makina bilgisi - Karadeniz Teknik Üniversitesi Akademik Bilgi Sistemi

1. MAKİNA BİLGİSİNE GİRİŞ
1.1.
MAKİNA HAKKINDA BİLGİLER
1.1.1. Makinanın Tanımı
Herhangi bir enerjiyi başka bir enerji biçimine dönüştüren veya enerji harcayarak iş
yapan düzeneklere MAKİNA denir.
Makinalar belirli bir işin gerçekleştirilmesinde ya da fiziksel bir işlevin yerine
getirilmesinde insan ya da hayvan gücüne yardımcı olmak veya tamamen onların yerini
almak üzere geliştirilmişlerdir. Bu özelliği ile makinayı aşağıdaki gibi tanımlamak
mümkündür;
Kuvvet tesirlerinden yararlanarak belirli bir işi düzgün ve aynı özellikte yapacak şekilde
düzenlenmiş aygıtlara MAKİNA denir.
Bu tanımlamaya göre makina aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır:
1) Makina, çalıştırılması için işçi emeğinden en çok tasarruf sağlayacak en basit yapıda
olmalı ve işletme tekniği niteliksiz işçiler tarafından bile kolayca kavranabilmelidir.
2) Makina, özellikle seri üretime uygun, belli işlemleri yapacak biçimde geliştirilmiş
olmalıdır. Bir makinanın çok farklı işlemleri yapacak şekilde düzenlenmesi,
ayarlamada zaman kaybı ve çalışmada iş güvensizliği gibi sakıncalar doğurur.
Bununla birlikte, farklı işlemleri yapacak özellikteki makinalara da (genel amaçlı
makinalar) ihtiyaç duyulmakta ve bu tip makinalar da yaygınca kullanılmaktadır.
3) Makina, işlemleri kendi kendine otomatik olarak yapacak biçimde geliştirilmiş
olmalıdır. Bu durum, zaman ve insan gücü tasarrufu bakımından önem taşır.
4) Makinanın “düzgün ve aynı özellikte” iş yapabilmesi, yani seri üretimde işlenen ilk
parça ile son parçanın şekil ve ölçü yönünden birbirinin aynı olması için ayar
düzenlerinin ayarlı ve sağlam bağlantılı olması, kesicilerin uygun nitelik taşıması
gerekir.
Makinanın kökeni: Makinalar, canlı organlarına benzetimle tasarlanmış düzeneklerdir.
Canlılar, makinalar için orijinal modellerdir.
Makinanın geliştirilmesi: Makinaların geliştirilip mükemmelleştirilmesi, iki ayrı sahada
kaydedilen gelişmelerle yakından ilgilidir; Bunlardan biri “malzeme”, diğeri de
enerji”dir. Malzeme sahasında demir, enerji sahasında ise kömür bir zamanlar başlıca
kaynak iken, daha sonra çeşitli alaşımlar ve enerji kaynakları bulundu.
1.1.2. Makinanın Verimi
Makina bünyesindeki hareketli yüzeyler arasında her zaman mevcut olan sürtünme
kuvvetleri sebebiyle, makinalardan elde edilen enerji veya iş, daima makinaya verilen
enerjiden daha azdır.
Makinanın yaptığı işin (W) harcadığı enerjiye (E) oranına MAKİNANIN VERİMİ
 
denir ve (1.1) nolu eşitlikle ifade edilir.

W
E
Makine verimi 0 – 1 arasında değişir.
(1.1)
MAKİNA BİLGİSİ 2
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
1.1.3. Makinaların Sınıflandırılması
Makinalar, “gördükleri işe” ve “uzmanlaşmaya ve farklılaşmaya” göre iki gruba ayrılır.
Şekil 1.1. Makinaların sınıflandırılması
Makinalar, “gördükleri işe” göre iki gruba ayrılırlar;
1) Kuvvet makinaları (birinci/devindirici makinalar)
2) İş makinaları (ikinci/işlemci makinalar)
Doğal kaynaklardan veya yapay yollardan elde edilen kuvveti mekanik enerjiye
dönüştürmek suretiyle iş makinaları için dönme veya gidip-gelme hareketi sağlayan
makinalara KUVVET MAKİNALARI denir.
Kuvvet makinalarında tahrik kuvvetleri: Su, su buharı, güneş, rüzgar, yakıt veya
elektrik enerjisinden sağlanır.
Kuvvet makinaları çeşitleri: Su türbinleri, hava motorları, ısı makinaları, hidrolik ve
pnömatik motorlar, elektrik motorları, nükleer motorlar kuvvet makinalarıdır.
Kuvvet makinalarından sağlanan dönme hareketini değişik iletim sistemlerinden geçirerek
iş üreten makinalara İŞ MAKİNALARI denir. İş makinaları kuvvet makinaları ile birlikte
kullanılır.
İş makinaları çeşitleri: Takım tezgahları, pompalar, hidrolik ve pnömatik makinalar,
kompresörler, vantilatörler, kaldırma ve taşıma makinaları, bilgisayarlar iş makinalarıdır.
Şekil 1.2. Kuvvet ve iş makinası bağlantısı
MAKİNA BİLGİSİ 3
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Makinalar, üretimin “uzmanlaşmaya veya farklılaşmaya” yönelmesine bağlı olarak iki
gruba ayrılırlar;
1) Özel amaçlı makinalar
2) Genel amaçlı makinalar
Özel amaçlı makinaların en önemli üstünlüğü, üretim miktarının uygun olması durumunda
düşük maliyetle çalışabilmesi ve ürün kalitesinin yüksek olmasıdır. Genellikle belirli işler
ve tesisler için özel olarak imal edilirler. Bu sebeple çok çeşitlilik gösterirler. Her üretim
dalının özel ihtiyaçlarına uygun türleri vardır.
Otomasyona dayalı yığın üretiminde genellikle özel amaçlı makinalar kullanılır. İş akışı
yönünden özel amaçlı makinalarla taşıma araçları arasında uyumun sağlanmasına
OTOMASYON denir. Diğer bir ifade ile otomasyon, özel amaçlı makinalarla taşıma
araçlarının birlikte programlanıp denetlenmesidir.
Genel amaçlı makinaların en önemli üstünlüğü ise esnekliğidir. Çeşitli görevleri, hiçbirini
aksatmadan yerine getirebilirler. Ürünün yapılış özelliklerindeki değişikliklere kolayca
uyum sağlayabilirler. Genel olarak kuruluş, işletme ve bakım masrafları düşüktür.
1.1.4. Makinaların Bellibaşlı Elemanları
Tipleri ve gördükleri işler değişik olmakla birlikte, makinaları meydana getiren ana
elemanlar ortak özellikler gösterirler. Bir makinada bulunabilecek elemanların başlıcaları
aşağıda kısaca açıklanmıştır.
1.1.4.1.
Gövde
Makinaların diğer elemanlarını üzerinde taşıyan ve makinanın zemine sağlamca
oturmasını sağlayan ana elemandır. Ağır tip makinaların gövdeleri dökme demirden ve
kapalı olarak yapılır. Kapalı gövdeler ayrıca motor, dişli ve kasnak-kayış gibi aktarma
elemanlarını da koruma görevi görür. Çalışırken titrememesi ve yerinden kaymaması için
makinanın gövdesi beton zemine, yataylığı ve düşeyliği kontrol edilerek beton cıvataları
ile bağlanır. Hafif tip makinalar metal veya ağaçtan yapılmış sehpa tipinde ve genlikle
açık görünüşlü gövdeler üzerine oturur. Hafif gövdeleri her zaman yere bağlamak
gerekmez, gerektiğinde bir yerden başka bir yere kolayca taşınabilir. Şekil 1.3’de torna
tezgahında gövde elemanı görülmektedir.
Şekil 1.3. Torna tezgahı ve elemanları
MAKİNA BİLGİSİ 4
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
1.1.4.2.
Tabla
Makinanın tablası, iş parçasının üzerinde kaydırılarak veya bağlanarak işlenmesine
yarayan, düzlem yüzeyli, yatay veya istenilen açıda eğilebilen metal plakadır. Tablalar
dökme demirden yapılarak gerekiyorsa yüzeyleri çok düzgün bir şekilde ve sürtünmeyi
azaltmak için ince kanallı olarak işlenir. Tabla üzerinde siper, koruyucu, mil, vb.
aparatların hareketini sağlamak için tablada düz, kırlangıçkuyruğu, silindirik ve T kesitli
kanallar açılmıştır.
1.1.4.3.
Siper
İş parçasının, kesiciye göre belli doğrultu ve uzaklıkta dayanarak ilerlemesini sağlayan
aygıtlara siper denir. Sabit siperler, kesiciye göre belli uzaklıkta ve pozisyonda
ayarlandıktan sonra tespit edilir ve iş parçası sipere dayanarak ilerletilir. İş parçasını belli
pozisyonda tutacak şekilde ayarlandıktan sonra parça ile birlikte itilerek kullanılan
siperlere hareketli siperler denir. İş parçası sipere elle bastırılarak veya vida ile sıkılarak
bağlanır. Özel siperler, kesicilere destek görevi yapan özeli biçimli siperlerdir.
1.1.4.4.
Koruyucu kapak
Güvenlik ve temizlik sağlamak amacıyla makinanın hareketli kısımları (motor, kasnakkayış, dişli, vb.) koruyucu kapaklarla örtülür.
Şekil 1.4. Şerit testere tezgahı
1.1.4.5.
Şekil 1.5 Planya tezgahı
Kızak
Makinanın ayarlanabilir elemanlarının (tabla, siper, mil) hareketi özel kızak düzenleriyle
sağlanır. Kızaklar tablada açılan kanallara uyacak şekilde düz, kırlangıçkuyruğu, silindirik
ve T tipinde yapılabilir.
1.1.4.6.
Kolon (sütun)
Makinanın düşey konumdaki silindirik, prizmatik şekilli destek elemanına kolon denir.
Sütun olarak da ifade edilmektedir.
1.1.4.7.
Konsol
Makinanın değişik kısımlarını makine gövdesine veya duvara bağlamak için kullanılan
elemanlara konsol denir.
MAKİNA BİLGİSİ 5
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
1.1.4.8. Mandal
Makina üzerinde, ayar ve sevk hareketlerinin sadece bir yönde yapılmasına izin veren
veya tamamen durduran düzenlere mandal denir.
1.1.4.9. Pedal
Hareket değiştiren kumanda elemanlarının ayakla kontrol edilmesine yarayan düzene
pedal denir.
Şekil 1.6. Matkap tezgahı
Şekil 1.7. Kızak düzeni (T tipi)
Şekil 1.8. Freze tezgahı
MAKİNA BİLGİSİ 6
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
1.1.4.10. Bağlama düzeni
Gerekli durumlarda iş parçasının makine tablası ya da bir kalıp üzerine bağlanmasında
veya belli bir baskı altında makinaya sürülmesinde kullanılan düzenlere bağlama düzeni
denir. İş parçası çivi, vida, pim, işkence, eksantrik sıkma kolu, yaylı baskı düzenleri veya
pnömatik pabuçlar ile makine tablasına veya kalıba bağlanır.
Şekil 1.9. Bağlama düzeni
1.1.4.11. Sevk düzeni
İş parçasını makine üzerinde hareket ettiren düzene sevk düzeni denir. Başlıca sevk
düzenleri şunlardır:
a) Parçayı makine tablası üzerinde elle iterek sürmek.
b) Özellikle uzun ve ağır parçaları silindirik sehpalar üzerinde iterek sürmek.
c) Parçayı, tekerlekli veya kızaklı bir bağlama düzeni ile birlikte iterek sürmek.
d) Otomatik sevk düzeni: iş parçasını kendi kendine iterek makinadan geçiren sevk
düzenidir.
Şekil 1.10. Sevk düzeni: parçaların elle itilerek sürülmesi
1.1.4.12. Ayar düzeni
Makine kesicisinin iş parçası üzerinde istenilen işlem noktasında ve miktarında
ayarlanabilmesini sağlayan düzenlere ayar düzeni denir. Bir makine üzerinde siper
genişliği, tabla yüksekliği, mil eğimi, işlem miktarı gibi ayar işleri başlıca iki yolla yapılır:
a) Ayarlanacak eleman elle kaydırılarak ve bir uzunlu kölçerle ölçülerek istenilen
konumda ayarlandıktan sonra vidası sıkılarak tespit edilir.
b) Ayarlanacak eleman vidalı veya dişli bir düzenin kolu döndürülerek makine
üzerinde bulunan bir skaladan okunup istenen konumda ayarlanır ve tespit edilir.
MAKİNA BİLGİSİ 7
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
1.1.4.13. Kesici
Makinanın, iş parçasını keserek ölçülendirme, düzeltme, delme, şekillendirme, vb.
işlemlerini gerçekleştiren ana elemanlarına kesici denir. Her makinanın göreceği işe
uygun kesicileri vardır. Kesiciler özel takım çeliklerinden veya elmastan yapılır.
Şekil 1.11. Kesiciler
1.1.4.14. Mil
Makinanın dönen elemanlarının (kesici, kasnak, dişli, vb.) veya döndürülmek suretiyle
işlenecek iş parçalarının bağlanmasına yarayan ve motordan alınan dönme hareketini bu
elemanlara ileten özel nitelikli çelikten yapılmış silindirik elemanlara mil denir. Miller
makinaların özelliklerine göre yatay, düşey veya istenilen açıda ayarlanabilir durumdadır.
Milin dönme hareketi yeterli sayıda yataklar arasında sağlanır.
Şekil 1.12. Mil
1.1.4.15. Yatak
Makinanın dönen elemanlarının hareketi sırasında meydana gelen sürtünme önemli
ölçüde aşınma ve kuvvet kaybına sebep olur. Bu sakıncaları en az düzeye indirmek
amacıyla mil muylusunun rahatça dönebileceği yatak sistemleri geliştirilmiştir. Yataklar iki
ana gruba ayrılır:
a) Kaymalı yataklar: Düz yatak içinde çalışan muylu ince bir yağ filmi içinde kayarak
dönme hareketiyle sürtünme ve aşınmayı önler. Bu sebeple, yataklar uygun yağlarla
yağlanmalıdır. Kaymalı yataklar, enine ve boyuna kaymalı yataklar olmak üzere iki
çeşittir. Enine yönde gelen kuvveti taşıyan kaymalı yataklara enine (radyal), boyuna
yönde gelen kuvvetleri taşıyan kaymalı yataklara da boyuna (aksiyal veya eksenel)
kaymalı yataklar denir.
b) Yuvarlanmalı (Rulmanlı) yataklar: Yuvarlanmalı yataklarda sürtünme, kaymalı
yataklara göre önemli ölçüde azaltılmış olduğundan makine endüstrisinde her türlü
MAKİNA BİLGİSİ 8
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
yüksek devirli ve ağır millerin yataklanmasında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Rulmanlı yataklar iç bilezik, dış bilezik, iki bilezik arasında sıralanmış yuvarlanma
elemanları ve kafes sisteminden meydana gelir. Kullanılan yuvarlanma elemanlarına
göre bilyalı, silindirik makaralı, konik makaralı, iğne makaralı ve fıçı makaralı yataklar
mevcuttur. Kaymalı yataklar gibi yuvarlanmalı yatakların da, kuvvetin geliş yönüne
göre enine ve boyuna çalışan tipleri mevcuttur.
Şekil 1.13. Yataklar
1.1.4.16. Yastık
Mil yataklarına desteklik yapan ve yatakları içine alan taşıyıcı elemanlara yastık denir.
1.1.4.17. Kasnak
Bir iletim elemanı (kayış, zincir) yardımıyla hareket iletiminde kullanılan tekerlek
biçimindeki elemanlara kasnak denir. Dökme demir veya çelikten yapılır.
1.1.4.18. Kayış
Dönme hareketini kasnaktan kasnağa iletmede kullanılan şeritlere kayış denir. Kayışlar
genel olarak kösele, kauçuklu dokuma veya sentetik malzemelerden yapılır. Biçimlerine
göre düz, V, yuvarlak kayışlar vardır.
1.1.4.19. Dişli
Makinalarda motor hareketinin kesicilere iletilmesinde ve çeşitli ayar düzenlerinde değişik
tip dişliler kullanılır. Genellikle dönme ayısının değiştirilmesinde düz dişliler, hareketin
yönünün değiştirilmesinde konik dişliler, dairesel hareketi doğrusal harekete çevirmede
kremayer dişli sistemleri kullanılır.
Şekil 1.14. Kasnak ve kayış
Şekil 1.15. Dişli çark
MAKİNA BİLGİSİ 9
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
1.1.4.20. Kavrama
Bir milden başka bir mile hareketin iletilmesi amacıyla miller arasındaki bağlantıyı
gerçekleştiren elemanlara kavrama denir. Kullanım amacına göre rijit, oynak, çözülebilen
ve otomatik kavramalar mevcuttur. Kavramalar her zaman yatağın hemen arkasına
yerleştirilir.
Şekil 1.16. Kavrama
1.1.4.21. Bilezik
Dairesel boşlukların çapını değiştirmeye veya sıkma elemanları arasındaki boşlukları
doldurmaya yarayan elemanlardır. Bilezikler, kullanım amacına göre burç, hakla ve
rondela şeklinde ifade edilirler.
1.1.4.22. Conta ve salmastra
Birleşme yerlerinde kesin sızdırmazlığı sağlamak amacıyla kullanılan sıkıştırılmış lif, kağıt,
kauçuk gibi yumuşak malzemelerden yapılmış ince levhalara conta denir.
Hareketsiz makina parçası ile hareketli bir başka makina parçası arasından akışkan
sızmasını önlemek için yumuşak malzemelerden yapılmış elemanlara salmastra denir.
Şekil 1.17. Conta
Şekil 1.18. Salmastra
MAKİNA BİLGİSİ 10
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
1.2.
HİDROLİK VE PNÖMATİK SİSTEMLER
1.2.1. Hidrolik ve Pnömatik Sistemlerin Tanımı
Pnömatik ve hidrolik sistemler endüstri süreçlerinde ve otomasyon uygulamalarında
yaygın bir şekilde kullanılmaktadır.
Pnömatik sistemler, ekonomik, temiz, güvenli ve basit yapılı olmaları sebebiyle
sıkıştırılmış hava ile güç iletimini cazip hale getirmektedir. Pnömatik terimi, Yunanca bir
kelime olan pneuma (hava, rüzgar) kelimesinden türetilmiştir. Diğer enerji çeşitlerine
göre dar ve kısa alanda daha hızlı, kolay elde edilen, ucuz olan hava enerjisi, son
zamanlarda durumu değiştirilerek kullanılmaya başlanmıştır.
Hava atmosferde bol miktarda bulunmaktadır. Hava, atmosferden uygun yöntemlerle
alınıp, depolanabilir, basınç kazandırılabilir ve tekrar atmosfere bırakılabilir. Havanın
atmosferde bol miktarda bulunması, elde edilişi maliyetinin düşük olmasını sağlar.
Havanın kullanım hızı çok yüksektir. Endüstrinin hemen her alanında iş parçalarının
sıkılması, gevşetilmesi, ilerletilmesi, doğrusal ve dairesel hareketlerin elde edilmesi gibi
çeşitli işlemler için pnömatik sistemlerden yararlanılır. Pnömatik sistemler diğer
sistemlere göre daha hızlı ve ekonomik çözümler üretebilmektedir (Karacan, 1994).
Hidrolik, Yunanca su anlamına gelen “hydro” ile boru anlamına gelen “aulos”
kelimelerinden türetilmiştir. Günümüzde “hidrolik” akışkanlar aracılığıyla kuvvet ve
hareketlerin iletimi ve kumandası anlamında kullanılmaktadır. Hidrolik ve hidrolik
sistemler tüm mühendislik içeren sistemlerde kullanılırlar. Enerji iletiminde kullanılan
akışkanlar genellikle madensel yağlardır. Bunların dışında sentetik akışkanlar, su ve yağsu çözeltileri de kullanılmaktadır. Hidrolik sistem elektrik motorunun tahrik ettiği hidrolik
pompa ile akışkanın belirli basınçta ve debide basıldığı ve bu hidrolik enerji ile doğrusal,
dairesel ve açısal hareketin üretildiği sistemdir (MEB, 2005; Demirel, 2010).
Enerji iletim olanakları yönünden hidroliğin yanında mekanik, elektrik, elektronik ve
pnömatik gibi başka seçenekler de olup, bunların her birinin belirli bir uygulama alanı
vardır. Fakat bazı durumlarda bunlardan birini seçmek söz konusu olduğunda hidroliği
tercih edilir kılan özelliklerinden bir kaçını saymak gerekirse (MEB, 2005; Akyazıcı ve
Çorak, 2011):
















Diğer sistemlere göre sessiz ve gürültüsüz çalışırlar.
Hidrolik enerjinin elde edilmesi, denetimi ve kontrolu kolaydır.
Uzaktan kontrol edilebilir.
Bakımı, tamiri ve onarımı kolaydır.
Basınç yükselmelerinde devre otomatik olarak kontrol edilir.
Küçük basınçlarla büyük güçler elde edilebilir.
Rahatlıkla yön değiştirilebilir.
Sistem çalışma sırasında kendi kendini yağlar.
Parça ömrü uzundur.
Ekonomiktir.
Isıtma ve soğutma kendiliğinden gerçekleşir.
Sistem durmadan hız kontrolu yapılabilir.
Otomatik kumanda sistemi ile tek merkezden kontrol edilebilir.
Elektrikli ve elektronik kontrol sistemleri ile yeni makineler tasarlanabilir.
Daha az yer kaplarlar
Kuvvet gerektiğinde kendiliğinden oluşur.
MAKİNA BİLGİSİ 11
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ




Dururken, tam yükle harekete geçmek olasıdır.
Hız, kuvvet ve moment kademesiz olarak kolayca ayarlanabilir.
Fazla yük durumunda korunma kolaylıkla gerçekleştirilebilir.
Çok hızlı ve çok yavaş hareketler büyük bir duyarlılıkla denetlenebilir.
Hidrolik devrelerde enerji dönüşümü Şekil 1.19’da görülmektedir (Akyazı ve Çorak,
2011).
Şekil 1.19.Hidrolik devrelerde enerji dönüşümü
1.2.2. Pnömatik Sistemlerin Kullanım Alanları
Pnömatiğin uygulama alanlarını seçerken, pnömatik sistemlerin avantajları göz önünde
bulundurulur. Pnömatik sistemler hızlı fakat küçük kuvvetlerin uygulanması istenen
yerlerde kullanılabildiği gibi temizlik ve emniyet istenen sistemlerde de kullanılır.
Pnömatik sistemler genel olarak (MEB, 2005; Demirel, 2010);
 Otomasyon sistemlerinde
 Tarım ve hayvancılıkta
 Robot teknolojisinde
 Elektronik sanayinde
 Madencilik sanayinde
 Ağaç işleri endüstrisinde
 Taşımacılık işlemlerinde
 Tekstil sanayinde
 Gıda, kimya ve ilaç sanayinde
 Boya ve vernik işlemlerinde
 Her çeşit valfin kumandasında
 Şişeleme ve dolum ünitelerinde ve benzeri alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
1.2.3. Hidrolik Sistemlerin Kullanım Alanları
Hidrolik sistemler, modern üretim ve imalat tezgâhlarında uygulanır. Hidroliğin modern
otomasyon tekniğindeki çeşitli uygulamaları, bu alandaki yerini ve önemini
göstermektedir.
Hidrolik sistemler esas itibariyle sabit ve hareketli hidrolik sistemler diye ikiye ayrılırlar.
Sabit hidrolik sistemlerin kullanım alanları (Karacan, 1994);
 Her türlü imalat ve montaj makineleri
 Transport sistemleri
 Kaldırma ve iletme makineleri
 Presler
 Basınçlı döküm makineleri
 Haddehaneler
 Asansörler
 Ambalajlama
MAKİNA BİLGİSİ 12
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Hareketli hidrolik sistemlerin kullanım alanları (MEB, 2005);
 İnşaat makineleri
 Kepçe Mekanizmaları, tutma ve yükleme tertibatları
 Kaldırma ve iletme makineleri
 Tarım makineleri ve benzeri alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
1.2.4. Hidrolik ve Pnömatik Sistemlerin Karşılaştırılması
Pnömatik sistem hızlı fakat küçük kuvvet istenen yerlerde, hidrolik sistem ise yavaş fakat
büyük kuvvet istenen yerlerde kullanılır. Pnömatik sistemin bakımı ve arızasının tespiti
kolay, hidrolik sistemin bakımı ve arızasının tespiti zordur (URL, 2012).
Pnömatik sistemde kullanılan havanın neminin alınması ve yağlanması gerekirken,
hidrolik sistemde bunlara ihtiyaç yoktur. Ayrıca hidrolik sistemde kullanılan akışkan, aynı
zamanda çalışan elemanların yağlanmasını da sağlar. Sıcaklık değişiminden hidrolik
sistemler pnömatik sistemlere göre daha çok etkilenirler. Pnömatik sistemler, hidrolik
sitemlere göre daha temiz ortamlarda kullanılırlar. Hidrolik sistemler, pnömatik
sistemlere göre daha sessiz çalışırlar (MEB, 2005; Demirel, 2010; Akyazıcı ve Çorak,
2011).
Şekil 1.20.Hidrolik sistem kumanda devresi şeması
Şekil 1.21’de pnömatik sistem şemasında start valfine basıldığı anda, çift etkili bir
silindirin piston kolu otomatik olarak ileri-geri hareket edecek, hava kesildikten sonra
hareket duracaktır. Piston kolunun ileri ve geri hareketinde hızı ayarlanabilecektir.
Şekil 1.21. Pnömatik sistem şeması
MAKİNA BİLGİSİ 13
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
1.3.
REDÜKTÖRLER
1.3.1. Redüktörün Tanımı
Redüktör, bir dönme hareketinin devir-tork/moment oranını dişliler yardımıyla değiştiren
dişli sistemidir. Vites kutularıyla birlikte dişli çark düzeneklerinin paralel dişli dizilerinin bir
elemanıdır. Yapısal bakımdan redüktörler, gövde içine yerleştirilmiş dişli çarklar, miller,
yataklar v.b. gibi parçalardan oluşan sistemlerdir.
Redüktör, elektrik motorlarının yüksek dönüş hızlarını makinalar için gerekli olan dönüş
hızlarına düşürmek için tasarlanan kapalı dişli düzenekleridir.
1.3.2. Dişli Çark Sistemlerinin Amaçları
Redüktör de bir dişli çark sistemidir. Bu yüzden de kullanım amaçları aynıdır. Bu amaçları
aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:
1) Çeşitli konumlarda bulunan miller arasında devinim ve güç iletmek,
2) Çeşitli dönme yönleri elde etmek,
3) Küçük bir hacimde büyük bir çevrim oranı elde etmek,
4) İki döndürülen elemandan oluşan sistemlerde bu iki eleman arasında devinim
bakımından bağımsızlık sağlamak.
1.3.3. Redüktörlerde Önemli Değişkenler
Tüm dişli düzeneklerinde olduğu gibi redüktörlerde de çevrim oranı ile beraber dönme
yönü de önemlidir. Bu bakımdan döndüren ve döndürülen elemanların dönme yönleri
birbirine göre ters olduğu durumda (-) işareti, aynı yönde olduğu durumda (+) işareti ile
gösterilir.
Redüktörlerde sistemi oluşturan herhangi bir dişlinin diş sayısı çevrim oranını etkiler. Bu
kural tüm paralel dişli dizileri için geçerlidir.
Örneğin; iki kademeli bir redüktörde hareket giriş milinden çıkış miline kadar iletilirken;
devir iki kere değişir ve devir sayısı azalır. Giriş milinin üzerindeki dişli en küçük dişlidir
ve hız burada en yüksektir. Çıkış milinin üzerindeki dişli ise en büyük dişlidir ve hız
burada en düşük, aksine tork (moment) en yüksektir. Giriş milinden itibaren dişlilere
sırasıyla 1, 2, 3 ve 4 dişlileri dersek, z diş sayılarını ve i de çevrim oranlarını göstermek
üzere toplam çevrim oranını;
şeklinde gösterebiliriz. Kademe sayısının tek sayı olması durumunda giriş çıkış dönme
yönleri ters, çift sayı olması durumunda aynıdır.
1.3.4. Redüktörün verimi
Kademenin veya redüktörün randımanı (verim derecesi) çıkış gücünün "Pç" giriş gücüne
"Pg" oranı olup bu daima birden küçüktür.
=
ç
≤ 1
MAKİNA BİLGİSİ 14
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Yapılan deneyler sonucu bir dişli kademesindeki elemanların verim dereceleri bulunmuş
ve bu değerler Tablo 1.1 gösterilmiştir. Pratikte yapılan hesaplarda kademede kullanılan
elemanlar için Tablo 1.1 değerleri alınır.
Tablo 1.1. Elemanların verim dereceleri
Tanımı
Sembol Değeri
1. Taşlanmış ve iyi yağlanan dişli kademesi
ηDk = 0,995
2. İşlenmiş ve iyi yağlanan dişli kademesi
ηDk = 0,990
3. İşlenmemiş ve iyi yağlanan dişli kademesi
ηDk = 0,980
4. Rulman yatak verim derecesi
ηRY = 0,995
5. Kaygan yatak verim derecesi
ηKY = 0,970
6. Normal yağlanan contanın verim derecesi
ηCo = 0,980
Redüktörü oluşturan kademelerin verimi η1, η2, η3,…, ηn ise, dişlilerin toplam verimi;
ηtop = η1 ⋅η2 ⋅η3 ⋅⋅⋅ηn
olarak ifade edilebilir.
Buna göre, çıkış ve giriş dönme momentlerinin arasında aşağıdaki bağıntı vardır;
Mbç=ηtop*(ng/nç)*Mbg; Mbç=ηtop*itop*Mbg
Verim kaybı
ηK = ( 1 - ηtop )⋅ 100
Ancak toplam verim hesabında dişli çarkları taşıyan millerin yataklarındaki verimlerin de
gözönüne alınması gerekir.
1.3.5. Redüktör Türleri
Günümüzde redüktörler çeşitli firmalar tarafından standart boyutlarda üretilerek piyasaya
sürülmektedir. Redüktör tiplerinin seçiminde çevrim oranı, verim, boyut ve ağırlık gibi
faktörleri gözönünde tutmak gerekir. Redüktörlerin sınıflandırılması ise aşağıdaki gibi
yapılır;
1) Kademe sayısına göre; 1, 2 ve daha fazla kademeli redüktörler,
2) Kullanılan dişli çeşidine göre; Sonsuz dişli, helisel, ayna-mahruti, paralel dişli, planet
Şekil1.22. Düz dişli
Şekil 1.23. Redüktör
MAKİNA BİLGİSİ 15
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
1.3.6. Servomotor
Servomotor, bir mekanizmada son kontrol elemanı olarak görev yapan motordur.
Genellikle güç sağlayan motorlar belirli bir hızda dönmeye göre tasarlanırken
servomotorlar çok geniş bir hız komutunu yerine getirecek şekilde tasarlanır.
Servomotorlar kullanıcının komutlarını yerine getiren motorlardır. Komutlar, pozisyon ve
hız komutları veya hız ve pozisyonun birleşimi olabilir. Bir servomotor şu karakteristiklere
sahip olmalıdır:
 Geniş bir hız sınırı içinde kararlı olarak çalışabilmelidir.
 Devir sayısı, hızlı ve düzgün şekilde değiştirilebilmelidir. Yani küçük boyuttan
büyük moment elde edilebilmelidir.
Servomotor çeşitleri: DA servomotor ve AA servomotor
Servomotorlar gönderilen kodlanmış sinyaller ile şaftları özel bir açısal pozisyonda
döndürülebilen motorlardır. Kodlanmış sinyal servomotorun girişine uygulandığı sürece
servomotor şaftın açısal pozisyonunu korur. Kodlanmış sinyal değiştirilirse şaftın açısal
pozisyonu da değişir.
Servomotorlar çeşitli robot projelerinde, robot kollarda, uzaktan kumandalı
uygulamalarda sıklıkla kullanılır. Aynı zamanda yüksek güçlü servomotorlar endüstriyel
otomasyonlarda da kullanılabilir.
Şekil 1.25. Servomotor
Servomotorların Elektriksel ve Mekaniksel Özellikleri
Güç Sağlayıcı (Power Supply) Voltajı: Normal robotik uygulamalarında sıklıkla
kullanılan servo motorlar için bu voltaj değeri genellikle 4 V ile 6 V aralığındadır.
Akım: Servo motorların maksimum akım aralığı 100 mA ile 2 A arasıdır.
Uygulama Hızı: Uygulama hızı servo motoru şaftının normalde 60º pozisyona
gelebilmesi için gereken zaman olup, 0,05 s / 60º ile 0,2 s / 60º arasındadır.
Tork: Genel tork değerleri 0,5 kg x cm - 10 kg x cm arasındadır.
Kontrol Palsi: Kontrol palsi şaftın belli bir pozisyona gelebilmesi için kullanılan pals
tipidir. Uygulamalarda kullanılan iki ana tip vardır. Bunlar 1-2 ms aralığında pals ve 1,251,75 ms aralığında pals değerleridir.
MAKİNA BİLGİSİ 16
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Kararlılık: Kararlılık, bir komut sinyali algılandığında servomotorun şaftının
pozisyonunun istenilen açıya göre kesinliğidir. Genellikle servomotorların kararlılık aralığı
1 º ile 10 º arasındadır.
1.4.
OTOMASYON
Otomatik üretim modern sanayinin temeli ve teknik ilerlemenin genel eğilimi olmaktadır.
Bu da yeni fabrikasyon süreçleri, otomasyon olanaklarının daha geniş uygulanışı,
otomatik işlem görücülerin ve sanayi robotlarının, çeşitli tipte yükleme gereçleri, transfer
tezgahları ve otomatik kontrol sistemlerinin kullanımı demektir. Tüm bunlar için sürekli
yeni uzmanlar sistemi doğmaktadır.
Sanayi üretiminin bugünkü durumu düzenli artan çıktı, üretimin uzmanlaşması ve
bütünleşmesi, imalat süreçlerinin ve fabrika ürünlerinin standartlaşması ve ürün
parametrelerinde aynılık istemi ile belirlenmektedir.
Endüstriyel otomasyonda mekanik, hidrolik ve elektronik birleşmekte ve otomasyon
araçları olarak kuvvet, basınç, hız iletme sistemleri, röleler, amplifikatörler, sinyal
çevirgeçleri, elektriksel hidrolik ve pnömatik harekete geçiriciler kullanılmaktadır.
Otomatik kontrolde, kam kontrolleri, mekanik durdurma kontrolleri, şablon kontroller ve
nümerik kontroller kullanılabilmektedir.
Otomasyonda malzeme taşıma ana koşul olup, bunun için ayırıcılar, besleyiciler, iticiler,
yönlendiriciler ve robotlar kullanılmaktadır.
Ölçüm işlemlerinde ve tezgahların ayarında otomasyondan yararlanılmakta; otomatik
torna, freze, matkap ve taşlama otomasyonun bir kısmını oluşturmaktadır. Montajlara da
otomasyon girmiştir.
Otomasyon, işlem makinaları ile taşıma araçları arasındaki uyumun sağlanmasıdır. Diğer
bir anlatımla, makinaları çalıştırmak için makinaların kullanımıdır. Böylece önemli zaman
tasarrufu sağlanır. Klasik uygulamada insan gücü ve zaman yitirilmesinde 4 unsur
etkilidir, Bunlar:
1)
2)
3)
4)
Malzeme aktarımı
İşlem sırası yargısı
Makina ayarı
Verilerin sürece konması, otomasyonda makinalarla çok kısa sürede ve çok daha
ucuz olarak yapılmaktadır.
Otomasyon üç ay, altı ay, belki bir yıl gibi önemli bir süre boyunca önceden belirli bir çıktı
düzeyinde sürekli üretimi gerektirir.
Otomasyonda üç ilke vardır: Birincisi sistemin bütünü için ekonomiklik, ikincisi düzenlilik
ve biçimlilik, üçüncüsü ise otomasyonun kendini düzenleyici ve düzeltici denetimi. Bu
ilkeler otomatik makinalar, elektronik kontroller ve bilgisayarlar, mekanik beyinler
aracılığıyla gerçekleştirilir.
Otomasyon Sistemlerinin Kullanım Alanları




İmalat sektörü: Fabrika otomasyon sistemleri
İnşaat sektörü: Bina, deprem otomasyon sistemleri
Elektrik sektörü: Akıllı sayaç, aydınlatma otomasyon sistemleri
Geri dönüşüm sektörü: Su arıtma, atık kağıt değerlendirme otomasyon sistemleri
MAKİNA BİLGİSİ 17
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ




1.5.
Tekstil sektörü: Kumaş boyama otomasyon sistemleri
Enerji sektörü: Enerji üretim, denetim,ücretlendirme otomasyon sistemleri
Elektronik sektörü: Devre dizayn, üretim otomasyon sistemleri
Bilişim, telekomünikasyon, ofis yönetimi otomasyon sistemleri
ENERJİ KAYNAKLARI
1.5.1. Enerjinin Tanımı ve Çeşitleri
Enerji, bir cismin veya sistemin iş yapabilme yeteneği olarak tanımlanabilir.
Enerji çeşitleri:
 Potansiyel enerji
 Kinetik enerji
 Isı enerjisi
 Işık enerjisi
 Elektrik enerjisi
 Kimyasal enerji
 Nükleer enerji
 Ses enerjisi
Potansiyel enerji: Bir cismin konumu ve durumu yüzünden sahip olduğu enerjidir.
Gerilmiş bir yayda, barajda birikmiş suda, havada duran bir cisimde ve iple tavandan asılı
bir modelde potansiyel enerji vardır. Kısaca yüksekliği olan ya da gerilmiş/sıkıştırılmış
tüm cisimlerde potansiyel enerji mevcuttur. Konum enerjisi de denir.
Kinetik enerji: Kinetik enerjiye sahip olmak için bir cismin hareket ediyor olması
gerekir. Yani kinetik enerji hızı olan cisimlerin sahip olduğu enerji çeşididir. Bunlara örnek
olarak koşan çocuk, dönen tekerlek ya da yüksekten düşen bir top gösterilebilir.
Isı enerjisi: Cisimlerin sıcaklıkları yüzünden sahip olduğu enerjidir. Sıcaklığı yüksek ya
da düşük bütün maddelerin ısı enerjisi vardır. Örnek verecek olursak: ampul, elektrik
sobası, jeotermal enerji, ısıtıcılar
Elektrik enerjisi: Bu enerji türü bu sitedeki ana başlıklardan birini oluşturur. Cisimlerin
elektrik yükleri sebebiyle sahip oldukları enerjidir. Eğer bu konu hakkında daha çok bilgi
edinmek istiyorsanız buraya basın.
Işık enerjisi: Bu enerji türü karanlık bir odayı aydınlatabilecek bir enerji türüdür. Yanan
odun, ampul, güneş, lamba vb. şeyler bir şekilde sahip oldukları enerjinin bir kısmını ışık
enerjisine çevirir.
Kimyasal enerji: Maddelerin kimyasal reaksiyonlarda bulunması sonucu ortaya çıkar.
Yanma, Yakma ve benzeri olaylar bir enerji sonucu olur ve onlar da bir enerji açığa
çıkartır.
Nükleer enerji: Fisyon veya füzyon sonucu meydana gelir. Nükleer santrallerden bu
şekilde elektrik elde eder.
Ses enerjisi: Sesin enerjisi olduğunu nasıl anlayabiliriz? Şu örnekle açılanabilir: Camın
kırılması. Hani o yüksek şiddetteki çığlıkların kırdığı camları anımsayın. Bunlar sesin
enerjisi yüzündendir. Zilin kinetik enerjisi ses ve biraz da ısı enerjisine dönüşür. Yani kol
zile vurdukça sesin çıkması enerji dönüşümüdür.
MAKİNA BİLGİSİ 18
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Enerji Dönüşümü:
Hiçbir enerji kaybolmaz. Bir enerji türü enerji dönüşüm sistemleri yardımıyla başka bir
enerji türüne dönüşebilir. Yani, evrendeki enerji toplamı değişmez. Buna enerjinin
korunumu denir. Enerji iş yapabilme özelliğine sahiptir.
Enerji dönüşümü örneği: Hidroelektrik santral
 Nehirlerden gelen suyun kinetik enerjisi barajda potansiyel enerjiye dönüşür.
 Bu potansiyel enerji kapaklardan akarak kinetik enerjiye dönüşür.
 Türbin, suyun doğrusal hareketini dairesel harekete çevirir; ama halen kinetik
enerjidir.
 Jeneratör türbinden aldığı bu enerjiyi elektrik enerjisine çevirir ve trafolara
gönderir.
 Bundan sonra uzun bir yolculuk sonrası evimize gelen elektrik fırınlarda ısı
enerjisine, saç kurutma makinelerinde ısı enerjisine ve kinetik enerjiye, ampulde
ise ışık enerjisine dönüşür.
Böylece, nehirde akan suyun kinetik enerjisi 4 kademe sonunda elektrik enerjisine ve
elektrik enerjisi de 1 kademe sonunda muhtelif enerji türlerine dönüşür.
1.5.2. Enerji Kaynaklarının Tanımı ve Çeşitleri
Enerji kaynakları, herhangi bir yolla enerji üretilmesini sağlayan kaynaklardır.
Enerjilerin orijini güneş enerjisi olup, özellikle yenilenebilir enerji kaynaklarının çoğu
enerjisini güneşten doğrudan veya dolaylı olarak almakta ve dolayısıyla bu kaynaklar
sürekli olarak yenilendiklerinden tükenmezler. Kömür, gaz, petrol gibi fosil yakıtlar ve
nükleer enerji gibi kaynaklar tükenir ve yenilenemez enerji kaynağı olarak tanımlanırlar.
Enerji kaynakları, “ticari olup olmadıklarına göre” ticari enerji kaynakları ve ticari
olmayan enerji kaynakları olmak üzere iki başlık altında sınıflandırılabilir.
Ticari enerji kaynakları: Geniş bir uluslararası ve ulusal piyasası bulunan modern bir
endüstriyel ekonominin gereksinimini karşılayan enerji formlarını kapsar; petrol, doğal
gaz, su gücü ve nükleer enerji;
Ticari olmayan enerji kaynakları: Ekonominin geleneksel sektörünün kullandığı
enerjidir; odun, havyan artıkları ve tarımsal artıklar.
Ekonomi geliştikçe ticari enerji kaynaklarına olan talep ve bu enerji kaynaklarının üretimi
artarken, ticari olmayan enerji kaynaklarına olan talep azalmaktadır.
Enerji kaynakları, “yenilenebilirliklerine göre” iki gruba ayrılırlar:
Yenilenebilir enerji kaynakları: Güneş enerjisi, odun, hidrolik enerji, rüzgar enerjisi,
dalga enerjisi, gel-git enerjisi, jeotermal enerji yenilenebilir veya tükenmez enerji
kaynaklarıdır. Bu enerji kaynakları çevre dostu olup, aynı zamanda dışa bağımlı
değildirler.
Yenilenemez enerji kaynakları: Fosil yakıtlar, nükleer enerji yenilenemez veya sınırlı
enerji kaynaklarıdır.
Enerji kaynakları, “elde edilişlerine göre” iki gruba ayrılırlar:
Birincil Enerji Kaynakları: Hayvan ve bitki orijinli fosil enerjileridir. Nakliye kolaylığı,
ihraç potansiyeli, sahip oldukları çevresel etkiler, nihai kullanım esnekliği ve ikame
potansiyeli vb. açılardan birbirlerinden önemli farklılıklar göstermektedirler. Bu
MAKİNA BİLGİSİ 19
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
kaynaklara tükenebilir ya da konvensiyonel enerji kaynakları da denilmektedir. Bunlar;
kömür, petrol ve doğal gazdır.
İkincil Enerji Kaynakları: Bunlar; elektrik, nükleer, güneş, jeotermal, rüzgar, denizdalga ve biyomas (odun, tezek, vb.) enerjileridir. Bu kaynaklara yenilenebilir enerji
kaynakları da denilmektedir.
1.5.3. Yenilenemez Enerji Kaynakları
1.5.3.1. Fosil Yakıtlar
Klasik enerji kaynakları olarak da bilinen fosil yakıtlar karbon esaslı enerji kaynaklarıdır.
Petrol, kömür ve doğalgaz en temel enerji kaynaklarıdır. Oluşumları uzun bir süre
aldığından tükenir enerji kaynakları, uzun yıllardır kullanıldıklarından da klasik enerji
kaynakları olarak da adlandırılırlar.
Klasik enerji kaynakları yanma sonucu enerji verirler.
Havanın oksijeni ile birleşerek tutuşan ve yanmayı kendi kendine devam ettirerek ısı
veren maddelere YAKACAK veya YAKIT denir. 1 Kg yakacağın yanması sonucu
meydana gelen ısı miktarına o yakacağın ISIL DEĞERİ adı verilir ve kalorimetre ile
ölçülür. Kalorimetre deneyinde yakacağın ısısı kalorimetre suyuna geçer ve suyun
sıcaklığı yükselir. Suyun sıcaklığındaki yükselme miktarına bağlı olarak ısıl değer
hesaplanır ve ölçülür. Kalorimetre bombasında yanan yakacağın içindeki hidrojen
oksijenle birleşerek su buharı meydana getirir ve ısısı kalorimetre suyuna geçince
yoğuşur. Bu şekilde ölçülen ısıl değere ÜST ISIL DEĞER denir ve Ho ile gösterilir. Ancak
kazanlardaki yanma sonucunda meydana gelen su buharı duman gazları ile bacaya
gittiğinden yoğuşmaz ve ısısını geri bırakmaz. Dolayısıyla bu ısıdan faydalanılmaz. Bu
şekilde ölçülen faydalı ısıya da ALT ISIL DEĞER denir ve Hu ile gösterilir.
Şekil 1.26. Kalorimetre
Kalorimetre ile ısıl değer ölçümünde; yakıt miktarı (my), ısıtılan su miktarı (ms), suyun
başlangıç sıcaklığı (ts1), suyun ısınma sonrası sıcaklığı (ts2), suyun özgül ısı değeri (Cs)
olmak üzere, suyun ısı tutumu
MAKİNA BİLGİSİ 20
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Q  m s C s (t s 2  t s1 )
(1.2)
denklemi ile, yakıtın üst ısıl değeri ise
H0 
Q
my
(1.3)
denklemi ile hesaplanır.
Yakıtlar fiziksel durumlarına göre katı, sıvı ve gaz yakıtlar olmak üzere üç gruba ayrılırlar.
Bunların her biri ayrıca doğal ve suni olmak üzere iki gruba ayrılırlar.
Kömür: Yeraltı madenciliği veya açık işletme metodları kullanılarak çıkarılan fosil
kaynaklı yakıttır. Genellikle hayvan fosillerinden oluşur. Kolayca yanabilen siyah veya
kahverengimsi redüksiyonunda çok büyük önemi vardır. Katı yakıt kömürün doğal
olanlarının başlıcaları antrasit, taşkömürü, linyit, turp; suni olanları ise kok, briket ve
mangal kömürüdür. Antrasit, ısı değeri en yüksek olan kömürdür, ülkemizde az bulunur.
Ayrıca ülkemizde en çok bulunan kömür linyittir. Türkiye’de çıkarılan katı yakıtların alt ısıl
değerleri; antrasit 6.500-8.100 KCal/Kg, taşkömürü 6.200–7.500 KCal/Kg, kok kömürü
6.600 – 7.200 KCal/Kg, linyit 2.400-5.000 KCal/Kg arasında değişmektedir.
Petrol: Yüzmilyonlarca yıldan bu yana denizlerde yaşayan ya da suların denizlere
sürüklediği bitki kalıntılarının anaeorabik bir ortamda, uygun şartlar altında (sıcaklık,
basınç ve mikroorganizmaların etkisiyle), toprağın üstünde başkalaşmasıyla oluşur.
Değeri çok yüksektir, çünkü oldukça az bulunan bir yakıttır.
Petrol, doğal haldeki sıvı yakıt olmakla birlikte, suni sıvı yakıtların da kökenidir. Taş ve
esmer kömür katranları, alkol ve petrolden elde edilen fule-oil, mazot, gaz yağı, benzin
vb. yakıtlar da suni sıvı yakıtlardır. Doğal sıvı yakıtların alt ısıl değeri ortalama 10.000
KCal/Kg’dır. Petrol dışında benzol 9.650 KCal/Kg, ispirto 6.400 KCal/Kg’dır.
Suni sıvı yakıtların katı yakıtlara göre üstünlükleri;
123456789-
Isıl değeri, en iyi kömürün ısıl değerinden %35 daha yüksektir.
Aynı ısı miktarı için gerekli depolama hacmi %50 daha azdır.
Ocakların temizlenmesine çok az ihtiyaç duyulur.
Depolanmaları sonucu ısıl değerlerinde azalma olmaz.
Yakma havası tam olarak ayarlanabildiğinden baca kaybı düşüktür.
Yakma işlemi, mevcut yüke göre otomatik olarak ayarlanabilir.
Yakma verimi daha yüksektir.
Personel sayısı daha azdır.
Hizmete hızlı girip çıkarlar ve ısı kayıpları daha az olur.
Sıvı yakıtların sakıncaları; pahalıdırlar, depolanma sorunları, korozyon ve patlama
tehlikesi, yakıcılarının gürültülü çalışması.
Doğalgaz: Petrol gibi doğalgaz da çok eski tarihlerden beri bilinmekle ve kullanılmakla
beraber; bugünkü konumuna gelişi, 1816 yılında ABD’nin Baltimore kentinin sokak
lambalarının doğalgaz aracılığıyla aydınlatılmasıyla başlar.
Gaz yakıtların doğal olanı doğal gazdır. Doğal ve suni gazlar ve alt ısıl değerleri tabloda
verilmiştir. Doğal gazın ısıl değeri 8.120-11.100 KCal/Nm3’tür.
Doğal gaz dışında bazı gaz yakıtların ısıl değerleri: metan Karbonmonoksit (CO) 2.020
KCal/Kg, (CH4) 8.550 KCal/Nm3, asetilen (C2H2) 13.470 KCal/Kg, etan (C2H6) 15.370
KCal/Kg, bütan (C4H10) 29.500 KCal/Kg.
MAKİNA BİLGİSİ 21
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Gaz yakıtların katı yakıtlara göre üstünlükleri;
1234567-
Taşınmaları kolay ve ucuzdur. Genellikle boru ile taşınırlar.
Hava ile iyi karışabildiklerinden hava fazlalık katsayısı oldukça düşüktür.
Yakılmaları kolaydır.
Yakma cihazları basittir.
Yanma hızları yüksek olup, yakma cihazları az yer kaplar.
Çıkan gazlardan reküperatörler yardımıyla ısıca yararlanılabilir.
Yanma sonucu kül ve cüruf gibi artık bırakmazlar.
Dünya enerji tüketiminin %22’si doğalgaza dayanmaktadır. İşyerleri ve evler ısınma
amacıyla çok yoğun miktarda doğalgaz kullanırlar. Isınma, toplam doğalgaz kullanımında
%75 gibi bir orana sahiptir. Elektrik üretiminde % 10-15 doğalgaz kullanılmaktadır.
1.5.3.2.
Nükleer Enerji
Nükleer reaktörler radyoaktif madde kullanarak fizyon yoluyla ısı oluştururlar. Bu ısı
enerjisi bir soğutucu vasıtasıyla çekilerek bazı sistemlerde doğrudan, bazı sistemlerde ise
ısı enerjisini başka bir taşıyıcı ortama aktararak türbin sisteminde kinetik enerjiye ve
daha sonra da jeneratör sisteminde elektrik enerjisine dönüştürülür. Çok büyük
miktarlarda soğutma suyuna ihtiyaç gösteren nükleer santraller deniz kıyılarına ya da
debisi bol ve kararlı akarsu kenarlarına kurulurlar. Nükleer enerji, enerji bunalımına
cevap verebilecek niteliktedir. Ancak, radyoaktif artıklar önemli bir sorun
oluşturmaktadır. Bu artıkların zararsız hale gelmesi için yüzlerce yıl geçmesi
gerekmektedir. Diğer taraftan, nükleer santrallerde zaman zaman önemli kazalar
meydana gelmekte ve çevreye tehlikeli nitelikte radyoaktif artıklar yaymaktadırlar.
Nükleer santrallerden ticari olarak elektrik üretimi 1950’li yıllarda başladı. 2005 yılı
itibarıyla dünyada 31 ülkede ticari olarak işletilmekte olan 439 nükleer reaktörün toplam
kapasitesi 364 GWe olup, 2003 yılında nükleer yolla üretilen elektrik 2.525 milyar
kWh’dir. Nükleer güç dünya elektrik talebinin %16’sını karşılamaktadır. Dünyada 56
ülkede de toplam 284 araştırma reaktörü çalışmaktadır.
1974 petrol krizi ile nükleer enerjinin maliyeti petrol fiyatlarının altına inmesiyle nükleer
enerji tesislerinde önemli artış olmuştur.
1.5.4. Yenilenebilir Enerji Kaynakları
1.5.4.1. Su Enerjisi
Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında geliyor. Temel olarak nehirlere karışan yağmur
suyu ya da eriyen kar su enerjisine dönüştürülebilir. Buna en iyi örnek barajlardır.
Suyun potansiyel enerjisi önce su türbininde mekanik enerjiye, daha sonra jeneratörde
elektrik enerjisine dönüştürülür. Hidrolik enerjiyi elektrik enerjisine çeviren su türbinleri
küçük, orta ve yüksek düşülü olmak üzere üç gruba ayrılırlar; Kaplan türbinleri küçük
düşülü (5-10 m), Francis türbinleri orta düşülü (15-80 m) ve Pelton türbinleri yüksek
düşülü (80 m’den fazla) türbinlerdir.
Dünyada toplam hidrolik güç kapasitesi 2,9x106 MW kadardır. Ancak günümüzde bu
enerjinin çok azından yararlanılabilmektedir. Bugün hidrolik enerji üretimi yaklaşık 1.500
TWh kadar olup, toplam enerji üretimi içindeki payı %20 dolayındadır.
Ülkemizin brüt hidrolik enerji potansiyeli 433 milyar KWh (dünya hidrolik enerjinin %1’i),
teknik yönden değerlendirilebilir hidrolik enerji potansiyeli ise 216 milyar KWh
MAKİNA BİLGİSİ 22
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
dolayındadır. 2006 yılı başı itibariyle tespit edilen teknik ve ekonomik hidroelektrik enerji
potansiyeli 130 milyar kWh’dir.
Baraj inşa edildikten sonra, hidroelektrik enerjisi, maliyeti düşük olan bir enerji
yöntemidir. Çevre kirliliğine neden olmaz ya da yakıt fiyatları karşısında zayıf değildir.
Ancak yakın doğal ortam ya da çevrede yaşayanlar üzerindeki etkileri açısından
eleştirilebilir.
1.5.4.2.
Rüzgar Enerjisi
Rüzgar enerjisi, fosil yakıtlara nazaran elektriğin birimi başına daha pahalıya gelse de,
hidroelektriğin ardından en verimli ikinci yenilenebilir enerji kaynağıdır. Rüzgar
enerjisinde başı Avrupa çekiyor. Rüzgar türbinleri kule şeklinde ve genellikle iki ya da üç
kanatlıdır. Çapı metrelerce olabilir, kirlilik yaratmaz ve monte etmesi kolaydır. Kıyıda ya
da açıkta bulunabilir ancak üretim rüzgara bağlıdır. Bazıları rüzgar türbinlerini, manzarayı
bozduğu gerekçesiyle eleştirir.
Yeryüzüne ulaşan güneş enerjisinin yaklaşık %2’si rüzgarın kinetik enerjisine dönüştüğü
sanılmaktadır. Yıllık rüzgar enerjisi potansiyeli 30 milyon TWh dolayına bulunmakla
birlikte, bunun çok azından yararlanılmaktadır.
Şekil 1.27. Rüzgar enerjisi tesisi
Uzun yıllar boyunca kullanılmış bir enerji kaynağıdır. Rüzgar enerjisi çok geniş alana
yayıldığından ancak küçük ölçeklerde yararlı olmaktadır. Rüzgar enerjisinden
yararlanabilmek için hızının 30 Km/h’in üzerinde olması gerekmektedir. Çok sayıda yel
değirmeninin (rüzgar motoru) kullanımını gerektirir. Her değirmen 1 KW güçte olup,
günümüzde 1 – 2 MW gücünde rüzgar enerjisinde elektrik üreten santraller mevcuttur.
Elde edilen enerji tarımsal uygulamalar, su pompalama ve elektrik üretimi gibi işlerde
kullanılmaktadır.
ABD, Fransa, Kanada, Danimarka, Hollanda, Almanya gibi ülkelerde rüzgar enerjisinden
yararlanmaya yönelik çalışmalar üst düzeydedir.
MAKİNA BİLGİSİ 23
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 1.28. Rüzgar türbini
1.5.4.3.
Güneş Enerjisi
Sera etkisine yol açan gazlar üretip kirlilik yaratmayan, temiz, yenilenebilir enerji
kaynağıdır. Fotovoltaik (PV) hücreler yardımıyla gün ışığı doğrudan elektriğe çevrilir.
Yerel amaçlı kullanım dışında ekonomik bir yöntem olmasa da maliyeti giderek düşmeye
başlamıştır. Üstelik, sistem bir kez kurulduğunda, enerji kaynağından bedava
yararlanılabiliyor.
Güneş enerjisinin büyük bir kısmı atmosferde geri yansır veya soğrulur ve yeryüzüne on
milyarda biri (150 milyar MW) gelir. Işınımın önemli bir kısmı okyanusların buharlaşması,
su ve rüzgar dolaşımı, bitkisel ve hayvansal madde üretimi gibi doğal çevrimleri
beslemede tüketilir. Yatay yüzeye gelen güneş enerjisi 0-1100 W/m2 arasında değişir.
Elverişli bölgelerde yeryüzüne gelen güç 240 W/m2 kadardır. Güneş enerjisi sıcak su elde
etmede, ısıtma, kurutma işlemleri ve elektrik üretimi gibi birçok alanda
kullanılabilmektedir. Bu amaçla düz veya yoğun toplayıcılarla güneş pillerinden
yararlanılmaktadır. Toplayıcıların yüzeyi özel siyah mat boya ile boyanır. Toplayıcılarda
%60 dolayında verim elde edilirken, elektrik üretiminde verim oldukça düşüktür.
Günümüzde imal edilen güneş pillerinin verimi %20’ye yaklaşmıştır. Güneş enerjisi
tükenmez, çevre kirliliği yaratmaz ve her yerde bulunur. Bu özellikleri ile gelecek vaat
eden bir enerji kaynağıdır.
Güneş enerjisinden özellikle kereste kurutmada yararlanma konusunda teşvik edici bir
politika benimsenmelidir. Yapılan araştırmalar, güneş enerjisinin bu alanda ekonomik
olarak kullanılabileceğini göstermektedir.
MAKİNA BİLGİSİ 24
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 1.29. Güneş kurutma fırını
1.5.4.4.
Dalga ve Gelgit Enerjisi
Okyanuslar, henüz kullanılmamış büyük bir enerjiyi içlerinde barındırıyor. Dalga ve gelgit
enerji teknolojileri de güneş ve rüzgar enerjisiyle kıyaslandığında, nispeten yeni ve büyük
ölçüde keşfedilmemiş enerji türleridir. Bu enerjinin geliştirilmesi maliyetli bir iş
olduğundan, yakın gelecekte alışıldık enerji kaynaklarıyla mali açıdan yarışacak bir
aşamaya gelmesi olası görünmüyor.
Gel-git olaylarından yararlanılarak mekanik enerji elde etmek mümkündür.
düşük düşülü Kaplan türbinleri kullanılmaktadır. En yüksek gel-git genliği
doğu kesimlerinde meydana gelmekte ve 20 m’ye ulaşmaktadır. Akdeniz
denizlerde genlik düşüktür. Dünyadaki toplam gel-git enerjisi potansiyeli
kadardır. Ancak bunun 64.000 MW’lık kısmından yararlanılabilmektedir.
1.5.4.5.
Bu amaçla
Kanada’nın
gibi kenar
3x106 MW
Biyo (Organik) Yakıt
Bu terim, yenilenebilir enerji kaynağı olarak fosilleşmemiş organik maddeler için
kullanılıyor. Bitkilerden elde edilen madde, başka maddelere, kimyasallara, yakıta ve
enerjiye dönüştürülebilir. Bazı türleri, sanayide faal biçimde kullanılıyor; örneğin tohum,
şeker ve sebze yağından ya da bunların karışımından elde edilmiş bio yakıtların
kullanıldığı çok daha fazla sayıda otomobil üretiliyor.
1.5.4.6.
Jeotermal Enerji
Jeotermal enerji, Dünya’nın kilometrelerce altındaki merkezinde, erimiş kayalardan
oluşan mağmadan gelen ısıyı kullanıyor. Bu ısı ya kuyular açılarak ya da yüzeye yakın
yerlerdeki su kaynakları ya da kayalardan elde edilir. Dünyada tüketilen enerjinin sadece
%0.4′ü bu yolla elde ediliyor. Jeotermal enerjinin toplam kapasitesi 1,2x109 KW kadardır.
Ancak dünyanın her yerinde zengin jeotermal enerji kaynakları bulunmadığı gibi hepsinin
değerlendirilmesi de mümkün olamamaktadır. Jeotermal enerji sıcaklığa bağlı olarak dört
grupta değerlendirilmektedir;
a) Yüksek enerjili jeotermal (150-400 0C): 3 ile 10 Km derinlikteki sıcaklığı 500-600
0
C arasındadır. Elektrik üretiminde kullanılır.
b) Orta enerjili jeotermal (70-150 0C): Küçük elektrik santrallerinde ve ısıtmada.
c) Düşük enerjili jeotermal (60-80 0C): konut ısıtmasında değerlendirilir.
MAKİNA BİLGİSİ 25
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
d) Çok düşük enerjili jeotermal (20-60 0C): Konut ve kent ısıtmasında, tarımsal
alanlarda sera ısıtmacılığında değerlendirilir.
Türkiye jeolojik bakımdan, jeotermal enerji oluşumuna elverişli koşullara sahip ülkeler
arasında yer alır. Ülkede birçok jeotermal enerji kaynağının sıcaklığı 70-80 0C’nin
üzerindedir. İlk jeotermal enerji santrali 1984 yılında Ege Bölgesinde (Kızıldere) kurulmuş
ve 130 milyon KWh kapasitededir. Türkiye’nin en yaygın jeotermal enerji kaynakları Ege
Bölgesinde bulunmakta ve kayaç içerisindeki sıcaklıkları 300-500 0C arasında
değişmektedir.
1.5.4.7.
Hidrojen Enerjisi
Başlıca enerji kaynakları arasında kabul edilmese de, hidrojen gelecek için umut vaat
eden bir yakıt. Enerjiyi taşıyan, bereketli ve çevre kirliliğine yol açmayan bir gaz. Ne var
ki, şu aşamada su ya da fosil yakıtlarda elde edilebilmesi için çok fazla elektrik
harcanıyor. Ayrıca depolanması ve taşınması da güçtür.
1.5.4.8. Okyanus Enerjisi
Derin okyanus sularıyla güneşin ısıttığı yüzey suyu arasındaki sıcaklık farkını kullanarak
elektrik üretmek mümkün. Bir tahmine göre, okyanuslardan gelen güneş enerjisinin
yüzde 0.1′inden azı, ABD’nin günlük enerji tüketiminin 20 katından fazlasını sağlayabilir.
Ancak, bu teknolojinin kullanımına daha vakit var.
1.5.5. Enerji Üretimi ve Tüketimi
Enerji kaynaklarındaki gelişmeler teknolojik araştırmalara dayanır. Bu bakımdan enerji
kaynakları ile ilgili çalışmalar genellikle iki konu üzerinde yoğunlaşmıştır:
1) Makinaları gittikçe daha güçlü yapmak suretiyle verimlerini yükseltmek, özgül
ağırlıklarını azaltmak ve maliyetlerini düşürmek.
2) Makinaların çalışmasını gittikçe daha düzgün ve verilen bir programa göre otomatik
olarak ayarlamayı sağlamak suretiyle insan gücünden mümkün olduğu kadar
tasarruf sağlamak ve insanın yapamayacağı işleri gördürmek.
Özellikle endüstrileşmiş ülkelerde, birbirinden bağımsız çok sayıdaki endüstri kuruluşu
büyük miktarda enerji tüketmektedir. Toplumsal davranışlardaki bazı değişiklikler ve yeni
petrol kaynaklarının bulunması gibi yenilikler enerji kaynakları ve tüketimi konusunda
önemli değişikliklere neden olmuştur.
Günümüzde, kullanılan enerjinin büyük bir kısmı kömür, petrol ve doğal gaz gibi fosil
yakıtlardan sağlanmaktadır. Petrol kaynaklarının potansiyeli 430x106 MW/yıl’dır.
dolayındadır. Mevcut petrol kaynaklarının yakın gelecekte tükeneceği tahmin
edilmektedir. Buna karşılık kömür yatakları daha geniştir. Fakat kömür, enerji üretimi için
olduğu kadar plastik ve yağ üretimi için de kullanılmaktadır. Bu bakımdan kömürün de
tükenmez bir enerji kaynağı olduğu düşünülmemelidir.
2007 yılı dünya birincil enerji tüketimi, 11 milyar ton petrol eşdeğeri olarak
gerçekleşmiştir. Bunun 3.95 milyar tonu petrol, 2.64 milyar ton petrol eşdeğeri doğal
gaz, 3.18 milyar ton petrol eşdeğeri kömür, 622 milyon ton petrol eşdeğeri nükleer ve
709 milyon ton petrol eşdeğeri de hidroelektrikle karşılanmıştır.
Dünyanın tahmini petrol rezervleri 1.238 milyar varildir. Mevcut tüketim rakamlarına (85
milyon varil/gün) göre petrol rezervinin 40 yıl, doğal gaz rezervlerinin 60 yıl, kömür
rezervlerinin ise 120 yıl süreyle yeterli durumda olduğu tahmin edilmektedir.
MAKİNA BİLGİSİ 26
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Ülkemizde 2006 yılı birincil enerji arzı 99,8 milyon TEP, toplam enerji tüketimi ise 77,6
milyon TEP’dir. Enerji tüketimimizde petrol %32, doğal gaz %29 ve kömür %28 paya
sahiptir. Ülkemiz enerji ihtiyacının %73,2’sini dış kaynaklardan karşılamaktadır.
Türkiye’de 2010 yılı enerji tüketimi yaklaşık 200.000 GWh olmuştur.
Enerji Tüketimi Tahmini
250.000
191.036
Enerji tüketimi
(milyar KWh)
200.000
164.959
150.000
135.366
203.635
178.144
150.309
100.000
Enerji tüketimi (milyar KWh) Dünya
50.000
0
2005
2010
2015
2020
2025
2030
Yıllar
Şekil 1.30. Dünyada enerji tüketimi tahmini
Tablo 1.5’de bazı ülkelerde 2007 yılı itibariyle kişi başına tüketilen enerji miktarı KEP
olarak verilmiştir.
Tablo 1.5. Dünyada ve bazı ülkelerde 2007 yılı kişi başı enerji tüketimi
Sıra
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Ülke
Dünya
ABD
Fransa
Almanya
Japonya
İspanya
İtalya
Yunanistan
Çin
Türkiye
Kişi başı enerji tüketimi (KEP)
1.819
7.759
4.258
4.027
4.019
3.208
3.001
2.875
1.484
1.370
1.5.6. Enerji Tasarrufu ve Verimliliği
Enerji tasarrufu, üretimde, konforumuzda ve iş gücümüzde herhangi bir azalma olmadan
enerjiyi verimli kullanmak, israf etmemektir.
Aynı işi daha az enerji kullanarak yapmaktır.
Enerji tüketimimizin %82’si ısıtma için kullanılmaktadır. Isı yalıtım önlemlerinin alınması
ile bu kayıplar azaltılabilir. Binaların yalıtımı ile %25 den %50’ye varan yakıt tasarrufu
sağlanması mümkündür.
Enerjinin fazla kullanılması sonucunda;
 Doğal kaynaklar hızla tükeniyor
 Çevremiz kirleniyor
 Enerji için yüksek miktarda para ödüyoruz
Ekonomik üretim ana unsuru olan ve hayat kalitemizi iyileştiren enerjinin kullanımından
vazgeçemeyeceğimize göre enerjinin verimli kullanılması gerekmektedir.
Dünya'da enerji tüketiminin bu şekilde devam etmesi durumunda 2020 yılında fosil yakıt
kaynaklarının yarısının tüketilmiş olacağı tahmin edilmektedir. Fosil kaynaklar, sadece
MAKİNA BİLGİSİ 27
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
yakıt olarak değil aynı zamanda başta ilaç olmak üzere kimya sektöründe pek çok alanda
kullanılmaktadır. Bu yönü ile de korunması en azından tüketiminin azaltılması önemlidir.
1970'li yıllarda yaşanan petrol krizi sonrasında enerji konusuna ilgi artmış ve enerji
tasarrufu konusu gündeme gelmiştir.
Enerji tasarrufu yapmak aile bütçesi için önemlidir. Enerjiyi verimli kullanırsak faturalara
daha az para öderiz. Enerji tasarrufu devlet bütçesi için de çok önemlidir. Kullandığımız
enerjinin yaklaşık %60'ını başka ülkelerden alıyoruz ve ödemeyi döviz olarak yapıyoruz.
Türkiye’de enerji tasarrufu amaçlı uygulamaları;
 Binalarda Enerji Verimliliği Çalışmaları
 Binalarda Isı Yalıtımı Kuralları Standardı, TS 825
 Binalarda Isı Yalıtımı Yönetmeliği
 Kamu Kurum ve Kuruluşlarının Enerji Tüketimlerini Azaltmak için Alacakları
Önlemler
 Konutlarda ve Ulaştırma Sektöründe Enerji Tüketimi Projesi
 Okul ve Kamu Kurumlarına Yönelik Seminerler
 Enerji Tasarrufu Haftası Etkinlikleri
 Spot Filmler
 Yayın Çalışmaları
1.5.7. Enerji Kirliliği ve Küresel Isınma
Kömür veya petrol gibi fosil yakıtların yanması sonucu, daima CO2 oluşur. Yapılan
ölçümler milyonlarca yıldır 180-280 ppm arasında değişen CO2 seviyesinin günümüzde
360 ppm seviyesine çıktığını göstermektedir. Karbondioksit diğer sera gazlarına göre
%55'lik bir oranla, doğal sıcaklık dengelerinin bozulmasında en büyük etkiyi yaparak
Küresel Isınma'ya neden olmaktadır.
Küresel Isınma'nın oluşumunda Sera Etkisi'nin rolü büyüktür. "Sera Etkisi"ni, güneşten
gelen kısa-dalga ışınlarının geçmesine izin veren gaz tabakasının, dünya üzerinden
yansıyan uzun-dalga ışınlarının büyük bir kısmını tutması sonucu meydana gelen
atmosferik dengesizlik olarak kısaca açıklayabiliriz.
Atmosfere atılan diğer sera gazları ise CO, SO2, NOx gibi zehirli gazlar ve radyoaktif
maddelerdir. Termik santrallarda, sanayide ve binalarda yakıt olarak kömür
kullanıldığında, bu kirlilik etmenlerinin yanısıra kül de açığa çıkar. Kül civa, kurşun,
arsenik ve kadmiyum içermesi nedeniyle yüksek oranda kirletici etkiye sahiptir.
Fosil yakıtların bu şekilde kullanılmaya devam edilmesi durumunda, aşırı kuraklık, deniz
seviyesinde yükselme sonucu su baskınları, fırtınalar ve ultraviyolenin artması gibi
küresel değişmeler sonucu, doğanın ekolojik dengesinin bozulması kaçınılmazdır.
Fosil yakıtların yanması sonucu atmosfere salınan CO2 ve diğer gazlar çevre kirliliğinin
yanı sıra oluşturdukları sera etkisi sonucu küresel ısınma ve iklim değişikliklerine neden
olmaktadır. 2005 yılında 28 milyar ton olarak gerçekleşen dünya enerji kaynaklı CO2
emisyonunun 2030 yılında 43 milyar tona ulaşacağı öngörülmektedir. CO2 emisyonundaki
artıştan kaynaklanan küresel ısınma ve iklim değişikliği insanlık için yaşamsal öneme
sahip su kaynakları, tarım ve doğa açısından tehdit oluşturmaktadır.
MAKİNA BİLGİSİ 28
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
CO2 Emisyonu Tahmini
50
CO2 emisyonu (milyar ton)
CO2 emisyonu (milyar ton)
40
30
28
31
34
37
40
43
20
10
0
2005
2010
2015
2020
Yıllar
2025
2030
Şekil 1.31. Dünyada CO2 emisyonu
1.6. STANDARTLAR VE SPESİFİKASYONLAR
1.6.1. Standart ve Standartlaştırma
Standart, ürün tasarımı, ölçme, imalat ve haberleşme gibi belirli bir konuda tespit edilmiş
bulunan kurallardır. Uluslararası Standartlar Örgütü (International Standards Organizatio,
ISO) sözlüğünde standartlaştırma işlemi için aşağıdaki tanım yapılmıştır:
Standartlaştırma, genel ekonominin optimum düzeye ulaştırılması amacıyla ilgili
kuruluşların bir arya gelerek bir faaliyetin fonksiyonel ve güvenlik koşullarına ayak
uyularak düzenli biçimde yapılabilmesi için gerekli kuralların belirlenmesi ve uygulanması
prosesidir. Standartlaştırma, içinde bulunulan zaman ve geleceğin gereksinimlerine cevap
verebildiği kadar meydana gelebilecek değişikliklere ayak uydurulabilecek sürekli bir
proses olarak düşünülmelidir.
Standartlaştırma, önce devletlerin kendi bünyelerinde başlamış (Almanya’da DIN,
Amerika’da ISA, Japonya’da JIS gibi), fakat kullanılan standartlar yönünden bazı
ayrıcalıklar ve uyuşmazlıklar meydana gelmiştir. Bu bakımdan devletler arasında
standartlarda bir birlik temin etmek amacıyla ISO adı altında bir örgüt kurulmuştur. Bu
örgüte üye olan ülkeler ISO’nun tespit ederek yayınladığı standartlara uyarak kendi
standartlarını düzenlemektedir. Türkiye uzun yıllar DIN’i benimsemiş ve uygulamıştır.
Standartlaştırmanın başlıca uygulama alanları;
1) Boyutlandırma ve ölçme
2) Terminoloji ve sembolik belirleme
3) Ürün tasarımı ve imlat işlemleri
4) Haberleşme
5) Hizmet faaliyetleri
6) Ürün tanımlama ve sınıflandırmaları
7) Mal ve can güvenliği
Standartlaştırmanın amaçları;
1) Ürün veya parçalarda çeşit sayısını azaltarak üretim maliyetlerini düşürmek
2) Üretim planlama ve programlamlarını basitleştirerek kapasite kayıplarını azaltmak
3) İşçilik ve makina verimliliğini artırmak
4) Malzeme kayıplarını azaltmak
5) Malzeme ve parça tedarik olanaklarını geliştirmek
MAKİNA BİLGİSİ 29
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
6) Değişik makine ve araç-gereç kullanım ihtiyacını azaltarak yatırım maliyetlerini
düşürmek
7) Ürünlerin daha geniş pazarlarda satılma imkanlarını artırmak
8) Stok düzeyleri düşürülerek elde bulundurma maliyetlerini azaltmak
9) Bakım ve yedek parça masraflarını azaltmak
10) Ürün tasarımı, kalite spesifikasyonlarının belirlenmesi ve muayene işlemlerini
kolaylaştırmak.
Standart tipleri;
Terminoloji standartları: Belirli bir konuda kavramlar arasında uyum sağlamak ve
haberleşmeyi kolaylaştırmak amacıyla oluşturulan tanım, terim veya sembollerden
oluşur.
Temel standartları: Somut nesnelerin sürekli olarak standartlaştırılmasına kullanılan
temel veri, kavram ve yöntemleri belirleyen kurallardan oluşur. Boyut toleransları,
standart sayı dizileri, örnekleme yöntemleri vb.
Boyut standartları: Bir ürünün tasarımı ile ilgili ölçüleri belirleyen standartlardır.
Çeşit standartları: Bir ürünün değişik ölçülerden veya tasarım farkından doğan
çeşitlerinin sayısını belirleyip kısıtlayan standartlardır.
Performans standartları: Bir ürünün tasarımı aşamasında belirlenen fonksiyonel
özelliklerin tanımlayan standartlardır.
Muayene ve deney standartları: Dayanıklılık, güvenilirlik, mukavemet, performans vb.
spesifikasyonların doğruluk veya geçerliliğini belirleme amacıyla uygulanan muayene
işlemleri veya deney yöntemlerini belirleyen kurallardır.
Standart sayı dizileri:
Standartlaştırmanın temel amaçlarından biri çeşit sayısının azaltılmasıdır. Alt ve üst
sınırları verilen bir ölçü aralığında istenilen sayıda çeşit oluşturma işleminin belirli
kurallara göre yapılması gerekir. Bunun için geometrik dizilerden yararlanılır.
Sabit çarpanı k ve 6 terimli bir dizi: 1, 1xk, 1xk2, 1xk3, 1xk4, 1xk5
Altıncı terim 10 olacaksa; 1xk5=10 olarak ifade edilir ve k = 1,585 elde edilir.
Buna göre 1-10 arasındaki değerler sırasıyla;
1. terim: 1,0
2. terim: 1,0 x1,585  1,6
2
3. terim: 1,0 x1,585 x1,585  (1,585)  2,5
4. terim: 1,0 x1,585 x1,585 x1,585  1,585  4,0
3
5. terim: 1,0 x1,585 x1,585 x1,585 x1,585  1,585   6,3
4
6. terim: 1,0 x1,585 x1,585 x1,585 x1,585 x1,585  1,585   10,0
5
olarak hesaplanır.
Görüleceği gibi; 6 terimli dizide her terim bir öncekine oranla yaklaşık olarak % 60
(%58,5) oranında artış göstermektedir. Bu oran 10 terimli bir dizide % 25, 20 terimli bir
dizide % 12 ve 40 terimli bir dizide ise % 6’dır.
MAKİNA BİLGİSİ 30
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Tablo 1.6. Standart sayılar
A
1,0
1,6
2,5
4,0
6,3
10,0
B
1,06
1,70
2,65
4,25
6,70
C
1,12
1,80
2,80
4,5
7,10
D
1,18
1,90
3,00
4,75
7,50
E
1,25
2,00
3,15
5,00
8,00
F
1,32
2,12
3,35
5,30
8,50
G
1,40
2,24
3,55
5,60
9,00
H
1,50
2,36
3,75
6,00
9,50
1.6.2. Standardizasyon
Spesifikasyon, bir işin nasıl yapılacağını belirten ayrıntılı bir talimat veya belirli özellikleri
yanılgıya meydan vermeyecek açıklıkta ve ölçülerde tanımlayan bilgiler şeklinde
tanımlanabilir. Örneğin, bir milin nominal çapı ve izin verilen sapmalar (tolerans sınırları)
için belirlenen rakamlar spesifikasyonları, bu rakamları belirleme biçimi veya belirli
kurallara uygunluğu standardı oluşturur.
1.7. MUKAVEMET BİLGİSİ
1.7.1. Mukavemet Kavramı
Mukavemet; teknik malzemelerin çeşitli yüklere dayanması için gerekli hesap esaslarını
inceler.
Mukavemet bilgisi matematikten ve malzeme bilgisinden çok yararlanır. Deneylere önem
verir. Bazı kabuller neticesinde bulunan formüllerin deney sonuçlarına uygun olup
olmadığına bakılır.
Sonuç olarak;
Mukavemet, cisimlerin (malzemenin) kesitlerinde meydana gelen iç kuvvetlerin elastik
cisimlerin kesitlerinde nasıl dağıldıklarını, birim kesit alanına düşen kuvveti, yani
gerilmeyi, elastik cisimlerin kuvvetler etkisi altında nasıl ve ne kadar şekil değiştirdiklerini
(deformasyonlarını = uzama, kısalma, sehim, eğilme, burulma, burkulma) miktarını
araştırır.
Mukavemet, bir cisim üzerine uygulanan yükleri ve bu yüklerin cisim içindeki etkileri
arsındaki ilişkileri inceler. Mukavemet hesabının amacı, bir elemanda dış kuvvetlerin
meydana getirdiği zorlanmaları hesaplayarak bunu elemanın mukavemet değeri ile
karşılaştırmak veya elemanın boyutlarını belirlemektir.
Bir tasarım mühendisinin görevlerinden birisi de malzemenin bütün kullanma şartlarını
göz önüne alarak yapı ve makina elemanlarının boyutlarını hesaplamaktır. Elemanın
boyutlarının hesaplanmasında üç koşul göz önünde tutulmalıdır;
1) Dayanım koşulu
Makine elemanının boyutları o şekilde tayin edilmelidir ki, eleman kendisine tesir eden dış
kuvvetlere dayanabilsin. Bu koşul, elemanın boyutlarının fazla olmasına sebep olur.
2) Ekonomiklik koşulu
Elemanın ucuza mal edilmesidir. Bu şartta elemanın daha küçük boyutlu olmasıyla daha
az malzeme kullanılır.
MAKİNA BİLGİSİ 31
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
3) Estetiklik koşulu
Bu koşul, elemanın hoş görünümlü olması ve beğeni kazanmasını sağlamaktır.
Mühendis, birbirine zıt bu iki ölçütleri optimize edecek en uygun çözümü arar.
Katı cisimler, dış yüklerin etkisi ile az veya çok şekillerini değiştirirler. Teknik problemlerin
pek çoğunda bu şekil değiştirmeler küçüktür. Şekil değiştirmelerin tamamen ihmal
edilebileceği pek çok problem vardır. Bu nedenle ideal bir cisim olan rijit cisim tanımlanır:
Rijit cisim, dış yüklerin etkisi ile herhangi iki noktası arasındaki uzaklığı değişmeyen
cisimdir. Bu ideal cismi konu alan mekaniğe rijit cisimler mekaniği adı verilir.
Katı cisimler kuvvetlerin etkimesi sonucunda şekillerini değiştirdikten sonra rijitleşmiş
kabul edilir ve bunlara rijit cisimler mekaniğinin yöntemleri aynen uygulanır.
Katı cisimlerin yükler altında şekil değiştirmesi, kullanılan konstrüksiyon malzemesinin
cinsine bağlı olarak çeşitli özellikler gösterir. Yumuşak çeliğin, fontun, betonun, kilin aynı
yük altındaki şekil değiştirmeleri farklıdır. Birçok durumlarda yükler kaldırıldığı zaman
cisim ilk haline geri döner. Malzemenin bu davranışına elastiklik adı verilir. Yükler
kaldırıldıktan sonra cisim ilk haline dönmez ve şekil değiştirmiş olarak kalırsa bu
davranışa da plastiklik denir.
Malzemenin pek çoğunda yükün bir sınırına kadar elastik davranış görülmektedir. Plastik
davranış gösteren ve göstermeyen malzemeler vardır. Çeşitli malzemenin özelliklerini
kapsayacak çok geniş bir mekanik geliştirmek mümkün olmadığından bir ideal malzeme
tanımlayıp onun mekaniğini kurmaktan başka çare yoktur. Elastik cisimler, elastoplastik
cisimler, viskoelastik cisimler, v.b. bu tip ideal cisimlerdir.
Mühendis, tasarlayacağı her çeşit yapı elemanına boyut verirken, gözönüne alacağı en
önemli noktalardan biri de, bunların dış etkenlere dayanmasını sağlamaktır. İşte
cisimlerin mukavemeti ve bazen de mukavemet adı verilen bu bilim dalı bununla ilgili
esas ve metotları hazırlar.
Boyutlandırma, daima birbirine zıt olan, emniyet ve ekonomiklik şartları optimize edilir.
Yapı, hiçbir zaman etkiyen dış kuvvetlere tam dayanacak sınır değerde boyutlandırılmaz,
bunların geçici de olsa, muhtemel artışlarını ve yapının emniyeti ile ilgili diğer faktörleri
de hesaba katmak gerekir. Emniyet isteği, boyutların arttırılmasını, diğer bir deyimle
yapının ağır ve rijit olmasını gerektirir.
Ekonomiklik şartına gelince, gereksiz malzeme ve işçilik sarfından kaçınarak, yapı
elemanlarına yeter boyut vermeyi öngörür.
Bu iki esas şart yanında, yapıya uygun form vermek de hiçbir zaman ihmal
edilmemelidir. Eser doğru olduğu kadar güzel de olmalıdır; estetiklik şartı da
gerçekleştirilmelidir.
Mukavemet, her teknik problemde bütün şartları gerçekleştirecek optimum bir çözüm
arar.
Elastisite: Sürekli ortamlar mekaniği içinde katı cisimlerle ilgilenen mekaniktir.
Mukavemet olur. Matematiksel kesinliği vardır. Birçok kabuller yapılan yaklaşık bir
mekaniktir. Uygulamalı ya da teknik mekanik de denir.
Mukavemette kullanılan ideal kavramlar arasında tam elastik cisim ve tam plastik cisim
sınırda olan iki cismi gösterir.
MAKİNA BİLGİSİ 32
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Elastik cisim: Bir cisme dış yükleri uyguladığımızda cisim şekil değiştirme yapacaktır.
Dış yükler kalktığında cisim 1. ci şekline dönüyorsa buna elastik cisim denir. Tam elastik
özellik, cisimde şekil değişmenin dış etki ile birlikte geri dönmesi demektir.
Bunun zıddına, tam plastik cisim de de, dış tesirler ortadan kalktığı halde de yaptıkları
şekil değiştirme olduğu gibi kalır.
Yapıda kullanılan cisimler genel olarak, bu iki ideal durumun arasında bulunur; yani dış
etkiler geri dönerken, şekil değiştirmelerin bir kısmı geri döner bir kısmı kalır.
Elastoplastik cisim: Dış yükler kalktığında cisim ne son şeklinde kalıyorsa ne de ilk
şekline dönüyorsa cisme elastoplastik cisim denir.
Homogen cisim: Eğer ele aldığımız cismin özellikleri her noktası için aynı ise buna
homogen cisim denir.
İzotrop cisim: Eğer cismin özellikleri cismin içindeki doğrultuya bağlı değilse buna
izotrop cisim denir.
Mukavemet için önemli kavramlardan biri de, dış etkilerle şekil değiştirmeler arasındaki
bağıntı, şekil değiştirme kanunudur. İlk basit kanun Robert Hooke tarafından verilmiştir.
Hooke Yasası: “Kuvvet ne kadarsa uzama o kadardır”. Böyle cisimlere Hooke yasasına
uyan cisimler denir. Buna göre kuvvetle şekil değiştirme arasında lineer bir bağıntı olduğu
kabul edilmektedir. Şekil değiştirme kanunu lineer olan cisimlere kısaca Hooke Cismi adı
verilir.
Normal Kuvvet: Bir çubuk yalnızca ekseni doğrultusundaki dış kuvvetlerin yani çekme
ya da basınç kuvvetlerinin etkisindeyse kesitlerde meydana gelen iç kuvvete Normal
Kuvvet, probleme de normal kuvvet hali denir.
=
(1.4)
F = Normal kuvvet
A = Alan
σ = Normal gerilme
Böylece normal kuvvet halinde gerilme, normal kuvvetin kesit alanına bölünmesi ile elde
edilmektedir.
Kesme Kuvveti: Bir cismi kesmeye zorlayan kuvvettir. Oluşan gerilmeye kesme veya
kayma gerilmesi denir.
=
1.7.2. Emniyet Gerilmesi
Elemanların boyutlandırılmasında kullanılacak malzemenin
güvenlik katsayısı önemli bir parametredir.
(1.5)
emniyet
gerilmesi
veya
Malzemeler en genel olarak iki farklı grupta toplanabilir:
1. Sünek malzeme: Bunlara yükün belirli bir sınırında malzemede çok büyük şekil
değiştirmeler meydana gelir. Buna akma denir.
2. Gevrek malzeme: Bu tip malzemede akma olmaz. Belirli bir σ gerilmesinde malzeme
birdenbire kırılır.
MAKİNA BİLGİSİ 33
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Her iki hal içinde geçerli olmak üzere, malzemeler için
sözkonusudur.
gibi bir sınır gerilmesi
Ancak bir konstrüksiyonda gerilmelerin
sınır gerilmesine kadar çıkması istenmez. Bu
nedenle
sınır gerilmesi, emniyet katsayısı denilen, birden büyük bir S katsayısına
bölünür. Böylece elde edilen gerilmeye emniyet gerilmesi denir.
Yapıların tasarım ve analizinde karşılaşılan çevresel etkiler, kullanım yükleri, malzeme
özellikleri gibi çeşitli belirsizliklere karşı uygun bir güvenlik katsayısı seçilmesi önemlidir.
Belirsizlik doğuran alanların başında gerilme ve şekil değiştirme kabulleri gelmektedir.
Yapının imalatında ve kullanımı sırasında oluşacak gerilmeler kesin olarak bilinmediğinden
güvenlik katsayısına bazen cehalet katsayısı adı verilir. Bazı durumlarda malzeme,
üzerindeki yük sabit olduğu halde şekil değiştirmeye devam eder. Zamanla oluşan bu
şekil değişimine sünme adı verilir. Diğer taraftan şekil değiştirmenin sabit olduğu
hallerde gerilmedeki azalmaya ise gevşeme denir. Kurşun, lastik ve bazı plastiklerde
sünme normal sıcaklıklarda meydana gelmektedir. Pek çok metalde sünme olayına
ergime sıcaklığının yüzde 35-50’si düzeyindeki sıcaklıklarda görülmektedir. Herhangi bir
malzemenin sünme hızı yalnızca sıcaklığa değil aynı zamanda gerilme düzeyi ile yük
geçmişine de bağlıdır. Sünme kaynaklı deformasyonları azaltmak amacıyla gerilmelerin
küçük tutulması faydalıdır.
Güvenlik katsayısı, yapı elemanına uygulanacak yükün, o elamanın taşıyabileceği en
büyük yükü aşmamasını garanti eder. Güvenlik katsayısı, yapı elemanının (göçmeksizin)
taşıyabileceği en büyük yükün kullanım yüküne oranıdır.
ü
( ) = ü ü (
(
)
)
> 1
= Mukayese ya da sınır gerilmesi, n emniyet katsayısı olmak üzere emniyet gerilmesi
=
(1.6)
Denklemi yardımıyla hesaplanır.
En büyük gerilme, ya akma gerilmesidir ya da çekme (basınç) mukavemetidir. Güvenlik
katsayısının oldukça küçük olması, emniyet gerilmesinin oldukça büyük olmasını, bu
durumda da yapının kullanımı sırasında problem çıkabileceği gösterir. Diğer taraftan
oldukça düşük emniyet gerilmesi ve oldukça yüksek güvenlik katsayısı ile yapı ağır ve
fazla maliyetli olur.
Güvenlik katsayısının seçiminde tecrübe ve mühendislik önsezisi önemlidir. Güvenlik
katsayıları pek çok ülkede standart ve yönetmeliklerle belirlenmektedir.
Malzemelerin yeteri kadar emniyetli bölgede çalıştırılmalarının nedenleri;






Dış kuvvetler çoğu zaman tam olarak belli değildir.
Taşıyıcı elemanın her yerinde aynı özellik bulunmayabilir.
İç kuvvetlerin hesabında yapılan kabullerden dolayı sonuçlar kesin değildir.
Üretim aşamasında bir takım hatalar ortaya çıkabilir.
Zamanla elemanın kesitinde zayıflama olabilir.
Makina elemanlar uzun zaman çalışması neticesinde yorulmakta, dolayısıyla sınır
gerilmelerinde değişiklik olmaktadır.
MAKİNA BİLGİSİ 34
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
1.7.3. Boyutlandırma Problemleri
Pratikte 3 tip boyutlandırma problemi vardır.
Problem 1: Kesit Tayini
Çubuktaki F bellidir; malzemenin ne olacağına karar verilmiştir. Dolayısıyla
bilinmektedir. Çubuğun kesitinin ne olacağı aranmaktadır.
≥
de
(1.7)
Denklemi, gerekli kesit alanını verir.
Problem 2: Gerilme kontrolü
Çubuktaki F ve A her yerde bellidir; çubuk malzemesi de bellidir. Dolayısıyla
de
) altında
bilinmektedir. Çubukta meydana gelen gerilmenin ( ), emniyet gerilmesinin (
olup olmadığının kontrolü istenmektedir.
≤
(1.8)
Problem 3: Dış yükün hesabı
F ve σ bilinmektedir. Çubuğun ne kadar yük taşıyacağı aranmaktadır. Normal kuvvet
diyagramı bilinmeyen yük cinsinden çizilir. Gerilmenin en fazla olduğu yerdeki değer, σem
ile karşılaştırılarak taşınacak yüke geçilir.
=
(1.9)
1.7.4. Mukavemet Hesaplarında Tasarım Aşamaları
Tasarımın ana amacı, yapı elemanlarının verilen yükleri göçmeksizin taşıyabileceği ve
kendisinden beklenilen işlevleri yerine getirebileceği uygun malzeme, eleman, şekil ve
boyutlarının belirlenmesidir. Bu aslında bir optimizasyon problemidir. Yukarıda sözüedilen
amaçlara ulaşmadaki etkinlik kullanılan malzeme ve yapım maliyetinin minimum
yapılmasıyla başarılır.
Yük etkisindeki bir elemanın tasarımında aşağıdaki hususlar gözönüne alınmalıdır:
1) Elemanın kendisinden beklenilen işlevleri hangi durumlarda kaybedeceği
belirlenmelidir. Bunun için, elemana etki eden dış zorlanmaların (kuvvet, moment)
bulunması, bunların cinsinin (çekme, basma, makaslama, eğilme, burulma),
büyüklüğünün, doğrultusunun ve değişiminin (statik, dinamik, darbe) belirlenmesi
gerekir.
2) Elemanda meydana gelen gerilmelerin dış kuvvete, elemanın geometrik şekline ve
boyutlarına bağlı olarak hesabı. Çok eksenli gerilme halinde, bulunan gerilme
değerleri yardımı ile eşdeğer gerilmenin belirlenmesi.
3) Sözkonusu işletme koşullarına göre eleman için, malzemenin mekanik
değerlerinden emniyet gerilmesinin ve muhtemel bir tehlikeye karşı emniyet
katsayısının ya da oluşabilecek en büyük gerilme değerinin belirlenmesi.
4) Elemanda meydana gelen en büyük gerilme veya eşdeğer gerilme ile emniyet
gerilmesinin karşılaştırılması (Eşdeğer gerilme emniyet gerilmesinden küçük
olmalıdır) ve güvenlik katsayısının belirlenmesi.
MAKİNA BİLGİSİ 35
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Açıklanan bu aşamaların sayısı, problemin yapısına bağlı olarak değişebilir. Pek çok
etkinin dikkate alınması sözkonusu olduğunda çoğunlukla bir deneme-yanılma işlemiyle
tasarım sonuçlandırılır.
Tablo 1.8. Emniyet katsayıları
Elemanlar
Kazanlar
Çift tesirli makinalar; piston ve biyel kolları
Tek tesirli makinalar; piston ve biyel kolları
Volan, rotor taşıyan miller
Torna milleri
Freze milleri
Makina parçaları
Bina çelik malzemesi
Köprü çelik malzemesi
Emniyet katsayısı
4.5-6.0
13.5-18.0
9.0-12.0
6.5-9.0
12.0
24.0
6.0
4.0
5.0
1.7.5. Mukavemet Hesapları
Çekme gerilmesi
ç 
Fç
(1.10)
A
Emniyetli çekme gerilmesi;
Kesit hesabı;
 ç   em 
K
;S 1
S
d 2
4
Daire için
: A
Kare için
: Aa
Dikdörtgen için:
2
A  ab
(1.11)
(1.12)
(1.13)
(1.14)
Çekmeye zorlanan bir elemanın uzama miktarı;
L 
Fç L
AE

çL
(1.15)
E
Şekil 1.32. Çekmeye zorlanan eleman
Asılı haldeki bir elemana F kuvveti etki ederse, çekme gerilmesi:
ç 
( F  AL )
A
Kesme gerilmesi
(1.16)
 em 
Fk
A
(1.17)
MAKİNA BİLGİSİ 36
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 1.33. Kesilmeye zorlanan eleman
Eğilme gerilmesi;
 e ,em 
Me
We
(1.18)
Me 
Eğilme momenti;
Fk L
4
(1.19)
Eğilme mukavemet momenti;
: We 
Daire için
Dikdörtgen için
d 3
32
: We 
(1.20)
bh 2
6
(1.21)
Şekil 1.34. Eğilmeye zorlanan eleman
Burulma gerilmesi;
Md [ Nm ]  7023
N PS 
nd / dk 
(1.22)
N: güç,
n: devir sayısı.
Burulmada mukavemet momenti;
d 3
16
Daire için
: Wd 
İçi boş daire için
d 2 1  d1 / d 2 
: Wd 
16
Halka için
: Wd  2R0 t ; R0 
(1.23)
3

2
4

R1  R2
2
Şekil 135. Burulmaya zorlanan mil
(1.24)
(1.25)
MAKİNA BİLGİSİ 37
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Eğilme ve burulma gerilmesi;
Daire için
:
 e ,em 
Dikdörtgen için
:
 e ,em 
Mf
(1.26)
d 3
32
Mf
(1.27)
bh 2
6
2
M f  Me  Md
Eşdeğer mukavemet momenti:
2
(1.28)
1.8. MÜHENDİSLİKTE KULLANILAN BİRİMLER
Bir fiziksel büyüklük, sayısal değeri ile birimin çarpımından meydana gelir. Buna göre
fiziksel büyüklüğü matematiksel olarak
FİZİKSEL BÜYÜKLÜK = SAYISAL DEĞER X BİRİM
bağıntısı ile ifade edilir.
Bu eşitlik, sayısal değerin yanına kesinlikle birimin yazılmasının gerektiğini
göstermektedir. Aksi halde, birim hatası ile sayısal değerlerdeki hatalardan daha büyük
hatalara yol açılabilir. Örneğin, bir milin çapı “d = 20” olarak ifade edilmişse ve gerçekte
“d = 20 mm” ise; bunun 20 cm kabul edilmesi halinde 10 kat, 20 m kabul edilmesi
halinde 1000 kat hata yapılmış olacaktır.
Tablo 1.9. Temel birimler
Fiziksel büyüklük
Uzunluk
Kütler
Sembol
Birimi
Metre
L
m
Sıcaklık
Elektrik akımı
Saniye
m
Kg
s
Kelvin
0
Kilogram
t
T
I
Zaman
Kısaltma
Amper
K
A
Tablo1.10. Bileşik birimler
Fiziksel büyüklük
Alan
Formülü
2
Birimi
m2
m3
m/s
m/s
Kuvvet
A L
V  L3
c  L/t
a  c/t
F  ma
Ağırlık
G  mg
Kgm / s 2  N
Basınç
pF/A
İş-enerji
W  FL
N W /t
N / m 2  Pa
NM  J
J /s W
Hacim
Hız
İvme
Güç
Kgm / s 2  N
MAKİNA BİLGİSİ 38
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Tablo 1.11. Birimlerin katları
Birimlerin üst katları
Tera
T
1012
10 9
Giga
10 6
10 3
Mega
10 2
10
Hekto
Kilo
Daka
Birimlerin ast katları
Desi
d
10 1
G
M
K
10 2
Santi
10 3
10 6
Mili
h
Da
10 9
10 12
c
m

n
p
Mikro
Nano
Piko
Tablo 1.12. Kuvvet birimi (N)
Birim
1N
N
1
Kp
0,10 2
dyn
10 5
1 Kp
9,81
1
9,81x10 5
1 dyn
10 5
1,02 x10 6
1
1N  1Kgm / s 2
Tablo 1.13. Basınç birimi (bar)
Birim
N / m2
Bar
Kp / cm
mmHg
atm
2
N / m2
Bar
Kp / cm 2
mmHg
atm
1
10 5
7,50 x10 5
10 5
9,81x10 4
1
1,02 x10 5
1,02
9,867 x10 6
0,9867
0,981
1
1,33x10 3
1,0132
1,36x10 3
1,0332
133,36
1,013x10 5
750
735,5
1
760
0,968
1,316 x10 3
1
Teknik atmosfer basıncı : 1at  735 ,5 mmHg  10 mSS  1Kp / cm 2
Fiziksel atmosfer basıncı: 1atm  760mmHg  10,33mmSS  1,033Kp / cm
2
2
Pascal: 1Pa  1N / m
Efektif basınç (atü) : Kapalı kaplar içinde manometrenin gösterdiği iç basınçtır.
Mutlak basınç (ata) : Efektif basınçla atmosfer basıncının toplamını ifade eden basınçtır.
Tablo 1.14. İş – enerji birimi (Joul)
Birim
Kpm
J
KWh
KCal
PSh
1
0,102
2,78 x10 7
2,39 x10 4
3,78 x10 7
Kpm
9,81
1
2,34 x10 3
KWh
3,6 x10 6
3,67 x10 5
2,73 x10 6
1
3,70 x10 6
1,36
KCal
4186
427
1
PSh
2,65 x10 6
2,7 x10 5
1,163x10 3
0,735
J
860
632
1,58 x10 3
1
MAKİNA BİLGİSİ 39
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Tablo 1.15. Güç birimi (Watt)
Birim
W
1
Kpm / s
Kpm / s
9,81
1
PS
KCal / h
735,5
1,163
75
0,119
KCal / s
4186
427
W
0,102
PS
1,36 X 10
3
1,33 x10 2
1
KCal / h
0,860
8432
1,58 x10 3
632
1
5692
3600
KCal / s
2,39 x10 4
2,34 x10 3
0,176
2,78 x10 4
1
Sıcaklık ölçeği:
 
5
t C   
9
 
F  32
t 0 K  273,15  t o C
0
 
t 0F 
0
(1.29)
(1.30)
9 0
t C  32
5
 
(1.31)
Viskozite:
Dinamik viskozite
 
: Poise ( P )  1dyns / cm
2
1Kg / ms  1Ns / m 2  3600 Kg / mh
  : 1Stoks( St )  1cm 2 / s  10 4 m 2 / s  0,36m 2 / h
0
0
Isı iletim katsayısı  
: 1KCal / mh C  1163W / m C
0
Isı transfer katsayısı   : 1KCal / m 2 h 0 C  1163W / m 2 C
2
2
Isı miktarı q 
: 1KCal / m h  1163W / m
0
0
Özgül ısı C 
: 1KCal / Kg C  4186 J / Kg C
Kinematik viskozite
Gerilme
 , R
: N /m
Mukavemet momenti (W ) : mm
3
2
MAKİNA BİLGİSİ 40
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2. BAĞLAMA ELEMANLARI
2.1. BAĞLANTI ŞEKİLLERİ
Makinalar çeşitli parçaların birleşmesinden meydana gelir. Her makinada benzer
özelliklerden dolayı gruplara ayırabileceğimiz elemanlar vardır. Makine elemanlarının
önemli bir grubunu oluşturan bağlama elemanları da birbirine benzer özellik gösteren
elemanlar grubudur.
Bağlama elemanları iki veya daha fazla sayıda makine parçalarının birleştirilmesi
amacıyla, geniş ölçüde standartlaştırılmış olup, büyük seriler halinde imal edilirler.
Böylece eskiyen parça aynısı ile hem kısa süre içerisinde değiştirilebilmekte ve hem de
üretim maliyetlerinde azalma sağlanmaktadır.
Bağlantı şekilleri, “bağlantının yapılma prensibi”ne göre üç gruba ayrılır; malzeme bağlı
bağlantılar, kuvvet bağlı bağlantılar ve şekil bağlı bağlantılar.
1) Malzeme bağlı bağlantılar
Parçalar bağlantı yerinde malzemenin birleşmesi ile çözülemeyecek biçimde bağlanır
(kaynak, lehim, yapıştırma bağlantıları).
2) Kuvvet bağlı bağlantılar
Parçalar uygun şekilde sıkılarak temas yüzeylerinde normal ön gerilme kuvvetleri
oluşturulur. Hareket ve kuvvet iletimi halinde normal kuvvetler nedeniyle harekete zıt
yönde etki eden sürtünme kuvvetleri bağlantının devamını sağlar (sıkı geçme, konik
geçme, oyuk kama).
3) Şekil bağlı bağlantılar
Kuvvet ve hareket iletimi bağlantı elemanının şekli ile sağlanır (paralel kama = feder,
pim, perno bağlantıları).
Bir bağlantıda çoğu zaman kuvvet ve şekil bağı birlikte olur. Yuvalı kama ve cıvata
bağlantıları gibi bağlantılarda dış kuvvet ve momentlerin iletilmesi önce sürtünme
kuvvetleri, sonra da parçaların şekli ile sağlanır.
Bağlantılar “sökülme durumları”na göre iki gruba ayrılır; sökülebilen bağlantılar,
sökülemeyen bağlantılar.
1) Sökülebilen bağlama elemanları
Bağlanan parçalarda ve bağlama elemanında hiçbir hasar olmadan sökülüp takılabilirler.
Bağlama elemanı söküldüğü zaman bağlantı sona erer, ancak bağlantı sisteminde
herhangi bir bozulma olmaz (cıvata, kama, pim, perno).
2) Sökülemeyen bağlama elemanları
Parça ve bağlantı bölgesi ancak bozularak bağlantı sökülebilir ve bağlantının tekrar
yapılması mümkün olmaz (kaynak, lehim, yapıştırma, perçin).
Bu bölümde bağlama elemanları olarak; somun-cıvata bağlantıları, kama bağlantıları, pim
ve perno bağlantıları, perçin bağlantıları, kaynak bağlantıları, lehim bağlantıları,
yapıştırma bağlantıları açıklanacaktır.
MAKİNA BİLGİSİ 41
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2.2. CIVATA – SOMUN BAĞLANTILARI
Cıvatalar ve somunlar, teknikte en çok kullanılan ve sökülebilen bağlantılar
yapılmasına yarayan makina elemanlarıdır. Cıvata esas itibarıyla silindirik bir gövde ve bu
gövde üzerine belirli kurallara göre açılmış vida profilinden meydana gelir. Cıvata
bağlantısında karşı parçayı oluşturan somun da aynı kurallara göre bir delik içine açılmış
vidadan ibarettir. Çok geniş kapsamlı olarak standartlaştırılmış olduklarından gerektiğinde
kolaylıkla değiştirilebilirler.
Somun-cıvata bağlantılarının esasını üzerinde dişler açılmış bir dış vida (cıvata) ile bir iç
vida (somun) meydana getirir. Bu iki parça eş çalışacağından her ikisinde de açılmış olan
dişlerin aynı şekil ve büyüklükte olması gerekir.
Şekil 2.1. Cıvata ve somun elemanları
Şekil 2.2. Dış vida (cıvata) ve iç vida (somun)
Cıvatalar ve somunlar; makinaların montajında, dişli kutularında, yatakların ve
makinaların temele tespitinde somunla birlikte ya da somunsuz olarak bağlantı cıvatası,
Mengene, pres gibi mekanizmalarda küçük çevre kuvvetleri ile büyük eksenel kuvvetlerin
sağlanması amacıyla hareket cıvatası,
Ön gerilme temini gereken gergi mekanizmalarında gergi cıvatası, yağ deliklerinde
kapama elemanı (kör tapa), aşınma ve boşluk ayarı gereken yerlerde ayar cıvatası,
mikrometre gibi ölçü aletlerinde ölçme elemanı olarak uygulanırlar.
Somun – cıvata bağlantıları bağlantı amacı ile birlikte, boru ve armatür bağlantılarında
sızdırmazlık, vagon bağlantılarında darbelerin karşılanması amacıyla kullanılır.
Bağlantı cıvatalarının görevi yapı ve konstrüksiyon elemanlarını birbirine bağlamaktır.
Hareket cıvatalarının görevi ise vidanın hareketi sırasında kuvvetleri cıvatadan somuna
veya somundan cıvataya iletmektir.
MAKİNA BİLGİSİ 42
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 2.3. Vida mekanizması ile hareket iletimi
2.2.1. Vida Profilleri
Cıvata bağlantıları çok farklı alanlarda kullanıldığından amaca uygun çeşitli vida profilleri
geliştirilmiştir. Ancak, seçilen profilin şekline ve büyüklüğüne, vida adımına ve sarıldığı
silindirin çapına bağlı olarak sonsuz sayıda vida elde edilebilir. Bunun sonucunda farklı
ölçülerde yapılan vidalar birbirine uymaz, aralarında değiştirilme özelliği sağlanamaz. Bu
sebeple vidalar uluslar arası düzeyde standartlaştırılan ilk makina elemanlarındandır.
Vidalar; ölçü sistemine, helis yönüne, diş profillerine, diş aralığına, kullanım amacına,
ağız sayısına ve kullanım alanına göre aşağıda sınıflandırılmıştır.
Şekil 2.4. Vidaların sınıflandırılması
Vida profili adı verilen diş şeklinin bir silindir üzerine bir helis eğrisi boyunca sarılması ile
vida elde edilir. Bir helis eğrisi açıldığı zaman bir dik üçgen elde edilir. Dik üçgenin
yüksekliğine (h) vida adımı (hatve) denir. Helisin eğim açısı  ve silindirin çapı d olmak
üzere aşağıdaki bağıntı geçerlidir.
tg 
h
d
(2.1)
Şekil 2.5. Sağ ve sol vida
MAKİNA BİLGİSİ 43
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 2.6. Helis eğrisi
Diş: Helisel vida kanalı açıldıktan sonra oluşan çıkıntılardır. Çeşitli profillerde olabilir.
Ancak, bir vidanın bütün dişleri aynı profildedir.
Diş üstü çapı (d): Vida açılmış silindirin çapıdır. Anma ölçüsü olarak da adlandırılır.
Adım (h): Vidalarda iki diş arasındaki uzaklık ya da vidanın bir turda aldığı yoldur.
Bölüm dairesi çapı (d2): Vidanın diş üstü çapı ile diş dibi çapı arasından geçen çapın
ölçüsüdür. Sadece hesaplarda kullanılır.
Diş dibi çapı (d1): Vidanın diş dibinden ölçülen çapıdır. Diş üstü çapından iki diş
yüksekliğinin çıkarılmasıyla elde edilir.
Diş yüksekliği (t): Vidanın diş üstü çapı ile diş dibi çapı arasında kalan tek taraflı
uzaklıktır.
Vida eğim açısı
  : Vida dişlerini oluşturan helis eğrisinin, bölüm dairesi açınım doğrusu
ile yaptığı açıdır.
Şekil 2.7. Vida dişi terimleri
Şekil 2.8. Vida profili ve ölçülendirme
MAKİNA BİLGİSİ 44
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 2.9. Çeşitli somun tipleri
Kullanım amacına göre vida profilleri; üçgen, trapez, yuvarlak, testere dişi, kare ve özel
vida profilleri olarak üretilmektedir.
Dikdörtgen vida profilleri standartlaştırılmamıştır.
Şekil 2.10. Standart vida profilleri şematik gösterimi
Üçgen vida profilleri
Üçgen vida profilleri tepe açılarına göre iki gruba ayrılırlar;
1) Metrik vida
2) Whitworth vida
Metrik vida profili eşkenar bir üçgen olup, tepe açısı 600’dir. Cıvataya açılan dişlerin uçları
üçgen yüksekliğinin 1/8’i kadar kırılmış, dipleri çentik etkisini azaltmak ve imalatı
kolaylaştırmak maksadıyla yuvarlatılmıştır.
MAKİNA BİLGİSİ 45
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Whitworth vida profili tepe açısı 550 olan ikizkenar bir üçgen şeklindedir. Dişlerin baş ve
dipleri üçgen yüksekliğinin 1/6’i kadar kırılarak yuvarlatılmıştır. Withworth vida profili
bugün yerini metrik vidaya bırakmıştır.
Üçgen profilli vidalar bağlantı cıvatalarında kullanılır.
Trapez vida profili
Trapez vidada tepe açısı 300 olan bir trapez profil kullanılır. Vidalar, profillerin yan
yüzeylerinden temas ederler ve vida ucunda boşluk bulunabilir. Trapez profil eksenel
doğrultuda her iki yöndeki kuvvetleri aynı şekilde taşıyabilir.
Şekil 2.11 Vida profilleri ve ölçüleri
Testere dişi vida profili
Testere dişi vida profili tepe açısı 300 olan bir dik üçgen şeklindedir. Eksenel doğrultuda
tek yönde etki eden kuvvetlerin karşılanması için testere dişi vida profili profil şeklinden
dolayı daha uygundur.
Yuvarlak vida profili
Yuvarlak vida profilinde dişler yuvarlatılmıştır. Atmosfer etkilerine, toza, toprağa maruz
ve sık sık takılıp sökülmesi gereken bağlantılarda sivri tepeli üçgen profiller kolaylıkla
hasar görebildiklerinden kullanılmazlar. Raylı taşıtlardaki vagon kavramaları, armatür
bağlantıları ve benzeri yerlerde toz ve topraktan kolay zarar görmeyen yuvarlak vida
profilleri kullanılır.
İnce diş vidalar
Normal ölçülerdeki vida profilleri ve bunların adımları bazı işler için kaba gelir ve uygun
olmaz. Örneğin, optik aletlerde, ince ayar işlerinde vidanın büyük dönme açılarına karşılık
küçük eksenli eksenel ilerleme olması istenir. Bu amaçla küçük adımlı ince diş üçgen
vidalar kullanılır. İnce diş vidalarda profillerin geometrik şekli normal profilin benzeri
fakat küçüğüdür. Bütün vida profillerinin çeşitli adımlarda standartlaştırılmış ince vida
serileri de mevcuttur.
MAKİNA BİLGİSİ 46
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2.2.2. Cıvata ve Somun Çeşitleri
Cıvatalar, başlı cıvata, başsız cıvata (saplama) vidalı pim, vidalı mil olarak
gruplandırılabilir. Cıvata ya bir somunla birlikte kullanılır veya vida açılmış bir deliğe
vidalanır.
Genel olarak, anahtarla sıkılan başlı cıvataların kullanılması tavsiye edilir. Baş şekilleri
uygun ve yeterli mukavemette olduklarından başlı cıvatalara anahtarla istenilen moment
uygulanabilir. Tornavida ile sıkılan cıvatalara uygulanabilecek moment sınırlı olduğu,
baştaki tornavida ağzı da kolaylıkla bozulduğundan, özellikle korozyona maruz kalmış
cıvataları sökmek de zordur.
Baş şekillerine göre cıvatalar;
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Altı köşe başlı cıvatalar
Kare başlı cıvatalar
Havşa başlı cıvatalar
Mercek başlı cıvatalar
Yuvarlak başlı cıvatalar
Silindirik başlı cıvatalar
Özel başlı cıvatalar (tırtıllı, halkalı, kelebek, beton, çekiç başlı, saplı)
Altı köşe başlı cıvata en çok kullanılan cıvata tipidir. İçten altı köşe başlı cıvatalar (inbus
cıvatası) gömme başlı cıvata bağlantılarında yer ihtiyacı az olduğu için daha uygundur.
Cıvatalar standart eleman olduklarından baş şekline, açılmış olan vidaya ve uzunluklarına
göre gösterilirler. Örneğin, 20 mm çapında 60 mm uzunluğunda altı köşe başlı bir metrik
cıvatanın gösterilişi;
Altı köşe başlı cıvata M 20 x 60 TS 1021/1
Şekil 2.12. Altı köşe başlı cıvata
Cıvataların vidalı kısımlarının uzunlukları somunun takılmasına veya cıvatanın deliğe
vidalanmasına yetecek kadardır. Aynı vida ölçüsünde, çeşitli uzunlukta cıvata yapıldığı
için şaft uzunluğunun kullanım yerine uygun olarak seçilmesi gerekir. Özel durumlar için
başa kadar vida açılmış cıvatalar da yapılmaktadır. Saplama cıvatalarında vidanın yerine
takılıp sıkıldıktan sonra sarsıntılar nedeniyle gevşemesini önlemek için sıkı geçmeye yakın
bir toleransta işlenir. Saplama, yerine özel bir anahtarla takılıp sıkıldıktan sonra üzerine
diğer parça geçirilir ve ucuna somun vidalanır.
Makinaların temellere tespitinde kullanılan cıvataların, şaft kısımları betona
gömüleceklerinden, yeterli uzunlukta ve çıkmalarını önleyecek şekillerde yapılırlar.
Kelebek ve tırtıl başlı cıvatalar anahtar kullanılmadan elle sıkılabilirler.
Gözlü cıvatalar sık sık açılıp kapatılan kapakların tespitinde kullanılır.
MAKİNA BİLGİSİ 47
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Halka başlı cıvata elektrik motorları, dişli kutuları ve ağır makine parçalarının
taşınmasında ve montajında kullanılır. Cıvata halkasından geçirilen bir halat veya çubuk
yardımıyla parçanın rahatlıkla kaldırılması mümkün olur.
Fırdöndü tertibatında kullanılan özel başlı cıvatanın bir tarafında sağ, diğer tarafında sol
vida açılmış olup, döndürüldüğü zaman her iki ucun birbirine yakınlaşmasını ve sıkmayı
sağlar.
Kör tapa olarak kullanılan kapama cıvatalarındaki fatura, conta içim dayanma yüzeyi
teşkil ederek sızdırmazlığı sağlar.
Sac bağlantılarında ve ağaç işlerinde kullanılan sac ve ağaç vidaları takıldıkları parçadaki
vidayı kendileri açarlar. Bu vidalar hassas cihaz tekniği, aparat imalatı ve elektronikte
yumuşak metal ve ince sactan yapılmış parçaların bağlantılarında somun kullanılmadan
bağlantının yapılmasını sağlarlar. Bu vidaların bir kısmı çekiçle yerine bir miktar
çakıldıktan sonra tornavida ile sıkılarak ön gerilme verilir.
Şekil 2.13. Beton cıvataları
Şekil 2.14. Özel cıvatalar
Somun çeşitleri;
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Altı köşe somunlar (normal, faturalı, şapkalı, emniyetli, taçlı)
Kare somunlar
Kelebek somunlar
Tırtıllı somunlar
Yuvarlak somunlar
Halkalı somunlar
Kollu somunlar
Özel somunlar (yarıklı, kanallı, vb.)
MAKİNA BİLGİSİ 48
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 2.15. Sonun çeşitleri
2.2.3. Cıvata ve Somun Bağlantılarının Yapılması
Kullanılacak cıvata ve somun tipinin seçiminde montaj imkanı en önemli rolü oynar.
Sıkma için anahtar, kanca anahtar, tornavida ve diğer takımların rahatlıkla kullanılması,
montaj ve demontajın kolay olması ön koşuldur. Somunun sıkılmasında normal altı köşe
anahtar kullanılıyorsa, anahtarın döndürülmesi için yeterli hacim olmalı ve parça üzerinde
döndürmeyi önleyecek çıkıntı bulunmamalıdır. Altı köşe somun anahtarlarının dönmesi
için yer olmayan gömme başlı cıvata konstrüksiyonlarında boru anahtar kullanılır. Dönen
makina parçalarında çıkıntılar her zaman tehlike yarattığından cıvata başlarının gömme
yapılması daha uygundur. Özellikle takım tezgahlarında makinanın kolay temizlenmesi
bakımından da gömme başlı cıvata konstrüksiyonları tercih edilir. İçten altı köşe başlı
cıvatalar daha az yere ihtiyaç gösterdiklerinden gömme başlı konstrüksiyonlar için uygun
özelliklere sahiptirler.
Somun ve cıvata başı altına konan çeşitli tipteki rondela veya pullarla, cıvata ve
somunları sıkmak için kullanılan anahtarlar tamamlayıcı parçaları oluştururlar. Böylece
sıkma ve sökme momentinin gereksiz artması önlenmiş olur. Ayrıca bağlanan parçaların
yumuşak olması halinde, oturma yüzeyini artırdığından, parçaların ezilmesi önlenir.
Şekil 2.16. Anahtar ve cıvata sıkma
Cıvata bağlantılarının özellikle dinamik zorlanmalar etkisinde kendi kendine gevşemesini
veya bağlantının tamamen çözülmesini önlemek için tedbir alınmalıdır. Cıvata
bağlantılarında kullanılan emniyet tedbirleri şekil bağlı ve kuvvet bağlı olmak üzere iki
gruba ayrılır. Şekil bağlı emniyet tedbirlerinde gevşeme somunun özel şekli veya emniyet
elemanının şekli ile önlenir. Emniyeti sağlayan eleman parçalanmadan veya şekli
bozulmadan somunun gevşemesi mümkün değildir. Şekil bağlı emniyet tedbirleri;
emniyet pimleri ve emniyet saclarıdır.
MAKİNA BİLGİSİ 49
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 2.17. Şekil bağlı cıvata emniyetleri
Kuvvet bağlı emniyet tedbirlerinde ise cıvata ve somun arasında ek bir gerilme
oluşturularak somunun gevşemesi önlenir. Yaylı rondelalar basit ve ucuz, fakat etkili
emniyet tedbiridir. Somun içine açılan kanala fiber veya plastikten diş açılmamış bir halka
konur. Somun sıkıldığı zaman cıvata dişleri radyal yönde bir kuvvete maruz kalır ve
gevşemesi zorlaşır. Çift veya kontra somun düzeni de basit ve etkili bir emniyet
tedbiridir.
Somun – cıvata bağlantılarının sökülmemesi esastır. Sıkılarak ön gerilme verilmiş bir
cıvata bağlantısının kendiliğinden çözülmemesine OTOBLOKAJ (KİLİTLENME) denir. Bu
özellik vida eğimine
 
ve sürtünme katsayısına
 
bağlıdır. Çözme yönüne uygulanan
moment sıfır ya da sıfırdan küçükse otoblokaj vardır. Diğer bir ifade ile, vida eğim açısı
sürtünme açısından küçük veya ona eşit ise kilitlenme sağlanmış olur.
Şekil 2.18. Kuvvet bağlı cıvata emniyetleri
Cıvata ve Somun Bağlantılarında Sıkma Kuvveti
Cıvata ve somunların sıkılmasında, uygulanması gereken kuvvetlerin hesaplanması
bağlantıların yapılması için önemlidir.
Sıkma anında anahtarın bir turda aldığı yol, anahtar ucunun çizdiği dairenin çevresine;
cıvatanın bir turda aldığı yol ise vida adımına eşittir.
Yapılan iş, cıvatayı sıkmaya çalışan döndürme momentine eşit olup,
bağıntısı gereğince;
M d = Anahtara uygulanan kuvvet F1  x Anahtarın aldığı yol 2r 
İş  KuvvetxYol
MAKİNA BİLGİSİ 50
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
M d = Cıvatanın oluşturduğu sıkma kuvveti F2  x Cıvatanın aldığı h 
eşitlikleri geçerlidir. Burada; r anahtar uzunluğudur.
M d  F1 x 2r  F2 h
(2.2)
Örnek: 18 cm uzunluktaki anahtarla 80 N kuvvetle sıkılan M20 cıvatanın oluşturduğu
sıkma kuvvetini hesaplayınız.
Verilenler:
F1  80 N
r  18cm  180mm
h  2,5mm  0,25cm(vida..diş..ölçüleri..tablosundan)
İstenen;
F2
M d  F1 x 2r  F2 h ise; F2 
F1 x 2r
80 Nx 2 xx18cm
 F2  36.173N
; F2 
h
0,25cm
2.2.4. Cıvataların Boyutlandırılması
Cıvatalar genel olarak eksenel doğrultuda gelen kuvvetlerin etkisi altında çekmeye
zorlanırlar. Bununla birlikte, cıvataları eğmeye ve kesmeye zorlayan kuvvetler de
sözkonusu olabilir. Bu bakımdan, cıvataların doğru bir şekilde boyutlandırılabilmesi için
cıvataya etki eden kuvvetlerin bilinmesi gerekir.
Çekme zorlanması;
Cıvata Fç kuvveti etkisi altında çekmeye zorlanırsa, cıvatada oluşan çekme gerilmesi
cıvata malzemesinin emniyetli çekme gerilmesinden küçük olmalıdır.
ç 
Fç
A
  ç ,em
(2.3)
Daire kesitli cıvatanın kesit alanı; A 
d 2
4
Buna göre emniyetli cıvata çapı için
d em 
4 Fç
(2.4)
n ç ,em
eşitliği elde edilir.
Şekil 2.19. Çekmeye zorlanan cıvata bağlantısı
MAKİNA BİLGİSİ 51
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Cıvatanın emniyetli çekme gerilmesi,
S emniyet katsayısı, K cıvata malzemesinin çekme
gerilmesi olmak üzere
 ç ,em 
K
S
(2.5)
eşitliği ile belirlenir.
Kesme zorlanması;
Cıvata Fk kuvveti etkisi altında kesilmeye zorlanırsa, cıvatanın emniyetli kayma gerilmesi
cıvataya uygulanan kuvvet sonucu oluşan kesme gerilmesinden büyük olmalıdır.

Fk
  em
A
(2.6)
d 2
Daire kesitli cıvatanın kesit alanı; A 
4
Cıvata malzemesinin kayma gerilmesi K , emniyet katsayısı
S olmak üzere, cıvata
malzemesinin emniyetli kayma gerilmesi;
 em 
K
S
(2.7)
Şekil 2.20. Kesilmeye zorlanan cıvata bağlantısı
MAKİNA BİLGİSİ 52
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2.3. KAMA BAĞLANTILARI
Kamalar, bir tarafı veya her iki tarafı eğimli dikdörtgen kesitli parçalar olmakla birlikte,
konik, yuvarlak, yarım ay veya daha değişik profilli kamalar da mevcuttur. Milleri ve
göbekleri bozmamaları için daha yumuşak malzemelerden yapılırlar. Kama kanal ve
yuvaları genel olarak frezelerle açılır.
Kamalar, özellikle mil ve göbekler arasında kuvvet veya şekil bağlı çözülebilen
birleştirmeleri gerçekleştirir. Görev itibariyle, dişli çark ve kasnaklardan millere veya
tersine kuvvet iletimi sağlarlar. Kamala ayrıca, parçaların ayarlanarak ve sıkıştırılarak
bağlanmasında da kullanılırlar.
Kamalar zorlanma durumlarına veya kullanıldıkları yerin özelliklerine göre enine ve
boyuna çalışan kamalar olmak üzere iki gruba ayrılarak sınıflandırılırlar.
2.3.1. Enine Kamalar
Enine kamalar çubuk, mil ve benzeri parçaların eksenel yönde bağlanarak kuvvet
iletiminde veya ayar işlerinde kullanılırlar. Değişken yüklerin taşınmasına uygundurlar.
Kuvvet ileten yüzeyleri tek veya iki yüzü eğimli yapılabilir, tek veya çift kullanılabilirler.
Kama eğimi, kilitlenme özelliği istenen yerlerde 1/30, 1/40; sık sık söküp takma gereken
yerlerde 1/15, 1/20; ayar işlerinde kilitlenme özelliği istenmediğinden 1/5, 1/10 olarak
imal edilirler. Otoblokajın istendiği yerlerde kama eğim açısı sürtünme açısının iki
katından küçük seçilir.
Şekil 2.20. Enine kama bağlantısı
2.3.2. Boyuna Kamalar
Boyuna kamalar kasnaklar, dişli çarklar, volanlar, kavramalar, kollar ve manivelalar gibi
dönen veya salınım hareketi yapan parçaların millere bağlanmasında kullanılırlar.
Oyuk kama, düz kama, yuvalı kama, burunlu kama, teğetsel kama, yarım aya kama ve
kamalı miller, feder (uygu kaması) boyuna çalışan kama tipleridir.
Kama bağlantılarında genel olarak, mile bağlanacak parça yerine oturtulur, bundan sonra
kama eksenel yönde çakılır. Bazı özel hallerde, eksenel yönde kamayı çakmak için yeteri
kadar yer yoksa, kama mil üzerindeki yuvasına yerleştirilerek göbek mile sürülür.
Kamaların moment iletimi esas olarak yüzeyler arasındaki sürtünme kuvvetleri ile
sağlanır. Ancak zorlanmanın artması halinde mil kayarak göbeğe nazaran döner ve yuvalı
kamanın yan yüzeyleri kama yuvasına dayanır. Kama ezilme ve kesilmeye çalışarak yük
MAKİNA BİLGİSİ 53
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
taşımaya katılır. Bu zorlanma durumuna göre yuvalı kama, başlangıçta bir kuvvet bağı,
daha sonra da şekil bağı meydana getirir.
Oyuk kama ise tamamen kuvvet bağlı bir sistemdir.
Burunlu kama yuvalı kamanın özel bir tipidir. Kamaya sökme kuvveti uygulamak için
diğer ucuna erişme imkanı olmayan bağlantı yerlerinde kullanılır. Kamanın geniş olan
burun kısmı büyük çakma ve sökme kuvvetlerinin uygulanmasında kolaylık sağlar.
Kamaların uçları yuvarlak (A tipi) veya düz (B tipi) olabilir.
yüksekliği ve
b kama genişliği, h kama
l kama uzunluğu olmak üzere kama gösterimi:
Kama A bxhxl TS 147 veya Kama B bxhxl TS 147
Şekil 2.21. Oyuk kama
Şekil 2.23. Yuvalı kama
Şekil 2.22. Düz kama
Şekil 2.24 Burunlu kama
Şekil 2.25. Teğetsel kama
Şekil 2.26. Yarım aya kama
Şekil 2.27. Uygu kaması (feder)
MAKİNA BİLGİSİ 54
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2.4. PİM VE PERNO BAĞLANTILARI
Pimler, parçaların karşılıklı konumlarını tespit edip sökülüp takılmada aynı konumu elde
etmek için merkezleme işlerinde, küçük zorlanmalar için mil-göbek bağlantılarında, yay
gibi elemanların uçlarının tutturulmasında kullanılırlar.
Silindirik, konik, vidalı konik, çentikli, çatal (gupilya) ve gergi pimler mevcuttur.
Şekil 2.28. Silindirik pimler
Şekil 2.29. Konik pimler
Şekil 2.30. Çentikli pimler
MAKİNA BİLGİSİ 55
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 2.31. Gergi pimleri
Silindirik pimler genel olarak merkezleme işlerinde kullanılırlar. Uygun çap ve
toleranslarda imal edilerek bağlantı veya tespit elemanı olarak da kullanılabilirler.
Kullanım amacına göre silindirik pimlerin uçları yuvarlak, konik veya düz olarak yapılır.
Pim tipi Çap x Tolerans x Boy TS…
Silindirik pim 5 x h8 x 40 TS…
Konik pimler merkezleme işleri için daha iyi sonuç verir. Takım tezgahları gibi yüksek
hassasiyetin istendiği yerlerde kullanılırlar. Birçok kere sökülüp takılabilirler. Küçük
çapları ve uzunlukları ile belirtilirler. Koniklikleri 1:50’dir.
Konik pim 6 x 50 TS…
Vidalı konik pimler iç veya dış vidalı olarak yapılabilirler. Makine parçalarının montajında
durumlarını ayarlamak amacıyla kullanılan bu tip pimler, konik pimlerin uçlarına iç veya
dış vidalı silindirik kısımlar ilave edilmek suretiyle elde edilirler.
Konik pim 10 x 100 TS…
Çentikli pimlerin çevresinde 1200 aralıkla çentikler açılmıştır. Çakma işleminden sonra
yüzeyler arasında meydana gelen kuvvetler çentikli pimin sağlamca oturmasını sağlar.
Çentikli silindirik pim 8 x 50 TS…
Çentikli konik pim 6 x 40 TS…
Gupilyalar, somunların, ayar bileziklerinin ve pernoların güvenlik elemanları olarak
kullanılırlar. Yarım daire kesitli çubuklardan maşa şeklinde biçimlendirilmiş ve yerlerine
takıldıktan sonra uçları ters yönde bükülerek kullanılırlar. Uçlarının gerektiğinde kolayca
açılabilmesi için gövdeyi meydana getiren kollar farklı uzunlukta hazırlanmıştır.
Gupilya 5 x 30 TS…
Gergi pimleri (sıkma kovanları) yay çeliğinden yapılırlar. Çapları takılacakları delik
çapından daha büyük ve hafif koniktir. Yerlerine takıldıkları zaman elastik olarak deforme
olurlar ve delik kenarlarına kuvvetli ve iyi bir şekilde yaslanırlar.
Sıkma kovanı 10 x 50 TS…
MAKİNA BİLGİSİ 56
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Pimler tornada işlendikten sonra taşlanırlar. Pimlerin yüzeyleri düzgün ve temiz olmalıdır.
Geçtikleri yerlerdeki toleransa göre pim çaplarındaki toleranslar m6, h8 veya h11’dir. Pim
yerleri delindikten sonra raybalanarak pimler yerlerine çakılırlar. Pimler kullanıldıkları
yerde kesilmeye zorlanırlar.
Pernolar genellikle, çubukların birleştirilmesinde, bağlantı ve askı parçalarında, zincir, vb.
yerlerde mafsal teşkil etmek üzere kullanılırlar. Tekerleklerin ve makaraların
yataklanması aks görevi gören pernolarla yapılır. Motorlu taşıtlarda, lokomotif ve
vagonlarda kullanılırlar. Boyut ve şekilleri standartlaştırılmış olan pernoların yerlerinden
çıkmamaları için eksenel yönde emniyeye alınmaları gerekir. Pernolar gördükleri işlere
göre parçaların birine sıkı, diğerine serbest geçme ile takılırlar. Başlı, başsız ve vidalı
olarak imal edilebilirler.
Perno 10 x h11 x 40 TS…
Şekil 2.32. Pernolar
Şekil 2.33. Perno ile yapılmış mafsal
MAKİNA BİLGİSİ 57
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2.5. PERÇİN BAĞLANTILARI
Delinmiş ya da daha çok parçayı (sac, levha, köşebent gibi), bu delikten geçirilen
alüminyum, yumuşak çelik veya sert çelikten yapılmış silindirik bir parçanın iki veya bir
ucu soğukta veya ısıtılarak dövülüp şişirilmesiyle meydana gelen çözülemez bağlantıya
PERÇİNLEME, bu silindirik parçalara da PERÇİN denir.
Elektronik cihazlar, giyim malzemeleri, mutfak eşyaları, çelik yapılar, kayışlar, uçak sanai
ve lokomotif yapımında kullanılır.
Perçin bağlantıları sarsıntılara dayanıklı ve emniyetli olup, birleştirilen yapı parçaları çok
karışık şekilli değilse nispeten ucuz ve basit olarak imal edilebilirler. Buna karşılık ağır ve
işlemleri uzun sürdüğünden kullanışlı değildirler. Kaynağa göre daha elastiki bir bağlantı
sağladığı halde, genellikle farklı yapıdaki malzemelerin bağlantısı için daha uygundurlar.
Kaynak tekniğindeki gelişmeler sonucu perçin uygulama alanları çok daralarak kaynak
bağlantılarının kullanılmadığı özel hallerle sınırlanmıştır.
Dövülmemiş bir perçin, silindirik bir şaft ve baş kısmından oluşur. Kullanım yerlerine göre
perçin başları çeşitli şekillerde olur. Perçin biçimlerine ve kullanım yerlerine göre yapılan
sınıflama aşağıda verilmiştir.
Biçimlerine göre perçinler
Kullanım yerlerine göre perçinler
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
1)
2)
3)
4)
Silindirik başlı perçin
Havşa başlı perçin
Yarım yuvarlak başlı perçin
Mercimek başlı perçin
Kör delikli perçin
Kovanlı perçin
Kapsül perçinleri
Patlamalı perçinler
Mantar başlı perçin
Kazan perçinleri
Çelik inşaat perçinleri
Lokomotif perçinleri
Özel perçinler
a) Kayış perçini (kör delikli perçin)
b) Fren balatası perçini (kovanlı perçin)
c) Boru perçini
d) Kapsül perçini
e) Patlamalı perçin
f) Sızdırmazlık perçini
Perçin elle veya makine ile soğuk veya sıcak dövülerek kapama başı oluşturulur. El ile
yapılan perçinlemede, çekiç veya hava tabancası ile baş yavaş yavaş şişirilerek
şekillendirilir. Makina ile veya presle yapılan perçinlemede ise genel olarak sürekli kuvvet
etkisi ile malzemenin devamlı olarak şekil değiştirmesi ve baş teşkili sağlanır. Perçinleme
için tam veya yarı otomatik perçin makinaları kullanılır. Seri imalat için geliştirilmiş olan
makinalar, perçin deliklerinin açılmasında da kullanılır. 10 mm’den küçük çaplı perçinler
genellikle soğuk olarak dövülür. Sıcak perçinlemede uygun bir ısıtıcıda kırmızı renge
(950-1000 0C) kadar ısıtılan perçinler yerine takılarak kapama başı teşkil edilir.
Şekil 2.34. Perçin tipleri
Şekil 2.35. Özel perçinler
MAKİNA BİLGİSİ 58
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Perçin başlarının dövülebilmesi için bağlantının her iki tarafında serbest çalışma imkanı
mevcut olmalıdır. Aksi durumlarda özel olarak yapılan patlamalı perçinler kullanılır.
Patlamalı perçinlerde şaft kısmının içi boş olup, patlayıcı özel bir madde ile
doldurulmuştur. Yerine oturtulan perçin bir ateşleme sistemi ile dışarıdan 150-200 0C
sıcaklığa kadar ısıtılınca patlayıcı madde patlayarak perçin ucunu şişirip bağlantıyı sağlar.
Şekil 2.36. Perçin başının dövülmesi Şekil 2.36. Perçin dikiş şekilleri
Perçin dikişi şekilleri bağlantının göreceği işe, iletilecek kuvvetin büyüklüğüne ve
perçinlemenin yapılacağı yere bağlıdır. Buna göre perçin dikiş şekilleri tek ya da çok sıralı
olabilir. Çok sıralı perçin bağlantıları da çapraz veya paralel olabilir.
Perçinler kesilmeye zorlanan kesit sayısına göre tek veya çok tesirli olarak adlandırılırlar.
Perçinler, destek elemanı olarak, ek levhalarla da birleştirilebilirler ve ek levha sayısına
göre bir ya da iki ek levhalı perçinler şeklinde ifade edilirler.
Perçin bağlantı şekilleri parça konumlarına, kesilmeye zorlanan kesit sayısına, perçin
sırasına ve amacına göre dört grupta toplanabilir.
Parça konumlarına göre
Kesilmeye zorlanan kesit sayısına göre
Perçin sırasına göre
Amaca göre
1) Bindirmeli perçinleme
2) Ek levhalı perçinleme
a) Tek ek levhalı
b) Çift ek levhalı
1) Tek tesirli
2) Çok tesirli
1) Tek sıralı perçinleme
2) Çok sıralı perçinleme
a) Paralel
b) Çapraz
1) Sızdırmazlık
2) Bağlantı
3) Sızdırmazlık ve bağlantı
Şekil 2.37. Tek ve çok tesirli perçin bağlantıları
MAKİNA BİLGİSİ 59
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 2.38. Perçin bağlantısı destek elemanları
Perçinlerin boyutlandırılması
Çekme gerilmesi:
ç 
A
Fç
A
  ç ,em
(2.8)
d 2
4
Kayma gerilmesi:

Fk
  em
A
A
d 2
4
(2.9)
Ezme gerilmesi:
p
Fk
 p em
A
A  dxs
(2.10)
MAKİNA BİLGİSİ 60
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2.6. KAYNAK BAĞLANTILARI
2.6.1. Kaynak Tanımı
İki metali ısı ve basınç ya da bunlardan birisinin etkisi ile, aynı cinsten ve erime aralığı
aynı veya yaklaşık bir dolgu malzemesi (elektrot) kullanarak veya kullanmaksızın yapılan
birleştirmeye kaynak etme denir. Genellikle benzer malzemeler için çözülemez bir
bağlantı olarak yapılan kaynak, günümüzde ileri usullerle ayrı malzemelerin
birleşmesinde de kullanılabilmektedir. Genel olarak kaynak bağlantıları dar ve uzun bir
şekilde parça kenarı boyunca devam eder. Bağlantının yapıldığı yere kaynak dikişi denir.
Kayna, bir bağlantı elemanı olması yanı sıra korozyon ve aşınmadan koruma için
“kaplama kaynağı”, imalat için “kesme kaynağı” olarak da yapılmaktadır.
Kaynak birleştirilen malzemelerin cinsine göre iki gruba ayrılır:
1) Metal malzemelerin kaynağı
2) Suni malzemelerin kaynağı
Metal malzemelerin kaynağında parçalar ısı veya basınç ya da her ikisinin de etkisi ile ve
gereken hallerde aynı cins malzemelerden bir elektrot kullanılarak birleştirilir. Malzemeler
ergiyerek birbirine karışır ve katıştıkları zaman bağlantı oluşur.
Suni malzemelerin kaynağında aynı veya yakın gruptan termoplastik malzemeler ısı ve
basınç etkisiyle birleştirilirler. Gereken durumda birleştirme yerinde aynı özellikte bir suni
malzeme elektrot olarak kullanılabilir. Kaynak sırasında, temas yüzeylerinde yumuşama
sıcaklığına erişmiş malzeme molekülleri birbirine karışır ve tekrar katıştıkları zaman
bağlantı oluşur.
Kaynak bağlantıları son yıllarda önemini artırmış ve çelik inşaat, basınçlı kap yapımı ve
gemi inşaatında perçin bağlantılarının yerini almıştır. Kaynak bağlantılarının bazı yararlı
özellikleri aşağıdaki gibidir:
1) Perçin bağlantılarından ve dökümden daha hafiftir. Perçin konstrüksiyonlara göre
% 15 – 20, döküm konstrüksiyonlara göre % 50’ye kadar ağırlık tasarrufu sağlar.
2) Perçin bağlantılarından ve dökümden daha ucuzdur. % 20 – 30 dolayında işçilik
tasarrufu sağlar.
3) Perçin bağlantılarından daha iyi sızdırmazlık sağlar.
4) Konstrüksiyonları esnektir.
5) Az sayıda imalat için ekonomiktir.
6) Iskarta parça sayısı çok azdır.
Kaynak bağlantılarının bu faydalı özellikleri yanında sakıncalı özellikleri de vardır:
1) Kaynak sonucu iç gerilmeler, çekmeler ve çarpılmalar oluşur.
2) Kaynak dikişinden malzemeye geçiş bölgesindeki kristal yapı farkı mukavemeti
kötü yönde etkiler. Ancak uygun bir ısıl işlemle bu sakıncalar azaltılabilir.
3) Kaynağın kalitesi malzemeye, kaynak metoduna ve kaynak işçiliğine bağlıdır.
4) Kaynak kalitesinin kontrolü özel ve pahalı ölçme metotları gerektirir.
5) Kaynak dikişlerinde gevşek kırılma olur.
2.6.2. Kaynak Usulleri
Metal malzemelerin kaynağı uygulanan metot bakımından iki şekilde yapılır:
1) Basınç kaynağı
2) Ergitme kaynağı
MAKİNA BİLGİSİ 61
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Her iki kaynak metodu arasındaki önemli fark basınç (pres) kaynağında bağlantının
basınç altında yapılmasıdır. Kaynak sırasında kaynak edilen bölgede sınırlı bir ısınma olur.
Basınç kaynağında genellikle kaynak malzemesi kullanılmaz.
Basınç kaynağı, iki parçanın birleştirilecek kısımlarına kaynak yapılacak sıcaklığa kadar
ısıtılmak suretiyle çekiç veya presle sıkıştırılarak yapılır. Uygulanan ısıtma şekline göre
aşağıdaki basınç kaynağı usulleri mevcuttur: ocak (demirci) kaynağı, gaz pres kaynağı,
elektrik direnç kaynağı, direnç alın kaynağı, yakma alın kaynağı, nokta kaynağı, dikiş
kaynağı, termit kaynağı, sürtünme kaynağı, boru direnç kaynağı, yüksek frekans (HF)
kaynağı, saplama kaynağı, ses üstü titreşimleri ile kaynak, patlama (eksplozyon)
kaynağı.
Ergitme kaynağı, iki parçanın kaynak edilecek kısımlarının ergime derecesine kadar
ısıtılarak ve uygun katkı maddesi (elektrot) kullanılarak yapılan kaynak methodudur.
Isıtmanın şekline cinsine ve kaynak yerinin korunma tarzına göre çeşitli ergitme kaynağı
usulleri vardır: gaz ergitme kaynağı, direnç ergitme kaynağı, elektrik ark kaynağı.
2.6.3. Gaz Ergitme Kaynağı
Gaz ergitme kaynağı, Yanıcı bir gazın oksijenle yakılması sırasında açığa çıkması ile
parçaların kaynak yapılan bölgede ergitilmesi suretiyle yapılır. Elektrik ark kaynağına
oranla parçaların ergime hızı kontrolü daha kolaydır. İnce saclar hariç çoğu zaman
kaynak dikişindeki boşluğu doldurmak için ana parçalarla aynı cins malzemeden yapılmış
elektrod kullanılır. Kaynak sırasında parçalara kuvvet uygulanmaz.
Gaz ergitme kaynağında yakıcı gaz olarak oksijen, yanıcı gaz olarak asetilen (her türlü
kaynak işleminde), hidrojen (düşük sıcaklıklarda), Propan (kesme işlemlerinde) ve hava
gazı (lehimleme işlemlerinde) kullanılmaktadır.
Uygulamada yanıcı gaz olarak genellikle asetilen kullanıldığından, gaz ergitme kaynağı ile
ilk düşünülen kaynak usulü “oksi – asetilen kaynağı” dır. Asetilen alevi ile erişilen sıcaklık
3250 oC olup, bazı özel haller dışında bütün metallerin kaynağı için yeterlidir.
Asetilen ve oksijen gazı üfleç içinde belirli bir oranda karıştırılıp yakılarak kaynak alevi
oluşturulur. Karışım ve alevin oluşmasını sağlayan araca üfleç denir. Üfleç uçlarına takılan
değişik büyüklükteki eğik borulara bek denir. Bekler kaynatılacak malzemelerin kalınlığına
uygun olarak numaralandırılmışlardır.
Asetilen, karpitin su ile elde edilir (C2H). Asetilen gazı üretimi asetilen kazanlarında
yapılır. Asetilen, çok kısa zamanda yanar ve normal şartlarda 1.5 atmosferden yüksek
basınç altında tutulmaması gerekir.
Oksi – asetilen kaynağı ince parçaların birleştirilmesinde, boru kaynaklarında, kesme
işlemlerinde yaygınca kullanılmaktadır.
2.6.4. Elektrik Ark Kaynağı
Elektrik ark kaynağının, elektrik akımının ısı etkisinden yararlanılarak malzemenin kaynak
edilen bölgesinin ergitilmesi sağlanır. Elektrik arkı elektrot adı verilen çubuk şeklindeki bir
parça ile ana malzeme arasında meydana gelir. Kaynak malzemesi olarak kullanılan
çubuk elektrot vazifesi görür. Elektrik arkı açık veya kapalı biçimde oluşturulabilir.
Koruyucu gaz ile yapılan elektrik ark kaynağında ergimiş malzemenin atmosfer etkisinden
korunması sağlanır.
MAKİNA BİLGİSİ 62
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2.6.4.1.
Açık Ark Kaynağı
Açık ark kaynağı tek karbon metotlu, iki karbon elektrotlu ve metal elektrotlu olmak
üzere üç şekilde kullanılmaktadır.
Tek karbon elektrotlu ark kaynağında, elektrik arkı karbon bir elektrot parça arasında
oluşturulur. Gerektiğinde kaynak dikişini doldurmak maksadıyla tel şeklinde kaynak
malzemesi kullanılabilir. Arkı doğru akımla oluşturulan bu yöntem bugün sadece ince
sacların, döküm ve kızıl döküm parçaların kaynağında kullanılmaktadır.
İki karbon elektrotlu ark kaynağında, ark iki karbon elektrot arasında oluşturulur. Dolgu
için tel kaynak malzemesi kullanılabilir. Ekonomik olmayan bu metodun kullanımı oldukça
sınırlıdır.
Metal elektrotlu ark kaynağında, ark, çubuk şeklindeki metal elektrotla parça arasında
oluşturulur. Arkın oluşturduğu ısı etkisi ile parçanın kaynak edilecek kısmı ile birlikte
elektrot da ergir. Elektrotun ergiyen kısmı kaynak dikişini doldurur. Elektrot malzemesi
kaynak edilen malzemenin özelliklerine sahip olması gerekir. Elektrot telinin uzunluğu
250 – 450 mm kadar olup, çapı kaynak dikişinin şekline ve büyüklüğüne göre 1 – 8 mm
arasında olabilir.
Elektrot, elektrik akımı ileterek ark oluşmasını sağlayan iletken çubuklara denmekte olup,
aşağıdaki şekilde gruplandırılabilirler:
1)
2)
3)
4)
Kömür elektrotlar
Çıplak elektrotlar
Örtülü elektrotlar
Otomatik kaynak elektrotlar
Kömür elektrotlar sadece ark teşekkülünde kullanılırlar. Çıplak elektrotların kullanımında
ergimiş malzeme atmosfer etkilerine maruz kalmaktadır. Örtü elektrotlarla yapılan
kaynakta ise, örtü malzemesi ark sırasında ergiyerek malzemenin üzerinde bir tabaka
oluşturarak atmosfer etkilerini önler. Diğer taraftan kaynak dikişinin hızlı soğumasını da
önlediğinden iç gerilimler daha az olur.
2.6.4.2.
Kapalı Ark Kaynağı
Açık ark kaynağında, örtülü elektrot kullanılsa bile ergimiş malzeme yinede atmosfer
etkisine, özellikle oksijen ve azotun zararlı etkilerine maruz kalır. Kaynak dikişinde
meydana gelen gaz kabarcıkları ve cüruf kaynak kalitesini olumsuz etkiler. Alaşımlı
çeliklerde bazı alaşım elementleri oksijen ve azotla birleşerek oksit ve nitrür bileşikleri
oluştururlar. Bunu sonucunda malzeme gevrekleşir. Bu olumsuz sebeplerden dolayı
modern kaynak metotlarında ergimiş malzeme atmosfer etkilerine karşı tamamen
korunur. Kapalı ark kaynağında koruyucu gaz kaynağı ve toz altı kaynağı olarak iki metot
uygulanmaktadır.
Argon – Ark Kaynağı: Koruyucu gaz kaynağı tipidir. Koruyucu gaz olarak asal gazlardan
helyum ve argon veya bunların karışımı kullanılır. Ark bir wolfram elektrotla parça
arasında oluşturulur. Doğru veya alternatif akım kullanılabilir. Bu kaynak metoduna TIG
(Tungsten Inert Gas) veya WIG (Wolfram Inert Gas) kaynağıda denir. Kaynak dikişinin
büyüklüğüne göre kaynak teli kullanılabilir.
S.I.G.M.A (Shielded Inert Gas Metal) veya M.I.G (Metal Inert Gas) kaynağında koruyucu
gaz olarak argon kullanılır. Elektrik arkı, elektrot görevi gören ve ergiyen kaynak teli ile
MAKİNA BİLGİSİ 63
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
parça arasında meydana gelir. Elektrot teli, ergime hızına bağlı olarak belirli bir hızla
parçaya doğru sürülür.
Argon kullanılarak yapılan g-koruyucu gaz kaynağı özellikle demir olmayan malzemelerin
ve yüksek alaşımlı çeliklerin kaynağında yüksek kalitede kaynak yapmaya imkan verir.
CO2 Koruyucu Gaz Kaynağı: Özgül ağırlığının yüksek olması (0 oC’da 1.976 kg/m3)
yatay dikişlerde iyi koruma sağlamaktadır. Argon gazına oranla fiyatı daha düşük,
sarfiyatı da daha azdır. Kaynak kalitesi için saf CO2 kullanılmalıdır. Wolfram elektrotlar,
CO2 kaynağında oksitlendikleri ve buharlaştıkları için uygun değldir. Ergiyen telelektrotlar
uygun sonuçlar verir. Fe 60’a kadar alaşımsız karbonlu çeliklerin kaynağında kullanılabilir.
Özel Kaynak Metotları: Elektron akım kaynağı ve plazma kaynağı gibi iki tipi vardır.
Elektron Akımı Kaynağında, kaynak elektron demetindeki çok yüksek enerji
yoğunluğundan faydalanılarak yapılır. Elektron demeti parça üzerine geldiği zaman onu
buharlaştırmaya çalışır. Bu özellikten yararlanılarak, metot hem bağlantı hem de kesme
işlemi için kullanılabilir. Koruyucu gaz kullanılmaz. Kaynak yerindeki yüksek enerji
yoğunluğu nedeniyle ergime sıcaklıkları yüksek Molibden, Wolfram, Titan vb.
malzemelerin kaynağı mümkündür.
Plazma Kaynağında, çok yüksek sıcaklığa çıkarılmış olan gazların iyonizasyonundan
yararlanılır. Yüksek enerji konsantrasyonundaki gaz huzmesi malzeme üzerine geldiğinde
onu ergitir. Daha çok kaplama kaynağı için uygundur.
2.6.5. Suni Malzemelerin (Plastiklerin) Kaynağı
Suni malzemelerden termoplastlar, yani ısıtıldıkları zaman yumuşayan plastikler kaynak
edilebilir. Droplast grubundaki plastikler kaynak edilemez.
Kaynak, birleştirilen malzemelerin plastik hale geçtikleri sıcaklık bölgesinde ve basınç
uygulanarak yapılır. Plastik duruma geçmek için yararlanılan ısıtma sistemine göre
aşağıdaki kaynak çeşitleri mevcuttur:
1)
2)
3)
4)
5)
Sıcak gaz kaynağı
Sıcak eleman kaynağı
Sürtünme kaynağı
Ses üstü dalgaları ile kaynak
Yüksek frekans kaynağı (Dielektrik kaynağı)
2.6.6. Kaynak Bağlantılarının Kontrolü
Kaynak bağlantılarının mukavemeti kaynak dikişlerinin kaliteli ve kusursuz oluşunda
bağlıdır. Bununla birlikte, kaynağın özelliğinden dolayı dikişlerde hataların, kusurlu
bölgelerin, boşlukların veya cüruf parçacıklarının, çatlakların bulunması kaynak kalitesini
azaltır. Bağlantıların kontrolünden amaç bu bağlantıların belirlenmesidir.
Kaynak bağlantısı çözülemeyen bir bağlantı olduğundan kontrol için tahribatsız muayene
metotları kullanılmalıdır. Tahribatsız muayene metotları yetişkin personel ve pahalı
cihazlarla yapılabilir. Ayrıca, belirlenen hataların bitmiş bir konstrüksiyonda görülmesi
mümkün değildir. Bu nedenle kaynak bağlantısının yapılmasında her kademede çok
dikkatli olunması zorunludur.
MAKİNA BİLGİSİ 64
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Kaynak dikişinin gözle yapılan kontrolünde dıştan, kaynak içliği hakkında bir kanaate
varıldıktan sonra tahribatsız muayene metotları uygulanır. Bu muayene metotlarından en
çok kullanılanları şunlardır:
1) Röntgen (X) veya Gama (y) Işınları İle Kontrol
2) Ses Üstü Dalgaları İle Kontrol
3) Magnetik Kontrol
4) Fluoresan Sıvı İle Kontrol
2.6.7. Kaynak Şekilleri
Kaynak edilen parçaların birbirlerine göre konumu kaynak birleştirme şeklini, kaynakla
birleştirilen kenarların biçimi (kaynak ağzı) ise kaynak dikiş şeklini belirtir.
Konstrüksiyona uygun kaynak birleştirme şekli seçilir. En önemli kaynak birleştirme
şekilleri alın kaynağı, kenar kaynağı ve köşe kaynağıdır.
Kaynak ağzı parçanın malzemesi, kalınlığına, zorlanma durumuna ve kaynak metduna
göre açılır. Kaynak dikişi ince parçalarda bir defa (bir paso) doldurulabilirse de kalın
parçalarda birkaç sıra kaynak yapmak gereklidir. Kaynak dikişi teknik resim kurallarına
göre gösterilmekle birlikte, çoğu kez çizimi basitleştirmek için resimlerde dikiş şekli
sembolik olarak belirtilir.
Şekil 2.39. Temel kaynak dikiş şekilleri
MAKİNA BİLGİSİ 65
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2.7. LEHİM BAĞLANTILARI
Aynı veya farklı cinsten iki metalin, metallerin ergime sıcaklıklarından daha düşük
sıcaklıkta ergiyen bir başka metal (lehim) ile birleştirilmesi işlemine LEHİMLEME denir.
Lehim bağlantıları, ısı yardımı ile yapılan çözülemeyen bir bağlantı şeklidir. Ergimiş
haldeki lehim difüzyon yoluyla yüzeyler arasına girer ve parçalarla bir alaşım teşkil
ederek bağlantıyı sağlar. Bağlantının maruz kalacağı işletme sıcaklığı lehimin ergime
sıcaklığından düşük olmalıdır.
Lehim bağlantılarında birleştirilecek parçalar kaynak yapmadaki gibi ergimediği için kristal
yapıda önemli bir değişme olmaz. Bu nedenle de iç gerilmeler daha küçüktür.
Kaynak bağlantısı ile yalnız aynı cinsten olan malzemeler birleştirilebildiği halde, lehimle
farklı malzemeleri de birleştirme imkanı vardır. Bu özellik, sert metal kesicilerin çelik
kalem taşıyıcılara bağlanmasında kolaylık sağlar.
Makina imalatında, kimya sanayinde, taşıt imalatında, uçak ve gemilerde, basınçlı hava,
yakıt sevk eden boru donanımlarında ve depolarda özelikle sert lehim bağlantısı kaynak
bağlantısı kadar çok kullanılır. Genel makina imalatında özellikle sızdırmazlığın istendiği
durumlarda lehim bağlantıları sızdırmazlık veya kuvvet iletimi için kullanılır. Elektrik ve
elektronik sahasında ise daha çok bağlantı amaçlı kullanılır.
Ergime sıcaklığına göre lehim alaşımları yumuşak lehim ve sert lehim olarak ikiye ayrılır.
Yumuşak lehim ergime sıcaklığı 450 0C’nin altında, çoğu zaman 300 0C’den düşük, sert
lehimler ise 450 0C’nin üstünde ergime sıcaklığına sahiptir. Mukavemet açısından sert
lehim büyük kuvvet taşınmasında, yumuşak lehim ise bağlantı elemanı olarak kullanılır.
Yumuşak lehimler; kalay, çinko ve kurşun lehimleridir. Çalışma sıcaklıkları; kalay
lehimleri için 180-300 0C, kurşun lehimi için 230 0C, çinko lehimi için 410 0C’dir.
Sert lehimler; pirinç lehimleri, bakır lehimi, gümüş alaşımlı lehimler ve alüminyum-çinko
alaşımlı lehimlerdir. Çalışma sıcaklıkları; pirinç lehimleri 850-10000C, bakır lehimi 11000C,
gümüş alaşımları lehimi için 600-8500C, alüminyum-çinko alaşımı lehimi için 3200C’dir.
Parçaların lehimlenecek kısımların boya, pas, yağ ve benzeri yabancı maddelerden iyice
temizlenmesi gerekir. Yüzeyler çok kirli ve üzerinde kalın oksit tabakası varsa önce tel
fırça, zımpara ve rayba ile kazınır. Boya ve yağ tabakalarının çıkarılması için ise asit
banyosu kullanılır veya parçaların boyutları uygunsa bazik bir eriyik içinde kaynatılır.
Temizlenerek hazırlanan lehimlenecek yüzeylerin oksitlenmesini önlemek için seyreltik
tuz ruhu veya çinko klorür kullanılır. Lehim pastalarının kullanılması halinde, bunların
bileşimlerinde temizleyici maddeler bulunduğundan ek bir temizleme sıvısına gerek
yoktur. Demir gibi lehimlenmesi zor olan maddelerde yüzeyin tam olarak temizlenemediği
hallerde veya çok iyi lehimleme istenen yerlerde yüzeylerin önceden kalaylanır.
Çinko, gümüş ve diğer bazı metaller ergimiş lehim içinde çözünürler. Bu sebepten bu
metallerin ince sacları ve telleri çabuk ve düşük sıcaklıkta lehimlemek gerekir.
Sert lehim yapılmasında, yüzeyleri korumak için dekapan olarak boraks kullanılır. Boraks,
suda az eriyen beyaz bir tozdur. Lehimlenecek kısımlara konduktan sonra lehim yapılır.
Yumuşak lehimlemede ısıtma bakır havya ile yapılır. Lehim yapılan kenarı zaman zaman
eğe ile temizlenip düzeltilir. Parçaları ısıtmak için elektrik direnç ve indüksiyon metodları
da kullanılır. Sert lehimlemede alevle ısıtma ve ergitme yapılabilir.
MAKİNA BİLGİSİ 66
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2.8. YAPIŞTIRMA BAĞLANTILARI
Yapıştırma bağlantısı, iki parçanın yapıştırma görevini yapan, genellikle sentetik esaslı bir
malzeme ile çözülemeyecek şekilde birleştirilmesiyle elde edilir. Parçalar arasında çok
ince bir tabaka oluşturan yapıştırıcı çoğu zaman kimyasal reaksiyonlar sonucu makro
moleküllerin oluşumu ile sertleşir ve gerek kendi iç mukavemeti ve gerekse parça
yüzeylerine yapışması ile etki eden dış kuvvetlerin karşılanması sağlanır.
Kağıt, kösele, deri, ahşap, lastik ve keramik malzemelerin birleştirilmesinde yapıştırma
metodu çok eskiden beri kullanılmaktadır. Metallerde yapıştırma bağlantısı ise ilk defa
İkinci Dünya Savaşı sıralarında uçak inşaatında kullanılmaya başlanmıştır. Alüminyum
alaşımları gibi bazı metallerde diğer bağlantı şekillerinin uygulanmasındaki güçlükler
yapıştırma için tercih nedeni olmuştur. Uygun yapıştırıcılarla bugün farklı malzemelerin
yapıştırılması da mümkün hale gelmiştir. Örneğin fren balataları, plastik malzemelerin
metallerle birleştirilmesi mümkündür.
Yapıştırma bağlantıları kaynak, sert lehim, perçin ve benzeri diğer bağlantı şekillerinde
olduğu gibi ergime sonucu kristal yapıda değişikliğe sebep olmadığı, gerilme yığılmaları
meydana gelmediği ve yapışma genellikle birleştirilen parçaların ergime sıcaklıklarının çok
altında yapılabildiği için kendisine uygun bir uygulama alanı bulmuştur. Ayrıca, ağırlık ve
masraf bakımından önemli tasarruf sağlanabilmekte, daha düzgün ve temiz yüzeyler elde
edilebilmektedir. Ancak, yapıştırma bağlantısı diğer bağlantıların yerine geçen bir bağlantı
şekli olarak değil, onların etkili olamadığı veya uygulanamadığı hallerde kullanılan,
bağlama elemanları grubunu tamamlayan bir bağlantı şeklidir.
Yapıştırma bağlantıları, diğer çözülemeyen bağlantıları tamamlayıcı olmak üzere şu
alanlarda kullanılabilir;
 Sızdırmazlık bağlantısı
 Amaca uygun olmayan diğer bağlantıların yerine
 Tamamen yeni konstrüksiyonlar yapmak
Çeşitli amaçlarla kullanılan yapıştırıcıların esasını suni reçineler teşkil eder. Bunlardan
fenol, epoksit, akril reçineleri en çok kullanılanlarıdır. Bunlar piyasada, imalatçı firmaların
koydukları özel isimlerle tanınırlar. Yapıştırıcılar toz, pasta, sıvı veya katı halde olurlar.
Birçok yapıştırıcı iki bileşenden meydana gelir. Bunlarda biri esas yapışmayı sağlayan
reçine, diğeri ise katılaştırıcıdır. Yapışma normal oda sıcaklığında veya yüksek sıcaklıkta
olabilir. Reçinenin sertleşmesi sırasında parçalar üzerine basınç uygulamak da gerekebilir.
Yapıştırıcılar üç grupta toplanmaktadır;
1) Oda sıcaklığında sertleşen yapıştırıcılar (soğuk yapıştırıcı veya tutkal)
2) Oda sıcaklığında veya yüksek sıcaklıklarda bir basınç gerektirmeden sertleşen
yapıştırıcılar
Bu iki gruba giren yapıştırıcılar genellikle iki bileşenli olup, yapıştırma işleminden hemen
önce karıştırılırlar.
3) 200 0C’lık yüksek sıcaklıklarda sertleşen yapıştırıcılar. Gerekli durumlarda kuvvet
uygulanabilir. Bunlara sıcak yapıştırıcı da denir. Tek bileşenli yapıştırıcılardır.
Bu yapıştırıcılardan amaca uygun birinin seçiminde yapıştırılan parçaların malzemesi,
şekil ve boyutları, zorlanma şekli, gerilmelerin şekli, kullanma sıcaklığı ve kimyasal
etkilere maruz kalıp kalmama gibi faktörlerin göz önünde tutulması gerekir.
MAKİNA BİLGİSİ 67
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Yapıştırma bağlantılarının iyi olabilmesi için yapıştırılacak yüzeylerin uygun şekilde
hazırlanması gerekir. Bir yapıştırma bağlantısında kuvvet taşımada etkili olan ve önemli
faktörler adhezyon kuvvetleri ve yüzey pürüzlülüğüdür. Yapıştırıcının yüzeye bağlanması
adhezyon kuvvetleri ile sağlanır. Bu kuvvetler çoğu zaman yapıştırıcının kendi
mukavemetinden (kohezyon kuvvetleri) daha büyüktür. İyi hazırlanmış yapıştırma
bağlantılarında kopma yapıştırıcı maddede meydana gelir. Moleküler kuvvetlerin etkili
olabilmesi için yapıştırma yüzeylerinin temiz ve yabancı maddelerden arınmış olması
gerekir. Metal parça yüzeylerinde çoğu zaman ince bir oksit tabakası, yağ, kir ve benzeri
maddeler bulunur. Bu tabakaların uygun bir metodla mümkün olduğu kadar temizlenmesi
gerekir.
Metallerde yüzey hazırlama işleminde aşağıdaki aşamalar izlenir:
1) Yağ alma
2) Yüzeyin pürüzlendirilmesi
3) Yüzeyin yıkanması
4) Yüzeyin kurutulması
Yağ almada aseton, benzin, benzol, mazot, trikloretilen, perkolretilen, karbontetrakolrür
ve alkali esaslı temizleyicilerin sudaki eriyikleri kullanılır.
Yüzeylerin pürüzlendirilmesi zımparalama veya kum püskürtme ile yapılır.
Yüzey temizlemeden sonra parça bol su ile yıkanır. Böylece yüzeyde herhangi bir
temizleyici madde artığının da kalmaması sağlanır. Bu şekilde hazırlanmış yüzeyler temiz
bir yerde genellikle sıcak hava ile kurutularak yapıştırma işlemine geçilir.
Yapıştırıcı tabakanın kalınlığı 0,1-0,2 mm arasında olduğu takdire mukavemet en fazla
olmaktadır. Homojen olarak dağılmış ve ince bir yapıştırıcı tabakası elde edebilmek için
yapıştırılacak parçaların birbirlerine iyi bir şekilde uyması veya düz olması gerekir.
Metal ve plastik malzemelerin yapıştırılmasında kullanılan bazı yapıştırıcıların kimyasal
adları; epoksit reçinesi, poliester reçinesi, fenol reçinesi akril reçinesi, polisosiyanat,
siyonokrilat-monomer, epoksit+thikol, epoksit+poliamid, keramik karılım.
Sertleşme süreleri 1-48 arasında değişen yapıştırıcıların sertleşme sıcaklıkları türlerine
göre oda sıcaklığı ile 180 0C arasında değişmektedir.
Şekil 2.40’da görülen yapıştırma bağlantısında kopmanın yapıştırıcı da veya parçalarda
olması yapıştırıcının yeterli kalitede olduğunu gösterir.
Şekil 2.40. Yapıştırma bağlantısı elemanları
MAKİNA BİLGİSİ 68
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
3. MİLLER ARASINDA HAREKET İLETİMİ
Kuvvet makinalarından iş makinalarına güç veya hareket iletimi miller, yataklar,
kavramalar, kasnak-kayış düzenleri, zincir dişli çarkları, dişli çarklar, kamalar ve fren
düzenleri sayesinde sağlanır.
Güç üretimi amacıyla kullanılan kuvvet makinaları;
 Elektrik motorları: Genel olarak 1200-2800 dev/dak sabit devirli (daha düşük ve
değişken devirli özel üretimleri de mevcuttur), darbesiz çalışma.
 İçten yanmalı motorlar: ~ 2000-8000 dev/dak değişken devirli, darbeli çalışma
(dizel/otto motorları).
 Türbinler: ~ 10000–30000 dev/dak değişken devirli, darbesiz çalışma, yüksek hız,
şok ve kritik hız problemli
Güç ve hareket iletim elemanları seçiminde en önemli etkenler verim, hacim ve sestir.
Verim; düz dişli, düz konik, düz kayışlı ve bütün zincirli sistemlerde % 95-98 arasında
değişir. V kayışlarda kayış açısına; helis çark ve sonsuz vidalarda da helis açısına ve
sürtünme katsayısına bağlı olarak verim düşer.
3.1. MİLLER
Miller, dönme hareketini ileten silindirik elemanlardır. Ancak, krank milleri gibi eksantrik
miller de vardır. Düz, eğilebilen, içi boş, krank ve kamalı mil çeşitleri mevcuttur.
Uygulamada freze ile kama yuvası açılmış miller son olarak tornada ince talaş kaldırılarak
kullanıma hazır hale getirilir. Özellikle yataklar arası uzaklığın büyük olduğu sistemlerde
ve ağırlık tasarrufu istenen yerlerde boru milleri kullanılır.
Miller iki tarafından yataklanır. Milin yatak içinde kalan kısmına MUYLU denir. Hareketli
bir milden başka bir mile hareketin iletilmesi için iki mil kavramalarla birbirine bağlanır.
Miller dönen elemanlar olup, çevresel kuvvetleri ve momentleri taşıyarak burulmaya
zorlanırlar. Taşıdıkları yüklerden dolayı da burulma ile birlikte eğilme etkisinde kalırlar.
Millerin Mukavemet Hesabı
Millerin boyutlandırılabilmesi, diğer bir ifade ile mil çapının belirlenebilmesi için milin etki
altında kaldığı yüklerin miktarının ve etki biçiminin bilinmesi gerekir.
Millerin burulmaya zorlanması: Döndürme (burulma) momenti M d , dönme halindeki
mukavemet momenti W d olmak üzere kayma gerilmesi aşağıdaki eşitlikle ifade edilir.

Md
  em
Wd
(3.1)
Döndürme momenti, güç ve açısal hız ya da kuvvet ve hız bağıntısından hesaplanabilir.
N  Mdw
2n n

6
30
M n
N d
30
w
(3.2)
(3.3)
(3.4)
MAKİNA BİLGİSİ 69
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Motor gücü PS (BG, HP) veya KW ile ifade edilir.
Motor gücü KW ile ifade edilirse;
1KW  1000Nm / s alınarak döndürme momenti hesaplanır.
N KW x1000Nm / s  
M d Nm   9549
M d n
30
N KW 
nd / dk 
(3.5)
(3.6)
Motor gücü PS (BG, HP) ile verilirse,
1PS  735,5 Nm / s alınarak benzer şekilde döndürme momenti hesaplanır.
M d Nm   7023
N PS , BG, HP 
ndev / dak 
(3.7)
Dönen silindirik elemanlar için mukavemet momenti
Wd 
d 3
16
(3.8)
Güç ikinci bir yöntemle; kuvvet – çizgisel hız bağıntısına bağlı olarak hesaplanabilir.
N  FV
(3.9)
V  dn / 60
d
Çizgisel hız – açısal bağıntısı
V w
2
d
Kuvvet – moment bağıntısı M d  F
2
Çizgisel hız
(3.10)
(3.11)
(3.12)
Millerin eğilmeye zorlanması: Mil üzerindeki yükler mili eğilmeye zorlar. Burada
yüklerin mil ortasına etki ettiği varsayılarak eğilme hesabı yapılmıştır.
Milin eğilme gerilmesi

Me
  em
We
(3.13)
Eğilme için mukavemet momenti
We 
d 3
32
(3.14)
Eğilme momenti ( l mili destekleyen elemanlar arasındaki uzaklık, F yük)
Me 
Fxl
4
(3.15)
Şekil 3.1. Milin eğilmeye zorlanması
MAKİNA BİLGİSİ 70
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
3.2. YATAKLAR
Yataklar, muyluları ve dolayısıyla milleri destekleyerek onların istenilen konumda
durabilmesini veya hareket edebilmesini sağlayan makine elemanlarıdır.
Yatakların taşıması gereken özellikler;
1) Sürtünmeden dolayı kayıplar az olmalıdır
2) Geometrik şeklin bozulmaması için aşınma az olmalı, özellikle mil aşınmamalıdır
3) Ortaya çıkan ısı kullanılan malzemelerin emniyet sınırlarını aşmamalıdır
Yataklar iki gruba ayrılır;
1- Kaymalı yataklar
2- Yuvarlanmalı (rulmanlı) yataklar
3.2.1. Kaymalı Yataklar
Yatağı hareketsi, muylusu yatak içerisinde sürtünerek dönme hareketi yapan yataklara
KAYMALI YATAKLAR denir. Kaymalı yataklarda muylu, yatak gövdesine yerleştirilmiş bir
zarf veya burç içerisinde döner. Muylu ile temas eden zarf, çabuk aşınmayacak,
yağlamanın az olduğu hallerde muyluyu sarmayacak malzemelerden yapılır.
Kaymalı yatakların sahip olması gereken özellikleri;
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Yatak, sürtünmeyi ve aşınmayı azaltmalıdır
Yatak muyluyu boydan boya sarmalıdır
İyi yağlanabilmeli ve yağı tutabilmelidir
Kolaylıkla sökülüp takılabilmelidir
İç yatak kolayca değiştirilebilmelidir
Üzerine gelen yükleri dengeli bir şekilde taşıyabilmelidir
Kaymalı yataklar gövde zarf veya bilezik, kapak ve bağlantı elemanlarından oluşur.
Gövde yatağın alt parçası, kapak ise üst parçasıdır. Gövde ve kapak genellikle dökme
demirden yapılırlar. Kapak iç yatağa bağlama elemanları ile bağlanır. İç yatak görevini
gören zarf gövde ile kapak arasındaki boşluğa yerleştirilir. İki parçalı yapılması
değişmesini kolaylaştırır. Bağlama elemanları kapağı gövdeye bağlamak için kullanılan
cıvata, saplama, rondela, somun gibi elemanlardır.
Kaymalı yataklar gelen yüklere ve zorlanma durumuna göre enine ve boyuna kaymalı
yataklar şeklinde iki gruba ayrılırlar.
Mile, dolayısıyla yatağa gelen yük, mili ve yatak eksenini dikey olarak etkileyen yataklara
ENİNE (RADYAL ) KAYMALI YATAKLAR denir. Enine kaymalı yataklar tek parçalı ve kapaklı
yapılabileceği gibi, muylunun rahatça takılması ve yıpranmaması için çok parçalı olarak
da yapılabilirler.
Yatağa gelen yükler muylu eksenine boyuna yönde etkileyen yataklara BOYUNA
(EKSENEL) KAYMALI YATAKLAR denir. Bu yataklarda muylular alınları üzerinde çalışırlar.
Muylunun alın üzerinde kolayca çalışabilmesi ve aşındığında değiştirilebilmesi için altına
bronz veya dökme demirden yapılmış kayma plakaları konur. Plakanın dönmemesi için iki
vida ile gövdeye bağlanır.
Millerin imalatı zor ve pahalıdır. Bu nedenle yatak içerisinde çalışırken bozulmaması
istenir. Yatağın muyluya temas eden yüzeyleri daha yumuşak malzemeden yapılır.
Böylece, milin aşınması, yatağın bozulması önlenebilir ve sistemin ömrü uzatılabilir. İç
yatak aşındığında kolayca değiştirilir ve yatağın bütünüyle değiştirilmesi önlenir.
MAKİNA BİLGİSİ 71
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 3.2. Radyal kaymalı yatak
Şekil 3.3. Eksenel kaymalı yatak
Yatak malzemelerinden istenen özellikler;
123456789-
Yağ tarafından iyi ıslatılabilmelidir
Yeterince aşınma ve basınç mukavemetine sahip olmalıdır
Sıcaklıkla sertliğini çok fazla kaybetmemelidir
Yağ kesilmesi, yağsız çalışma hallerinde mil malzemesine hemen kaynamamalıdır
Döküm ve talaş alma işçiliğinin kolay olması, düzgün bir yüzey vermesi gerekir
Isıyı olabildiğince iyi iletmelidir
Korozyona karşı dayanıklı olmalıdır
Gerektiğinde özgül ağırlıkları küçük olmalıdır
Ekonomik olmalıdır
Yataklara gelen yükler arttığı ölçüde sert ve mukavemeti yüksek yatak malzemeleri
kullanılır.
Yatak
1)
2)
3)
4)
5)
6)
malzemeleri;
Beyaz metal (SnPbZn, SnSbCu, SnSbCuPb, vb. alaşımları)
Kızıl döküm (dökme demir)
Bronz (kalay, kurşun ve alüminyum bronzu)
Sert lastik (perbunan)
Sert odun (plesenk)
Sentetik yatak malzemeleri
3.2.2. Yuvarlanmalı (Rulmanlı) Yataklar
İç ve dış bilezik arasına konan ve yuvarlanmayı temin eden parçalar dönmeyi
kolaylaştırır. Muylusu yuvarlanma elemanı ile dönen yataklara YUVARLANMALI
(RULMANLI) YATAKLAR denir. Rulmanlı yataklar da taşıdıkları yükün geliş yönüne göre
eksenel (aksiyal) ve radyal yuvarlanmalı yataklar olmak üzere iki gruba ayrılırlar.
Taşıdıkları yükün miktarına göre tek veya çift sıralı olabilirler.
MAKİNA BİLGİSİ 72
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 3.4. Radyal yuvarlanmalı yatak
Şekil 3.5. Eksenel yuvarlanmalı yatak
Rulmanlı yatakların özellikleri;
1) Sürtünme direnci azdır. Bu nedenle;
a) Güç kaybı az, verim yüksektir
b) Mil kısa zamanda harekete geçer
c) Yüksek hızlarda kullanmaya elverişlidirler
d) Uzun ömürlüdürler
2) Dar toleranslarda yapılabildiğinden hassas makinaların yapımı kolaydır
3) Az yer kapladıklarından makine konstrüksiyonu da küçüktür
4) Az yağ sarfeder
5) Standartlaştırıldıklarından kolay temin edilirler
6) Sökülüp takılmaları kolaydır
7) Mil malzemesinden etkilenmezler
Rulmanlı yatakların sakıncaları;
1)
2)
3)
4)
5)
Vuruntulara karşı az mukavemetlidirler
Montaj (yataklama) işlemleri zordur
Sesli çalışırlar
Tozlu yerlerde kullanımı elverişli değildir
Pahalıdırlar
Yuvarlanmalı yataklar iç bilezik, dış bilezik, yuvarlanma elemanı ve kafes sisteminden
oluşur.
İç bilezik, çelik malzemeden yapılarak sertleştirilir ve milin muylu kısmına sıkıca geçirilir
ve muylu ile birlikte döner.
Dış bilezik, çelikten yapılıp sertleştirilip taşlandıktan sonra makine gövdesine sıkıca
geçirilir.
İç ve dış bilezik arasına konan yuvarlanma elemanları bilye, silindirik makara, konik
makara, fıçı makara ve iğne makara şeklindedir. Yuvarlanma elemanları sert, vuruntulara
dayabıklı krom-nikel alaşımlı çeklikten sıcak haddelenerek yapılırlar.
Kafes sistemi, yuvarlanma elemanlarına kılavuzluk yaparlar ve yuvarlanma elemanlarının
eşit aralıklarda durmasını sağlarlar. Kafes sistemi aynı zamanda özellikle açık ortamlarda
çalışan rulmanları toz, kum ve pislikten koruma görevini de yerine getirirler.
MAKİNA BİLGİSİ 73
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Kullanım yerlerine bağlı olarak, rulmanlı yatağı çevreden gelen toz ve diğer zararlı
maddelerden korunması maksadıyla ayrıca koruyucu da kullanılır.
Rulmanlı yataklar preslerle yerlerine takılır ve sökülürler. Pres olmadığı durumlarda çekiç
kullanılabilir. Sökme işleminde çektirme aparatlarından da yararlanılabilir.
Hassas teknoloji gerektiren rulmanlı yatakların dünyadaki önemli imalatçı firmaları SKF,
FAG ve GPZ’dir.
Yuvarlanmalı yatakların siparişlerinde aşağıdaki özelliklerin belirtilmesi gerekir:
1) Yuvarlanmalı yatağın tipi (bilyeli, makaralı, vb.)
2) İç çap, dış çap, genişlik
3) Firma seri numarası
4) Gerektiğinde özel işaret ve semboller
3.2.3. Yataklarda Sürtünme ve Yatakların Yağlanması
Eş çalışan yüzeyler arasında bir sürtünme meydana gelir. Sürtünme, eş çalışan iki
yüzeyin birbirine gösterdiği dirençtir. Bu direnç kuvveti hareket yönüne göre ters
yöndedir. Yüzeyler arasında duruma göre aşağıdaki sürtünme tipleri vardır;
1- Kuru sürtünme: Yatak malzemeleri doğrudan doğruya temas halindedirler.
Yataklar kısa zamanda aşınır ve ısınır. Yer yer kaynaklaşma (yatak sarması),
aşınma ve yenme meydana gelir.
2- Yarı sıvı sürtünme: Hareketin başlangıcında kısmen kuru, kısmen sıvılı sürtünme
olur. Düşük hızlarda kalın yağlama maddesi ile iyi çalışılabilir.
3- Sıvı sürtünme: Sıvılı sürtünmede metal-metal sürtünmesi yoktur. Yatak
malzemeleri arasında kopuksuz ince bir yağ filmi vardır. Malzemeler sanki bu sıvı
içinde yüzer, birbirine tems etmezler.
Sürtünen yatak elemanlarında aşınma olur ve bu durum önemli problemler meydana
getirir. Aşırı aşınma sonucu kırılma olur.
Aşınma türleri;
1- Kaynama aşınması
2- Talaş kaldırma ile aşınma
3- Akışkan erozyonu
4- Kimyasal aşınma
Sürtünme ve açınma etkilerini azaltmak amacıyla yatakların yağlanması gerekir. Yağlama
ile makine yataklarının emniyetle çalışması ve uzun ömürlü olması sağlanır. Yatakların
yağlanmasına gres yağı ve sıvı yağ kullanılır. Rulmanlı yatakların yağlanmasında
genellikle özel rulman gresi kullanılır ve gres yağı yatak içindeki boşluğa konur. Bu
yataklar yılda bir ya da iki kez yapılır. Yağlama işleminde özellikle sıcaklığın düşük olduğu
yerlerde sıvı yağ da kullanılabilir. Yağlama elle ya da otomatik olarak yapılabilir.
Yataklarda yağlamanın yapılabilmesi için yataklar içinde oluklar açılır, olukların herhangi
bir yerinde de yağ deliği delinir. Yağ delikleri tek ya da çift sıralı olabilir.
MAKİNA BİLGİSİ 74
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
3.3. YAĞLAR VE YAĞLAMA
Hareketli makina elemanlarının sürtünen yüzeylerinde sürtünme ile oluşan aşınmayı ve
sürtünme ısısını azaltabilmek için iki eleman arasında bir tabaka oluşturması işlemine
YAĞMALA denir.
Yağlama sayesinde cisimlerin yüzeyleri arasındaki direkt temas engellenerek sürtünme
azaltılır. Bu amaçla yüz yüze çalışan iki elemanın arasında çok ince bir yağ tabakası (film)
oluşturulur. Yağlama maddesi çalışan yüzeylerin her ikisine de yapışır. Bu şekilde
sürtünme yağlayıcının kendi molekülleri arasında oluşur. Böylece, elemanların aşınması,
gürültüsü ve zorlanması önlenmiş olur.
Yağlamanın faydaları;
1) Makina elemanları arasındaki sürtünme direncini azaltmak. Böylece;
a) Güç kaybı azalır
b) Aşınma azalır
c) Sıcaklık düşer
2) Isınan parçaları soğutmak
3) Vuruntuları karşılayarak hareketin yumuşatılmasını sağlamak
4) Makine elemanlarını korozyona karşı korumak
5) Mikro talaşların sürtünen yüzeylerden uzaklaşmasını sağlamak
Yağların görevleri;
1) Yağlayıcı yağlanan yüzeylere iyice yapışmalı ve sürtünen yüzeyler arasında yağ
filmi oluşturmalıdır. Ancak, bu yüzeylere kimyasal etki yapmamalıdır.
2) Yağlayıcı kendi molekülleri arasında küçük bir sürtünme direnci göstermelidir.
3) Sıcağa ve atmosfer etkilerine dayanıklı olmalıdır.
4) Ucuz ve ekonomik olmalıdır.
5) Asit derecesi düşük olmalıdır.
6) Yağlama sürtünmeyi en aza indirmelidir.
7) Yağın viskozitesi yağlamanın yapılacağı yere uygun olmalıdır.
Yağın ısıya karşı dayanıklılığını artırmak için polarize maddeler, yani yağ asitleri (fosforlu
bileşikler, klorlu ve kükürtlü maddeler) katılır. Yağlar zaman zaman bazı yağlama
bölgelerinde kopukluklar meydana getirebilir. Bu sakıncanın giderilmesi için yağlayıcıya
magnetik etki sağlayan demirli yağlayıcılar ilave edilir.
Yağ çeşitleri;
Bitkisel, hayvansal ve madeni yağlayıcılar;
1- Katı yağlayıcılar (Grafit, MoS2, teflon)
2- Plastik yağlayıcılar (Gresler)
a) Sodyum sabunlu gresler
b) Kalsiyum sabunlu gresler
c) Lityum sabunlu gresler
3- Sıvı yağlayıcılar
a) Organik yağlayıcılar
1) Hayvansal yağlar
2) Bitkisel yağlar
b) Petrol asıllı yağlar
c) Sentetik yağlar
MAKİNA BİLGİSİ 75
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
4- Gaz yağlayıcılar (Hava, CO2 yüksek hızlarda)
Gresler yağ asitleri ile alkali elementlerin (lityum, kalsiyum, sodyum, vb.)
sabunlaştırılması ile elde edilirler. Elde edilen alkali sabunlarına madeni yağlar katılır.
Suyunu gidermek için ısıtılan gres hızlı soğutulursa ince gres, yavaş soğutulursa iri taneli
gres elde edilir. Rulmanlı yatakların yağlanmasında yaygınca kullanılırlar. Gresler oda
sıcaklığında sıvı yağlar gibi akıcı değildirler. Sızıntının önlenemediği, yüksek olmayan
sıcaklıklarda ve toz vb. yabancı maddelerin makina içerisine girmesi kolay olan yerlerde
kullanılırlar. Metalik yüzeylere yapışma özelliğine sahip olan gresler basınca
dayanıklıdırlar ve sızdırmazlık sağlarlar.
Madensel yağ da denen sentetik yağlar (mobil yağlar), yapay olarak petrolün aralıklı bir
şekilde damıtılmasından elde edilir. Tepkili uçaklarda, uzay araçlarında, otomotiv
endüstrisinde, iş ve imalat makinalarında yağlayıcı madde olarak kullanılırlar.
Viskozite;
Yağların en önemli özellikleri viskoziteleridir.
Viskozite, yağ molekülleri arasındaki sürtünme veya yağın kendi tabakaları arasında
hareket ederken gösterdiği direnç olarak tanımlanır. Diğer bir ifade ile viskozite, yağların
akmaya karşı gösterdikleri dirençtir.
Viskozite, yağın kalitesini ifade etmekten çok kullanma koşullarına uygun yağ seçimine
imkan verir.
Yağların viskoziteleri viskozimetre ile ölçülür.
Engler viskozimetresinde 200 cm3 suyun ve aynı miktar yağın aynı koşullarda akma
süreleri karşılaştırılarak yağın viskozitesi Engler derecesi cinsinden belirlenmektedir.
E0 
ty
(3.16)
ts
E 0 Engler viskozitesi, t y yağın akma zamanı, t s suyun akma zamanı
Engler viskozimetresinde, girişi 2,9 mm, çıkışı 2,8 mm çapında ve 20 mm uzunluktaki
borudan 20 0C sıcaklıkta 200 cm3 suyun akması için geçen süre ortalama 50 (50-52)
  olarak kabul edilir.
saniye olup, 1 Engler Derecesi E
0
 yağın özgül ağırlığı (0,9 g/cm3) olmak üzere yağların dinamik viskozitesi
   (0,00074 E 
0,00064
Kgs / m 2
E


(3.17)
Yağların viskoziteleri sıcaklık yükseldikçe düşer, yani yağ ısındıkça incelir. Teknikte,
yağların viskozitelerinin sıcaklıkla az değişmesi istenir.
Basınç arttıkça vizkozite de artar. Ancak bu değişme sıcaklıktaki değişmeden az olur.
Yağlama sistemleri;
Yağlamada kullanılan yağın tekrar kullanılıp kullanılmamasına göre iki yağlama sistemi
vardır;
1- Açık devre yağlama sistemi: Yağ, yağlama bölgesinde görevini yaptıktan sonra
tekrar kullanılmaz. Bu yağlama sisteminde yağdanlık, damlalık, fitilli yağlama
sistemleri kullanılır.
MAKİNA BİLGİSİ 76
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2- Kapalı devre yağlama sistemi: Yağ, yağlama bölgesinde görevini yaptıktan
sonra tekrar süzülür, temizlenir ve yeniden kullanılır. Kapalı devre yağlama
sistemlerinde bilezik, palet, zincir ve pompa kullanılır.
Yağlama sistemleri yağlama koşullarına göre üç gruba ayrılır;
1- Elle yağlama
2- Otomatik yağlama
3- Basınçlı yağlama
Elle yağlama: Elle yapılan yağlamada makine içerisindeki yağın bozulması veya
değiştirilmesi dikkate alınmadan belirli zaman aralıklarıyla makinalara yağ ilave edilir. El
ile yapılan yağlamada yağ doğrudan el ile sürülür ya da yağdanlık, gresörlük, dammalılk,
fitilli yağdanlık gibi yağlama aygıtları el ile kullanılarak yağlama yapılır.
Otomatik yağlama: Otomatik yağlama sisteminde yağ deposundan yağlama aygıtları
(yağ keçeleri, yağ bilezikleri, yağ kepçeleri, dişli çarklar, kamlar, zincirler, vb.) ile alınan
yağ yağlama bölgesine taşınır, yağlama işlemini tamamlayan yağ tekrar uygun
kanallardan yağ deposuna iletilir.
Yağ bilezikleri serbest veya sabit olabilir. Serbest yağ bileziği mil üzerinde dönmekle
birlikte, muylu ile yağ bileziği arasındaki sürtünme nedeniyle yağ bileziğinin dönüş hızı
milin dönüş hızından düşüktür. Serbest bilezik dönerken depodan aldığı yağı muylu
üzerine taşıyarak yağlama işlemini sağlar. Düşük hızlarda ve kalın yağlarda mil üzerinde
kayarlar ve yağlama işlemini tam olarak yapamazlar. Takımlarının kolaylaştırılması
maksadıyla yağ bilezikleri iki parçalı olarak yapılırlar. Sabit yağ bilezikleri muylu ile
birlikte döner. Düşük devirlerde de yağlama işlemini yapabilirler.
Zincirle yağlamada muylu üzerine serbest takılı bir zincir kullanılır. Zincirler muylu
üzerinde dönerken bileziklere orana daha çok yağ taşırlar ve daha iyi yağlama yaparlar.
Yağ deposu dibindeki tortuyu taşımaması için bilezikler, deponun dibine kadar inmeyecek
şekilde ayarlanmalıdır.
Basınçlı yağlama: Yağ, yatak ve muylulara basınçlı olarak iletilir. Bu maksatla yağ
pompası (dişli pompa) kullanılarak yağın istenen yerlere iletilmesi sağlanır. Basınçlı
yağlamada diyaframlı ve paletli pompalar da kullanılabilir.
Şekil 3.6. Yağdanlık
MAKİNA BİLGİSİ 77
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
3.4. KAVRAMALAR
Aynı veya farklı eksen üzerindeki milleri birbirine sıkı, oynak veya çözülür kapanır şekilde
birleştiren makine elemanlarına KAVRAMA denir.
Kavramaların ölçüleri mil çapına göre ölçülendirilmiştir.
Motor mili durdurulmadan diğer milin istenildiği anda durdurulması, döndürülmesi
kavramalar sayesinde olur.
Kavrama ile birbirine bağlanan miller iki ucundan yataklanmalıdır. Kavrama bir yataktan
sonra yerleştirilmiş olmalıdır ki, kavrama devre dışı kaldığı zaman da mil yine
çalışabilecek konumda kalsın.
Kavrama çeşitleri;
1- Rijit (sabit, sıkı) kavramalar (bilezikli, manşonlu, flanşlı, Sellers)
2- Oynak (hareketli kavramalar (genleşmeli, elastik, kardan, oldham)
3- Çözülebilir kavramalar (dişli, lamelli, sürtünmeli, emniyet, hidrolik, otomatik)
3.4.1. Rijit Kavramalar
Aynı eksenli hareket veren ve alan mil birbirine çözülemeyecek biçimde sıkıca
bağlanmıştır. Hareketi veren mil döndüğünde hareket alan mil de zorunlu olarak döner.
1- Bilezikli kavramalar: İki mil uç uca getirilerek dış kısımlarına iki yarım kovan
geçirilip bileziklerle sıkılır. Bileziklerin sıkılmasını kolaylaştırmak maksadıyla
kovanın üst yüzeyi iki yana doğru konik yapılmıştır. Takılıp sökülmeleri kolay
olduğundan yaygınca kullanılırlar ve ayrıca nemli yerlerde tercih edilirler.
Şekil 3.7. Bilezikli kavrama
Şekil 3.8. Manşonlu kavrama
2- Manşonlu kavrama: Uç uca getirilen millerin üzerine tek taraflı eğimli iki parçalı
zarf takılarak üzerine geçirilen manşonlarla sıkılır.
MAKİNA BİLGİSİ 78
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
3- Flanşlı kavrama: Çevresinde cıvata delikleri bulunan dairesel plaka biçimindeki
flanşlar sıcakta, kamalı veya hidrolik geçme ile mil uçlarına sıkıca takılırlar.
Flanşlar arasında merkezleme amacıyla iki parçalı bilezikler yerleştirilerek cıvata
ve somunlarla sıkma işlemi yapılır. Sızdırmazlığın önemli olduğu yerlerde araya
contalar takılır. Millerin takıldığı yatakların iki parçalı olması montajı ve yatakların
sökülmesini kolaylaştırır.
Şekil 3.9. Flanşlı kavrama
4- Sellers kavraması: İç kısım iki tarafa konik bir koruyucu ile dış kısmı bu
koruyucuya aynı koniklikte yapılmış sıkıştırma bileziğinden meydana gelir. Millerin
uçlarına kama ile bağlanan sıkıştırma bilezikleri cıvatalarla çektirilerek miller uç
uca getirilir. Cıvatalar kovanların ve konik bileziklerin içinden geçtikleri için
kavrama parçalarının birbiri içinde dönmesi engellenmiş olur. Sellers
kavramalarında koniklik 1:10 ile 1:20 arasındadır. Sellers kavramasının kolay
sökülüp takılması için yatakların kavramanın biraz uzağına yerleştirilmesi gerekir.
Bu kavrama genellikle büyük döndürme momentinin istendiği yerlerde kullanılır.
3.4.2. Oynak Kavramalar
Millerin eksenleri arasındaki çok küçük sapmalara ve açısal eksenlere imkan veren
bağlantıları sağlarlar.
1- Genleşmeli kavrama: Sıcak ortamlarda kullanılan ve ısınıp genleşerek mil ekseni
boyunca uzayan millerin birleştirilmesinde kullanılırlar. Genleşmeli kavramalar mil
eksenleri arasında küçük sapmalara da izin verir. Üç parmak çıkıntısı üç parmak
girintisi içine geçerek bağlantı sağlar. Genleşmelerin karşılanması maksadıyla
parmaklar arasında uzama payı bırakılır.
Şekil 3.10. Genleşmeli kavrama
MAKİNA BİLGİSİ 79
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2- Elastik kavramalar: Radyal ve eksenel doğrultudaki kaymaları, çalışma sırasında
meydana gelebilecek sarsıntı ve vuruntuları azaltmak maksadıyla kullanılırlar.
Elastik özelliğin sağlanması için deri plaka, lastik tampon, lastik perno ya da yay
gibi esnek malzemeler kullanılır. Elastik kavramaların esası mil başlarına geçirilmiş
dişli veya pernolu iki plaka (flanş) ile bunarın arasına yerleştirilmiş esnek
malzemelerden meydana gelir. Elastik kavrama tipleri; periflex, bibby, voithmourer, serbest elastik ara parçalı, dönme elsatikli.
Şekil 3.11. Elastik kavrama
3- Kardan kavraması: Açılı eksenleri karşılıklı olarak 5-80 arasında kaçık olan
millerin birleştirilmesinde kullanılır. Haçlı mafsal olarak da bilinen kardan
kavraması iki çatal göbek ile bu göbekleri birleştiren haç şeklindeki istavrozdan
meydana gelir. Taşıtların vites kutusunda hareketin arka tekerleklere taşınması,
arka tekerleklerin yaylanmalarından dolayı şaftın oynaması kardan kavraması ile
mümkün olur. Açısal hızın sabit olarak taşınamaması en önemli sakıncasıdır.
Şekil 3.12. Kardan kavraması
4- Oldham kavraması: Eksenleri arasında küçük açıklık bulunan millerin bağlantısında
kullanılır. A ve B parçaları millerin uçlarına kamalarla bağlanır. C ara parçasının
merkezi her konumda A ve B diskleri üzerindeki çıkıntıların simetri doğrularının
kesiştiği nokta üzerinde olur. C ara diski hafif ve elastik malzemeden yapılır. A ve
MAKİNA BİLGİSİ 80
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
B parçaları millerle beraber dönerken C parçası dairesel hareketi sırasında radyal
yönde de kaymalar yapar.
Şekil 3.13. Oldham kavraması
3.4.3. Çözülebilir Kavramalar
1- Dişli kavrama: Şekil bağlı olup, istenildiğinde bağlantı kurulur. Hareket halinde
iki mili bağlayabilmek için millerin hızları eşit seviyede tutulmalıdır.
Şekil 3.14. Dişli kavrama
2- Lamelli kavrama: Çok sayıda sürtünme yüzeyi oluşturularak elde edilen
kavramadır. Sürtünme yüzeyinin artırılması sürtünme kuvvetini, dolayısıyla
taşınan yükü artırır. Merkezleme güçlüğü olan yerlerde elektromagnetik
kavramalarla beraber kullanılır ve bu uygulamadan iyi sonuç alınır. Lamellerin
hidrolik basınçla kontrol edilen hidrolik lamelli kavramaların da geniş kullanım
alanları vardır. Kavramaların açılıp kapanması hidrolik basınçla sağlanır.
3- Sürtünmeli kavrama: Mil uçlarına takılan sürtünme yüzeyli disk biçimindeki
parçalarla sürtünme kuvveti oluşturarak birleşmeyi sağlayan ve hareketi diğer
mile ileten kavramalardır. Sürtünmeli kavramalar, kuvvet makinalarını iş
makinalarından istenildiği zaman ayıran ve kuvvet makinası durdurulmadan iş
makinasına bağlayabilen kavramalardır. Sürtünen yüzeyler düz veya konik olabilir.
Düz diskler küçük kuvvetlerin, konik diskler ise daha çok büyük kuvvetlerin
iletilmesinde kullanılırlar. Motorlu taşıtlarda bu tip kavramalar, debriyaj kavraması
olarak, kullanılmaktadır.
MAKİNA BİLGİSİ 81
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 3.15. Sürtünmeli kavrama
4- Emniyet kavraması: Hareketli milde doğabilecek tehlikeli durumun ikinci mile
geçmesini önlemede kullanılır. Bu amaçla aşırı yüklemelerde birbirine geçen dişler
kırılacak biçimde yapılırlar. Dişlerin kırılması ile hareket iletimi durur.
Şekil 3.16. Emniyet kavraması
5- Hidrolik kavrama: Sürtünme kuvvetini meydana getiren nrmal kuvvet hidrolik
olarak sağlanır veya sıvının bir çarktan diğerine çarpması sonucu hareket iletimi
sağlanır. Bu özelliği ile hidrolik kavramalar otomatik kavrama olarak görev
yaparlar.
Şekil 3.17 Hidrolik kavrama
6- Otomatik kavrama: Çoğu zaman emniyet kavraması olarak da görev yapan
otomatik kavramaların esası merkezkaç kuvvetlerinin etkisinden yararlanmaya
dayanır. Dönme hızı arttıkça merkezkaç kuvvetle cidarlara savrulan ağırlıklar ya
sürtünme kuvveti meydana getirir veya sürtünmeyi sağlayan yay kuvvetini azaltır.
Taşıtlarda fren yapma ile yaylı balatalar açılıp tekerleklere sürtünerek fren
yapılmaktadır.
MAKİNA BİLGİSİ 82
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 3.18. Otomatik kavrama
3.5. KASNAK – KAYIŞ DÜZENLERİ
Bir milden diğer bir mile hareket ve güç iletimi, mil eksenleri arasındaki mesafeye bağlı
olarak üç şekilde sağlanabilir;
1. Kısa aralıklarda: Dişli çarklarla,
2. Orta aralıklarda: Kasnak – kayış düzenleri ve zincir dişli çarklarla,
3. Büyük aralıklarda: Kasnak – kayış düzenleri ile.
Miller arasındaki mesafe fazla ve iletim oranının az miktarda değişmesi sakıncalı değilse,
kasnak – kayış sistemleri ile hareket iletimi sağlanabilir. Kasnaklar, eksenleri farklı miller
arasındaki hareket iletiminde de kullanılabilirler.
Güç iletiminde uzak mesafe üstünlüğü ile kayışlı ve zincirli mekanizmalar önemlidir.
Üstünlükleri: Uzak mesafeye ve farklı açılara güç iletimi, basit, ucuz, hafif, sessiz, düz
kayışta yüksek verim, darbe ve aşırı yük sönümler, yüksek hız, volana uygun
Eksiklikleri: Yüksek hacim, mile fazla kuvvet uygular, kayma yapar, polimer malzeme
sıcaklık ve rutubetten etkilenir, V kayışlarda düşük verim.
3.5.1. Kasnaklar
Miller arasında hareket iletiminde kayışla birlikte kullanılan dairesel makine elemanlarına
KASNAK denir. Kasnaklar üç ana kısımdan meydana gelir: ispit, gövde, göbek.
Kasnağın kayışa değen kısmına İSPİT denir. Güç iletiminde kullanılan kayışın kesitine
göre düz kayış ispiti, V kayış ispiti ve yuvarlak kayış (halat) ispiti mevcuttur.
Kasnağın ispitini göbek kısmıyla birleştiren elemanlara KASNAK GÖVDESİ denir. Gövde,
kollu veya dolu olarak perde şeklinde imal edilirler.
Kasnağın takıldığı mile geçen halka biçimindeki orta kısmına KASNAK GÖBEĞİ denir.
Kasnağın mile bağlanması genellikle kamalarla sağlandığından göbekte uygun kama
yuvası açılmıştır.
Kasnaklar ispit profillerine, kullanış amacına, dönme sayısı isteğine ve çalışma esasına
göre sınıflandırılabilir.
Şekil 3.19. Kasnak
MAKİNA BİLGİSİ 83
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
İspit profillerine göre kasnaklar;
1- Düz kayış kasnakları
2- V kayış kasnakları
3- Yuvarlak kayış kasnakları
Şekil 3.20. İspit profilleri
Kullanış amacına göre kayış kasnakları;
1- Güç ve hareket kasnakları
a) Düz kasnaklar (avare kasnak düzeni)
b) Kademeli kasnaklar
c) Konik kasnaklar
2- Kılavuz kasnaklar
3- Gergi kasnakları
Şekil 3.21. Kasnak yapısı
3.5.1.1. Güç ve Hareket Kasnakları
Güç ve hareket kasnakları kayış yardımıyla güç ve hareketin bir milden diğer bir mile
iletilmesini sağlarlar. Dönme sayısı isteğine göre yapılmış değişik tipleri vardır.
Düz kasnaklar: Sökülüp takılmanın kolaylaştırılması maksadıyla, genel olarak küçük
çaplı kasnaklar tek parçalı, büyük kasnaklar iki parçalı yapılırılar. Düz kasnakların ispitleri
düz ya da bombeli yapılabilir. Bombeli kasnaklarda kayışın yana kayması önlenmekle
MAKİNA BİLGİSİ 84
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
birlikte ömrünün kısalması sakıncası vardır. Hareket iletimi kasnak çapları ve kayma
oranına bağlıdır.
Hareket iletiminde kasnak – kayış sistemi avare kasnak düzeni şeklinde de kullanılabilir.
Bu maksatla iki kasmaktan yararlanılır. Kasnaklardan biri mile kama veya cıvata ile bağlı
olup, mil ile beraber döner. İkinci kasnak milden bağımsız döner. Kendilerini taşıyan mile
kama ve cıvata gibi elemanlarla bağlı olan düz kasnaklara SIKI KASNAK denir. Millerine
bağlanmamış, mili döndüğü zaman dönmeyen veya miline hareket vermeyen düz
kasnaklara da AVARE (SERBEST) KASNAK denir.
Avare kasnak düzeninde sıkı ver serbest kasnak bir arada bulunur. Kayış sıkı kasnak
üzerinde iken iş tezgahı çalışır. Tezgahın durdurulması istendiği zaman bir tertibatla kayış
serbest kasnak üzerine alınır. Böylece sıkı kasnak dönmeyeceğinden tezgahın durması
sağlanır.
Şekil 3.22. Avara kasnak düzeni
Kademeli kasnaklar: Birden fazla değişik çaplı düz kasnağın birleştirilmiş durumu
gibidir. Birbirini döndüren kademeli kasnakların karşılıklı çapları toplamı birbirine eşit ve
sabittir. Bunlara merdivenli ya da basamaklı kasnaklar da denilmektedir. Her kademede
mile farklı devir sayısı iletir. Genellikle küçük masa tipi matkap tezgahlarında kullanılır.
Şekil 3.23. Kademeli kasnak
Konik kasnaklar: Kesik koniye benzerler. Kasnağın eğimi 120 veya 150’dir. Bu tip
kasnaklar benzerleri ile birlikte kullanılırlar. Küçük güçlerin kademesiz iletimini sağlarlar.
Kayış kasnak üzerinde kaydırılarak döndürülen kasnağın devir sayısı değiştirilir.
MAKİNA BİLGİSİ 85
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 3.24. Konik kasnak
3.5.1.2. Kılavuz Kasnaklar
Hareket ileten millerin eksenleri birbirine paralel değil veya paralel olduğu halde güç ve
hareket kasnakları birbirine göre kaçık ise kayış atmasını önlemek için kılavuz kasnaklar
kullanılır. Kılavuz kasnaklar kayışa yön verdiklerinden bunlara yöneltici kasnaklar da
denir.
Şeil 3.25. Kılavuz kasnaklar
3.5.1.3. Gergi Kasnakları
Kayışlar çalışma sırasında ısınma ve kuvvetin gerdirme etkisiyle uzarlar. Bu durumda
kayışla kasnak arasında meydana gelen kaymalardan dolayı verim düşer. Döndüren
kasnaktan döndürülen kasnağa istenilen devir sayısı verim oranında azalır. Kayışın
kasnak üzerinde kaymasını azaltabilmek amacıyla sarılma açısını büyütebilmek veya
kayışı sürekli olarak gergin tutabilmek için gergi kasnakları kullanılır. Gergi kasnaklarında
kayışın gerdirilmesi yay kuvveti veya ağırlık yardımı ile sağlanır.
Şekil 3.26. Gergi kasnakları
MAKİNA BİLGİSİ 86
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
3.5.1.4. Kasnaklarda Çap ve Dönüşüm Oranları
Kasnak-kayış tertibatlarında kayış kayması olabilir. Kayış kaymasının olmaması halinde
döndüren kasnağın çevre hızı döndürülen kasnağın çevre hızına eşittir.
Döndüren (1) ve döndürülen (2) kasnakları çevresel hızları;
d 1n1
60
d n
V2  2 2
60
V1 
(3.18)
(3.19)
Kayma olmaması halinde;
V1  V2
(3.20)
Kayma olmaması halinde
k  0 Devir sayıları ve çaplar arasındaki ilişki;
d1 n1  d 2 n 2
(3.21)
İletim (dönüşüm) oranı;
i
d1 n2

d 2 n1
(3.22)
Sistemin iletim oranı i  i1  i2  i3 ...
Kayma olması halinde
k  0
çap-devir sayısı ilişkisi;
d1n1 1  k   d 2 n2
Kayıp halinde verim
(3.23)
(3.24)

Sistemin toplam verimi
N2
N1
(3.25)
  1  2   3 ...
Şekil 3.27. Kasnak hareketleri
(3.26)
MAKİNA BİLGİSİ 87
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 38. Kasnakta ölçüler
2M d
d
Döndüren kuvvet
F1  F2 
Kuvvetler arasındaki oran sınırı
F1
 e 1
F2
(3.28)
Merkezkaç kuvvet olması halinde
F1  qV 2
 e 1
2
F2  qV
(3.29)
Burada q kayışın kg/m ağırlığı,
(3.27)
 sürtünme katsayısıdır.
Küçük sarılma açısı
cos1 / 2 
V kayışlarda sürtünme katsayısı
V 
d 2  d1
2E

sin  V / 2 
(3.30)
(3.31)
 V V kayış açısı (340-390)
Gerdirme kuvveti
Fg  ( F1  F2 ) sin 1 / 2
(3.32)
Gerdirme kuvveti Fg az olursa kayış kayar, fazla olursa verim düşer.
3.5.2. Kayışlar
Kayışlar, kasnaklar arasında bir kasnaktan diğerine hareket ve kuvvet iletiminde
kullanılan, elastik özelliğe sahip elemanlardır. Miller arası mesafelerin orta uzunlukta
olduğu yerlerde kullanılırlar, çözülebilir ve kolayca değiştirilebilir.
Kayışlar yapıldıkları malzemelere ve biçimlerine göre sınıflandırılırlar.
Malzemelerine göre kayışlar
1- Kösele kayışlar
2- Tekstil kayışlar (pamuk, kıl, ipek)
3- Lastik (kauçuk) kayışlar
4- Balata kayışlar
5- Çelik kayışlar
Biçimlerine göre kayışlar
1- Düz kayışlar
2- Trapez (V) kayışlar
3- Yuvarlak kayışlar
4- Dişli kayışlar
5- Mafsallı kayışlar
Düz kayışlar: Dikdörtgen kesitli kayışlardır. Düz ve bombeli kasnaklarda kullanılırlar ve
bu şekilde kayma azaltılır. Prensip olarak, genişliği fazla ve kalınlığı az olan kayışlar
kullanılır. Böylece kayışın kasnağa değen yüzeyi artırılarak eğilme yeteneği çoğaltılır.
Genel olarak eksenler arası fazla ve kasnaklardan birinin çapı çok küçükse düz kayış
tercih edilir. Avare kasnak düzenlerinde de düz kayışlar kullanılır. Düz kayışlar bez,
kauçuklu bez, bezli balata, çelik sac, polyester-kromlu kösele gibi malzemelerden
MAKİNA BİLGİSİ 88
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
yapılırlar. kayış malzemesi aşınmaya dayanıklı olmalı, sürtünme katsayısı büyük
olmalıdır. Kayışın aynı zamanda esnek ve dayanıklı olması gerekir.
Trapez (V) kayışlar: Trapez veya V kayışlar genel olarak lastik veya tekstil (pamuk),
balata ve kösele gibi malzemelerden yapılırlar. Trapez kayışların boyları sonsuzdur.
Ancak, bazı makinalar için standart boyda V kayışları da yapılmaktadır. İstenilen boyda V
kayış bulunamadığından, kasnaklar arasında gergi kasnakları veya başka düzenler
kullanılarak istenilen verim ede edilebilir. Büyük güçlerin taşınmasında çok profilli V
kayışlar kullanılır.
V kayışlar daha az hacim kaplar fakat verimi daha azdır.
Şekil 3.29. Düz kayış
Şekil 3.30. Trapez (V) kayış
Kayış seçiminde bilinmesi gereken özellikler;
1- Çevre hızı: V  25m / s olmalıdır.
2- Eksenler arası uzaklık:
e  d 2  3c (c değeri TS148/10’a göre seçilir).
3- Sarılma açısı: cos( / 2) 
d 2  d1
0
0 d 2  d1
;   180  60
2E
e
(3.33)
 d1  d 2 
      d 2  d1 
 2e sin    


2
 2   90  2 
(3.34)
4- Güç: N
5- Ortalama kayış boyu: L 

 d  d1 
L  2 E  d1  d 2   E  2

2
 2E 
2
(3.35)
Yuvarlak kayışlar: Lastik ve köseleden yapılan kayışlar küçük güçlerin iletiminde (dikiş
makinası, yağ ve soğutma suyu pompaları, vb.) kullanılır. Bununla birlikte çelik halat
şeklindeki büyük çaplı yuvarlak kayışlar büyük güçlerin iletiminde kullanılmaktadır.
Dişli kayışlar: Özel dişli çark tipindeki kasnaklarda kullanılırlar ve hareket iletiminde
kayma olmaz.
Mafsallı kayışlar: çok küçük hızlarda büyük güçlerin iletilmesinde kullanılırlar. Kayışların
uçları raptiye, kayış perçinleri cıvata ve somunlarla ya da dikilerek veya yapıştırılarak
birleştirilir.
Genelde kayış sayısı 3-6 arası uygun olup 8’i geçmemelidir. Çok fazla kayış sayısı için
kasnak genişliğini azaltmak için özel kayış tipleri vardır.
MAKİNA BİLGİSİ 89
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
3.6. ZİNCİRLER VE ZİNCİR DİŞLİÇARKLARI
Miller arasında mesafenin fazla olduğu ve hareket iletiminde kaymanın istenmediği
durumlarda zincir ve zincir dişli çarkları kullanılır. Zincir dişli çarkları aynı düzlemde ve
millerin birbirine paralel olması gerekir. Çevresel hızın 20 m/s’den küçük olması istenir.
Motorlu taşıtlarda, kaldırma makinalarında, asansörlerde, bisiklet ve vinçlerde yaygın
olarak kullanılırlar. Zincir dişli çarkları çevresine sarılan zincirlerin biçimine uygun
yapılırlar. Hareket iletiminde çeşitli tiplerde zincir kullanılır ve her tip zincir için uygun
zincir dişli çarklar seçilir.
Yük zincirleri, transmisyon zincirleri ve özel zincirler zincir dişli çarklarla kullanılarak
hareket iletimi sağlanmaktadır.
Yük zincirleri hareket iletiminde kullanılmazlar. Özellikle, kancalarla yükleri kaldırma ve
taşıma makinalarına bağlamaya yararlar. Halkalı veya baklalı zincir olarak da
adlandırılırlar.
Transmisyon zincirleri özel dişli çarklar yardımıyla kayma olmadan aralıklı iki mil
arasındaki güç ve hareket ileten zincirlerdir. Blok, roleli ve sessiz zincir tipleri vardır.
Blok zincirler küçük güçlerin iletiminde kullanılırlar ve kısa ömürlüdürler.
Roleli zincirler rahat çalışır, fazla aşınmaz ve uzun ömürlüdürler. Büyük güçleri daha
yüksek hızlarda iletmeye elverişlidirler.
Sessiz zincirler sessiz çalışırlar ve dişli zincirler olarak da adlandırılırlar. İleri ve geri
hareketin olduğu yerlerde, deniz taşıtlarında ve motor endüstrisinde kullanılırlar.
Özel zincirler özel amaçlar için hazırlanmış zincirlerdir. Bunlardan plastik zincirler
transmisyon zincirleriyle, malzemeleri dışında, benzer özellik gösterirler. Dayanımı
artırmak için içerisine çelik teller yerleştirilir. Büyük güçlerin taşınmasında sessiz
çalışırlar. Su içinde rahatlıkla kullanılabilirler.
Şekil 3.31. Halka zincir ve dişli çarkı
Şekli 3.32. Blok zincir ve dişli çarkı
MAKİNA BİLGİSİ 90
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 3.33. Roleli zincir ve dişli çarkı
Şekil 3.34. Sessiz zincir ve dişli çarkı
Şekil 3.35. Yük kaldırma zinciri
MAKİNA BİLGİSİ 91
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
3.7. DİŞLİ ÇARKLAR
Hareket ve güç iletiminde kullanılan, üzerinde eşit aralıklı ve özel profilli çıkıntıları
bulunan silindirik veya konik yüzeyli makine elemanlarıdır. Miller arasındaki uzaklık
kasnak-kayış ve zincir dişli çark sistemindeki kadar fazla değildir. Çalışmaları, çarkların
çevresindeki dişlerin birbirlerini kavrayıp itmeleri sonucu olduğundan dişli çarklar zorunlu
hareketli mekanzimalardır. Millerin birinin hareketi, belirli devir sayısı ile diğer mile iletilir
ve dişli çarklar arasında kayma olmaz.
Bir dişli mekanizması, bir döndüren dişli ile bunun karşılığı olan bir döndürülen dişli
çarktan meydana gelir. Dişli çarkların diş şekilleri takıldıkları millerin durumuna göre
farklılıklar gösterir.
Dişli çarklar her türlü güç ve dairesel hareketin iletilmesinde, doğrusal hareketin dairesel
harekete, dairesel hareketin doğrusal harekete dönüştürülmesinde kullanılır. Takım
tezgahları ve taşıtların hız kutuları gibi bütün genel makine endüstrisinde yaygınca
kullanılırlar.
Şekil 3.36. Dişli çark çifti
Dişli çarklar kullanım amacına göre çelik, dökme demir, bronz, pirinç, hafif metal
alaşımları, fiber, plastik, vb. malzemelerden yapılırlar. Dişliler imal edildikten sonra diş
yüzeyleri taşlanır ve sertleştirilir.
Dişli çarkların avantajları;
1) Eksenel kayma ve güç kaybı yoktur.
2) Hareket ve güç iletimi kolaydır.
3) Mil eksenleri arası çok küçük değerlere düşürülebilir.
3.7.1. Dişli Çark Çeşitleri
Dişli çarkların sınıflandırılması;
Mil eksenlerine göre;
1- Mil eksenleri aynı düzlemde
2- Mil eksenleri ayrı düzlemde
Çalışma durumlarına göre;
1- Dıştan çalışan dişli çarklar
2- İçten çalışan dişli çarklar
Dişlerin açıldığı yüzeylere göre;
1- Silindirik yüzeyli dişli çarklar
2- Konik yüzeyli dişli çarklar
3- Düzlem yüzeyli dişli çarklar (kremayer)
Diş yanaklar eğrisi biçimine göre;
1- Evolvent eğrili dişli çarklar
MAKİNA BİLGİSİ 92
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2- Sikloid eğirili dişli çarklar
Diş biçimlerine göre;
1- Düz dişli çarklar
2- Helisel dişli çarklar
3- Konik dişli çarklar
4- Sonsuz vida ve dişli çarkı
5- Kremayer ve dişli çarkı
Düz dişli çarklar: Düz dişli çarklarda dişler mil eksenine paralel biçimde çalışırlar. Mil
eksenlerinin çalışma konumları paraleldir. Kuvvet ve hareket iletiminde kullanılırlar. İçten
veya dıştan çalışan tipleri vardır. Dişli çark sisteminde dişli çarkların dönme yönleri
birbirine terstir. İç dişli sisteminde dişler birbirini daha sıkı kavrayarak iteceklerinden
daha büyük kuvvetlerin iletilmesi mümkündür ve dişli çarklar aynı yönlü dönerler.
Şeki 3.37. Düz dişli çark
Helisel dişli çarklar: Dişleri eksene göre dönüktür. Helisel dişli çarklar paralel, dikey
fakat birbirini kesmeyen ve aralarında gelişigüzel açı bulunan millerde güç ve hareket
iletiminde kullanılırlar. Helisel dişlilerde çalışma düzgün ve rahattır.
Şekil 3.38. Helisel dişli çark
Konik dişli çarklar: Dişler konik bir yüzeye açılmıştır ve uzantıları birbirini kesen miller
arasında hareket iletirler. Diş doğrultuları düz veya eğri olabilir. Eğrisel konik dişli çarklar
vuruntusuz, sessiz çalışması istenen ve fazla zorlanan yerlerde (taşıt diferansiyelleri gibi)
kullanılırlar. Konik dişli çarkların kullanım durumuna göre konik eğir dişler, daire yaylı
dişler, evolvent dişler, helis dişler, ok dişler biçiminde yapılırlar. Helisel ok dişli çarklar
eksenel kuvvetlerin dengelenmesini sağlar. Ok dişli çarklarda çalışma sırasında eksenel
kayma olmaz, yüksek hızlarda büyük güçlerin sessizce iletilmesine elverişlidirler.
Haddelerde ve preslerde yaygınca kullanılırlar. Ayrıca, buhar türbinleri ve elektrik
motorlarında hız düşürücü dişli çarkı olarak da başarıyla kullanılmaktadırlar.
MAKİNA BİLGİSİ 93
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 3.39. Konik dişli çark
Şekil 3.40. Ok dişli çark
Şekil 3.41. Eksenleri kesişen konik yüzeyli dişli çark çiftleri
Sonsuz vida ve dişli çarkı: Birbirlerine dik ve uzantıları birbirini kesmeyen miller
arasında, düşük iletim oranlarında hareket iletimi sağlarlar. Vinç, asansör, ceraskal, kriko,
pompa, gemi dümenleri ve oto direksiyonlarında kullanılırlar. Sonsuz vida
mekanizmasında hareket daima sonsuz vidadan dişli çarka doğru geçer. Sonsuz vida ve
dişlisi sessiz çalışır ve titreşim yapmaz. Diş sayılarına göre çevirme oranları 1:2 ile 1:100
arasında olabilir.
Şekil 3.42. Sonsuz vida ve dişli çarkı
Kremayer ve dişli çarkı: Dönme hareketini doğrusal harekete veya aksine kuvvet
iletimi sağlayan mekanizmadır. Torna arabalarının kayıtlar üzerinde yatay hareketi,
matkap tablasının sütunu üzerinde düşey hareketi kremayer ve dişli çark sistemiyle
sağlanır. Düz dişli çarkların bir tipidir.
Şekil 3.43. Kremayer ve dişli çarkı
MAKİNA BİLGİSİ 94
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 3.44. Eksenleri paralel çalışan dişli silindirik yüzeyli dişli çark çiftleri
Şekil 3.45. Eksenleri farklı düzlemlerde olan dişli çark çifti
Şekil 3.46. Dişçi çark ölçüleri
3.7.2. Dişli Çarklarda Hız ve Boyutlar
Diş modülü
Diş sayısı
Bölüm dairesi çapı
Kavrama açısı
:m
:Z
:d
:  (15, 20, 250)
Diş genişliği
:b
Eş çalışan düz dişli çarklarda döndüren (1) ve döndürülen (2) dişli çarkların çevresel
hızları;
MAKİNA BİLGİSİ 95
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
d 1n1
60
d n
V2  2 2
60
V1 
Çevresel hızlar için
i
(3.36)
(3.37)
V1  V2 eşitliği geçerli olduğundan, dişliler arasındaki iletim oranı
d1 n2

d 2 n1
(3.38)
Diş sayısı Z , diş adımı t olmak üzere, dişli çark çevresi ( t
 t1  t 2 ’dir)
Z 1t  d1
(3.39)
Z 2 t  d 2
(3.40)
Diş sayıları ile iletim oranı
i
n 2 d1 Z1


n1 d 2 Z 2
(3.41)
Diş modülü
m
t

(3.42)
Şekil 3.47. Dişli çarklarda hareket elemanları
MAKİNA BİLGİSİ 96
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
4. BUHAR KAZANLARI
4.1. GİRİŞ
Buhar kazanları da ısı değiştiricilerdendir. Herhangi bir yakacaktan aldığı ısıyı belli basınç,
sıcaklık ve miktarda buhar içinde gizli enerjiye çevirir. Buhar kazanlarında ısı taşıyıcı
akışkan olarak su kullanılır ve elde edilen su buharı aşağıdaki işlemlerde kullanılır:
1. Pistonlu buhar makinası veya buhar türbini çalıştırarak mekanik enerji ve elektrik
üretimi sağlamak.
2. Bina, binalar topluluğu veya merkezi ısıtmayı gerçekleştirmek.
3. Endüstriyel imalatta (proses) kullanmak.
Buhar
1.
2.
3.
4.
kazanları kullanım amacına göre aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:
Endüstri ve santral kazanları (Güç kazanları).
Isıtma kazanları (alçak basınlı buhar, sıcak veya kaynar su).
Gemi kazanları (Ana ve yardımcı kazanlar).
Lokomotif kazanları.
Buhar
1.
2.
3.
4.
kazanları yapılış şekillerine göre de aşağıdaki gibi sınıflandırılır:
Alevli borulu kazanlar.
Duman borulu kazanlar.
Su borulu kazanlar.
Özel kazanlar.
Alev ve duman borulu kazanlar “büyük su hacimli kazanlar” olarak da adlandırılırlar. Su
borulu ve özel kazanlar ise genel olarak büyük tesisler için daha uygundurlar.
4.2. SU BUHARI
Su buharı teknolojik alanlarda yaygınca kullanılmaktadır. Bir çok imalatta su buharı
doğrudan veya dolaylı olarak birinci derecede rol oynamaktadır. Kimya endüstrisi, gıda
endüstrisi ve bir çok endüstriyel katı maddenin imalatı sırasında kurutmada su buharı
geniş çapta kullanılmaktadır. Orman ürünleri endüstrisinde kurutma, buharlama,
emprenye, bükme mobilya, lif üretimi sırasında su buharından geniş çapta
yararlanılmaktadır. Kullanım alanlarının bu derece fazla olması ve özellikle orman ürünleri
endüstrisinde su buharına önemli oranda ihtiyaç duyulması su buharının tanınmasını
gerektirmektedir.
Su buharının daha yakından tanınabilmesi maksadıyla bir dizi deneyin yapılmasına ihtiyaç
duyulur.
Su, açık bir kab içerisinde atmosfer basıncı altında ısıtıldığı zaman, sıcaklığı önce 100 0C’a
kadar çıkar ve kab içerisindeki suyun hepsi buhar haline gelinceye kadar sıcaklık sabit
kalır. Meydana gelen buhar basıncına eşittir.
Suyun kapalı bir kab içerisinde ısıtılması halinde daha farklı olaylar meydana gelir. Su,
100 0C sıcaklığa eriştikten sonra, kısa bir süre sabit kalarak bir miktar buharlaşma olur.
Bu durumda içeride pb buhar basıncı meydana gelirken, tb sıcaklığı da artık 100 0C’nin
üzerine çıkmıştır. Bu şartlarda kabın musluğu öyle ayarlanabilir ki, ısıtma sonucu buhar
çıkarken, basınç ve sıcaklık sabit kalır. Buhar kazanlarının çalışma prensibi bu şekildedir.
MAKİNA BİLGİSİ 97
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Aynı işlemler daha farklı basınç ve sıcaklıklarda da gerçekleştirilebilir. Ardı ardına yapılan
bu işlemler belirli basınçlara yine belirli sıcaklıkların karşılık geldiğini gösterir.
Bazı buhar basıncı değerlerine karşılık gelen buharlaşma sıcaklığı değerleri aşağıda
verilmiştir.
Tablo 4.1. Bazı buhar basınçlarına karşılık gelen buharlaşma sıcaklıkları
pb(atü)
tb(0C)
1
100
2
120
3
133
4
143
5
151
7
164
8
169
9
175
10
179
12
187
16
197
Basınçla sıcaklık arasında değişik ampirik formüller de verilmektedir. Aşağıda verilen
Dupperet formülü oldukça yakın sonuçlar sağlar.
Pb(ata) = [tb(0C)/100]4
(4.1)
Basınç – sıcaklık değerleri tablolar halinde de (doymuş su buharı tablosu) verilmiştir. Bu
tablolar sıcaklığa veya basınca göre düzenlenmiş olup, basınç ve sıcaklığın bilinen
değerlerine göre uygun olanı kullanılır.
Su buharı ile ilgili bazı kavramlar aşağıda açıklanmıştır:
Nemli doymuş buhar: Buharlaşmakta olan su ile temas halinde bulunan ve aynı
buharlaşma basıncı ile sıcaklıkta olan buhara nemli doymuş buhar denir.
Su biraz soğursa, bir miktar buhar hemen yoğuşur ve su üzerinde bu düşük sıcaklığa
karşılık gelen bir basınç meydana gelir. Suyu ile temas halinde bulunan doymuş buhar
içinde sis halinde su zerrecikleri vardır. Bu yüzden nemli doymuş buhar adını alır.
Kuru doymuş buhar: Altında bulunduğu basınca karşılık gelen buharlaşma sıcaklığında
olup, suyu ile temas halinde bulunmayan buhara kuru doymuş buhar denir.
Aynı basınçtaki buharlaşma sıcaklığında olmasına rağmen, içinde sis halinde su
zerrecikleri bulunmadığından dolayı kuru doymuş buhar ismini alır.
Kapalı bir kab içerisinde nemli doymuş buhar bulunduğu zaman, bu kabın ısıtılması
halinde sıcaklık yüklenmez ve bu sıcaklık doymuş buhar sıcaklığı (tb) adını alır. Suyun
tamamı buharlaştığında kab içerisinde doymuş buhar sıcaklığında kuru doymuş buhar
oluşur. Bundan sonra kab ısıtılmaya devam edilirse sıcaklık yükselir.
Kızgın buhar: Sıcaklığı, altında bulunduğu basınca karşılık gelen doymuş buhar
sıcaklığından yüksek olan buhara kızgın buhar denir.
Kızgın buharın sıcaklığı düşülürse, altında bulunduğu basınca karşılık gelen doymuş buhar
sıcaklığına ininceye kadar yoğuşma olmaz.
Kuruluk derecesi : Nemli doymuş buharın içindeki gerçek buhar ağırlığının nemli buhar
ağırlığına oranına kuruluk derecesi denir. Diğer bir ifade ile, 1 kg nemli buhar içerisindeki
gerçek buhar miktarına kuruluk derecesi denir ve
x = mb / m
eşitliği ile ifade edilir.
Doymuş buhar eğrisi, kuruluk derecesi x = 1 olan eğridir. Aynı şekilde, doymuş sıvı eğrisi
ise kuruluk derecesi x = 0 olan eğridir. Buharlaşma ve yoğuşma eğrisi üzerindeki
MAKİNA BİLGİSİ 98
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
özellikler (basınç, sıcaklık, özgül hacim, iç enerji, entalpi, entorpi) buhar tablolarında
verilmiştir.
Buharlaşma ısısı: 1 kg suyun buharlaşması için harcanması gereken ısıya buharlaşma
ısısı denir. Su, buhar haline gelinceye kadar iki çeşit ısı almaktadır.
Sıvı ısısı: Suya, altında bulunduğu basınca karşılık gelen doymuş buhar sıcaklığına kadar
verilen duyulur ısıya sıvı ısısı denir.
Buharlaşma gizli ısısı: Suya, sabit basınç altında ve sabit sıcaklıkta buharlaştırmak için
verilen gizli ısıya buharlaşma gizli ısısı denir. Buharlaştırma gizli ısısı, suyun sıcaklığını
değiştirmez. Bu ısı, moleküller arasındaki mesafenin değişerek, sıvı halinden buhar haline
geçmesi için gerekli ısıyı sağlar.
Sıvı ısısı için
q = h = C tb
(4.2)
eşitliği geçerlidir. Bu eşitlik aynı zamanda suyun buharlaşma sıcaklığındaki entalpi
değerini verir. Özgül ısı değeri C = 4.186 kj/kg0C’dır. Buna göre (m) ağırlığındaki suyun
herhangi bir t1 sıcaklığından itibaren ısıtılarak tb sıcaklığında buharlaştırılması halinde
gerekli ısı miktarı
Q = m C (tb – t1)
(4.3)
eşitliği yardımıyla hesaplanabilir.
Buharlaşma gizli ısısı için matematiksel bir ifade yoktur. Bu nedenle buharın toplam ısısı
hesaplanır. Toplam buharlaşma ısısı sıvı ısısı ile buharlaşma gizli ısısının toplamıdır. 1 kg
buhar için toplam buharlaşma ısısı
Qt = q + ro
(4.4)
eşitliği ile hesaplanır. Burada ro buharlaşma gizli ısısı olup, doymuş su buharı
tablolarından alınabilir.
Kuru buharın toplamı ısısı için Regnault foemülü yeterli doğrulukta sonuçlar verir.
qt = 2539 + 1.277 tb [kj/kg]
(4.5)
Regnault formülü kızgın buhar için
Qkt = 2539 + 1.277 tb + 2.093 (tk – tb) [kj/kg]
(4.6)
şeklinde ifade edilir.
4.3.
ALEV BORULU KAZANLAR
Alev borulu kazanlarda yakıt doğrudan doğruya kazan içinde yakıt hücresi olan düz veya
ondüle tipli külhanlarda yanar. Bu tip kazanlar duvar veya yalıtkanla örtülü olabilirler.
Alev borularının durumuna ve sayısına göre alev borulu kazanlar tipleri;
1- Bir alev borulu yatık kazanlar
2- İki alev borulu yatık kazanlar
3- Bir veya iki alev borulu ve alev borusu içinde özel küçük sirkülasyon boruları
bulunan kazanlar
4- Tek alev borulu dik kazanlar (kaynatıcı borulu kazan).
MAKİNA BİLGİSİ 99
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Alev borulu kazanlarda alev borusundan çıkan sıcak dumanların fazla ısı kaybına sebep
olmaması için alev borusu çıkışında ekonomizör veya kızdırıcı bulunur. Alev borulu
kazanlar küçük kimya ve boya fabrikaları, diğer küçük endüstri tesisleri, dik alev borulu
kazan tipleri yardımcı buhar tesislerini beslemek amacıyla kullanılırlar.
Çeşitlerine göre ısıtma yüzeyleri 5 – 150 m2, basınç 22 atü, buhar yükü 100 – 4000 Kg/h
buhar kadardır.
Alev borulu kazanların özellikleri;
1)
2)
3)
4)
Konstrüksiyon itibariyle basit ve kullanışlıdırlar.
Temizlenmeleri kolaydır, besleme suyunun temizlenmesi gerekmez.
Az bilgili personel ile idare edilebilirler.
Su hacimleri büyük olduğundan ani buhar isteklerini kolay karşılarlar, çalışmaları
dengelidir.
5) Ağırdırlar. Yatak tipleri güçlerine göre fazla yer kaplarlar, temel inşaat masrafları
fazladır.
6) Elle doldurulan ocaklılarda verim düşüktür.
7) Su hacmi büyük olduğundan ilk harekette ve durmada ısı kayıpları fazladır.
Kesintili çalışmalar için uygun değildirler.
Tek alev borulu kazan: Tek alev borulu kazanda ızgara üzerinde yanan yakıtın ısısı
kazan içindeki suya geçerken oluşan dumanlar duman kanallarından bacaya gider.
Yüksek sıcaklıktaki (300-400 0C) dumanın ısısından yararlanmak maksadıyla duman önce
duman kanalı içerisine yerleştirilmiş olan kızdırıcıya, daha sonra ön ısıtıcıya bir miktar ısı
vererek bacayı terk eder. Kızdırıcı, buharın buharlaşma sıcaklığının üzerinde bir sıcaklığa
kadar ısıtılmasını sağlar. Buharlaşma ile kazan içinde azalan su, besleme suyu ile takviye
edilir. Besleme suyu kazana verilmeden önce ön ısıtıcıdan geçirilerek genellikle 60 0C
veya 90 0C sıcaklığa adar ısıtılır.
Şekil 4.1. Tek alev borulu kazan
4.4. DUMAN BORULU KAZANLAR
Duman borulu kazanlarda kazan dışındaki ocakta yanma sonucu oluşan dumanlar duman
borusundan geçerken kazan içindeki suyu ısıtmaktadır. Duman ısısının büyük kısmı kazan
içindeki suya verdiği için duman kanalındaki ısısı alev borulu kazanlardaki kadar yüksek
değildir.
MAKİNA BİLGİSİ 100
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Duman borulu kazanlar bina ısıtması, küçük ve orta endüstride gerekli proses için buhar
elde etmede, çamaşırhane, boyahane, küçük gemilerde kullanılırlar.
Duman borulu kazanların özellikleri;
1) Kullanılmaları basittir.
2) Alev borulu kazanlara göre daha hafiftirler, su hacimleri daha azdır.
3) Verimleri mekanik ocaklılarda ve sıvı yakıtlar için yeterince yüksektir.
4) Aynı güçteki alev ve su borulu kazanlardan daha ucuzdurlar.
5) Buharlı sistemlerde besleme suyu ile ilgili ön hazırlık gerektirmez.
Duman borulu kazan tipleri;
1- Dik duman borulu kazanlar (semaver kazanlar)
2- Lokomotif kazanı
3- Lokomobil kazanı
4- Dış ocaklı ve dönüş duman borulu kazan (HRT kazanı)
5- İç ocaklı ve dönüş duman borulu kazan (İskoç kazanı)
6- Cochran kazanı
Dik duman borulu kazanlar: Küçük tesislerde gerekli proses ve benzeri buharı temin
etmede kullanılırlar. Isıtma yüzeyi nispeten küçük olduğundan verdiği buhar miktarı
sınırlıdır. Yakıt tiplerine göre verimleri daha düşüktür. En büyük avantajları az yer
kaplamalarıdır.
Kazanın alt kısmındaki ocakta yanma sonucu oluşan duman duman borularından
geçerken ısısının bir kısmını kazandaki suya devreder. Kazanın alt kısmından besleme
suyu girerken üst kısmından buhar çıkar. Su seviyesi seviye göstergesinden takip edilir.
Şekil 4.2. Dik duman borulu kazan
İskoç kazanı: Duman borulu kazanlar arasında en çok kullanılanıdır. Sıvı yakacakları
kullanımı geliştikçe küçük ve orta güçler için çok elverişli bulunmuşlardır. Önceleri
gemilerde kullanılırken yerlerini su borulu kazanlara bırakmışlardır.
MAKİNA BİLGİSİ 101
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Küçük ve orta endüstrinin her dalında bugün geniş çapta kullanılmaktadır. Genel olarak
15 Kp/cm2 efektif basınca kadar yapılırlar. daha yüksek basınçlar ve 8-10 ton/h’den fazla
buhar yükleri için su borulu kazanlar kullanılır.
Alçak basınçlı buhar veya sıcak su kalorifer kazanları da İskoç tipi olarak yapılabilir. Bu
şekilde yapılan ucuz ve küçük boyutlu kazanlar orman ürünleri endüstrisinde de
kullaılabilir.
4.5. SU BORULU KAZANLAR
Orta büyüklükteki tesislerde duman borulu kazanlarla birlikte kullanılan su borulu
kazanlar, büyük tesislerde yüksek basınç halinde tek başına kullanılırlar.
Su borulu kazanlarda su birtakım boruların içinde dolaşırken, boruların dışından, ocakta
yanma sonucu oluşan duman gazları geçer.borularda meydana gelen buhar yukarıda
buhar tromeli denen silindirik bir depoda toplanarak kullanılacağı yere gönderilir veya
türbin buharı olarak kullanılacaksa kızgın buhar boru demetinden geçirilerek yüksek
sıcaklıkta kuru türbin buharı elde edilir.
Su borulu kazanlar, nispeten daha az yer tutması ve daha büyük emniyet sağlaması
bakımından büyük santrallerde kullanılmaya elverişlidirler.
Basınç 18-20 Kp/cm2’yi, ısıtma yüzeyi de 150 m2’yi aşınca su borulu kazan kullanmak
kaçınılmaz olur. Verimleri içten ocaklı kazanlara çok yakındır, ancak bakımları daha
zordur.
Su borulu kazan tipleri;
1- Semaver kazanlar
2- Az eğimli su borulu kazanlar
3- Dik su borulu kazanlar
4- Büyük radyasyonlu kazanlar
Az eğimli su borulu kazanlar: Az eğimli su borulu kazanlarda az eğimli borular (150)
üst ana depoya açılan kolektörlere bağlanırlar. İki kolektör ile aralarındaki borular bir
seksiyon oluştururlar ve bu tip kazanlara seksiyonlu kazanlar da denir.
Şekil 4.3. Az eğimli su borulu kazan
MAKİNA BİLGİSİ 102
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Az eğimli su borulu kazanların en önemli üstünlükleri seri imalata uygun olmaları ve boru
uzunluklarının aynı olmasından dolayı yedek parça kolaylığıdır.
Boru cidarlarına buhar kesecikleri yapışmakta, dolaşım yavaş olmakta ve bunlara bağlı
olarak da ısı transferi düşmektedir.
Enine depolu az eğimli su borulu kazanların ısıtma yüzeyi 30-2000 m2, buhar yükü 30100 Kg/m2h, kazan yükü 1 – 160 ton/h, kazan basıncı 10 – 60 Kp/cm2 dolayındadır.
4.6. ÖZEL KAZANLAR
Özel kazanlar diğer kazanlardan bazı özellikleri ile farklılık gösterirler. Küçük tipte
kazanlarda büyük güç ve debilerin elde edilmesi mümkündür.
Özel kazan tipleri;
1- Cebri sirkülasyonlu kazanlar
a) Kapalı devreli kazanlar (La Mont, Löffler, Clayton kazanı)
b) Açık devreli kazanlar (Sulzer, Benson kazanı)
2- Çift devreli kazanlar (Schimidt kazanı)
3- Basınçlı yanmalı ve eş basınçlı kazanlar (Veox kazanı)
4- Kayıp ısı kazanları (HRT tipi duman borulu, I tip su borulu, La Mont, Sulzer)
5- Elektrikli kazanlar
La Mont Kazanı: Cebri sirkülasyonlu kapalı devreli kazandır. Üstte su ve buhar deposu
bulunur. Paralel boru demetleri dumanlardan farklı miktarda ısı alır ve buharlaşma da
farklı miktarda olur. Bu durum boruların değişik direnç göstermesine ve bazı boruların
susuz kalarak yanmasına sebep olur. La Mont kazanının özelliği, bu olayı önlemek için
tasarlanmış olmasıdır. Her borunun kolektöre bağlandığı yerde boru ağzına direnç yapan
sukbeler yerleştirilmiştir. Bu şekilde borularda akımın eşit olması sağlanır. Sukbelerden
kaynaklanan ilave direnci yenmek için de ek bir sirkülasyon pompası kullanılır.
Sirkülasyon pompasının gönderdiği suyun bir kısmı buhar haline gelerek su ile birlikte ana
depoya gider. Burada su ve doymuş buhar ayrılarak buhar kızdırıcıya geçerken, kalan su
tekrar pompa yardımıyla çekilerek buharlaştırıcıya gönderilir.
La Mont kananının elemanları;
1- Kazan besi pompası
2- Ekonomizör
3- Ana depo
4- Sirkülasyon pompası
5- Kollektör (sukbeli boruların bağlandığı)
6- Buharlaştırıcı
7- Çıkış kolektörü (boruların bağlandığı)
8- Kızdırıcı
9- Regülatör (ana depo seviyesine göre besi suyu girişinin ayarı için)
La Mont kazanında basınç 10-130 atü, sıcaklık 520 0C, buhar yükü 10 – 200 ton/h
kadardır.
MAKİNA BİLGİSİ 103
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şek,l 4.4. La Mont kazanı
Schimidt Kazanı: Çift devreli kazandır. Yüksek basınçlı buhar yardımı ile endirekt olarak
daha alçak basınçlı buhar elde edilmesini sağlarlar. Birinci devre kapalı devre olup, suyu
değişmez. Dolayısıyla kazan taşı bağlaması ve boru patlaması olmaz. Kapalı devrenin iki
ısıtma yüzeyi olup, biri ocakta bulunur ve ocak tarafından ısıtılır. Oluşan yüksek basınçlı
buhar ana depo içinde bulunan ikinci ısıtma yüzeyine gider. Serpantinlerden oluşan bu
ısıtma yüzeyi ana depo içindeki suyu buharlaştırır.
İkinci devre kullanma devresidir. Besi pompasının gönderdiği su önce bir ekonomizörden
geçerek ana depoya gelir ve orada birinci devre buharı tarafından buharlaştırılır. Meydana
gelen doymuş buhar kızdırıcıya ve oradan türbine gider.
Schimidt kazanı emniyetli çalışır ve az yer tutar. Suyun aşırı temizlenmesine gerek
yoktur. Su bir çok kez kullanılabilir. Yüksek basınçla çalışır.
Şekil 4.5. Schimidt kazanı
Velox Kazanı: Basınçlı yanmalı kazandır. Ağır sıvı yağ ve gaz ile çalışır. Asıl buharlaştırıcı
dik bir silindir şeklinde olup, silindirin çevresini teşkil eden yaklaşık 150 mm’lik su
borularının içine yerleştirilmiş küçük çaplı (40 mm) duman borularından meydana gelir.
Yanma yüksek basınçta olur. Hava ocağa genel olarak 2,5 Kp/cm2 mutlak basınçta
gönderilir. Basınçlı yanma sonunda genişleyen duman gazları büyük bir hızla (250 m/s)
duman borularından geçerek ısı transfer katsayısının yükselmesine bağlı olarak şiddetli
bir buharlaşma sağlarlar. Buharla beraber su da sürüklenmiş olacağından, buhar önce
MAKİNA BİLGİSİ 104
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
buhar-su ayırıcısına gider. Bu ayırıcının alt kısmında toplanan su bir pompa ile çekilerek
besi suyu ile birlikte tekrar kazana gönderilir.
Dumanlar buharlaştırıcıdan çıktıktan sonra sırasıyla kızdırıcıya, gaz türbinine,
ekonomizöre ve bacaya gider. Gaz türbini yanma için gerekli basınçlı havayı sağlayan
santrifüj kompresörü çalıştırır.
Velox kazanı çok az yer tutar, hafiftir, çabuk harekete girer (3-7 dk.), verimi yüksektir.
Kömürle iyi çalışmaması, ilk harekette kullanılan motor ve iyi tasfiye edilmiş suyun
kullanılması gereği dezavantajlarıdır.
Kayıp Isı Kazanları: Kayıp ısı kazanları büyük güçler, yüksek basınç ve sıcaklık
sağlamazlar. Fakat, kaybolacak önemli ısı miktarlarından yararlanmayı sağladıkları için
ekonomik bakımdan çok önemlidirler. Günümüzde enerji ihtiyacının yoğunluğu bu
kazanların gelişmesini ve kullanımını önemli hale getirmiştir. Kayıp ısı kazanları
radyasyondan faydalandıklarından ve gelen dumanlar fazla sıcak olmadıklarından buhar
miktarları düşüktür (10-20 Kg/m2h). Buharlaşmanın hızlandırılması için buhar hızı cebri
çekimle artırılmalıdır.
Kayıp ısı kazanı olarak HRT tipi duman borulu kazan, I tipi su borulu kazan, La Mont veya
Sulzer kazanları kullanılabilir.
Gaz türbinlerinin veya diesel motorlarının eksoz gazları ve çöp yakma fırınlarından çıkan
dumanlar en çok kullanılan ısı kaynaklarıdır.
Elektrikli Kazanlar: Elektrikli kazanlarda buharlaşma ısısı yakıtlar yerine elektrikle
sağlanmaktadır. Bu kazanlar daha çok elektrik enerjisinin ucuz olduğu bölgelerde veya
akümülasyonlu olarak enerjisini kendi temin eden büyük fabrikalarda düşük güç
saatlerinde kullanılır. En büyük avantajı temizlik, bacaya ihtiyaç olmaması, ayar kolaylığı
ve rejime erken girmesidir. Ancak ekonomik olarak durumu değerlendirilmelidir.
4.7. BUHAR KAZANLARI YARDIMCI ELEMANLARI
Buhar kazanlarında verimi artırmak, emniyet ve otomatik kontrolü sağlamak için çeşitli
yardımcı elemanlar kullanılır.
Buhar kazanları yardımcı elemanları;
1- Buhar kızdırıcıları
2- Su ön ısıtıcıları
3- Hava ısıtıcıları
4- Baca
5- Besleme cihazları (çek valf, pompa, sürgü, vb.)
6- Ölçme cihazları
a) Sıcaklık ölçme cihazları (termometre, termoeleman, vb.)
b) Basınç ölçme cihazları (manometre, barometre, vakummetre)
c) Debi ölçme cihazları (anemometre, sukbe, lüle, türbinli ve manyetik debi ölçer)
7- Baca gazı temizleme cihazları
8- Otomatik kontrol cihazları (brülörlerin açılıp kapanması, kazan ve seviye kontrolü,
vb.)
9- Yakma cihazları (brülör, ızgara)
10- Duman kanalları
11- Kül ve cüruf uzaklaştırma elemanları
MAKİNA BİLGİSİ 105
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Buhar kızdırıcıları: Kazandan çıkan buhar kızdırılmak istenirse buharın geçeceği eşanjör
henüz sıcak dumanların (350-400 0C) geçtiği kanal içerisine yerleştirilir. Kızdırıcılar,
yerleştirilecekleri yerin durumuna göre düz veya kangal borulu olabilir. Kızgın buharın
sıcaklığı duman miktarı değiştirilerek veya kızgın buhar soğutularak ayarlanabilir.
Su ön ısıtıcıları: Sıcak duman gazlarının ısısından tekrar yararlanmak ve kazana sıcak
su göndererek verimi artırmak maksadıyla besleme suyu kazana gönderilmeden önce ön
ısıtıcıdan (ekonomizör) geçirilerek 120 0C’ye kadar ısıtılabilir. Duman gazlarının 300 0C’nin
üzerinde sıcaklığa sahip olduğu kanallarda kullanılabilir. Besleme suyunun ısıtılmasında
türbinlerin ara buharını kullanarak ön ısıtma sağlayan ısıtıcılara hiter denilmektedir.
Hiterler kazan yerine türbinlerin genel verimini artırırlar.
Hava ısıtıcıları: Hava ısıtıcı, su ön ısıtıcılarının kullanılmadığı durumda, duman
gazlarından aldıkları ısı ile ocağa sıcak hava göndererek yanmayı kolaylaştırır. Yakma
havası bu şekilde 250-300 0C’ye kadar ısıtılır. Duman gazlarının düşük olması halinde
yakma havası alçak basınçlı türbin buharı ile ısıtılır. Buhar kapasitesi 10 ton/h üzerinde
olan kazanlarda hava ısıtıcılarının kullanılması gerekir. Hava ısıtıcıları sürekli veya kesikli
çalışabilirler.
Baca: Duman gazlarının hareketi baca ile sağlanır. Baca içerisinde duman gazının özgül
ağırlığı dışarıdaki havanın özgül ağırlığından daha düşüktür. Bu nedenle soğuk hava
ızgaranın altından sürekli girer ve ısınarak yükselir. Baca yükseldikçe çekme artar. Ancak,
bacanın yükselmesi aynı zamanda baca ısı kaybını artırdığından baca içindeki ortalama
sıcaklık ve buna başlı olarak çekme azalır. Buna göre, belli bir yükseklikten sonra bacanın
çekmesi hemen hemen sabir kalır ve bacayı yükseltmenin çekme bakımından bir faydası
olmaz. Doğal çekişli bacalar en fazla 60 -70 m olabilir. Yüksek bacaların kullanılmaması
veya amaca uygun olmaması halinde suni çekmeli bacalar kullanılır. Bu maksatla emme
veya üflemeli çekme tesiriyle havanın hareket ettirilmesi için vantilatörler kullanılır.
Bacalar tuğla, betonarme veya sactan yapılabilir. Betonarme bacaların içten ateş tuğlası
ile korunması gerekir. Sac bacalarda ısı kaybı ve korozyon etkisi fazladır. Fakat ekonomik
olan bu bacalar 20 m yüksekliğe kadar uygulanabilirler.
Besleme cihazları: Çek valf, pompa, sürgü gibi elemanlar besleme cihazları olarak
görev yaparlar. Kazanlardan buhar alındıkça eksilen suyun yerine su çek valflerden
geçerek gelir. Su verilirken suyun basıncı kazan buhar basıncından düşükse çek valf
kapanarak kazandaki suyun geri dönüşünü engeller. Bu özelliği ile tek yönlü valf olarak
görev yapmaktadır. Buhar stop valfi veya sürgü akışkanın geçtiği yolu istenildiği zaman
açıp kapamada kullanılır. Suyun kazana verilmesi veya buharın hızlı hareketi için
pompalardan yararlanılır.
Ölçme cihazları: Buhar kazanlarının verimli bir şekilde çalışabilmesi için sıcaklık, basınç
ve debi parametrelerinin sürekli olarak ölçülüp kontrol altında tutulması gerekir. Bu
maksatla sıcaklık termometre, termoeleman, basınç manometre, barometre, vakummetre
ve debi anemometre, sukbe, lüle, manyetik debi ölçer ve türbinli debi ölçer ile ölçülür.
Baca gazı temizleme cihazları: Dumanlarla beraber sürüklenen tozların ve diğer zararlı
kimyasal maddelerin çevre kirliliğine yol açılmadan temizlenmesi gerekir. Bu amaçla
statik, dinamik ve sulu ayırma yöntemleri uygulanmaktadır. Statik yöntemde duman
gazları daha geniş kanallardan (dinlendirme odası) daha yavaş geçirilerek tozların
çökeltilmesi sağlanır. Sulu sistemde duman gazları su perdesinde geçirilerek tozların
ayrırılması esasına dayanmaktadır. En yaygın kullanılan dinamik ayırıcılardır. Bu amaçla
siklonlardan yararlanılabileceği gibi ani kesit büyütülmesi ile hızın düşürülmesi esasına
MAKİNA BİLGİSİ 106
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
dayanır. Elektrostatik toz alıcılar duman gazlarının tozlarını % 95 oranında
alabildiklerinden çoğu zaman tek başlarına kullanılırlar. Bununla birlikte, duman
gazlarının daha fazla temizlenmesi istendiğinde siklonlarla kullanılması daha iyi sonuç
vermektedir.
Otomatik kontrol cihazları: Kazanın devreye girip çıkması, buhar talebine göre
otomatik olarak ayarlanabilmelidir. Bunun için öncelikle kazandaki suyun ve brülörün
otomatik kontrolü sağlanmalıdır. Kazandaki su seviyesi seviye gsötergesi, sıcaklık
termostat vasıtasıyla izlenir.
Yakma cihazları: Yakma cihazları brülör, ızgaradır. Izgaralar, elle yüklemeli veya
mekanik yüklemeli olabilir. Bu özellikleriyle ızgaraların otomatik kontrolü zordur.
Brülörlerde ise otomatik olarak istenen düzeyde yanma sağlanabilir.
Duman kanalları: Ocak boşluğundan itibaren duman kanalları başlar. Bu kanalların
kesiti duman gazlarının hızı yaklaşık 3-4 m/s olacak şekilde ayarlanır. Kanal içerisinde
duman gazlarının ilerlemesi ile soğuma olacağından, kanallar bacaya doğru gittikçe
daraltılır.
Kül ve cüruf uzaklaştırma elemanları: Özellikle katı yakıtlı ocaklar için önem taşırlar.
Kül ve cüruf elle yüklemeli ocaklarda ateşçi tarafından küllüğe boşaltılarak temizlenmesi
gerekir. Mekanik ızgaralı ocaklarda kül ve cüruf küllüğe düştüğü için ek bir temizleme
ihtiyacı göstermezler.
4.8. BUHAR KAZANLARI ISIL HESAPLARI
Buhar kazanları 0,1 MN/m2 basınç üzerinde buhar üretmek üzere imal edilirler. Buhar
kazanlarının temel karakteristikleri kapasitesi ve buhar parametreleridir.
  bir miktarı buhar içerisinde gizli enerjiye Q  çevrilirken,
Yakacaktan alınan ısının Q y
b
bir miktarı da çeşitli yollarla kaybolur Qk  .
Buhar kazanı ısıl denge denklemi;
Q y  Qb  Qk
Kullanılan yakıtın alt ısıl değeri
(4.7)
H u  ,
yakıt miktarı
B 
olmak üzere yakıttan elde
edilecek ısı miktarı;
Q y  BKg / hxH u KCal / Kg 
Buhar kazanından elde edilen su buharı miktarı
(4.8)
D  , kazana giren suyun entalpisi hs  ,
buhar entalpisi hb  olmak üzere buhar ısısı;
Qb  DKg / hhb  hs KCal / Kg 
(4.9)
Kazan verimi;

Qb
Qy
(4.10)

D(hb  hs
BH u
(4.11)
Buharlaşma katsayısı;
MAKİNA BİLGİSİ 107
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
d Kg  buhar / Kg  yakıa 
DKg  buhar 
BKg  yakıa
(4.12)
4.9. YAKACAK OCAKLARI
Yakacağın yakılarak ısı enerjisine dönüşmesini sağlayan
elemanlarıdır. Ocaklar yakıt cinslerine göre üç gruba ayrılırlar:
1- Katı yakacak ocakları
a) Elle doldurulan düz ızgaralı ocaklar
b) Mekanik ızgaralı ocaklar (syokerler)
c) Toz kömür ocakları
d) Özel ocaklar
2- Sıvı yakacak ocakları
3- Gaz yakacak ocakları
buhar
kazanları
ana
Katı yakacak ocakları: Katı yakacak ocaklarında ateşçinin ustalığı ön plana çıkmıştır.
Yakma veriminin yüksek olması, ızgaradan yeter miktarda havanın geçerek yakıtla iyi
karışması, yakıtın ızgara üzerinde üniform bir şekilde ince bir tabaka halinde dağılmış ve
ince taneli olmasına bağlıdır. Ateşçinin yükünün hafifletilmesi maksadıyla mekanik ızgaralı
ve toz kömür ocakları kullanılmaktadır. Özellikle büyük kazan tesislerinde ayarlama
kolaylığı olan bu ocak tipleri tercih edilir.
Elle doldurulan düz ızgaralı ocaklarda kömür ocak kapısından kürekle atılır ve ızgara
üzerinde homojen bir şekilde yayılması sağlanır. Kömür tabakasının yüksekliği yaklaşık
kömür tanesi çapının 10 katı mertebesinde olmalıdır. Ocağa kömür atılırken baca çekmesi
durdurularak havanın ocak kapısından girerek yanmakta olan ateşi soğutması ve
karbonmonokist (CO) meydana getirmesi önlenmiş olur. Yanma için gerekli hava küllük
kapısı uygun aralıkta açık tutularak ayarlanır. Hava fazlalık katsayısının istenen değerlerin
üzerinde olması önemli sakıncasıdır.
Kömür doldurulurken ocak kapısı açılmadığından gereksiz hava girişi önlenmiş olur.
Büyük ocaklarda bölümler sayesinde ızgara altına hava düzgün bir şekilde yayılarak
gireceğinden daha yüksek bir ızgara yükü sağlar. Homojen irilikte kömür kullanılmalıdır.
İnce taneli, küllü ve ısıl değeri düşük kömürler için toz kömür ocakları kullanılır. İri taneli
kömürlerin toz haline getirilerek toz kömür ocaklarında yakılması da mümkündür.
Sıvı Yakacak Ocakları: Kömürle çalışan ocakların ızgaraları çıkarılıp sıvı yakacak ocağı
elemanları ilave edilerek sıvı yakacak ocağa çevrilebilir.
Sıvı yakacak ocak elemanları:
1- Ana depolar
2- Günlük depo
3- Yakıcılar
4- Depo ısıtma tesisatı
5- Yakacak pompaları
6- Filtreler
7- Sıvı yakacak ve ısıtma boruları
8- Otomatik kontrol tesisatı
Sıvı yakacak ocaklarında ateşleme brülör yardımıyla yapılırken, gerekli yakma havası da
bu cihazlarda yakıtla beraber yanma odasına sevkedilir.
MAKİNA BİLGİSİ 108
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Gaz Yakacak Ocakları: Gaz yakacak ocakları laminer veya türbülanslı olabilirler.
Laminer yakıcılar genellikle iç içe iki borudan ibaret olup, iç borudan gaz ve iki boru
arasından yakma havası geçer. Türbülanslı yakıcıda hava ve gazın karışması daha iyi
olduğundan yanma hızlı olur.
4.10. KAZAN BESLEME SUYU
Toprak içinden kaynak halinde çıkan veya yeryüzünde nehirleri
sular birçok yabancı madde içerirler. Katı veya gaz olabilen
çözünmüş durumda (Na, Ca, Mg tuzları ve gazlar), diğer bir
halinde su içinde bulunur. Miktar ve cinsleri suyun içinde katığı
toprağın yapısına bağlıdır.
ve gölleri oluşturan doğal
bu maddelerin bir kısmı
kısmı da katı parçacıklar
veya üzerinde bulunduğu
Herhangi bir hazırlama işlemine tabi tutulmamış doğal suya kaba su denir.
Buhar üretiminde kullanılacak suyun gerekli biçimde hasırlanmış, yani içinde buluna
yabancı maddelerden yeterince arındırılmış olması gerekir.
Doğrudan kazana verilen kaba su birtakım arızalara yol açar. Çükü su içinde bulunan
gazlar kazan malzemesinin korozyona uğramasına, organik maddeler su yüzünde köpük
ve kabarmalar meydana gelmesine, tuzlar cidarlarda kazan taşı denen sert bir taşın veya
alt kısımda kazan çamurunun meydana gelmesine sebep olur.
Korozyon, kazan ömrünü olumsuz etkilediğinden önlenmelidir.
Kazan içinde köpük ve kabarmalar meydana gelmesi kızdırıcının içerisine ıslak buharın
sürüklenmesine yol açmaktadır.
Kazan alt kısımlarında toplanan çamurlardan, bir miktarının suyla dışarı atılması suretiyle
kurtulmak mümkündür. Ancak bu suretle atılan su tesisin su sarfiyatını artırdığı gibi
önemli derecede ısı kaybına da neden olur.
Kazanlarda en büyük zararı cidara yapışan kazan taşı meydana getirir. Bu madde ile
kaplanmış olan cidarlarda ısı iletim katsayısı düşeceğinden üretilen buhar miktarı azalır ve
kazan verimi kötüleşir. Isı iletim katsayısı azalan cidar yüksek sıcaklıklara ulaşırken
mukavemeti azalır ve yanma tehlikesi gösterir. Muhtelif kazan patlamalarının en büyük
nedeni bu durum olabilir.
Kazan içerisinde kazan taşı oluşumunun en önemli nedeni su içerisindeki madensel
tuzlardır. Suyun içerisindeki madensel tuzların ölçüsü su sertliği ile ifade edilir. Suyun
sertliği suyun içerisinde bulunan (Ca) ve mağnezyum (Mg) tuzları ile ifade edilir. Su
0
sertliğinin ölçülmesi için Alman ( d ) , Fransız
kullanılmaktadır.
10 d  10.0mgCaO / litre  su
10 d  5.6mgCaCO 3 / litre  su
10 d  7.19 MgO / litre  su
10 f  10.0mgCaCO 3 / litre  su
10 e  14.3mgCaCO 3 / litre  su
Toplam sertlik değeri
 
H 0d 
CaO MgO

10
7.19
 f
0
ve İngiliz
 e
0
sertlik dereceleri
MAKİNA BİLGİSİ 109
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Kazanlarda kullanılacak suyun hangi sertlikte olması gerektiği imalatçı firma tarafından
kullanıcıya bildirilir. Kullanılacak besleme suyu incelenerek sertlik giderici işlemlerin
gerekip gerekmediğine karar verilir.
MAKİNA BİLGİSİ 110
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
5. KOMPRESÖRLER
Isıtma, havalandırma, soğutma, yanma ve kurutma gibi işlerde genel olarak vantilatörler
yardımıyla elde edilen düşük basınçlı hava kullanılmaktadır. Endüstride çoğu zaman
yüksek basınçlı havaya da ihtiyaç duyulur. Basınçlı hava kompresörler yardımıyla elde
edilir.
Kompresörlerin kullanım alanları oldukça geniştir. Taşınamayan kompresörler küçük
aletleri çalıştıran ve lastik şişiren düzeneklerde, havalı matkaplarda, otomobil boyama
sistemlerinde, pnömatik preslerde ve takım tezgahlarının basınçlı kumanda sistemlerinde
kullanılır. Taşına bilen kompresörler ise beton kırmada veya kaya delmede kullanılan
hava tabancaları ile pompalarda kullanılır.
Sıkıştırılmış hava enerjinin en güvenilir bir çeşididir. Bu nedenle, patlayıcı gaz bulunan
yerlerde ve su altında güvenle kullanılır.
Şekil 5.1. Kompresör ve donanımları
Kompresörleri pistonlu ve dönel olmak üzere iki gruba ayırmak mümkündür.
Pistonlu kompresörlerin sabit olanları elektrik motoruyla, hareketli veya taşınabilir olanları
ise benzin veya diesel motorları ile tahrik edilir. Önemli parçaları gövde, krank mili,
piston, piston kolu ve silindirdir.
Pistonlu kompresörler büyük sıkıştırma oranları ve küçük debiler için uygundurlar. 5-6
bara kadar basınçlar için tek kademeli kompresörler kullanılır. Süpablar, tek kademeli
kompresörlerde silindirin üst kısmında iki kademeli kompresörlerde ise silindirin her iki
tarafında bulunur. Sıkıştırma sonunda oluşan ısıyı uzaklaştırmak için alçak veya yüksek
basınç kademeleri arasına bir soğutma düzeneği yerleştirilir. Bu amaçla, su ya da hava
soğutmalı ısı değiştiricilerinden yararlanılır. İçten yanmalı motorlarda olduğu gibi pistonlu
kompresörlerde silindirin dizilişi ve düzenlenmesi çok çeşitlidir.
Kademeli kompresörlerde emme anında silindirin alt kısmına hava dolarken üst kısmı
sıkıştırma kademesi durumundadır. İkinci kademede ise silindirin üst kısmı emme, alt
kısmı ise sıkıştırma yapar. Soğutma iki kademe arasında havanın soğutucudan
geçmesiyle sağlanır.
MAKİNA BİLGİSİ 111
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 5.2. İki kademeli kompresör
Motor ile tahrik edilen pistonlu kompresör havayı sıkıştırarak bir depoya basar. Hava
motoru basınçlı havayı genişletmek suretiyle iş yapar.
Piston üst ölü noktadan alt ölü noktaya hareket ederken emme supabı (8) açılır ve piston
alt ölü noktaya gidinceye kadar silindir içerisine (7) dışarıdan alınan hava dolar. Bu sırada
basınçlı hava deposundaki (13) basıncın etkisi altında bulunan boşaltma supabı (9) kapalı
kalır. Emme süresince emme supabı açık kalır. Piston alt ölü noktadan üst ölü noktaya
hareket ederken, piston üst ölü noktaya varmadan biraz önce (basınçlı hava deposundaki
basınca bağlı olarak) basma supabı açılır ve basınçlı hava deposuna hava basılır. Bu
işlemden sonra aynı çevrim tekrarlanır.
Şekil 5.3. Pistonlu kompresör ile havanın sıkıştırılması ve kullanımı
Uygulamada pistonlu kompresörlerde, pistonla supaplar arasında bir miktar mesafe kalır
ve silindir hacminin bir kısmı sıkıştırma işleminde kullanılmaz. Bu hacme ölü hacim denir.
Ölü hacimden dolayı silindir içinde sıkıştırılmış olan havanın tamamı dışarı atılamaz.
Pistonun geri hareketi sırasında, dışarı atılamayan hava genişleyerek emilecek taze hava
miktarını azaltır. Ayrıca, sıkıştırma sırasında sıcaklığı yükselen silindir cidarları içeri giren
havanın hacmini artırarak içeri giren ve sıkıştırılarak iş yapan gazın miktarı azalır.
Silindir hacminin kullanılma derecesi emme hacminin strok hacmine oranı olarak
tanımlanır ve doldurma veya yükleme derecesi olarak adlandırılır.
MAKİNA BİLGİSİ 112
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ

V1  V2
Vs
(5.1)
Ölü hacmin Vö  strok hacmine V s  oranı

Vö
Vs
(5.2)
şeklinde ifade edilirse, doldurma derecesi

  1    p 2 / p1 
1/ n

1
(5.3)
eşitliği ile ifade edilebilir.
Sıkıştırma ve genişleme aynı politropik üsle gerçekleşirse, çevrimden elde edilen teknik iş
Wt 
n
p1 V1  V2  1   p 2 / p
n 1


n /( n 1)

(5.4)
eşitliği ile ifade edilir.
Kompresörlerin dönme ilkesine göre çalışan iki önemli tipi vardır.
Burgulu kompresörler, birbirine dokunmadan dönen ve havayı bir yandan alıp sarmalların
dönmesiyle sıkıştıran iki sarmal çiftinden oluşur. Küçük ve yüksek hızlarda çalışmaya
elverişli olduklarından yüksek hava debisi gerektiren yerlerde kullanılırlar.
Paletli kompresörlerde, paletlerin arasına giren hava dönme işlemi sırasında sıkışarak
silindirin basınç bölgesine iletilir. 5 bar basınca kadar tek kademeli, daha yüksek
basınçlarda ise iki ya da çok kademeli yapılırlar. Verimleri pistonlu kompresörlerin
veriminden daha düşüktür.
Türbo veya santrifüj kompresörler de dönme ilkesine göre çalışır. Ancak, bunların
konstrüksiyonları daha farklı olduğundan ayrı bir grup olarak ele alınırlar. Santrifüj
kompresörler, uygun bir gövde içinde büyük bir hızla dönen, kanatlara sahip bir veya
birden çok çarktan meydana gelir. Hava belirli bir sıcaklık ve hızla çarka girer, daha
büyük basınç ve sıcaklıkta çarktan çıkar. Havanın çarktan çıkıştaki hız enerjisi salyangoz
gövdesi veya sabit kanatçıklar yardımıyla basınç enerjisine, yani statik basınca
dönüştürülür. Genellikle fazla basınç istenmeyen, fakat büyük hava debilerine ihtiyaç
duyulan alanlarda kullanılırlar. Basınç oranı 4’den fazla olan durumlarda birden fazla
türbokompresör seri olarak bağlanarak kullanılır. Bu tip kompresörler, maden
ocaklarında, uzun tünellerin havalandırılmasında, fabrika gazlarının sıkıştırılmasında, vb.
yerlerde kullanılırlar.
MAKİNA BİLGİSİ 113
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
6. VANTİLATÖRLER
6.1. GİRİŞ
Sürekli olarak havayı bir yerden diğer bir yere basan ve püskürten makinalara vantilatör
denir. Vantilatörlerin kompresörlerden en önemli farkı düşük basınçlarda çalışmalarıdır.
Vantilatörlerde elde elden basınç genellikle 15 kPa’dan daha düşüktür. Böyle düşük
basınçlarda havanın yoğunluğundaki değişmeler ihmal edilebileceğinden, hava
sıkıştırılamaz bir akışkan olarak kabul edilir. Bu özelliğinden dolayı vantilatörlerle ilgili
hesaplar pompalarda olduğu gibi yapılır. Bir vantilatör, gövde ve bunun içinde dönmekte
olan bir çarktan ibarettir. Ancak, tip ve boyutluluk bakımından çok çeşitlilik gösterirler.
Vantilatörler, basınca göre üç gruba ayrılır:
1. Düşük basınçlı vantilatörler (100 mmSS)
2. Orta basınçlı vantilatörler (100 – 300 mmSS)
3. Yüksek basınçlı vantilatörler (300 – 150 mmSS)
Vantilatörler, konstrüksiyonlarına göre üç ana gruba ayrılır:
1. Santifüj vantilatörler
2. Helikoidal vantilatörler
3. Eksenel vantilatörler
6.2. SANTRİFÜJ VANTİLATÖRLER
Santrifüj vantilatörleri salyangoz biçimli bir gövde ve bu gövdenin içinde dönme hareketi
yapan kanatlı bir çarktan oluşur. Salyangoz kısmında çarkın dönme ekseni boyunca bir
hava giriş açıklığı, bu eksene dik doğrultuda ise bir hava çıkış açıklığı bulunur.
Hava, vantilatör gövdesi içine çark ekseni doğrultusunda girer, kanatlarda 90o lik bir yön
değişimine uğradıktan sonra radyal yönde püskürtülmek suretiyle dışarı atılır.
Salyangozun görevi vantilatör içine alınan havayı sınırlandırmak ve kanatların çıkış
kısmında meydana gelen dinamik basıncı statik basınca dönüştürmektir.
Basılan havanın 90o lik yön değişimine maruz kalması vantilatör veriminde azalmaya yol
açar. Diğer bir ifade ile darbelerin ve çevrinti olaylarının etkisiyle bir miktar enerji
kaybolur. Santrifüj tip vantilatörlerin verimi, tiplerine bağlı olarak %45 il % 75 arasında
değişir.
Şekil 6.1. Santrifüj vantilatör
MAKİNA BİLGİSİ 114
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
6.3.
HELİKOİDAL VANTİLATÖRLER
Helikoidal vantilatörler, genel olarak hava akımına karşı gösterilen direncin zayıf olduğu
alanlarda kullanılır. Kanallara sahip olmayan uygulama alanlarında veya kısa kanal
parkurlarında helikoidal vantilatörlerden yararlanılır. Büyük miktardaki hava debisi
ekonomik bir şekilde harekete geçirilebilmekte ve yatırım masrafları az olmaktadır.
Bundan dolayı genel havalandırma tekniği alanında helikoidal vantilatörler geniş çapta
kullanılmaktadırlar.
Binalarda havanın dışarı ve içeri atılmasında, ısıtıcı bataryalarında, soğutucularda vb.
cihazlarda helikoidal vantilatörlerden yararlanılmaktadır.
Helikoidal vantilatörler içine hava her yönde girer. Havanın büyük bir kısmı eksenel
doğrultuda basılırken, diğer bir kısmı ise radyal yönde üflenir.
Helikoidal vantilatörler tarafından tüketilen güç vantilatöre gösterilen dirençle orantılı
olarak artar. Direncin aşırı derecede artması durumlarında, vantilatör tarafından çekilen
güç artar ve elektrik motoru yanma tehlikesi gösterebilir. Bu sebeple elektrik motoru
geniş emniyet sınırları içindende seçilmelidir.
Santrifüj basma etkisinin sağlanabilmesi için kanatların çevresinde yeterli boşluk
bırakılmalıdır. Helikoidal vantilatörün silindirik bir kanal içine monte edilmesi durumunda,
iyi bir verimle çalışabilmesi için kanal çapının pervane çapına oranla %25 daha büyük
olması gerekir. Basit yapılı helikoidal vantilatörlerde verim % 70 -80 arasındadır.
Şekil 6.2. Helikoidal vantilatör
6.4. EKSENEL VANTİLATÖRLER
Eksenel vantilatörle de, silindirik biçimli bir karter içinde dönme hareketi yapan bir veya
birkaç tane pervane bulunur. Vantilatör boşluğundan geçen hava debisinin yönü
pervaneni eksenine paraleldir. Düz kanallar içine yerleştirebilmeleri, yüksek verim ve
küçük boyuta sahip olmaları bu vantilatörlerin üstün özelliklerini oluşturur. Montaj
işlemleri de kolay olan eksenel vantilatörlerin uygulama alanlarında son zamanlarda
önemli gelişmeler olmuştur.
Eksenel vantilatörlerin verim değerleri normal olarak % 70 -80 arasında değişmekte,
büyük boyutlu eksenel vantilatörlerde ise verim değerleri % 90’a kadar çıkabilmektedir.
Aynı verim karakteristiklerine sahip eksenel vantilatörler santrifüj vantilatörlerden daha
küçüktür. Tek kademeli eksenel vantilatörler 60 mmSS mertebesine kadar basınç
sağlayabilirler.
MAKİNA BİLGİSİ 115
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 6.3. Eksenel vantilatör
6.5. VANTİLATÖR KANUNLARI
Vantilatör seçiminde önemli olan basınçla debi arasındaki ilişkiye vantilatör karakteristiği
denir. Debi, basınç, güç ve verim arasındaki ilişkilerden yararlanılarak vantilatör gücü
Nv [KW] = p Q / 102
(6.1)
Vantilatörü tahrik eden motor tarafından tüketilen güç ise
Nm [kW] = p Q / 102
(6.2)
eşitliği ile ifade edilir. Burada p, tesisin toplam basıncı (mmSS), Q hava debisi (m3/s), n
vantilatör verimidir.
Hava debisinin Q [m3/h] olarak alınması halinde, vantilatörü tahrik eden motor gücü
Nm [kW] = p Q / 367200
(6.3)
şeklinde ifade edilir.
Vantilatörler, genel olarak boyutlarına ve hız değerlerine göre çeşitli seriler halinde imal
edilirler. Belirli bir seride, boyut konusu bir tarafa bırakılırsa, vantilatörlerin her biri bütün
öteki vantilatörlerle eşdeğerse, bu seride bulunan vantilatörlerin birbirine geometrik
bakımdan benzer olduğu söylenir. Aynı basınç – debi karakteristik noktasında çalıştıkları
zaman, bu vantilatörlerin bağıl performansları arasında bazı kanunlar geçerlidir. Bu
kanunlar aşağıda özetlenmiştir:
Pervane çapının aynı olması halinde;
1) Vantilatör debisi doğrudan doğruya dönme hızı ile orantılı olarak değişir.
Q2 / Q1 = n2 / n1
(6.4)
2) Vantilatör basıncı, dönme hızının karesiyle orantılı olarak değişir.
p2 / p1 = (n2 / n1)2
(6.5)
3) Vantilatör tarafından tüketilen güç, dönme hızının küpü ile orantılı olarak değişir.
N2 / N1 = (n2 / n1)3
Dönme hızının aynı olması halinde;
4) Vantilatör debisi, pervane çapının küpü ile orantılı olarak değişir.
(6.6)
MAKİNA BİLGİSİ 116
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Q2 / Q1 = (d2 / d1)3
(6.7)
5) Vantilatör basıncı, pervane çapının karesiyle orantılı olarak değişir.
p2 / p1 = (d2 / d1)2
(6.8)
6) Vantilatör tarafından tüketilen güç, pervane çapının beşinci kuvvetiyle orantılı olarak
değişir.
N2 / N1 = (d2 / d1)5
(6.9)
Dönme hızının ve pervane çapının birlikte değişmesi halinde;
7) Vantilatör debisi, dönme hızı ile pervane çapının küpünün çarpımına bağlı olarak
değişir.
Q2 / Q1 = (n2 / n1) (d2 / d1)3
(6.10)
8) Vantilatör basıncı, dönme hızının karesiyle pervane çapının karesinin çarpımına bağlı
olarak değişir.
p2 / p1 = (n2 / n1)2 (d2 / d1)2
(6.11)
9) Vantilatör tarafından tüketilen güç, dönme hızının küpü ile pervane çapının beşinci
kuvvetinin çarpımına bağlı olarak değişir.
N2 / N1 = (n2 / n1)3 (d2 / d1)5
(6.12)
Sabit bir dönme hızında debi, basınç ve tüketilen gücün yoğunlukla değişimi;
10) Havanın yoğunluğu değiştiği zaman hava debisinin miktarı değişmez.
Q2 = Q1
(6.13)
11) Vantilatör tarafından yaratılan basınç, yoğunlukla orantılı olarak değişir.
=
/
(6.14)
12) Vantilatör tarafından tüketilen güç, yoğunlukla orantılı olarak değişir.
=
/
(6.15)
Havanın basıncı ve sıcaklığı da vantilatör basıncı ve gücü üzerinde etkili olmaktadır.
Bunlarla ilgili olarak aşağıdaki kanunlar geçerlidir:
13) Vantilatör tarafından yaratılan basınç, hava basıncı ile doğru orantılıdır.
=
/
(6.16)
14) Vantilatör tarafından yaratılan basınç, mutlak sıcaklıkla ters orantılıdır.
=
/
(6.17)
15) Vantilatör tarafından tüketilen güç, hava basıncı ile doğru orantılıdır.
=
/
(6.18)
16) Vantilatör tarafından tüketilen güç, mutlak sıcaklıkla ters orantılıdır.
=
/
(6.19)
MAKİNA BİLGİSİ 117
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Bu kanunlara bağlı olarak aşağıdaki sonuçlar verilebilir:
a) Hava sıcaklığı 20 oC’den 0 oC’ye düştüğü zaman, vantilatör tarafından tüketilen güç %
7 oranındadır.
b) Hava sıcaklığı 20 oC’den 40 oC’ye çıktığı zaman, vantilatör tarafından tüketilen güç % 7
oranındadır.
c) Hava basıncı 760 mmHg değerinden 700 mmHg değerine düştüğü zaman, tüketilen
güç % 8 oranında azalır.
d) Hava basıncı 760 mmHg değerinden 800 mmHg değerine yükseldiği zaman, tüketilen
güç % 5 oranındadır.
6.6. VANTİLATÖRLERİN TERSİNİRLİK ÖZELLİĞİ
Havalandırma sistemlerinde bazen hava akış yönünün tersine çevrilmesi istenir. Santrifüj
vantilatörlerin bu amaçla kullanılması kanal sistemlerinde karışıklığa yol açar. Ancak
kanal sistemlerinde ön görülen kapaklar aracılığı ile havanın farklı yönlerde harekete
geçilmesi sağlanabilir. Gerçekte santrifüj vantilatörler akış yönünün tersine imkan
vermezler.
Havanın eksenel doğrultuda sirkülasyon yapmasını sağlayan helikoidal vantilatörler, esas
olarak tersinir vantilatörlerdir. Bununla beraber, tersinirlik özelliği, vantilatör tipine göre
değişir. Hava akış yönünün tersine çevrilmesi. Dönme yönünün değiştirilmesi yoluyla
sağlanır. Vantilatörün bir elektrik motoru ile tahrik edilmesi halinde bu işlem daha da
kolaylaşır. Bu yöntem, hem yöneltici kanatlı vantilatörlerde hem de karşıt dönüşlü
vantilatörlerde uygulanabilir. Ancak, yöneltici kanatlara sahip vantilatörlerde
uygulanabilme başarısı daha azdır.
Tam tersinebilir aerofil tip özel vantilatörlerde basılan hava debisinin her iki yönde de
aynı olması sağlanabilir.
Normal yapılı bir vantilatöre oranla, performans açısından belirli bir verim düşmesi
olacaktır. Ancak bu performans düşüklüğü önemli seviyelere düşmez.
6.7. GÜRÜLTÜ VE TİTREŞİMİN YALITIMI
Havalandırma tesislerinde vantilatörlerin sessiz çalışması çoğu zaman yüksek bir
verimden daha önemlidir. Gürültüler, dönen kanatlar arasında oluşan hava akımının
periyodik kelimesinden ve vantilatör kayıplarından ileri gelir. Vantilatörlerde meydana
gelen titreşimlerin bina yapısına veya vantilatörün bağlı bulunduğu kanal şebekesine izin
verilirse, büyük yüzeylerin hareket haline geçmesi ve bu yüzeyler aracılığıyla etkili bir ses
yayımının meydana gelmesine sebep olur. Bu yüzden, kaynağını vantilatörlerden alan
titreşimler, vantilatörlerden çok uzaklarda bile rahatsızlığa yol açan gürültüler meydana
getirebilir.
Vantilatörlerde çevresel hız arttıkça gürültülerin şiddeti de artar. Eşit basma değerlerinde,
eksenel vantilatörlerin çevre hızları santrifüj vantilatörlerin çevre hızlarından daha
yüksektir. Bundan dolayı eksenel vantilatörler sessiz bir çalışma için diğer vantilatörler
kadar uygun değildir. Sessiz çalışmanın gerektiği tesislerde, çevresel hızın üst sınırı
olarak, santrifüj vantilatörler için 22m/s, helikoidal vantilatörler için ise 18 m/s değeri
alınır. Bazen büyük hızla dönen küçük çaplı motorlara sahip vantilatörlerin seçilmesi ve
kanal şebekelerinin sese karşı yalıtımı suretiyle gürültü şiddetinin azaltılması daha
ekonomik olabilir.
MAKİNA BİLGİSİ 118
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Titreşimlerin azaltılması amacıyla yapılan montaj sistemlerinde aşağıdaki malzemeler
kullanılır:
a) Çelik yaylar
b) Kauçuk
c) Mantar
Çelik yaylar genellikle mantar veya keçe levhaları ile yalıtılarak kullanılır. Havalandırma
sistemlerinde yaygınca kullanılmazlar.
Kauçuk veya mantar titreşim altında rijit bir yapı gösterirler. Kauçuk 65 oC sıcaklık
üzerinde sakıncalar taşımakla birlikte ekonomik olarak orta hızlı titreşimlerde
kullanılmaktadır.
6.7. VANTİLATÖR SEÇİMİ
Bir vantilatör seçilirken öncelikle aşağıdaki verilerin toplanmış olması gerekir:
1) Hava debisi (m3/h)
2) Basınç (mmSS)
3) Havanın yoğunluğu veya özgül ağırlığı (kg/m3)
Bu üç ana özelliğin yanında aşağıda sıralanan hususların da bilinmesinde yarar vardır:
4) Vantilatörde ve tesisattaki gürültü derecesi.
5) Tahrik kuvvetinin cinsi. Elektrik enerjisinden yararlanılıyorsa;
a) Elektrik enerjisi doğru veya alternatif akımlı mı?
b) Alternatif akım tek veya üç fazlı mı?
c) Elektrik akımının gerilimi.
6) İşletme rejimi. Sürekli veya kesintili mi?
7) Tesisatın beslenmesinde kullanılacak vantilatör sayısı.
8) Basılan havanın yönü ve motor milinin konumu.
9) Sıcaklık, nem ve korozyon özellikleri
10) Vantilatörün kapatılmasında kullanılacak düzenler (karter, kapak, kepenk,
kanat, siperlik).
MAKİNA BİLGİSİ 119
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
7. HİDROLİK PRES
Hidrolik pres, basınç altındaki bir sıvının yardımıyla hareket ederek basınç yaratan
mekanizmadır. Hidrolik presin çalışma esası iki temel kurala dayanır;
1) Yüksek basınç uygulansa bile sıvılar sıkıştırılamaz kabul edilir.
2) Pascal prensibi.
Su çok az sıkıştırılabilen bir akışkandır. Uygulamalarda, genellikle suyun ve yağların
basınç etkisi ile hacmini değiştirmediği kabul edilerek hesapların basitleştirilmesi sağlanır.
Sıvılar, üzerlerine yapılan basıncı aynı büyüklükte iletirler.
Bir kap içerisinde bulunan
suya p 0 atmosfer basıncı uygulanmış olsun. Bu durumda A noktasındaki basınç
p A  p 0  h
(7.1)
Sıvı yüzeyine yapılan basınç p kadar artırıldığında A noktasındaki yeni basınç
p A '  p 0  h  p
(7.2)
Sıvının iki seviye arasında ağırlığından dolayı oluşan basınç ihmal edildiğinde her iki
durumda A noktasına etki eden basınç
p A  p0
(7.3)
p A '  p 0  p
Buna göre, sıvı yüzeyine etki eden basınç p kadar artırıldığında, A noktasındaki basınç
da p kadar artmaktadır. Bu ilke Pascal tarafından 1634 yılında şöyle açıklanmıştır:
Sıvıların kendi ağırlıkları ihmal edildiğinde, dengede duran sıkıştırılmış bir sıvının içinde ve
bulunduğu kap yüzeyinin her noktasındaki basınç değeri aynıdır.
Şekil 7.1. Bileşik kap sistemi
Büyük ve küçük pistondan oluşan bir hidrolik pres dikkate alınırsa,
numaralı pistona
F1 kuvveti uygulandığında bu pistona etki eden basınç
d1 çapındaki 1
MAKİNA BİLGİSİ 120
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
p1 
F1
A1
A1 
d1
4
p1 
Çapı
(7.4)
2
(7.5)
4 F1
d1
(7.6)
2
d 2 olan 2 numaralı pistonun dengede kalabilmesi için buna F2 kuvveti etki
edecektir. Bu durumda, 2 numaralı piston yüzeyine etki eden basınç
p2 
F2
A2
d
A2  2
4
p2 
(7.7)
2
(7.8)
4 F2
d 2
(7.9)
2
Pascal prensibi gereğince (sıvıların ağırlığı ihmal edilerek)
p1  p 2
(7.10)
eşitliği geçerli olup,
A
F2  F1  2
 A1



d
F2  F1  2
 d1



(7.11)
2
(7.12)
Küçük pistonu bir kaldıraçla tahrik edilen bir hidrolik pres sisteminde;
F1 
PL
S
(7.13)
p1 
PL
SA1
(7.14)
Büyük piston kuvveti
F2  P
L  A2 
 
S  A1 
Ld
F2  P  2
S  d1



(7.15)
2
(7.16)
MAKİNA BİLGİSİ 121
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Şekil 7.2. Mekanik tahrikli hidrolik pres
Burada;
 pres verimi, P kaldıraç kuvveti, L kaldıraç kuvvet kolu uzunluğu, S kaldıraç
yük kolu uzunluğudur.
Bu eşitliklerden küçük ve büyük pistonların yaptıkları işlerin birbirine eşit oldukları
görülmektedir. Ancak bu durum, uygulamada ideal ve ağırlığı ihmal edilen sıvılar için
geçerlidir. Gerçekte büyük pistonun uyguladığı
kaçaklarından
dolayı
tanımlayacağımız
bir
miktar
azalabilir.
F2
Bu
kuvveti sürtünmelerden ve sıvı
sebeple
pres
kuvveti
F  olarak
p
F2 kuvveti
PL  d 2

F p  F2  
S  d 1



2
(7.17)
Şeklinde ifade edilebilir.
Silindirde sıvı hareketi ve iş:
Küçük piston
h1 kadar ilerlediğinde küçük silindirden
V1  A1h1
(7.18)
kadar sıvı ayrılar ve büyük silindire geçer. Bu durumda büyük piston
h2 kadar ilerler.
Büyük silindire giren sıvı hacmi
V2  A2 h2
(7.19)
Her iki denklemden yararlanılarak pistonların hareket miktarı arasında aşağıdaki ilişki
yazılır.
h2 A2

h1
A1
Küçük pistonun
(7.20)
h1 kadar hareketi halinde F1 kuvvetinin yaptığı iş
W1  F1h1
(7.21)
Benzer şekilde büyük piston için
W2  F2 h2
(7.22)
MAKİNA BİLGİSİ 122
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Hidrolik presler iki ana kısımdan meydana gelir;
1) İçinde geniş bir piston bulunan büyük silindir ve buna bağlı kalıp
2) Basıncı sağlayan güç sistemi. Bu kısım küçük bir silindir ve bunu çalıştıran
pompadan oluşur.
Güç sisteminde genel olarak; depo, motora bağlı pompa, filtre, güvenlik supabı, toplayıcı,
kesme supabı (basınç ayarlayıcı veya basınç anahtarı) ve çek valf (tek yönlü valf)
bulunur.
Depoda, pompaya gönderilen ve pompadan gelen sıvı bulunur. Sıvı olarak genellikle
mineral yağlar kullanılır. Bunların donma noktaları düşük olup, iyi yağlayıcı özellikleri
vardır. Pompalar basınç sağlayan elemanlardır.
Filtre sıvıyı yabancı maddelerden arındırır.
Toplayıcı basınçtaki dalgalanmaları ortadan kaldırır ve tehlike halinde veya tamamlayıcı
olarak kullanılacak sıvıyı taşır.
Kesme supabı, en yüksek basınca erişildiği zaman, pompadaki sıvının otomatik olarak
depoya basılmasını sağlar.
Tek yönlü valf, basınçlı sıvının kesme supabı çalıştığı zaman geri sızmasını engeller.
Güvenlik supabı, kesme supabı arızalandığı zaman devreye giren ek güvenlik önlemidir.
Şekil 7.3. Hidrolik güç sistemi
MAKİNA BİLGİSİ 123
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
8. SU MAKİNALARI
8.1. GİRİŞ
Su makinaları, makina mili ile makinanın içinden geçen su arasında enerji alışverişini
sağlayan makinalardır. Bu enerji alışverişi, su makinalarının miline dışarıdan verilen
enerjiyi suya aktararak suyun enerji potansiyelini artırmak şeklinde olabileceği gibi,
makinanın içinden geçmekte olan sudaki enerji potansiyelini alarak makinanın milinde
faydalı mekanik enerji şekline dönüştürmek biçiminde de olabilir.
Miline dışarıdan sağlanan enerjiyi içinden geçmekte olan suya aktaran su makinalarına
POMPA denir. Pompalar suya enerji veren makinalardır.
İçinden geçen suyun mevcut enerjisini kendi miline ileten su makinalarına SU TÜRBİNİ
denir. Su türbinleri sudan enerji alan makinalardır.
Bir pompanın suya enerji aktarabilmesi için pompa milinin bir kuvvet makinası (benzin
motoru, diesel motoru veya elektrik kotoru) ile tahrik edilmesi gerekir. Bu özelliği ile su
pompası bir iş makinasıdır.
Su türbini ise enerji sağlayıcı özelliği ile bir kuvvet makinasıdır. Su türbininin içinden
geçen suyun enerjisini alarak türbin miline faydalı enerji olarak aktarması halinde,
mildeki bu enerjiyi faydalı şekilde değerlendirecek ikinci bir alan makinaya (jeneratör,
değirmen taşı, mil) ihtiyaç vardır. Su türbinlerinde suyun mile aktardığı mekanik enerji
genellikle jeneratör vasıtasıyla elektrik enerjisine dönüştürülür.
Su makinalarının, özellikle pompaların, yalnız su ile çalışan makinalar olarak
düşünülmemesi gerekir. Su yerine asit, petrol, yağ, benzin, mazot gibi başka sıvı da
kullanılabilir.
8.2. SU POMPALARI
Çeşitli sıvıları, borularda hareket ettirerek bulundukları ortamdan kullanılacakları ortama
taşımak amacıyla kullanılan makinalara POMPA adı verilir. Pompalar, dışarıdan miline
verilen enerjiyi içinden geçmekte olan suya aktarır. Pompa tarafından sıvıya aktarılan
enerji, sıvının boru içinde akışını sağlayacak ve boru ile sıvı arasında meydana gelen
sürtünme kayıplarını karşılayacak veya sıvının potansiyel, basınç veya kinetik enerjisini
artıracaktır. Buna göre, su pompalarını suya enerji veren makinalar şeklinde tanımlamak
mümkündür.
Suyun enerji seviyesi
H
p c2

z
 2g
(8.1)
eşitliği ile ifade edilir. Bu eşitlikteki terimler sırasıyla basınç, hız (kinetik) ve konum
(potansiyel) enerjisini göstermektedir. Pompalar, suyun basınç, hız ve konum
enerjisinden birini veya birkaçını birden değiştirir.
Sıvıların bir ortamdan başka bir ortama taşınmasının sosyal ve endüstriyel bakımdan
birçok yararı vardır.
Pompaların kullanım amaçları;
MAKİNA BİLGİSİ 124
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ






Soğutma sularının sürekli devrinin sağlanması
Kalorifer tesisatlarında besleme suyunun devredilmesi
Otomobillerde yakıt ve yağ sevki ile radyatör suyunun devrettirilmesi
İçme suyu temini
Yüksek tarım alanlarının sulanması
Hidroelektrik santrallerde fazla suyun yüksek yerlerde biriktirilmesi
Şekil 8.1. Pompanın su basma ile ilgili bir uygulaması
Pompalar, çalışma ilkelerine göre iki gruba ayrılırlar;
1- Hacimsel pompalar
2- Rotatif pompalar
Bunların dışında, her iki gruba da girmeyen pompalar da mevcuttur. Su koçu, düşük
basınçlarda çok miktarda suyun bulunduğu tesisatlarda az miktarda suyu oldukça
yükseğe basabilir. Bu yöntemde dış kuvvet kullanılmaz ve suyun momentumundan
yararlanılır. Belirli ve düzenli aralıklarla kapatılan bir süpabla yüksek fışkırma basıncı
sağlanabilir. Böyle bir etki, muslukların aniden kapatılması sırasında bir vuruntu şeklinde
gözlenebilir.
Hacimsel pompalarda, enerji sıvıya belirli bir hacim içerisinde hareket eden bir yüzey
tarafından sağlanan basınç vasıtasıyla kesikli olarak verilir. Rotatif pompalarda ise, enerji
sıvıya bir eksen etrafında dönen ve belirli sayıda kanatlar taşıyan bir çark tarafından
kinetik enerji şeklinde sürekli olara verilir. Kinetik enerji, sıvı çarkı terk ettikten sonra
difüzör (yayıcı) kanatları ve salyangoz içerisinde basınç enerjisine dönüşür.
Hacimsel pompalarda, hızın zamana bağlı olarak değişmesi sonucu meydana gelen atalet
kuvvetleri pompa kapasitesini sınırlar. Rotatif pompalarda ise atalet kuvvetleri ortadan
kaldırılmış olmasından dolayı büyük debilerin sağlanması mümkün olabilmektedir.
8.2.1. Hacimsel Pompalar
Pistonlu pompalar, diyaframlı pompalar, dişli pompalar ve paletli pompalar (rotatif
pistonlu pompa) hacimsel pompalar grubuna girerler. Hacimsel pompalarda debi başta
devir sayısı olmak üzere hacimsel verim ve geometrik büyüklüklerine bağlı olarak değişir.
Küçük debi ve büyük manometrik basınçlar için hacimsel pompalar rotatif pompalardan
daha kullanışlı olup, verimleri de daha yüksektir.
MAKİNA BİLGİSİ 125
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Pistonlu pompalar:
Pistonlu pompa, krank-biyel mekanizması, silindir, silindir içinde gidip-gelme hareketi
yapan piston ile emme ve basma süpablarından meydana gelir. Pistonun geri hareketi
sırasında genişleyen silindir hacmi içerisinde meydana gelen vakum nedeni ile emme
süpabı açılır ve silindir içerisine su emilir. Pistonun ileri hareketi sırasında ise, emme
süpabı kapanır ve basma süpabı açılarak basıncı artmış olan su, basma borusuna
sevkedilir. Her devirde piston bir gidip-gelme hareketi yaptığından basılan su miktarı
pistonun taradığı hacim kadardır. Debi, pompanın strok hacmi ile devir sayısının
çarpımına bağlı olarak değişir.
Şekil 8.2. Pistonlu pompa
Tek pistonlu pompanın ortalama debisi
Q  60nA2r
Burada,
(8.2)
nd / dk  devir sayısı, 2r m pistonun silindir içinde gidip gelme veya strok
  pistonun kesit alanı ve 
uzunluğu, A m
2
pompanın verimidir.
Pistonlu pompaların devir sayısı sınırlı olup, 10-100 d/dk arasında değişir.
Dişli pompalar:
Dişli pompa, bir gövde ile bunun içinde dönen dişli çiftinden oluşur. Dönme hareketi ile
çalışmalarına rağmen rotatif pompa sınıfına girmezler. Alın dişlilerinden biri tahrik motoru
ile döndürülürse ikincisi ters yönde zorunlu hareket eder. İki dişli arasında sıvı bir
taraftan diğer tarafa doğru akar. Manometrik basma yüksekliğinin artması halinde
kaçaklar artar. Dişli ile sabit gövde arasındaki boşluk çok küçük tutulursa, yabancı cisim
bulunduran sıvılar tarafından aşındırılır.
Dişli pompaların en önemli kullanım alanı yağ pompalarıdır. Dişlerin helisel olması
durumunda, yüksek devirlerde sessiz çalışma sağlanabilir.
Dişli pompaların debisi
Q  60nAb2 z
(8.3)
MAKİNA BİLGİSİ 126
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Am2  iki diş arasındaki kesit alanı, bm diş genişliği, nd (d / dk  devir sayısı, z
diş sayısı,  pompa verimidir.
Burada;
Dişli pompalara benzer lokmalı ve eksantrik rotorlu pompa tipleri de mevcuttur.
Şekil 8.3. Dişli pompa
Paletli pompalar:
Rotatif pistonlu veya paletli pompa grubuna girerler. Bir silindir gömleği içine
yerleştirilmiş eksantrik bir rotor ve rotor içine girip çıkabilen paletlerden meydana gelir.
Paletler rotor içerisine dış silindirin basıncı ile gömülür ve rotor içindeki yayı sıkıştırır. Dış
silindirden uzaklaşıldığı zaman yay tesiri ile uzayan paletler dış silindirle sürekli temas
halinde olurlar. Bu sırada meydana gelen hacim genişlemesi pompa emişini sağlar.
Paletlerin rotordan çıkması sırasında emme, rotora girmesi sırasında ise basma işlemi
gerçekleşir.
Şekil 8.4. Paletli pompa
Diyaframlı pompalar:
Diyaframlı pompalarda, dairesel kesitli eksantrik bir diyafram piston görevi
Diyaframın dış çevresi sabit olup, merkezinden bir krank sistemine bağlıdır.
diyaframın merkezini ileri-geri hareket ettirerek hacim değişikliği sağlar. Emme ve
süpabları diyaframla uyumlu bir şekilde çalışırlar. Sızdırmazlığın önemli olduğu
veya ait gibi sıvıların pompalanmasında kullanılırlar.
yapar.
Krank,
basma
benzin
MAKİNA BİLGİSİ 127
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
8.2.2. Santrifüj Pompalar
Rotatif pompaların en önemli temsilcisidir. Radyal, eksenel ve yarı eksenel tipleri vardır.
Sıvının pompaya girişine göre tek veya çift girişli, kademe sayısına göre de tek veya çok
kademeli tipleri mevcuttur.
Şekil 8.5. Santrifüj pompa
Santrifüj pompaların iki ana eleman grubu vardır:
1- Dönen elemanlar
2- Sabit elemanlar
Dönen elemanlar mil ve mil üzerine monte edilmiş çarktan oluşur. Dönen çarkın görevi,
sıvıyı kendisi ile bir dönme hareketi yapmaya zorlamaktır. Pompanın mili, yataklar
üzerine mesnetlenmiş olup, bir tahrik motorundan hareket alır.
Sabit elemanların ana kısmı salyangoz şeklindeki bir gövdedir. Salyangozun görevi, sıvıyı
pompa çarkına sevketmek, çarkın dönüş hacmini sınırlandırmak ve çarkı terk eden sıvının
kinetik enerjisini basınca dönüştürmek suretiyle sıvıyı pompanın çıkış tarafına
sevketmektir. Pompanın gövdesi dönen çarkı harekete geçiren mil yataklarına mesnetlik
görevini de yerine getirir. Mil ile pompa gövdesi arasında bırakılması zorunlu olan
boşluklardan sıvının dışarı sızmasını önlemek için salmastra tertibatı kullanılır. Özellikle
büyük pompalarda kullanılan ve sıvının kinetik enerjisini basınç enerjisine çevirmeye
yarayan, çark ile salyangoz arasındaki sabit kanatlara difüzör (yayıcı) denir.
Şekil 8.6. Santrifüj pompa ve motor bağlantısı
Santrifüj pompada sıvının izlediği yol:
MAKİNA BİLGİSİ 128
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Çarkın emme tarafında meydana gelen emme dolayısıyla, sıvı çark kanatları arasına
girer. Çark kanatları arasından geçerken çarkın tesiri ile bir dönme hareketi ve büyük bir
teğetsel hız kazanır. Çark kanatları ile çarkın ön ve arka kısmı tarafından sınırlandırılan
kanatlar arasındaki sıvı çarkın çıkış tarafına doğru dönme hareketi sırasında santrifüj
kuvvetlerle iletilir. Bu şekilde meydana gelen radyal hareket sıvının devamlı akışını ve
pompanın emme tarafından emişini sağlar. Çark kanatlarını büyük bir teğetsel hızla terk
eden sıvının kinetik enerjisi sabit difüzör kanatları arasında ve salyangoz boşluğunda
basınç enerjisine çevrilir. Difüzör kanatlarının bulunmaması halinde, kinetik enerjinin
dönüşümü kısmen salyangoz boyunca ve büyük bir kısmı da salyangoz sonundaki konik
çıkış bölümünde meydana gelir.
Şekil 8.7. Santrifüj pompa elemanları
Santrifüj pompalar sağlayabilecekleri manometrik basma yükseklikleri bakımından belirli
sınırları aşamazlar. Bunun için yüksek amonmetrik basma yüksekliği gerektiği zaman aynı
mil üzerine monte edilmiş ve hidrolik bakımdan ser bağlı çarklardan oluşan çok kademeli
santrifüj pompalardan yararlanılır. Kademeli santrifüj pompalarda birinci kademenin
bastığı su yayıcıdan geçtikten sonra dönüş kanalı ile ikinci kademenin girişine verilir.
İkinci kademenin çarkını geçen su aynı şekilde ikinci çarktan geçerek üçüncü kademenin
girişine verilir. Bundan sonraki kademelerde de aynı işlemler devam eder.
Şekil 8.8. 4 kademeli santrifüj pompa
Çok kademeli pompalarda her kademenin girişindeki suyun enerjisi önceki kademenin
çıkış enerjisine eşit olduğundan, pompanın manometrik basma yüksekliği kademelerin
MAKİNA BİLGİSİ 129
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
manometrik basma yüksekliğinin toplamına eşittir. Kademe sayısı 14’e kadar olan
pompalar imal edilmekle birlikte, kademe sayısının 10’u aşmaması istenir. Çok daha
büyük basma yükseklikleri için seri bağlı pompalar kullanılır. Kademeler arası girişteki
kayıplar sebebiyle kademeli pompa verimi tek kademeli santrifüj pompa veriminden daha
düşüktür.
Şekil 8.9. Pompa tesisatı (Güneş enerjisi)
Santrifüj pompaların karakteristik değerleri
Debi (Süreklilik eşitliği)
Q  cA
(8.4)
Manometrik basma yüksekliği
2
p  p1 c 2  c1
H m   z 2  z1   2


2g
2
(8.5)
Kayıplar ve geometrik yüksekliğin fonksiyonu olarak manometrik basma yüksekliği
H m  H g  hw
(8.6)
Kayıplar
hw  L / D  K c 2 / 2 g
Burada;
(8.7)
 sürtünme katsayısı, L borunun uzunluğu, D borunun iç çapı, c akışkan hızı,
g yer çekimi ivmesi, K kayıp katsayısıdır.
Pompa (su) gücü
N s  QH m
(8.8)
MAKİNA BİLGİSİ 130
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
1PS  75 Kgm / s
1KW  102 Kgm / s
Şekil 8.10. Pompa tesisatı (a- açık b- kapalı sistem)
QH m
75
QH m
NsKW  
102
NsPS  
(8.9)
(8.10)
 
Motor gücü ya da efektif güç N e PS olmak üzere verim

QH m
75 N e
(8.11)


Motor gücü ya da efektif güç N e KW olmak üzere verim

QH m
102 N e
(8.12)
Aynı çaplı benzer pompalar için debi, manometrik yükseklik, güç ile devir sayısı ilişkileri
Q2 n 2

Q1 n1
H 2  n2 
 
H 1  n1 
N 2  n2 
 
N 1  n1 
(8.13)
2
(8.14)
3
(8.15)
Bir pompa debisinin sıfır olması halinde sağlayabileceği maksimum basma yüksekliği
2
H m  Dn / 8500
(8.16)
Pompa debisi sıfırdan itibaren artarken, manometrik basma yüksekliği tedricen azalır.
Basma yüksekliğindeki bu düşüş, başta pompa çarkının konstrüksiyonuna bağlıdır.
MAKİNA BİLGİSİ 131
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
8.3. SU TÜRBİNLERİ
Akarsulardan enerji alan makinalar su çarkları ve su türbinleri olarak iki gruba ayrılırlar.
Su çarkları basit ve sağlam yapıya sahiptirler. Su debisinden fazla etkilenmezler. Küçük
verimle çalışan su çarkları günümüzde köy değirmenleri gibi küçük işletmelerde
kullanılmaktadır.
Su türbinleri, içinden geçen suyun kinetik veya basınç enerjisinden hareket alır. Suyun
kinetik enerjisinden hareket alan türbinlere aksiyon (tesir) türbinleri denir. Bu türbinlerde
su çarka yüksek bir hızla girer ve çarktan düşük bir hızla çıkar. Suyun bütün enerjisi
türbin içerisinde kinetik enerjiye dönüşür. Pelton türbinleri bu gruba girer. Genel olarak
yüksek düşü
H 0  80m
ve küçük debilerde kullanılırlar. Pelton türbinlerinde yüksek
basınçlı su atmosfer basıncına püskürtülerek elde edilen yüksek hızlı su jeti kepçeler
taşıyan bir çarkla türbin milini harekete geçirir. Çark kepçelerinin verim üzerinde etkisi
oldukça fazladır.
Suyun basınç enerjisinden hareket alan türbinlere reaksiyon (aksi tesir) türbinleri denir.
Türbin çarkına giren suyun enerjisinin tamamı kinetik enerjiye döşmez. Suyun basıncı
atmosfer basıncından daha yüksek olup, türbin milinin dönüşü bu basınç sayesinde olur.
Akis tesir türbinlerine Francis, Kaplan ve Uskur tipi türbinler örnek olarak gösterilebilir.
Francis türbinleri genel olarak orta düşülerde
H 0  15  80m
çalışırlar. Günümüzde
yüksek düşü ve debiler için imal edilen tipleri 1 milyon PS güç verebilmektedir. Bunun için
yüksek mukavemetli ve iyi kaynak edilebilir malzemeler kullanılır.
Kaplan ve uskurlu türbinleri çok küçük debiler ve küçük düşüler
H 0  5  10m
için
elverişlidirler. Gel-git olayı olan denis kenarlarında ve düşüsü küçük olan nehirlerde
kullanılırlar.
Kaplan türbinlerinde suyun birkaç kez yön değiştirmesi konstrüksiyon bakımından
sakıncalı olduğu gibi yük kayıplarına da sebep olmaktadır. Boru türbinlerinde suyun
eksenel akışı korunmakta, türbin çarkı ile dağıtıcı kanatları aynı silindir içinde
bulunmaktadır. Böylece yük kayıpları azaltılarak verimde artış sağlanmaktadır. Boru
türbinlerinde verim arışı yanında türbin hacmi de küçülmekte ve tesisin yatırım masrafları
ile yatırım süresi azalmaktadır.
Su türbinleri, sudan aldıkları enerjiyi jeneratör vasıtasıyla elektrik enerjisine çeviren
makinalardır. Suyun üç çeşit enerjisi vardır. Bunlar; basınç enerjisi, kinetik enerji ve
potansiyel enerji. Bir akarsudan sürekli olarak enerji alabilmek için suyun düzenli bir
debiye sahip olması yanında, yukarıda sayılan enerjilerinin toplamı bir tesis kurmaya
elverişli olmalıdır.
Genel olarak atmosfer basıncı altında bulunan akarsuların hızları 3-5 m/s arasındadır. Bu
nedenle suyun daha çok konum enerjisinden yararlanılır. Suyun konumu ile su
türbinlerinin tesis sahası arasında bir yükseklik farkı olur ve buna brüt düşü ( H b ) adı
verilir. Tesisin geometrik düşüsü olarak da bilinen brüt düşü, memba ve mansap
arasındaki kot farkı şeklinde de tanımlanabilir. Suyun akışa ilk başladığı noktaya memba,
türbin çıkışındaki noktaya da mansap denir.
Su basınçlı borularda (cebri boru) taşınırken konum enerjisi basınç enerjisine dönüşür ve
su türbini içinden geçerek milin dönmesini sağlar. Dönen türbin mili ise jeneratöre
bağlıdır ve jeneratör mekanik enerjiden elektrik üretimini gerçekleştirir.
MAKİNA BİLGİSİ 132
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
9. MOTORLAR
9.1. TEMEL KAVRAMLAR
Motorlar, içten yanmalı makinalardır. Yanma, makinanın içinde gerçekleşir. Otto (benzin)
ve Diesel motorları içten yanmalı motorlardır.
1876 yılında Nikolaus August Otto tarafından kendi adıyla anılan Otto motoru keşfedildi.
Dört zamanlı motordur.
Benzine dayalı Otto motoru düşük verimli olduğundan, 1892 yılında Rudolf Diesel,
motorine dayalı ve daha yüksek verime sahip, kendi adıyla anılan Diesel motoru geliştirdi.
İçten yanmalı motorlar sanayide,
otomobillerde kullanılmaktadır.
iş
makinalarında,
ulaştırma
araçlarında
ve
Motorlarda piston yan yüzeylerine etki eden kuvvetler silindir ve piston yüzeylerinin
aşınmasına neden olur. Bu zararlı kuvvetlerin azaltılması için kroched sistemi kullanılır.
Bu bakımdan motorlar krochedli ve krochedsiz motorlar olarak iki gruba yarılırlar.
Şekil 9.1. Krank-biyel-piston sistemi
Şekil 9.1 a’da görüleceği gibi N kuvvetinin etkisiyle silindirin karşılıklı iki yakası aşınarak
oval biçime gelir. Bu nedenle rektefiye edilerek düzeltilmesi gerekir. Korched kullanılması
durumunda, krochedle sap sürekli olarak düşey doğrultuda hareket edeceğinden, silindire
etkiyecek N kuvveti oluşmaz. bu durumda N kuvveti kochede etki edip, aşınmasına yol
açacağından zamanla değiştirilmesi gerekecektir.
Tanımlar;
Üst ölü nokta: Pistonun silindir içerisinde çıkabileceği en üst noktadır. Bu pozisyonda
piston ile silindir kafası arasındaki uzaklık en kısa veya yanma odası olarak bilinen hacim
en küçüktür. Bu hacme sıkıştırma hacmi de denir.
Alt ölü nokta: Pistonun silindir içerisinde ulaşabileceği en alt noktadır. Bu durumda
pistonun üst yüzeyi ile silindir kafası arasındaki uzaklık veya hacim en büyüktür. Bu
hacim emme hacmi olarak da bilinir.
Strok (H): Pistonun alt ölü nokta ile üst ölü nokta arasında aldığı yolun uzunluğudur.
Pistonun strok boyunca süpürdüğü hacme strok hacmi veya emme hacmi denir.
Sıkıştırma oranı
  : Emme hacminin sıkıştırma hacmine oranıdır. V1
sıkıştırma hacmi olmak üzere, sıkıştırma oranı
emme hacmi,
V2
MAKİNA BİLGİSİ 133
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ

V1  V2
V2
(9.1)
eşitliği ile ifade edilir.
Sıkıştırma oranı Otto motorlarında 6-8, Diesel motorlarında 14-26 arasında değişir.
İş çevrimi: İş elde etmek için tekrar etmeden meydana gelen olayların toplamıdır. Dört
zamanlı motorlarda bir iş çevrimi emme, sıkıştırma, genişleme ve egzoz olmak üzere 4
stroktan oluşur. İki zamanlı motorlarda ise iki strok mevcuttur.
İş gazı: İş elde etmek için kullanılan ve termodinamik çevrimin sağlanması için gerekli
olan karşıma iş gazı denir. Silindirin bir çevrimde aldığı iş gazına dolgu denir. Otto
motorlarında iş gazı olarak benzin-hava karışımı, Diesel motorlarında ise hava kullanılır.
Krank açısı
  :
Krank kolunun üst ölü noktadan başlayarak yaptığı açıdır. Emme ve
egzoz supaplarının açılıp kapanması, hava-yakıt karışımının ateşleme zamanı ve yakıt
püskürtme zamanlarının belirlenmesinde krank açısı referans görevi görür.
Ortalama
basınç
 pm 
:
Piston
yüzeyine
işlem
süresince
etki
eden
basıncın
ortalamasıdır. İşin silindir hacmine oranı olarak hesaplanır.
Maksimum basınç
 p max  : yanma sırasında etki eden en yüksek basınçtır.
9.2. DÖRT ZAMANLI MOTORLAR
Dört zamanlı motorlarda bir iş çevrimi dört piston strokunda tamamlanır. Diğer bir ifade
ile her dört strokta bir iş alınır. Diesel ve Otto çevrimi ile çalışan 4 zamanlı motorların
çevrimi
1) Yakıt – hava karışımının emilmesi; EMME STROKU
2) Karışımın sıkıştırılması; SIKIŞTIRMA STROKU
3) Ateşleme ve yanmış gazların genişlemesi; GENİŞLEME STROKU
4) Egzoz gazlarının dışarı atılması; EGZOZ STROKU
Şekil 9.2. Dört zamanlı motor çevrimi
1. Strok: Emme
Motor, birinci strokta silindir içerisine iş gazını emer. Bu strokta emme supabı açık, egzoz
supabı kapalıdır. Emme işlemi tamamlanınca egzoz supabı gibi gibi emme supabı da
kapanır. Benzin motorlarında iş gazı benzin ile havanın 1:15 oranındaki karışımıdır. Diesel
motorlarında ise iş gazı taze havadır.
MAKİNA BİLGİSİ 134
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
2. Strok: Sıkıştırma
Emme strokunun sonunda alt ölü notaya gelmiş olan piston ikinci strokta üst ölü noktaya
doğru hareket eder. Piston silindir içindeki iş gazını üst ölü noktaya kadar sıkıştırır.
Sıkıştırma strokunun sonlarına doğru, 0-150 krank açısında, Otto motorlarında ateşleme,
silindir içerisinde sıkıştırılmış olan benzin-hava karışımının bujiler arasında meydana gelen
elektrik kıvılcımı ile yakılması suretiyle olur. Diesel motorlarında ise, sıkıştırılarak sıcaklığı
yükselmiş olan hava içerisine yakıtın püskürtülmesi suretiyle yanma kendi kendine
sağlanır.
3. Strok: Genişleme
Silindir içerisinde yanan gazların genişlemesi sonucu piston alt ölü noktaya doğru itilir. Bu
strok sırasında iş gazının enerjisi piston üzerinden krank miline ve buradan iş miline
mekanik iş olarak aktarılır. Bu stroka iş stroku da denir.
4. Strok: Egzoz
Piston alt ölü noktaya indiğinde iş gazının enerjisi en az olur. Bu strokta egzoz supabı
açılır. Piston, üst ölü noktaya doğru hareket ederken, enerjisi minimum seviyeye gelen
egzoz gazını egzoz supabından dışarı atar. İşlem sonunda emme supabı açılarak yeni bir
çevrim başlar.
Şekil 9.3. Dört zamanlı motor p-V diyagramı
9.3. İKİ ZAMANLI MOTORLAR
İki zamanlı motorlarda bie çevrim iki piston strokunda tamamlanır. Emme ve egzoz
kanalları silindirin alt kısmında olup, egzoz kanalı emme kanalından biraz daha
yukarıdadır. En önemli avantajı dört zamanlı motorlara göre daha küçük boyutlarda imal
edilebilmeleridir.
1. Strok: Genişleme, egzoz ve emme (süpürme) aşamalarını kapsar. Piston üst ölü
noktadan alt ölü noktaya yanmış iş gazı tarafından itilir. Piston yüzeyi egzoz kanalı
hizasına geldiği anda yanmış gazlar dışarı çıkmaya başlar. Piston alt ölü noktaya
hareketini sürdürürken üst yüzeyi emme kanalını açmaya başlar. Bu sırada silindir
içindeki egzoz gazlarının basıncı emme kanalından gelen taze gazların basıncından daha
düşüktür. Emme kanalından gelen taze gazlar, egzoz gazını dışarı atarak silindiri
doldurur. Bu işlem emme kanalının kapanmasına kadar devam eder. Egzoz kanalının bir
süre daha açık kalması ve pistonun üst ölü noktaya hareketi sırasında hacmin daralması
nedeniyle bir miktar taze dolgu dışarı kaçar.
2. Strok: Süpürme, egzoz ve sıkıştırma aşamalarını kapsar. Piston üst ölü noktaya doğru
hareketini sürdürürken egzoz kanalını kapatarak taze dolguyu sıkıştırır. Piston üst ölü
noktaya gelmeden 0-400 krank açısı kadar önce, Otto motorlarında ateşleme yapılır,
Diesel motorlarında ise yakıt püskürtülür. Yanma sonucu basınç ve sıcaklık yükselir.
MAKİNA BİLGİSİ 135
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Yanmış gazların basıncı pistonu tekrar alt ölü noktaya doğru iter ve yeni bir çevrim
başlar.
Şekil 9.4. İki zamanlı motor krank-biyel-piston mekanizması
Şekil 9.5. İki zamanlı motor pratik indikatör diyagramı
9. 4. OTTO (BENZİN) MOTORLARI
Otto veya benzin motoru, sıkıştırılmış olan benzin-hava karışımının dıştan kumanda
edilen bir sistemle yakılarak çalıştırılan içten yanmalı kuvvet makinasıdır. Bu motorlarda
yakıt olarak genellikle benzin kullanılır ve bu nedenle benzin motorları olarak da bilinirler.
Otto motorlarında sıkıştırma oranı küçük olup, iyi bir dolgu sağlamak için belirli oranlarda
karışım emilir.
Karbütarörde hazırlanan benzin-hava karışımı emme supabından iş silindirine verilir.
Silindirde 6-8 oranında sıkıştırılan karışım dışarıdan kumanda edilen bujiler vasıtasıyla
ateşlenir. Karışımın hızla yanması sonucu oluşan yüksek basınç pistonu alt ölü noktaya
doğru iter. Bu sırada elde edilen kuvvet krank milinin dönmesini sağlar ve iki yönde
harcanır. Enerjinin bir kısmı ikinci bir sıkıştırma işlemini yapmak üzere krank miline bağlı
MAKİNA BİLGİSİ 136
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
volanda kinetik enerji olarak depolanır. Diğer bir kısmı debriyaj kavraması üzerinden iş
makinasına devredilir. Otto motorları iki veya dört zamanlı olablilir.
9.4. DİZEL (DİESEL) MOTORLAR
Diesel motorları iki veya dört zamanlı olabilir. Genel olarak Otto motorlarından daha
büyük sıkıştırma oranına (14-26) sahiptirler. Diesel motorlarında silindir içerisine yalnız
taze hava sıkıştırılır. Sıkıştırma sonlarına doğru, 10-300 krank açısında, silindir içerisine
enjektör vasıtasıyla ince zerreler halinde yakıt (mazot) püskürtülür. Sıkıştırma oranı
yüksek olduğundan, sıkıştırılan havanın sıcaklığı püskürtme sonunda kendi kendine
yanmayı sağlayacak yüksekliktedir. Yanma sabit basınçta gerçekleşir. Otto motorlarından
farkı karışım teşkili ve yanma prensibidir.
9.5. SİLİNDİR DİZİLİŞLERİNE GÖRE MOTOR TİPLERİ
Tek silindirden alınabilecek güç sınırlıdır. Benzin motorlarında silindir hacmi büyüdüğünde
ısı iletimi zorlaşacağından vuruntu artar. Tek silindirin strok hacmi 1 litreden küçük
olmalıdır. Hacmin sınırlandırılması, silindir başına düşen gücün sınırlandırılmasına sebep
olur.
Diesel motorlarında silindirlerin büyütülmesi karışım teşkilini zorlaştırır. Püskürtülen
yakıtla hava iyi karışmaz. Bu sebeple gaz ve atalet kuvvetleri artar. Böylece, Diesel
motorlarda tek silindirin gücü genellikle 20 PS’den fazla tutulmaması istenir.
Silindirlerin belirli güçlerle sınırlandırılmış olması, motorlardan istenen gücün sağlanması
için çok silindirli yapılmasını gerektirir. Çok silindirli motorlarda atalet kuvvetlerini
azaltarak
iyi
bir
dengelemenin
yapılabilmesi
için
çeşitli
silindir
dizilişleri
gerçekleştirilmiştir.
Sıra motor: Silindirler tek taraflı olarak bir sırada yerleştirilir. Her silindire ait krank-biyel
mekanizması aldıkları kuvveti tek krank miline iletirler. Su soğutmalı motorlarda bütün
silindirler tek blok halinde imal edilir ve buna silindir bloğu denir. Krank mili bu blok
içinde yataklanmış olup, alt kısmı yağ karteri ile kapatılır. Gemi ve taşıtlarda kullanılır.
V motor: Prensip olarak, iki sıra motorun krank eksenleri aynı olmak üzere, silindirlerin V
açısı yapacak şekilde birleştirilmesinden meydana gelir. Her pistona it biyel aynı kranka
bağlıdır. Motor boyu kısadır. Lokomotif ve taşıtlarda kullanılır.
W motor: Prensip olarak, V motorun aynıdır. Üç sıra motorun ayın kranka belirli silindir
ekseni açılarıyla birleşmesinden meydana gelir. Her krank muylusuna üç biyel bağlanır.
Biyeller bir ana ve iki yardımcı biyelden oluşur.
Boxer motor: İki sıra motorun tek krank miline karşılıklı birleştirilmesiyle meydana gelir.
Prensip olarak V motora bağlıdır. Karşılıklı pistonlar aynı anda alt ve üst ölü noktaya
gelirler.
H motor: Dört sıra motorun H harfi teşkil edecek şekilde iki kranka birleştirilmesinden
meydana gelir. İki krank mili bir iş miline, silindir blokları bir kartere bağlıdır.
Yıldız motor: Bir dairenin eşit açılarla birleştirilmiş yarıçapları doğrultusunda silindir
eksenlerinin yerleştirilmesiyle oluşan motorlardır. Silindire ait biyellerin hepsi aynı krank
muylusuna bağlıdır. Bu motorlar birden çok sıralı olabilirler. Biyel sayısı da sıra sayısı
kadardır. Dört zamanlı yıldız motorlarda tek sayıda silindir, iki zamanlı motorlarda ise çift
sayıda silindir kullanılır.
MAKİNA BİLGİSİ 137
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Karşı pistonlu motor: Aynı silindir gömleğine karşılıklı olarak hareket eden iki piston ve
krank-biyel mekanizması bağlanır. İki zamanlı olarak yapılırlar.
Wankel motoru: Döner pistonlu motordur. Özellikleri; maliyetleri düşüktür, özel yakıt
gerektirmez, sarsıntısız çalışır, ağırlıkları azdır, az yer kaplar, konstrüksiyonu basittir.
Şekil 9.6. Silindirlerin dizilişlerine göre motor çeşitleri
9.6. MOTOR ELEMANLARI
Motorlarda yakıt donanımı ve ateşleme sistemleri dışındaki elemanlar birbirinin
benzeridirler. Benzer elemanlar motor ana elemanları olup, sabit ve hareketli olmak
üzere iki kısma ayrılırlar.
9.6.1. Motor Sabit Elemanları
Silindir bloğu: Silindirleri taşıyan ve üzerinde yardımcı elemanlarla krank yataklarını
bulunduran bloktur. Su veya hava soğutmalı tipte olabilirler. Silindirlerin aşınmasını
önlemek için silindir içerisine gömlekler yerleştirilir.
Silindir kafası: Silindir bloğunun üzerinde olup, silindire kapak görevi yapar.
Saplamalarla silindir bloğuna tespit edilir. Yanma odasının bir kısmını ya da tamamını
oluşturur. Silindir kafası üzerinde supaplar, emme ve egzoz kanalları, buji veya
enjektörler bulunur. Silindir bloğu ile kafası arasında sızdırmazlığı sağlamak maksadıyla
conta kullanılır.
Yağ karteri: Motorun alt kapağını oluşturur ve aynı zamanda yağ deposu görevini de
yerine getirir. Genel olarak kalın sactan yapılır.
9.6.2. Motorun Hareketli Elemanları
Piston: Yanma sonucu meydana gelen gazların enerjisiyle sürekli olarak gidip-gelme
hareketi yapan bir elemandır. Değişken ısı ve atalet kuvvetlerinin etkisi altında bulunur.
Homojen bir karışım sağlanması amacıyla pistonun üst kısmına çeşitli profiller verilir.
Hava soğutmalı büyük motorların piston iç yüzeylerinde soğutma kanalları bulunur. Piston
üzerinde kpmresyon ve yağ segmanları bulunur. Kompresyon segmanları yüksek basınçlı
gazların piston ve silindir arasından geçişini önler. Piston büyüklüğüne göre iki veya daha
fazla olabilir. Yağ segmanları ise yağ sızmalarını önlemek için kullanılır ve kompresyon
segmanlarının altına yerleştirilirler. Genel olarak bir veya iki adet olup, yanma odasına
geçen yağın geri dönüşünü sağlayacak şekilde imal edilirler.
Biyel: Pistondan gelen itme kuvvetini krank miline ileten biyel, piston kolu olarak da
adlandırılır. Pistona bağlanan kısmına küçük baş, krank mili muylusuna bağlanan kısmına
MAKİNA BİLGİSİ 138
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
ise büyük baş denir.
kullanılır.
Aynı muyluya iki biyelin bağlanması durumunda çatal biyel
Krank mili: Silindir bloğuna yataklanmış olup, dönme hareketi yapan bir elemandır.
Motorun büyüklüğüne göre yatak sayısı ikiden çok olabilir. Krank milinin dengelenmesi
amacıyla krank muylusunun karşısına ağırlıklar yerleştirilir. Krank milinin arka kısmına
yerleştirilen volan, yarattığı atalet kuvveti ile milin düzgün dönmesini sağlar. Ön taraftaki
dişli çark kam miline hareket verir. Aynı taraftaki bir V kayışı ile soğutma suyu pompası
ve vantilatör tahrike edilir.
Kam mili: üzerinde kam denilen eksantrik çıkıntılar bulunduğundan eksantrik mil olarak
da bilinir. Kamlar vasıtasıyla supapların açılıp kapanması sağlanır. Her bir kam bir supabı
kumanda eder ve supap sayısı kadar kam bulunur. Kam milinin devir sayısı krank mili
devir sayısının yarısı karardır. Silindir bloğuna iki veya daha fazla yatakla bağlanan kam
mili, üzerinde bulunan helisel dişli çarkla yağ pompasını tahrik eder.
Supap mekanizması: Belirli aralıklarla dolgu değişimini sağlayan elemanlardır. Kam mili
pabuç vasıtasıyla tiji (itici çubuk) yukarı doğru iter. Tij vasıtasıyla külbütörün bir ucu
yukarı itilirken diğer ucu aşağı doğru bastırılır. Supabın yukarı kaldırılması supap yayı ile
sağlanır.
9.6.3. Yakıt Donanımı
Yakıt donanımı Diesel ve Otto motorlarında farklı sistemlerden oluşur. Otto motorlarında
benzin pompası, karbüratör, ateşleme sistemi ve buji, Diesel motorlarda besleme
pompası, yakıt filtresi, mazot pompası ve enjektör bulunur.
Otto Motorlarında Yakıt Donanımı
Benzin pompası: Benzinin depodan karbüratöre iletilmesini sağlar. Hareketini genel
olarak kam milinden alır. Bazı benzin pompaları elektrikli veya pnömatik olarak tahrik
edilir.
Karbüratör: Karbüratör, benzin-hava karışımını uygun oranlarda gerçekleştiren bir
sistemdir. Basit bir karbüratör sabit seviye kabı, yakıt memesi, venturi lülesi ve gaz
kelebeğinden oluşur. Motora gönderilen benzin yakıt memesi ile kontrol edilir. Venturi
lülesi, havanın daha hızlı geçmesini sağlayan ve içinde yakıt memesi ile gaz kelebeği
bulunur. Mükemmel bir karbüratörde ek olarak; ralanti tertibatı, akselerasyon (ivme)
tertibatı, starter (yol verme) tertibatı ve ekonomi tertibatı bulunur.
Ateşleme sistemi: Benzin motorlarında sıkıştırma strokunun sonlarına doğru, 0-150
krank açısında, buji tırnakları arasında gerçekleştirilen kıvılcımla taze dolgu ateşlenir. Üç
tip ateşleme sistemi vardır; bataryalı, manyetolu ve dinamolu ateşleme sistemi. Otomobil
motorlarında bataryalı ya da akülü ateşleme sisteminde 6-12 volt, uçak ve yarış
otolarında 24 volt uygulanır. Bujilerin silindir içindeki kısımlarının sıcaklığının 800 0C
üzerine çıkması istenmez.
Diesel Motorlarında Yakıt Donanımı
Besleme pompası: Yakıtın (mazot) depodan yakıt pompasına gönderilmesini sağlar.
Yakıt pompasının yanına yerleştirilen besleme pompası hareketini kam milinden alır.
MAKİNA BİLGİSİ 139
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Yakıt filtresi: yakıta sonradan karışmış olan yabancı maddelerden arınmasını sağlar.
Normal ve kademeli tipleri vardır. Besleme pompasından gelen yakıtın fazlalık kısmı
depoya geri döner. Yakıt filtresi belirli aralıklarla temizlenir.
Yakıt pompası: Yakıtın, yanmaya uygun anda belirli miktarda silindire püskürtülmesini
sağlar. Bu görevi piston gibi çalışan plançer yapar. Plançer, gidip-gelme ve dönme
hareketi yaparak yağ miktarını ayarlar. Plançer, aşağı doğru yay yardımıyla çekilir ve
kam vasıtasıyla yukarı itilir.
Enjektör: Enjektör, mazot pompasından gelen yakıtı, sıkıştırma strokunun sonlarına
doğru, basınçlı silindire püskürterek yanma odasının her iki tarafına ince zerreler halinde
dağıtır. Açık ve kapalı tipi vardır. Sabit devir sayılı motorlarda açık enjektörler kullanılır.
Püskürtme basıncı devir sayısının karesi ile değişir. Kapalı enjektörlerde meme deliği yaylı
bir iğne ile kapalı tutulur. Meme ucundaki boşluğa dolan yakıtın belirli basınca
yükselmesiyle iğne geriye itilir ve püskürtme sağlanır.
9.6.4. Elektrik Donanımı
Motorlarda elektrik donanımı yardımcı elemanlar olarak görev yaparlar. Elemanları;
dinamo, konjonktör, marş motoru, akümülatör. Dinamo, belirli devirden sonra, tesisatta
gerekli yerlere elektrik enerjisi sağlamak üzere akümülatörü şarj eden doğru akım
elektrik makinasıdır. Krank miline bağlı bir kayışla tahrik edilir. Motor devrine bağlı olarak
verdiği akım şiddeti ve gerilim değişir. Dinamo ile elektrik devresi arasına konan
konjonktör, elektrik akımının ve geriliminin belirli şiddette tutulmasını sağlar.
Akümülatörün şarjı için de önemli bir görevi yerine getirir.
Marş motoru, mortun ilk hareketini sağlar. Motoru, üzerinde bulunan bir dişli çark
vasıtasıyla tahrik eder. Bir kumanda ile dişli çark ileri sürülür. Volan üzerindeki dişli çark
ile temas ederek ilk hareketi verir. Motor yol aldıktan sonra yine bir kumanda ile marş
motoru dişlisi geriye doğru itilir. Hareketini akümülatörden alır.
Akümülatör, bir yandan motor çalışmadığı zaman gerekli akımı verirken, diğer yandan
motorun çalıştırılması esansında marş motoru ve bujilere gerekli enerjiyi sağlar. Motor
çalışırken dinamo ile şarj edilen aküden her zaman enerji alınabilir. Taşıtlarda genellikle
12 voltluk kurşun plakalı aküler kullanılır.
9.6.5. Yağlama Sistemi
Otto ve Diesel motorlarında ana yataklar, eksantrik mili yatakları, piston kolu yatakları ve
pistonla silindir arasında sürekli olarak sürtünme mevcuttur. Sürtünmelerden ileri gelen
ısınma ve aşınmanın önlenmesi için yağlama yapılmalıdır. Yağlama ile, yatakların
aşınması önlenirken ısınan yerlerin soğutulması da gerçekleştirilmektedir. Yağ
karterinden motora uygun yağlama sistemi ile alınan yağ basınç altında istenen yerlere
ulaştırılır. Yağlama, kapalı devre çalışır ve elemanlardan sızan yağ kartere döner.
9.6.6. Soğutma Sistemi
Motorlarda yanma anında piston ve silindirlerde 2000-2500 0C dolayında sıcaklık
meydana gelir. Motorların sürekli olarak yüksek sıcaklıklarda bulunması malzemelerin
dayanımını azaltır, yapın viskozitesini düşürür, yanma düzeni bozar ve dolayısıyla verimi
düşürür.
Soğutmada su veya hava kullanılır.
MAKİNA BİLGİSİ 140
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Su soğutmalı motorlarda; termosifon sistemi ve pompalı sistem kullanılır. Termosifon
sistemi radyatör ve radyatör üzerine hava üfleyen vantilatörlerden meydana gelir. Su
doğal olarak devreder. Pompalı sistemde radyatör, vantilatör, santrifüj su pompası ve
termostat sistemi tamamlayan elemanlardır. Soğuk havalarda suyun donmaması için
içerisine alkol, gliserin glisantin ve dixol ilave edilir. Bu karışım antifiriz karışımdır.
Hava ile soğutmalı sistem hava süzgeci, fan, salyangoz, hava kanalları ve hava ayar
klapesinden oluşur. Fan ile emilen hava, silindirlerin dışında bulunan soğutma
kanallarından geçerken ısı alıp soğutma görevini yerine getirir.
9.6.7. Vuruntu
Otto motorlarında vuruntu: Kendiliğinden tutuşmanın şiddetli olarak meydana
gelmesine vuruntu denir. Sıkıştırma sonlarına doğru yapılan ateşleme sonucu oluşan alev,
buji uçlarından itibaren yayılmaya başlar. Yanma sonucu, alevin henüz ulaşamadığı
yerlerdeki taze dolgu ısınır. Sıcaklığı yükselen bu dolgunun yanması daha süratli olur.
Yanma hızı ses hızını aşar. Ani sıcaklık ve basınç sonucunda silindir cidarlarında şiddetli
çarpmalar ve gürültüler meydana gelir. Bu olay motoru tahrip eden bir durum olup,
vuruntu olarak adlandırılır. Sıkıştırma oranının çok büyütülmesi ile benzin kendi kendini
birkaç yerden ateşler. Bu olaya detanasyon (patlama) denir ve vuruntulara neden olur.
Bu nedenle benzi motorlarında sıkıştırma oranı belirli sınırı aşmamalıdır.
Benzinin oktan sayısı, bujilerin konumları, sıkıştırma oranı, supapların dizilişi, yük, devir
sayısı, ateşleme avansı, soğutma suyu sıcaklığı, aşırı doldurma benzin motorlarında
vuruntuyu etkileyen faktörlerdir.
Otto motorlarında vuruntunun önlenmesi;
 Uygun oktan sayılı benzin kullanmak
 Bujinin uygun konumda olması veya çift buji kullanmak
 Supapların uygun konumu
 Motoru aşırı yüklememek
 Devir sayısını artırmak
 Ateşlemeyi geciktirmek
 Bujiden uzak kısımları soğutmak
 Zengin karışım kullanmak.
Diesel motorlarında vuruntu: Diesel motorlarında vuruntu, tutuşma gecikmesinden
ileri gelir. Vuruntunun önlenmesi amacıyla emme ve sıkıştırma işlemi hava ile yapılır.
Böylece Diesel motorlarında Otto motorlarından daha yüksek sıkıştırma oranlarına
çıkılabilmektedir. Yakıtın geç tutuşması nedeniyle vuruntu yanma başlangıcında meydana
gelir. Basınç ve sıcaklığın yükselmesi, Otto motorlarının aksine Diesel motorlarında
vuruntuyu azaltır. Benzi motorlarında vuruntuya tesir eden diğer faktörler Diesel
motorları içinde geçerlidir.
Diesel




motorlarında vuruntunun önlenmesi;
Uygun setan sayılı yakıt kullanmak
Sıkıştırma oranını yükseltmek
Püskürtmeyi geciktirmek
Yanma odasına uygun şekil vermek
MAKİNA BİLGİSİ 141
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
9.7. MOTORLARDA GÜÇ HESABI
Basınç
Ortalama indike basınç
W
d 2
H
4
p mi 
(9.2)
W çevrim işi, d piston iç çapı, H strok uzunluğu
Ortalama efektif basınç
p me 
L
l H u e
427 Kp / cm 2
Gmin

dolgu derecesi,
hava miktarı,

(9.3)
 hava fazlalık katsayısı, H u yakıt alt ısıl değeri, Gmin minimum
 havanın özgül ağırlığı,  e toplam verim.
Güç
Dört zamanlı motorlardan dakikada n/2, iki zamanlı motorlarda ise n kere iş alınır.
Strok hacmi
VH  AH
(9.4)
Dört zamanlı motorlarda indike güç:
Ni 
VH nz
p mi PS 
2 x60 x75
(9.5)
İki zamanlı motorlarda indike güç:
Ni 
VH nz
p mi PS 
60 x75
(9.6)
A silindir kesit alanı, H strok uzunluğu, n devir sayısı, z motorun dilindir sayısı.
Efektif güç
Motor milinden alınan güçtür. Yataklardaki sürtünme ve yağ pompası, dinamo, mazot
pompası gibi elemanlara verilen N s gücü sebebiyle indike güçten daha küçüktür.
Ne  Ni  N s
(9.7)
Mekanik verim
m 
Ne
Ni
(9.8)
Dört zamanlı motorlarda efektif güç
Ne 
Vh nz
p me PS 
900
İki zamanlı motorlarda efektif güç
(9.9)
MAKİNA BİLGİSİ 142
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Ne 
VH nz
p me PS 
450
(9.10)
Efektif güç, moment ve devir sayısının fonksiyonu olarak
Ne 
Mn
PS 
716,2
(9.11)
M moment Kpm , n devir sayısı d / dk 
Özgül yakıt sarfiyatı
be 
3600 B
Nt
(9.12)
t yakıtın harcandığı süre s  , B harcanan yakıt miktarı  g  , N e motorun efektif gücü
PS 
Özgül yakıt sarfiyatı benzin motorlarında 220-260 g/PSh, Diesel motorlarında ise 165-200
g/PSh arasında değişir.


Efektif verim; be Kg / PSh olmak üzere;
e 
632
be H u
(9.13)
9.8. MOTOR SEÇİMİ
Motorlardan kullanım amacına göre bazı özellikler istenir. Bu özellikleri sağlayan motor
seçilerek işletmeye alınır. Seçimin yapılabilmesi için motor tipleri ve özellikleri
bilinmelidir.
Otto ve Diesel motorlarının özellikleri;
SN
1
2
3
4
5
6
7
Otto motorları
Maliyetleri düşüktür
Yakıtları pahalıdır
İlk hareketleri kolaydır
Gürültüsüz ve yumuşak çalışırlar
Ağırlıkları azdır
Az yer kaplarlar
Devir sayıları yüksektir
Diesel motorları
Maliyetleri yüksektir
İşletme ve yaktı masrafları düşüktür
İlk hareketleri zordur
Gürültülü çalışırlar
Ağırlıkları fazladır
Çok yer kaplarlar
Devir sayıları düşüktür
İki ve dört zamanlı motorların özellikleri;
SN
1
2
3
4
5
6
7
8
İki zamanlı motorlar
Maliyetleri düşüktür
Bakımları kolaydır
Ağırlıkları azdır
Aşırı doldurmaya uygundurlar
Benzinle çalışanların verimi düşüktür
Ayarlanmaları güçtür
Egzoza yağ kaçırabilirler
Gürültülü çalışırlar
Dört zamanlı motorlar
Maliyetleri yüksektir
Bakımları zordur (özellikle supap mekanizması)
Ağırlıkları fazladır
Ayarlanmaları kolaydır
MAKİNA BİLGİSİ 143
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
10. KAYNAKLAR
Afyonlu, A. S. 1981. Ağaç İşleri Takım ve Makine Bilgisi, MEB, İstanbul.
Akkurt, M., Sevilir, E., Söylemez, E. ve Selçuk, K. 1976. Güneş Enerjisi ve Bazı Yakıtlarla
Meyve ve Sebze Kurutulması, TÜBİTAK Tarım ve Ormancılık Araştırma Grubu, Proje No:
TOAG-97, Ankara.
Akyazıcı, Ö. Ve Çorak, D. 2011. Pnömatik ve Hidrolik Sistem Uygulamaları, ElektrikElektronik ve Bilgisayar Sempozyumu, Fırat Üniversitesi, Bildiriler Kitabı, 142 – 147.
Elazığ.
Baydur, G. 1986. Malzeme, Milsan Basın Sanayi A. Ş., İstanbul.
Büyüktür, A. R. 1972. Termodinamik Dersleri, İTÜ Yayın No: 893, İstanbul.
Büyüktür, A. R. 1982. Termodinamik Cilt I, Termodinamiğin Temel Yasaları, Uludağ
Üniversitesi Basımevi, Bursa.
Büyüktür, A. R. 1993. Termodinamik Cilt II, Uygulama Esasları, Uludağ Üniversitesi
Basımevi, Bursa.
Curun, N. 1981. Cisimlerin Dayanımı, MEB Yüksek Teknik Öğretmen Okulu Matbaası,
Ankara.
Çerik, H. V. Makine Bilgisi ve Makine Elemanları, Cilt II, Vefa Yayınevi, İstanbul.
Demirel, K. 2010. Hidrolik Pnömatik, Seckin Yayıncılık.
Demirsoy, M. 1993. Transport Tekniği, İletim Makinaları Cilt II, DEÜ, İstanbul.
Demirsoy, M. 1993. Transport Tekniği, İletim Makinaları Cilt III, DEÜ, İstanbul.
Demirsoy, M. 1993. Transport Tekniği, Kaldırma Makinaları Cilt I, DEÜ, İstanbul.
Domke, W. 1988. Malzeme Bilgisi ve Malzeme Muayenesi, Çev.: M. Yılmaz Gürleyik, KTÜ
Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü, Trabzon.
Durmaz, A. 1982. Buhar Kazanlarında Otomatik Kontrol Tekniği Uygulamaları, Isı Bilimi
ve Tekniği III. Ulusal Kongresi, Bildiriler ve Açık Oturum, 5-7 Ağustos 1982, Trabzon, 3436.
Durmaz, A. 1982. Buhar Kazanlarında Otomatik Kontrol Tekniği Uygulamaları, Isı Bilimi
ve Tekniği III. Ulusal Kongresi, Bildiriler ve Açık Oturum, 5-7 Ağustos 1982, Trabzon, 3436.
Eker, A. 1975. Kazanlar; Sıcak Su, Buhar Üreteçleri, Ankara.
Gökelim, A. T. 1983. Endüstriyel Fan
Kompresörler, Birsen Yayınları, İstanbul.
ve Kompresör
Tesisleri, Vantilatörler
ve
Hayden, H. V., Moffat, W. G. ve Wulff, J. 1978. Malzemelerin Yapı ve Özellikleri, Çev.:
Kaşif Onaran ve Burak Erman, İTÜ Kütüphanesi, Sayı: 1119, İstanbul.
http://dpumekatronik.com, Erişim Tarihi: 25.02.2012.
http://www.robotiksistem.com, Erişim Tarihi: 25.02.2012.
Illies, K. 1987. Buhar Kazanları, Termodinamik ve Mukavemet Hesapları, Çev.: Ateş
Özge, Çağlayan Kitabevi, İstanbul.
İnan, M. 1973. Cisimlerin Mukavemeti, Ofset Matbaacılık Ltd. Şti. İstanbul.
Karacan, İ. 1994. Pnömatik Kontrol, Bilim Yayıncılık.
MAKİNA BİLGİSİ 144
YRD.DOÇ.DR. KEMAL ÜÇÜNCÜ
Kılıç, A. ve Öztürk. A. 1980. Güneş Enerjisi, Kipaş Dağıtımcılık, İstanbul.
Kurtoğlu, H. Y. 1980. Uygulamalı Hidrolik ve Hidoloji, MEB, İstanbul.
MEB, 2005. Pnömatik ve Hidrolik sistemler, Mesleki Eğitim ve Öğretim Sisteminin
Güçlendirilmesi Projesi (MEGEP), Ankara.
Narter, F. ve Dağsöz, A. 1969. Isı Makinaları Bilgisi, Arı Kitabevi, İstanbul.
Narter, F. ve Dağsöz, A. 1969. Isı Makinaları Bilgisi, Arı Kitabevi, İstanbul.
Niemann, G. 1972. Makine Elemanları,
Yurdakonar, Fon Matbaası, Ankara.
Çev.:
Gazanfer
Harzadın
ve
Süleyman
Özgür, C. 1978. Pratik Hidrolik Problemleri, İTÜ Matbaası, İstanbul.
Özkan, M. 1982. Soba ve Kalorifer Kazanlarında Linyiti Daha İyi Yakma Yöntemleri, Isı
Bilimi ve Tekniği III. Ulusal Kongresi, Bildiriler ve Açık Oturum, 5-7 Ağustos, Trabzon,
389-398.
Özkan, M. 1982. Soba ve Kalorifer Kazanlarında Linyiti Daha İyi Yakma Yöntemleri, Isı
Bilimi ve Tekniği III. Ulusal Kongresi, Bildiriler ve Açık Oturum, 5-7 Ağustos, Trabzon,
389-398.
Servi, M., Ergün, C. ve Tatar, A. 1991. Makine Elemanları, MEB, İstanbul.
Topkaya, H. 1978. Teknik Hidrolik, Güven Kitabevi Yayınları, Ankara.
URL-1, 2012. Hidrolik ve Pnömatik Akışkan Gücü ve Kontrol Sistemleri Dergisi,
http://www.hidrolikpnomatik.com, Erişim Tarihi: 25.02.2012.
Uyarel, A. Y. ve Öz, E. S. 1987. Güneş Enerjisi ve Uygulamaları, Birsen Yayınevi, Ankara.
Weihe, H. 1968. İnşaat Mühendisleri İçin Makine Bilgisi, Çev.: Sedat Ersoy, İTÜ
Kütüphanesi, Sayı: 725, İstanbul.
Weisbach, W. 1977. Malzeme Bilgisi ve Muayenesi, Çev.: Selahattin Anık ve E. Sabri
Anık, Kutulmuş Matbaası, İstanbul.
Zorkun, M. E. 1978. Hidrolik Kumanda Sistemleri, MEB, İstanbul.