Gemi makinelerinin yataklanması ve titreşim etüdü

Değişen ve gelişen endüstriyel aşamalarla kullanılan birçok makine hem boyut hem de güç olarak büyümektedir. Gemi tasarımındaki son gelişmeler, daha büyük stroklu ve daha güçlü dizel motorların kullanıldığı, daha büyük boyutlarda, daha hafif, daha esnek gemilerin yapılmasına yol açmaktadır.Yapıyla beraber büyüyen statik ve dinamik kuvvetlerden kaynaklı gürültü ve titreşim gibi problemler ve bunların hava, akışkan ve yapı ile iletimi bu gelişmelerle büyüyen problemlerden bir kısmıdır. Yapı kaynaklı gürültü ve titreşimde ana makine ya da diğer makinelerden kaynaklı titreşim makine yatağına, yataktan ise tüm gemi yapısına iletilmektedir. Meydana gelen bu titreşimler yolcu konforu, mürettebat yaşamını ve hareketli aksamların çalışma performansını etkileyip makina ve cihazlarda bozulmalara neden olmakla birlikte yapısal elemanlarda da yorulma hasarına neden olup kontrol edilmesi gerekmektedir. Ancak gemi çalışmaya başladıktan sonra alınacak önlemlerin uygulanması hem daha zor hem de maliyeti yüksek olması sebebiyle gemi inşa esnasında teorik ve deneysel çalışmalar yapılmalıdır. Ana makine yatağı titreşimlerinin önüne geçilmesi için ilk olarak tasarım aşamasında henüz ayrıntılar geliştirilmeden önlem alınmalıdır.Yataklarda tekrar eden şekilde ortaya çıkan ve deneylerle sabit olan titreşim problemlerinin çözüm kaynağının erken safhadaki tasarım aşaması olduğu açık olup, sonradan yapılacak olan düzeltmelerin çok ağır maliyetler gerektirdiği bilinmektedir. Rezonansı önlemek ve ikaz kuvvetlerini azaltmak amacıyla detaylı hesaplamalar ve deneysel çalışmalar gerekmektedir. Bu sebeple gemi ana makinesi ve diğer makinelerin titreşim hesaplamaları çok önemlidir ve makine yatağı tasarımı yaparken yapıyı gereksiz yere ağırlaştırmadan titreşim genliklerini minimum seviyede tutmak amaçlanmalıdır. Gemi ana makine titreşim hesaplamaları yapılırken kullanılan bir teknik ise tüm sistemi çift kütle yay sistemi ile modellemektir. Bu tez çalışmasında dinamik analizler ve gemi makine yatağının duyarlılık analizleri sistemi iki serbestlik dereceli sönümlü zorlanmış titreşim denklemleri ile modelleyerek çözülmüştür. İlk aşamada sistem statik açıdan incelenmiş, dayanıklılık hesaplamaları yapılmıştır. Bulunan dinamik kuvvetler (yanma odasında piston kafası üzerine etkiyen maksimum gaz basıncı) ve dinamik yükler (motorun sabit ve hareketli parçaları, hareketli parça kütleleri, ataletleri, dönen ve doğrusal hareket eden kütlelerin oluşturduğu kuvvetler) hesaplanmıştır. Statik ve dinamik kuvvetlere karşı yatağın nasıl cevap verdiği göz önünde bulundurarak ön yatak tasarımı yapılmıştır. Yatak tasarımının doğru olması çok önemlidir çünkü doğru tasarım motorun baş-kıç vurma, öteleme ve maksimum yer değiştirmesini engelleyecektir. İkinci adımda ise, analitik model oluşturulmuştur. Ana makine ve yatağı; bir çift yay ve kütle sistemi ile modellenmiştir. Zeminin yay gibi davrandığı kabul edilmiştir. Motor test yatağının dinamik dayanım ve titreşim hesaplamalarında kullanılan datalar Deniz Kuvvetlerine ait gemilerdeki dizel motorlardan seçilmiştir. Bunun yanında, olası düşey yönde aşağı yukarı hareket, ağırlık merkezi etrafında dönerek baş – kıç vurma ve ileri geri doğrusal öteleme hareketleri incelenmiştir. Hesaplanan yer değiştirme ve dönmeler tablolarda verilmiş olup, ayrıca sonuçlar frekans – genlik grafiklerinde de gösterilmiştir. Sonuçların izin verilen sınırlar arasında olup olmadıkları kontrol edilmiştir. Son aşamada, sistemin matematik modelinin çözümüne geçilmiş, elde edilen sayısal sonuçlar değerlendirilmiş, tartışmalar ve yorumlar sonuç kısmında verilmiştir.