Torsiyonel rijit fan kaplinlerinin tasarlanması ve optimizasyonu

Kapasite bakımından yüksek debi ihtiyacı gerektiren fanlarda yüksek motor gücünü fan mekanizmasına iletmek için emniyetli aktarma organları gerekmektedir. Torsiyonel Rijit Fan Kaplinler çevre koşulları, sınır şartları ve servis ihtiyaçları açısından gerekli özellikleri sağlayan aktarma organlarıdır. Bu fanların bakım çalışmaları sırasında montaj ve demontaj prosedürü servis şartları açısından önem arz etmektedir. Sistemdeki motor mili ve kaplin bağlantısı arasında kamalı birleşim olmaksızın konik çektirme ve alıştırmalar bulunmaktadır. Kamalı sistemler uygulamak için gerekli pres gücü veya ısıtma operasyonları çevre şartları açısından uygun değildir. Montaj ve Demontaj için cıvatalar ile konik düzemde çektirme işlemi yapılarak hassas toleranslı sıkı alıştırma işlemi uygulanmaktadır. Torsiyonel Rijit Fan Kaplin elemanları montaj ve demontaj sırasında kritik gerilmelere maruz kalmaktadır. Sıkma somunu ve flans olmak üzere iki elemandan oluşmaktadır. Sıkma somunu AISI 4140 kalite ve Flanş S355 kalite çelik hammaddeden imal edilmektedir. Kalite seçimi, sıkan somun malzemesinin sert, sıkılan flanş malzemesinin daha az sertlikte olmasıdır. Konik düzlemde hassas alıştırma sonucu oluşan gerilmeler, S355 kalite flanş açısından akma dayanımına göre uygun emniyet katsayısında olmalıdır. Bu tez çalışmasında, tersine mühendislik yaklaşımı ile üretilen ve hizmet vermekte olan bir kaplin üzerinde analiz ve optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Taguchi parametre tasarım yöntemine göre; İki farklı konik ölçüsü, hammadde kalitesi, keskin köşe radyüsü ve iç çap ölçüleri parametre olarak belirlenmiştir. Montaj sırasında yağlama işlemi iyi ve kötü duruma etki eden sürtünme katsayısını etkilemektedir. Sekiz farklı geçme toleransında flans elemanı için sonlu elemanlar analizi yapılarak en büyük, en iyi yaklaşımına göre optimum emniyet katsayısı belirlenmiştir. Aktarma organının nominal tork değerini iletmesi için mekanik hesaplanan hassas alıştırma ölçüleri ile optimum daralma sonucu doğrulanmıştır. Optimize edilen flanş tasarımı, maksimum motor torkunda sonlu elemanlar analizi ile uygun emniyet katsayısında olduğu hesaplanmıştır.