Makine Mühendisliğine Giriş Makine Mühendisliğine Giriş MAK İNE MÜHEND İSLİĞİNE G İR İŞ Doç.Dr. İrfan AY-Ar ş.Gör.T.Kerem DEM İRC İO ĞLU MAK İNE MÜHEND İSL İĞİNE G İRİŞ MÜHEND İS VE MÜHEND İSL İK MÜHEND İS İN TANIMI Mühendis, dar anlamda geometriyi kullanan demektir. Geni ş anlamda ise insan ya şantısını daha iyiye götürmek için do ğa verilerinden (ırmaklar, rüzgar, güne ş, hava, kömür vs.) matematik aracılı ğıyla yararlanan ki şiye mühendis denir. Örnek: Do ğada ırmaklar akıp durmaktadır. Arazinin uygun bir yerinde bu ırmaklar baraj olarak de ğerlendirilebilinir. Mühendis; • Irma ğın saniyede akıttı ğı su miktarına • Akı ş engellendi ği an do ğacak basınca • Bu basınca dayanacak gövde boyutlarına • Bu harcamalara gidecek para ile elde edilecek kârı, zamana bölerek ekonomik bir i ş olup olmadı ğına karar verir. Fizikçiler, kimyacılar, matematikçiler genel anlamda temel bilimciler do ğa verilerini ke şfeder ve onların yasalarını ç ıkartırlar. (Örnek: F = m.a yerçekimi kanunu gibi) Mühendisler ise çıkartılan bu formülleri uygulamaya sokarlar. Böylece insan ya şamını kolayla ştırmaya yönelik çalı şırlar. Hata yapmamak için de matemati ği kullanırlar. “Bir toplumda mühendislik düşüncesi (zekası) ne kadar yaygın olursa o toplum refahı daha çabuk yakalayaca ğı unutulamamalıdır.” Her dalla ilgili mühendis olaca ğından bizim ilgi alanımız makine mühendisli ğidir. MAK İNE MÜHEND İSLİĞİ Makine Mühendisi, mühendislik yönünden makine ile u ğra şan ki şidir. İmal edece ği bir makinenin; • Ön etüdünü • Plan ve projesini • İmalatını • Montajını • Bakım ve onarımını • Revizyonunu yapar. Bir makine mühendisi bu konularda ba şarılı olabilmesi için İngilizcede (8M+T) formülü ile belirtilen bilgilere ihtiyacı vardır. Bunlarda; 1. M = Man = İnsan Gücü 2. M = Money = Sermaye 3. M = Motive-Power = Enerji kayna ğı 4. M = Material = Hammadde 5. M = Machinery = Makine 6. M = Method = Üretim yöntemi 7. M = Management = Sevk ve İdare 8. M = Marketing = Pazarlama T = Transportation = Ta şıma MAK İNE MÜHEND İSLİĞİNE G İR İŞ Doç.Dr. İrfan AY-Ar ş.Gör.T.Kerem DEM İRC İO ĞLU konuları ihtiva ederler. Endüstride ba şarılı olunabilmesi için bu konularda asgari bilgiye sahip olunmalıdır. MAK İNE - TES İSAT ARASINDAK İ FARK Torna Buhar Kazanı Makineler enerji dönü şümlerinde kullanılır. Enerji alırlar ve bu enerjiyi ba şka bir enerjiye dönüştürürler. Bu enerji alı şveri şinde mekanik bir hareket varsa adı makinedir. Enerji alıp vermede mekanik bir hareket yoksa adı tesisat veya donanım olur. Yukarıda böyle iki örnek görülmektedir. MAK İNELER VE SINIFLANDIRILMALARI İnsan eme ği yerine makinelerden yaralanmayı dü şünen ve makinelerin geli şmesi üzerinde sürekli çalı şmalarda bulunan uluslar toplum olarak kalkınmı şlardır. İnsanlar için büyük kolaylık ve yüksek verim sa ğlayan makineler uygarlı ğın geli şmesinde çok önemli rol oynamı şlardır ve oynamaya da devam etmektedirler. Makineler iki gruba ayrılırlar • Kuvvet (enerji üreten) makineleri • İş makineleri KUVVET MAK İNALARI Do ğal kaynaklardaki mevcut enerjiyi, günlük ya şamda ve endüstride kumanda edilebilir olarak kullanılabilir hale getiren makinelerdir. • Su motorları • Hava motorları • Isı motorları • Hidrolik motorlar • Pnömatik motorlar • Elektrik motorları • Nükleer motorlar • Özel amaçlı motorlar • Enerji üreten di ğer sistemler MAK İNE MÜHEND İSLİĞİNE G İR İŞ Doç.Dr. İrfan AY-Ar ş.Gör.T.Kerem DEM İRC İO ĞLU SU MOTORLARI HAVA MOTORLARI İçten Yanmalı Motorlar: Patlamalı Motor Benzinli Motor 4 zamanlı Hava+Benzin karı şımı buji (kıvılcım çıkartarak) ile yakılır. Sıkı ştırma oranı ? = 6-10 arasındadır V= Strok hacmi v = ölü hacim ISI MOTORLARI İçten Yanmalı Dı ştan Yanmalı Patlamalı Buhar Türbini Yanmalı Pistonlu Buhar Makinesi Tepkili Su Çarkı Buhar türbini İki farklı rüzgar enerjisi örne ği Rüzgar enerjisinden elektrik enerjisi eldesi v v + V = ?MAK İNE MÜHEND İSLİĞİNE G İR İŞ Doç.Dr. İrfan AY-Ar ş.Gör.T.Kerem DEM İRC İO ĞLU Yanmalı Motor Dizel motor 4 zamanlı Silindir içine sıkı şan hava üzerine enjektör ile buhar şeklinde mazot zerrecikleri püskürtülür. Sıkı ştırma oranı yüksek olduğundan ( ?= 14-22 arasında) mazot çabucak tutu şur. Kıvılcıma gerek yoktur. İki Zamanlı Motor Dört Zamanlı Motor İK İ ZAMANLI MOTORUN DÖRT ZAMANLIYA ÜSTÜNLÜ ĞÜ 1. E şit silindir, e şit devir sayısı ve e şit ana boyutlar göz önüne alındı ğında 2 zamanlı motorlar, 4 zamanlıya göre iki misli güç üretirler. Ters Yorum: E ğer e şit güç üreten iki zamanlı ve dört zamanlı olarak yaparsak iki zamanlının ölçüleri silindir sayıları ve devir sayıları yarı yarıya dü şer. 2. Silindir sayısı 4 ten fazla olan iki zamanlı motorlarda a ğır bir volana gerek yoktur. Çünkü dengelenmesi yeterlidir. 3. İki zamanlı motorların mekanik verimi yüksektir. Ancak gerçek güç, teorik güçten daha küçüktür. Çünkü fazla hava süpürüldü ğünde yanma zayıf olacak, ayrıca silindirler iyice doldurulmadı ğından oksijen miktarındaki zayıflık sebebiyle yakıt iyi yakılamamaktadır. Bundan dolayı da basınç dü şmektedir. 4. İki zamanlı motorların özgül yakıtı 4 zamanlıdan fazladır. 5. İki zamanlı motorun yapısı 4 zamanlıya göre daha sadedir. 4 zamanlı sübap mekanizması karma şıktır ve dolayısıyla daha gürültülü çalı şır. 6. Küçük silindirli (tek) motorlarda iki zamanlı motor daha kullanı şlıdır. MAK İNE MÜHEND İSLİĞİNE G İR İŞ Doç.Dr. İrfan AY-Ar ş.Gör.T.Kerem DEM İRC İO ĞLU Tepkili Motor Bu motorlarda motorun önünden hava emilir. Motor içinde sıkı şmı ş yakıt vardır. Hava bu yakıtın içine hızla girince yakıt patlayarak yanar. Yanma odasının basıncı artar. Tıpkı şi şmi ş balondaki gibi yanmı ş gaz hızla dı şarı çıkar. Dı şarı çıkarken bu etkiye kar şı bir tepki doğar. Tepkinin yönü etkiye zıt oldu ğundan uçak ileri do ğru fırlar. Füze motorları Bu motorlar tepkili motorlar grubuna dahildir. İnsanların ay’a ayak basmaları füzelerdeki geli şmelerle sa ğlanmı ştır.Bir füze motorunda yakıt ve oksitleyici ayrı ayrı depolarda bulunur. Füze ate şlenece ği zaman yakıt ve oksitleyici yanma odasında bulu şur ve büyük bir patlama meydana gelir. Çıkan gazlar egzoz borusundan çıkarken doğan tepki ile füze ileri fırlar Dı ştan Yanmalı Motorlar: Buhar türbini : F ıskiyeden gelen basınçlı buhar türbin kanatlarına etkir. Böylece dönme hareketi sa ğlanır. Termik santrallerde ve gemilerde halen kullanılmaktadır. MAK İNE MÜHEND İSLİĞİNE G İR İŞ Doç.Dr. İrfan AY-Ar ş.Gör.T.Kerem DEM İRC İO ĞLU Pistonlu buhar makinesi : İçten yanmalı motorlardan önce kullanıldı. Günümüzde kullanım alanı yoktur. Silindirin içine gönderilen buhar genle şme, basınç ve ısı etkisiyle pistonu hareket ettirir. Piston koluna ba ğlı çark, volan yada kasnaktan dairesel hareket elde edilir. Hidrolik Motorlar Basınçlı ya ğ akı şkan kullanarak akı şkan enerjisini sonuçta mekanik harekete çeviren motorlardır. İş makinelerinde gemilerde yüksek moment gereken yerlerde kullanılırlar. Pnömatik Motorlar Hidrolik motora benzer fakat hidrolik akı şkan yerine hava kullanılarak dönel hareket elde edilir. Basit yapılıdırlar, fiyatları ucuzdur. Parlatma, polisaj, delme, ta şlama, cıvata ve somunların sökülüp takılmasında kullanılırlar. MAK İNE MÜHEND İSLİĞİNE G İR İŞ Doç.Dr. İrfan AY-Ar ş.Gör.T.Kerem DEM İRC İO ĞLU Elektrik Motorları Elektik enerjisini mekanik enerjisine çeviren motorlardır. Do ğru akım ve alternatif akımla çalı şan tipleri vardır. Ana parçaları rotor, stator ve kondansatördür. Elektrik akımı bakır sargılar arasında manyetik alan olu şturur. Bu manyetik alan rotorun dönmesini sa ğlar. Rotor milinden de i ş elde edilir. Nükleer Motorlar Atomun parçalanması sonucu ortaya çıkan ısı türbin deposundaki suyu ısıtır. Su buhar olur. Basınç etkisiyle türbin miline ba ğlı jeneratörü çevirir. Elektrik Üretimi sa ğlar. Nükleer santrallerde ve denizaltılarda kullanılır. Özel Amaçlı Motorlar Do ğrusal Senkron Motorları : Elektrik akımıyla rayların üzerinde mıknatıslanma sa ğlanır. Raylar iletken sargılardan olu şur. Manyetik alan mıknatıslanmadan do ğar. İki manyetik alan birbirini iter. Tren raydan azıcık yükselir. Sürtünme ortadan kalkar. Do ğrusal hareket ba şlar. Bu i ş için hızın en az 75 km/saat olması gerekir. Dü şük hızlarda tekerle ğe ihtiyaç vardır. İki dezavantajı vardır. Hız arttıkça aerodinamik direnç, di ğeri ise yava şlayaca ğı zaman durma problem olacaktır. MAK İNE MÜHEND İSLİĞİNE G İR İŞ Doç.Dr. İrfan AY-Ar ş.Gör.T.Kerem DEM İRC İO ĞLU Enerji Üreten Di ğer Sistemler Güne ş Enerjisi : Mevcut enerji kaynaklarının yaptı ğı i şi güne ş enerjisi kullanarak yapmak mümkündür. Binaların ısıtılması, elektrik üretilmesi, sıcak su ihtiyacı, ula şım ve ta şıma araçlarının hareketi, uzay araçlarının elektrik ihtiyacı güne ş enerjisiyle kar şılanabilinir. İŞ MAK İNALARI Elle Çalı şan İş Makineleri : Çok fazla kuvvet gerektirmeyen kesme bükme kaldırma ta şıma i şlemleri için kullanılırlar. Motor İle Çalı şan İş Makineleri : Çe şitli i ş yada i şlemler için bir güç kayna ğından enerji alarak çalı şan i ş makineleridir. Tala şsız ve tala şlı i ş tezgahları mevcuttur. MAK İNE MÜHEND İSLİĞİNE G İR İŞ Doç.Dr. İrfan AY-Ar ş.Gör.T.Kerem DEM İRC İO ĞLU Tala şlı i ş makineleri : Çe şitli şekil ve biçimlerde tala ş kaldırarak i ş yapan makinelerdir. MAK İNE MÜHEND İSLİĞİNE G İR İŞ Doç.Dr. İrfan AY-Ar ş.Gör.T.Kerem DEM İRC İO ĞLU Pompalar: Bir motordan aldıkları dönme hareketiyle, içersindeki di şli çark, palet, piston yada pervane yardımıyla i ş yapan makinelerdir. İçme suyunun ta şınması, makinelerin ya ğlanması, tarımda arazi sulanması gibi alanlarda kullanılırlar. MAK İNE MÜHEND İSLİĞİNE G İR İŞ Doç.Dr. İrfan AY-Ar ş.Gör.T.Kerem DEM İRC İO ĞLU Hidrolik makineler : Basınçlı akı şkanın etkisiyle i ş yapan makinelerdir. Kepçe, greyder, dozer, gibi yol makineleri, ta şlama, pres, vargel, enjeksiyon gibi tezgahlar, ayrıca tarım makineleri,havacılık,denizcilik sektörlerinde yaygın olarak kullanılır. MAK İNE MÜHEND İSLİĞİNE G İR İŞ Doç.Dr. İrfan AY-Ar ş.Gör.T.Kerem DEM İRC İO ĞLU Kompresörler : Atmosferden aldı ğı havayı bir motor yardımıyla basınçlı hale getiren makinelerdir. Kompresörden elde edilen basınçlı hava tezgahların temizli ğinde otomatik montaj makinelerinde boya tabancalarında malzeme ta şınmasında cıvata vida sıkılıp sökülmesinde kullanılır. Vantilatörler ve Aspiratörler: Kapalı ve sıcak yerde hava sirkülasyonu sa ğlayarak serinlik yaratan makinelere vantilatör. Kapalı ortamdaki kirli ve a ğır havayı d ı şarı atmak için kullanılan makinelere aspiratör denir. Aspiratör Vantilatör Kaldırma ve Ta şıma Makineleri : Çe şitli yükleri destekleyerek belli bir yüksekli ğe kaldıran ve o yükseklikte geçici bir süre tutan makinelere denir. Hidrolik, pnömatik ve mekanik sistem kullanırlar. MAK İNE MÜHEND İSLİĞİNE G İR İŞ Doç.Dr. İrfan AY-Ar ş.Gör.T.Kerem DEM İRC İO ĞLU Bilgisayarlar : İnsan tarafından yapılan, birçok programı kullanarak verilen komutlar yardımıyla bilgileri i şleyen, depolayan, i şlenmi ş bilgileri çıktı olarak veren düzeneklere bilgisayar denir. Ekran, harddisk, disket sürücü, yazıcı, fare, tarayıcı, CDrom sürücü bilgisayarın donanım kısmını olu şturur. Giri ş ünitesi (klavye, fare, cd sürücü, disket sürücü, modem ı şıklı kalem, tarayıcı gibi elemanlardır.) veri ta şıma ünitesi, merkezi i şlem birimi (işlemci=beyni), bellek (rom-silinmez ve ram-geçici bellek) ve çıkı ş birimi (ekran, yazıcı, çizici, hoparlör) bilgisayarın bölümlerini olu şturur. Robotlar : İnsanlar tarafından yapılan birtakım hareketleri daha seri aynı özellikle ve çok daha hassas olarak yapabilen makinelere robot denir. Endüstride tutma, ta şıma, kaynak, boyama, montaj, paketleme ve depolama i şlemlerinde kullanılırlar. Birço ğu elektronik ve bilgisayar kontrollü çalı şır.