Titreşim

7 Kasım 2014 | TEKNİK MAKALE 128. Sayı (Kasım 2014)

İNŞ. MÜH. FARUK BİLAL Himerpa A.Ş. / Teknik Danışman
Titreşim, mekanik bir sistemdeki salınım hareketlerini tanımlayan bir terimdir. Bir başka ifadeyle, potansiyel enerjinin kinetik enerjiye, kinetik enerjinin potansiyel enerjiye dönüşmesi olayına titreşim (vibrasyon) denir. 
Titreşimin özelliğini, frekansı ve şiddeti belirler. Bu salınımlar, bir sarkacın hareketi gibi periyodik olabileceği gibi, çakıllı bir yolda tekerleğin hareketi gibi rastgele de olabilir. Daha sıklıkla, titreşim istenmeyen bir harekettir; çünkü boşa enerji harcar ve istenmeyen ses ve gürültü oluşturur. Örneğin motorların, elektrik motorlarının ya da herhangi mekanik aracın çalışma esnasındaki hareketi istenmeyen titreşimler üretir. Böyle titreşimler motorlardaki dönen parçaların balanssızlığından, düzensiz sürtünmeden, dişli çarkların hareketinden kaynaklanabilir. Dikkatli tasarımlar genellikle istenmeyen titreşimleri minimize eder.
Ses ve titreşim çalışmaları birbirleriyle oldukça yakın şekilde bağlantılıdır. Ses, basınç dalgaları, ses telleri gibi yapıları titreştirerek oluşturulur ve basınç dalgaları da kulak zarı gibi yapıların titreşimine sebep olur. Bu yüzden gürültüyü azaltmaya çalışmak sıklıkla bir titreşimi azaltma problemidir. Titreşim yapılarda, köprülerde ve diğerlerinde oluşturduğu hasarların başlama sınırlarındaki, titreşim ivmesi, hızı, genliği, frekansları ve etkilenme süresi gibi parametrelerle ortaya konulmuş kriterlere sahiptir. 


Titreşim türleri 
Serbest titreşim, bir başlangıç hareketi verilen ve daha sonra serbestçe salınmaya bırakılan sistemlerde meydana gelen titreşim türüdür. Bir çocuğu salıncakta sallanırken ardından ittirmek ve daha sonra serbest bırakmak veya bir akort çatalına vurmak ve daha sonra salınmaya bırakmak bu titreşim türünün örnekleridir. Mekanik sistem daha sonra kendi frekansı veya frekanslarında titreşecek ve sıfıra gidecektir.
Zorlamalı titreşim, değişen bir kuvvet veya hareket, bir mekanik sisteme uygulandığında oluşan titreşim türüdür. Balanssızlık dolayısıyla çamaşır makinesinin titreşimi, araç titreşimleri (motordan, yaylardan veya yoldan kaynaklanan) veya deprem sırasında bir binanın titreşimleri bu titreşim türünün örneklerine dahildir. Zorlamalı titreşimde titreşimin frekansı, uygulanan zorlamanın veya hareketin frekansına bağlıdır; fakat titreşimin genliği ise sistemin mekanik davranışına bağlıdır.





Rezonans 
Eğer kütle ve yayı enerji depolama elemanları olarak görürseniz rezonansı anlamak çok kolaydır; kütle, kinetik enerji depolarken, yay ise potansiyel enerji depolar. Daha önce de bahsedildiği gibi kütle ve yay üzerinde hiçbir kuvvet yoktur. Onlar enerjilerini doğal frekansa eşit oranda bir ileri bir geri dönüştürürler. 
Sönüm ise enerji depolamak yerine enerjiyi harcar. Sönüm kuvveti hızla orantılı olduğundan, hareket büyüdükçe enerji daha fazla sönümlenir. Böylece sönüm elemanı tarafından sönümlenen enerji ile kuvvet tarafından beslenen enerjinin eşit olduğu bir noktaya ulaşılır. Bu noktada sistem kendi maksimum genliğine ulaşır ve uygulanan kuvvet aynı kaldığı sürece bu genlikte titremeye devam eder. 


Titreşimden korunma
Titreşimden korunmanın temel hedefi, titreşimi kaynağında azaltmaya yönelik olmalıdır. Genellikle makina dizaynı sırasında titreşimi azaltacak zeminler yapmak ve titreşimi az olan makinalar satın almak gerekir. Kullanılan makinaların bakımlarını zamanında yapmak, vuran ve titreşen kısımlara yalıtım uygulamak da şarttır. Titreşim ölçümlerinde, titreşim düzgün (sinüzoidal) ise etkin değer rms hızı m/sn cinsinden oktav bantları ile ölçülür. Titreşimin (yer değiştirme, hız, ivme cinsinden) rms Değeri: Belirli bir zaman aralığında ölçülen titreşim değerlerinin karelerinin ortalamasının kare kökünü ifade eder.
Titreşim yayılımını, şiddetlenmesini ve yankılanmasını kontrol etmek için; 
a.Makinanın yerleşimini (emme tabanı üstünde) duvar ve zeminden izole etmek
b.Taban bağlantılarına ve yerleşim noktalarına anti titreşim materyali ara parçaları yerleştirmek
c.Titreşim yapan makinaları diğer kısımlardan ayırarak yerleşim esnasındaki diğer kısımlarla ve çalışma odasıyla temas halinde olmamasına dikkat etmek gerekir.





Titreşim ve Sağlık
Titreşimi, insan sağlığı üzerindeki etkisi bakımından iki fiziksel büyüklüğü ile tanımlamak mümkündür: “Titreşimin Frekansı” ve “Titreşimin Şiddeti”.
Titreşimin Frekansı: Birim zamandaki titreşim sayısına titreşimin frekansı denir. Birimi Hertz’dir (Hz). 
Titreşim Şiddeti: Titreşimin oluştuğu ortamda titreşimden ileri gelen enerjinin hareket yönüne dikey, birim alanda, birim zamandaki akım gücüne titreşimin şiddeti denir. Birimi “W/cm2”dir. 
Endüstrideki titreşim kaynaklarının başlıcaları ise genellikle el ve el parmakları ile kollara ulaşan titreşimleri oluşturan titreşim kaynaklarıdır. Bunlar, taş kırma makinaları, kömür ve madencilikte kullanılan pnömatik çekiçler, ormancılıkta kullanılan taşınabilir testereler, parlatma ve rende makinalarıdır. Bu araçlar dönerek, vurarak veya hem dönerek hem de vurarak titreşirler. Tüm vücudun etkisi altında kaldığı titreşim kaynakları da traktör ve kamyon kullanımı, dokuma tezgahları, yol yapım, bakım ve onarım makinaları ile özellikle çelik konstrüksiyonlu yapılarda titreşime sebep olan makina ve tezgahlardır. 
İnsanlar 1 Hz. ile 1000 Hz. arasındaki titreşimleri algılarlar. İnsan, titreşimin düşük frekanslarında sarsıntı hisseder. Buna karşılık titreşimin yüksek frekanslarında karıncalanma hatta yanma hissi duyar. Gürültü kirliliğini diğer çevre kirliliği faktörleri ile karşılaştırmak doğru olmaz. Onun etkileri küçük adımlarla ve sinsice oluşur. Ancak kalıcıdır ve kurtulması zordur. Gürültünün insanlar üzerine olan iletişim bozuklukları, konsantrasyon ve öğrenme zorlukları, sinirlilik ve strese yol açan uyuma zorluğu gibi ruhsal-duygusal kategoriye giren etkilerinin yanı sıra doğrudan sağlığa olan etkileri de bilinmektedir.


Kaynaklar
- http://tr.wikipedia.org/wiki/Titre%C5%9Fim
http://www.yenikalite.com/index.php?topic=3557.0
- http://www.cevreonline.com/ http://enginsalli.blogcu.com/gurultu-ve-titresim/3396883 baskentsaglik.com



 

---

R E K L A M