İŞ makİnalari sempozyumu ve sergİsİ-2003 mukavemet analizi, iş makinalarının çelik...

57
tmmob makina mühendisleri odası İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 BİLDİRİLER KİTABI 6-7 EYLÜL 2003 İSTANBUL Yayın No: E/2003/329

Upload: trannga

Post on 24-May-2018

233 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

tmmobmakina mühendisleri odası

İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMUve SERGİSİ-2003

BİLDİRİLER KİTABI

6-7 EYLÜL 2003İSTANBUL

Yayın No: E/2003/329

Page 2: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

tmmobmakina mühendisleri odası

Sümer Sok. No: 36/1 -A Kızılay / ANKARATel: (0312) 231 31 59-231 31 64Fax: (0312) 231 31 65

ISBN : 975-395-626-6

Bu kitabın yayın hakkı MMO'ya aittir.Kitabın hiçbir bölümü değiştirilemez, MMO'nun izni olmadan kitabın hiçbir bölümü elektronik,mekanik fotokopi vs. yollarla kopya edilip kullanılamaz. Kaynak göstermek şartıyla kitaptan alıntıyapılabilir.

Baskı: Yapım Tanıtım Yayıncılık Ltd. Şti.Tel. : (0212)216 51 49

Page 3: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

TMMOB Makina Mühendisleri Odası

İş Makinaları Sempozyumu ve Sergisi - 2003

6 - 7 Eylül 2003

İŞ MAKİNALARI KONSTRÜKSİYONLARINDA SONLU ELEMAN

ANALİZİ SONUÇLARI DOĞRULTUSUNDA DENEYSEL MUKAVEMET

ANALİZLERİNİN GERÇEKLEŞTİRİLMESİ

Ferhan FIÇICI1, Mehmet YENER2, Timur ARIKOĞLU1, Eres SÖYLEMEZ4

'Hidromek LTD.ŞTİ. Sincan Organize Sanayi Bölgesi, Osmanlı Cad. No: 1 Ankara / TÜRKİYE

Tel: 312 267 12 60 E-Posta: [email protected] LTD.ŞTİ. Sincan Organize Sanayi Bölgesi, Osmanlı Cad. No: 1 Ankara / TÜRKİYE

Tel: 312 267 12 60 E-Posta: [email protected]'Hidromek LTD.ŞTİ. Sincan Organize Sanayi Bölgesi, Osmanlı Cad. No: 1 Ankara / TÜRKİYE

Tel: 312 267 12 60 E-Posta: [email protected].Ü. Makine Mühendisliği Bölümü O.D.T.Ü. , ANKARA/TÜRKİYE

Tel: 312 210 25 62 E-Posta: [email protected]

Page 4: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

1. ÖZET

Bu çalışmada, iş makinaları konstrüksiyonlarında sonlu elemanlar metodu kullanılarak yapılan mukave-met hesaplarının doğrulanması amacı ile gerçekleştirilen deneysel mukavemet analizlerinin içeriği veönemi üzerinde durulmuştur. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, gelişmeye müsait olan iş makinalarısektörü için deneysel mukavemet analizinin, sonlu elemanlar analizi sonuçları doğrultusunda gerçekleşti-rilmesinin uygun olduğu, çelik yapıların mukavemeti konusuna ışık tuttuğu ve de daha sonraki aşamaolan yorulma analizinin(ömür tayin etme) yapılmasına temel oluşturduğu gösterilmiştir.

Anahtar Sözcükler: Strain gauge, Kazıcı - yükleyici, Ekskavatör, Sonlu eleman analizi, Deneysel muka-vemet analizi, Gerilme, Yorulma, Ömür tayini

2. GİRİŞ

İş makinaları sektörü, günümüzde inşaat işleri, taş ve mermer ocakları, yol çalışmaları, ormancılık faali-yetleri ve her türlü ağır iş alanında faaliyet göstermektedir. Bu nedenledir ki çok geniş bir kullanım alanı-na sahiptir. Genel özellik olarak kontrol ve çelik konstrüksiyon konuları iş makinalarını tanımlayıcı nite-liktedir. Son yıllarda, teknolojik gelişimlerin hızlanması ile birlikte — bilgisayarın gelişimi — yapısının ne-redeyse tamamı çelik malzemeden oluşan iş makinalarının, mukavemet ölçümlerinin yapılması ve çıkansonuçlara göre yapı değişikliğine gidilmesi, diğer makine alanlarında da olduğu gibi bilgisayar ortamındayapılmaya başlanmıştır. Ancak, bilgisayar ortamında yapılan analizlerin %100 oranında güvenilirliği, mo-delleme ve sonlu elemanlar ağı oluşturulması sırasında ortaya çıkan hatalardan dolayı mümkün değildir.Elde edilen sonuçlar girilen bilgilerin kalitesi ile orantılıdır. Bu nedenle, gerçekleştirilen bu analizlerin,basit mukavemet hesaplarıyla ve deneysel mukavemet analizleriyle doğrulanması ve kontrolü ihtiyacıdoğmuştur. Bu iki metodun en çok bilineni, mekanik bilim dalının temellerini oluşturan mukavemet hesa-bıdır.

3. BASİT MUKAVEMET HESAPLARI

Malzeme Mukavemeti, iş makinaları sektöründe, dizayn aşamasının temelini oluşturmasının yanında, ma-kine üretimi tamamlandıktan sonra yapılması iyileştirme çalışmalarında ve makine kontrolünde bir yeresahiptir. Çünkü mukavemet, makine elemanlarının boyutlarının ve geometrilerinin belirlenmesinde büyükönem taşır[l].

Gerilim analizi, temel olarak

C7 = F/A ( 1 )

( F: Kuvvet[N], A:Kesit Alanı[mm2], a = Gerilim[Mpa] )

ve

O = (M*c)/I ( 2 )

(M.Gerilimin ölçüleceği bölgedeki moment[N.mm], c: nötr eksenden olan uzaklık[mm],I Atalet momenti [mm4])

formüllerine dayanmaktadır. Mukavemet konusu, sadece bu iki formülle sınırlı değildir. Gerilimin, hereksen için (x, y, z eksenleri) ayrı ayrı hesaplanmasının yanında daha kompleks formüller de içermektedir.Ancak, üç boyutlu analizlerde - iş makinaları sektöründe olduğu gibi - bu formüller, araştırma geliştirmeçalışmalarında tek başlarına yeterli olmamaktadırlar.

Basit mukavemet hesapları, yol gösterici bir nitelik taşıyor olsa da; iş makinaları gibi karmaşık bir yapıya

336

Page 5: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

sahip olan mekanizmalarda tamamiyle güvenirliliğinden söz edilemez. Yapılara etkiyen kuvvetlerin vemeydana gelen gerilmelerin en iyi tespit edileceği metot, makinenin çalışma koşullarının tamamiyle mo-dellenebileceği 'deneysel mukavemet analizi' yöntemidir.

4. DENEYSEL MUKAVEMET ANALİZİ

Deneysel Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin vegerilimlerin tespiti konusunda en doğru cevabı verebilecek metottur. Elde edilen sonuçların, sonlu ele-manlar analizi metodundan elde edilenler ile karşılaştırılabilmesi ve bilgisayar ortamında yapılan bu ana-lizin doğrulanabilmesi için, test edilecek olan mekanizmanın her iki metotta da aynı pozisyonda olması,aynı sınır koşullara sahip olması gerekmektedir. Yapılacak olan deney, bilimsel araştırmanın gereklerin-den biri olan 'tekrarlanabilirlik' özelliğini taşımalıdır. Deney, mekanizmanın değişebilme ihtimali dışında,hiçbir değişken - zemin, hava şartları, basmç, operatör kullanımı, lastik basıncı,vb. - koşul içermemelidir.Bu nedenle, deneyin gerçekleştirilebilmesi için, çelik konstrüksiyon yapının bağlanabileceği, sınır koşul-larının değişmesini engelleyebilecek mahiyette bir test standı uygundur.

Deneysel mukavemet analizi sırasında, gerilimlerin tespiti için, çelik konstrüksiyon üzerindeki gerilimle-rin neden olduğu sehimlere - deformasyonlara - karşı duyarlı olan 'elektrik dirençli strain gauge' ler kul-lanılmaktadır. Strain gauge çalışma prensibi, bir sonraki bölümde detaylı olarak anlatılacaktır. Strain ga-uge lerin aktardığı sehimlerin gözlemlenebilmesi için, 'Veri Toplama Sistemi(Data Acquisition System)'kullanılmalıdır. Günümüzde, artan teknolojik imkanlar ile birlikte, geçtiğimiz yıllarda kullanılan teçhizat-ların yerine, bilgisayar sistemi ile eş güdümlü çalışanları kullanılmaya başlamıştır.

a) Strain Gauge prensibi

Daha önceki bölümlerde de anlatıldığı gibi, çelik yapı üzerine uygulanan kuvvet, yapı içinde gerilmelereyol açar. Bu gerilmeler, strain gauge yardımı ile tespit edilir. Strain gaugeler, çalışma prensiplerine görekategorize edilirler. Bunlar, sırasıyla; mekanik, optik, elektrik, akustik ve pnömatik olarak adlandırılır-lar[2]. Bu makalenin konusunu oluşturan deneysel mukavemet analizi, 'elektrik dirençli strain gauge' lerile gerçekleştirilmiştir. 'Elektrik dirençli strain gauge' ler, kullanımı açısından kolaylık arz etmesinden; işmakinalarının özel uygulama gerektirmemesinden dolayı bu deney için uygun görülmüştür.

Şekil 1: Strain Gauge(Gauge)

337

Page 6: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

'Elektrik dirençli strain gauge' ler, şekil l'de görüleceği gibi dairesel kesite sahip, ve çevresinden yalıtıl-mış tel yapılardır[3]. Bu elemanlar, gerilimi ölçülmek istenilen doğrultuda konstruksiyon üzerine yapıştı-rılarak ölçüme hazırlanırlar. O bölgedeki gerilmeden kaynaklanan sehimden dolayı strain gauge in direncideğişir ve üzerinden geçen akım sabit olduğundan, voltaj değişimi bize ölçüm sonucunu verir. Bu sonuçdahilinde, gerilme değişimleri elde edilir.

Şekil l'deki strain gauge, doğrusal tiptedir. Ancak, iş makinası üzerine gelen yükleme şekli, normal çalış-ma koşullarında tam olarak bilinmediğinden dolayı, doğrusal tipte gauge kullanmanın getirdiği olumsuz-luklar vardır. Bu tip gauge yerine, üç adet doğrusal tip strain gauge in bir araya getirildiği strain gauge ro-zeti kullanılmalıdır. Rozetler, bir bağlantı şekillerine göre birbirlerinden ayrıhrlar(Şekil 2).

Şekil 2: Gauge Çeşitleri

2R

-o>Vouto VI n

I >

Şekil 3: Çeyrek Wheatstone Köprüsü

338

Page 7: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Deney sırasında, voltaj değişimini gözlemlemek için 'Wheatstone köprüsü' kurulmalıdır. Wheatstoneköprüsü, deney esnasında gerilime maruz kalan gauge teki direnç değişimini saptar. Tek gauge in kullanıl-dığı köprü tipine 'Çeyrek Köprü Devresi' denilmektedir. Eğer, Wheatstone köprüsünün bütün dirençleriyerine strain gauge bağlanırsa bu tip devrelere de 'Tam Köprü Devresi' denilir. Şekil 3'te bir çeyrek köp-rü devresi görülmektedir.

Rozet gauge kullanımı sırasında kaydedilen değerler sehim (e) cinsindendir. Bu bölgedeki asal gerilmele-ri bulmak için bazı işlemler yapmak gerekmektedir. Rozetten okunan değerler eA, eB, eC olarak kaydedi-lir. Bu sonuçlara göre

£A = £x* ( 3 )

£c = £yy ( 4 )

Y«y = 2£A - (£A + £c ) ( 5 )

£, y : Mikro strain

değerleri bulunur.Elde edilen bu sonuçlar doğrultusunda, aşağıda belirtilen formüller kullanılarak asal se-himler ve yönleri tespit edilir.

Eı.2 = [ (£« + £yy ) / 2 ] ± 0.5 [ ( £xx - £yy f + yj ) f5 ( 6 )

tan 20 = y*y / ( £»* - £y>) ( 7 )

0 : Radyan

Asal sehim değerleri bulunduktan sonra Hooke Kanunu doğrultusunda ;

O. = E / ( 1 - V2 ) ( £. + V£2 ) ( 8 )

a. = E / ( 1 - v2 ) ( £2 + VE. ) ( 9 )

E: Elastik Modülüs (Mpa), v: Poisson Oranı[4]

Elde edilen bu gerilim değerleri, bilgisayar ortamında elde edilen sonlu eleman analizi yöntemi ile bulu-nan sonuçlar ile karşılaştırılır ve bu iki set sonucun birbiri ile yaklaşık olması beklenir. Aksi bir durumda,yapılan deneyin doğruluğundan emin olunmalıdır. Yapılan deneyin doğruluğu kesinse, sonlu eleman mo-dülüne geri dönülüp deney sonucu ile aynı netice elde edilememesinin nedenleri aranarak kurulmuş olanmodelde olası hataların belirlenmesine çalışılır ve model üzerinde gerekli düzeltmeler yapılmalıdır.

b) Gerçekleştirilen Strain Gauge Uygulamaları ve Deneyler

TİDEB tarafından AR - GE Projesi kapsamında desteklenen HMK 2000 Kazıcı Yükleyici Tasarımı veHMK 2000 Ekskavatör Tasarımı Projeleri dahilinde, sonlu eleman analizi ve deneysel mukavemet analiz-leri gerçekleştirilmiştir.

Deneye ön hazırlık aşamasında, deney sırasında uygulanması gereken kuvvetlerin tespiti gerçekleştiril-miştir. Bu aşama, kazıcı yükleyicilerin ve ekskavatörlerin kinematik analizlerinin çözümlenmesi sonucuortaya çıkmıştır. Deney pozisyonu, sınır koşulları ve şartlan belirlenen mekanizmanın bilgisayar ortamın-da analizi, bu koşullar doğrultusunda yapılmıştır. Deney aşamasına geçildiğinde, strain gauge yapıştırmanoktaları bu analizin sonuçları ışığında belirlenmiştir.

339

Page 8: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Strain Gauge yapıştırma noktaları, sonlu eleman analizindeki sonuçların maksimum değeri yakaladığı

bölgeler olmamalıdır. Aynı zamanda, minimum değerlerin sonuç olarak çıktığı bölgeler de olmamalıdır.

Bu bölgeler yerine, maksimum sonuçların elde edildiği bölgelere yakın olan alanlar - gauge yapıştırma

açısından daha sağlıklı netice vereceğinden - seçilmelidir. Maksimum değerler bulunan alanlar seçildiği

takdirde, deney sonuçlan ile sonlu eleman analizi sonuçları arasındaki hata oranının artma eğilimine gire-

ceği öngörülmektedir. Buna neden olarak; programın sonlu eleman geometrileri ve eleman yapısı gösteri-

lir.

Strain gauge yapıştırmak için belirlenen bölgeler, yapının üzerine gelen gerilimi tamamıyla aktarabilmesiiçin düz duruma getirildi. İyi bir yapışma sağlamak için yüzey taş ve zımpara ile pürüzlü duruma getirildi.Solüsyon ile yüzey temizlendikten sonra strain gauge yapıştırılması işlemine geçildi.. Gaugelerin kablobağlantılarının yapılması için, gauge yapıştırılacak bölgelere gauge sayısı kadar terminal (Şekil 4) - ga-uge telinin ve kablo telinin beraber lehimlendiği yapı - yapıştırıldı. Bu yapıştırma işleminden sonra, yü-zeyler tekrar temizlendi ve strain gauge ler yapıştırıldı (Şekil 5a -5b ). Kablo bağlantısı ve gauge bağlan-tısı terminaller yardımı ile sağlandıktan sonra, gaugeler veri almaya uygun hale getirildi. Voltmetre yardı-mı ile üzerlerinden akım geçişleri kontrol edilen gaugeler, veri toplama sistemine bağlandı. Önceden be-lirlenmiş olan kuvvetler uygulanarak, veriler sistem yardımı ile kaydedildi. Veri alma sırasında en önemlihususlardan biri, ortamda gürültüye sebep olacak, üzerinden akım geçiren yada voltaj depolayan cihazla-rın sistemden uzak tutulmasıdır. Aksi takdirde, kaydedilen veriler hatalı olacaktır. Sistemin topraklanması,bu sorunu çözebilecek bir yaklaşımdır.

Şekil 4: Terminal

c) Elde Edilen Sonuçların Karşılaştırılması

Bu deney sırasında, 35 noktadan strain gauge ile veri kaydedilmiştir. Bütün veriler, bilgisayar üzerinde

kayıtlı tutulmuştur. Karşılaştırma yaparken bu verilerin, maksimumları göz önüne alınmıştır. Gauge bağ-

lanan bu 35 noktanın sonlu eleman analizi sonuçları da excele aktarıldıktan sonra ortaya şöyle bir sonuç

çıkmıştır:

• Deney sonuçları, sonlu eleman analizi sonuçları ile çok uyumludur.

340

Page 9: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Şekil 5a: Rozet tipi gauge

m-'

Şekil 5b: doğrusal gauge

• Kabul edilebilir hata oranı olarak belirlenen değerin üzerine çıkılan nokta sayısı çok azdır.

• Model, bu sonuçlar dahilinde doğrulanmıştır. Kabul edilebilir hata payını aşan noktalar için gaugelerkontrol edilecek, gaugelerde bir hata tespit edilmesi durumunda verilerdeki hatalar göz ardı edilip son-lu eleman analiz sonuçları o noktalar için geçerli sayılacak; gaugelerin sağlam olması durumundaprograma dönülüp modelde revizyona gidilecek, yaklaşık sonuç elde edilene kadar bu işlem devamedecektir.

Şekil 6, her bir gauge ten kaydedilen verilerin doğrultusunda hesaplanan 'Von Misses Gerilimi' değerleriile sonlu eleman analizi sonucu elde edilen 'Von Misses Stress' değerlerinin karşılaştırmasını göstermek-tedir. Şekil 7, Yapılan karşılaştırma doğrultusunda ortaya çıkan hata payını - her bir gauge için - göster-mektedir.

341

Page 10: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

deneysel sonuçlar ile FEM sonuçlarının karşılaştırılması

<nm0)

(A

IO

• •

*

*

••

»

*•

*

*

*

*

»

*•

*

N <S <b «$>

gauge no

— Fem Sonuçları -> deney sonuçları

Şekil 6 : Deney sonuçları ile Sonlu eleman analizi sonuçları karşılaştırması

deneysel sonuçlar ve FEM sonuçları arasındakiyüzde hata oranları

80

60

40

20

-20

\

¥

i

<

f

I

>

i1

c) *

/i

\

\%

1

1f

d

A,•

A•

*•

<b

*>- •

«s

/\\V

4gauge no

-•— hata yüzdesi

Şekil 7 : Deneysel sonuçlar ile sonlu eleman analizi sonuçları arasındaki hata oranları! %)

5. YORUM

Sonlu eleman analizinin doğrulanması amacıyla gerçekleştirilen deneysel mukavemet analizi, çıkan so-nuçların uyumu yada uyumsuzluğuna göre farklı sonuçlar doğuracaktır. Eğer, analiz ve deney sonuçlarıbirbirini onay nitelik taşıyorsa; iki değer grubu arasındaki hata payı, araştırıcının - sonlu eleman analizinigerçekleştiren test mühendisi - belirlemiş olduğu oran sınırları içinde kalıyorsa şu sonuçlar elde edilmişolacaktır:

• Bilgisayar ortamında modellenmiş olan iş makinası konstrüksiyonu, iş makinasının gerçeğine uygundur.

342

Page 11: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

• Bilgisayar ortamında gerçekleştirilecek olan analizler, normal şartlarda makinenin maruz kalacağıyüklerdeki göstereceği karakteristik hareketlerini, yapı üzerinde oluşacak olan gerilme ve schimleri si-müle eder nitelikte olacaktır.

• Araştırmacı, bu aşamadan sonra gerçekleştireceği analizlere tamamen güvenebilecektir.

• Araştırmacı, daha sonraki aşama olarak yapının optimizasyonuna geçebilecektir.

Ortaya çıkan sonuç, model ile deney sonuçlarının uyuşmazlığı şeklinde gerçekleşirse araştırmacı deneysınır koşulları ile sonlu eleman analizi sınır koşullarını tekrar karşılaştırmalı, ortam değişkenlerini gözdengeçirmeli, sorunla karşılaşırsa bu sorunları ortadan kaldırıp deneyi tekrar gerçekleştirmelidir. Sorun olma-ması durumunda, modele gidip mevcut hataları bulmalı, model üzerinde revizyona gitmelidir. Bu işlem,deneyle aynı sonuçları elde edene kadar devam etmelidir.

6. SONUÇ

İş makinaları sektörü, yapılarının büyüklüğünden dolayı üretim aşamaları uzun süren bir iş alanıdır. Di-zayn edilen her iş makinasının mukavemet analizine tutulması hem zaman hem de mali açıdan şirketlereağır yük getirir. Bunun yerine, yapılacak olan bir deneysel mukavemet analizi, sonlu eleman analizi meto-du kullanılması koşuluyla tasarımın hızlanmasını ve üretimin seri üretim hale gelmesini, zaman ve malikayıp olmaksızın gerçekleştirir.Sonlu elemanlar analizi sonuçları ve deneysel mukavemet hesaplarının ay-nı sonucu verdiği belirlendiğinde, tasarımcı sonlu elemanlar modelinin sonuçlarına güvenir ve model üze-rinde değişiklikler yaparak tasarımını geliştirebilir. Firmalar, ürünlerini yenilemek, iç ve dış piyasada sözsahibi olabilmek ve tasarımda kendi katma değerlerini oluşturabilmek için sonlu eleman analizi metoduy-la birlikte, iş makinalarının deneysel mukavemet analizlerini gerçekleştirmelidirler.

ÖZGEÇMİŞ

Ferhan FIÇICI

1979 yılı BALIKESİR doğumludur. Lisans eğitimini 2002 yılında Orta Doğu Teknik Üniversitesi Makinamühendisliği bölümünde tamamlamıştır. Yüksek lisans eğitimine aynı üniversitede devam etmektedir.2002 yılından itibaren Hidromek Ltd.Şti bünyesinde sonlu elemanlar analizi, yapısal optimizasyon ve de-neysel mukavemet analizleri konularında çalışmalarına devam etmektedir.

Mehmet YENER

1981 yılı RİZE doğumludur. Lisans eğitimini 2002 yılında Orta Doğu Teknik Üniversitesi Makina mü-hendisliği bölümünde tamamlamıştır. Yüksek lisans eğitimine aynı üniversitede devam etmektedir. 2002yılından itibaren Hidromek Ltd.Şti bünyesinde sonlu elemanlar analizi, yapısal optimizasyon ve deneyselmukavemet analizleri konularında çalışmalarına devam etmektedir.

Timur ARIKOĞLU

1946 yılı ANKARA doğumludur. 1971 yılında Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları Bö-lümünden mezun oldu. Türkiye Zirai Donatım Kurumu Etüt Konstrüksiyon Müdürlüğünde uzun yıllar ta-rım makinaları tasarımcısı olarak çalıştı. 1996 yılından beri Hidromek.Ltd.Şti Firmasında MühendislikMüdürlüğü görevini yürütmektedir.

343

Page 12: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Eres SÖYLEMEZ

1946 yılı Gaziantep doğumludur. 1969 ve 1970 yılında Orta Doğu Teknik Üniversitesi Makina Mühendis-liği Bölümünden Lisans ve Yüksek lisans diplomalarını aldı. 1974 yılında Columbia Üniversitesinde Me-kanizma Tekniği ve Makina teorisi dalında doktora yaptı. 1979 yılında doçent 1986 yılında ise Profesöroldu. 1999 yılından beri Hidromek Ltd.Şti firmasında danışman olarak çalışmaktadır.

KAYNAKÇA

[1] Joseph Edward Shigley "Mechanical Engineering Design" First Metric Edition, McGraw-Hill Bok

Company, 1986, s:9

[2] James W.Dally, William F.Riley "Experimental Stress Analysis" 3rd edition, McGraw-Hill, Inc ,1991, s:132

[3] Yalçın Ünsan, Ertekin Bayraktaral "Strain Gauge yöntemi ve Gemi inşaatında kullanım alanları",

Gemi İnşaatı ve Deniz Teknolojisi Teknik Kongresi 99 Bildiri Kitabı, İstanbul, 1999, s:50

[4] Ömer Gündüzbilir "Lecture Notes: Experimental Stress Analysis"METU, 1996, s: 225

344

Page 13: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

TMMOB Makina Mühendisleri Odası

İş Makinaları Sempozyumu ve Sergisi

6-7 Eylül 2003

KULE KRENLERIN KAFES KİRİŞ ANA BUMUNUN FARKLI YÜKKONUMLARINDAKİ YER DEĞİŞTİRMELERİNİN SONLU

ELEMANLAR YÖNTEMİYLE İNCELENMESİ

Mine Demirsoy',Erol Zeren2

'Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi

Makina Mühendisliği Bölümü ,Bornova-İZMİR

Tel: 232 3883138-213 E-Posta: [email protected] Rutgers, The State University of New Jerseyjndustrial

and Systems Engineering Department, New Brunswick

E-Posta:[email protected]

Page 14: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

ÖZET

Kule krenler bugün inşaat sektöründe oldukça sık kullanılan iş makinalarından biridir.Bu krenlerin en bü-yük özelliği kule şeklinde duran direği ile büyük açıklıkta ve yükseklikteki bumudur. Büyük bir kaldırmayüksekliği, büyük bir yükleme açıklığı ve yükün hassas bir şekilde hareketi ile çok büyük bir kullanımalanına sahiptir.

Bu çalışmada kafes kiriş bumlu ve taşıyıcı sistemli kule kreni sonlu elemanlar analiz programı ile model-lenmiş ve ana kirişinde oluşan sehim farklı yük konumlarında incelenmiştir.

Anahtar Sözcükler : Kule Krenler, Sonlu Elemanlar Yöntemi

1. GİRİŞ

Kule krenleri yatay ve dikey pozisyonda iletim yapabildikleri için çok değişik kullanım alanlarına sahip-tir. Aynı zamanda montajı sırasında küçük bir çalışma alanı kaplaması diğer krenlere göre avantajlı taraf-larından biridir. Kısmen büyük yapım yükseklikleri ve bum açıklıkları ve aynı zamanda ağırlık tasarrufunedeniyle kule krenleri kafes kiriş taşıyıcı sistemli yapılmaktadır. Yeterli bir durma emniyetinin sağlana-bilmesi için alt arabaya veya kulenin alt kısmına karşı kütle öngörülür. Aşırı yüklemeler ve rüzgarlı hava-larda olabilecek büyük kazalara karşı gerekli emniyet tedbirlerinin alınması gerekir

Çelik konstrüksiyon olan kren taşıyıcı sistemi büyük taşıma kapasiteleri ve çalışma yüksekliklerinde bü-yük gerilim dağılımları altında çalışmaktadır. Bu nedenle de taşıyıcı kiriş kesitlerinin bu değerler dikka-te alınarak seçilmesi gerekmektedir.

Bu krenlerin taşıyıcı sistemlerindeki değişik bağlantılarla farklı taşıma kapasitelerinde ve bum açıklıkla-rında kren tipleri elde etme imkanı vardır. Kafes kiriş ana bumun ve taşıyıcı sistemin standartlarla verilenhesaplama yöntemlerinde statik hesap yöntemleri öngörülmüştür..

Bu güne kadar bu konuda bir çok çalışma yapılmıştır. Bunlardan Kühne ve Kohlhas [2] bilgisayar destek-li gerilme ve stabilize analizini yapmıştır. Çeliktaş ve Kleeberger [3] mobil krenlerde normları incele-miştir. Çeliktaş [4] aynı zamanda gezer kren ana kirişi üzerindeki sehimi incelemiştir.

Bu çalışmada ise kule krenin kafes kirişi modellenmiş ve analizi yükün farklı konumları için yapılmıştır.

2. SONLU ELEMANLAR MODELİ

Kule kren kafes kiriş yapısında değişik boyutlarda profiller kullanılmaktadır. Sonlu elemanlar yöntemi ileanalizi yapılırken kafes kiriş üzerindeki profillerin modellenmesi gerekir. Yapısı ve özellikleri nedeni ilekule krenin ana parçaları modellenirken çubuk ve kiriş elemanlar kullanılmıştır.

2.1 Çubuk Eleman

İki düğüm noktalı bir çubuk elemanın rijitlik matrisi

+ 1 - 1 '

- 1 +1(1)

Burada;

L : Çubuk uzunluğuG : Kayma modülüIx : Atalet momenti

346

Page 15: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Üç boyutlu elemanın yer değiştirme matrisi :

T}{d} (2)

Burada ;

[T] : Döndürme transformasyon matrisi{dm} : Bulunduğu eksene göre düğümün serbestliği

{d} : Global eksene göre düğümün serbestliği

olarak ifade edilmektedir.

Rijitlik matrisi :

} (3)

(4)

Yukarıdaki eşitliklerden global eksene göre rijitlik matrisi;

[kHTf [km][T] (5)

olarak yazılmaktadır.

2.2. Kiriş Eleman

Kule krenin modellenmesi sırasında destek kolu, yan destek kolu ve destek kirişinin sonlu elemanlar mo-delinde kiriş eleman kullanılmaktadır. Bu elemanın rijitlik matrisi;

(6)

Burada

AE\I -I] W-ı ı\

[T]\2x6=\0 o 0

A: Elemanın kesit alanıE : Elastisite modülü

L : Elemanın boyu

şeklinde verilmektedir.

mı rtj 0 0 0(8)

347

Page 16: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

3. DIŞ KUVVETLER VE SINIR ŞARTLARI

Kule krenin üzerine etki eden dış kuvvetler sonlu elemanlar ile hesaplama yönteminde önemli bir sınırkoşuludur. Kaldırma yükü , karşı ağırlık , kaldırma tahrik sistemleri, kule krenin kafes kiriş taşıyıcı siste-minin ağırlığı ve rüzgar yükü etki eden dış kuvvetlerdir (Tablo 1). Rüzgar yükünün hesaplanmasında ISO4302 [5] ile verilen hesaplama kriterleri dikkate alınmıştır.

Kule krenin sonlu elemanlar yöntemi ile analizi yapılırken önemli diğer bir girdi olan sınır şartlarınındoğru belirlenmesi gerekir. Alt hareket parçası ve destek kirişinin bağlandığı noktalarda x, y ve z eksenle-ri yönünde şekil değiştirme ve dönme serbestliği yoktur. Karşı bumun, bum ucunun, yan destek kolununve destek kolunun kule ucuna bağlandığı yerlerde sadece x ekseni yönünde dönme serbestliği vardır. Aynışart yan destek kolunun karşı buma ve destek kolunun bum ara parçalarına bağlandığı yerde de geçerlidir.

Kule krenin ana bumu üzerinde hareket eden yükler analiz programında beş farklı noktada incelenmiştir.Bunlar yükün bum ucundan 2.99 m uzaklıkta olduğu (LP1); 14,77 m uzaklıkta olduğu (LP2); 25,96 muzaklıkta olduğu (LP3) ; 32,7 m uzaklıkta olduğu (LP4) ve en uç konumda olduğu (LP5) durumda ince-lenmiştir.

Tablo 1. Kren Üzerine Etki Eden Dış Kuvvetler

DIŞ KUVVETLER (N)

Kaldırma Yükü

Kanca + Araba

Karşı Kütle

Tahrik sistemi

Rüzgar Yükü

29000

9130

91OUU

40100

i25....436î>0

4. KULE KRENİN ÖZELLİKLERİ VE ANA

PARÇALARI

Bu çalışmada kullanılan kafes kiriş taşıyıcı kren 40 m bum açıklığına ve 30 m bum yüksekliğine sahiptir.Taşıma kapasitesi 40 m bum için 2900 kg'dır. Modellemesi ve analizi yapılan kule krenin bumu her biristandart olan farklı parçalardan oluşmuştur. Bu parçaların ilavesi veya çıkarılması ile kule kren bumu uza-tılabilir veya kısaltılabilir. Kullanılan kule kreninin ana kirişindeki parçalar Şekil 1 ve bu parçaların bo-yutları Tablo 2 'de verilmiştir.

5. SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ İLE BULUNAN DEĞERLER

Bu çalışmada 40 m bum açıklığında ve 30 m kaldırma yüksekliğinde ve 2900 kg taşıma kapasitesindekule krenin teknik değerleri kullanılmıştır. Şekil 2 , Şekil 3, Şekil 4, Şekil 5 ve Şekil 6 da elemanlarınfarklı yük pozisyonlarındaki yer değiştirmeler taşıyıcı kiriş elemanlarına göre incelenmiştir.

Şekil 2 ile ana bumun alt hattındaki kirişlerde yükün beş farklı konumda bulunması durumundaki yer de-ğiştirmeler görülmektedir. Bu elemanda en büyük yer değiştirme yük bum ucundan 14,77 m uzakta oldu-ğu (LP2) konumunda meydana gelmektedir. Yer değiştirmelerin 0 olduğu konum bumun destek kolu ilebağlandığı yerdir. Şekil 3'de ana bumun üst hattındaki kirişlerde ki yer değiştirmeler görülmektedir. Altve üst hattaki yer değiştirme değerleri aynı karakter göstermekle birlikte bumun en uçtaki noktalarındaalt hatta daha büyük bir değer görülmektedir. Karşı bumdaki yer değiştirme değeri Şekil 4 ile görülmek-tedir. Şekil 5 ve Şekil 6 ile destek kolundaki ve yan destek kolundaki yer değiştirme değerleri görülmektedir.

348

Page 17: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Yan Destek Kolu

Karşı Bum

Kule Ucu

Destek Kolu

Bum Ara Parçası (2)

Kabin

Bum Temeli

AH Hareket Parçaları

Destek Kirişi

Şekil 1. Kule Krenin Parçaları

Tablo 2. Bum Ana Parçalarının Boyutları »Kullanılan Profiller, Sonlu Eleman Sayısı veDüğüm Noktalarının Sayısı

Bum ParçalarıNoktasının

Karşı Bum

Bum Ucu

Bum Ara Parçalan (1)

Bum Ara Parçalan (2)

Bum Başı

Yan Destek

Destek Kolu

Uzunlukla(m)

13,11

12,24

12,3

10,3

6,51

11,4

27,9

Kullanılan Profiller

1400,1 160,070x5

0100x100x6,076x76x5,0150x150x6,070x5

0100x100x6, 076x76x5, 076x5

0100x100x6, O76x76x5, 076x5

0100x100x6, O76x76x5, 076x5

0 60

O 100x100

Eleman Sayısı

233

475

519

595

306

228

279

Düğüm

Savısı

223

433

481

551

282

230

280

349

Page 18: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

.3"

v:s*.

*** *—

,3'

,«••'*

/

*

o

+

uA

L P l

LP2

LP3

LP4

LP5

-

-

-

-

-

-

* , • t *• « •

Radyüs (m)

1.K4İİ

Şekil 2. Farklı yük konumlarında bumun alt hattında yer değiştirme değerleri

I . « • t - • 3

•a

Ö

:

\ ^ . . . .,.

\"fti

-

,,̂ 1111 f {

* ü

* LPl

o LP2

+ LP3D LP4 ;

A LP 5

Radyüs (m)i . • r. + • ı a . # f + e *

Şekil 3. Farklı yük konumlarında bumun üst hattındaki yer değiştirme değerleri

350

Page 19: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

E

•a*t , « 9 E •• * a

\

* , * t + • * * , * ! + * *

Radyüs (m)

Şekil 4. Karşı bumdaki yer değiştirme değeri

- 2 . » » £ - 9 3

y

S* -

t"

'"X :* LP 1_ LP 2+ LP 3_ LP4A LP 5

ı . e t • 9 ı . 9 £ + 9 1

Radyüs (m)

Şekil 5. Farklı yük konumlarında Destek Kolundaki yer değiştirme değerleri

351

Page 20: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

\

\

A/

/ :« . « t * • • 4 . » e + • • ı . t e • • ı

Radyüs(m)

Şekil 6 Yan Destek Kolundaki yer değiştirme değeri

6. SONUÇLAR

Arabanın alt ve üst hattındaki yer değiştirme değerleri bumun uç kısmı dışında aynı değerdedir. Bu durummaksimum 20 mm dir. Ana bumun destek kolu ile bağlandığı yerde yer değiştirme değeri O'dır. Karşıbumda hareket eden yük olmadığı için karşı ağırlık yer değiştirmeye sebep olmaktadır. Bu değer 50 mm'dir. Aynı durum yan destek kolu içinde geçerlidir.Buradaki maksimum yer değiştirme 70 mm'dir. Destekkolundaki yer değiştirmeler yükün durumuna bağlı olarak değişmektedir. En büyük yer değiştirme yükünen uç konumda bulunması durumunda (65 mm) meydana gelmektedir.

7. REFERANSLAR

[1] LIEBHERR, Turmdrehkran 112 EC-H 10 Catalogue, Deutschland, (1998).[2] Kuehne, M., & Kohlhas, G.," Computer-aided stress and stability analysis of crane structures using

beam models". Stahlbau, 66(8) (1997), 517-523.[3] Çeliktaş, M., & Kleeberger, M. Dynamische Belastung beim Lastheben: Ein Vergleich von dynamisc-

her und quasistatischer Berechnung" Fördern und Heben, 47(6) (1997), 430-431.[4] Çeliktaş, M., "Calculation of deflection on the crane main girder caused by the running of the trolley

över the bridge cranes (an application of the method of finite elements)", A.M.S.E. Modeling, Me-asurement and Control, 64(1-2) (1997), 47-56.

[5] International Standard, Cranes - Wind load assessment, Ref. No. ISO 4302-1981 (E).

352

Page 21: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

TMMOB Makina Mühendisleri Odasıİş Makinaları Sempozyumu ve Sergisi - 2003

6 - 7 Eylül 2003

MODERN YOL MAKİNALARI

TİMUÇİN ÖZSÖYLEVE-mail : [email protected] http : //ozsoylev.tripod.com

Tel/fax : 0216-3240153 Gsm : 0532-416 13 87

Page 22: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

A) GEÇMİŞTEN GÜNÜMÜZE

Geriye doğru, yol yapım makinalarının tarihine baktığımızda, farklı dizayn ve konsepte, kendi dönemin-de iz bırakmış, piyasaları alt üst etmiş bir çok makinanın hemen hepsinin yok olup gittiğini görüyoruz.Bunun yanı sıra, yol yapım şirketlerinde çalışan bilmem-kaç isimsiz mucidin bu makinaların şekillenme-sinde ve gelişmesinde nasıl büyük rol oynadıklarını öğreniyoruz. İmalatçıların dönemin teknolojileriniüretimlerinde sonuna kadar nasıl zorladıklarını anlıyoruz.

Günümüz modern makinaların, yol yapımında sağladıkları avantajları ve son derece pratik uygulamalarıanlamaya çalışıyor ve bu makinaların ataları sayılabilecek başlangıçtan bugüne kullanılan yol yapım ma-kinalarında gerçekleşen inanılmaz gelişmeler olduğunu hayretle okuyoruz. El emeği ile çok zor şartlardatoz bulutu ve zift buharı içinde verilen uğraşlardan, günümüzün modern makinalarında klimalı konforlukabinlerinde ve sadece joy-stick ile manupülasyon hareketleri yapması gereken operatörlerin çalışmaşartlarını mukayese bile edemiyoruz.

Uygarlığa giden yollar

İnsan oğlunun yürüdüğü ilk günden bugüne kadar yaratılan patikadan transit yollara, ekspres yollardanotobanlara her yol yapımı, uygarlığa uzanan birer adım olmuşlardır. Atalarımızın yüz yıllar boyunca ya-rattıkları yollar bugün varılan medeniyetin kan damarlarını oluşturmuşlardır.

Herhangi bir yol yapımı birçok aşamadan geçmektedir. Bunlar genel olarak sekiz sınıfta toplanabilir :

1. Detaylı haritalama

2. Yol dizaynı

3. Arazinin açılması

4. Hafriyat

5. Özel; köprü, tünel, drenaj gibi, sanat yapılarının inşaası

6. Tesviye ve sıkıştırma

7. Asfalt serilmesi

8. Yol aksesuarlarının; ışıklar, işaretler, bariyerler vb yerleştirilmesi

B) SEKSEN SONRASI MAKİNA TEKNOLOJİSİ

Silindirler kendi yaptıkları işleri kontrol ediyor

Seksenlerin ortasından itibaren, tüm dünyadaki fabrikalarda vibrasyonlu silindirler üretilmeye başlandı.Bunların çoğunluğu tandem, kombi, kendinden tahrikli özel amaçlı silindirlerdi. Vibrasyonlu silindirlerbütün yol projelerinde kullanıldı ve bu alanda standart makine konumuna geldi.

Burada bahsedilmesi gereken şey, elektrik ve elektroniğin bu makinalarda yaygın şekilde kullanılmasıdır.Bu yeni teknik ve metotla bir çok avantaj sağlanmıştır. Örneğin, makine çalışırken ne kadar enerjinin ze-mine yansıtıldığı kontrol edilerek zeminin ne kadar sıkıştırıldığı anında operatör kabinindeki göstergeler-le kontrol edilebilmekte ve ne fazla nede az ancak gerektiği kadar sıkıştırma yapılarak büyük ölçüde za-man ve enerji tasarrufu sağlanmıştır.

Bu alanda, İsveç'li Geoteknikçiler önderlik yapmışlardır. Fakat modası geçmiş olarak kabul edilen, statiküç tekerlekli silindiler bazı projelerde hala kullanılmaya devam etti. Özellikle.sıkıştırılması zor yüzeyler-de ince, hızlı soğuyan aşınma tabakaları için statik silindirlerle daha iyi sonuçlar alınmaktaydı. Bu neden-le; örneğin Bomag yakın geçmişte yeniden statik silindir üretimini başlattı. Aveling-Barford, Bitelli,Hamm ise üretimlerine devam etti.

354

Page 23: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Tandem silindirler, bu gelişmelere rağmen hala büyük popülariteye sahip idi. Tüm dünyada; ABG, Inger-soll-Rand, Amman, Duomat, Bomag, Caterpillar, Dynapac, Hamm, Marini gibi, pazarın önde gelen silin-dir üreticileri tarafından bu silindirlerin imalatına devam edildi.

Hidrostatik tahrik sayesinde artık, tüm silindir hareketleri ve özellikle istikamet değişimleri çok rahat vedüzgün şekilde yapılabilmekte idi.

Fakat hala seksenlerin sonrası ve doksanların başında silindir dönüş sistemlerinde enteresan şeyler ol-maktaydı. Bazı üreticiler artikule dönüş sistemini kullanırken, bazıları ise büyük yuvarlanma genişliğisağlayan tüm dramların bağımsız dönüş sistemine sahip olduğu hidrostatik uygulamayı tercih ettiler.

Osilasyonlu silindirler pek tutulmasalar bile bu dönemde bazı şantiyelerde görüldüler. Dikey vibrasyonyerine osilasyonlu dram gerçekte zemini terk etmeden osilasyon yapmakta idi. Bu sistem İsveç'li Geotek-nik' çiler ve Alman Hamm firması tarafından uygulandı. Çünkü , darbesiz -sıkıştırma sistemiyle çalışmaözellikle vibrasyona duyarlı yapılarda ve köprülerde tercih edilmekte idi. Osilasyonlu silindirler, gelenek-sel asfalt yüzeylerinde ve bazı firmalar tarafından özel aşınma tabakaları için örneğin tabakaların çok inceolduğu ve 100 C altında çok hızlı soğumanın söz konusu olduğu uygulamalarda tercih edildi. Aynı şekildeküçük tandem silindirlerde bazı özel amaçlar için geliştirildi . Örneğin kanal sıkıştırma vb.

Uzaktan kumandalı makinalar; Caterpillar, Dynapac, Ferguson, Lebrora ve Sakai gibi firmalar tarafındanüretildi. Bu, tandem vibrasyonlu silindirlerde önemli avantajlar sağlarken pnömatik tekerlekli makinala-rın da şantiyelerde daha az görülmesine neden oldu. Tandem silindirlerin dışında seksenlerin sonu-dok-sanların başında tek tanburlu kendinden tahrikli silindirler standart düz tanburları ve istendiğinde değişe-bilir keçi ayaklı tanburlanyla standart makinalar haline geldiler.

Hidrostatik tahrikli , otomatik anti-slide sistemli makinalarda eğimli zeminlerde yaygın şekilde kullanıl-maya başlandı ve kendi alanlarında standart ekipman haline geldiler. Kombine silindirler, önde demirtambur arkada pnömatik tekerlekli versiyonları ile kendinden tahrikli silindirler içinde özellikle arka te-kerlek profilli, düz değişik şekilli olarak geniş şekilde kullanım alam buldu. Vibrasyon frekansları ve ba-zen amplitüd (genlik) çoğu kendinden tahrikli silindirlerde ayarlanarak değişik çalışma şartlan için uy-gun hale getirildi.

Mobil kırıcılar

Seksenli yıllarda yol makinalarıyla ilgili gelişmeler sadece sıkıştırma makinalarıyla sınırlı kalmadı. Kırmaeleme tesisleri hızlı şekilde kompakt hale getirildi ve teknik olarak geliştirildi. Hantal görünüm ve çalışmamodernize edildi. Değişim daha çok sistemin mobilize edilmesi için yapıldı. Hatta kamyona, semi traile-re monteli mobil tesisler üretildi.

Semi-trailer üzeri kırıcı makinalar hemen hemen her yere taşınabiliyor ve yarım günde kurulabiliyordu.Kısa süreli taş ihtiyacı olan, özellikle yol projelerinde çok yaygın şekilde kullanıldı.

Mobil recycling üniteleri

Bunun yanısıra, recycling üniteleri ile mevcut malzemenin yeniden değerlendirilmesi sağlandı. Mevcutyol üzerinden kazılan malzeme birkaç prosesten geçirilerek yeniden kullanılabiliyordu. Tesis çok basitçalışma sistemine sahipti. Bir ekskavatör veya loder ile ekipmana yüklenen malzeme, asfalt malzeme ileaynı makine üzerinde yeniden kullanılır hale getirildi. Yakın geçmişte recycling pazarı çok hızlı gelişti.Özellikle Avrupa' da aşırı rekabetten bazı imalatçı firmalar işletmelerini kapatmak zorunda kaldılar. Dok-sanlı yılların ortalarına gelindiğinde otuzu aşkın imalatçı recycling ve mobil kırma tesisi olarak bir çok di-zayn geliştirdiler.

355

Page 24: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Asfalt tesisleri

Bu dönemde asfalt tesisleride aynı şekilde mobil hale getirilmeye çalışıldı. Örneğin Loro e Parisini DMR1250 modeli geniş bir trailere monteli asfalt tesisi idi. Aynı zamanda konvoy halindeki bu sistemin birparçasını recycling ünitesi oluşturuyordu. Bu konvoy sisteminin başında kazıcı makine ve onun arkasındadrum mikser en arkada ise serici kazan bulunmaktaydı. Marini' de bu dönemde aynı türden bir mobil as-falt tesisi üretti . ART 220 modeli ekipman Loro e Parisini ile rekabet etti. Bu makine konvoyu soğuk iş-lem ile kullanılmış malzemeyi topluyor, temizliyor, kurutuyor ve ısıttıktan sonra yeni asfalt ilavesi ile fi-nişer ile seriyordu.

Sofistike finishing

Seksenli yılların ortalarında asfalt sericilerindeki gelişmeler pek önemli olmasada, yinede oldukça komp-leks hale getirildiler. Tekerlekli ve paletli versiyonları, full hidrolik tahrik düzeni, modern elektronik uy-gulaması ile sericiler tam otomatik denilebilecek hale geldiler. Klavuz okuması ve serme derinliğinin ,genişliğinin ve boy ölçümü ile diğer değişkenlerle birlikte Greyderlerde kullanılan sistemlere benzer şe-kilde ultra-sound ve döner seviyeleri, ayrıca serme teknolojisinde darbeli sistem geliştirildi.

Modern, bilgisayar kontrollü sistemler hatta komplike kamber ve çapraz düşme spesifikasyonları hassasşekilde değerlendirildi. Çalışma metodu elektronik destekli kontrol sistemi ile operatör sadece serme hızıüzerinde konsantre oluyor ve sürüş hassasiyeti özellikle yuvarlak, eğimli, bükümlü yollarda önem kazanı-yordu.

Mekanik tahrikli makinalar bu dönemde tarihe karıştılar. Hidrostatik ve hidrolik seksenli yıların ortalarınadoğru artık standart hale geldi. Buna rağmen, çok daha sonra Vogele 1994 yılında, dizel-elektrik tahriklibir finişer geliştirdi. Bu, diğer geleneksel hidrostatik makinalara oranla daha az enerji sarf ediyordu. Ma-kina, iki yıl süreyle Avrupa Mekatronik Merkezi tarafından geliştirildi . Bu çalışmalar sonucunda 'yol ro-botu' tabir edilen makine ortaya çıktı.

Bu makine, tamamen otomatik çalışan bir asfalt serme makinası olarak kabul edildi. Oldukça sofistikeözelliklere sahip makine; otomatik kontrollü malzeme karışımı, transportu seviyelenmesi, navigasyon veelek sıkıştırması işlemleri birbirleriyle koordineli şekilde yürütülüyordu. Bir dizi ayrı işlem modüler vedata-exchange merkezinde bilgisayar destekli şekilde operatör kabininden kontrol edilebiliyordu.

Son yıllarda finişer imalatçıları bir çok yeni gelişmeler yarattılar. 1992 yılında Kuzey Amerika'da yerleşikIngersoll-Rand şirketi Alman ABG firması ile birleşti. Üç yıl sonra Dynapac'ın da dahil olduğu İsveç'liSvveden's Svedela Industri grubu ile birleşme olunca ve Alman Mannesman-Demag firmasının Asfaltbölümünün de satın alınmasıyla dünyanın gelmiş geçmiş en büyük finişer tedarik konserni oluşturuldu.

C)GELECEĞİN YOLLARI

Şimdi, yol yapım endüstrisini belirsiz bir gelecek beklemektedir. Ne yazık ki sanal olarak tüm dünyadabütün yol sistemi her gün artan trafik yoğunluğuna maruz kalmaktadır. Her gün binlerce yeni otomobil,kamyon ve otobüs trafiğe karışmaktadır. Bu sadece büyük şehirlerde ve onları birbirine bağlayan otoban-larda değil, aynı şekilde kasaba ve hata köy gibi küçük yerleşim alanlarında da gözlenmektedir. Her oku-yucu nerede olursa olsun haftanın her günü etrafında trafiğin nasırarttığına şahit olmaktadır.

Milyonlarca araç milyonlarca litre yakıt yakarak milyonlarca metreküp egzos gazı üretmekte ve yaşammekanlarını zehirleyerek tehdit etmekte ayrıca atmosferin global ısınmasına neden olmaktadır. Bu proble-min çözümü belki imkansız bir ütopya olarak görülse de daha da büyümesinin önlenmesi mümkündür.

356

Page 25: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Bugün yol yapım endüstrisinin sorunları elli yıl öncesine kıyasla hiçte kolay gözükmemektedir. Geçmişteher gün daha fazla yol yapımı amaçlanırken, şimdi artık sanayileşmiş, gelişmiş ülkelerde yol ihtiyacı do-yuma ulaşmıştır. Geleceğin yol yapım stratejilerinin çok farklı boyutlarda ele alınması gerekmektedir.

Yol yapım endüstrisindeki bu değişim makina imalat alanında da yeni yönlendirmelere yol açmıştır. Şim-di artık daha az yol yapılmasına rağmen trafik hacmi sürekli artmakta ve bu mevcut yolların yüklenmesiartmaktadır. Yani mevcut yol network' ünün bakımı yapılmalı ve yeni şartlarda varlıklarını sürdürebilme-leri ve artan yükleri taşıyabilmeleri için iyileştirilmeleri gerekmektedir. Aynı şekilde, makina imalat sektö-rüde özellikle recycling ve malzeme tasarrufu konularında çalışmalar yapmaktadır.

Henüz 21. Yüzyılın başlarında iken yol yapım endüstrisinde neler olacağını kestirebilmek ve bugünelektrik, elektronik, malzeme ve üretim teknolojilerinin tüm imkanlarının kullanıldığı yol yapım makina-ları alanında artık büyük gelişmeler beklemek yanlış olur düşüncesi, 'Bu geçmişte de yaşanmadı mı?' so-rusu ile biraz kafaları karıştırmaktadır.

Daima, yarının teknolojileri yeni çığırlar aşmakta ve geçmişteki büyük başarıları tarihe gömmektedir. Bunoktada hiç şüphe yok ki, gelecek teknolojiler gelecekteki sorunlarla baş edebilecek durumda olacaktır.Tekerleğin icadını, buharlı makinelerin yapılabileceğini daha önceleri kim bilebilirdi ki? Seksenli yıllar-dan sonra tüm iş makilarında hidrolik gücün bu kadar yaygın şekilde kullanılabileceğinin kim akıl edebi-lirdi? Doksanlı yılların ortasından itibaren mekatronik kavramı yanında bilgisayar destekli hidrostatik ku-manda sistemleri belki gelişmenin son durağı olarak görülebilirdi. Bugün de, belki yeni enerji kaynakları-nın günlük kullanıma gireceğini kimse düşünemiyor, hayal edemiyor olabilir.

Fakat her an, bugün için yol endüstrisini tehdit eden çevre kirliliği global ısınmayı unutturacak yeni im-kanlar ortaya koyabilir. Çünkü insan oğlu tarih boyunca bunun mümkün olabileceğini hep göstermiştir.İcadlar gelecekte de daima olacak ve bazı şeyler inanılmaz şekilde değişecek ve imkansızlar kolaylaşa-caktır. Yolların geleceği belirsizken, yol yapım makinalarında da ne gibi gelişme ve değişmeler olacağıhakkında fikir üretmek belki mümkün değildir, ancak hayal gücümüzü kimse engelleyemez.

* *

Timuçin ÖZSÖYLEV

1977 yılında ÎTÜ Makine Fakültesini bitirdi. İşletme Yönetimi dalında master programına devam etti.Yurt içi ve dışında birçok seminer ve kursa dinleyici ve konuşmacı olarak katılan yazarın, çeşitli dergiler-de yayınlanmış; inceleme, araştırma, derleme ve çeviri türünde iki yüze yakın makalesi ve birçok kitapçalışması vardır. Bunlar;

İş ve inşaat makinaları (İş ve inşaat makinaları - İş makinalarında hidrolik - Yol ve asfalt makinaları -Hafriyat makinaları)

Hazır beton (Hazır beton ve ekipmanları - Betonu pompalamak - Pompa operatörü - el kitabı - Mikserşoförü - el kitabı)

Servis yönetimi (Atölye analizi - Satış sonrası hizmetleri - Controlling)

Karayolu taşımacılığı (İşletim masrafları - Araç parkı yönetimi - Transport lojistiği)

Şoför eğitimi (Kamyon - Ağır araçlar - Ekonomik araç kullanımı - Emniyetli araç kullanımı - Şoför testkitabı - Tanker-Şoför Dikkat !)

Satış / Yönetim (Mühendislikten yöneticiliğe - Endüstriyel alanda satış)

357

Page 26: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

TMMOB Makina Mühendisleri Odası

İş Makinaları Sempozyumu ve Sergisi - 2003

6 - 7 Eylül 2003

FINANSAL KİRALAMA

VE

İŞ MAKİNALARI SEKTÖRÜNDEKİ KULLANIMI

FİDER Finansal Kiralama Derneği

Yük. Müh. Zafer KIZILSU

Yapı Kredi Leasing Pazarlama Yönetmeni

Page 27: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

ÖZET

Dünyadaki gelişmiş ülkelerde ve Türkiye 'deki leasing işlem hacimleri, bunların yatırımlardaki payı ileleasing sektörüne ait bazı istatistiksel veriler ele alınmıştır. Finansal kiralamanın tanımı, avantajları, kulla-nılan fonlama türleri ve yapıları, kiralamaya konu ekipmanlar ve KDV oranları ile sözleşme süreleri anla-tılarak, finansal kiralamanın genel iş akışına yer verilmiştir. İş ve inşaat makinaları sektöründe leasingkullanımı ve önemi vurgulanmıştır.

GİRİŞ

Büyük sermaye birikimleri olmadan yeni teknoloji kullanımını destekleyen ve ekonomik büyümeyi sağla-yan leasing, gelişmiş ülkelerde sabit sermaye yatırımlarının yaklaşık yüzde 30'luk bir bölümünü finanseeder hale gelmiştir.

Leasing işlemleri ilk olarak 1950' li yıllarda ABD'de başlamış ve hızla gelişmiştir. Bu gelişmenin neden-lerinden birisi, o tarihlerde ABD'de var olan yatırılabilir sermaye fazlasıdır. Ayrıca, ABD'de o dönemdeorta vadeli kredilerin yeterince gelişmemiş olması, "azalan bakiyeler usulü ile amortisman" yöntemininuygulanmaması, sanayicilerin teknolojjik gelişmelere ayak uydurmak zorunda olması, leasing'in gelişme-sini hızlandırmıştır.

Başlangıçta, makina ve teçhizat üreticilerinin satışlarını arttırmak üzere kurulan ve onların bir uzantısıolarak faaliyet gösteren leasing şirketlerinin bir bölümü, belli birkaç ürün yerine, her türlü makina ve teç-hizatı kiralayan leasing şirketlerine dönüşmüşlerdir.

Karın, makine ve teçhizatın mülkiyetinden çok, kullanımından doğduğu düşüncesinin yanı sıra, vergi yö-nünden amortisman oranlarının esnekleştirilmesi ve kiralama gelirlerinin vergi muafiyetinin genişletilme-si, kiralamanın genişlemesinde temel etmen olmuştur.

Finansal kiralama uygulamalarının yaygınlaşmasında, kiralama şirketleri önemli bir rol oynamıştır. Finan-sal kiralama uygulamalarının ve finansal kiralama şirketlerinin gelişmiş ülkelerde görülmesinin sebebi, buülkede pazarlama ve sermaye olanaklarının fazla oluşudur. Rekabetin de etkisiyle, gelişmiş ülkelerdeki fi-nansal kiralama şirketleri, nakit sıkıntısı çeken işletmeleri cazip olanaklarla özendirmeye ve kendi pazar-lama güçlerini arttırmaya yönelmişlerdir. Gelişmiş ülkelerdeki finansal kiralamanın gelişmesinde etkenolan ortak özellikler, sermaye yatırımlarının özendirilmesi, yani girişimci dinamizmine sahip bir ortam vegüçlü bir mali yapı sağlamasıdır.

Gelişmekte olan ülkelerde finansal kiralama uygulamalarının başlaması ve yayılmasının da, gelişmiş ül-kelerdeki finansal kiralamalarının yanı sıra, Dünya Bankası'nın bir uzantısı olan Uluslararası FinansmanKurumu (IFC)'nin yaptığı çalışmaların da payı vardır [1].

1. FİNANSAL KİRALAMANIN TARİHÇESİ

Leasing'in dünyada bilinen ilk uygulamaları Sümerler tarafından M.O.2000'li yıllarda tarım araçları kira-lamasında görülmüştür. Daha sonraki Roma dönemlerinde leasing uygulamaları belirginleşirken Orta-çağ'da arazi ve binalar da leasing'e konu olmuştur.

1877'de Bell Telephone Company, telefonlarını satmayıp kiralamaya karar vermiş ve bu olayı "leasing"olarak ifade etmiştir. Bu kiralamalar; o zaman satış politikasının bir aracı olarak düşünülmüştür.

İkinci Dünya savaşı sırasında, Amerikalılar'in Ruslar'a savaş malzemesi satışı yerine, kiralama fikirleri,savaş sonrası ekonomik canlanmanın getirdiği dev yatırımlar için önemli finansman kaynağı oluşturmuş-

.tur. Baş döndürücü teknolojik gelişmelere karşılık, yetersiz banka kredileri, "makinenin değeri, ona sahipolmak değil, kullanmaktır" ilkesini benimseyen pek çok şirketin, leasing'e yönelmesini sağlamıştır.

360

Page 28: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Modern anlamı ile leasing, 1930 yılında Amerika'da yaşanan krizden sonra finansman güçlüklerini aşmakamacıyla ortaya çıkmıştır: Bugünkü anlamı ile ilk leasing şirketi 1952 yılında "United States Leasing In-ternational Inc." adıyla Amerika'da, 1962 yılında ise Fransa, İtalya ve Almanya'da kurulmuş ve 1968 yı-lında tüm Avrupa'ya yayılmıştır. Japonya'da ise ilk kiralama şirketi, 1963 yılında kurulmuş ve Japonya fi-nansal kiralama şirketlerinin uluslararası faaliyetleri 1980'li yıllarda başlamıştır. Finansal kiralamanın ge-lişimi bu kadarla kalmamış, Avrupa'dan sonra, 1970'li yıllarda gelişmekte olan ülkelere de sıçramış ve fi-nansal kiralama uygulamaları bu ülkelerde de başlamıştır.

İngiltere' de 1840'larda demiryolu vagonlarının kiralaması söz konusu olmuş, 1960 yılında "The Mercan-tile Leasing Company"nin kuruluşu ile İngiltere'ye sıçrayan leasing, başarılı bir gelişme göstermiş vedünyada ilk tescilli kiralama şirketi "Birmingham Wagon Company" 25 Mayıs 1985'de kurulmuştur. İn-giltere' de önceleri kiralamaya daha çok taşınmaz mallar konu olmuş ve bu işlemler "lease" olarak adlan-dırılmıştır. Kiralama işlemlerinde süre, yüzyıla kadar uzanmış ve bu işleme satış gözüyle bakılmıştır [ 1 ].

2. DÜNYADAKİ LEASİNG İŞLEMLERİ VE YATIRIMLARDAKİ PAYI

Rakamlar incelendiğinde 1970'ten itibaren dünyada Leasing sektörünün büyük bir artış gösterdiği, % 800'lere varan büyüme oranlarına ulaştığı görülmektedir. Bugün yılda yaklaşık 500 milyar USD tutarında finan-sal kiralama işlemi yapılmakta olup toplam yatırımların ortalama %25'i finanse edilmektedir. Dünya Le-asing pazarında birinci sırada olan ABD'yi Kıta Avrupası ve Uzakdoğu ülkeleri izlemektedir (Şekil 1) [3].

DÜNYA LEASİNG CİROSUNUN BÖLGELER GÖREDAĞILIMI

AVUSTRALYA% 1AFRİKA

% 2 9AVRUPA

% 5 5AMERİKA

s AMERİKA• AVRUPAD AFRİKAs ASYA• AVUSTRALYA

Şekil 1. Dünya leasing cirosunun bölgelere göre dağılımı.

Leasing son yıllarda sadece sanayileşmiş ülkelerde değil, gelişmekte oıan ülkelerde de büyük önem ka-zanmıştır. Yeni teknoloji kullanımını destekleyen, ekonominin büyük sermayeler olmaksızın yeni atılımla-ra yönelmesini mümkün kılan, küçük birikimleri harekete geçiren Leasing yatırımcıya büyük avantajlarsağlamaktadır. Avrupa ve Amerika'da Leasing'in toplam yatırımlardan yüksek bir pay alması bunun enönemli göstergesidir.

2001 yılı dünya leasing hacmi bir önceki yıla göre % 4,4 azalma göstermiştir.2000 yılı dünya leasing hac-mi yaklaşık 500 milyar USD (498,95) iken , 2001 yılında yaklaşık 477 milyar USD (476,55) olmuştur(Şekil 2.). 2001 işlem hacmi ABD'de % 6.9, Japonya'da % 2.7, İngiltere'de ise % 3.3 düşüş göstermiş-tir.En fazla düşüş gösteren ülkeler Brezilya ( % 33), Hindistan (% 20), Tayvan ( % 23), Meksika (% 18), Türkiye (% 56) , Arjantin (% 27) , Endonezya (% 38) olmuştur.

361

Page 29: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

DÜNYA LEASING HACMİ( MİLYAR USD)

473.5 499,0 476,6

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001

Şekil 2. Dünya'da leasing işlem hacimleri.

2001 yılı ilk 8 ülke sıralaması geçen seneden farklılık göstermemiş olup , 1-ABD 2-Japonya 3-Almanya4-İngiltere 5-Fransa 6-İtalya 7-Kanada 8-İspanya, olarak yer almaktadır.Amerika dünya leasing hacminin% 51 'ini gerçekleştirmektedir (Tablo 1.) [6].

Tablo 1. 2001 yılında gelişmiş ülkelerde gerçekleştirilen leasing ciroları ve leasing'li işlemlerin yatırım-lardaki payı ( penetrasyonlar ).

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

ÜLKE

ABD

JAPONYA

ALMANYA

İNGİLTERE

FRANSA

İTALYA

KANADA

İSPANYA

İSVİÇRE

İSVEÇ

CİRO

MİLYAR USD

242,00

58,95

34,45

20,31

19,49

17,58

10,95

7,44

5,09

5,01

PENETRASYON

%

31,0

9,2

. 13,5

14,4

13,7

10,4

22,0

5,2

19,6

20,0

3. TÜRKİYE'DE LEASİNG

Ülkemizde leasing'in hukuki alt yapısı 1985 yılında çıkan bir kanun ile oluşturulmuştur [l].Türk finanssektörünün teknoloji, hizmet kalitesi ve finansal araçlar açısından Batı'ya ayak uydurabilmesi için değişi-me uğraması gerektiği bir gerçek haline gelmiştir. Son yıllarda aktif bankacılık yöntemlerini benimseyenTürk bankaları çağdaş finansman teknikleri uygulamaya başlamıştır. Kredi Kartları, Tüketici Kredileri,

362

Page 30: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Factoring, Swift, Forfaiting, Swap ve Leasing alanlarında yapılan yeni uygulamalar, Türk finans sektörü-nün gelişmiş ülkelerle kolayca bütünleşebileceğini, AT ile entegrasyonun sağlanabileceğini göstermiştir.Türkiye'de finans sektörünün değişim sürecine geçmesi ile ilk Leasing şirketi 1986'da kuruldu. Oldukçakısa bir geçmişi olmasına rağmen, sektör hızlı bir biçimde gelişti [3]. Finansal Kiralama Derneği kısaadıyla FİDER ise 1994 yılında kuruldu. Kuruluş amacı, finansal kiralama şirketlerini bir çatı altında bir-leştirmek, leasing sektörünü yurt içinde ve yurt dışında temsil etmektir. Fider bünyesinde halihazırda 41adet finansal kiralama şirketi bulunmaktadır. FİDER, mesleki alanda ortak ilke ve hedefleri saptamak, fi-nansal kiralama şirketleri arasında bu konularda uyum ve iletişimi sağlamak amacıyla faaliyetlerini aşağı-daki konularda sürdürmektedir:

• Finansal kiralama sektöründe karşılaşılan sorunları tesbit ederek, bunların giderilmesi için çalışmalar-da bulunmak

• Yurtiçinde ve yurtdışında finansal kiralama ile ilgili yasal düzenlemeler konusunda görüş ve önerioluşturmak

• Sektörün eleman kalitesini arttırmak amaçlı eğitim çalışmalarında bulunmak• Sektörün gelişmesini teşvik amacıyla seminer, sempozyum ve organizasyon çalışmalarında bulunmak

[4].

Bugün, çoğunluğu banka kökenli olmak üzere 50 kadar şirket Leasing alanında faaliyet göstermektedir.Bankalar Leasing'i kendilerine rakip olarak görmekten çok, müşterilerine önerebilecekleri yeni ve avan-tajlı bir finansman yöntemi olarak gerekli bularak müşterilerini bu çağdaş hizmetten yararlandırmak ama-cıyla kendi Leasing şirketlerini kurmaktalar. Türkiye'de 1986'dan bu yana Leasing'in yatırımlardan aldığıpay giderek artmaktadır (Şekil 3). Ancak diğer ülkelerle karşılaştırıldığında Leasing'in ülkemiz ekonomi-sindeki payının yeterli olduğu söylenemez. Toplam sabit sermaye yatırımları içinde Leasing'in payı geliş-miş sanayi ülkelerinde %25 civarındayken, bu oran Türkiye'de %lCTun altında kalmaktadır. Türkiye'deLeasing'in henüz değerlendirilmemiş büyük bir gelişme potansiyeli bulunmaktadır.

TÜRKİYE1 DE YILLAR İTİBARIYLA LEASINGLİİŞLEMLERİN YATIRIMLARDAKİ PAYLARI

10

8

6

4

2

0

8,03 6,72 7.47

m

4,91 5.00

1998 1999 2000 2001 2002

Şekil 3. Türkiye'de Leasing'li işlemlerin yatırımlardaki payı ( penetrasyonlar ).

Geçen otuz yıl boyunca, değişim içinde olan Türkiye, dinamik tüccar sınıfıyla, hızlı gelişen endüstriyelaltyapısıyla, gelişen tüketici toplumuyla, finansal pazarlarını istikrarlı şekilde geliştirip Avrupa'nın en hız-lı gelişen ekonomisine sahip.olmuştur.

363

Page 31: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Yaklaşık yirmi yıl boyunca ekonominin liberalleşmesi, ülkenin ticari dinamizminin ortaya çıkmasını sağ-lamıştır. Türkiye'nin Avrupa Birliğiyle girdiği Gümrük Birliği, ilk liberalleşen ekonomiyi ortaya çıkaranana taşlardan biridir. 1 Ocak 1996 tarihinde yürürlüğe giren Gümrük Birliği, daha önceden Türkiye'ye uy-gulanan tarife korumasına bir son vererek, Türk endüstrisini geliştirmiş, ülkenin potansiyelinden bölgeselüretim merkezi olarak yararlanmak isteyen yabancı yatırımcılar ve yerel fabrika sahipleri için yeni imkan-lar yaratmıştır. İyi yetiştirilmiş genç neslin, yabancı şirketlerin Türkiye piyasasına / borsasına girmesineyardımcı olması ve yurt dışındaki Türk şirketlerinin ülkede yapılacak ana yatırımlar için yol göstermesi,ekonominin uluslararası seviyeye ulaşma çalışmalarını devam ettirmektedir[3]. Leasing endüstrisi, önem-li bir finansman yöntemi olarak, ülkenin global pazarlarda büyüme sürecini desteklemiştir. Türkiye'dehizmet veren leasing sektörü, yatırımcı firmalar için orta ve uzun vadeli finans kaynağı haline gelmiş,geçtiğimiz 17 yıl zarfında ise ortalama 1,5 milyar USD işlem hacmine ulaşmıştır. (Şekil4.)

TÜRKİYE'DE LEASİNG İŞLEM HACİMLERİ(MİLYON USD)

1998 1999 2000 2001 2002 2003(1. DÖNEM)

Şekil 4. Türkiye' de Leasing işlem hacimleri.

Ülkemizde finansal kiralama mevzuatını düzenleyen Finansal Kiralama Kanunu'nun temelinde yatan dü-şünce yatırımcılara finansman olanakları sağlanmasıdır. Kanun, kurumun kaynağı olan A.B.D.'de ve Av-rupa Ülkelerinde uygulamada bulunan finansal kiralama sözleşmelerinden yalnız finansman teminine yö-nelik sözleşmeyi esas almıştır. Bu çeşit sözleşmede taraflardan birisi daima bu alanda uzmanlaşmış bir fi-nansman kurumu olan finansal kiralama şirketidir. Bu şirket, yatırımcıların sabit kredi ihtiyaçlarını, krediesasına dayalı olarak çalışan diğer finansman kurumlarından farklı olarak kredi vermek suretiyle değil,yatırımcıların gereksinimi olan malları sağlayarak, bu malların kullanımını bir bedel karşılığı yatırımcıla-ra devretmek suretiyle karşılamaktadır. Ancak, bu işleme ilişkin devir Borçlar Kanunu'nda düzenlenmişbulunan kira akdindeki kullanım devrinden farklı bir nitelik göstermektedir. Gerçekten bu ilişkide malınkullanımını devralan, kiracının hukuki durumu ötesinde, aynen bir malikin yetkilerine haiz olmakta, ayrı-ca kira akdindeki kiracının yüklendiği yükümlülüklerin altına girmektedir. Bu münasebetle, finansal kira-lama şirketi sözleşme konusu "malın hukuki mülkiyetini" muhafaza ederken, "malın ekonomik mülkiye-ti"malı devralana geçmektedir. Kanun'un gerekçesinde yapılan açıklama; Kanunun konu olarak "leasing"adı altında toplanan tüm türleri değil, yanlızca "finansal leasing"i esas aldığı yönündedir. Nitekim, Ka-nun'da, finansal kiralama sözleşmesinin esas amacının finans olduğu ve sözleşme yapısının da "finansalleasing"e uygun olarak düzenlendiği açıkça belirtilmiştir [2].

364

Page 32: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

4. FİNANSAL KİRALAMA

4.1 Leasing' in Tanımı

Leasing kavramının özünü; yatırım mallarının kullanım haklarının devri oluşturmaktadır. Leasing, yatırımmallarının (menkul veya gayrimenkul) ekonomik ömrünün belirli bir süresi veya tamamı boyunca, mülki-yetini kiralayanda, zilyetliğini ise belirli bir kiracıda bırakan, kiralama süresi bitiminde varlığın kiralaya-na geri verilmesi veya belirli bir bedel karşılığında mülkiyetin kiracıya devredilmesini düzenleyen bir an-laşmadır.

Finansal kiralama sözleşmesi; kiralayanın, kiracının talebi ve seçimi üzerine üçüncü kişiden satın aldığıveya başka surette temin ettiği bir malın zilyetliğini her türlü faydayı sağlamak üzere ve belli bir süre fes-hedilmemek şartıyla kira bedeli karşılığında kiracıya bırakılmasını öngören bir sözleşmedir. Bu tanım, biryandan üçlü taraf sistemini diğer taraftan da finansal leasing'in belli temel özelliklerini içermektedir. Üç-lü taraf sisteminde, leasing işlemine; yatırımcı, leasing şirketi ve üretici/ satıcı olmak üzere üç taraf iştiraketmektedir [2].

Leasing (Finansal Kiralama), bir yatırım malının mülkiyeti finansal kiralama şirketinde kalarak, be-lirlenen kira ödeme planı karşılığında kullanım hakkının kiracıya verilmesi ve sözleşme süresi so-nunda da önceden belirlenen sembolik bir bedel karşılığında da kiracıya devrini sağlayan çağdaş vealternatif bir finansman yöntemidir.

Mülkiyetin devri 3226 sayılı Finansal Kiralama Kanunu gereğince gerçekleştirilir. Leasing Şirketinin alımyaptığı tarihten 24 ay (ya da 48-60 ay) önce mal başkasına satılamaz, devredilemez, kiralanamaz.

Leasing şirketi sözleşme sonuna kadar malın sahibidir. Mülkiyet, sözleşme bitiminde önceden belirlenmişsembolik bir bedel ile kiracıya devredilebilir.

4.2 Finansal Kiralamanın Avantajları

Leasing, tüm dünyada yatırımların orta vadeli finansmanında yaygın olarak kullanılmakta olup, özellikleenflasyonist ekonomilerde şirketlerin her geçen gün artan işletme sermayesi ihtiyaçlarını karşılamak içinen çok ilgi gören alternatif finansman yöntemi haline gelmiştir.

Finansal kiralama ya da orijinal adıyla Leasing'in müşterilere sağladığı avantajlar oldukça fazladır vebunlar söyle sıralanabilir; etkin işletme sermayesi kullanımı ve nakit yönetimi, nakit akışına uygun ödemekoşulları, öz varlıkların korunması, daha düşük yatırım maliyeti, banka kredilerine alternatif kullanımı,vergi yönetimi ve KDV avantajı (İş makinaları için %18 olan KDV oranının leasing işlemlerinde %1 ola-rak gerçekleşmesi gibi.), banka kredisi ile karşılaştırıldığında leasing işleminin daha basit olması ve kredi-lendirme aşamasının çok kısa sürmesi, finansal kiralama sözleşmesi ve sözleşme kapsamında alınan temi-natların (ipotek, teminat mektubu vs.) her türlü vergi, resim ve harçtan muaf olması, teşvikli yatırımlardayatırım indirimi ve diğer avantajların yatırımcıya fiyat indirimi olarak yansıtılması, böylece daha düşükkira ödeme planlarının oluşması, geri ödeme planının kiracının nakit akımına uygun olarak düzenlenebil-mesi (Mevsimsel değişiklik gösteren kiralar, giderek artan veya azalan kiralar gibi.) , leasing işlemine aitithalat işlemlerinin leasing şirketi tarafından gerçekleştirilmesi, bunun da yatırımcıya operasyonel kolay-lık sağlaması, yatırım projesinin bir kısmının olabileceği gibi tamamının da leasing ile finanse edilebilme-si, talep edilen malın maliyetine ek olarak gümrük vergisi, nakliye, montaj, sigorta gibi zaman zamanönemli tutarlara ulaşan diğer maliyetlerin de finansmana dahil edilebilmesi.

Satıcı firmalar açısından leasing'in avantajları ise, satışlarının parasını peşin alarak, nakit akışlarının ko-laylıkla ayarlanması, projelerde leasing'in esnek yapısı sayesinde yeniden yapılandırılabilen ödeme plan-ları, operasyonel maliyetlerin minimuma inmesi, müşterilere uzun vadeli ödeme planları sunabilme seçe-

365

Page 33: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

neği, belirli dönemlerde özel kampanyalar ile daha hızlı satış yapma, satışların artmasına paralel olarakkendi sektörlerine ait pazarlardaki paylarını yükseltme şeklinde sayılabilir.

4.3 Leasing' in Türleri

4.3.1 Kiralama konusu ekipmanın temini açısından

1- Faaliyet Kiralaması (Operational Leasing): Bu tür kiralamada, kira konusu olan mal bir leasing anlaş-ması ile sözkonusu varlığın ekonomik ömrünü kapsamayan daha kısa bir süre için kiralanmaktadır.

2- Finansal Kiralama (Financial Leasing): Yasal olarak makina-tesisin mülkiyetinin kiraya verende kal-masına rağmen, ekonomik açıdan kiralanan varlık üzerindeki kontrolü kiracıya devreden ve kiracıyıvarlığın fiili sahibi haline getiren uzun süreli leasing türüdür.

2. a- İthalatsız finansal kiralama: leasing konusu malın yurtiçinde temin edilmesi durumunda sözkonusuolmaktadır. Kiracı, yatırım malını seçerek satıcı ile fiyat ve teslim şartlarını belirleyerek anlaşma imza-lar, leasing şirketine başvurur, şirket gerekli araştırmaları yaparak teklif verir, leasing sözleşmesi imza-lanır, şirket mal bedelini satıcıya öder, mal kiracıya teslim edilir. Kiracı sözleşmede belirlenen süre bo-yunca kira öder, kira süresinin sonunda mala sahip olabilir veya malı iade ederek sözeşmeyi sona erdi-rebilir ya da sözleşmenin daha uygun koşullarla sürmesini sağlayabilir.

2- b- İthalatlı finansal kiralama: yöntem olarak bir öncekiyle aynı olmakla beraber, tek farkı malı sağla-yan satıcı firmanın yurtdışında olmasıdır.

3- Satış ve Geri Kiralama (Sale and Leaseback) : Genelde finansman ihtiyacının yoğun olduğu dönemler-de, firmanyn sahip bulunduğu ekonomik değeri finansal kiralama yapan bir kuruluşa satması ve aynıekonomik değeri belirli şartlarla kiralamasıdır .

4- Doğrudan Leasing (Direct Leasing): Kiralayanın, kiralayacağı ekipmanları doğrudan satıcı veya üreti-ciden temin ederek Kiracı'ya kiralamasıdır.

5- Alt Leasing (Sub Leasing): Bir leasing işlemine konu olan ekipmanın, leasing sözleşmesinin geçerlili-ğini korumak kaydıyla, Kiracı tarafından üçüncü bir tarafa kiralanması işlemidir. Genellikle ülkelerarasındaki vergi ve fon maliyetleri farklarından yararlanmak amacıyla yapıldığı için Kiralayan ve Ki-racı farklı ülkelerde yerleşiktir.

4.3.2 Finansman payı açısından

1- Tam Finansman: Kiralayanın satıcıdan satın alacağı ekipmanın bedelini tamamen kendi kaynakları ilefinanse etmesidir.

2- Kredili Leasing: Kiralayan ekipman bedelinin küçük bir kısmını finanse ederken, bakiye kısmın fi-nansmanına Kiracı'nm kredi riskini üstlenen diğer finansörlerin (yatırımcı veya finansman kuruluşu)iştirak etmesidir.

4.3.3 Fiziki yerleşim açısından

1- Yurtiçi Leasing: Kiralayan ve Kiracı aynı ülkede yerleşiktir.

İhtiyaç duyulan yatırım malının Türkiye'den veya dünyanın herhangi bir ülkesinden finansal kiralamaşirketince satın alınarak, ihtiyaç sahibine kiralanması işlemidir. Yurt içi kiralamada esas olan kiracı vekiralayanın Türkiye'de olmasıdır [2],

2- Uluslararası Leasing: Kiralayan ve Kiracı'nm bulunduğu ülkeler ayrıdır. Uluslararası leasing iki du-rumda incelenebilir. Bunlar;

366

Page 34: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

2 a-Yurt dışından yurt içine finansal kiralama: Uluslararası kiralama; yurt dışında yerleşik bir leasing şir-keti tarafından satın alınan herhangi bir yatırım malının Türkiye'deki ihtiyaç sahibine kiralanması olup,bu tür işlemde leasing şirketi sadece aracılık işlevi görmektedir. Finansal Kiralama Mevzuatı çerçeve-sinde, ülkemizde yerleşik gerçek ve tüzel kişiler, yurt dışında yerleşik leasing şirketleriyle sözleşmedüzenleyerek ihtiyaç duydukları yatırım mallarını doğrudan ve büyük nakit çıkışı yapmadan dört yıllıkbir süre için temin edebilmekte, bir diğer ifadeyle, dış finansman olanağı sağlamaktadırlar.

Yurt dışından yapılan kiralamanın ülkemiz ithalat ve ihracat politikaları yanısıra kredi politikası ile deyakınen ilişkisi olduğundan bu kabil kiralama talepleri Hazine Müsteşarlığınca incelenmekte ve so-nuçlandırılmaktadır. Yurt dışından kiralamada her iki ülkenin vergi avantajlarından yararlanabilme,teşvik ve yatırım indirimleri ile uygun faiz oranlarından istifade edebilme imkanları olabilmektedir.Butür kiralamalar (cross-border leasing) daha ziyade uçak v.b.gibi "big ticket" büyük ölçekli işlemlerdeyapılmaktadır.

2b-Yurt içinden yurt dışına kiralama: Türkiye'deki finansal kiralama şirketlerinin yurt dışına FinansalKiralama Kanunu çerçevesinde mal teslimi veya kiralama işlemleri Katma Değer Vergisi Kanunu'nun11/1-a ve 12/2 maddeleri hükmü uyarınca " ihracat istisnası " kapsamında değerlendirilmektedir. Butür leasing işleminde, mal, Türkiye sınırları dışına çıktığında "nihai teslim" işleminin ihracat istisna-sından yararlanması mümkündür. Diğer yandan, bu leasing işlemi ile yurt dışına kiraya verilen mallar-dan yurt dışında yararlanıldığından, kiralama hizmeti karşılığında alınan kira bedellerinin de hizmetihracatı istisnası kapsamına girmesi sözkonusu olup, bunun için hizmet ihracatı için aranan koşullarınyerine getirilmesi zorunludur [2].

4.4 Finansal Kiralamaya Konu Ekipmanlar

Finansal Kiralama Kanunu, sözleşme konusunun bir yatırım malı olması gerektiğini belirtmeksizin söz-leşmeye menkul ve gayrimenkul malların konu olabileceğinden söz etmekte, ancak patent vb. fikri ve sı-nai hakların sözleşme kapsamı dışında olduğunu ifade etmektedir. Kanun, kiralama sözleşmesine konuolacak malın mutlaka "yeni olması" koşulunu aramadığı için birinci el kadar, ikinci el malların da le-asing'inin yapılabilmesi mümkündür. Öte yandan, "eski, kullanılmış, yenileştirilmiş, kusurlu, standartdışı, yatık, düşük kaliteli malların yurt dışından kiralanmasını (cross-border)" ilgili mercilerin ön izninebağlamış, teşvik belgelerine bağlanmış finansal kiralama işlemlerini ise ön izinden muaf tutmuştur [2],

Yatırımcılar için Leasing işlemleri her türlü vergi resim ve harçtan muaftır. Sözleşmeler için sadece notermasrafı ödenmektedir. Leasing şirketleri, kiracısına kullandırmak amacıyla aldığı bazı ekipman gruplarıiçin daha düşük KDV öder. Bu oran; makine ve ekipmanlarda % 1, ticari araçlar için % 8, binek otolar velüks tanımına giren emtialar için % 18 olarak uygulanır [3]. Bir finansal kiralama işlemi kapsamında % 1veya % 8 KDV oranı uygulanabilmesi için, işleme konu olacak malın Finansal Kiralama Kanunu'na göre"finansal kiralamaya" konu olabilecek mallardan olması zorunludur.

Kara ulaşım araçları

Hava ulaşım araçları

Deniz ulaşım araçları

İş ve inşaat makinaları

Tıbbi cihazlar

Tekstil makinaları

Makina ve ekipmanlar

367

Page 35: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Her türlü tezgah ve üretim makinaları

Turizm ekipmanları

Elektronik ve optik cihazlar

Basın-yayın donanımları

Enerji tesisleri

Santraller ve haberleşme cihazları

Büro ekipmanları

Gayrimenkuller

Leasing'e konu olabilmektedir [5].

4.5 Finansal Kiralama işleminin Genel iş Akışı

Türkiye'de ve Dünya'da sektör olarak bir gelişim içerisinde olan leasingin ülkemizdeki uygulamaaşamalarına kısaca değinilecek olursa;

• Yatırımcı, yatırım konusu mallarla ilgili olarak satıcı ile anlaşır,

• Yatırımcı, leasing şirketine yatırım malının nev'i, maliyeti ve ödeme tercihlerini bildirip ön teklif alır,

• Yatırımcı, leasing şirketinin sunduğu teklifi kabul etmesi halinde kredi tahsisi için gerekli belgeleri le-asing şirketine ulaştırır,

• Leasing şirketinin kredi değerlendirmesi neticesinde limit tahsisi ve kredilendirme koşulları oluşturu-lur. Leasing işlemi, bir malın alınması ile gerçekleşiyor olsa da bir kredi verme işlemidir. Buna göre,kiracının mali yapısı ve yatırım malının özelliklerine göre leasing firması teminat talebinde bulunabi-lir. Kredi incelemesi sonucunda belirlenen teminatlar doğrultusunda sözleşme imzalanarak leasing iş-lemi gerçekleştirilir. Leasing şirketi tarafından istenebilecek teminatlar ve unsurları şöyledir:

>- Şirket sahibinin kefaleti,

>- Muteber başka bir şirket veya şahsın kefaleti,

>• Senet, Teminat Mektubu,

>• Menkul kıymet rehni ya da mevduat blokajı,

>• İşletme rehni,

>• Gayrimenkul ipoteği,

>• Gerçek müşteri çeki blokajı,

>~ Diğer (peşinat, geri alım sözleşmesi vb.),

Yukarıda yer alan ve leasing şirketleri tarafından talep edilebilecek teminatlar kiracının tüm borçlarınıödemesiyle çözülür [3],

• Sözleşme imzalanmasına müteakip kredilendirme koşullarını yerine getirildikten sonra satıcıya siparişgeçilir,

• Satıcının malı teslim etmesine müteakip leasing şirketi satıcıya ödeme yapar ve yatırım malının sigor-tasını yaptırır,

368

Page 36: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

• Yatırımcı leasing sözleşmesinde yer alan ödeme planına göre ödemelerini yapar,

• Sözleşme süresi sonunda önceden belirlenmiş olan sembolik bir bedel ve fatura karşılığında yatırımmalı yatırımcıya devredilir.

4.6 Finansal Kiralama Sözleşmeleri

Finansal Kiralama Kanunu, sözleşme süresinin dört yıl olacağını öngörmekte ise de, bazı durumlarda busürenin kısaltılabileceği hususunda Bakanlar Kurulunu yetkili kılmaktadır. Nitekim, Bakanlar Kurulu aşa-ğıda belirtilen durumların mevcudiyeti halinde sözleşme sürelerinin kısaltılabileceğini kararlaştırmıştır.

• Teknolojik niteliği ve ekonomik yararlanma ve işletme süresi itibariyle kullanımının dört yıldan kısaolduğu Hazine Müsteşarlığı'nca onaylanan, bilgisayarlar, tır hariç ticari araçlar, hava araçları, yolcuotobüsleri, iş makinaları, film baskı ve banyo makinaları, tıbbi cihazlar, muhtelif tarım makinaları vepazarlama amacıyla kullanılan binek otolar gibi mallar,

• Yurt içinde ve yurt dışında yerleşik finansal kiralama şirketleri tarafından yapılan kiralama işlemlerin-de, ilk sözleşmenin devamı mahiyetinde, yeniden finansal kiralama sözleşmesine konu olan mallar,

• Yurt içinde ve dışında savaş hali ile savaşa yol açabilecek durumlar veya sabotaj, yangın, ağır kaza vetabii afetler sebebiyle kiralama konusu malın, bu malı kiralayanın veya kiracısının zarar gördüğü hal-ler.

Finansal kiralama sözleşmesi, düzenleme şeklinde noterlikçe yapılır. Menkul mala ait sözleşme, kiracınınikametgahı noterliğinde özel sicile tescil edilir. Gayrimenkul mala dair sözleşme ise gayrimenkulun bu-lunduğu tapu kütüğünün beyanlar hanesine, gemilere dair sözleşmeler ise gemi siciline şerh edilir. Tescilveya şerhden sonra, üçüncü kişilerin finansal kiralama konusu mal üzerindeki ayni hak iktisapları kirala-yana karşı ileri sürülemez. Yurt dışında yerleşik kiralayan şirketin Türkiye'de şubesi yoksa sözleşmeler,Hazine Müsteşarlığı'nın bağlı olduğu Bakanlıkça, tescil edilirler [2].

Finansal kiralama bedeli ve ödeme dönemleri taraflarca belirlenmekte olup, bedeller sabit veya değişkenolabileceği gibi, Türk Lirası veya konvertibl döviz cinsinden belirlenebilir. Ancak, yurt dışından yapılacakfinansal kiralamalarda yıllık kiralama bedeli yirmibeş bin ABD Doları karşılığı Türk Lirası'ndan az ola-maz Bu miktarı arttırmaya veya eski değerine indirmeye ise Bakanlar Kurulu yetkili kılınmıştır.

Finansal kiralama sözleşmesi hükümleri çerçevesinde, kiracı kiraladığı maldan her türlü faydayı sağlamahakkına sahiptir. Sözleşmede aksine hüküm yoksa, malın bakım ve onarım masrafları yanısıra malın hasarve ziyanı da (sigorta ile karşılanmayan kısım) kiracıya aittir. Kira konusu malın zilyetliğini kiracı bir baş-kasına devredemez. Ancak, sözleşmede belirtilmesi kaydıyla, kiralayan malın mülkiyetini bir başka kira-layana devredebilir ve devralan, sözleşme hükümlerine uymakla yükümlüdür.

Finansal kiralama sözleşmesi, kararlaştırılan sürenin dolmasıyla sona erer. Ancak, tarafların uzlaşması ha-linde sözleşmenin uzatılabilmesi, mevcut veya yeni şartlarla mümkündür. Diğer taraftan, şirketin veya tü-zel kişiliğin sona ermesi, kiracının iflası, ölümü, fiili ehliyetini yitirmesi veya işletmesini tasfiye etmesihallerinde, sözleşmede aksine bir hüküm yoksa, sözleşme sona ermektedir.

Sözleşmenin sona ermesi durumunda; kiracı, sözleşme ile kendisine tanınan malı satın alma hakkını kul-lanmadığı (veya kendisine böyle bir hak tanınmadığı taktirde) malı derhal kiralayana geri vermekle, söz-leşmenin feshinde ise; kiracı, hem malı geri vermek hem de vadesi gelmemiş kira bedellerini kiralayanaödemekle yükümlüdür [2].

369

Page 37: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

4.7 Finansal Kiralamada Kullanılan Fonlama Türleri ve Yapıları

Yatırım halinde olan firmalar, bu yatırımlarını çeşitli yöntemler ile gerçekleştirebilirler. Bunlar, özkaynakkullanımı , banka kredisi kullanımı veya leasing yöntemi olarak basitçe sırlanabilirler. Leasing firmalarıtarafından kullanılan fonlar ise farklı kaynakları içerebilmektedir. Bunları aşağıdaki şekilde sıralayabili-riz:

• İşletme kredileri, yurt dışı banka ve finans kurumlarından alınan kredilerdir. IFC (International Finan-ce Corporation) ve FMO ( Netherlands Development Finance Company) gibi uluslararası kuruluşlar-dan sağlanan krediler örnek olarak gösterilebilirler.

• Post finansman, ortalama 12 ay, maksimum ise 24 ay vadeye kadar uzanan kredilerin kullandırılmasın-da uygulanan bir yöntemdir.

• Yurt dışı ülkelerinin sağladıkları exim kredileri, yüksek montanlı yatırımların emtia bedellerinin % 85'inin fonlanabildiği bir yöntemdir. Sanayileşmiş tüm ülkelerin exim kredileri bulunmakta, bu kredilerinen yaygın olarak kullanılanları ise, HERMES (Almanya), ERG (İsviçre), US-EXIM (Amerika), SACE(İtalya), OeKB (Avusturya), NCM (Hollanda), CESCE (İspanya), ECGD (İngiltere), OND (Belçika),COFFACE (Fransa), EKN (İsveç), K-EXIM (Kore) dir.

• Vendor kredileri, sektörlerinde lider olan ve dünya çapında yaygın bir kullanıma sahip ürünlerin satıcıfirmaları tarafından sağlanan fonlardır. HEİDELBERG (Almanya), KOMORİ (Japonya) vb. firmala-rın sağladığı krediler bu tip kredilere örnek olarak gösterilebilir.

5. İŞ VE İNŞAAT MAKİNALARI SEKTÖRÜNDE LEASİNG

Dünyada makro anlamda leasing verileri araştırıldığında, 450 milyar USD' lik bir cirosal hacmin bulun-duğu, leasing yöntemi kullanılarak yapılan yatırımların, toplam yatırımlardaki payının gelişmiş ülkelerde% 25' ler seviyesinde olduğu gözlemlenmektedir. Türkiyede ise 2002 yılında leasing firmalarının ulaştığıtoplam ciro 1,3 milyar USD, ve leasing yönteminin yatırımlardaki payı da % 7 'ler seviyesindedir. TümAvrupa ve diğer gelişmiş ülkelerin özellikle yer almak istediği bir pazara sahip Türkiye' nin leasing işlemhacminin bu seviyelerde olması, fazlaca kabul edilebilir bir durum olarak değerlendirilmemektedir.

Bilindiği üzere inşaat sektörü, gelişmekte olan ülkelerin lokomotif sektörlerindendir ve Türkiye için de,bu sektörün konumu ve gelişim trendi oldukça önem taşımaktadır. Bu sektörde yer alan müşteri grubu, işve inşaat makinaları yatırımlarında genellikle öz kaynaklarını kullanmamaktadırlar. İş makinaları sektö-rü, geçmişten günümüze leasing kullanımına en uygun sektörlerin başında gelmekte, bu nedenden dola-yı da alternatif finans yöntemi olarak, yatırımların genelinde çok yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.

İş ve inşaat makinaları ithalatı ve imalatı hızla büyürken, Türkiye ve üzerinden ihracat yapanların sayısıda artış göstermektedir. İş makinaları ithalatçıları ve üreticileri, özellikle Rusya ve Orta Asya ülkelerineihracat yapmakta ve birçok iş ve inşaat makinaları da özellikle Rusya ve Bağımsız Devletler Topluluğu'naTürkiye üzerinden ihraç edilmektedir. Henüz altyapı çalışmalarına yeni başlamış ve tamamlanması içindeuzun bir süre gerekli olan bu ülkeler, iş makineleri sektöründe önemli bir pazar olarak görülmektedirler.

2001 yılında 727 milyon USD olan leasing firmalarının toplam cirosu, 2002 yılında 1,3 miyar USD olarakgerçekleşmiştir. Aynı dönemde 72.1 milyon USD olan iş makinaları leasing cirosu 99.6 milyon USD' yeyükselmiştir. (Şekil 5.) Buna rağmen, Türkiye' de leasing sektörü işlem hacmi içindeki iş makinalarınınoranı, 2001 yılında % 9,8'den 2002 yılında % 7,5'e gerilemiştir.

370

Page 38: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

TÜRKİYE'DE İŞ VE İNŞAAT MAKİNALARI LEASING İŞLEM HACİMLERİ(MİLYON USD)

200

1998 1999 2000 2001 2002 2003(1 DÖNEM)

Şekil 5. Türkiye'de iş ve inşaat makinaları leasing işlem hacimleri.

Yatırımlarını finansal kiralama yöntemi ile gerçekleştiren firmalar arasında inşaat firmaları önemli bir pa-ya sahip olup, bu ekipman grubu içindeki ana kalemleri, yükleyici, ekskavatör ve beko loder türündeki işmakinalari oluşturmaktadır. Dayanıklılıkları, yüksek ikinci el değerleri nedeniyle iş makinaları, leasingşirketleri açısından her zaman tercih edilen ekipman türleri içinde yer almaktadır. Ayrıca, Türkiye' de işve inşaat makinaları için, 40,000 Euro ile 300,000 Euro arasinda bir fiyat skalası bulunmakta, leasing fir-malarinin ortalama sözleşme büyüklükleri göz önüne alındığında da , iş makinaları finansal kiralama iş-lemleri için ideal ürünler haline gelmektedir. Ayrıca, KDV avantajı ve iş ve inşaat makinalarının mülkiyetdevir süresinin 2 yıla indirilmesi yatırımlarda leasing kullanımını artıran bir unsur olarak görülmektedir.İş makinalarının finanse edilmesinde finansal kiralama yönteminin yatırımcı firmaların lehine olan fayda-ları, alternatif finansman yöntemi olarak sıklıkla kullanımının nedenlerini açıkça ortaya koymaktadır.

İş ve inşaat makinalarını satan firmalar açısından leasing'in avantajları ise, satışın peşin yapılarak, nakitakışının kolaylıkla ayarlanması, müşterilere uzun vadeli ödeme planları sunabilme seçeneği, belirli dö-nemlerde özel kampanyalar ile daha hızlı satış yapma, satışların artmasına paralel olarak kendi sektörleri-ne ait pazar paylarını yükseltme, şeklinde sayılabilir.

Amerika ve Avrupa 'da iş ve inşaat makinalarının leasing cirolarının artırılması, operasyonel leasing'inkullanımıyla daha yaygın hale gelmiştir. Teknolojik olarak sürekli gelişen ve genelde ikinci el değeri yük-sek olan ekipman için en uygun kiralama yöntemi olarak kabul edilen operasyonel leasing'de, kiralananekipmanın mülkiyeti sözleşme süresi sonunda kiraciya devredilmemekte; leasing şirketi kira dönemi so-nundaki ikinci el değeri riskini üstlenmektedir. Ayrıca, finansal kiralama yönteminde bulunan tüm vergi-sel avantajlar, operasyonel leasing için de geçerli olmaktadır. Türkiye'de bu yöntemin gelişebilmesi içinöncelikle, mevcut kanunda yeralan operasyonel leasinge yönelik kısıtlayıcı hükümlerin kaldırılması ge-rekmektedir. (Örneğin, operasyonel leasing sözleşmesi olması halinde sözleşme süresinde herhangibir kı-sıt olmaması gerekir.) Leasing'in gelişmiş olduğu ülkelerde operasyonel leasing, kiralayan firmalar tara-fından kiracılara full servis verilerek yapılmakta, bu hizmetin verilebilmesi ise ayrı bir örgütlenmeyi ge-rektirmektedir. Bugünkü durumda leasing firmalarının böyle bir organizasyon yapısı ve otomasyon sis-temleri mevcut değildir, bu hizmetler satıcı firmalardan alınacak bakım onarım servisi ile sağlanabilir.

Yatırımcıyı ilgilendiren diğer bir konu da, 1 Temmuz 2003 tarihinde yürürlüğe giren ve leasing kanunu

371

Page 39: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

nun vergisel uygulamalarında bazı değişiklikler içeren yeni düzenlemedir. Bu kanunla artık yatırımcı kira-ladığı emtianın amortismanını kendi bilançosunda ayıracak, finansal kiralama bedellerinin ise sadece faizkısmını giderleştirebilecektir. Genel yapısı itibariyle leasing yöntemini finansman amaçlı kullanan iş veinşaat makinaları yatırımcılarının, bu yeni düzenlemeden çok fazla etkileneceği düşünülmemektedir.

6. REFERANSLAR

[1] "Leasing in Tarihçesi" Para Dergisi, İstanbul, 1999

[2] E. Onursal, "Finansal Kiralama Yeterince Bilinmiyor" Dış Ticaret Müsteşarlığı Dergisi, Nisan 2001

[3] "DünyaMa ve Türkiye^de Leasing"- İktisat Leasing Web Sitesi

[4] Leasing Dünyası Dergisi, sayı:l, FİDER yayını, İSTANBUL, Ağustos 2001

[5] Yapı Kredi Leasing Web Sitesi.

[6] Leasing Dünyası Dergisi, sayı:7, FİDER yayını, İSTANBUL, Nisan-Mayıs-Haziran 2003.

372

Page 40: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

TMMOB Makina Mühendisleri Odasıİş Makinaları Sempozyumu ve Sergisi - 2003

6 - 7 Eylül 2003

HİDROMEK - HMK 220 LC EKSKAVATÖR BOMUNUNGERÇEK ÇALIŞMA ŞARTLARINDA

DİNAMİK GERİLME ANALİZİ

Prof. Dr. Tuncer TOPRAKAraş. Gör. Dr. Ergün BOZDAĞ Araş. Gör. Emin SÜNBÜLOĞLU

İ.T.Ü. Makina Fakültesi

Page 41: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Özet

İş makinaları genellikle zor şartlarda çalışırlar. Makinanın ana parçaları sürekli dinamik ve darbeli yükle- f.rin altındadır. Bu nedenle, iş makinalarının tasarımı yapılırken, makinanın değişik elemanlarına etkiyendinamik kuvvetlerin çok iyi belirlenmesi, bu kuvvetlere göre hem gerilme analizi ve hem de yorulma ana-lizi yapılmalıdır. Bilhassa kaynaklı konstrüksiyonlarda, çentik etkileri nedeniyle gerilme yığılmalarını çokiyi analiz etmek gerekir. Tasarım aşamasında, sonlu elemanlar gibi sayısal yöntemlerde, bilhassa gerilmeyığılmalarının oluştuğu kaynak dipleri, sivri köşeler, ani kesit değişiklikleri gibi gerilme yığılmasına ne-den olan konumların modellenmesi her zaman mümkün olamadığından, sayısal analizler ile yapılan geril-me hesaplarının sonuçları, deneysel gerilme analizi ile kontrol edilmelidir.

Dinamik ve darbeli kuvvetlerin etkisindeki bu tip makina ve yapılarda, sayısal analizlerle tasarım yapıl-dıktan sonra, prototip makina ile gerçek çalışma şartlarında dinamik gerilme analizi yapılmalı ve sonuçla- .rı ile tasarım modifiye edilmelidir. f

Bu çalışmada, tasarımı Hidromek firması tarafından yapılan HMK 220 LC tipi ekskavatörün, arazide ger-çek şartlarda çalışması sırasında strain gage yöntemiyle ana bom üzerinde dinamik gerilme analizi yapıl-mıştır.

Giriş

HMK 220 LC tipi ekskavatör, 167 HP (124 KW), 12 000 d/d Cummins diesel motor, 14 500 kg kepçekazma kuvveti, 12 000 kg kol koparma kuvveti, 1.05 m3 Standard kepçe kapasitesi, 3 tırnaklı, 2x49 adetpabuç özelliklerine sahip paletli bir iş makinasıdır.

Ekskavatör bomu üzerinde dinamik deneysel gerilme analizi, ekskavatörün arazide gerçek çalışma şartla- irında kazı yapması sırasında gerçekleştirilmiştir. .<:

Bomun kritik görülen konumlarına çok sayıda strain gageler yapıştırılmıştır. Ölçüm konumları, gerek bo-mun sayısal analizi sonucunda belirlenen ve gerilmelerin yüksek olduğu noktalar ve gerekse tecrübelerlegerilme yığılmalarının yüksek olacağı kritik noktalar seçilerek belirlenmiştir. îlave olarak, hidrolik piston-lara da, yükleme durumunu sürekli izlemek, pistonlara gelen kuvvetleri görmek ve referans sinyaller ola-rak değerlendirmek üzere strain gage'ler yapıştırılmıştır.

Ölçüm sistemi olarak, 16 kanallı Computer-Controlled Signal Conditioning Amplifier kullanılmıştır. Öl-çüm sisteminin örnekleme frekansı, 100 000 Hz. olmasına rağmen, her bir strain gage için saniyede 500ölçüm yeterli görülmüştür. Seçilen nokta ve strain gage sayısının fazla olması ve ölçüm sisteminin de 16 .kanallı olması nedeniyle, ölçümler 16 şar kanallık guruplar halinde tekrarlanmıştır. Her bir strain gage üç fkablolu dörtte bir Wheatstone köprü devresi (Çjuarter Bridge) olarak ölçüm sistemine bağlanmıştır. Sıcak-lık kompanzasyonu, shunt kalibrasyonu yapılmıştır ve kablo direncinin etkisi kompanse edilmiştir.

Ölçümler sırasında her bir gage'den saniyede 500 şekil değiştirme bileşeni (strain) ölçülerek (örneklemefrekansı 500 Hz.), daha sonra değerlendirmek ve gerilme analizi yapmak üzere anında bilgisayara kayde-dilmiştir. Data kaydedilirken, olası bağlantı kopması gibi beklenmedik durumları kontrol etmek için, herbir kanal bilgisayar monitorundan ölçüm süresince sürekli takip edilmiştir.

Gerilme analizinin tek eksenli olduğu konumlara, klasik tek strain gage "ler, düzlem gerilme halinin sözkonusu olduğu konumlara da üç elemanlı rozet strain gage'ler uygulanmıştır. Ekskavatör bomunun, anabom ve arm adı verilen iki ana parçasına ve kuvvet uygulayıcı hidrolik silindirleri üzerine toplam, 34 adet jüç elemanlı rozet ve 9 adet tek elemanlı strain gage yapıştırılmıştır. f

Aşağıdaki şekillerde, ekskavatör ana bomu, arm ve hidrolik silindirler üzerinde kritik olarak seçilen ve r

strain gage ve rozetlerin yapıştırıldıkları konumların bir kısmı görülmektedir.

374

Page 42: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Şekil 1. Ana Bom, Arm ve Hidrolik Silindirlerde Ölçüm Konumlarından Bir Görünüş

Şekil - 2 : Ana Bom, Armın Sol Yan Yüzünde Ölçüm Konumları

375

Page 43: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

- 3 : A ™ n A ı t Yüzeyinde O , ç ü m K o n u m l a n

Şekil - 4 : Armın Üst Yüzeyinde Ölçüm Konuml

an

Şekil-5: Ana Bomun üst Yüzeyiinde Ölçüm Konuml

t

t

a n

376

Page 44: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Şekil - 6 : Ana Bomun Alt Yüzeyinde Ölçüm Konumları

Deneysel Gerilme Analizi

Mühendislik problemlerinde, sistemin herhangi bir noktasındaki gerilme halini analiz etmek için (asal ge-rilmeleri ve doğrultularını vs bulmak için); gerilmelerin ölçülmesi mümkün değildir. Bunun için şekil de-ğiştirme bileşenleri (strains) ölçülerek, gerilme analizi yapılır.

Cismin bir A noktasında,

şekil değiştirme bileşenlerinin bilindiği kabul edilsin.

Bir noktadaki gerilme analizini yapabilmek için önce

e = e, cos2 d + £y sin2 0 + y xy sin 6 cos d

bağıntısını ölçüm yapılan herhangi üç doğrultuyu tanımlayan açılar için yazacak olursak;

£a = £ r cos 2 ö, +£ysin2 6 ı +7 sinö, cos0,

£6=£rcos202 + £ sin92+y sin62cos02

p —

bulunur. Burada ea, eb, ec ölçülen değerlerdir, ql, q2,.... değerleri ise, ölçüm yapılan doğrultular olarakbilinmektedir.

Bu üç bağıntı kullanılarak ex, ey ve gxy değerleri hesaplanır.

377

Page 45: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

O halde bir noktadaki gerilme analizini yapabilmek için, seçilen en az 3 doğrultuda e ların (birim uzama-lar) ölçülmesi gerekir.

Seçilen üç doğrultudaki birim uzamalar ölçüldükten sonra aşağıdaki akış diyagramında görülen işlemleryapılır.

V

-£c-

£y

. T * y .

3 ,7

min

maxmin

d

ölçülür hesaplanır Gerçeklenmeli

Bu akış semasındaki işlemler için, ilgili numaralarla tanımlanan aşağıdaki bağıntılar kullanılır.

1) e. = £ r cos2 sin2 6 + j xys\nd cosd

2) E

Ey 1 - v 2

^,y = Gj,y

İki eksenli halde Hooke bağıntıları

3)max 2

1 I 2T= -arctan ^

2 \? ,-\? ,

T = +max —-

-CV

, ! I °"r-O"v1 = — arctan :

2 I 2T^

378

Page 46: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

4) Seçilecek bir Kırılma Teorisi (Failure Theory) ile eşdeğer bir mukayese gerilmesi hesaplanır. Yapılan

tecrübelerle, sünek malzemeler için genelde, Maksimum Distorsiyon Enerjisi Hipotezi, diğer adıyla

Von Misses hipotezi kullanılır. Bulunacak Von Misses gerilmeleri, sistemin yapıldığı malzeme için se-

çilecek emniyet gerilmesi ile karşılaştırılır.

Yükleme Şartları ve Ölçümler

Ekskavatör, Sincan, Organize Sanayi Sitesi sınırları içinde seçilen uygun bir arazide değişik yükleme şart-

larında çalıştırılarak, ölçüm konumlarından şekil değiştirme bileşenleri (strains) kaydedilmiştir.

Ölçüm sırasında örnekleme frekansı, yorulma standındaki ölçümlerde olduğu gibi, 500 Hz. (Her bir strain

gage den saniyede 500 ölçüm) olarak seçilmiştir. Ölçüm yapılan strain gage sayısı, ölçüm sisteminin ka-

nal sayısından fazla olduğu için, strain gage ler 16 şarlık guruplar halinde sisteme bağlanarak ölçümler

gerçekleştirilmiştir.

Ekskavatör, gerçek çalışma şartlarını sağlamak üzere değişik yükleme hallerinde çalıştırılmıştır. Her bir

ölçüm gurubuna benzer yükleme koşulları uygulayabilmek için, değişik guruplarda mümkün olduğu ka-

dar aynı çalışma hallerinin tekrarlanmasına özen gösterilmiştir. Her bir gurup için, yaklaşık 11 değişik

yükleme hali tanımlanmış ve bu hallerde her bir ölçüm konumundan şekil değiştirme bileşenleri (strains)

için saniyede 500 veri ölçülerek anında bilgisayara kaydedilmiştir. Aşağıda bu değişik yükleme koşulları-

nın tanımı verilmiştir.

• Hal 1 : Kepçe tam açık pozisyonda, yüzeyden kazma işlemi yapıyor. Bir kaç çevrim tekrarlandı.

• Hal 2 : Bir tek kepçe doldurup boşaltma.

• Hal 3 : Bir kaç kepçe doldur boşalt operasyonu.

• Hal 4 : Arada kablo kopması nedeniyle duruldu, bağlantı yapıldıktan sonra bir kaç kepçe doldurulup

boşaltıldı.

• Hal 5 : Yaklaşık 4 metreden zorlayarak bir tek kepçe doldurulup boşaltıldı.

• Hal 6 : Yaklaşık 4 metreden, bir kaç kepçe zorlanarak doldurulup boşaltıldı.

• Hal 7 : Yaklaşık 5 metreden tek bir kazma, dolup boşaltma operasyonu.

• Hal 8 : Kazmaya devam edildi.

• Hal 9 : Maksimum derinlikten (yaklaşık 5.5 metre) bir tek kepçe doldurulup boşaltıldı.

• Hal 10 : Bom tam açık pozisyonda düşey düzlemde sarsma hareketi.

• Hal 11 : Kepçe boş, çukurun yan duvarına darbeli vuruşlar.

Yapılan ölçümlerden sadece bir kaç nokta ve yükleme hali için, asal gerilmelerin değişimine ait grafikler

aşağıda görülmektedir.

379

Page 47: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

100

80

60

40

I 20

<D 0

-20

-40

-60

-80

-100

Sig(max)Sig(Min)VonMises

20 40 60 80 100Zaman [sn.]

120 140 160

Şekil 7. 06 No.lu Rozette 1 No.lu Çalışma Halinde Asal Gerilmelerinve Von Misses Gerilmelerinin Zamanla Değişimi

100

-50

-100

Sig(max)Sig(Min)VonMises

250 300 350 400Zaman [sn.]

450 500

Şekil 8. 06 No.lu Rozette 2 No.lu Hal'de Asal Gerilmelerin ve Von Misses Gerilmelerinin Zamanla Değişimi

380

Page 48: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

0)

ü

-50 -

-100 -

20 40 120 140 16080 100

Zaman [sn]

Şekil 9. 08 No.lu Rozette 1 No.lu Hal'de Asal Gerilmelerin ve Von Misses Gerilmelerinin Zamanla Değişimi

120 -

550 555 560 565 570 575 580 585 590 595

Şekil 10. 11 No.lu Rozette 2 Nolu Çalışma Halinde Asal Gerilmelerinve Von Misses Gerilmelerinin Zamanla Değişimi

381

Page 49: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Sonuç ve Değerlendirmeler

Arazide makinanın çalışması sırasında değişik yükleme halleri tanımlanarak , bu hallerde her bir straingage konumunda, oluşan gerilmelerin operasyon sırasında zamanla değişimleri kaydedilmiştir. Operas-yonlar tanımlanırken mümkün olduğu kadar makinayı en fazla zorlayacak haller seçilmiş ve makinanınoperatörü de, bu tanımlanan hallerde makinayı bilhassa zorlayarak çalıştırmaya gayret göstermiştir.

Ölçüm sonuçları incelendiğinde bazı konumlardaki gerilmelerin büyük oldukları izlenmiştir. Bu konumlargenellikle ana bomun orta kısımlarında, alt yüzey ve yan yüzeylerin alt kısımlarındaki noktalardır. Bu ko-numlarda, gerilmelerin diğer konumlara göre büyük olması, hem geometri nedeniyle ve hem de sayısalhesap sonuçlarına göre beklenen bir durumdur.

Gerilmelerin, büyük olduğu konumlarda bile, kullanılan malzemenin kabul edilebilir emniyet sınırlarınıaşmadığı, dolayısıyla tasarımın başarılı bir tasarım olduğu sonucuna varılmıştır.

Aynı tasarımın bomu üzerinde, yorulma bakımından durumunun incelenmesi için, firma tarafından hazır-lanan standda, firmanın teknik elemanları tarafından ayrıca yorulma testi yapılmaktadır. Gerek bu ölçümsonuçları ve gerekse yapılmakta olan yorulma testinin sonuçları dikkate alınarak, gerektiği taktirde,tasarımda modifikasyonlar yapılacaktır.

Referanslar

1. Daily J.W., Riley, W.F, "Experimental Stress Analysis", Mc Graw Hill, 1985.

2. Roark R. J., Young W.C, "Formulas for Stress and Strain", Mc. Graw Hİ111976.

3. Toprak T., Tüfekçi E., Kalava H. Ve Bozdağ E., "Deneysel Gerilme Analizi - Strain Gauge ve Uy-gulamaları", İ.T.Ü. Makina Fakültesi, Sürekli Eğitim Kurs Notu, 1997.

4. Toprak T, Bozdağ E. ve Sünbüloğlu E., "Hidromek-HMK 220 LC Ekskavatör Bomunun DinamikGerilme Analizi - Araştırma Raporu", 2003.

382

Page 50: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

HİDROMEK - HMK 220 LC EKSKAVATÖR BOMUNUNYORULMA TEST STANDI ÜZERİNDE

DİNAMİK GERİLME ANALİZİ

Özet

Genellikle zor şatlarda çalışan iş makinalan dinamik ve darbeli kuvvetlerin etkisindedir. Bu nedenle, işmakinalarında gerek tasarım aşamasında yapılan sayısal gerilme analizi ve gerekse prototip üzerinde ya-pılan deneysel gerilme analizine ilave olarak, teorik ve deneysel yorulma analizlerinin de gerçekleştiril-mesi zorunludur. Zira bu tip iş makinalarında elemanların boyutları, çalışma şartlarında oluşacak gerilme-leri rahatlıkla karşılayacak durumda olsa bile, dinamik kuvvetlerin etkisiyle, bilhassa gerilme yığılmasıoluşan kritik konumlarda, yorulma nedeniyle hasar oluşması çok sık karşılaşılan problemdir.

İş makinalarının tasarımı yapılırken, makinanın değişik elemanlarına etkiyen dinamik kuvvetlerin çok iyibelirlenmesi, bu kuvvetlere göre hem gerilme analizi ve hem de yorulma analizi yapılmalıdır. Bilhassakaynaklı konstrüksiyonlarda, çentik etkileri nedeniyle gerilme yığılmalarını çok iyi analiz etmek gerekir.

Bu çalışmada, tasarımı Hidromek firması tarafından yapılan HMK 220 LC tipi ekskavatör bomunun, fir-ma tarafından yorulma testi yapılması amacıyla hazırlanan test standında, makinanın maksimum güç ka-pasitesini simüle eden yükleme koşullarında, strain gage yöntemiyle ana bom üzerinde dinamik gerilmeanalizi yapılmıştır.

Giriş

HMK 220 LC tipi ekskavatör, 167 HP (124 KW), 12 000 d/d Cummins diesel motor, 14 500 kg kepçekazma kuvveti, 12 000 kg kol koparma kuvveti, 1.05 m3 Standard kepçe kapasitesi, 3 tırnaklı, 2x49 adetpabuç özelliklerine sahip paletli bir iş makinasıdır.

Yorulma testi yapılması amacıyla tasarlanan yükleme standı üzerine monte edilen ekskavatör bomuna,makinanın ana hidrolik silindirinden uygulayabileceği maksimum kuvvete karşılık gelen yükleme kepçe-nin ucuna uygulanan bir hidrolik silindir ile uygulanmıştır.

Bu yükleme koşullarında, bomun kritik konumlarında oluşan şekil değiştirme bileşenleri (strain) ölçüle-rek gerilmeler hesaplanmış ve analiz edilmiştir. Bu nedenle, bomun kritik görülen konumlarına çok sayı-da strain gage yapıştırılmıştır. Ölçüm konumları, gerek bomun sayısal analizi sonucunda belirlenen ve ge-rilmelerin yüksek olduğu noktalar ve gerekse tecrübelerle gerilme yığılmalarının yüksek olacağı kritiknoktalar seçilerek belirlenmiştir. İlave olarak, hidrolik pistonlara da, yükleme durumunu sürekli izlemek,pistonlara gelen kuvvetleri görmek ve referans sinyaller olarak değerlendirmek üzere strain gâge-/;ler ya-pıştırılmıştır.

Kullanılan Ölçüm Sistemi, Ölçümler ve Sonuçları:

Ölçüm sistemi olarak, 16 kanallı Computer-Controlled Signal Conditioning Amplifier kullanılmıştır. Öl-çüm sisteminin örnekleme frekansı, 100 000 Hz. olmasına rağmen, her bir strain gage için saniyede 500ölçüm yeterli görülmüştür. Seçilen nokta ve strain gage sayısının fazla olması ve ölçüm sisteminin de 16kanallı olması nedeniyle, ölçümler 16 şar kanallık guruplar halinde tekrarlanmıştır. Her bir strain gage üçkablolu dörtte bir Wheatstone köprü devresi (Quarter Bridge) olarak ölçüm sitemine bağlanmıştır. Sıcak-lık kompanzasyonu, shunt kalibrasyonu yapılmıştır ve kablo direncinin etkisi kompanse edilmiştir.

Gerilme analizinin tek eksenli olduğu konumlara, klasik tek strain gage'ler, düzlem gerilme halinin sözkonusu olduğu konumlara da üç elemanlı rozet strain gage'ler uygulanmıştır. Ekskavatör bomunun, ana

383

Page 51: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Sekili. Ilidroınvk HMk *>->

34

113500 N56 750 N

^ ^

itme (107 Bar),çekme (74 bar),

k e p ç e n ı n t o p r a | , ı t m e

grafite görülmeydi,fduz.emden beMrl, bir aç, ,1e sapnmarak « ^ ^ ^ t a ^ r D İ C v l a

egdme momentinin de efcisi ile farklı değerler ka^unekledirler

ğk»'5">k gelen kuvve, degi-- P ' S ' M d ö 5 e y

T

Belirlenen d İ M m , k y ü k , e m e koŞU,,ar,nda, h er b,r konumdan „d o | r U , W d a . s a n i y e d e 500 Şekı, d e ğ i ş t l r m c

384

Page 52: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

Şekil 2. Yorulma Standına Tespit Edilen Ana Bom, Arm ve Hidrolik Silindirlerde Ölçüm Konum-larından Bir Kısmının Görünüşü

\

Şekil 3. Yorulma Test Standına Tespit Edilen Sistemin Bom-Arm Bağlantı KonumundakiÖlçüm Noktaları

bileşeni (strain) ölçülerek, anında bilgisayara kaydedilmiştir. Daha sonra bu bilgiler değerlendirilerek, herbir noktada gerilme bileşenleri, asal gerilmeler, asal gerilme doğrultuları ve Von Misses gerilmelerinin za-manla değişimleri hesaplanmıştır.

385

Page 53: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

100

50

roo.

^ 0a>

-50

-100

//i

.1

i / \J....U. :..j..X İ..U İ;..:̂ .İ >

• • / • •

iI

/

f i . i

Ii 11 1

i1/f

i/ • • • •

, '

i

ji;

IIi 1

; i

! \

V W

v

Sig(max)Sig(Min)VonMises

260 280 300Zaman [sn.]

320 340 360

Şekil 7. 26 No.lu Rozette Yorulma Deneyinde Asal Gerilmelerin ve Von Misses GerilmelerininDeğişimi

Ölçüm yapılan bütün noktalarda, dinamik yükleme sırasında oluşan şekil değiştirme bileşenleri, gerilmebileşenleri, asal gerilmeler ve Von Mises gerilmelerinin maksimum değerleri alınarak, aynı yüklemekoşullarında, sayısal yöntemlerle (FEM - Sonlu Elemanlar Yöntemi) bulunan değerler karşılaştın İmi ştır.

Ölçülen ve hesaplanan değerler, aynı yükleme standında, firma teknik elemanları tarafından gerçekleş-tirilen yorulma deneylerinin sonuçlanmasından sonra değerlendirilerek, tasarımda bir değişiklik gerekip,gerekmediği incelenecektir.

Referanslar

1. Daily J.W., Riley, W.E, "Experimental Stress Analysis", Mc Graw Hill, 1985.

2. Roark R. J., Young W.C, "Formulas for Stress and Strain", Mc. Graw Hİ111976.

3. Toprak T., Tüfekçi E., Kalava H. Ve Bozdağ E., "Deneysel Gerilme Analizi - Strain Gauge ve Uy-gulamaları", İ.T.Ü. Makina Fakültesi, Sürekli Eğitim Kurs Notu, 1997.

4. Toprak T., Bozdağ E. ve Sünbüloğlu E., "Hidromek-HMK 220 LC Ekskavatör Bomunun DinamikGerilme Analizi - Araştırma Raporu", 2003.

388

Page 54: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

HİDRO-SAftlDAMPER ARAZÖZX il

MAKtNA İML SAN. ve TİC. LTD. ŞTİ.72-76-22 m.'/ikhidrolikmerdivenlicadde sulamateşkilatımonitörlüitfaiye arazözçeşitleri

6-îî'f3-î5m3

taşımakapasite/iarkadanyüklemeli vekonteynersistemli tamotomatiksıkıştırmak çöp kasası

İMALAT ÇEŞİTLERİMİZSıkıştırmalı Çöp Kasası • TSE, Çevre Bakanlığı vePlatformKurtarıcı VinçDamperli KasaSu TankeriCenaze AracıTehlikeli Atık Aracı

Uluslararası Belgeli(TEHLİKELİ MADDE) taşımalisansımız ile İZAYDAŞ aTürkiye'nin heryerınden katıve sıvı tehlikeli atıktaşımacılığı yapmaktayız.

www.hidrosan.com.tr e-mail: [email protected]İzmir Yolu Üzeri 3. Km No: 190 Beşevler / BURSA

Tel: 0.224 451 46 92 - 451 46 93 - 451 46 94 Fax: 451 46 95

Page 55: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

" Çözüm Ortağınız "Koluman, finans, satış, teknik hizmetler, kamu satış, montaj, uluslararası ticaret birimleri ile idari yapısınıoluştururken işletme noktalarındaki hizmet ve servis anlayışı ile özel sektörün yanı sıra başta Türk SilahlıKuvvetleri Jandarma, Devlet Su İşleri, T.C Karayolları, Köy ffizmetleri, Orman Genel Müdürlüğü ve DevletDemiryolları olmak üzere birçok kamu kuruluşuna ve Belediyelere yaptığı satışlar ve kurduğu tesislerlegüvenli ve kaliteli hizmetini sürdürmektedir.

Koluman Motorlu Araçlar Tic. ve San. A.ŞKonya Yolu No: 199 06520 Balgat/ ANKARATel: (0312) 285 78 00 pbx Fax: (0312) 284 17 53

web : www.koluman.com.tre-mail: [email protected]: [email protected]

Page 56: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

1969'dan bu yana alt yapı ve

çevre düzenlemesi de dahil,

tasarımından inşasına kadar 5 milyon m2 alanlı

40.000'den fazla konutu

"Konutta markadır"

MESA|

www.mesa.com.tr

Page 57: İŞ MAKİNALARI SEMPOZYUMU ve SERGİSİ-2003 Mukavemet Analizi, iş makinalarının çelik konstrüksiyonlarının üzerine gelen kuvvetlerin ve ... yapı üzerinde oluşacak olan

hamle

sırası

sizde

iarjomeKiF A C T O R Y - H E A D O F F I C E

Organize Sanayi Bölgesi Osmanlı Caddesi No.: 1 Sincan 06935 ANKARA/TURK"Phone: +90 312 267 12 60 • Fax: +90 312 267 21 12e-mail: [email protected] • web-site: www.hidromek.com