çok şey kazandıran sayın hocamız Yrd.Doç.Dr. ATİLLA SALT’a ve Yrd.Doç.Dr. MUHARREM ERDEM BOĞOÇLU ya teşekkürlerimizi bildirir, en derin saygıyı sunarız. 1

gezer köprülü vinç hesabı

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: gezer köprülü vinç hesabı

ÖNSÖZ

Gemi inşaatı ve gemi makineleri mühendisliği öğrenimimiz

boyunca ve bu mesleğe ilk adım için önemli çalışmalarınmızdan bir

tanesi olan bu çalışmamız sırasında yardımlarını esirgemeyen,

mühendislikte bilinmesi gereken bu konu hakkında bizlere çok şey

kazandıran sayın hocamız Yrd.Doç.Dr. ATİLLA SALT’a ve

Yrd.Doç.Dr. MUHARREM ERDEM BOĞOÇLU ya

teşekkürlerimizi bildirir, en derin saygıyı sunarız.

1

Page 2: gezer köprülü vinç hesabı

İÇİNDEKİLER

Semboller

BÖLÜM 1 GİRİŞ

BÖLÜM 2 TANIMLAR

BÖLÜM 3 VİNÇLERİN SINIFLANDIRILMASI

3.1 Vinç Çeşitleri

3.1.1 Hareket Kabiliyetlerine Göre

3.1.2 Kaldırma Kabiliyetlerine Göre

3.1.3 Kumanda Sistemlerine Göre

BÖLÜM 4 GEZER KÖPRÜLÜ VİNÇLER

4.1 Gezer Köprülü Vinçlerin Teknik Yapısı

4.2 Köprülü Kren Kiriş Düzenleri

4.3 Gezer Köprülü Vinç Hesabında Sisteme Etkiyen Yükler

4.4 Köprülü Krenlerde Kullanılan Elemanlar

4.5 Gezer Köprülü Vinçlerin Statik Ve Mukavemet Hesapları İle İlgili Uygulama

BÖLÜM 5 GEZER KÖPRÜLÜ VİNÇLERİN TSE STANDARTLARI

BÖLÜM 6 SONUÇ

2

Page 3: gezer köprülü vinç hesabı

SEMBOLLER

L= Kiriş uzunluğu (m)

a= Kiriş genişliği (m)

Wy= Kaldırma kapasitesi (daN)

Q= Kiriş malzemesini sebep olduğu yayılı yük (daN)

Wh= Halat donanım kanca ağırlığı (daN)

Wa= Araba ağırlığı (daN)

P= Arabanın bir tekerine gelen yük (daN)

RA,HA= Ankastre mesnet tepkileri (daN)

RB= Kayıcı mesnet tepkisi (daN)

Q= Kesme kuvveti (daN)

M= Moment (daNm)

Memax= Maksimum eğilme momenti (daNm)

em= Emniyet gerilmesi (daN/cm2)

ak= Akma gerilmesi (daN/cm2)

Wmin= Kesit modülü (cm3)

Ix= Kesitin ‘x’ eksenine göre atalet momenti (cm4)

ymax= Kesitin tarafsız ekseninden en uzak noktaya olan uzaklığı (cm)

d= Dairenin çapı (cm)

b, h= Dikdörtgen kesitin boyutları (cm)

= Sehim (cm)

E= Elastiste modülü (daN/cm2)

1. GİRİŞ

3

Page 4: gezer köprülü vinç hesabı

Eskiden insanlar ağır yükleri kaldırıp taşıyabilmek için çeşitli araçlar kullanmışlardır.

Zira bu yükleri taşımak için kol kuvveti yeterli olmamaktaydı. Ağır endüstride her an bir

yerden başka bir yere büyük yükler taşımak zorunluluğu şimdi de mevcuttur. Dolaysıyla bu

işe uygun araçların, makine ve tesislerin kullanılması günümüzde de gereklidir.

Oysa günümüzde bu makine ve tesislerden beklenen amaç, sadece kol kuvvetinin

yetmeyeceği ağır yükleri kaldırmak, istenilen bir yere iletme değil; aynı zamanda çeşitli

dallardaki üretimin daha rasyonel bir hale getirilmesini de sağlamaktadır. Bir şantiyede veya

bir atölyede gerekli malzemelerin düzenli bir şekilde sağlanmasından olduğu gibi, büyük bir

ticari işletmenin büroları arasında yazışma ve belgelerin konveyör sistemleri ile dağıtımı bile

verim bakımından büyük kazanç sağlamaktadır. Bu bakımdan kaldırma ve taşıma (iletme)

makinelerinin rolü modern endüstride gitgide büyümekte ve önem kazanmaktadır.

Diğer taraftan, toplam maliyet masrafları da nispeten küçük olması taşıma işletmesinin

uygunluğuna bağlıdır. Malzemenin ham olarak çıkarılmasından tam işlenmiş hale gelerek

ilgililere teslimine kadar taşınması gerekmektedir. Bu yüzden transport masraflarının toplam

maliyete olan etkisi yadsınamaz. Bu etki ortalama olarak 25 mertebesindedir. Bazı hallerde

bu oran 80’e kadar ulaşmaktadır. 1 ton çelik üretmek için 60 ton hammadde gerektiğinden

bu üretimde transport işleminin maliyete etkisinin ne kadar önemli olduğu görülmektedir. İşte

bundan dolayı transport masraflarının indirilmesi suretiyle maliyetlerin düşürülmesine gayret

edilir. Bu amaçla transport işleminin makineleşmesi için yapılan yatırımlar uygun makine

veya tesisler seçildiği takdirde kendini ortalama 2 yılda amorti edebilmektedir.

2.TANIMLAR

4

Page 5: gezer köprülü vinç hesabı

Endüstriyel faaliyetlerin tümünde, keza günlük yaşantımızın bir bölümünde gerek insanların,

gerekse ham, yarı mamul ve mamul malların kaldırılması, bir yerden başka bir yere taşınması

ve depolanması her an önümüze çıkan önemli bir problem teşkil eder. Malların yer

değiştirmesi işletme içinde olabildiği gibi; işletmeler arası, hatta şehirler hatta ülkeler arasında

da olabilir. Bu nedenle kısaca transport işleri diye adlandırabileceğimiz bu faaliyetleri iki

gruba ayırabiliriz.

Uzak mesafe transport işleri (dış taşıma)

Yakın mesafe transport işleri (iç taşıma)

Uzak mesafe transport işleri ulaştırma araçları ile yapılır. Bunlar bilindiği gibi, karada

karayolu ve demiryolu taşıtları, denizde gemiler, uçak ve helikopter gibi araçlardır. Bu tür

araçlarla yapılan taşıma, konularımız dışında kalır. Yüklerin kaldırma ve taşıma araç veya

tesisleriyle yakın mesafelere taşınmasına yakın mesafe transport işleri denir ki esas konumuz

bunu teşkil eder. Bu ayırıma rağmen, ulaştırma araçlarının yüklenmesi ve boşaltılması

işlerinde transport makineleri önemli rol oynamış, bantlı konveyörler veya halatlı havi hatlarla

yükün kilometrelerce uzaklara taşınabilmesi dikkate alınırsa, yakın ve uzak mesafe

transportunun ne kadar iç içe olduğu ve birbirlerini tamamladıkları gerçeği ortaya çıkar.

İnşaat şantiyeleri, makine sanayi, depolar, limanlar tersaneler vb. yerlerde yapılan

endüstriyel taşımada yüklerin sadece kaldırılmadığı, yatay olarak da taşındığı görülmektedir.

Bu nedenle yakın mesafe transport işlerinde kullanılan araç ve tesislere ‘Kaldırma ve taşıma

makineleri’ veya ‘Transport makineleri’ demek doğru olur. Bu makinelerin incelenmesi ile

birlikte, yüklerin depolama tekniklerinin, tesislerin kullanım ve işletim sistemlerinin de bir

arada ele alınmasına ‘Transport tekniği’ denir.Kaldırma ve taşıma makinelerinin birbirinden

ayrılan en önemli özelliği ‘‘Kesikli çakışma’’ veya ‘Sürekli çalışma’’ durumlarıdır. Kesikli

çalışmada periyodik olarak yapılan hareketler söz konusudur. Makine yükü istenilen yere

götürmek için bir periyotta, ‘durma-hızlanma-düzgün hareket-yavaşlama’ evrelerini geçirir.

Yeniden bir taşıma için tekrar geri döner ve her yük iletiminde bu hareket tekrarlanır. Oysa

sürekli (kesintisiz) çalışan transport makinelerinde, çalışma ve yük iletimi hep aynı yönde

olmaktadır. Kesikli çalışan transport makinelerine ‘‘Kaldırma makineleri’’ ; sürekli çalışan

transport makinelerine ise ‘‘Taşıma makineleri’’ denir.

5

Page 6: gezer köprülü vinç hesabı

Kaldırma makinelerini meydana getiren tipler sınıflandırmada belirtilmiştir. Burada

adları geçen makinelerin, çoğu karışıklığa neden olduğu için, tanımları da ele alınmıştır.

Basit kaldırma makineleri: yükleri yalnız kaldıran ‘‘kriko, palanga ve vinç ’’ gibi

konstrüksiyonu basit kaldırma makinelerdir.

Palangalar: Yüksek bir yere asılarak yerden kumanda ile yükleri yukarıya doğru

kaldırırlar. Yani yüklerin hareketi düşey eksen boyunca gerçekleşmektedir.

Vinçler: Malzemeleri ya da yükleri kaldırma, yeni bir yöne dönerek veya hareket

ederek aktarma, yerlerini değiştirme, yükleme, boşaltma işlerinde kullanılan makinelere

‘Vinç’ veya ‘Kren (crena)’ denilmektedir.

Vinçler İngilizce ‘‘winch’’ sözcüğünün karşılığı olarak dilimize geçmiştir. Bu

kaldırma makineleri de, palangalarda olduğu gibi, yüklerin kaldırılmasında veya çekilmesinde

kullanılırlar. Yüklerin hareketi tek eksen boyunca olmaktadır. Palangalara göre kaldırma

kapasiteleri ve yükseklikleri daha fazladır.

Krenler : Bu tür kaldırma makineleri, yüklerin kaldırılmasında veya indirilmesinden

başka yatay hareketlerine de olanak sağlar. Yüklerin hareketi üç eksen doğrultusunca yani

uzaysal olarak sağlanabilmektedir. Bu nedenle bulundukları atölye, fabrika ambar tersane vb.

yerlerde çok fayda ve etkili olan kaldırma makineleridir.

Bu makineler genellikle ağır yüklerin kaldırılmasında ve zemine batmış makinelerin

kurtarılmasında kullanılırlar. Uzunlukları 10-40 m. kapasiteleri de 10-60 ton arasında değişir.

Pinyon dişli üzerinde 360 derece dönebilen tipleri olduğu gibi 180 derecelik dönüş yapan

çeşitleri daha çok kullanılır. Ön ve arkaya ilave edilen destek ayaklarıyla yükler kaldırılabilir.

6

Page 7: gezer köprülü vinç hesabı

3.VİNÇLERİN SINIFLANDIRILMASI

3.1 VİNÇ ÇEŞİTLERİ

3.1.1. Hareket Kabiliyetlerine Göre;

a. Sabit Vinç

b. Lastik Tekerlekli Vinç

c. Paletli Vinç

d. Ray Üzerinde Hareketli Vinç

1. Kule Vinç

2. Köprülü Vinç

3.1.2. Kaldırma Kabiliyetlerine Göre;

1.Hidrolik-Halatlı Vinçler

a.Teleskopik Vinçler

b.Kurtarıcılar

2. Halatlı Vinçler

a.Açık Kafesli Vinçler

b.Sabit Vinçler

c. Fabrika Tipi Vinçler

3.1.3. Kumanda Sistemlerine Göre

a. Mekanik Kumandalı Vinçler

b. Hidrolik Kumandalı Vinçler

c. Hava Kumandalı Vinçler

d. Elektrik Kumandalı Vinçler

7

Page 8: gezer köprülü vinç hesabı

3.1.1 HAREKET KABİLİYETLERİNE GÖRE;

3.1.1.1 SABİT VİNÇLER

Bu vinçler fabrika, liman, garaj, vs.. gibi sabit tesislerde kaldırma, taşıma ve depolama

işlerinde kullanılan makinelerdir. Sabit vinçlerde ulaşım bumu, yatayla 20 ile 75 derecelik

açı altında, düşey eksen etrafında her iki yöne 180o dönebilir. Sabit vinçlerin bum

uzunluğu 10-60 m. arasında, kaldırabileceği yük miktarı da 2-10 ton arasında değişir.

3.1.1.2 LASTİK TEKERLEKLİ VİNÇLER

Bu tip vinçler genellikle bir kamyon üzerine monte edildiklerinde, nakil kolaylığı

nedeniyle çeşitli işlerde kullanılma özelliğine sahiptir. Örneğin tersanelerde küçük teknelerin

havuzlanmasında kullanılır vs.

8

Page 9: gezer köprülü vinç hesabı

Avantajları;

1. Bir iş yerinden diğerine kolaylıkla ve kısa zamanda giderler.

2. Hareket sırasında özel römork ya da çekiciye ihtiyaç yoktur.

3. Çeşitli aparatlar kullanılarak diğer iş makinelerini çekebilirler.

4. Hareket halindeyken yürüdükleri yolları bozmazlar.

Dezavantajları;

1. Yumuşak arazilerde verimleri çok düşük olduğundan bu tür ortamlarda çalıştırılmazlar.

2. Çok ağır ve devamlı işlerde kullanılmazlar.

3. Kamyonun girebileceği işlerde çalışır, başka işlerde çalışamazlar.

4. Maliyetleri yüksektir.

9

Page 10: gezer köprülü vinç hesabı

3.1.1.3 PALETLİ VİNÇLER

Manevra ve yürüyüşleri vincin güç kaynağından hareket alan bir palet grubu

tarafından sağlanır.

Avantajları;

1. Yumuşak arazilerde lastik tekerlekli vinçlerden verimlidirler.

2. Çok ağır ve devamlı işlerde (taş ocaklarında, limanlarda ) devamlı çalışabilirler.

3. Çalışma dönüşleri 360o derecedir.

Dezavantajları;

1. Yer değiştirme hızları azdır.

2. Kısa mesafeler hariç, diğer çalışma yerlerine başka bir aracın üzerinde giderler.

3. Paletleri yolda giderken zemini bozar.

10

Page 11: gezer köprülü vinç hesabı

3.1.1.4 RAY ÜZERİNDE HAREKETLİ VİNÇLER

3.1.1.4.a Kule vinçler

Bu vinçlerin çalışma sahaları özellikle yüksekliği fazla olan yerlerdir. Kule vinçlerin

paletli ve lastik tekerlekli tipleri mevcuttur. Kule yükseklikleri 20-60 m. arasındadır. Bum

uzunlukları 6 m. ile 30 m. arasında olup, kaldırma kapasiteleri 0.3 ton ile 100 ton arasındadır.

Kule vinçlerin dengeli olarak çalışmasını sağlamak için rüzgar, ivme ve çalışma

yükseklikleri göz önünde tutularak, kule bumunun boyu tayin edilmelidir. Bum mümkün

olduğunca dik olarak çalıştırılmalıdır. Lastik tekerlekli kule vinçler, raylı vinçler gibi çeşitleri

vardır.

3.1.1.4.b. Köprülü Vinçler

Köprülü vinçler diğer adıyla gezer köprülü vinçler ayrıntılı olarak verilecektir.

11

Page 12: gezer köprülü vinç hesabı

3.1.2. KALDIRMA KABİLİYETLERİNE GÖRE;

3.1.2.2. HALATLI VİNÇLER

Baraj, geniş nehir yatakları, bataklık ve çok yumuşak arazilerde ve köprü inşaatlarında

kullanılan iş makineleridir. Kaldırma, taşıma, temizleme ve kurtarma işlemlerinde

kullanılırlar. Çalışmaları kafes kirişlerinden iki kule arasına gerilmiş halatlar üzerinde hareket

eden palangalarla sağlanır.

Halatlı vinçlerin kuleleri arasındaki açıklık, 50-70 m., taşıyacakları yük ise 0.3 ile 15

ton arasında değişir.

3.1.2.3. AÇIK KAFESLİ VİNÇLER

Kaldırma tamburları, tel halat için kancalı makara, bum askısı ve tel halatlardan

meydana gelir.

12

Page 13: gezer köprülü vinç hesabı

4. GEZER KÖPRÜLÜ VİNÇLER

Köprülü vinçlerin kullanılma yerleri genellikle açık fabrikalar, atölyeler, limanlar

tersaneler ve maden ocakları gibi çalışma alanlarıdır. Bu tip vinçlerin köprü altında çalışan

tipleri de vardır. Kaldırma kapasitesi 1 ton ile 80 ton arasında olup bum uzunlukları 20 m.

civarındadır.

4.1 GEZER KÖPRÜLÜ VİNÇLERİN TEKNİK YAPISI

Gezer köprülü vinçler teknik olarak 4 ana üniteden oluşur.

1) Gezer köprü ve makinesi: Çelik profilden imal edilen gezer köprünün uzunluğu (köprü

açıklığı) 40-50 m.ye kadar olabilir. Ray uzunlukları boyunca iki hızlı olarak (kurulu tesisin

boyu) hareket edebilir. Gezer köprü makinesi; çift devirli iki elektrik motoru, kavramalar,

dişli kutuları ve fren çözücülerinden oluşmaktadır. Köprü yürütme mekanizmasının

transmisyon milleri bağlantısında kullanılan kavrama türleri de sabit kavrama, kasnak

kavrama, dişli kavrama, yıldız kavrama, hidrolik kavrama, elektro magnet kavramalardan biri

olabilir.

2 ) Gezer araba ve makinesi : Çift köprü kirişi üzerinde hareket eden araba; kendi hareket

mekanizmaları ile vinç mekanizmalarını üzerinde taşır. Araba hareketlerini düzenleyen

makine çift devirli bir elektrik motoru, kavrama dişli kutusu ve fren çözücüden oluşmaktadır.

3) Kaldırma makinesi ve kaldırma elemanları: Araba üzerindeki kaldırma makinesi (vinç )

Tek tamburlu olabildiği gibi ana vinç ve yardımcı vinç için iki tamburlu da olabilir. Büyük

yükler için ana kaldırma tamburu, küçük yükler için yardımcı yük kaldırma tamburu

kullanılır. Kapasiteler vinç üzerindeki etiketlerde gösterilmiştir. Ana ve yardımcı kaldırma

makineleri; yük kaldırma motorları, kavramalar, dişli kutuları ve frenlerden oluşur. Frenler

genellikle balata kasnaklıdır. Tahrikleri elektromanyetik veya elektro hidrolik olabilir.

Kaldırma elemanları da tamburlar, halatlar, makaralar ve kancalardır. Hareket yollarında limit

şalterleri mevcuttur. Bu şalterler ana yük kaldırma ve yardımcı yük kaldırma yolunun

sınırlarını, köprü yürütme ve araba yürütme yollarının sınırlarını emniyetli mesafeler içinde

tahdit edilir.

Kontrol ünitesi ve kumandalar: Elektrik akımı güç devresi için 380V, kumanda devresi için

220 Volttur. Kumandalar, kumanda kabininden ve yerden yapılabilir. Yerden yapılan

13

Page 14: gezer köprülü vinç hesabı

kumandalar kablolu ve/veya kablosuz (radyo frekanslı) olabilir. Köprü, araba ve vinç

hareketleri levyeli veya butonlu kumandalar ile operatör tarafından bu işlevleri kademeli

olarak seçmek mümkündür.

4.2 KÖPRÜLÜ KREN KRİRİŞ DÜZENLERİ

Kren kiriş düzenleri, levhalı kiriş veya kafes yapı şeklinde olabilirler. Normal profilli

kirişler ve kolonlu kirişler levhalı kiriş düzenlerine örnek olarak sayılabilirler. Kafes yapıları

genellikle statik belirli olarak inşa edilirler ve düzlem kafes sistemleri olarak kabul edilirler.

Malzeme olarak St37, bazen de St52 kullanılır. Son zamanlarda ağırlıktan tasarruf amacı ile

hafif metal alaşımları da kullanılmaya başlanmıştır.

4.2.1 Kafes Sistemli Kirişler

Büyük açıklıklar için, levhalı kiriş yerine kafes sistemli kirişler kullanılır. Kafes

sistemli kirişler daha hafif olmalarına karşılık, daha pahalıdır ve bakımları da daha zahmetli

ve masraflıdır. Bu tür taşıyıcılarda paralel, trapez ve kemer kiriş tipleri göze çarpar.

14

Page 15: gezer köprülü vinç hesabı

Hesaplar sırasında gezer yükten dolayı meydana gelen maksimum çubuk kuvvetleri

tespit edilmelidir. Söz konusu çubuk kuvvetlerinin tespit edilmesi için, yükün çeşitli

konumları için kafes sisteminin Cremona planının hazırlanması tavsiye edilir. İkinci bir yol

olarak da çoğu kez uygulanan ‘tesir hatları’ metodunun uygulanması söz konusudur. Çekme

çubukları çekiciye göre, basınç çubukları da flambaja göre hesaplanır. Müsaade edilen sehim,

toplam boyun yaklaşık 1/1000’idir. Sehimin hesaplanması için arabanın orta konumu esas

alınır ve bu kabule göre yapılır.

4.2.2 Levhalı Kirişler

Köprü kirişlerin levhalı olması halinde, profil kirişler, eğik kirişler veya sandıklı

kirişler kullanılır. Sandıklı kirişlerin, bir kirişli veya iki kirişli çeşitleri mevcuttur. 40 m.ye

kadar olan açıklık ve 100 tona kadar olan yükler için kullanılan eğik arabalı, tek kirişli

sistemlerin iki kirişlilere göre çok daha hafif olmaları gibi önemli bir üstünlükleri olmasına

karşın çok nadir kullanılırlar. Kirişlerin kesiti, kesme kuvvetine ve bu kuvvetin etkisiyle

meydana gelebilecek burkulma olayına karşı konulması bakımından, kirişin gövde denilen

kısmı yeter ölçüde rijit yani katı olmalıdır. Benimsenen kalınlık değeri genellikle 6-10 mm

arasında değişir. 5 mm.lik kalınlık minimum bir ölçüdür. Ancak özellikle ağır yüklerin

etkisine maruz kalan köprülü krenlerde, kiriş veya levha kalınlığının 12-14 mm arası

seçilmesi uygun olur.

4.3 GEZER KÖPRÜLÜ VİNÇ HESABINDA SİSTEME ETKİYEN YÜKLER

Taşıyıcı sistemlerin hesaplanmasında, bir krenin işletmesi esnasında meydana gelen

zorlamaları göz önünde bulundurulmalıdır. Bu zorlamalar aşağıdaki belirtilen yüklerin

sonucunda ortaya çıkar.

a) Duruş halindeki krenin taşıyıcı sisteminin (en uygunsuz yükleme halindeki) esas yükler,

b) Düşey hareketten meydana gelen yükler,

c) Yatay hareketten meydana gelen yükler,

d) Hava şartlarından ‘iklim etkisi ile’ meydana gelen yükler.

15

Page 16: gezer köprülü vinç hesabı

4.3.a. Esas (ana) yükler: Bir krene etkiyen ana yükler taşıyıcı sistem elemanlarının kendi

‘zati ’ ağırlığından gelen yükler ve işletme yükü (hareketten doğan) yüklerdir. Sabit yükün

bir kısmı üniform yaylı yük olarak kabul edilirler, diğer kısmı münferit yük olarak tesir eder.

4.3.b. Düşey hareketlerden gelen yükler: Bu yükler işletme yükünün (kaldırılan yükün) az

veya çok sarsıntılı olmasından ve kaldırma hareketinin ivmeli bir hareketten oluşundan ortaya

çıkan ilave yüklerdir.

4.3.c Yatay hareketlerden gelen yükler: Hareket eden kısımların hareketinden veya

frenlemesinden meydana gelen ivmeli hareketlerin (atalet kuvvetlerinin), çeşitli taşıyıcı sistem

elemanları üzerine gelen ilave yan yüklerdir.

4.3.d Hava şartlarından meydana gelen yüklemeler: Hava şartlarından meydana gelen

yüklemeler, rüzgâr, kar, sıcaklık değişimleri nedeniyle meydana gelirler. Rüzgâr, rüzgârın

bütün yönlerden esmesi hallerinde dahi yatay olarak etki yaptığı kabul edilir. Rüzgarın etkisi

krenin yapı şekline bağlıdır. Sıcaklık değişimi ise yalnız özel hallerde dikkate alınır. Örneğin,

kiriş sistem elemanlarının serbest olarak uzamalarının mümkün olmadığı yerlerde dikkate

alınabilir. Bu gibi hallerde açık havada çalışacak tesislerde sıcaklık değişimlerinin sınırı (-20

ile 45oC) dir.

Bir köprülü vinç (kren) tarafından gerçekleşmesi gereken hareketler şunlardır.

1- Oz ekseni boyunca düşey hareket, yani kaldırma ve indirme hareketleri;

2- Oy ekseni boyunca yatay hareket, yani köprünün öteleme hareketi;

3-Ox ekseni boyunca yatay hareket, yani arabanın köprü üzerinde yaptığı öteleme hareketi.

Bu duruma göre, bir köprülü krende aşağıdaki mekanizmaların öngörülmesi gerekir:

1- Tamburlu bir kaldırma mekanizması;

2- Arabanın köprü üzerinde yürümesini sağlayan bir araba veya yürütme mekanizması;

3- Bir köprü öteleme veya yürütme mekanizması.

Köprülü krenin asıl karakteristikleri bunlardır. Ama, bunların yanı sıra aşağıdaki

özelliklerin de dikkate alınması gerekir.

16

Page 17: gezer köprülü vinç hesabı

1- Kaldırma hızı;

2- Köprü öteleme hızı;

3- Arabanın köprü üzerindeki öteleme hızı;

4- En yüksek konumda, kanca altında kalan serbest yükseklik, yani kaldırma yüksekliği;

5- Köprü kurs uzunluğu, yani gezinme mesafesi.

Bir köprülü krene ait hesapların yapılabilmesi için bütün bu karakteristiklerin bilinmesi

gerekir.

4.4 KÖPRÜLÜ KRENLERDE KULLANILAN ELEMANLAR

Krenlerin ve vinçlerin konstrüksiyonunda kullanılan standart kaldırma makineleri

elemanları mevcuttur. Bu elemanların seçimi ve dizaynı gerek DIN gerekse de TSgöre

yapılmaktadır. Krenlerde kullanılan belli başlı standart elemanlar aşağıda belirtilmiştir:

a) Tel halatlar

b) Yük tutma elemanları (kanca ve blokları, kelepçeler)

c) Makaralar ve makara donanımları (palangalar)

d) Tamburlar

e) Frenler

f) Tekerlek ve raylar

4.4.a Tel Halatlar

Çelik tel halatlar, krenlerde çekme ve kaldırma elemanı olarak geniş kullanım alanına

sahip halatlardır. Tel halatlar yüksek mukavemetli (genellikle 1600-1800 N/mm2) çelik

tellerinden imal edilir. Genellikle tel çapları 0.2 ila 2.4 mm dir. Tel halatı meydana getiren

teller, genellikle soğuk çekilerek veya haddelenerek elde edilir. Halatlar kordonların sarılış

yönlerine göre ve kordonları meydana getiren tellerin düzenlenmiş şekline göre sınıflandırılır.

Kordonları meydana getiren teller ile halatı oluşturan kordonların sarılış yönleri harflerle

17

Page 18: gezer köprülü vinç hesabı

temsil edilir. Kordonu meydana getiren teller sağa sarımlı ise ‘z’ sola sarımlı ise ‘s’ harfleri

ile gösterilir. Kordonların sarımı sağa doğru ise ‘Z’ sola doğru ise ‘S’ harfleri ile gösterilir.

4.4.b Yük Tutma Elemanları

Taşınacak veya kaldırılacak mal veya yükün cinsi, büyüklüğü ile diğer fiziksel ve

mekanik özellikler yük tutma elemanlarının tipini belirler. Parça veya dökme mal olarak çok

değişik mal tipine uygun yük tutma elemanları da çok çeşitlidir. Kullanılan yük tutma

elemanlarının bazı özellikleri şunlardır.

a) Yükler kısa zamanda kolaylıkla tutulabilmeli ve serbest bırakılabilmelidir.

b) Tutma işlemi mümkün olduğunca az personelle yapılabilmelidir.

c) Kopma ve yük kaymalarına karşı yükler emniyetli tutulmalıdır.

d) Yük tutma elemanları kolay kullanılabilir şekilde olmalıdır.

e) Yük tutma elemanları taşınan mala zarar vermemelidir.

f) Yük tutma elemanları, kaldırma makinelerinin taşıma kapasitesinden maksimum

faydalanmak için hafif yapıda yapılmalıdır.

Kaldırma makinalarında kullanılan yük tutma elemanları temelde sekiz sınıfta ele alınır.

a)Kanca ve kanca blokları

b)Hamut ve hamut blokları

c)Bağlama halatları ve zincirleri

d)Taşıma kovaları ve kepçeler

e)Travers,aks ve mengene

f)Kıskaçlar ve kavrayıcılar

g)Elektro-magnetler

h)Vakumlu taşıyıcılar

18

Page 19: gezer köprülü vinç hesabı

4.4.c.Makara ve makara donanımları

Makaraların halatlarla birlikte çeşitli şekillerde düzenlenerek yüklerin kaldırılmasında

kullanılmasına makara donanımları veya palangalar denir. Halat makaralarının verimleri,

tiplerine göre değişmektedir.

a) Sabit makara, mil ekseni yer değiştirmeyen makaralardır. Üzerinde halatın sevkine

kılavuzluk eden veya saptırma işini yapan makaralardır.

b) Hareketli makara, mil ekseni yer değiştirebilen makaralardır. Çalışırken makara hem

döner hem de doğrusal hareket eder.

c) Denk makarası, sabit makaralar grubundan olup, ikiz palangaların tertiplenmesinde

kullanılır. Yükün taşıyıcı halat kollarına eşit dağılmasını sağlayarak küçük halat

uzamalarını dengeler.

Palangalar kullanıldıkları yere göre basit ve ikiz palanga olmak üzere iki tiptedir.

Palangalar büyük çevrim oranları elde etmek üzere sabit ve hareketli makaraların belli bir

düzende birleştirilmesi ile elde edilen makara düzenleridir.

4.4.d. Halat tamburları

Halat tamburları yükün kaldırılması sırasında çekme halatının sarılmasına yarayan

kaldırma elemanıdır. İki yanında flanşlar bulunan silindirik halat tamburları yivsiz veya yivli

olarak yapılırlar. Tamburlar kır döküm, çelik döküm veya kaynaklı olarak çelik saçlardan

imal edilir.

Yivli tamburlarda vida şeklinde helis yivler bulunur. Yapısına göre tek yivli veya çift

yivli olarak yapılırlar. Çift yivli olan tamburlarda helis yönleri birbirine aksi olacak şekilde

tertiplenir. Tamburda bulunan bu yivler, halatın düzgün sarılmasını ve halatın korunmasını

sağlar. Halat tek sıra halinde sarılmaktadır. Basit palangalı sistemlerde tek yivli tamburlar

kullanılır ve yivler sağ veya sol yönlü olacak şeklide boydan boya işlenir. İkiz palangalı

sistemlerde çift yivli tamburlarla kullanılır ve tamburların yarısına kadar sağ ve diğer yarısına

kadar sol yiv açılmıştır. Döküm tamburları GG 18 malzemesinden imal edilir. Pahalı olması

ve döküm tekniğinden kaynaklanan zorluklar nedeniyle demir döküm tamburların cidar

kalınlıklarından daha küçük cidar kalınlıkları verilmediğinden çelik döküm yöntemi sık

kullanılmaz.

19

Page 20: gezer köprülü vinç hesabı

4.4.e. Frenler

Frenler hareketi durduran veya yavaşlatan mekanizmalardır. Kaldırma makinalarında ise

bir yükü durdurmak, sabit bir yükseklikte tutmak veya istenilen bir şekilde hareket ettirmek

için kullanılır. Çalışma şartlarına uygun olarak çok çeşitli fren tipleri geliştirilmiştir. Kullanım

amaçlarına göre kaldırma makinelerinde frenler üç gruba ayrılır:

1) Tutma frenleri: Yükün veya bir ağırlığın potansiyelini alarak, sabit bir yükseklikte

kalmasını sağlayan frenlerdir.

2) Yürütme frenleri: Yatay hareketi durduran frenlerdir. Kinetik enerjiyi alarak yatay

hareketi durdurur veya yavaşlatır.

3) İndirme frenleri: Yatay potansiyel enerjisini alarak iniş hızını ayarlayan frenlerdir.

Frenleme için gerekli kuvvet, kol kuvveti, ayak kuvveti, ağırlık-yay kuvveti olabilir.

Kuvvet çubuk mekanizmaları, halat veya hidrolik olarak iletilir. Fren açma işi ise, kol kuvveti,

yay kuvveti, manyetik veya elektromanyetik açıcılar gibi özel açma motorları kullanarak

yapılır. Pabuçlu frenler kaldırma makinalrında yaygın olarak kullanılan fren çeşididir. Fren

momenti fren pabucu veya pabuçların bastırılması sonucu elde edilir. Bu tip frenlerin soğuma

kabiliyeti diğerlerine nazaran daha iyidir. Tek pabuçlu ve çift pabuçlu olmak üzere iki tip

pabuçlu fren vardır.

4.4.f. Tekerlekler ve raylar

Raylar üzerinde hareket eden tekerlekler genellikle çelik döküm veya küresel dökümden

imal edilirler. Normal kren tekerleklerinin çok defa iki başından tek taraflı flanşları vardır.

Bazı krenlerde flanşsız tekerleklerde kullanılır. Tekerlekler silindirik ve konik yüzeyli olurlar.

Krenler, özellikle ray açıklığı (iki tekerlek arasındaki mesafe) büyük olması halinde çok defa

ray doğrultusuna göre çarpık yürürler. Bu nedenle normal kren tekerleklerinin iki bazen de tek

taraflı flanşlarıda vardır. Eğer krenin yürümesi başka yollarla emniyete alınmış ise, tekerlekler

flanşsızda yapılabilir. Tekerlekler, silindirik veya konik yüzeyli olabilir.

20

Page 21: gezer köprülü vinç hesabı

4.5. GEZER KÖPRÜLÜ VİNÇLERİN STATİK VE MUKAVEMET HESAPLARI İLE

İLGİLİ UYGULAMA

b P P

a

L

Verilenler:

L = 4b =8 m (kiriş uzunluğu)

a =1 m

Wy = 5000daN (kaldırma kapasitesi)

Q = 150 daN/m (kiriş malzemesinin sebep olduğu yayılı yük)

Wh =200 daN

Wa = 600 daN

P = (Wa+ Wy+ Wh)/4 (arabanın bir tekerine gelen yük)

Malzeme St 37

İstenenler:

1) Mesnet tepkileri hesabı

2) Çubuğun taşıdığı eksenel yüklerin ve çubuk kesitinin belirlenmesi

3) Kesme kuvveti diyagramının çizilmesi

4) Eğilme momenti diyagramının çizilmesi

5) Mukavemet momenti (atalet momenti) hesabı

6) Sehim hesabının yapılması

21

Page 22: gezer köprülü vinç hesabı

SORUNUN ÇÖZÜMÜ

P= (Wa+ Wy+ Wh)/4 = (5000+600+200)/4

P=1450 daN

1) Mesnet Tepkileri Hesabı

RA + RB = 2P +QL

RA + RB = 2*1450 + 8*150

RA + RB = 4100 daN

MA =0

1450*2 + 1200*4 + 1450*6 - RB*8 =0

RB =2050 daN

2) Çubuk Kuvvetlerinin Düğüm Noktaları Yöntemiyle Bulunması

P

F

S9

RA

MF =0

Ra* 4-(P+Q*4)*2- Ha *1=0

Fx = Ha = 4100 daN , Fy = 2050-2050= 0

Tanα = ½ α= 26,56o

Şekil simetrik olduğundan yarısının alınması yeterlidir.

A düğüm noktası

Ha S1 y =0 x

S2 Ra + s1 =0 Ha + s2 =0

S1= -2050 daN (basınç) s2 = -4100 daN (basınç)

B düğüm noktası

S4 y =0 x=0

22

B S4 D

S1 S7

Page 23: gezer köprülü vinç hesabı

S1 s3 s3*sin α + s1 =0 s4 + s3*cos α =0

S3= -4584.74 daN (basınç) s4 = -4100 daN (basınç)

C düğüm noktası

S3 S5 y =0 x=0

S3*sin α + S5 =0 -S2 + S3*cos α +S6=0

S2 S6 S5= -2050 daN (basınç) S6 = 8200 daN (çekme)

D düğüm noktası

2050 y =0 x=0

-S8*sin α -S5-2050 =0 S7 –S4 + S8*cos α =0

S4 S7 S8= -9170 daN (basınç) S7 = -4200 daN (basınç)

S5 S8

E düğüm noktası

S8 S9 y =0 x=0

-S8* cos α + S5 =0 S9 + S8*sin α +S6=0

S6 S6 = -8200 daN (basınç) S9 = - 4200 daN (basınç)

P P

2050

1750

300

23

Page 24: gezer köprülü vinç hesabı

0

-300

-1750

-2050

Q+ Qx- Ra = 0

Q Q= 2050 – 150*2

Ra Qx p

Q+ P+300 -Ra = 0

Q Q= -1450 – 300+2050

Ra 300

P

Q+ Qx+P+ -Ra = 0

Q Q= - 1450– 150*6 + 2050

Ra Qx

P P

Q+ P+ Qx+ P + - Ra = 0

Q Q= -1450 – 150*6 - 1450 + 2050

Q= -1750 daN

24

Page 25: gezer köprülü vinç hesabı

Ra 150*6

P P

Q+ P+ Qx+ P + - Ra = 0

Q Q= -1450 – 150*8 -1450 +2050

Q= -2050 daN

Ra 150*6

25

Page 26: gezer köprülü vinç hesabı

4)Eğilme momenti diyagramının çizilmesi

P P

Ra Rb

0

3500daNm

0

Me max=4100 daNm

M M + Qx*x/2- Ra*x = 0

M= Ra*x – Q*x2 / 2

M =2050*x – Q*x2/2

Ra Qx M=0 x=0; M=3500 daNm

P

M M + Qx*x/2 + P*(x-2) - Ra*x = 0

M= Ra*x – P*(x-2) - Q*x2 / 2

26

Page 27: gezer köprülü vinç hesabı

4)Eğilme momenti diyagramının çizilmesi

P P

Ra

Rb

0

3500daNm

0

Me max=4100 daNm

M M + Qx*x/2- Ra*x = 0

M= Ra*x – Q*x2 / 2

Ra Qx M=0 x=0; M=3500 daNm

P

M M + Qx*x/2 + P*(x-2) - Ra*x = 0

M= Ra*x – P*(x-2) - Q*x2 / 2

M =2050*4 - 150

Ra Qx M=4100 daNm

27

Page 28: gezer köprülü vinç hesabı

5)Mukavemet momenti (Atalet momrnti) hesabı

St 37 için ak = 2350 daN/cm

S = 2.5

em = ak/ s Wmin = Memax/em

em = 2350/2.5 Wmin=410000/940

em = 940 daN/cm2 Wmin =436.17

Wmin = Ix/ymax

Daire kesit için Dikdörtgen kesit için

Ix = π*d4/64 Ix = b*h3 / 12

ymax = d/2 ymax = h/2

Wmin = π*d3/32 Wmin = b*h2/6

436.17= π*d3/32 436.17=b*16/6

d=16.43 cm b=10.2 , h=16

Sehim hesabında istenilen max =800/1000=0,8 değeri bu değerler seçildiğinde,

aşıldığından başka değerler uygun görülmüştür.

Daire kesit için Dikdörtgen kesit için

dmin= 24 cm b=16 h=20

28

Page 29: gezer köprülü vinç hesabı

Seçilen bu değerler göre mukavemet momenti hesabı

Daire kesit için Dikdörtgen kesit için

Ix = π*d4/64 Ix = b*h3 / 12

Ix =16286 Ix =10666

ymax = d/2 ymax = h/2

ymax = 12 ymax=10

Wx = Wy = Ix / ymax = 1357 Wx = Ix / ymax=1066.6

6)Sehim hesabı

max = 800/1000= 0,8 cm

max = 1 + 2

1 (tekerlek yüklerinin kirişin ortasında olduğu sehim)

2 (yayılı yükün kirişin ortasında oluşturduğu sehim)

Kirişin ortasında oluşacak sehim max. olduğundan 1 = 1max

2 = 2max

dmin = 24

İki mesnetli kiriş-eşit şiddetli iki kuvvet

L

29

A

2a

a

Page 30: gezer köprülü vinç hesabı

Rb Ra

1 = P*a*(4*a2-3*12)/(24*E*I)

P=1450

a=200

Eçelik= 2,1*106 daN/cm2

I=3347,62 cm3

1 =0.275 cm

İki mesnetli kiriş-düzgün yayılı yük

L

Rb Ra

2 = 5*Q*14/(384*E*I)

Q=1.5 daN/cm

2 =0.44

1 + 2 =0.44 + 0.275= 0.715

1 + 2= 0.715 cm< 0.8 cm istenilen şartlar sağlayan uygun kiriş kesiti seçilmiştir.

30

Q

Page 31: gezer köprülü vinç hesabı

GEZER KÖPRÜLÜ VİNÇLERİN TSE STANDARTLARI

TSE standartları gezer köprülü vinçlerin hangi standartlara uygun olmak zorunda

olduğunu açıklamaktadır. Yukarıda da bu standartlara uygun bir gezer köprülü vincin şekli

verilmiştir. Ayrıca bu standartlarda vinçleri için belirli bir anma kapasitesi belirlenmiştir.

Anma Kapasitesi ve Sınırlayıcısı

Vinçler, devrilme tehlikesi varsa; mekanizmaların ve an yapının aşırı yüklemesine sebep

olacak, önceden tahmin edilemeyen yüklerle çalışma ihtimali varsa, anma kapasitesi

sınırlayıcısı ile techiz edilmelidir. Anma kapasitesi sınırlayıcısı, anma yükünün ne kaldırma

tertibatının yukarı doğru ortalama tasarım ivmesi a ile hızlanmasına müsaade etmelidir. Anma

yükü ile deney sırasında, sınırlayıcı, uygun değerlere ayarlanabilmeli ve durdurulabilmelidir.

Seri olarak imal edilen kaldırma vinçlerinin üzerinde çalıştığı köprülerin elastikli işin şartları

dikkate alan çalışma deneyleri sırasında, anma kapasitesi sınırlayıcısını ayarlamak uygun

olabilir. Ayrıca çalışma sırasında dinamik yükleri hissetmesini önlemek için, sınırlayıcıya bir

sistemin takılması gerekli olabilir.

Köprülü veya portal vincin belirli mesafelerdeki anma kapasiteleri ve yük konumları,

kaldırma mekanizmalarının anma yükünden daha düşük değerlere sınırlandığı özel

durumlarda, anma kapasitesi sınırlama cihazı, tasarım sınırlarının dışına çıkaran herhangi bir

hareketi durdurmalıdır.

Anma kapasitesi sınır ayarı QL aşağıdaki oranları sağlamalıdır.

Anma kapasitesi sınır ayarı QL aşağıdaki oranları sağlamalıdır.

31

Page 32: gezer köprülü vinç hesabı

1+ a/g < QL / Q GL < φ 2

Burada ;

a= kaldırma için ortalama tasarım ivmesi

g=yer çekimi ivmesi

QL = kaldırma araçları için anma kapasitesi sınır ayarı

QGL = kaldırma vasıtasını, sabit yük kaldırma tertibatını ve anma yükünü kapsayan brüt yük

(anma yükü = sabit olmayan yük tertibatı + faydalı yük)

φ 2 = ISO 8686 - 1; 1989 madde 6.1.2.2.1 ‘ e uygun olarak vincin yeterlilik

hesaplanmasında kullanılan çarpım faktörü

32

Page 33: gezer köprülü vinç hesabı

6. SONUÇ

Bu araştırma projesinin günümüzde şantiyelerden atölyelere tersanelerden fabrikalara

kadar bütün endüstri sanayisinde, yerini kolay kolay başka bir makineye bırakmayacak

derecede yerleşmiş olması, sanırım bu projenin de bizim açımızdan ne kadar faydalı olduğu

konusunu da dokunulmalıklar içine almıştır.

Bunun dışında bu araştırma projesi, bir araştırma projesinin ilk olarak tasarlanması

gerektiğini, daha sonra bulunabilinen bütün kaynakların ele alınıp incelenmesi, ve son olarak

da konuya iyice hakim olunduktan sonra hazırlanması gerektiğini, bize ilk araştırmasını yapan

kişiler olaraktan başarılı bir mühendisin yaratılmasında temel taşı oluşturan Araştırma öğesini

en iyi şekilde aşıladığını önemle vurgulamak isteriz.

Ayrıca bu konunun bizim kendi bölümümüz olan gemi inşaat sektöründe de geniş bir yer

tutuyor olması, yapmış olduğumuz projeye daha çok yoğunlaşmamızı ve bundan dolayı da

kazanılması gereken artının ileride en iyi şekilde kullanılması gerektiğini düşündüğümüzde

de, bize daha çok şevk verdiğini belirterek bu araştırma projesini ne kadar önemsediğimizi

tekrar belirtmek isteriz. İleride alacağımız projelerde ve iş hayatında bu projenin bize

kazandırdığı bilgilerle işimizin daha kolaylaşacağını ve daha başarılı olacağımızı ümit

ediyoruz.

33

Page 34: gezer köprülü vinç hesabı

REFERANSLAR:

1) DOÇ.DR.ASLAN REMZİ , KRENLERİN SINIFLANDIRILMASI

VE SEÇİMİ, 1982

2) TMMOB, İŞ MAKİNALARI EL KİTABI – 2 ÖZKAN

MATBAACILIK ,2003

3) TSE , TS ISO 7752 – 5 , 1997

4) TSE , TS ISO 4301-5 ,1997

5) TSE, TS ISO 10245 – 5 , 1998

34