CONCEPTUAL DESIGN OF A TRANSPORT MACHINE FOR CONVEYING BALL-LIKE MATERIAL

Abstract

Conveying of granular material in the manufacturing process is quite common. The transport system design directly affected by the properties of the material and the transport conditions. Grainy materials can be transported not only by mechanical methods such as belt, screw, bucket and so on but also by pneumatic and hydraulic systems. It is a general requirement for the conveying equipment to allow both horizontal and vertical conveying to be able to transport the material with minimum energy cost. The main goal of this work is to design a special machine which transports ball-like materials from one source to another. The well-known systematic design approach is used to reach the optimum design satisfying design constraints. This design process includes clarify the task (problem definition), conceptual design (establish solution principles), embodiment design (achieve concept variants and selection) and detail design of selected variant. In present study, by following systematic design approach, a transport machine with a rotary plate was designed.

Keywords

• Systematic Design
• Continuous Transport
• Ball-Like Material
• Requirements List

KÜRESEL FORMDA MALZEME TAŞIYAN BİR TRANSPORT MAKİNASININ KAVRAMSAL TASARIMI

Abstract

İmalat sürecinde granül malzemenin taşınması oldukça yaygındır. Taşıma sistemi tasarımı, malzemenin özelliklerinden ve malzemenin taşıma koşullarından doğrudan etkilenir. Granül haldeki malzemeler sadece kayış, vida, kova vb. mekanik yöntemlerle değil, pnömatik ve hidrolik sistemlerle de taşınabilmektedir. Malzemenin minimum enerji maliyeti ile taşınabilmesi için taşıma sisteminin hem yatay hem de dikey taşımaya izin vermesi genel bir gerekliliktir. Bu çalışmanın temel amacı, bilye benzeri küresel formdaki malzemeleri bir hazneden alarak belirli uzaklıktaki diğer bir hazneye taşıyan özel bir makine tasarlamaktır. Bu amaçla sistematik konstrüksiyon yaklaşımı kullanılarak farklı konsept çözümler araştırılmıştır. Sistematik konstrüskiyon yaklaşımı, tasarım kısıtlamalarını karşılayarak en uygun tasarıma ulaşmakta kullanılan en iyi yöntemdir. Bu tasarım süreci, ödevin açıklık kazanması (problem tanımı), kavramsal tasarımı (çözüm ilkelerini oluşturma), çözüm önerilerinin oluşturulması (alternatif tasarımlar ve seçimi) ve seçilen alternatifin detaylı tasarımını içerir. Sunulan çalışmada, sistematik konstrüksiyon süreci izlenerek dokuz faklı çözüm oluşturulmuş, fayda değer analizi sonucunda ödevi en iyi şekilde yerine getiren döner plakalı özel bir taşıma makinesi tasarlanmıştır.

Keywords

• Sistematik Konstrüksiyon
• Sürekli Transport
• Küresel Malzemeler
• İstekler Listesi

References

1. Anonymous, 1987. (VDI 87) N.N. Systematic Approach to the Design of Technical Systems andProducts, VDI Guidelines, Beuth Verlag, Berlin.
2. Altman, J.E., Altman E., 1978. Fruit feeder. US Patent 4069909 A.
3. Bozdemir, M., Toktaş, İ., 2001. Mekanik Sistemlerin Kavramsal Tasarımına Sistematik Bir Yaklaşım. Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7 (2), 165-171.
4. Börklü, H.R., Helvacılar, E., Özdemir, V., 2017. Conceptual Design of a New Buoy. Gazi University Journal of Science Part A: Engineering and Innovation, 4(4), 125-143.
5. Börklü, H., Top, N., 2018. Sistematik Tasarım Yaklaşımı İle Yeni Bir Zeytin Hasat Makinesi Tasarımı. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 6 (4) , 659-664. DOI: 10.21923/jesd.423380
6. Carroll, W.L., 1984. Juicer for separating pulp and juice from fruit. US Patent 4470424 A.
7. Chang, K.J., 2006. Ball bearing actuation mechanism. US Patent 7025258 B.
8. Erkens, A., 1928. Beiträgezur Konstruktionserziehung. VDI-Z. 72, (pp.17-21).

9. Gavin, T., Ray, S., 2013. Specification and Design of Solids-Handling Equipment. Chemical Engineering Design, Chapter 18, Elsevier Ltd. Second Edition, DOI: 10.1016/B978-0-08-096659-5.00018-3
10. Haik,Y., Shahin, T., 2011. Engineering Design Process. Cengage Learning, USA.
11. Kesselring, F., 1942. Diestarke Konstruktion. VDI-Z. 86, (pp.321–330, 749–752).
12. Koller, R. 1979. Konstruktionslehre für den Maschinen Gerate und A pparatebau, Springer Verlag, Berlin
13. Kroes, P., 2002. Design methodology and the nature of technical artefacts. Design Studies, 23, 287–302 PII: S0142-694X(01)00039-4 287
14. Langer, D.S., Stump, J., 2007. Table Tennis Ball Delivery Device. US Patent 7213724.
15. Leyer, A., 1963-1971. Maschinenkonstruktionslehre. Hefte 1–6 technica-Reihe. Birkhäuser, Basel.
16. Matousek, R., 1957. Konstruktionslehredesallgemeinen Maschinenbaus. Springer, Berlin.
17. Niemann, G., 1975. Maschinenelemente, Bd. 1. Springer, Berlin.
18. Pahl, G.,Beitz, W., 2007. Konstruktionslehre: Grundlagen Erfolgreicher Produktentwicklung. Methodenund Anwendung. , Springer Verlag, Berlin.
19. Parlar, Z., Soybora, E.K., Burhan, M.S., Davaslıgil, S., 2017. Sistematik Konstrüksiyon ve Tasarım Odaklı Düşünme Yaklaşımı ile Yaratıcı Kavramsal Tasarım Süreci: Küçük Ev Aleti Tasarımı. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21 (5),1100-1109, DOI: 10.16984/saufenbilder.307260
20. Redtenbacher F., 1859. Prinzipien der mechanik und des maschinenbaus. Bremen University Press, Germany
21. Roth, K. 1982. Konstruieren mit Konstruktionskatalogen, Systematisierung und Zweckmassige Aufbereitung Technischen Sachverhalte fer das Methodische Konstruieren, Springer Verlag, Berlin.
22. Sawallisch, O.A., 1998. Golf ball elevator. US Patent 5758992.
23. Şekercioğlu, T., 2019. Kavramsal Tasarım Aşamalarında Bakımın Yeri veÖnemi. Mühendis ve Makina, 60(694), 67-76.
24. Tschochner, H., 1954. Konstruierenund Gestalten. Essen, Girardet.
25. Tsuchimochi, K., Goto, K., Shirakawa, J., 2015. Part feeder and part supply method. US Patent 20140294518 A.
26. Wijngaarden, E., 2004. Apparatus for delivering substantially spherical products into a substantially container. US Patent 6726002 B2.