Kendinden emniyet nedir ve kendinden emniyetin öncülü nedir? Elektromekanik kategorisindeki özel ekipmanların güvenliği daha çok tasarım ve üretime mi yoksa bakım ve denetime mi odaklanır? Malzeme parametreleri üretim sırasında nasıl belirlenir?
tasarım aşaması? Bu makale bu soruları tartışmaktadır.
1. İçsel Güvenlik Nedir?
Doğal güvenlik kavramı ilk olarak Trevor Kletz 1976 yılında. Kazaların olasılığını ve şiddetini azaltmak için yalnızca kontrol, uyarı veya kilitleme sistemlerine güvenmek yerine riskleri kaynağından ortadan kaldırmayı ifade eder. Amaç, temelde daha güvenli bir sistem yaratarak riskleri çekirdekte ortadan kaldırmaktır.
Doğal güvenlik, ideal bir mutlak güvenlik durumunu temsil eder. Pratikte ulaşılması zor olsa da, riskleri en aza indirmek ve özel ekipmanı doğal olarak daha güvenli hale getirmek için teknik önlemler uygulanarak buna yaklaşılabilir.
2. Eğlence Araçlarında İçsel Güvenlik Nedir?
Eğlence araçlarının yaşam döngüsü boyunca - geliştirme, tasarım, yapım ve işletmeden modifikasyon ve bakıma kadar - minimizasyon, ikame, ılımlılık ve basitleştirme gibi stratejiler güvenlik risklerini etkili bir şekilde azaltabilir ve kontrol edebilir. Bu stratejiler, risk azaltma üzerindeki etkilerinin en yüksek olduğu erken tasarım ve geliştirme aşamalarında en etkilidir. Tasarım güvenilirliği doğal emniyetin temelidir ve tasarım aşamasında makul emniyet faktörlerinin dahil edilmesi ekipman emniyetini ve güvenilirliğini önemli ölçüde artırabilir.
Doğal emniyetin ön koşulu tasarım güvenilirliğidir.
3. Malzeme Temperleme Nedir?
Temperleme, performansı etkileyen çeşitli parametreleri düzenleyerek kaliteyi ayarlama sürecidir. Bu, tüm parametreleri iyileştirmek anlamına gelmez, daha ziyade dengeli bir ayar bulmak anlamına gelir. Temperleme, çelik malzemelerin genel mekanik özelliklerini iyileştirmek için kullanılan bir ısıl işlemdir. Çelik bileşenlerde optimum mukavemet ve tokluk dengesini sağlamayı amaçlayan su verme ve yüksek sıcaklıkta temperlemeden oluşur.
Temperlenmiş malzemeler dişliler, şaftlar ve bağlantı çubukları gibi karmaşık gerilimlere maruz kalan parçalarda yaygın olarak kullanılır.
4. 40Cr Çeliğin Temperlenmesinin Amacı
40Cr çeliği su verme ve ardından yüksek sıcaklıkta temperleme gerektirir. Temperleme sıcaklığı arttıkça mukavemet ve sertlik azalırken, darbe direnci ve tokluk artar. Eğlence araçlarındaki kritik şaftlar için 40Cr'nin gerilme mukavemeti 750 MPa olarak belirlenmiştir (mekanik tasarım kılavuzlarına ve üniversite ders kitaplarına göre).
5. Eğlence Araçlarında Yaygın Malzeme Parametreleri
Büyük eğlence araçlarının tasarımında, 40Cr'nin gerilme mukavemeti 750 MPa olarak belirlenmelidir. Daha yüksek değerler, örneğin 1200 MPa, mantıksızdır. Benzer şekilde, Q235'in çekme dayanımı 440 MPa değil 375 MPa olmalıdır. Malzeme mukavemet değerlerinin abartılması, malzeme ile tasarım arasında uyumsuzluklara yol açarak denetimlerden geçmek için hatalı malzeme sertifikalarının kullanılmasına neden olabilir.
Büyük eğlence araçlarındaki önemli şaftlar için, su verme ve yüksek sıcaklıkta temperlemeden sonra 750 MPa gerilme mukavemetine ve 241-286 HB sertliğe sahip 40Cr kullanılır. Çekme mukavemeti 980 MPa'yı aşarsa, şaft çok kırılgan hale gelir ve darbe direncini kaybeder, bu da bu tür kritik uygulamalar için zararlıdır.
6. Malzeme Parametrelerini Keyfi Olarak Artırmanın Dezavantajları
Tasarım sürecinde, Q235’in çekme mukavemetini 420 MPa'ya veya 40Cr'nin çekme mukavemetini 980 MPa'ya ayarlamak gibi malzeme parametrelerini keyfi olarak artırmak, gerçek güvenlik marjını karşılamayan şaftlara yol açabilir. Bu durum, ne kadar dikkatli bakım veya denetim yapılırsa yapılsın, şaftın darbe yükleri altında beklenen hizmet ömrüne ulaşmadan kırılmasıyla sonuçlanabilir.
Malzeme gerilme mukavemeti değerleri, mekanik tasarım kılavuzlarında bulunanlar gibi standartlar tarafından belirlenir. Aşırı yüksek değerlerin belirlenmesi, tüm tasarım sürecini olumsuz etkileyerek sonraki çalışmaları anlamsız hale getirir.
7. Sonuç
Makul olmayan gerilme mukavemeti değerlerinin kullanılması tip testlerinin, gözetim denetimlerinin, düzenli bakımın, kalite iyileştirmelerinin, acil durum müdahalelerinin ve eğlence araçlarına yönelik risk değerlendirmelerinin güvenilirliğini zayıflatır. Bakım ve denetimleriniz ne kadar özenli veya gelişmiş olursa olsun, uygun olmayan malzeme parametrelerinin benimsenmesi ekipmanın tasarım güvenilirliğini ve nihayetinde doğal güvenliğini tehlikeye atar.
Kaynak: https://mp.weixin.qq.com/s/MY5R2EAyP-4pRjT4Gxgg1A
Orijinal yazar: 九妹婆婆
