Takım Tezgâhlarında Titreşim Sönümleyici Kullanılarak Zemine İletilen Kuvvetin Azaltılması

Öz

Takım tezgâhları çalışırken titreşim oluşturur ve tezgâh zeminine iletilen titreşimi azaltmak için yalıtım yapılır. Bu çalışmada, takım tezgâhlarından freze tezgâhının titreşim problemini azaltmak için elostomer titreşim takozlarının uygulanabilirliği araştırılmıştır. Titreşim azaltımları için gerekli rijitlik ve sönüm oranına sahip titreşim takozları belirlendi. Tezgâhın önce yalıtımsız daha sonra da yalıtımlı titreşim büyüklükleri titreşim ölçüm ve kayıt cihazıyla belirlenmiştir. Makine tabanı ile zemin arasına yerleştirilen titreşim takozunun zemine geçen titreşime etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Sonuç olarak, yalıtım uygulamaları sonrası zeminde yaklaşık 1.14 m/s2 titreşim azaltımı sağlanmıştır. Aynı koşullarda tekrarlanan titreşim ölçüm ve analizleri sonrasında, tezgâh zemin titreşimi yaklaşık % 87 oranında azaltılabileceği görülmüştür. Sonuçlar, önerilen titreşim yalıtım sisteminin istenmeyen titreşimin etkisini azaltmak için uygulanabilirliğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler

• Titreşim azaltımı
• sönümleme
• titreşim takozu
• freze tezgâhı zemin yalıtımı

Destekleyen Kurum

Afyon Kocatepe Üniversitesi

Proje Numarası

18.KARİYER.53

Teşekkür

Afyon Kocatepe Üniversitesi BAP birimine ve ESERSAN firmasına katkılarından dolayı teşekkürlerimizi sunarız.

Reducing the Force Transmitted to the Ground by Using Vibration Damper in Machine Tools

Öz

Machine tools create vibrations while they are work and are insulated to reduce vibration transmitted to the machine floor. In this study, the applicability of elastomeric vibration insulators was investigated in order to reduce the vibration problem of the milling machine from the machine tools. Vibration insulators with the required stiffness and damping ratio were determined for vibration reductions. The uninsulated and then the insulated vibration magnitudes of the machine were determined with a vibration measurement and recording device. The effect of the vibration isolator placed between the machine base and the ground on the vibration transmitted to the ground has been experimentally investigated. As a result, approximately 1.14 m/s2 vibration reduction was achieved on the floor after the insulation applications. After repeated vibration measurements and analyzes under the same conditions, it has been observed that the workbench floor vibration can be reduced by approximately 87%. The results showed the feasibility of the proposed vibration isolation system to reduce the effect of unwanted vibration.

Anahtar Kelimeler

• Vibration reduction
• damping
• vibration isolator
• milling machine floor insulation

Proje Numarası

18.KARİYER.53

Kaynakça

1. [1] Alçelik N. ve Kam M., “Dönen makinelerde eksenel kaçıklık ve dengesizliğin titreşim analizi”, BŞEÜ Fen Bilimleri Dergisi, 7: 256 – 269, (2020).
2. [2] Rao SS., “Mechanical Vibration”, 4nd ed. Pearson Edu. USA, New Jersey, 2004.
3. [3] Taşkın Y., “Taşıt titreşimlerinin analizi ve konrolü”, Doktora Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (2008).
4. [4] Sun L., “Experimental investigation of vibration damper composed of acoustic metamaterials”, Applied Acoustics, 119: 101 – 107, (2017).
5. [5] Yazıcı H., “Çok serbestlik dereceli bir yapının titreşimlerinin bulanık mantıkla kontrolü”, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, (2006).
6. [6] Kahya V. and Araz O., “A simple design method for multiple tuned mass dampers in reduction of excessive vibrations of high-speed railway bridges”, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35: 607-618, (2020).
7. [7] Çakır A., “Mekanik titreşimler ve titreşim yalıtımı”, 11. Ulusal tesisat mühendisliği kongresi, İzmir, 1827-1834, (2013).
8. [8] Küçükrendeci İ., “Endüstriyel uygulamalar için alternatif mekanik titreşim yalıtım elemanı tasarımı”, ÖHÜ Müh. Bilim. Derg., 7: 929-936, (2018).

9. [9] El-Kasaby E.A., Khedr M.D., Mansour M.H. and Badawi M.I., “Response of the raft foundations under dynamic loads” Engineering Research Journal, 39: 231-241, (2016).
10. [10] Erbaş M. ve Güllü A., “34CrNiMo6 çeliğinin frezelenmesinde kesme parametrelerinin titreşim ve yüzey pürüzlülüğüne etkilerinin incelenmesi”, Politeknik Dergisi, 22: 633-639, (2019).
11. [11] Salımıasl A. ve Rafıghı M., “Titreşim ve kesme kuvveti esaslı takım aşınmasının bulanık mantıkla izlenmesi ve tahmini”, Politeknik Dergisi, 20: 111-120, (2017).
12. [12] Yardımeden A. ve Turan A., “Farklı kesme parametreleriyle AISI 1040 çeliğin tornalanmasında oluşan titreşimlerin ve yüzey pürüzlülüğün incelenmesi”, DÜMF Mühendislik Degisi, 9: 269-278, (2018).
13. [13] Şahinoğlu A. ve Güllü A., “CuZn39Pb3 malzemenin torna tezgâhında işlenmesinde oluşan akım, ses şiddeti, titreşim ve yüzey pürüzlülük değeri arasındaki ilişkinin incelenmesi”, Politeknik Dergisi, 23: 615-624, (2020).
14. [14] Ulas H.B., Ozkan M.T. and Malkoc Y., “Vibration prediction in drilling processes with HSS and carbide drill bit by means of artificial neural networks”, Neural Computing and Applications, 31: 5547–5562, (2019).
15. [15] Dal H. and Baklacı M., “Noise and Vibration Abatement Study on a Fabric Polishing Machine”, Journal of Engineering Sciences of Gazi University, 7: 121 – 133, (2021).
16. [16] Krishnamoorthy A. and Jayavel M., “Design and analysis of vibration isolation pad of a heavy load machine and to perform the progressive rate frequency analysis”, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 12: 4709- 4716, (2017).
17. [17] Karabulut A. and Köken A., “Investigation of the effect of the vibration wedge on the vibration isolation of the guillotine shears machine” Journal of Engineering Sciences of Gazi University, 6: 210 – 216, (2020).
18. [18] Łatas W., “Optimal positions of translational vibration absorbers in vibroisolation of mechanical pres”, MATEC Web of Conferences 285, 00008, (2019).
19. [19] Okwudire C.E. and Lee J., “Minimization of the residual vibrations of ultra-precision manufacturing machines via optimal placement of vibration isolators”, Precision Engineering, 37: 425–432, (2013).
20. [20] Kam M. ve Saruhan H.,“Kriyojenik işlem uygulanmış millerin yuvarlanmalı ve kaymalı yataklarda deneysel titreşim analizi”, Politeknik Dergisi, 22: 129-134, (2019).
21. [21] Avcar M., “Pasternak zemine oturan eksenel yüke maruz homojen olmayan kirişin serbest titreşimi”, Politeknik Dergisi, 19: 507-512, (2016).
22. [22] Ünver İ. ve Bozkurt Y., “Sıcak dövme sanayisinde çalışanların titreşimle ilgili risklerden korunma çalışmaları”, El-Cezeri Fen ve Mühendislik Dergisi, 5: 278-286, (2018).
23. [23] Kawamura S., Ito S., Yoshida T. and Minamoto H., “Isolation effect of a dynamic damper and a trench on ground vibration caused by a construction machine”, Applied Acoustics, 72: 151–156, (2011).
24. [24] Zheng E., Jia F., Zhang Z. and Shi J., “Modeling and simulation of nonlinear combination disc-spring vibration for high-speed pres”, Advanced Materials Research, 211- 212: 40-47, (2011).
25. [25] Chehab A.G. and Naggar M.H., “Design of efficient base isolation for hammers and presses”, Soil Dynamics & Earthquake Engineering, 23: 127–141, (2003).
26. [26] Chehab A.G. and Naggar M.H., “Response of block foundations to impact loads”, Journal of Sound and Vibration, 276: 293–310, (2004).
27. [27] Jia F. and Xu F.Y., “Combined vibration isolator of disc springs for closed high-speed precision press: design and experiments”, Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering, 38: 465-485, (2014).
28. [28] Jia F. and Xu F.Y., “Dynamic analysis of closed highspeed precision press : modeling, simulation and exprements”, Jornal of Mechanical Engineering Science, 228: 2383-2401, (2014).