oren2008 makina bilgisi - Karadeniz Teknik Üniversitesi Akademik

MAKİNA BİLGİSİ 1
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
2
ÖNSÖZ
“5531 Sayılı Orman Mühendisliği, Orman Endüstri Mühendisliği ve Ağaç İşleri Endüstri Mühendisliği
Hakkında Kanun”da Orman Endüstri Mühendisliğinin faaliyet konuları (FK) aşağıdaki gibi
tanımlanmıştır:
1) Odun hammaddesinin yarma, kesme, soyma, biçme, şekil değiştirme işlemlerini yapmak.
2) Odun hammaddesini yongalayarak veya liflere ayırarak ve yapıştırıcı maddeler kullanarak ya
da kullanmadan presleme, buharlama, kurutma ve emprenye etme gibi işlemlerle yapısını
değiştirmeden veya fiziksel ve kimyasal yollarla değiştirerek işlemek.
3) Kereste, ağaç kaplama levha, kağıt, selüloz ve benzeri yarı mamullerini üreten ve bunları
kullanan, orman ürünleri fabrikalarında, ahşap olmak kaydıyla mobilya ile sabit ve hareketli
mobilyalar, doğramalar, kapı, pencere, yer döşemeleri, ahşap yapılar ve elemanların üretim
faaliyetlerini yapmak.
4) Odun dışı orman ürünlerini işleyen tesislerde; kalite kontrol, maliyet hesaplama, stok kontrolü
ve tasarım faaliyetleri yapmak.
Bölüm program çıktısında, Orman Endüstri Mühendisliği mezunlarına verilen eğitimle aşağıdaki
eğitim amaçlarına (EA) ulaşılmasının hedeflendiği belirtilmektedir:
1) Temel bilim ve mühendislik ile odun ve kağıt bilimi ve teknolojisi konularında yeterli bilgiye
sahip olurlar.
2) Orman endüstrisi alanında günümüzün modern endüstriyel gelişimine paralel ortaya çıkan
yeni teknolojileri tanıyan, kavrayan ve farklı ürünler geliştirebilen mühendisler olurlar.
3) Üretim ve hizmet sektörlerinde, kamu ve/veya özel kurum ve kuruluşlarda çeşitli kademelerde
görev alırlar.
4) Orman endüstrisi alanında; araştırma – geliştirme, sertifikalandırma, standardizasyon,
hammadde tedariki, ve satın alma, üretim planlama, kalite kontrol, maliyet hesaplama, stok
kontrolü, pazarlama, tasarım ve danışmanlık faaliyetleri yürütebilirler.
Ayrıca, Orman Endüstri Mühendisliği mezunlarının, eğitim amaçlarına aşağıdaki öğrenme çıktıları
(kazanımlar) ile ulaşılabileceği ifade edilmektedir:
1) Matematik, fen ve mühendislik bilgilerini uygulama becerisi kazanabilmelidir.
2) Proje tasarlayıp yürütebilme ve sonuçları analiz edip yorumlama becerisi kazanabilmelidir.
3) Orman Endüstri Mühendisliğinin üretmekle yükümlü olduğu bir projeyi diğer mühendislik
disiplinlerinin gereksinimlerini karşılayacak biçimde tasarlama becerisi kazanabilmelidir.
4) Çok disiplinli takım çalışması yürütme yeteneği kazanabilmelidir.
5) Ülkenin aranan endüstri mühendisliği alanıyla ilgili sorunlarına; küresel ve toplumsal
çerçevede sağlık, güvenlik ve çevre koşullarını da dikkate alarak çözüm üretebilmelidir.
6) Mesleki ve etik sorumlulukları kavrama bilinci kazanabilmelidir.
7) Etkin yazılı ve sözlü iletişim becerisi kazanabilmelidir.
8) Orman Endüstri Mühendisliği çözümlerini küresel ve toplumsal boyutlarda etkilenim ve
anlama yetkinliği gösterebilmelidir.
9) Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliğini kavrayabilmeli ve bilgilerin güncelliğini sağlayacak
yöntemleri kullanabilmelidir.
10) Orman Endüstri Mühendisliği uygulamaları için gerekli olan teknikleri, yetenekleri ve modern
araçlar kullanma becerisine sahip olabilmelidir.
11) Bilgi teknolojilerini etkin kullanma becerisine sahip olabilmelidir.
12) İşletmecilik, kalite, pazarlama, yönetim ve organizasyon bilgi ve becerilerine sahip
olabilmelidir.
Orman endüstri mühendisine tasarım ve geliştirme görevi yüklenirken, aynı zamanda diğer
disiplinlerle de ilişkileri tanımlanmıştır. Diğer disiplinlerden çoğu zaman birlikte görev yapacağı ve
özellikle; makina ve elektrik mühendisleri ile iletişim ve işbirliği önemli bir olgu olarak
değerlendirilmektedir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
3
Orman Endüstri Mühendisliğinin 5531 sayılı kanunda belirtilen görevlerini yürütebilmesi amacıyla
bölüm program çıktılarında da belirtilen eğitim gereklerine bakıldığında, programda temel
mühendislik bilimlerinin yer alması gerektiği anlaşılmaktadır.
Mühendislik eğitiminde temel mühendislik grubunda yer alan dersler şunlardır: Teknik Resim,
Diferansiyel Denklemler, Statik, Dinamik, Mukavemet, Malzeme, Termodinamik, Akışkanlar
Mekaniği, Kontrol Sistemleri, Elektrik Bilgisi vb.
Orman Endüstri Mühendisliği müfredatında temel mühendislik dersleri kapsamında; Teknik Resim
(Bilgisayar Destekli Mühendislik Çizimi), Teknik Fizik (Termodinamik, Isı Transferi, Akışkanlar
Mekaniği), Malzeme Bilgisi, Makina Bilgisi dersleri yer almaktadır.
Makina Bilgisi dersi içeriği; standartlar ve spesifikasyonlar, üretim teknolojisi, enerji kaynakları,
tasarım ve malzeme bilimi, makina elemanları (bağlama elemanları; kaynak, yapıştırma, lehimleme,
perçinler, somun-cıvata, kamalar, pim ve pernolar, hareket iletim elemanları; miller, mil-göbek
bağlantıları, yataklar, kavramalar, kasnak-kayış düzenleri, dişli çarklar), basit mukavemet halleri ile
kaldırma ve taşıma makinaları, buhar kazanları, vantilatörler, kompresörler, hidrolik pres ve su
pompaları gibi makinaların çalışma ilkelerini ve bu ilkelere ilişkin hesaplamaları kapsamaktadır. Bu
özelliği ile dersin öncelikleri; matematik, fizik, teknik resim, malzeme bilgisi, teknik fizik vb.
konulardır.
Makina Bilgisi eğitimi ile öğrenciler; makina bilgisi ve teorisi konusunda genel terminolojiyi öğrenir,
sorunlarını tanımlar, ön çözümler üretir, son çözümler için ilgili disiplinlerle iletişim ve işbirliği kurar.
Shaw’ın iki sözü:
Eğer yürüdüğün yolda engeller yoksa o yol seni bir yere götürmez.
Siz var olan şeyleri görür ve şöyle dersiniz: Neden? Oysa ben olmayan şeyleri hayal eder ve
derim ki: Neden olmasın?
George Bernard Shaw
Mühendis, sorumluluk sahibi ve sorun çözendir. Sorumluluk almanın ve sorun çözmenin yolu; görev
alanı ile ilgili bilgiyi edinme ve kullanma konusunda istekli olmak, çaba harcamaktan geçer.
Yenilenen Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü müfredat programında Makina Bilgisi dersi 20152016 bahar yarıyılından itibaren 3 saat olarak uygulanmaya başlanmıştır. Dersin içeriği de yeni
gelişmelere ve düzenlemelere bağlı olarak güncellenmiştir.
Ders notunun bu alanda ilgilenenlere ve öğrencilere yararlı olmasını dilerim. Saygılarımla.
Trabzon 2015
Yrd.Doç.Dr. Kemal ÜÇÜNCÜ
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
İÇİNDEKİLER
BÖLÜM I
TEMEL KAVRAMLAR
1. MAKİNA İLE İLGİLİ TEMEL KAVRAMLAR
1.1. MAKİNANIN TANIMI VE ÖZELLİKLERİ
1.2. MAKİNANIN VERİMİ
1.3. MAKİNALARIN SINIFLANDIRILMASI
1.4. MAKİNA ELEMANLARI
1.4.1. Makina Elemanlarının Sınıflandırılması
1.4.1.1. Bağlama Elemanları
1.4.1.2. Hareket İletim Elemanları
1.4.2. Makinaların Bellibaşlı Elemanları
1.4.2.1. Gövde
1.4.2.2. Tabla
1.4.2.3. Siper
1.4.2.4. Kızak
1.4.2.5. Koruyucu Kapak
1.4.2.6. Kolon (sütun)
1.4.2.7. Konsol
1.4.2.8. Mandal
1.4.2.9. Pedal
1.4.2.10. Bağlama düzeni
1.4.2.11. Sevk Düzeni
1.4.2.12. Ayar Düzeni
1.4.2.13. Kesici
1.4.2.14. Mil
1.4.2.15. Yatak
1.4.2.16. Yastık
1.4.2.17. Kasnak
1.4.2.18. Kayış
1.4.2.19. Dişli
1.4.2.20. Kavrama
1.4.2.21. Bilezik
1.4.2.22. Conta ve Salmastra
2. STANDARTLAR VE SPESİFİKASYONLAR
2.1. STANDART VE STANDARTLAŞTIRMA
2.2. STANDARTLAŞTIRMANIN AMAÇLARI VE UYGULAMA ALANLARI
2.3. STANDART TİPLERİ
2.4. STANDART SAYI DİZİLERİ
2.5. SPESİFİKASYON
3.
ÜRETİM TEKNOLOJİSİ
3.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
3.2. BİLGİSAYARLA TÜMLEŞİK ÜRETİM
3.3. BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM
3.4. BİLGİSAYAR DESTEKLİ ÜRETİM
3.5. HÜCRESEL ÜRETİM SİSTEMLERİ VE GRUP TEKNOLOJİSİ
3.6. ESNEK ÜRETİM SİSTEMLERİ
3.7. ROBOTLAR
3.8. NC VE CNC TEZGAHLARI
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
4
MAKİNA BİLGİSİ
3.9. ENDÜSTRİYEL OTOMASYON
4.
ENERJİ VE ENERJİ KAYNAKLARI
4.1. ENERJİNİN TANIMI VE ÇEŞİTLERİ
4.2. ENERJİ KAYNAKLARININ TANIMI VE ÇEŞİTLERİ
4.2.1. Yenilenemez Enerji Kaynakları
4.2.1.1. Fosil Yakıtlar
4.2.1.2. Nükleer Enerji
4.2.2. Yenilenebilir Enerji Kaynakları
4.2.2.1. Su Enerjisi
4.2.2.2. Rüzgar Enerjisi
4.2.2.3. Güneş Enerjisi
4.2.2.4. Dalga ve Gelgit Enerjisi
4.2.2.5. Biyo (Organik) Yakıt
4.2.2.6. Jeotermal Enerji
4.2.2.7. Hidrojen Enerjisi
4.2.2.8. Okyanus Enerjisi
4.2.3. Enerji Üretimi ve Tüketimi
4.2.4. Enerji Tasarrufu ve Verimliliği
4.2.5. Enerji Kirliliği ve Küresel Isınma
5.
TASARIM VE MALZEME BİLİMİ
5.1. TASARIM VE KONSTRÜKSİYON
5.2. TASARIM MALZEMELERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ
6.
BASİT MUKAVEMET HALLERİ
6.1. MUKAVEMET KAVRAMI
6.2. EMNİYET GERİLMESİ
6.3. BOYUTLANDIRMA PROBLEMLERİ
6.4. MUKAVEMET HESAPLARINDA TASARIM AŞAMALARI
6.5. MUKAVEMET HESAPLARI
6.5.1. Çekme Gerilmesi
6.5.2. Kesme (makaslama) Gerilmesi
6.5.3. Basma Gerilmesi
6.5.4. Eğilme Gerilmesi
6.5.5. Burulma Gerilmesi
6.5.6. Eşdeğer Gerilme (Eğilme + Burulma)
BÖLÜM II
BAĞLAMA ELEMANLARI
7.
KAYNAK BAĞLANTILARI
7.1. KAYNAK TANIMI VE ÇEŞİTLERİ
7.2. KAYNAK BAĞLANTILARININ ÖZELLİKLERİ
7.3. KAYNAK USULLERİ
7.3.1. Gaz Ergitme Kaynağı
7.3.2. Elektrik Ark Kaynağı
7.3.2.1. Açık Ark Kaynağı
7.3.3. Kapalı Ark Kaynağı
7.4. KAYNAK BAĞLANTI DAYANIMINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER
7.5. KAYNAK BAĞLANTILARININ KONTROLÜ
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
5
MAKİNA BİLGİSİ
7.6. KAYNAKLI KONSTRÜKSİYON MALZEMELERİ
8. LEHİM BAĞLANTILARI
9.
YAPIŞTIRMA BAĞLANTILARI
10. PERÇİN BAĞLANTILARI
10.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
10.2. PERÇİNLEME
10.3. PERÇİN DİKİŞ ŞEKİLLERİ
10.4. PERÇİN MALZEMELERİ
10.5. PERÇİNLERİN BOYUTLANDIRILMASI
10.5.1. Çekme Gerilmesi
10.5.2. Ezme Gerilmesi
10.5.3. Perçin Sacının Yırtılması
11. CIVATA – SOMUN BAĞLANTILARI
11.1. TANIM VE KULLANIM YERLERİ
11.2. VİDA PROFİLLERİ
11.3. CIVATA VE SOMUN ÇEŞİTLERİ
11.4. CIVATA VE SOMUN BAĞLANTILARININ YAPILMASI
11.5. CIVATA SOMUN MALZEMELERİ
11.6. CIVATALARIN BOYUTLANDIRILMASI
BÖLÜM III
HAREKET İLETİM ELEMANLARI
12. MİLLER VE AKSLAR
12.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
12.2. MİL MALZEMELERİ
12.3. MİLLERİN MUKAVEMET HESABI
12.3.1. Millerin Burulmaya Zorlanması
12.3.2. Millerin Eğilmeye Zorlanması
13. KAMALAR
13.1. ENİNE KAMALAR
13.2. BOYUNA KAMALAR
13.3. UYGU KAMALARI
13.4. UYGU KAMALARININ HESAPLANMASI
14. PİM VE PERNOLAR
14.1. PİMLER
14.2. PERNOLAR
14.3. PİM-PERNO MALZEMELERİ
14.3.1. Pim Malzemeleri
14.3.2. Perno Malzemeleri
14.4. PERNO HESABI
14.4.1. Yüzey Basıncı ve Ezilme
14.4.2. Eğilme
14.4.3. Kesilme
15. YAYLAR
15.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
15.2. YAY KARAKTERİSTİKLERİ
15.3. YAY SİSTEMLERİ
15.4. YAY MALZEMELERİ
16.
MİL – GÖBEK BAĞLANTILARI
16.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
16.2. KAMALI MİL-GÖBEK BAĞLANTILARI
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
6
MAKİNA BİLGİSİ
16.3. KONİK GEÇMELER
16.4. SIKMA GEÇMELER
16.5. SIKI GEÇMELER
16.6. PİM BAĞLANTILARI
16.7. PERNO BAĞLANTILARI
17.
YATAKLAR
17.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
17.2. KAYMALI YATAKLAR
17.3. YUVARLANMALI (RULMANLI) YATAKLAR
17.3.1. Tanım ve Sınıflandırma
17.3.2. Rulmanlı Yatakların Özellikleri
17.3.3. Rulmanlı Yatakların Sakıncaları
17.4. YATAKLARDA SÜRTÜNME VE YATAKLARIN YAĞLANMASI
17.5. YATAK MALZEMELERİ
17.5.1. Rulmanlı Yatak Malzemeleri
17.5.2. Kaymalı Yatak Malzemeleri
17.6. YAĞLAR VE YAĞLAMA
17.6.1. Tanım ve Sınıflandırma
17.6.2. Yağlamanın Faydaları
17.6.3. Yağların Görevleri
17.6.4. Yağ Çeşitleri
17.6.5. Viskozite
17.6.6. Yağlama Sistemleri
17.6.6.1. Elle Yağlama
17.6.6.2. Otomatik Yağlama
17.6.6.3. Basınçlı Yağlama
18.
KAVRAMALAR
18.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
18.2. RİJİT KAVRAMALAR
18.2.1. Bilezikli kavramalar
18.2.2. Manşonlu Kavrama
18.2.3. Flanşlı Kavrama
18.2.4. Sellers Kavraması
18.3. OYNAK KAVRAMALAR
18.3.1. Genleşmeli Kavrama
18.3.2. Elastik Kavramalar
18.3.3. Kardan Kavraması
18.3.4. Oldham Kavraması
18.4. ÇÖZÜLEBİLİR KAVRAMALAR
18.4.1. Dişli Kavrama
18.4.2. Lamelli Kavrama
18.4.3. Sürtünmeli Kavrama
18.4.4. Emniyet Kavraması
18.4.5. Hidrolik Kavrama
18.4.6. Otomatik Kavrama
19.
KASNAK – KAYIŞ DÜZENLERİ
19.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
19.2. KASNAKLAR
19.2.1. Tanım ve Sınıflandırma
19.2.2. Güç ve Hareket Kasnakları
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
7
MAKİNA BİLGİSİ
19.2.2.1. Düz Kasnaklar
19.2.2.2. Kademeli Kasnaklar
19.2.2.3. Konik Kasnaklar
19.2.3. Kılavuz Kasnaklar
19.2.4. Gergi Kasnakları
19.3. KASNAKLARDA ÇAP VE DÖNÜŞÜM ORANLARI
19.4. KAYIŞLAR
19.4.1. Tanım ve Sınıflandırma
19.4.2. Düz Kayışlar
19.4.3. Trapez (V) kayışlar
19.4.4. Yuvarlak Kayışlar
19.4.5. Dişli Kayışlar
19.4.6. Mafsallı Kayışlar
20. ZİNCİRLER VE ZİNCİR DİŞLİÇARKLARI
21.
DİŞLİ ÇARK SİSTEMLERİ
21.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
21.1.1. Düz Dişli Çarklar
21.1.2. Helisel Dişli Çarklar
21.1.3. Konik Dişli Çarklar
21.1.4. Sonsuz Vida ve Dişli Çarkı
21.1.5. Kremayer ve Dişli Çarkı
21.2. REDÜKTÖRLER
21.3. DİŞLİ ÇARKLARDA HIZ VE BOYUTLAR
BÖLÜM IV
İŞ MAKİNALARI
22. KALDIRMA VE TAŞIMA MAKİNALARI
22.1. MALZEME TAŞIMA KAVRAMI
22.2. MALZEMELERİN SINIFLANDIRILMASI
22.3. KALDIRMA VE TAŞIMA MAKİNALARININ SINIFLANDIRILMASI
22.4. KALDIRMA VE TAŞIMA MAKİNALARININ GÖREVLERİ
22.5. KALDIRMA MAKİNALARININ ELEMANLARI VE TERTİBATLARI
22.5.1. Halatlar
22.5.2. Zincirler
22.5.3. Makaralar ve Palangalar
22.5.3.1. Makaralar
22.5.3.2.Palangalar
22.5.4. Kancalar
22.5.5. Tamburlar
22.5.6. Akslar
22.5.7. Kepçeler
22.5.8. Frenler
22.5.9. Kilitler
22.5.10. Tekerlek ve Raylar
22.5.11. Motorlar
22.5.12. Krikolar
22.5.13. Çıkrıklar
22.6. VİNÇLER
22.7. KRENLER
22.7.1. Köprülü Krenler
22.7.2. Kollu Krenler
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
8
MAKİNA BİLGİSİ
22.8. KONVEYÖRLER
22.8.1. Kaymalı Konveyörler
22.8.2. Bantlı Konveyörler
22.8.3. Zincirli Konveyörler
22.8.4. Pnömatik Konveyörler
22.8.5. Helisel Konveyörler
22.8.6. Titreşimli Konveyörler
22.9. ELEVATÖRLER
22.9.1. Kovalı Elevatörler
22.9.2. Pnömatik Elevatörler
22.9.3. Zincirli Elevatörler
22.9.4. Archimedes Burgulu Elevatörler
22.10. ASANSÖRLER
22.11. FORKLİFTLER
22.12. İNSAN GÜCÜ
22.13. OTOMATİK KONTROLLÜ ARAÇ SİSTEMLERİ
22.14. OTOMATİK DEPOLAMA VE BULUP GETİRME SİSTEMLERİ
22.15. ÇEKMELİK VE PALETLER
23.
KOMPRESÖRLER
23.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
23.2. PİSTONLU KOMPRESÖRLER
23.3. TURBO (SANTRİFÜJ) KOMPRESÖRLER
23.4. VİDALI KOMPRESÖRLER
23.5. PALETLİ KOMPRESÖRLER
24.
VANTİLATÖRLER
24.1. VATİLATÖR TANIMI VE SINIFLANDIRMA
24.2. SANTRİFÜJ VANTİLATÖRLER
24.3. HELİKOİDAL VANTİLATÖRLER
24.4. EKSENEL VANTİLATÖRLER
24.5. VANTİLATÖR KANUNLARI
24.6. VANTİLATÖRLERİN TERSİNİRLİK ÖZELLİĞİ
24.7. GÜRÜLTÜ VE TİTREŞİMİN YALITIMI
24.8. VANTİLATÖR SEÇİMİ
25. HİDROLİK PRES
26.
SU POMPALARI
26.1. SU MAKİNALARI TANIMI VE SINIFLANDIRMA
26.2. SU POMPALARI TANIMI VE SINIFLANDIRMA
26.3. HACİMSEL POMPALAR
26.3.1. Pistonlu Pompalar
26.3.2. Dişli Pompalar
26.3.3. Paletli Pompalar
26.3.4. Diyaframlı Pompalar
26.4. SANTRİFÜJ POMPALAR
26.5. SANTRİFÜJ POMPALARIN KARAKTERİSTİK DEĞERLERİ
BÖLÜM V
ISI MAKİNALARI
27.
MOTORLALAR
27.1. TEMEL KAVRAMLAR
27.2. DÖRT ZAMANLI MOTORLAR
27.3. İKİ ZAMANLI MOTORLAR
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
9
MAKİNA BİLGİSİ
27.4. OTTO (BENZİN) MOTORLARI
27.5. DİZEL (DİESEL) MOTORLAR
27.6. SİLİNDİR DİZİLİŞLERİNE GÖRE MOTOR TİPLERİ
27.7. MOTOR ELEMANLARI
27.7.1. Motor Sabit Elemanları
27.7.2. Motorun Hareketli Elemanları
27.7.3. Yakıt Donanımı
27.7.3.1. Otto Motorlarında Yakıt Donanımı
27.7.3.2. Diesel Motorlarında Yakıt Donanımı
27.7.4. Elektrik Donanımı
27.7.5. Yağlama Sistemi
27.7.6. Soğutma Sistemi
27.7.7. Vuruntu
27.7.7.1. Otto Motorlarında Vuruntu
27.7.7.2. Diesel Motorlarında Vuruntu
27.7.8. MOTORLARDA GÜÇ HESABI
27.7.9. MOTOR SEÇİMİ
28.
BUHAR KAZANLARI
28.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
28.2. SU BUHARI
28.3. ALEV BORULU KAZANLAR
28.4. DUMAN BORULU KAZANLAR
28.5. SU BORULU KAZANLAR
28.6. ÖZEL KAZANLAR
28.7. BUHAR KAZANLARI YARDIMCI ELEMANLARI
28.8. BUHAR KAZANLARI ISIL HESAPLARI
28.9. YAKACAK OCAKLARI
28.10. KAZAN BESLEME SUYU
29.
ISI POMPASI
29.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
29.2. MEKANİK ISI POMPASI
29.3. TERMİK ISI POMPALARI
29.3.1. Absorpsiyonlu ısı pompası
29.3.2. Adsorpsiyonlu ısı pompası
29.4. ISI POMPASI ELEMANLARI
29.4.1. Kompresör
29.4.2. Yoğuşturucular (Kondanserler)
29.4.3. Buharlaştırıcılar (Evporatörler)
29.4.4. Genleşme Valfı
29.5. YARDIMCI KONROL ELEMANLARI
29.5.1. Manometre
29.5.2. Termometre
29.5.3. Alçak ve Yüksek Basınç Preosastatı
29.5.4. Diferansiyel Yağ Basıncı Preosastatı
29.5.5. Yağ Ayırıcı
29.5.6. Sıvı Tankı
29.5.7. Kurutucu Filtre
29.5.8. Gözetleme Camı
29.5.9. Çek Valf
29.5.10. Selenoid Valfler
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
10
MAKİNA BİLGİSİ
29.5.11. İşletme Termostatı
29.5.12. Akümülatör
29.5.13. Basınç Düşürücü Vanalar
29.5.14. Basınç Regülatörleri
29.5.15. Isı Eşanjörleri
29.5.16. Susturucular
29.5.17. Dört Yollu Vana
29.6. ISI POMPASI SİSTEMLERİ
29.6.1. Hava / Su Isı Pompası Sistemleri
29.6.2. Yeraltı Suyu Isı Pompası Sistemleri
29.6.3. Toprak Kaynaklı Isı Pompası Sistemleri
29.6.3.1. Yatay Sistem
29.6.3.2. Dikey sistem
29.7. TERMODİNAMİK ÇEVRİM
29.8. SOĞUTUCU AKIŞKANLAR
30. EKLER
KAYNAKLAR
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
11
MAKİNA BİLGİSİ
12
BÖLÜM I
TEMEL KAVRAMLAR
1.
MAKİNA İLE İLGİLİ TEMEL KAVRAMLAR
1.1. MAKİNANIN TANIMI VE ÖZELLİKLERİ
Herhangi bir enerjiyi başka bir enerji biçimine dönüştüren veya enerji harcayarak iş yapan
düzeneklere makina 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 makina 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.
1.2. MAKİNANIN VERİMİ
Verim, bir sistemin çıktısının girdisine oranıdır.
η=
Ç
(1.1)
Makine için çıktı yaptığı iş, girdi ise makinanın harcadığı enejidir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
13
Makinanın yaptığı işin (W) harcadığı enerjiye (E) oranına makinanın verimi (η) denir, (1.2)
nolu eşitlikle ifade edilir.
η=
(1.2)
Makina bünyesindeki hareketli yüzeyler arasında her zaman mevcut olan sürtünme kuvvetleri
sebebiyle, makinalardan elde edilen enerji veya iş, daima makinaya verilen enerjiden daha
azdır. Bu nedenle makinanın verimi 0 – 1 arasında değerler alır.
1.3. MAKİNALARIN SINIFLANDIRILMASI
Makinalar, “gördükleri işe” ve “uzmanlaşmaya ve farklılaşmaya” göre iki gruba ayrılır.
Şekil 1.1. Makinaların sınıflandırılması
Şekil 1.2. Kuvvet ve iş makinası bağlantısı
Makinalar, “gördükleri işe” göre iki gruba ayrılırlar;
1) Kuvvet makinaları (birincil/devindirici makinalar)
2) İş makinaları (ikincil/işlemci makinalar)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
14
Doğal kaynaklardan veya yapay yollardan elde edilen kuvveti mekanik enerjiye dönüştürmek
suretiyle iş makinaları için dönme veya gidip-gelme hareketi sağlayan makinalara kuvvet
makinaları 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 iş makinaları 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.
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.
1.4. MAKİNA ELEMANLARI
1.4.1. Makina Elemanlarının Sınıflandırılması
Makinalar çeşitli parçaların birleşmesinden meydana gelir. Her makinada benzer özelliklerden
dolayı gruplara ayırabileceğimiz elemanlar vardır. Makina elemanlarının ana konuları,
bağlama elemanları, taşıma elemanları, destek elemanları, enerji biriktirme elemanları, irtibat
elemanları, güç ve hareket iletim elemanlarıdır.
Makina elemanları aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
15
Şekil 1.3. Makina elemanlarının sınıflandırılması
1.4.1.1. Bağlama Elemanları
Makina elemanlarının önemli bir grubunu oluşturan bağlama elemanları da birbirine benzer
özellik gösteren elemanlar grubudur.
Bağlama elemanları, iki veya daha çok elemanı birbirine veya makinaları temele bağlayan
elemanlardır. Bağlama elemanları iki veya daha fazla sayıda makina 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.
Bunlara kaynak, lehim, yapıştırma, perçin, civata, pim, perno, kama, mil-göbek, sıkı geçme
bağlantıları örnek olarak verilebilir. Bu elemanların dayanımları, kullanım şekilleri ve
maliyetleri birbirinden farklıdır. Kullanılacağı yere göre ve kullanım amacına bağlı olarak
istenilen bağlama elemanı seçilir. Kaynak, lehim ve perçin gibi bazı bağlama elemanları
kullanıldıktan sonra sökülüp bir daha kullanılamazlar. Ama cıvata gibi bazı bağlama
elemanları takılıp sökülüp tekrar tekrar kullanılabilirler.
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).
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
16
Şekil 1.4. Sökülme durumlarına göre bağlama elemanlarının sınıflandırılması
Bağlantı şekilleri, “bağlantının yapılma prensibi”ne göre üç gruba ayrılır; malzeme bağlı
bağlantılar, kuvvet bağlı bağlantılar ve şekil bağlı bağlantılar.
Şekil 1.5. Bağlantı yapılma prensibine göre bağlama elemanlarının sınıflandırılması
1) Malzeme bağlı bağlantılar
Parçalar bağlantı yerinde malzemenin birleşmesi ile çözülemeyecek biçimde bağlanır
(kaynak, lehim, yapıştırma bağlantıları).
2) Şekil bağlı bağlantılar
Kuvvet ve hareket iletimi bağlantı elemanının şekli ile sağlanır (paralel kama = feder, pim,
perno, perçin bağlantıları).
3) 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,
cıvata-somun bağlantıları).
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
17
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.
1.4.1.2. Hareket İletim Elemanları
a) Mekanik enerji biriktirme elemanları: Belirli bir enerjiyi şekil değiştirme ile
biriktiren ve bunu istenildiği durumda geri veren elemanlardır. Yaylar mekanik enerji
biriktirme elemanlarıdır. Kendilerine bir kuvvet uygulandığında şekil değiştirerek bu kuvveti
depolama ve kuvvet kaldırıldığında bu kuvvetleri geri verebilme özellikleri vardır.
b) Taşıma elemanları: Dişli çark, kasnak, volan gibi silindirik dönel elemanları taşıyan
elemanlardır. Örneğin, mil ve aks bağlantıları. Akslar dönmekte olan elemanları sadece
taşırlar. Aksların kuvvet iletme görevleri yoktur. Miller ise hem bu elemanları taşırlar, hem de
birinden diğerine bir kuvvet aktarırlar. Bu nedenle akslarda sadece bir eğilme momenti
meydana gelir. Millerde ise yaptıkları görev nedeniyle hem eğilme momenti hem burulma
momenti meydana gelir.
c) Destekleme elemanları: Genellikle hareket halindeki elemanları desteklemek
amacıyla kullanılır. Örneğin kaymalı yataklar; Bir milin yüzeyi üzerinde kayarak dönmesini
sağlayan elemanlara kaymalı yatak denir. Kaymalı yatakta birinci amaç mil ile yatak arasında
kalın bir yağ filmi oluşturarak metalin metale temasını engellemek, böylece sürtünme yi
düşürmek ve aşınmayı ortadan kaldırmaktır.
d) İrtibat elemanları: İki eleman arasında genellikle eksenel yönden irtibat sağlayan
elemanlardır. Örneğin kavramalar; Kavramalar, aynı doğrultu üzerinde dönmekte olan iki mil
arasındaki hareket bağlantısını kesmek ya da birinin hareketini öbürüne iletmek için
kullanılan elemanlardır.
e) Güç ve hareket iletim elemanları: Makinanın esas fonksiyonunu yerine getiren ve
makinanın güç kaynağından iş kısmına doğru enerji akışını sağlayan elemanlardır. Örneğin,
dişli çark, kayış-kasnak mekanizmaları, zincir bağlantıları.
Konstrüksiyon, herhangi bir teknik sistemin belirlenmesi, uygulanacak fiziksel prensiplerin
saptanması, bu prensipleri sağlayan elemanların seçimi, bunların montaj ve parça resimlerinin
hazırlanmasına kadar geçen bütün faaliyetleri kapsamaktadır.
1.4.2. 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.
1.4.2.1. 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 1.6’da torna tezgahında gövde elemanı görülmektedir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
18
Şekil 1.6. Torna tezgahı ve elemanları
1.4.2.2. 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.
1.4.2.3. 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.
1.4.2.4. 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.
Şekil 1.7. Kızak düzeni (T tipi)
1.4.2.5. Koruyucu Kapak
Güvenlik ve temizlik sağlamak amacıyla makinanın hareketli kısımları (motor, kasnak-kayış,
dişli, vb.) koruyucu kapaklarla örtülür. Şekil 1.6’da şerit testere tezgahında kullanılan
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
19
koruyucu kapak sayesinde şeritin kopması halinde çervreye kontrolsuz fırlaması önlenerek
olabilecek muhtemel tehlikelerden korunma sağlanmaktadır.
Şekil 1.8. Şerit testere tezgahı
Şekil 1.9. Planya tezgahı
1.4.2.6. Kolon (sütun)
Makinanın düşey konumdaki silindirik, prizmatik şekilli destek elemanına kolon denir. Sütun
olarak da ifade edilmektedir.
1.4.2.7. Konsol
Makinanın değişik kısımlarını makine gövdesine veya duvara bağlamak için kullanılan
elemanlara konsol denir.
1.4.2.8. Mandal
Makina üzerinde, ayar ve sevk hareketlerinin sadece bir yönde yapılmasına izin veren veya
tamamen durduran düzenlere mandal denir. Mandal dişli mekanizmalarda (bisiklet arka
tekerleği, sarkaçlı saatler, vb.) kullanılan mandal, dişlinin bir yönde dönmesine izin verirken
diğer yöde kilitlenmesini sağlar.
1.4.2.9. Pedal
Hareket değiştiren kumanda elemanlarının ayakla kontrol edilmesine yarayan düzene pedal
denir (taşıtlarda gaz, fren ve debriyaj pedalı, bisiklet pedalı, vb.).
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
20
Şekil 1.10. Matkap tezgahı
Şekil 1.11. Freze tezgahı
1.4.2.10. 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 1.12. Bağlama düzeni
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
21
1.4.2.11. Sevk Düzeni
İş parçasını makine üzerinde hareket ettiren düzene sevk düzeni denir. Başlıca sevk düzenleri
şunlardır:
a)
b)
c)
d)
Parçayı makine tablası üzerinde elle iterek sürmek.
Özellikle uzun ve ağır parçaları silindirik sehpalar üzerinde iterek sürmek.
Parçayı, tekerlekli veya kızaklı bir bağlama düzeni ile birlikte iterek sürmek.
Otomatik sevk düzeni: iş parçasını kendi kendine iterek makinadan geçiren sevk
düzenidir.
Şekil 1.13. Sevk düzeni: parçaların elle itilerek sürülmesi
1.4.2.12. 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.
1.4.2.13. 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 1.14. Kesiciler
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
22
1.4.2.14. 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 1.15. Mil
1.4.2.15. 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 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 1.16. Yataklar
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
23
1.4.2.16. Yastık
Mil yataklarına desteklik yapan ve yatakları içine alan taşıyıcı elemanlara yastık denir.
1.4.2.17. Kasnak
Bir iletim elemanı (kayış, zincir) yardımıyla hareket iletiminde kullanılan tekerlek
biçimindeki elemanlara kasnak denir. Dökme demir veya çelikten yapılır.
1.4.2.18. 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.
1.4.2.19. 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 1.17. Kasnak ve kayış
Şekil 1.18. Dişli çark
1.4.2.20. 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 1.19. Kavrama
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
24
1.4.2.21. Bilezik
Dairesel boşlukların çapını değiştirmeye veya sıkma elemanları arasındaki boşlukları
doldurmaya yarayan elemanlardır. Bilezikler, kullanım amacına göre burç, hakla ve rondela
şeklinde ifade edilirler.
1.4.2.22. 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 1.20. Conta ve salmastra
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
25
2. STANDARTLAR VE SPESİFİKASYONLAR
2.1. STANDART VE STANDARTLAŞTIRMA
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.
Standart Latince kökenli “norm” kelimesinin karşılığı olarak dilimize Fransızcadan girmiştir.
“Belirli ölçüye uyarlamak, ayarlamak, normalleştirmek ve tek biçim” anlamında kullanılır.
Üretilen her cins malın biçim, kalite, emniyet ve temel ölçüler bakımından esaslara
bağlanması gerekir. Endüstri üretiminin teknik ve ekonomik bakımdan bir esasa bağlanması,
kullanılan aletlere uygun biçimler verilmesi için Almanya 1917 yılında ilk standartlaşma
çalışmalarını başlatmıştır. Bu çalışmalar DIN sembolü taşıyan yapraklar halinde
yayınlanmıştır. Bu standartlara ilgili bütün kuruluşlar uymak zorundadır. Almanlar gibi diğer
ülkeler de kendilerine özgü standartlar hazırlamışlardır.
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 devletlerarasında standartlarda bir birlik
temin etmek amacıyla Uluslar arası Standartlar Örgütü (ISO - International Standardization
Organization) 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. Ülkemizde standartlaşma faaliyetleri
Türk Standartları Enstitüsü (TSE) tarafından yapılmaktadır. Uzun yıllar DIN ve ISO
standartları benimsenmiş ve 1960 yılında kurulan TSE binlerce standart yayınlamıştır. TSE,
standartlaştırdığı her bilgi şekil ve ürün için birer numara verir. Ve bunları yayınlar.
2.2. STANDARTLAŞTIRMANIN AMAÇLARI VE UYGULAMA ALANLARI
Standartlaştırmanın başlıca amaçları aşağıda ifade edilmiştir:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Ürün veya parçalarda çeşit sayısını azaltarak üretim maliyetlerini düşürmek
Üretim planlama ve programlamlarını basitleştirerek kapasite kayıplarını azaltmak
İşçilik ve makina verimliliğini artırmak
Malzeme kayıplarını azaltmak
Malzeme ve parça tedarik olanaklarını geliştirmek
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
26
Standartlaştırma aşağıdaki alanlarda kullanılır:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
Boyutlandırma ve ölçme
Terminoloji ve sembolik belirleme
Ürün tasarımı ve imlat işlemleri
Haberleşme
Hizmet faaliyetleri
Ürün tanımlama ve sınıflandırmaları
Mal ve can güvenliği
2.3. STANDART TİPLERİ
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.
2.4. STANDART SAYI DİZİLERİ
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.
2.
terim: 1,0
terim: 1,0 x1,585  1,6
3.
terim: 1,0 x1,585 x1,585  (1,585) 2  2,5
4.
terim: 1,0 x1,585 x1,585 x1,585  1,5853  4,0
5.
terim: 1,0 x1,585 x1,585 x1,585 x1,585  1,5854  6,3
6.
terim: 1,0 x1,585 x1,585 x1,585 x1,585 x1,585  1,5855  10,0
olarak hesaplanır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
27
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.
Tablo 2.1. 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
2.5. SPESİFİKASYON
Uluslar arası Standardizasyon Teşkilatı (ISO) tarafından Standardizasyon, belirli bir faaliyetle
ilgili olarak ekonomik fayda sağlamak üzere bütün ilgili tarafların yardım ve iş birliği ile
belirli kurallar koyarak bunları uygulama işlemi olarak tarif edilmektedir.
Spesifikasyon ise, 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
3.
28
ÜRETİM TEKNOLOJİSİ
3.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
Teknoloji, mal ve hizmet üretiminde kullanılan üretim bilgisi ve bu bilginin türetilme ve
kullanılma becerisidir. Buna göre teknoloji kısaca, “üretimle ilgili bilgi birikimi” olarak
tanımlanabilir.
Teknoloji, insanoğlu var olduğu günden bugüne kadar, doğayla olan ilişkisinde, kendi
ihtiyaçlarını karşılayabilmek için çeşitli ilkel aletleri kullanmaktan, bilgisayar destekli üretime
gelene kadar uzun bir tarihsel süreç geçirmiştir. Bu süreçte, sadece kendisi için kullanım
değeri olan mal ya da eşya üretiminde kullanılan ilkel teknikler, günümüzde yerlerini yeniye,
daha karmaşık ve gelişmiş tekniklere terk etmiştir. Dolayısıyla, üretim süreci daha küçük
parçalara ayrılmış, insan emeğinin niteliği yaratılan yeni teknikler ve organizasyonlarla
azaltılmıştır.
Fredercik Winslow Taylor ile birlikte tasarlama ve uygulama birbirinden ayrılarak, üretim
bilgisi tek elde toplanmaya başlanmış, yeni teknolojilerle insan emeğinin ve işgücünün
üretkenliği artırılmıştır. Ancak, bu gelişmeler insanı teknolojinin mekanik bir elemanı haline
gelmiştir, daha pasif bir üretim faktörü durumunda bırakmıştır. Günümüzde gelişmiş
ülkelerde NC tezgahlarının toplam takım tezgahları içindeki oranı % 40’ın üzerine çıkmıştır.
MÖ 10 binli yıllara ait çivi görünümünde dolgu taş resimde elle yapılmış ya da kemik aletler,
kancalar ve taştan yapılmış çeşitli malzemeler görülmektedir. Bu bulgular, teknolojiyi
kullanan medeni insanların yaşadığı bir döneme işaret etmektedir.
Türkiye’de Teknoloji, Osmanlı İmparatorluğu’ndan itibaren dış müdahalelerin etkisinde
kalmış, kendi iç dinamizmi ile gelişememiştir. Dolayısıyla teknoloji üretimi, sanayi ve
üretimin kendisiyle direkt ilgili olduğundan, ulusal teknolojik bilgi üretimi ve birikimi
sağlanamamıştır. 1950’li yıllarla birlikte yabancı sermaye ve teknoloji girişi ithal-ikameci
politika adı altında teknoloji transferi, know- how, patent hakkı gibi isimlerle teknolojik
bağımlılık sağlanmıştır.
Teknolojik yenilikler, mal ve hizmet üretiminin miktar ve kalitesini artıran, yeni endüstri
dallarının ve yeni iş alanlarının doğmasına sağlayan değişimlerdir. Bu bakımdan, teknolojik
yenilikler ekonominin gelişmesini, toplumun refah düzeyinin yükselmesini ve
yaygınlaşmasını etkileyen önemli bir faktördür. İşletmeler arasında teknolojik yenilikler
açısından bir rekabet ortamının doğmasından dolayı tüketiciler daha kaliteli ve ucuz mal alma
olanağına kavuşurlar. Teknolojik yeniliklerin işletmeler açısından önemi ise, uzun dönem
karlılık ve büyüme konularında ortaya çıkmaktadır. Bir işletmenin gerçekleştirdiği yenilik,
başlangıçta ilgili endüstri dalında, daha sonra da bütün endüstride uyarıcı bir rol oynayarak
yeni ürün ve üretim işlemlerinin geliştirilmesine olanak sağlar.
Günümüzde ileri işletmeler otomasyon uygulamaları ile geleneksel üretim uygulayan
işletmelerde göre üretimde verimlilik, kalite, üretkenlik ve miktar gibi kriterlerde önemli
üstünlük sağlamışlarıdr.
Üretim teknolojileri, sadece üretim sahasındaki değişimi değil bunun yanında yönetsel
sistemlerde ve üretim uygulamalarında ürünün tasarımı ve mühendislik faaliyetlerini de
kapsayan yeni teknikler ve bu tekniklerin bilgisidir.
Üretim teknolojilerinin sınıflandırılması
1) Ürün tasarım teknolojileri
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
29
a. Bilgisayar destekli tasarım (BDT – CAD)
b. Bilgisayar destekli mühendislik (BDM – CAE)
c. Otomatik çizim teknolojileri
2) Süreç teknolojileri
a. Esnek Üretim Sistemleri
b. Nümerik ve bilgisayar kontrollü nümerik tezgahlar (CNC – NC)
3) Lojistik/Tedarik planlama teknolojileri
Bu gruptaki teknolojileri hammaddenin eldeedilmesinden son ürününü ulaştırılmasına kadar
olanmalzeme akışlarının kontrolüne ve izlenmesine olanaksağlar. İşlemler üretim
programlama sistemlerin, üretim hattı kontrol sistemlerini ve malzeme ihtiyaç planlaması
sistemlerini içerir.
4) Bilgi değişim teknolojileri
Bu son teknolojiler, yukarıda süreç, ürün ve lojistik/tedarik teknolojileri olarak açıklanan üç
teknoloji grubu arasındaki bilgi akışının depolanmasını ve değişimini kolaylaştırır. Fabrika
içinde ağ kurmaya yarayan teknolojiler bu grup içerisinde yer almaktadır
3.2. BİLGİSAYARLA TÜMLEŞİK ÜRETİM
Bilgisayarla tümleşik üretim (BTÜ; CIM - Computer Integrated Manufacturing), bilgisayar
teknolojisinin üretim alanındaki amacı mühendislik ve işletim etkinliklerini aynı çatı altında
toplamaktır. Değişik teknolojilerin kullanılmasıyla otomasyon ve insan bütünlüğünü
amaçlamaktadır. BTÜ aynı zamanda ticari veri işlemlerin kullanılarak siparişlerin alınması,
malzeme girdilerinin yapılması vebunlara göre de üretimin planlamasını desteklemektedir.
Bilgisayarlı Tümleşik Üretimin Yapı Taşları






Bilgisayarla tümleşik üretim (CIM)
Bilgisayar testekli tasarım (CAD)
Bilgisayar destekli üretim (CAM)
Otomatik malzeme taşıma (AHM)
Yerel ağ ağı (LAN)
Yönetim bilgi sitemi (MIS).
3.3. BİLGİSAYAR DESTEKLİ TASARIM
Bilgisayar destekli üretim (BDÜ; CAD- Computer Aided Design), imalatı yapılması
düşünülen ürünün tasarımı ve analizini yapabilmek için tamamen bilgisayarların
kullanılmasıdır. BDT, bilgisayar grafiklerini kullanarak ürün tasarımı yapmaktır. Bilgisayar
destekli üretimin de önemli bir alt birimidir. BDT sayesinde ürün, bilgisayar programları
ekranına taşınabilmektedir. Bu görüntü üzerinde çalışılarak ürünün tasarımında istenilen
değişiklikler yapılabilmektedir. BDT ile yapılan tasarımlardaki sonuçlar, program halinde
bilgisayar sayısal denetimli tezgahlara iletilerek imalatgerçekleştirilir. Böylece otomasyon
için gerekli olan BDT/BDÜ bütünleşmesi sağlanarak üretimde önemli bir hıza ulaşılmış olur.
Üç boyutlu ve iki boyutlu tasarımlar için farklı programlar kullanılabilir.Bunlardan bazıları
şunladır:



Solidworks
Autodesk Maya
AutoCad
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
30
Solidworks 3D CAD çözümleri sizin ve ekibinizin, fikirlerinizi kolayca ürünlere
dönüştürmenizi sağlar. Sezgisel arayüzü ve etkili tasarım özellikleri sayesinde daha akılcı ve
hızlı şekilde ürün geliştirmeye olanak sağlar ve böylece şirketinizin başarısını arttırır.
Kullanımı kolay ancak etkili araç setleri, tasarım bilgisinin net biçimde iletilebilmesi, sanal
prototip oluşturma ve üretime hazır çizim ve verilerin hızlı şekilde oluşturulabilmesi ile
rekabetçi piyasa şartlarında sizlere belirgin bir avantaj sağlar SolidWorks 3D CAD
uygulamasının tüm avantajlarını keşfedin.
Bilgisayar destekli tasarımın yararları:




Tasarımcıların verimliliğini 3-10 kata kadar arttırır
Ürünlerin teknik Ģartlarını içeren imalat bilgileri için bir veri tabanı yaratır.
Önerilen tasarımlar üzerinde mühendislik ve maliyet analizleri yapmaya olanak sağlar.
Bilgisayar üzerinde tasarım yapmak olarak da ifade edilen BDT sistemleri kopyalama,
ölçekleme ve döndürme gibi fonksiyonlar sayesinde tasarımcıya kolaylıklar
sağlamaktadır. Kopyalama sayesinde aynı özelliklere sahip ürünlerin, tekrarlanan
kısımları oluşturulan ürüne aktarılabilir.
3.4. BİLGİSAYAR DESTEKLİ ÜRETİM
Bilgisayar destekli üretim (BDÜ; CAM- Computer Aided Manufacturing) ilk defa 1971
yılında araç dizaynı için kullanılmıştır.
CAM, planlama, yönetme ve bir imalat isleminin kontrolünün doğrudan veya dolaylı olarak
bilgisayar yardımı ile yapılmasıdır.
Bir malzemeyi satışa hazır hale gelmiş ürüne çeviren denetimli üretim teknikleri ile onların ön
hazırlık basamaklarının tamamı olarak ifade edilen bilgisayar destekli üretimde amaç, imalat
sürecinde tezgahların bilgisayarla programlanması ve çalıştırılmasıdır. BDÜ bilgisayar sayısal
kontrollü tezgahlara, robotlara, koordinat ölçüm cihazlarına ve diğer programlanabilir
cihazlara imalat plan ve programları hazırlamak suretiyle, kullanıcılara veri işlem desteği
verme ve hammaddenin satışa hazır hale getirilene kadar bilgisayar kontrollü tekniklerden
yararlanılarak işlenmesidir. BDT geometrik veri tabanında bir parçanın tanımını oluştururken,
BDÜ bu geometrik tanımlamayı yorumlayarak parçanın üretilebilme yollarını tespit
etmektedir. BDÜ, sistem bilgisayarındaki bilgiyi alarak tezgahı hareketegeçirebilmektedir.
CAM’da aşağıdaki aşamalar izlenir:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
Tasarım
Analiz
Çizim
İşlem planlaması
Parça programlama
Parça işleme
Muayene
Günümüzde bilgisayar destekli imalat CNC tezgahlarında yapılmaktadır. Bu tezgahlar 2,3,4,5
eksenli olabilmektedir. Eksen sayısı kesici takımının ve işlenen parçanın bağlı olduğu tablanın
hareket yeteneğini gösterir. Düzlemsel parçalar için 2 eksen yeterli iken, karmaşık yüzeylere
sahip parçaların işlenmesi için 5 eksenli tezgahlar kullanılmaktadır.
Ürün tasarımı aşağıdaki biçimlerde gerçekleştirilir:
 İmalat için Tasarım (Design for
yeterliliklerinin göz önüne alınması.
Manufacturability/Manufacturing):
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
Proses
MAKİNA BİLGİSİ
31
 Montaj için tasarım (Design for Assembly): Monte edilecek parçaların sayısının
azaltılması, montaj sırası ve kolaylığının dikkate alınması.
 Geri dönüşüm için tasarım (Design for Recycling): Materyallerin geri kullanımı ve
çevre kirliliğinin azaltılması
 Yeniden imal etme (Remanufacturing): Kullanılmış ürünlerin eskimiş ve aşınmış
parçalarının değiştirilip yeniden piyasaya sunulması
 Ortak bileşen kullanımı: Benzer ürünlerde aynı parçanın kullanılması
3.5. HÜCRESEL ÜRETİM SİSTEMLERİ VE GRUP TEKNOLOJİSİ
Grup teknolojisi kavramı ilk önce 1950’li yıllarda Rus mühendis Mitrafanov tarafından ortaya
atıldı. Grup Teknolojisi, ürün tasarımı ve üretiminde ürünler arasındaki benzerliklerden
faydalanarak, ürünleri benzerliklerine göre gruplandırmaya dayanan yeni bir üretim
felsefesidir. Hücresel Üretim ise Grup Teknolojisinin atölye düzeyine uygulanmasıdır.
Buradaki anlayış, çok sayıda yapım yerine az sayıda oluşturulan ailelerle çalışmak suretiyle
verimliliği arttırmaktır.
3.6. ESNEK ÜRETİM SİSTEMLERİ
Esnek Üretim Sistemleri (EÜS; FMS - Flexible Manufacturing System), temel olarak
bilgisayar desteği ile çalışan robotlar ve iletim mekanizmaları sayesinde hızlı, güvenilir,
kaliteli ve ekonomik bir üretim sağlar. Farklı parça ve ürünleri önemli bir değişiklik ve tezgah
duruşuna atıl zamana gerek kalmaksızın üretebilme yeteneği olan sistemler.
a. Makine esnekliği,
b. Proses esnekliği,
c. Ürün esnekliği,
d. Rota (yönlendirme) esnekliği,
e. Hacim (miktar) esnekliği,
f. Kapasite artırma (genişleme) esnekliği,
g. Operasyon (işlem) esnekliği,
h. Üretim esnekliği.
3.7. ROBOTLAR
Robot, otonom veya önceden programlanmış görevleri yerine getirebilen elektro-mekanik bir
cihazdır. Robotlar doğrudan bir operatörün kontrolünde çalışabildikleri gibi bağımsız olarak
bir bilgisayar programının kontrolünde de çalışabilir. Robot deyince insan benzeri makineler
akla gelse de robotların çok azı insana benzer. Özellikle otomotiv endüstrisinde çok sayıda
robot kullanılır. Bunların çoğu kol şeklindeki robotlardır. Bunlar parçaları monte eden,
birleştiren, kaynak ve boya yapan robotlardır.
Robotların en önemli özellikleri programlanabilir ve çok fonksiyonlu olmalarıdır. İmalat
hattında programlandıkları görevleri yerine getirebilirler. Genel olarak endüstriyel bir robot üç
kısımdan oluşur. Bunlar, manipülatör, güç kaynağı ve kontrol sistemidir. Robotların
kullanılmasının en önemli sebebi
 Verimliliği artırmak
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ




32
Maliyetleri düşürmek
Kalifiye işçi ihtiyacını karşılamak
Operasyonlarda esneklik yaratmak ve ürünün kalitesini artırmak
İşçileri sıkıcı, yorucu, sağlığa zararlı ve güvenlik yönünden problemli olan
ortamlardan uzaklaştırmak.
3.8. NC VE CNC TEZGAHLARI
Sayısal kontrol (NC –Numerical Control), takım tezgahlarının sayı, harf vb. sembollerden
meydana gelen ve belirli bir mantığa göre kodlanmış komutlar yardımıyla işletilmesidir.
Komutlar ilgili takım tezgahına veri blokları şeklinde yüklenir ve her veri bloku tezgahın
anlayabileceği bir dizi komuttan oluşur. Sayısal kontrol, metal ve metal olmayan her türlü
malzemelerin talaş kaldırmak suretiyle işlenmesinde kullanılan tüm takım tezgahlarında
kullanılır.
NC tezgahlar, 1940’lı yıllardan sonrageleneksel tezgahlara kontrol sistemleri eklenmesi
suretiyle oluşturulmuşlardır. Öncelikle NC tezgahlar iş kollarında yerlerini aldı. Belirli komut
dizilerinin delikli kartlara aktarımı ve bu kartların ilgili donanımlara okutulmasıyla kullanılan
bu tezgahlarda ilk olarak amaçlanan şey, rutin olarak tekrarlanan üretimlerin kayıt altına
alınarak üretim hazırlık sürelerinin azaltılmasıydı
NC sonrasında NC tezgahlar bu açıdan bekleneni sunmakla birlikte, yeterli uzunlukta
programların yapılamaması ve bilgisayar teknolojilerilerindeki yazılımsal ve donanımsal
gelişmelerle beraber çok kısa süre içerinde tahtını CNC tezgahlara bırakmak zorunda kaldı.
Bununla beraber CNC tezgahlarda kullanılan komutların temelinde NC kod ve komut
altyapısı bulunmaktadır.
Bilgisayarlı Sayısal Kontrol (CNC- Computer Numerical Control), takım tezgahlarının sayısal
komutlarla bilgisayar yardımıyla kontrol edilmesidir. CNC tezgahlarda, NC tezgahlardan
farklı olarak bir bilgisayarlı kontrol ünitesi bulunur. Böylece NC programları, kesicilerle ilgili
bazı teknik ve ofset bilgileri kalıcı olarak tezgah hafızasında saklanabilir. Ayrıca imalatın her
aşamasında programa müdahale edilir ve programda istenilen değişiklikler yapılabilir.
Takım tezgahlarının sayı, harf, vb. sembollerden meydana gelen ve belirli bir mantığa göre
kodlanmış komutlar yardımıyla işletilmesidir. Bu tip tezgahlarda kullanılan bilgisayarlar
yardımıyla programların saklanması, parça üretiminin her aşamasında programı durdurma,
programda istenilen değişiklikleri yapabilme, programa istenilen noktadan devam edebilme
mümkündür.
CNC (Computer Numerical Control) tezgahlar da aslında NC tezgah sayılabilir. Özellik
olarak NC tezgahlardan farklılıkları şunlardır:



Bilgisayar destekli kontrol paneli bulunmaktadır
Emniyet tedbirleri çok daha iyidir.
Kalite iyileştirilmiştir.
Sayısal denetimli tezgahlar 3 temel bileşenden oluşur;
1) CNC tezgahlarının fonksiyonlarını yerine getirebilmesi için verileri toplama ve
saklamakta kullanılan bilgisayar
2) Tezgah kontrol ünitesi ile bilgisayar arasında iletisimi ve bilgi akısını sağlayan kontrol
ünitesi ve arayüz
3) Hız ve ilerleme kontrolleri, servo birimler ve tezgah islemlerini (fener mili-tabla
hareketleri, takım değistiriciler) içeren fonksiyonlar.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
33
Günümüzde CNC uygulamaları; tornalama, frezeleme, delme, taşlama, alevle kesme, bükme,
form verme, üç boyutlu ölçme, elektro erozyon ve robot uygulamaları vb. şeklinde sayılabilir.
CNC tezgahlarının özellikleri ve avantajları aşağıdaki açıklanmıştır:
1) Programların kaydedilmesi: CNC tezgahların en önemli özelliği, yazılan parça
programlarının kontrol ünitesinin belleğinde depolanabilmesidir. Bu program bellekten
çağrılarak defalarca kullanılabilir. Parça programları elektrik kesildiğinde ya da tezgahın
enerjisi kapatıldığında da bellekte kalacaktır.
2) Düzenleme: Bellekteki bir parça programının üzerine değişiklik yapılması, bir hatanın
düzeltilmesi ya da bir programda yeni eklemeler ve düzenlemeler yapılması son derece
kolaydır.
3) Çevrim fonksiyonu: Sık kullanılan çeşitli uygulamalar ( silindirik, alın ve konik
tornalama, vida açma, dikdörtgen cep boşaltma vb.) bellekte kayıtlıdır. Çevirim (döngü )
fonksiyonu parça programlarının yazılımını önemli ölçüde kısaltır.
4) Alt programlar: Bir programın içinde iş parçasının değişik kısımlarında uygulanacak olan
tekrar işlemleri olabilir. Aynı programın, farklı koordinatlar için tekrar yazılması yerine,
bunun için bir alt program yazılır ve istenilen yerde çağrılarak uygulanır. Bu ise yazılacak
parça programını kısaltacaktır.
5) Kesici telafisi: Kesici takımların uzunluk, çap ve takım ucu yarıçapı değerleri birbirinden
farklıdır. CNC tezgahlarda kesici bilgileri kontrol ünitesine girilir. Kontrol ünitesi bu
bilgilere göre gerekli hesaplamaları yaparak kesici telafilerini (kompanzasyon) yerine
getirir; iş parçasının tam ölçüsünde çıkması için kesicilerin boyut farklarını matematiksek
olarak hesaplayarak ölçülere ekler yada çıkarır.Böylece iş parçaları programda ve teknik
resimde verilen değerlerde işlenmiş olur.
6) İdeal işleme koşulu: Üretim anında kesme şartları sürekli olarak kontrol ünitesi tarafından
izlenir ve gerekli düzenlemeler anında yapılır. Örneğin torna tezgahında bir alın
tornalama işleminde kesici, dış çaptan merkeze doğru hareket ederken aynanın devri de
otomatik olarak artacaktır.
7) Simülasyon: Yazılan programın üretimine geçilmeden önce bu program kontrol
ünitesinde bulunan ekranda grafik olarak işlenir, yani simüle edilir. Bu simülasyon
sonucu parçanın üretimine geçilmeden önce yazılan programın doğruluğu test edilmiş
olur.
8) Diğer üniteler ile iletişim: Diğer bilgisayarlar ile iletişim kurulabilir. Böylece, kontrol
ünitesinin belleğindeki bir program merkezi bir bilgisayara gönderilebilir ya da başka bir
bilgisayardaki program tezgaha aktarılarak işlenebilir.
9) Arızanın bulunması: CNC tezgahında bir arıza olduğunda, elektronik aksam kontrol
ünitesine test ettirilebilir. Kontrol ünitesi, arızanın hangi birimde olduğunu tespit ettikten
sonra bu bilgiyi grafik ekranda görüntüler.
10) Kesicilerin otomatik değişimi: CNC tezgahlarda üretim yüksek hassasiyette
gerçekleştirilir ve üretilen parçaların tamamı birbirinin özdeşidir. Bu ise endüstrinin en
fazla gereksinim duyduğu aynı tolerans değerlerine sahip özdeş parçaların seri üretimini
sağlar.
CNC tezgahlarının yukarıda bahsedilen böylesine avantajlarının yanı sıra birkaç
dezavantajlarından söz edilebilir. Bunlar; tezgahın ilk alım fiyatının yüksek olması, bakımının
daha masraflı olması ve daha eğitimli tezgah operatörüne gereksinim duyulmasıdır.
CNC tezgahlarda işleme süresini ve işleme kalitesini en fazla etkileyen faktörlerin başında
kesici takımlar ve bunların bağlanma sistemleri gelir. Kaldı ki, bu sistemlerin ortaya çıkışı ve
gelişiminde önemli faktörlerden birisi konvansiyonel sistemlerdeki iş hazırlık sürelerinin fazla
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
34
oluşdur. Bu tezgahlarda kullanılacak kesici uç ve takımların şu özelliklere sahip olması
gerekir;






Kesici uç kolayca değiştirilebilmelidir.
Çıkan talaşları kırma özelliği olmalıdır.
Kesici takım sağlam ve dengeli bağlanabilmelidir.
Kesici uç hassas olarak bağlanabilmelidir.
Kesici takım değişimi kolay ve hızlı olmalıdır.
Kesici uç yüksek sıcaklıkta sertliğini kaybetmemelidir.
3.9. ENDÜSTRİYEL OTOMASYON
Dünyada özellikle 1980'li yıllardan sonra, endüstriyel ürünlerin tasarım ve üretiminde köklü
değişiklikler meydana gelmiştir. Gelişen ve değişen dünya pazarlarında teknolojinin
ilerlemesiyle, endüstriyel ürünlerin nitelik ve işlevlerinde de önemli değişiklikler meydana
gelmiştir. Hızla gelişen teknoloji ve sürekli değişen pazar koşulları, daha ekonomik ve kaliteli
ürünler isterken; müşteri beklentileri ise daha esnek ve fonksiyonel ürünler yönünde
gelişmiştir. Müşterilerin hızla değişen istekleri ve yoğun pazar rekabeti sonucu, ürün ömürleri
oldukça kısalmıştır. Böylesine çetin koşullar karşısında alışılmış tasarım ve üretim
teknolojileri yetersiz kalmış, bu ihtiyacı gidermek üzere yeni kavram ve yöntemler
doğmuştur. Bunlardan biri de endüstriyel otomasyon kavramıdır. Endüstriyel otomasyon
kavramı, özellikle tasarım felsefesini ve mühendislik eğitimini etkilemiş, endüstriyel teknoloji
üretimi ve mühendislik eğitiminde önemli değişikliklere neden olmuştur. Robot teknolojisinin
her alanda yaygın şekilde kullanıldığı günümüzde, endüstriyel otomasyon, teknolojinin bir
gereği hatta zorunluluğudur.
Ürün tasarımı, sistem dinamiği ve akıllı kontrol, üretim süreçlerinin gözlemlenmesi,
modellenmesi ve kontrolü, hareketli robot sistemleri, kuvvet elektroniği, mikro sistem
tasarımı ve uygulamaları, endüstriyel kontrol tasarımı, algılayıcılar ve robot sistemleri,
görüntü işleme, yapay sinir ağları, yapay zeka ve sanal gerçeklik gibi alanlar, savunma sanayi,
otomotiv ve tekstil sektörleri endüstriyel otomasyonun ilgi alanlarından başlıcalarıdır.
Endüstriyel üretimin bugünkü durumu düzenli artan çıktı, üretimin uzmanlaşması ve
bütünleşmesi, üretim 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 çeviricileri,
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.
Bu bilgiler ışığında otomasyon, işlem makinaları ile taşıma araçları arasındaki uyumun
sağlanması olarak tanımlanabilir. 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) Malzeme aktarımı
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
35
2) İşlem sırası algısı ve yargısı
3) Makina ayarı
4) Verilerin sürece konması.
Bu unsurlar, otomasyonda makinalarla çok kısa sürede ve çok daha ucuz olarak
yapılmaktadır.
Otomasyonda üç ilke vardır:
1) Ekonomiklik
2) Düzenlilik ve biçimlilik
3) Kendini düzenleyici ve düzeltici denetimi.
Bu ilkeler otomatik makinalar, elektronik kontroller ve bilgisayarlar, mekanik beyinler
aracılığıyla gerçekleştirilir.
Otomasyonda üretim sistemlerini oluşturan elemanlar arasındaki uyumluluk zorunluluğu
bakımından bu sistemlerde otomatik düzen önemli bir yer tutar. Bu nedenle günümüzde CNC
tezgahları endüstriyel otomasyon sistemlerinin önemli unsurları konumundadırlar.
Endüstriyel otomasyonda tasarım ve imalatın hızlı yapılabilmesi CAD/CAM sistemi ile
mümkün olmuştur. CAD/CAM sistemi, işletmelerdeki verimliliği arttırmak için tasarım ve
imalat sürecinin bilgisayar ortamında birleştirilmesi işlemidir. CAD/CAM kullanıcısı, tasarım
ve üretim yazılımlarını kullanarak; önce ürünün teknik resmini ve modellemesini
gerçekleştirir; sonra da bu çizimden yararlanarak parça üretimi için gerekli olan NC kodlarını
bilgisayar yardımıyla üretir.
Otomasyon sistemleri endüstrinin dışında birçok alanda da kullanılmaktadır.
Otomasyon Sistemlerinin Genel 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
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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
4.
36
ENERJİ VE ENERJİ KAYNAKLARI
4.1. ENERJİNİN TANIMI VE ÇEŞİTLERİ
Endüstriyel üretimin temel faktörlerinden birisi makinadır. Makina, herhangi bir aletin
mekanik bir hareketi sürekli olarak yapması demektir. Makinanın bu şekilde çalışması için bir
kuvvet kaynağına ihtiyacı vardır. Günümüze kadar tabiatta mevcut kuvvetlerin yararlı hale
getirilmesi için çeşitli buluşlar ve teknolojik gelişmeler ortaya konuştur. Bu kuvvetlerin, yani
enerji kaynaklarının büyük kısmı makinaların çalıştırılmasında kullanılmaktadır. Bütün
bunlar, endüstriyel gelişimin sağlanmasında enerji ve enerji kaynakları alanındaki
gelişmelerin önemli etkilerinin olduğunu ve bundan sonra da olacağını göstermektedir.
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
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: Cisimlerin elektrik yükleri sebebiyle sahip oldukları enerjidir.
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.
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
37


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.
4.2. ENERJİ KAYNAKLARININ TANIMI VE ÇEŞİTLERİ
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 kaynaklara
tükenebilir ya da konvensiyonel enerji kaynakları da denilmektedir. Bunlar; kömür, petrol ve
doğal gazdır.
İkincil Enerji Kaynakları: Bunlar; elektrik, nükleer, güneş, jeotermal, rüzgar, deniz-dalga ve
biyomas (odun, tezek, vb.) enerjileridir. Bu kaynaklara yenilenebilir enerji kaynakları da
denilmektedir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
38
4.2.1. Yenilenemez Enerji Kaynakları
4.2.1.1. 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 yakıt denir. 1 kg yakacağın yanması sonucu meydana gelen ısı
miktarına o yakacağın ısıl değeri adı verilir ve kalorimetre ile ölçülür. Numunenin nem tayini
ASTM-D 2016-74, toplam kül tayini ASTM-D 1102-84 ve uçucu madde tayini ise ASTM-E
897-82’ye göre belirlenir.
Yakıt ısıl değerleri DIN 51900, ISO 1928 ,ASTM 240 D ve BSI standartlarına göre belirlenir.
Şekil 4.1. Kalorimetre
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 ısıl 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 ısıl değer denir ve Hu ile
gösterilir.
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
Q  m s C s (t s 2  t s1 )
(4.1)
denklemi ile, yakıtın üst ısıl değeri ise
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
H0 
Q
my
39
(4.2)
denklemi ile hesaplanır.
Otomatik kalorimetrelerde ısıl değer tayini yapıldıktan sonra gerekli düzeltmeler (kükürt, kül,
uçucu, nem, hidrojen vs) yapılarak alt ısıl, üst ısıl, net ısıl değerleri otomatik olarak cihaza
bağlı bilgisayar tarafından hesaplanabilir. Kalorimetrede tutulan suyun başlangıç sıcaklığı 20
0
C’in üzerinde olup, ulaşılır sıcaklık da kalorimetre yapısına bağlı olarak çoğunlukla 55 0C
dolayındadır.
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 2.4005.000 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. Türkiye’de kullanılan doğalgazın bileşimi % 90
metan, % 5 etan ve % 5 de diğer gazlar şeklindedir. Doğal gazın ısıl değeri 8.120-11.100
kCal/Nm3 ’tür.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
40
Doğal gaz dışında bazı gaz yakıtların ısıl değerleri: metan (CH4) 8.550 kCal/Nm3,
karbonmonoksit (CO) 2.020 kCal/kg, asetilen (C2H2) 13.470 kCal/kg, etan (C2H6) 15.370
kCal/kg, bütan (C4H10) 29.500 kCal/kg.
Gaz yakıtların katı yakıtlara göre üstünlükleri;
2345678-
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.
4.2.1.2. 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 toplam 284 araştırma
reaktörü çalışmaktadır.
1974 petrol krizi ile nükleer enerjinin maliyeti petrol fiyatlarının altına inmesiyle nükleer
enerji tesislerinde önemli artış olmuştur.
4.2.2. Yenilenebilir Enerji Kaynakları
4.2.2.1. 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
41
Ülkemizin brüt hidrolik enerji potansiyeli 433 milyar kWh (dünya hidrolik enerjinin %1’i),
teknik yönden değerlendirilebilir hidrolik enerji potansiyeli ise 216 milyar kWh 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.
4.2.2.2. 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.
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.
Şekil 4.2. Rüzgar türbini ve enerji üretim sistemi
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
42
4.2.2.3. 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.
Şekil 4.3. Güneş kurutma fırını
4.2.2.4. 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. Bu amaçla düşük
düşülü Kaplan türbinleri kullanılmaktadır. En yüksek gel-git genliği Kanada’nın doğu
kesimlerinde meydana gelmekte ve 20 m’ye ulaşmaktadır. Akdeniz gibi kenar denizlerde
genlik düşüktür. Dünyadaki toplam gel-git enerjisi potansiyeli 3x106 MW kadardır. Ancak
bunun 64.000 MW’lık kısmından yararlanılabilmektedir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
43
4.2.2.5. 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.
4.2.2.6. 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;
b) Yüksek enerjili jeotermal (150-400 0C): 3 ile 10 Km derinlikteki sıcaklığı 500-600 0C
arasındadır. Elektrik üretiminde kullanılır.
c) Orta enerjili jeotermal (70-150 0C): Küçük elektrik santrallerinde ve ısıtmada.
d) Düşük enerjili jeotermal (60-80 0C): konut ısıtmasında değerlendirilir.
e) 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.
4.2.2.7. 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.
4.2.2.8. 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.
4.2.3.
Enerji Üretimi ve Tüketimi
Enerji kaynaklarındaki gelişmeler teknolojik araştırmalara dayanır. Bu bakımdan enerji
kaynakları ile ilgili çalışmalar genellikle iki konu üzerinde yoğunlaşmıştır:
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
44
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.
Enerji tüketimi (milyar kWh)
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.
Dünya Enerji Tüketimi/Tahmin
250000
200000
150000
133366
150309
164959
178144
191036
203635
100000
50000
0
2005
2010
2015
2020
2025
2030
Yıllar
Şekil 4.4. Dünyada enerji tüketimi tahmin
Tablo 4.1’de bazı ülkelerde 2007 yılı itibariyle kişi başına tüketilen enerji miktarı KEP olarak
verilmiştir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
45
Tablo 4.1. 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
4.2.4. 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 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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ


4.2.5.
46
Spot filmler
Yayın çalışmaları
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.
Şekilde 1800-2000 yılları arasında dünya C salımı gösterilmiştir.
Şekil 4.5. Dünyada fosil kaynak kökenli karbon (C) salınımı
Küresel ısınmanın oluşumunda sera etkisinin rolü büyüktür. Sera etkisi, güneşten gelen kısadalga boylu ışınların geçmesine izin veren gaz tabakasının, dünya üzerinden yansıyan uzundalga boylu ışınların büyük bir kısmını tutması sonucu meydana gelen atmosferik
dengesizliktir.
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
47
Fosil kökenli yakıtlarda salınan gazlar atmosferde birikim yaparak dünyanın ısıl dengesini
bozmakta ve küresel ısınmaya yol açmaktadır. Küresel ısınma ise dünyada başta iklim olmak
üzere doğal dengenin bozulması üzerinde önemli olumsuz ekiler meydana getirecektir.
CO2 emisyonu (milyar ton)
Dünya CO2 Emisyonu / Tahmini
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
28
1
31
2
37
34
3
4
40
5
43
6
Yıllar
Şekil 4.5. Dünyada CO2 emisyonu
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
5.
48
TASARIM VE MALZEME BİLİMİ
5.1. TASARIM VE KONSTRÜKSİYON
Makina tasarımı, mekanik sistemlerin (makina, ürün, yapı, cihaz) tasarımı demektir. Makina
tasarımında malzeme, matematik, fen bilimlerinden yararlanılarak ürünle ilgili analizler
yapılır. Tasarım yapmak, belirli bir ihtiyacı karşılayacak bir plan formüle etmek veya bir
problemi çözmektir. Eğer bu plan fiziksel bir varlık ortaya çıkaracaksa, yani bir ürün elde
edilecekse, bu ürün aşağıda belirtilen özellikleri taşımalıdır:
 Fonksiyonel: Ürün belirtilen ihtiyacı gidermeli ve müşteriyi memnun etmelidir.
 Emniyetli: Ürün çevreye, kullanıcıya zarar vermemelidir.
 Güvenilir: Belirlenen süre zarfınca ürün kendisinden beklenilen fonksiyonları yerine
getirmelidir.
 Rekabetçi: Ürün piyasada bir yarışçıdır.
 Kullanılabilirlik: Ürün kullanıcı dostu olmalıdır.
 Üretilebilirlik: Ürün minimum parça sayısına sahip olmalı, seri üretime uygun
olmalıdır.
 Pazarlanabilirlik: Ürün, hedef kitlenin alım gücüne uygun olmalıdır.
 Ekonomiklik: Tasarımda ekonomiklik oldukça önemlidir ve kimi mühendislik
tasarımlarında, tasarımın elde edilmesi için, harcanan zamandan daha fazla bir zaman
o tasarımının maliyet analizleri için harcanmaktadır. Maliyeti azaltmanın ilk prensibi
standart ve piyasada bulunan elemanları, boyutları veya geometrileri kullanmaktır.
Bir mühendislik tasarımına başlayabilmek için mühendisin önünde çözülmesi gereken somut
bir sorun bulunmalıdır. Sorun ve gereksinim ortaya konulduktan sonra tasarımcı tasarım
sürecinde belli başlı üç etkinlikte bulunur: yaratıcılık, karar verme, modelleme.
Yaratıcılık; Tamamen bir zihinsel etkinliktir.
Karar verme; Tasarım sürecinde çeşitli aşamalarda ortaya çıkan seçenekler ve yöntemler
arasında en uygun olanını seçmektir.
Modelleme; Mühendislik bilgi birikiminin hesaplama yöntemleri ile tasarıma uygulanması
Konstrüksiyon, herhangi bir teknik sistemin belirlenmesi, uygulanacak fiziksel prensiplerin
saptanması, bu prensipleri sağlayan elemanların seçimi, bunların montaj ve parça resimlerinin
hazırlanmasına kadar geçen bütün faaliyetleri kapsamaktadır. Konstrüksiyon tasarım,
hesaplama ve şekillendirme aşamaları ile tamamlanır.
5.2. TASARIM MALZEMELERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ
Malzemelerin kuvvet altında göstermiş oldukları davranışlara ve davranışlardan elde edilen
özelliklere mekanik özellikler denilir. Bu özellikler mühendise, makina parçasının boyutu,
şekli ve üretim metodunu belirlemede yardımcı olur. Bununla birlikte, malzemelerin mekanik
davranışlarını incelemek ve yapılarıyla özellikleri arasında ilişkileri belirlemek için farklı
mekanik deneyler yapılır. Yapılan mekanik deneyler içerisinde en yaygın olanı çekme
deneyidir. Bunun nedeni ise çekme deneyi ile malzemelerin mekanik davranışları ile ilgili
sonuçların elde edilmesi ve elde edilen sonuçların mühendislik hesaplarında doğrudan
kullanılmasıdır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
49
Homojenlik: Malzeme özelliklerinin her noktada aynı olmasıdır. Özellikle metallerde
homojenlik çok önemlidir. Çok küçük özellik farklılığı varsa, gerilme ve şekli değiştirme
hesapları yapılırken malzeme homojen kabul edilir. Küçük bölgelerde özellik farklılıkları
bulunsa da genel özellikleri homojen olan malzemelerde bu özelliklerine göre
kullanılabilirler.
İzotropi: Malzemenin özellikleri yöne bağlı olarak değişmez ise bu malzeme izotropiktir.
Malzemelerin gerilme ve şekil değiştirme hesapları bu kabul üzerine yapılır. Yönlere göre
özellikleri farklılık gösteren malzemeler anizotropik malzemelerdir. Bu malzemeler (odun
gibi) bu özellikleri bilindiği durumlarda birçok avantaja sahip olarak kullanılabilirler.
Çekme Deneyi:
Malzemelerin mukavemeti hakkında esas tasarım bilgilerini belirlemek ve malzemeleri
özelliklerine göre sınıflandırmak çekme deneyi ile sağlanır. Çekme deneyi, standartlara göre
hazırlanmış deney numunesinin tek eksende, belirli bir çekme hızında ve sabit sıcaklıkta
koparılıncaya kadar çekilmesidir. Deney sırasında, standartlara göre hazırlanan çekme
numunesine uygulanan kuvvet ya da gerilme ile meydana gelen uzama değerleri kaydedilir.
Çekme deneyi sonucunda elde edilen veriler mühendislik hesaplarında doğrudan kullanılırlar.
Bu yüzden çekme deneyi en yaygın deney olarak kullanılan tahribatlı malzeme muayenesi
yöntemlerinden birini oluşturur.
Çekme deneyi sonucunda numunenin temsil ettiği malzemeye ait aşağıdaki temel mekanik
özellikler belirlenebilir:





Akma gerilmesi
Çekme gerilmesi
Kopma uzaması
Kesit daralması
Elastisite modülü
Çekme deneyi sonucunda malzemeye ilişkin çekme diyagramı denen gerilme – uzama
diyagramı oluşturulur.
Şekil 1.24c’de görüldüğü gibi, gerilme – uzama diyagramı üç bölümden oluşmaktadır.
Bunlar; elastik deformasyon bölgesi, homojen plastik deformasyon bölgesi ve homojen
olmayan plastik deformasyon bölgesidir. Elastik deformasyon bölgesinde gerilme – uzama
eğrisi lineer bir değişim gösterir. Yani artan gerilme ile birlikte % uzama değeri de orantılı
olarak artar. Bu aralıkta uygulanan gerilme kaldırılırsa yüzde uzama değeri sıfıra iner. Yani
numune üzerinde kalıcı şekil değişimi oluşmaz. Bu bölgede “Hooke Kanunu ( = E.e)”
geçerli olup, doğrunun eğimi malzemenin “Elastisite Modülünü” verir. Uygulanan gerilme
elastik bölgenin dışına çıktığında, malzeme plastik şekil değişimine uğramaya başlar ve
homojen deformasyon bölgesine girer. Bu bölgede uygulanan gerilmeyle beraber harekete
geçen dislokasyonlar (çizgisel kusur) kaymayı meydana getirir ve malzeme kalıcı olarak şekil
değiştirir. Bu bölgede malzeme üzerine uygulanan kuvvet kaldırıldığında, elastik şekil
değişimi ortadan kalkarken, kaymanın neden olduğu plastik şekil değişimi ise kalıcıdır.
Kaymanın başladığı nokta elastik ve plastik davranışı ayıran noktadır. Çekme işlemine devam
edildiğinde, öyle bir noktaya gelinir ki, malzemede plastik kararsızlık oluşur ve numunenin
boyundaki herhangi bir noktada kesit büzülmeye başlar ve numune boyun verir. Bundan sonra
kesit daralması nedeniyle deformasyon daha az bir kuvvetle devam eder ve bu bölge sonunda
numune kırılır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
50
Şekil 5.1. Çekme deneyi seti
Elastik deformasyon bölgesinde malzeme çok küçük yükler altındadır ve yük kaldırıldığında
malzeme ilk şekline geri döner. Elastik deformasyon esnasında atomlar aralarındaki bağı
koparmadan hareket ederler ve bu yer değiştirme miktarı uygulanan gerilme ile orantılıdır.
Gerilme/deformasyon oranı = Sabit olarak değerlenir.
Elastiklik: Elastiklik, malzemenin şeklini koruyabilmesi olarak tarif edilir. Malzemeye bir dış
yük uygulandıktan sonra yük kaldırıldığında malzeme eski şeklini alıyorsa malzeme elastik
özellik gösteriyor demektir. Elastisite modülü, malzemenin rijitliği ile ilgili bir değer olup, bu
değer özellikle konstrüksiyon mühendisliğinde çok önemlidir.
Eğer gerilmeler kayma şeklinde ise kayma gerilmesi ile elastik birim kayma arasında; G  
şeklinde bir ilişki vardır. Burada, G kayma elastisite modülü,  kayma gerilmesi ve  elastik
birim kaymada şekil değişimidir. Elastisite modülü atomlar arası bağ kuvvetini temsil eder ve
malzemenin rijitliğinin bir sonucudur. Bağ enerjisi yüksek olan malzemelerin elastisite
modülü ve ergime sıcaklığı da yüksek olur. Elsatisite modülü ne kadar büyükse malzemenin
elastik uzaması da o ölçüde düşükt, rijitliği ise yüksektir. Tablo 5.1’de bazı malzemelerin
elastisite modülü, kayma modlü ve poisson oranları verilmiştir.
Tablo 5.1. Bazı malzemelerin Elastisite ve kayma modülü ile Poisson oranları
Malzeme
Alüminyum
Pirinç
Mağnezyum
Nikel
Çelik
Titanyum
Tungsten
Elastisite modili E (GPa)
69
97
110
207
207
107
407
Kayma modülü G(GPa)
25
37
46
76
83
45
160
Poisson oranı
0,33
0,34
0,34
0,29
0,30
0,34
0,28
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
51
Elastisite Modülü: Orantı limitine kadar   diyagramındaki eğrinin eğimi olup çekme
durumunda E    eşitliği geçerlidir. Elastisite modülü başlıca, kimyasal bileşim, soğuk
deformasyon miktarı ve sıcaklıkla değişir. Ayrıca yapı kusurları ve ferromanyetik özellikler
de elastisite modülüne etki eder;
 Alaşım ilavesi ile eğer ergime noktası yükseliyorsa bu durumda elastisite modülünün
de yükseleceği söylenebilir.
 Elastisite modülü anizotropik özellik gösteren malzemelerde veya soğuk deforme
olmuş malzemelerde farklı kristalografik doğrultularda farklı değerler alabilir.
 Elastisite modülünün değeri artan sıcaklıkla azalır. Genellikle bu azalma ergime
sıcaklığının yarısına kadar doğrusaldır. Bu noktadan sonra azalma artar. Ergime
sıcaklığına yaklaşıldığında atomlar arsı çekim kuvveti olmadığından, elastisite
modülünün değeri sıfıra yaklaşır.
 Malzemenin dayanımının elastisite modülü üzerinde bir etkisi yoktur. Örneğin,
sertleştirilmiş aynı bileşime sahip çeliğin sert ve yumuşak hallerinde aynı elastiklik
modülü geçerlidir.
Poisson oranı; ν = −
poisson oranının değeri metalik malzemelerde 0.25-0.32
arasında değişmekte, ancak çoğunlukla 0.30 değerini almaktadır. Elastik büyüklükler arasında
aşağıdaki bağıntının geçerli olduğu söylenebilir.
=2
(1 + )
(5.1)
Orantı sınırı: Doğrusal kısmı sınırlayan gerilme değeridir. Başka bir ifade ile, uygulanan
gerilmenin elde edilen uzamayla orantılı olarak değiştiği, yani aralarında bir orantı
katsayısının (E) bulunduğu bölgenin sınırına karşılık gelen gerilme değeridir.
Elastiklik sınırı: Malzemeye uygulanan kuvvet kaldırıldığı zaman plastik uzamanın
görülmediği veya yalnız elastik şekil değişiminin meydana geldiği en yüksek gerilme
değeridir. Hassas olarak belirlenen bu sınırın orantı sınırından daha yüksek olmasına karşın,
uygulamalarda genellikle elastik sınır orantı sınırına eşit kabul edilebilir.
Akma gerilmesi (AK): Akma dayanımı, kaymanın fark edilir ve etkili olduğu durumdaki
gerilmedir. Düşük karbonlu çelikler gibi belirli bir şekilde akma gösteren malzemelerde akma
gerilmesi akma yükünün (Fakma) numunenin orijinal kesit alanına bölünmesi ile bulunur. Bu
tür malzemelerde kuvvetin ilk kez sabit kaldığı veya düşmeye başladığı gerilme, akma sınırı
olarak alınır. Önemli bir gerilme düşüşü varsa o zaman alt ve üst diye ayırt edilen iki akma
sınırı söz konusudur. Alt akma sınırı süreksizliklerin sona erdiği en küçük gerilmedir.
Mühendislik malzemelerin çoğu bariz bir şekilde akma noktası göstermez. Bu durumda akma
gerilmesi ise, mühendislik çekme diyagramı üzerinden, %0,2 kadar kalıcı bir deformasyona
neden olan kuvvetin numunenin orijinal kesit alanına bölünmesiyle bulunur. Söz konusu
kuvvetin belirlenmesi için, %0.2 kalıcı şekil değişimi noktası belirlenir ve bu noktadan
gerilme – şekil değişimi eğrisinin elastik kısmına bir paralel çizilir. Bu paralelin gerilme –
uzama eğrisini kestiği noktaya karşılık gelen gerilme değeri o malzemenin akma dayanımıdır.
Akma dayanımı, mühendislik malzemelerin en önemli mekanik özelliklerinden biridir.
Tasarım mühendisliğinde, akma mukavemeti müsaade edilebilen maksimum sınırdır. Akma
mukavemetinin üzerindeki değerler ise malzeme şekillendirme işlemlerinde kullanılır.
Kullanım esnasında, uygulanan kuvvete dayanabilecek parçalar tasarlanıyorsa, parçanın
plastik olarak şekil değiştirmediğinden emin olunmalıdır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
52
Plastiklik: Bir malzemeye dış yük uygulandığında şekil değişimi olur ve yük kaldırıldığında
malzeme eski şekline dönmez ise malzeme plastik şekil değiştirmiş demektir. Buradaki şekil
değişimi kalıcı şekil değişimidir.
Çekme Dayanımı: Bir malzemenin kopuncaya veya kırılıncaya kadar dayanabileceği en
yüksek gerilme değeridir.   diyagramındaki en büyük gerilmedir. Çekme deneyinin amacı;
malzemelerin statik yük altındaki elastik ve plastik davranışlarını belirlemektir. Çekme
dayanımı Rm veya ç ile gösterilir
Birim uzama (Kopma): Kopma uzaması, numunede ortaya çıkan toplam uzama miktarının
numunenin orijinal ölçü uzunluğuna oranı olarak tanımlanır.
ε=
100 [%]
(5.2)
Kesit daralması: Nümunenin koptuktan sonraki kesit alanındaki daralmanın, başlangıçtaki
orijinal kesit alanına oranının % olarak ifadesidir.
−ε =
100 [%]
(5.3)
Süneklik: Süneklik, malzemenin kırılmadan şekil değiştirebilme özelliğidir. Malzemenin
süneklik değerleri yanında, akma dayanımının çekme dayanımına oranı (AK/ç) da
malzemenin şekillendirilme kabiliyetini gösteren önemli bir büyüklük olarak
değerlendirilmektedir. Söz konusu oran iyi şekillendirilebilen yumuşak çelikte yaklaşık 0.66
iken, söz konusu özelliğin çok yetersiz olduğu malzemelerde (örneğin sertleştirilmiş çelikler)
1’e yakındır.
Tokluk: Bir malzemenin plastik deformasyon sırasında enerji absorbe etme özelliğine tokluk
denir. Çekme eğrisi altında kalan alan çekme işini verir ve bu değer tokluğun bir ölçüsüdür.
Yüksek karbonlu yay çeliğinin akma ve çekme mukavemeti orta karbonlu yapı çeliğinin akma
ve çekme mukavemetinden çok daha yüksektir. Ancak, yapı çeliğinin toplam % uzama
miktarı daha fazla yani, sünekliği daha iyidir. Yapı çeliği için çekme diyagramı altındaki alan
daha büyük olduğundan, yapı çeliği yay çeliğine göre daha tok bir malzemedir. Buna göre
tokluk, mukavemet ve sünekliğin her ikisini de içine alan bir özelliktir.
Gevreklik: Plastik şekil değiştirme kabiliyetinin olmaması durumunu ifade eder. Eğri bazen
elastik sınırda bazen de elastik sınıra çok yakın bir noktada son bulur.
Dövülebilirlik: Sünekliğin basma halindeki şekil değişimidir. Dövülebilir malzemeler büyük
plastik şekil değişimine müsade ederler ve haddelenebilirler. (Al, Cu, Pb gibi).
Bazı metalik malzemeler elastik şekil değişiminden plastik şekil değişimine geçerken akma
olayını belirgin bir şekilde gerçekleştirirler. Bu malzeme gurubuna en iyi örnek yumuşak (ısıl
işlem görmemiş) ve çoğunlukla düşük karbonlu çeliklerdir. Demir dışı metaller ve yüksek
sıcaklıklarda metallerin hiçbiri belirgin akma özelliği göstermezler.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
53
Şekil 5.2. Belirgin akma noktası gösteren malzemelerin gerilme-uzama grafiği
Basma diyagramı: Metalik malzemelerin basma ve çekme diyagramları şekli genel olarak
birbirine benzer.
Şekil 5.3. Basma deneyi
Basma deneyinde de önce bir elastik bölge (OA’) görülür. A’ noktası elastik sınır olarak
tanımlanır ve bu noktadan sonra plastik deformasyon başlar. Bu bölge, çekme deneyinde elde
edilen bölge ile tamamen aynıdır. Plastik deformasyon bölgesinin ilk kısmı (A’B’) çekme
diyagramının plastik deformasyon eğrisinin ilk kısmına benzer bir eğimle devam eder, fakat
daha sonra basma eğrisinin eğimi artar. Bunun nedeni, deney sırasında numunenin kesit
alanının sürekli artmasıdır. Deneyin sonuna doğru, kesit çok arttığında gerilme de ani olarak
yükselir. Öte yandan, numunenin gerçek kesit alanına bağlı olarak hesaplanan gerçek gerilme
değeri ise mühendislik gerilme değerinden daha düşüktür. Basma ve çekme deneylerinden
elde edilen gerçek gerilme – gerçek birim uzama diyagramları aynıdır.
Metalik malzemelerin gerçek çekme ve basma diyagramları birbirinin aynısıdır. Ancak,
mühendislik çekme ve basma diyagramları, plastik bölgede birbirinden farklıdır. Bu bölgede
mühendislik basma gerilme değerleri mühendislik çekme gerilmesi değerlerinden daha
fazladır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
54
Şekil 5.4. Gerilme-uzama diyagramı (çekme-basma)
Sertlik: Yapılışının basit olması ve malzemeye hasar vermemesi nedeniyle malzeme üzerinde
yapılan en genel mekanik deneylerden biri sertlik deneyidir. Ayrıca, bir malzemenin sertliği
ile diğer mekanik özellikleri arasında paralel bir ilişki de bulunmaktadır ve bu sayede diğer
bazı özellikler hakkında fikir edinilebilmektedir. Örneğin çeliklerde, çekme mukavemeti
sertlik değeri ile orantılıdır. Dolayısıyla yapılan basit bir sertlik deneyi sonucunda o
malzemenin mukavemet değerleri hakkında da fikir edinilebilir.
Şekil 5.5. Sertlik ölçme teknikleri
Sertlik izafi bir ölçü olup, malzemelerin sürtünmeye, kesilmeye, çizilmeye ve plastik
deformasyona karşı gösterdiği direnç olarak tarif edilir. Bilimsel anlamda ise malzemelerin
dislokasyon hareketine karşı gösterdiği direnç olarak tarif edilir. Sertlik ölçme genellikle,
konik veya küresel standart bir ucun malzemeye batırılmasına karşı malzemenin gösterdiği
direnci ölçmekten ibarettir. En genel sertlik ölçme deneyleri aşağıda verilmiştir. Bu ölçüler
arsında matematiksel ilişkiler mevcut olup bir değerden diğerine geçiş yapılabilmektedir.
Sertlik ölçümleri yapılırken, yöntem ne olursa olsun numune üzerinde birkaç ölçüm yapılıp
bunların ortalaması alınmalıdır.
a) Brinell sertlik ölçme yöntemi,
b) Vickers sertlik ölçme yöntemi
c) Rockwell sertlik ölçme yöntemi
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
55
d) Mikro-sertlik ölçme deneyi.
Çentik Darbe Deneyi (DIN50115):
Çentik darbe deneyinde amaç, malzemenin bünyesinde muhtemelen bulunacak bir gerilim
konsantrasyonunun (gerilim birikiminin) darbe esnasında çentik tabanında suni olarak teşkil
ettirilip, malzemenin bu durumda dinamik zorlamalara karşı göstereceği direnci tayin
etmektir. Darbe deneyi, metallerin özellikle gevrek kırılmaya müsait şartlardaki mekanik
özellikleri hakkında sağlam bir fikir elde etmek amacıyla uygulanır.
Bu deneyde kopma anına kadar gereken şekil değiştirme işi ölçülür. Deney makinası olarak
sarkaçlı darbe cihazları (DIN51222) kullanılır. Nümune sarkacın hareket yolundaki en alçak
noktada bir yatağa yerleştirilir. Sarkaç üst konuma (1) getirilerek mesnetlenir. h yükseklğinde
duran sarkacın potansiyel Ep enerjisi vardır. Sarkaç serbest bırakıldığı zaman dönme hareketi
yapmak suretiyle aşağı düşer. En alçak konumda (2) sarkacın potansiyel enerjisi tamamen
kinetik enerjiye dönüşür. Bu noktada sarkaç çekicinin ağzı nümuneye çarpar ve nümuneyi
kırar.
Kopma için gerekli darbe işi sarkaç tarafından yapıldığı için enerjisi azalrı. Sarkacın salınımı
devam ettiğinde, sarkaç daha düşük bir h1 yüksekliğine (39 çıkar ve bu noktada artık enerji
Eü kadardır. Böylece harcanan darbe işi yaklaşık olarak
Ev = Ep – Eü = F (h – h1)
(5.4)
Şeklinde bulunur. Burada F, sarkacın yatay durumda sahip olduğu kuvvettir. Darbe işinin Ao
yüzeyine etki ettiği kabul edilir. Buna göre çentik darbe sünekliği
∝ =
ş
ü
=
[J/mm ]
(5.5)
Şekil 5.6. Çentik darbe deneyi seti
Hasarlar:
Statik etkili gerilme: Makina elemanına yavaşça uygulanan ve makina elemanının kullanma
süresi boyunca üzerine etki eden gerilmenin büyüklüğü 1000 defadan fazla değişmeyen
yükleme durumları statik olarak adlandırılır. Bu gerilme altında aşağıdaki hasarlar meydana
gelir:

Kırılma veya plastik şekil değiştirme
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ





56
Gevrek kırılma
Sünme veya sürünme
Elastik kararlılığın (stabilite) bozulması
Elastik çökme
Rezonans
Tekrarlı yükleme: Elemanın üzerine etki eden gerilmeler kullanım süresi boyunca 1000
kereden fazla değişiyorsa buna tekrarlı yükleme durumu denir. Bu gerilme altında iki farklı
hasar tipi ortaya çıkar:


Yorulma
Aşınma
Darbeli yükleme: Darbeli yükleme gerek statik gerekse tekrarlı olarak etki eden gerilmelerin
şiddetini artıran yönde etki eder. Örneğin, yavaşça etki ettirilen bir statik yük aynı eleman
üzerine çok düşük bir mesafeden serbest düşme ile çarpışacak şekilde etki ettirilirse eleman
üzerinde iki katı büyüklüğünde gerilmenin oluşmasına neden olur. Tekrarlı yüklemede de
benzeri bir konu söz konusudur.
Bunlardan başka; korozyon, aşınma ve yüzey ezilmesi gibi hasarlar meydana gelebilir.
Yorulma: Eleman içinde bulunan çatlakların zamanla ilerleyerek ve birleşerek kalıcı bir şekil
değiştirme göstermeden ve akma sınırını altındaki gerilmelerde kopma şeklinde hasara
uğraması yorulma olarak tanımlanır. Eleman üzerinde hiçbir çatlak olmasa bile etki eden yük
altında dislokasyonlar ilerleyerek gerilmelerin yüksek olduğu bölgelerde bir çatlağın
oluşmasına neden olabilir. Bu da zamanla büyüyerek kırılmaya neden olur. Yorulma olayında
çatlak genellikle yüzeydeki bir pürüzde, çentikte, çizikte ya da kılcal çatlakta ve ani kesit
değişimlerinin olduğu yerlerde başlar. Çatlak teşekkülü için aşağıdaki üç ana faktör
gereklidir:
a) Yeterli derecede yüksek bir çekme gerilmesi (anma gerilmesi),
b) Uygulanan çevrimsel gerilmenin yeterli genliğe sahip olması,
c) Yeterli sayıda çevrimin uygulanmış olması bunların yanında, parçadaki gerilme yığılması,
korozyon, sıcaklık, ani ve aşırı yüklemeler, metalografik yapı, artık gerilmeler ve birleşik
gerilme hali de yorulmayı etkileyen diğer faktörlerdir.
Yorulma hasarı, görünen plastik şekil değiştirme olmadan gerçekleştiği için ve kırılma
şeklinde olduğundan büyük zararların ortaya çıkmasına neden olabilir. Yorulmanın
gerçekleşmesi için zaman içinde yüklerin tekrarlı olarak etki etmesi gerekmektedir. Genellikle
104 tekrara kadar gerçekleşen hasarlar kısa ömürlü yorulma, 10 milyonun üzerindeki
tekrarlarda hasar meydana gelmemesi de sonsuz ömür olarak adlandırılır. Bu bakımdan kısa
ömürlü hasarla mühendis için önemlidir.
Yorulma Deneyi:
Birçok makina parçası ve yapı elemanları kullanım esnasında tekrarlanan gerilmeler ve
titreşimler altında çalışır. Bu tür uygulamalarda, uygulanan gerilmeler parçanın statik
dayanımından küçük olmalarına rağmen, belirli bir tekrar sayısı sonunda genellikle yüzeyde
bir çatlama, bunu takip eden kopma olayına neden olurlar. Malzemenin, zamanla değişen
gerilme ile zorlanması durumunda sınırlı ve belirli bir devir sayısında taşıyabildiği gerilmeye
yorulma mukavemeti denir. Malzemenin, zamanla değişen gerilme durumunda, teorik olarak
sonsuz tekrar sayısında hasara uğramadığı gerilmeye de yorulma limiti (süresiz yorulma
dayanımı) denir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
6.
57
BASİT MUKAVEMET HALLERİ
6.1. MUKAVEMET KAVRAMI
Makina elemanlarında mukavemet hesaplamanın iki amacı vardır:
 Bir konstrüksiyonda öngörülen elemanın taşıması, iletmesi gereken kuvveti veya
momenti, istenilen süre boyunca, emniyetli bir şekilde taşıyabilmesi için hangi
malzemeden ve hangi boyutlarda imal edilmesi gerektiğinin bilinmesi.
 İmal edilmiş bir elamanın düşünülen işleme şartları altında hangi kuvvet veya momenti
emniyet sınırını aşmadan ne kadar süre taşıyabileceğinin belirlenmesi (maksimum
zorlamanın belirlenmesi)’dir.
Makina elemanlarının hesabı genel mukavemet bilgisi ile yapılır. Mukavemet hesabının
amacı; bir elemanda dış kuvvetlerin doğurduğu zorlamaları hesap yoluyla bulmak ve bunu
eleman sınır değerleriyle karşılaştırmaktır. Bir elemanın mukavemet değerleri, malzemenin
mekanik özelliklerine, şekline ve boyutlarına bağlıdır. Emniyetli bir çalışma için bu değerler
dış zorlamaların oluşturduğu gerilmelerden belli bir emniyet sağlayacak kadar büyük
olmalıdır. Boyutlandırma yapılırken genelde aşağıdaki hususlara dikkat edilir:




Sistemin yükler altında taşıyıcı özelliği bozmamalı
Boyutlandırma ekonomik olmalı
Estetik veya ergonomiklik kavramı değerlendirilmeli
Emniyetli şekilde boyutlandırılmalı
Makina tasarımı belirli bir fonksiyonu gerçekleştirmek üzere, belirli bir malzemeden belirli
bir şekle sahip bir makinanın gerçekleştirmesi için yapılan işlemleri içerir. Elemanın
malzemesi ve şekli gerçekleştirilecek fonksiyonun özelliğine göre belirlenmelidir. Dolayısıyla
bir makina elemanı, kendinden beklenen fonksiyonu yerine getiremiyorsa hasara uğramış
demektir. Bunun sonucu olarak hasar, makina elemanını tamamen parçalanıp dağılması
şeklinde olabileceği gibi, hassas bir yüzeydeki küçük bir çizik şeklinde de ortaya çıkabilir
Makina elemanları bilimi, makina elemanının kullanım süresi boyunca maruz kalacağı etkileri
tahmin etmek ve tasarım aşamasında bu yöntemleri göz önüne almak üzere geliştirilmiştir.
Yapılacak tahminler tasarımcının deneyimlerine bağlı olarak ne derece doğru olursa yapılan
makina elemanı o derece sağlam ve ekonomik olarak elde edilir. Makina elemanları üzerinde
çok çeşitli hasar türleri görülebilir.
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.
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
58
Bir tasarım mühendisinin görevlerinden birisi de malzemenin bütün kullanma şartlarını göz
önüne alarak yapı ve makina elemanlarının boyutlarını hesaplamaktır. Elemanın boyutlarının
hesaplanmasında üç ana koşul göz önünde tutulmalıdır;
1) Dayanım koşulu: Makina 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.
3) Estetiklik koşulu: Bu koşul, elemanın hoş görünümlü olması ve beğeni kazanmasını
sağlamaktır.
Mühendis, birbirine zıt bu 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.
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 koşulu ise, gereksiz malzeme ve işçilik sarfından kaçınarak, yapı elemanlarına
yeter boyut vermeyi öngörür.
Bu iki esas koşul 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.
Mukavemette kullanılan ideal kavramlar arasında tam elastik cisim ve tam plastik cisim
sınırda olan iki cismi gösterir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
59
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.
= σ
(6.1)
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.
= τ
(6.2)
6.2. EMNİYET GERİLMESİ
Elemanların boyutlandırılmasında kullanılacak malzemenin emniyet gerilmesi veya güvenlik
katsayısı önemli bir parametredir.
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
Her iki hal içinde geçerli olmak üzere, malzemeler için σ
sözkonusudur.
veya σ
60
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.
Makina tasarımında kullanılan malzeme özelliklerine ait bilgiler istatistiksel olarak elde
edilmiş bilgilerdir. Buna karşılık çevre şartlarını belirleyen ve gerilmenin hesaplanmasında
kullanılan bilgiler de istatistiksel verilere dayanmaktadır. Dolayısıyla her iki bilgi de
uygulamada bazı farklılıklar gösterebilecek özellik taşır.
Genel olarak elemana etki eden gerilme, elemanının yapıldığı malzemenin dayanımından
küçük ise eleman bu gerilmeyi taşır denilebilir. Buradaki istatistiksel veriler kesin
hesaplamaları engellemekte ve işlemlerin bir emniyet payı içersinde yapılmasını zorunlu hale
getirmektedir. Bu amaçla kullanılan katsayı emniyet katsayısı olarak adlandırılır. Dizayndaki
hedef; elemanda oluşacak gerilemeler belirlenen bir sınır değerin altında kalmasıdır.
Emniyet katsayısı (EK veya S), yapı elemanına uygulanacak yükün, o elamanın taşıyabileceği
en büyük yükü aşmamasını garanti eder. Emniyet katsayısı, yapı elemanının (göçmeksizin)
taşıyabileceği en büyük yükün kullanım yüküne oranıdır.
Emniyet katsayısı, yük ile gerilmenin orantılı olduğu durumlarda uygulanan gerilme ile
dayanım arasındaki ilişkiyi belirleyecek şekilde ifade edilir.
Emniyet katsayısı (S veya EK) =
≤
=
En büyük gerilme (σ , σ veya Re)
>1
Kullanım gerilmesi (σ )
(6.3)
Buradaki emniyet katsayısı malzeme bilgisi için gereken emniyet ve yük bilgileri için gereken
emniyet paylarının çarpımı olarak toplam emniyet katsayısını belirtmektedir.
Emniyet gerilmesi, bir yapı elemanının yapıldığı malzemenin mekanik özelliklerine şekline ve
boyutlarına bağlı olarak ve deneysel olarak belirlenen mukavemet değerlerinden hareketle
seçilen söz konusu elemanın emniyetle dayanabileceği en üst gerilme sınırıdır.
Emniyet katsayısı (EK) veya (S) kendisini belirleyen yük ve malzeme özellikleri ile ilgili
bilgilerin kesinlik durumuna ve hasar durumunda ortaya çıkacak olan can ve ekonomik kayba
göre tasarımcının tecrübesine bağlı olarak belirlenir. Malzeme özellikleri ve yükleme durumu
çok iyi biliniyorsa ve hasar durumunda ortaya çıkacak ekonomik kayıplar ihmal edilebilir
durum ise EK = 1,25 gibi düşük değerlerde alınabilir. En kütü durumunda emniyet katsayısı 3
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
61
- 4 arasında olabilir. Burkulma gibi durumlarda yük ile gerilme orantılı olmaz. Bu durumda
emniyet katsayısının uygulaması daha detaylı analizler gerektirir.
En büyük gerilme, ya akma ya da çekme/basma gerilmesidir. 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.
6.3. BOYUTLANDIRMA PROBLEMLERİ
Pratikte 3 tip boyutlandırma problemi vardır.
Problem 1: Kesit Tayini
Malzemeye etkiyen F kuvveti bellidir; malzemenin ne olacağına karar verilmiştir. Dolayısıyla
de bilinmektedir. Çubuğun kesitinin ne olacağı aranmaktadır.
≥
(6.4)
Problem 2: Gerilme kontrolü
Malzemeye etkiyen F kuvveti ve A kesiti her yerde bellidir; kullanılan malzeme de
bilinmektedir, dolayısıyla
de bilinmektedir. Çubukta meydana gelen gerilmenin ( ),
) altında olup olmadığının kontrolü istenmektedir.
emniyet gerilmesinin (
≤
(6.5)
Problem 3: Dış yükün hesabı
Malzemeye etki eden F kuvveti ve σ gerilme değeri bilinmektedir. Malzemenin ne kadar yük
taşıyacağı aranmaktadır. Normal kuvvet diyagramı bilinmeyen yük cinsinden çizilir.
Gerilmenin en fazla olduğu yerdeki değer, σem ile karşılaştırılarak taşınacak yüke geçilir.
=
(6.6.)
6.4. MUKAVEMET HESAPLARINDA TASARIM AŞAMALARI
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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
62
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.
Açıklanan bu aşamaların sayısı, problemin yapısına bağlı olarak değişebilir. Pek çok etkinin
dikkate alınması sözkonusu olduğunda çoğunlukla bir deneme-yanılma işlemiyle tasarım
sonuçlandırılır.
6.5. MUKAVEMET HESAPLARI
6.5.1. Çekme Gerilmesi
Bir elemana aynı eksen doğrultusunda ve ters yönde kuvvet etkimesinde elemanın kritik
kesitinde meydana gelen normal gerilmedir.
ç
σç =
σç,
=
≤ σç,
σ
(6.7)
(6.8)
Kesit hesabı;
Daire için:
d 2
A
4
(6.9)
Kare için:
A  a2
(6.10)
Dikdörtgen için:
A  ab
(6.11)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
63
Çekmeye zorlanan bir elemanın uzama miktarı:
L 
Fç L
AE

çL
E
(6.12)
Şekil 6.1. Çekmeye zorlanan eleman
Asılı haldeki bir elemana F kuvveti etki ederse, çekme gerilmesi:
ç 
( F  AL )
A
6.5.2.
Kesme (makaslama) Gerilmesi
τ =
≤ τ
(6.13)
(6.14)
,
Şekil 6.2. Kesilmeye zorlanan eleman
6.5.3. Basma Gerilmesi
Bir elemana aynı eksen doğrultusunda ve aynı yönde kuvvet etkimesinde elemanın kritik
kesitinde meydana gelen normal gerilmedir.
σ =
≤ σ
,
(6.15)
6.5.4. Eğilme Gerilmesi
İki ucu serbest mesnetli veya bir ucu ankastre kirişler bir kuvvete maruz kaldığında eğilme
momenti etkisi altında eğilme gerilmesine maruz kalmaktadır.
Me
 e ,em 
(6.16)
We
Eğilme momenti;
FL
Me  k
(6.17)
4
Eğilme mukavemet momenti;
Daire için:
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
d 3
32
Dikdörtgen için
bh 2
We 
6
We 
64
(6.18)
:
(6.19)
Şekil 6.3. Eğilmeye zorlanan eleman
Yapıda meydana gelen sehim veya çökme;
s=
(6.20)
Açısal şekil değiştirme;
α=
(6.21)
Ankastre kiriş şeklinde bir yapıda ise;
Eğilmeyle birlikte oluşan gerilme değeri;
σ =
=
≤ σ
,
(6.22)
Yapıda meydana gelen sehim veya çökme;
s=
(6.23)
Açısal şekil değiştirme;
α=
6.5.5.
(6.24)
Burulma Gerilmesi
Dönen eleman, dönme ekseni boyunca döndürme momenti etkisinde burulmaya maruz
kalarak kayma gerilmesi ile yüklenmektedir.
τ =
≤ τ
(6.25)
,
Md [ Nm ]  7023
N PS 
nd / dk 
(6.26)
N: güç,
n: devir sayısı.
Burulmada mukavemet momenti;
Daire için:
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
Wd 
d 3
16
(6.27)
İçi boş daire için:

d 1  d1 / d 2 
Wd  2
16
3
4

(6.28)
Halka için:
2
Wd  2R0 t ; R0 
R1  R2
2
(6.29)
Şekil 1.34. Burulmaya zorlanan mil
6.5.6.
Eşdeğer Gerilme (Eğilme + Burulma)
Bunun için farklı teoriler olmakla birlikte burada en yalın hali verilecektir.
Daire için:
 e ,em 
Mf
(6.30)
d 3
32
Dikdörtgen için
 e ,em 
:
Mf
(6.31)
bh 2
6
Eşdeğer mukavemet momenti:
2
M f  Me  Md
2
(6.32)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
65
MAKİNA BİLGİSİ
66
BÖLÜM II
BAĞLAMA ELEMANLARI
7.
KAYNAK BAĞLANTILARI
7.1. KAYNAK TANIMI VE ÇEŞİTLERİ
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.
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.
Kalınlığı 0,5 ile 5 mm arasında olan sacların birbirine tutturulması için nokta (punto) kaynağı
yapılır; yük taşıma kabiliyeti düşüktür.
Şekil 7.1. Kaynak bağlant şekilleri
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
67
Şekil 7.2. Alın kaynak şekilleri
Şekil 7.3. Bindirme kaynak şekilleri
Şekil 7.4. Nokta kaynağı (çift sıralı – çift etkili)
Kaynak, bir bağlantı elemanı olması yanı sıra korozyon ve aşınmadan koruma için “kaplama
kaynağı”, imalat için “kesme kaynağı” olarak da yapılmaktadır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
68
Şekil 7.5. Kaynak bağlantılarında parça konumları
Kaynak birleştirilen malzemelerin cinsine göre iki gruba ayrılır: metal malzemelerin kaynağı,
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
69
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.
Şekil 7.6. Kaynak dikiş şekilleri
7.2. KAYNAK BAĞLANTILARININ ÖZELLİKLERİ
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 işçilik tasarrufu).
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
70
7.3. KAYNAK USULLERİ
Metal malzemelerin kaynağı uygulanan metot bakımından iki şekilde yapılır; basınç kaynağı,
ergitme kaynağı.
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 dolgu 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 metodudur. Isıtmanın şekline
cinsine ve kaynak yerinin korunma tarzına göre çeşitli ergitme kaynağı usulleri vardır: gaz
ergitme kaynağı, direnç ergitme kaynağı, elektrik ark kaynağı.
Pratik açıdan en çok kullanılan kaynak usulleri; gaz ergitme kaynağı, elektrik ark kaynağı,
elektrik direnç kaynağı, sürtünme kaynağı, difüzyon kaynağı yöntemidir.
7.3.1. Gaz Ergitme Kaynağı
Gaz ergitme kaynağı, yanıcı bir gazın oksijenle yakılması sırasında ortaya çıkan ısı 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 (C2H). 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. Üfleç uçlarına takılan değişik büyüklükteki eğik borulara bek denir. Bekler
ergitilecek malzemelerin kalınlığına uygun olarak numaralandırılmışlardır.
Asetilen gazı üretimi asetilen kazanlarında karpitin su ile muamelesi ile 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.
7.3.2. 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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
71
ile yapılan elektrik ark kaynağında ergimiş malzemenin atmosfer etkisinden korunması
sağlanır.
7.3.2.1. 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 ile 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.
Kömür elektrotlar sadece ark teşekkülünde kullanılırlar. Çıplak elektrotların kullanımında
ergimiş malzeme atmosfer etkilerine maruz kalmaktadır. Örtülü 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.
7.3.3.
Kapalı Ark Kaynağı
Açık ark kaynağında, örtülü elektrot kullanılsa bile ergimiş malzeme yine de 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 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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
72
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.
Şekil 7.7. Koruyucu gaz kaynağı (gaz altı kaynağı)
Şekil 7.8. Koruyucu gaz alın kaynağı elemanları
7.4. KAYNAK BAĞLANTI DAYANIMINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Çentik Etkisi: Kaynaklı bağlantılarda çentikler bağlantının dış geometrik yapısından
kaynaklanabileceği gibi birleştirme sırasında meydana gelen kusurlardan da kaynaklanabilir.
Dış geometrik yapıdan ortaya çıkan çentik etkisi yorulma hesaplarında Kf değeri ile dikkate
alınmaktadır.
Kaynak kusurlarından kaynaklanan çentik etkisi: Kaynak sırasında çevresel etkiler,
kaynakçının yeteneği ve psikolojisi, kaynak edilen malzemelerin kaynak edilebilme kabiliyeti
gibi faktörler çeşitli kusurların oluşmasına yol açar. Bunlar cüruf boşlukları, nüfuziyet
eksikliği gibi gözle görülemeyen kusurlar olabileceği gibi, artık gerilmeler ve yanma sonucu
meydana gelen çentiklerle, ergime sırasında gerçekleşen sıçramalar sonucu ortaya çıkan gözle
görülebilen kusurlardır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
73
Hidrojen gevrekliği: Kaynak sıcaklığında atomik yapıda bulunan hidrojen iyi korunmayan
kaynak bölgesine hızla nüfuz eder. Düşük sıcaklıklarda ise hidrojen molekülü oluşturmaya
çalışır. Molekül hidrojenin hacmi atomik hidrojenden çok büyük olduğu için bu bölgelerde
zorlanmalar meydana gelir ve malzeme sünek olmasına rağmen gevrek bir davranış
gösterebilir.
Kaynak sırasında farklı ısınma ve soğumalar farklı miktardaki şekil değiştirmeler iç
gerilmelerin oluşmasına neden olur. Bu iç gerilmeler önemli bağlantılarda gerilme giderme
tavlaması ile ortadan kaldırılmalıdır. Bunun yapılmaması durumunda kaynak dikişi iç
gerilmelerin birbirini dengeleyerek yok etmesi amacıyla çaprazlanarak yapılmalıdır.
Kaynak dikişinin dayanım değeri: Kaynak dikiş bölgesinin mukavemet değeri esas metalin
(birleştirilen parçaların) dayanım değerine göre belirlenir. Literatürde farklı değerler olmakla
beraber çelik bina inşaatları için normal gerilme ile zorlanan yerlerde esas malzemenin
dayanım değerinin %60’ı, kayma gerilmesi ile zorlanan yerlerde ise %40’nın alınması
önerilmektedir (Re yerine 0,6Re veya 0,4Re, Rm yerinede 0,6Rm veya 0,4Rm). Diğer
kaynaklı bağlantılarda ise deneysel olarak elde edilmiş bir değer yoksa esas malzemenin
dayanım değerleri daha önce verilen hesaplamalarda olduğu gibi (hasar teorilerine dayanarak)
kullanılır.
7.5. KAYNAK BAĞLANTILARININ KONTROLÜ
Kaynak bağlantılarının mukavemeti kaynak dikişlerinin kaliteli ve kusursuz oluşuna 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.
Kaynak dikişinin gözle yapılan kontrolünde dıştan, kaynak işçliği hakkında bir kanaate
varıldıktan sonra tahribatsız muayene metotları uygulanır. En çok kullanılan kaynak muayene
metotları; röntgen (X) veya gama (y) ışınları, ses üstü dalgaları, magnetik ve fluoresan sıvı ile
kontrol.
7.6. KAYNAKLI KONSTRÜKSİYON MALZEMELERİ
Kaynak yapılan çeliğin kaynak dikişindeki ısı esas malzeme tarafından hızlı bir şekilde
çekilir. Çeliğin karbon oranının %0,2’den fazla olması durumunda kaynak dikişinde sert ve
kırılgan mikro yapılar oluşabilir. Bu nedenle kaynaklanacak çeliklerin karbon oranları
%0,2'den küçük olmalıdır. Piyasada kaynaklı konstrüksiyonlarda kullanılan levha, I profili, U
profili, köşebent vb. yarı ürün durumundaki çeliklerin karbon oranları genellikle %0,14...0,23
aralığındadır. En çok kullanılan çelikler St33, St37, St44 ve St52 çelikleridir. Karbon oranı
yüksek olan çelikler ön ısıtma yapılarak kaynatılabilir; fakat böyle bir işlem pek çok
kontrüksiyon için uygulanamaz ve ekonomik değildir. Hafif yapılar elde etmek için, hem
kaynaklanabilir, hem de dayanımı yüksek ince tane yapılı çelikler kullanılır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
74
8. LEHİM BAĞLANTILARI
Aynı veya farklı cinsten iki metalin, metallerin ergime sıcaklıklarından daha düşük sıcaklıkta
ergiyen bir başka metal (lehim) ile birleştirilmesi işlemine lehimleme 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. İyi bir difüzyon için yüzeyler temiz olmalı ve oksidasyon önlenmelidir. 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; sert metal kesicilerin çelik kalem taşıyıcılara
bağlanması gibi.
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, elektrik ve elektronik sahasında ise
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 lehim, fazla yük taşımayan, sızdırmazlık gerektiren, mukavemet açısından fazla
zorlanmayacak, nispeten düşük işletme sıcaklığına sahip yerlerde çalışacak parçaların
birleştirilmesinde kullanılır. Elektronik devrelerde, küçük teneke kutularda, su borularında
geniş uygulama alanı bulmaktadır. Yumuşak lehim için kalay, kurşun, çinko kullanılır.
Çalışma sıcaklıkları; kalay lehimleri için 180-300 0C, kurşun lehimi için 230 0C, çinko lehimi
için 410 0C’dir.
Sert lehim, sızdırmazlık sağlaması ve kuvvet iletmesi istenen bağlantılarda kullanılırlar:






mil-göbek bağlantıları
boru-flanş bağlantıları
motosiklet ve bisikletlerin boru konstrüksiyonları
yağ, yakıt ve hava taşıyan boru bağlantıları
taşıt radyatörleri
kimya sanayinde vb. yerler
Sert lehimler; pirinç lehimleri, bakır lehimi, gümüş alaşımlı lehimler ve alüminyum-çinko
alaşımlı lehimlerdir. Çalışma sıcaklıkları; pirinç lehimleri 850-1000 0C, bakır lehimi 1100 0C,
gümüş alaşımları lehimi için 600-8500C, alüminyum-çinko alaşımı lehimi için 3200C’dir.
Lehim malzemelerinin normal gerilme değerleri; kalay 35-40, pirinç 250-350, bakır 200-300,
gümüş 300-400 MPa, kayma gerilmesi değerleri ise sırasıyla; 25-35, 150-250, 150-220, 150280 MPa’dır.
Lehimleme ile birleştirmenin üstün özellikleri:
 Ergime olmadığı için kaynaktaki gibi kristal yapıda önemli bir değişme olmaz ve ince
parçalar yanmaz.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ






75
İşlem için gerekli ısı enerjisi azdır.
Çentik etkisi yoktur.
Isıl, elektriksel iletkenlik iyidir ve iyi sızdırmazlık sağlanır.
Kolay ve çabuk yapılabilen ucuz bir birleştirme yöntemidir.
Temiz bir yüzey elde edilir. İlave bir işlem gerektirmez.
Birleştirilen yüzeylerin arası lehimle dolacağı için geçme yüzeyinde toleransa gerek
yoktur.
Lehimleme ile birleştirmenin sakıncalı özellikleri:
 Başlıca sakıncası yüksek sıcaklıktaki işletme koşullarına uygun olmamasıdır.
 Lehim malzemesinin mukavemeti iyi bir kaynak bağlantısının mukavemetinden azdır.
 Lehim malzemesi pahalıdır.
Şekil 8.1. Lehim bağlantılarının şekillendrilmesi
Lehimleme iki aşamada yapılır:
Ön hazırlık:
Parçaların lehimlenecek kısımların asit, nem, boya, pas, yağ ve benzeri yabancı maddelerden
iyice temizlenmesi gerekir. Temizleme işlemi mekanik ve kimyasal yollarla yapılabilir.
Temizleme için kullanılan kimyasallara dekapan denilir. 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 yüzey önceden kalaylanır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
76
Çinko, gümüş ve diğer bazı metaller ergimiş lehim içinde çözünürler. Bu sebepten bu
metallerin ince sacları ve telleri düşük sıcaklıkta ve hızlı 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. Parçaları ısıtmak için elektrik direnç ve
indüksiyon metodları da kullanılır. Sert lehimlemede alevle ısıtma ve ergitme yapılabilir.
Lehimleme işlemi:
Lehimlenecek alanın ve lehim malzemesinin ısıtılarak bu alana ulaşması şeklinde çeşitli
lehimleme yöntemleri kullanılır. Lehimlemede özellikle ısının lehim malzemesi üzerine değil,
lehimlenecek parçalar üzerine verilmesine dikkat edilmelidir. Amaca göre seçilen yöntem ile
ısı verme işlemi yapılır. Bu yöntemler kesikli üretimde kullanılan lehimleme yöntemleri ve
seri üretimde lehimleme yöntemleri şeklinde iki ana sınıfta toplanabilir.
Kesikli üretimde kullanılan lehimleme yöntemleri:
Havya ile lehimleme: Yumuşak lehimde uygulanır. Elektrik veya gaz alevi ile ısıtılan havya,
elle hareket ettirilerek lehim alanının ısınması ve lehim malzemesinin ergimesi sağlanır.
Alev ile lehimleme: Yumuşak lehimde ve sert lehimde uygulanır. Lehim alanı doğrudan gaz
alevi ile ısıtılır ve lehim malzemesinin ergiyip lehim aralığına yayılması sağlanır.
Seri üretimde kullanılan lehimleme yöntemleri:
Blok sistemi ile lehim: Lehimlenecek parçalar hazırlanarak ısıtıcılı metal blok üzerine
konulur. Blok üzerinde bulunan parçaları ısıtır. Bu arada lehim malzemeleri ergiyerek lehim
aralığına yayılmaya başlar.
Tuz banyosunda lehim: Toz (pasta), halka veya tel şeklindeki lehim malzemeleri
yerleştirilmiş parçalar ergimiş tuz bulunan ve ısıtılan bir kapta lehimlenir.
Daldırma yöntemi “Banyo” ile lehimleme: Parçalar lehim malzemesi ergimiş durumda
bulunan ve ısıtılan bir banyoya daldırılırlar. Yumuşak ve sert lehimde kullanılan bir
yöntemdir.
Fırında Lehim: Toz (pasta), halka veya tel şeklindeki lehim malzemeleri yerleştirilmiş
parçalar elektrik ile ısıtılan lehim fırınına konulur. Hem yumuşak hem de sert lehimde
kullanılan bir yöntemdir.
Elektrik direnç lehimi: Lehim malzemesinin elektrik akımı ile ısıtılıp ergitilmesi esasına
dayanır.
Ergime sıcaklığı 900°C’ın üzerinde olan sert lehimlere yüksek sıcaklık lehimi denir.
Koruyucu gaz veya vakum altında lehim yapılır. İndiksiyon, lazer, elektron ve koruyucu gaz
altında fırında lehim, yüksek sıcaklık lehimleri için özel yöntemlerdir. Sert lehimde alevle
ısıtma ve ergitme yapılır. Yapılış şekli kaynağı andırdığından gümüş ve pirinç esaslı sert
lehimler gümüş kaynağı, pirinç kaynağı (sarı kaynağı) şeklinde isimlendirilirler.
Hesap Yöntemi
Lehim bağlantılarında uygulamada oluşacak kuvvetlerin emniyetle iletilmesinin önemli
olduğu bağlantılarda lehimlenen yüzeylerin arttırılması gerekmektedir. Bunun nedeni
yumuşak lehimlerin ve bazı sert lehimlerin mukavemetinin birleştirdikleri parçaların
mukavemetlerinden küçük olmasıdır. Bu nedenle lehim bağlantıların dayanımını arttıracak
bindirme, katlama veya kıvırma lehimleri tercih edilmekte olup mukavemet hesapları sert
lehimler için yapılmaktadır. Lehim bağlantılarının kesitlerinde düzgün olmayan gerilme
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
77
yayılışı oluşabilmektedir. Bindirme lehim bağlantılarının kenarlarında daha büyük gerilmeler
oluşmakta lehimlerin uzunluğu arttıkça gerilmeler arasındaki fark da artmaktadır. Bu nedenle
en uygun lehim uzunluğu L = (3…4) s alınmaktadır. Lehim bağlantılarının olabildiğince
kayma gerilmelerinin etkisi altında kalmasına dikkat edilir. Yumuşak lehim bağlantısında
hesap yapılmaz, lehim alanı gereğinden çok büyük alınır. Şekillendirme lehim alanı kaymaya
zorlanacak şekilde yapılır.
τ=
τ
F
≤ τ
bl
τ
=
S
Şekil 8.2. Lehim bağlantısı
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
9.
78
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
mümkündür (fren balataları, plastik malzemelerin metallerle birleştirilmesi, vb.).
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, polyester ve 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
Bunlar 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.
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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
79
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.
Yapıştırma işlemi iki ana aşamada gerçekleştirilir; hazırlık aşaması ve yapıştırma aşaması.
Yüzey hazırlıma aşaması:
Metallerde yüzey hazırlama işleminde aşağıdaki aşamalar izlenir:
1)
2)
3)
4)
Yağ alma
Yüzeyin pürüzlendirilmesi
Yüzeyin yıkanması
Yüzeyin kurutulması
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.
Yüzeyin pürüzlülüğü ve temizliği bağlantının mukavemetini önemli şekilde etkilemektedir.
Yağ almada aseton, benzin, benzol, mazot, trikloretilen, perkloretilen, 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.
Yapıştırma aşaması:
İki bileşenli zamklardaki yapıştırıcı ve katılaştırıcı bileşenler yapıştırma işleminden önce
birbirine karıştırılır. Bu şekilde hazırlanan zamk bir süre bekletilir veya derhal yüzeylerin
üzerine sürülür.
Yapıştırıcının cinsine göre fırça veya tabanca ile yapılır. 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.
Yapıştırıcı sürülen parçalar bir süre bekletilir. Yapıştırıcının cinsine bağlı olarak bu süreler
imalatçı tarafından belirtilir.
Yapıştırıcının cinsine göre parçalar basınçlı ve basınçsız olarak birbirine temas ettirilir.
Yapıştırıcının sertleşmesi sırasında parçaların birbirine bastırılması gerekiyorsa düzgün
dağılımlı bir basma temin etmek için gerekli düzenlemeler yapılmalı, uygun düzenekler
(tespit perçini, yay vb.) kullanılmalıdır. Bu işlem 5 dakika ile 50 saat arasında değişir. Sürenin
uzaması üretim kapasitesini düşürmesi istenmeyen durumlarda mümkünse kısa süreli
beklemelere uygun yapıştırıcılar kulanılmalıdır.
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.
Şekil 2.40’da görülen yapıştırma bağlantısında kopmanın yapıştırıcı da veya parçalarda
olması yapıştırıcının yeterli kalitede olduğunu gösterir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
80
Şekil 9.1. Yapıştırma bağlantısı elemanları
Yapıştırma bağlantısının avantajlı özellikleri:
 Uygulanması kolay, ucuz ve çabuktur.
 Ana malzemede herhangi bir delik, çentik vb. açılmadığından kesit zayıflamaz.
Mukavemet kaybı yoktur.
 Kaynakta olduğu gibi kristal yapıda değişmeler, ısıl gerilmeler ve gevrekleşmeler
oluşmaz.
 Gerilme dağılımı yaklaşık her noktada eşit olduğundan sürekli mukavemette yorularak
kopma tehlikesi azdır.
 Boşluklar kolayca doldurulabildiğinden korozyona karşı koruma görevi yapar. Çatlak
korozyonu tehlikesi yoktur.
 Farklı malzemelerin birleştirilmeleri mümkündür.
 Sönümleme ve izolasyon özelliklerine sahip olup, istenirse iletken ve yalıtkan olarak
faydalanılabilir.
Yağıştırma bağlantılarının sakıncalı özellikleri:
 Ön hazırlık (yüzeylerin temizlenmesi) hassasiyet gerektirir ve zaman alır.
 Çeki, eğilme ve soyma zorlanmasında mukavemetleri düşüktür. Bu nedenle
şekillendirme, yapıştırıcı kaymaya zorlanacak biçimde yapılmalıdır.
 Genel olarak diğer bağlantı şekillerine göre mukavemetleri sınırlı ve ömürleri kısadır.
Bağlantının özellikleri zamanla değişebilir (yaşlanma).
 Çalışma sıcaklığı artarsa (80°C - 120°C) mukavemetleri daha da düşer. Yeni özel bazı
yapıştırıcılar ile bu sınırın 450°C gibi yüksek değerlere çıkartılmış olması bu sakıncayı
gidermektedir. Birleştirme için basınç ve/veya ısı gerektirirler.
 Yapıştırıcıların mukavemetlerinin düşük olması büyük yapıştırma yüzeyi gerektirir.
 Bağlantıda kalite kontrolü yapmak zordur.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
81
10. PERÇİN BAĞLANTILARI
10.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
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 perçinleme, bu
silindirik parçalara da perçin denir.
Perçinler, kaynak teknolojisi gelişmeden önce kazan, boyler, köprü, gemi ve çelik
konstrüksiyon inşaatları gibi yapıların imalinde kullanılırdı. Kaynak teknolojisinin geliştiği
günümüzde perçinli bağlantılar fazla kullanılmamaktadır. Alüminyum gibi kaynağı zor olan
malzemelerin bağlantılarında, farklı iki malzemenin birleştirilmesinde, kaynağın meydana
getirdiği ısıdan dolayı malzemenin bozulmaması istenen yerlerde perçinli bağlantılar hala
tercih edilmektedir. Perçin baş tarafı şişkin silindik parçadır. Perçinin şaft boyu, levha
kalınlığından 1.5d kadar fazla olmalıdır. Perçin delik çapı, perçin çapından büyük açılır.
Perçinleme esnasında perçin şişerek deliği doldurur.
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.
Tablo 10.1. Perçinlerin sınıflandırılması
Biçimlerine göre perçinler
Kullanım yerlerine göre perçinler
1) Silindirik başlı perçin
2) Havşa başlı perçin
3) Yarım yuvarlak başlı perçin
4) Mercimek başlı perçin
5) Kör delikli perçin
6) Kovanlı perçin
7) Kapsül perçinleri
8) Patlamalı perçinler
9) Mantar başlı perçin
1) Kazan perçinleri
2) Çelik inşaat perçinleri
3) Lokomotif perçinleri
4) 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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
82
Şekil 10.1. Perçin çeşitleri
10.2. PERÇİNLEME
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 çelik perçinler genellikle
soğuk olarak dövülür. d > 26 mm ise perçin presle dövülerek, d < 26 mm ise balyozla
dövülerek bağlantı yapılır. Sıcak perçinlemede uygun bir ısıtıcıda kırmızı renge (950-1000
0
C) kadar ısıtılan perçinler yerine takılarak kapama başı teşkil edilir.
Şekil 10.2. Perçin başının dövülmesi ve bağlama
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
83
Yerine oturtulan perçin bir ateşleme sistemi ile dışarıdan 150-200 0C sıcaklığa kadar ısıtılınca
patlayıcı madde patlayarak perçin ucunu şişirip bağlantıyı sağlar.
10.3. PERÇİN DİKİŞ ŞEKİLLERİ
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.
Tablo 10.2. Perçinlelemenin sınıflandırılması
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
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.
Şekil 10.3. Perçin bağlantı dikiş çeşitleri
Perçin bağlantı şekilleri parça konumlarına, kesilmeye zorlanan kesit sayısına, perçin sırasına
ve amacına göre dört grupta toplanabilir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
84
Şekil 10.4. Perçin dikiş şekilleri
Şekil 10.5. Tek ve çok tesirli perçin bağlantıları
Şekil 10.6. Perçin bağlantısı destek elemanları
10.4. PERÇİN MALZEMELERİ
Perçin malzemeleri, bağlantı yapılacak parçaların malzemesine bağlıdır. Perçin malzemesinin
soğuk şekillendirmeye uygun olması gerekir. Soğuk veya sıcak şekillenebilir özellikte olan
bütün malzemeler perçin-malzemesi olarak kullanılabilir. Çelik olarak; soğuk veya sıcak
şekillenebilir özellikte olan genel yapı çelikleri, otomat çelikleri, ıslah çelikleri, sementasyon
çelikleri vs olabilir. Perçin malzemesi, birleştirme yapılacak levhalardan farklı olursa
korozyon ve gevşeme problemleri meydana gelir. Perçin malzemesinin genleşme katsayısı
perçinlenen parçaların genleşme katsayısından fazla olmamalıdır. Bundan dolayı alüminyum
parçalar alüminyum perçin ile, bakır parçalar bakır perçin ile, çelik parçalar çelik perçinle
bağlanmalıdır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
10.5. PERÇİNLERİN BOYUTLANDIRILMASI
10.5.1. Çekme Gerilmesi
ç 
A
Fç
znA
  ç ,em
(10.1)
d 2
4
10.5.2. Kayma Gerilmesi

Fk
  em
znA
A
d 2
4
(10.2)
Şekil 10.7. Perçinin kesilmeye zorlanması
10.5.3. Ezme Gerilmesi
p
Fk
 p em
A
A  nds
(10.3)
(10.4)
Şekil 10.8. Perçin yüzeyinin esilmesi
10.5.4. Perçin Sacının Yırtılması
Perçin sacı yandan veya ortadan yırtılabilir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
85
MAKİNA BİLGİSİ
Şekil 10.9. Perçin sacının yırtılması
Yandan tırtılma hali:
=
(
)
(10.5)
Alından yırtılma hali:
=
(10.6)
z: tesir sayısı
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
86
MAKİNA BİLGİSİ
87
11. CIVATA – SOMUN BAĞLANTILARI
11.1. TANIM VE KULLANIM YERLERİ
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 11.1. Cıvata ve somun elemanları
Şekil 11.2. 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
88
Bağlantı cıvatalarının görevi yapı ve konstrüksiyon elemanlarını birbirine bağlamaktır.
Hareket cıvatalarının görevi ise vidanın hareketi sırasında kuvvetleri cıvatadan somuna veya
somundan cıvataya iletmektir.
Şekil 11.3. Vida mekanizması ile hareket iletimi
11.2. VİDA PROFİLLERİ
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; açıldığı yüzeye, ölçü sistemine, helis yönüne, diş profiline, diş aralığına, kullanım
amacına, ağız sayısına, ağız sayısına ve kullanım alanına göre sınıflandırılmıştır.
Tablo 11.1. Vidların sınıflandırılması
Açıldığı yüzeyler göre
Diş profiline göre
Ölçü sistemine göre
Kullanım yerine göre
Ağız sayısına göre
Helis yönüne göre
Diş aralığına göre
Lullanım alanına göre
Vidaların Sınıflandırılması
Silindirik vidalar
Konik vidalar
Üçgen vidalar
Trapez vidalar
Testere dişi vidalar
Mertrik vidalar
Whitworth vidalar
Bağlantı vidaları
Hareket vidaları
Tek ağızlı vidalar
Çok ağızlı vidalar
Sağ vidalar
Sol vidalar
Normal vidalar
İnce diş vidalar
Sac vidaları
Ağaç vidaları
Yuvarlak vidalar
Şekil 11.4. Vidaların sınıflandırılması
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
89
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
(11.1)
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.
Kullanım amacına göre vida profilleri; üçgen, trapez, yuvarlak, testere dişi, kare ve özel vida
profilleri olarak üretilmektedir.
Dikdörtgen vida profilleri standartlaştırılmamıştır.
Şekil 11.5. Sağ ve sol vida
Şekil 11.6. Helis eğrisi
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
90
Şekil 11.7. Vida dişi terimleri
Şekil 11.8. Çeşitli somun tipleri
Şekil 11.9. 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
91
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 11.10. 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.
11.3. CIVATA VE SOMUN ÇEŞİTLERİ
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
92
Şekil 11.11. Cıvata ve somun ölçüleri
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 11.12. 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
gömüleceklerinden, yeterli uzunlukta ve çıkmalarını önleyecek şekillerde yapılırlar.
betona
Kelebek ve tırtıl başlı cıvatalar anahtar kullanılmadan elle sıkılabilirler.
Gözlü cıvatalar sık sık açılıp kapatılan kapakların tespitinde kullanılır.
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
93
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 11.13. Beton cıvataları
Şekil 11.14. Özel cıvatalar
Somun çeşitleri:








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.)
Şekil 11.15. Sonun çeşitleri
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
94
11.4. CIVATA VE SOMUN BAĞLANTILARININ YAPILMASI
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 11.16. 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.
Şekil 11.17. 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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
95
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 (kilitlenme) 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 11.18. Kuvvet bağlı cıvata emniyetleri
11.5. CIVATA SOMUN MALZEMELERİ
Cıvata ve somunlar genellikle çelikten imal edilir. Korozyona dayanıklılık istenen yerlerde
paslanmaz çelikler ve bakır alaşımları (pirinç) kullanılır. Cıvata malzemelerinde ilk önce
soğuk şekillendirme özelliğinin iyi olması istenir. Bu özeliği sağlamak için, cıvata üretiminde
kullanılan çeliklerin mikro yapısındaki sementitler lamelli olmamalıdır. Çelik küreleştirme
tavlamasına tabi tutularak sementitler küreleştirilir. Cıvataların çentik darbe tokluğu ve
yorulma dayanımlarının iyi olması istenir. Böyle bir özellik genellikle ıslah etme işlemi ile
sağlanır ve cıvatalar genellikle ıslah çeliklerinden yapılır. Cıvataların mekanik özelliklerini
belirten semboller kabartma usulü kullanılarak cıvata başlarına yazılır. DIN ve ISO
standartlarına göre cıvata kaliteleri aşağıda gösterildiği gibi iki rakamla verilir. Dayanım
değerleri yaklaşık olarak hesaplanabilir. Bunun için, birinci rakamın 100 ile çarpımı çekme
dayanımı (Rm) değerini verir. İki rakamın çarpımı ile elde edilen sayı 10 ile çarpılır ise akma
sınırı (Re) değerini verir. SAE VE ASTM standartlarına göre cıvata kaliteleri, cıvata başlarına
kabartma usulü konulan çizgiler ve sembollerle gösterilir.
11.6. CIVATALARIN BOYUTLANDIRILMASI
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.
Cıvata ve Somun Bağlantılarında Sıkma Kuvveti:
Cıvata ve somunların sıkılmasında, uygulanması gereken kuvvetlerin hesaplanması
bağlantıların yapılması için önemlidir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
96
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, İş  KuvvetxYol
bağıntısı gereğince;
M d = Anahtara uygulanan kuvvet F1  x Anahtarın aldığı yol 2r 
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
(11.2)
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
Daire kesitli cıvatanın kesit alanı; A 
(11.3)
d 2
4
Buna göre emniyetli cıvata çapı için
d em 
4 Fç
n ç ,em
(11.4)
eşitliği elde edilir.
Şekil 11.19. Çekmeye zorlanan cıvata bağlantısı
Cıvatanın emniyetli çekme gerilmesi, S emniyet katsayısı, K cıvata malzemesinin çekme
gerilmesi olmak üzere
 ç ,em 
K
S
(11.5)
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ

Fk
  em
A
97
(11.6)
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
(11.7)
Şekil 11.20. Kesilmeye zorlanan cıvata bağlantısı
Sıkma Esnasında Hasar Oluşumu
Cıvatalar sıkma esnasında burulma momenti uygulanır. Şekilde sıkma esnasında bir cıvata
gösterilmiştir.
Şekil 11.21. Sıkma esnasında bir cıvata bağlantısı
Cıvatada oluşan kayma gerilmesi:
=
(11.8)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
98
BÖLÜM III
HAREKET İLETİM ELEMANLARI
12. MİLLER VE AKSLAR
12.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
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.
Mil; dişli çark, kayış kasnağı, zincir dişlisi, kavrama göbeği, volan, rotor vb. parçaları
üzerinde taşıyan ve bunların kendisiyle birlikte dönebilmeleri için genellikle iki yerinden
yataklanmış olan önemli bir makina elemanıdır. Miller, üzerinde taşıdığı parçalardan
kaynaklanan yükler sonucu eğilmeye, güç iletimini sağlayan döndürme momenti nedeniyle de
burulmaya zorlanır.
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.
Akslar; bazı dönen veya salınım hareketi yapan parça ve elemanları üzerinde taşıyan ancak
enerji iletme özelliği olmayan elemanlardır. Halat makaraları, taşıt tekerlekleri, konveyör
destek makaraları ve tamburları, gergi kasnakları, gergi amaçlı zincir dişlileri, bazı hallerde
dişli çarklar akslar tarafından taşınan elemanlara örnek olarak verilebilir.
Raylı taşıtlar için tekerlek aksı olarak dönmeyen ve dönen aks şeklinde iki farklı
konstrüksiyon mevcuttur. Dönen aks tam değişken eğilme zorlanmasına maruz kalır. Bu aks
virajlarda ray ile tekerlek arasındaki sürtünmeden dolayı bir miktar burulma yükü de alır.
Bir krene ait döndürülen tekerleği ve ona bağlı dişliyi taşıyan dönmeyecek şekilde yapılmış
aksa bazı hallerde perno da denir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
99
Şekil 12.1. Mil çeşitleri
Şekil 12.2. Aks
Bir kamyonun ön tekerlek konstrüksiyonu ve tekerleği taşıyan dönmeyen türden aks
kullanılır. Bir torna tezgahına ait döner punta; dönen bölüm işlev itibarı ile bir aks olarak
düşünülebilir. Moment (tork) genelde döndürme çabası anlamında kullanılır. Şaftlar, vites
kutularında değiştirilen momenti diğer aktarma organlarına iletir. Kısaca vites kutusundan
aldığı hareketi diferansiyele ileten elemandır. Aynı zamanda boyca uzama gerektiren
durumlarda mafsallara yardımcı olurlar.
Şekil 12.3. Şaft
Şekil 12.4. Yataklama
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
100
12.2. MİL MALZEMELERİ
Miller, genellikle yuvarlak kesitli, karbonlu veya alaşımlı çeliklerden yapılır. Millerde
dayanım ve tokluk gereklidir. Bu özellikleri elde etmek için, bilhassa aşırı zorlanan miller
ıslah edilir. Islah edilmeyecek miller için soğuk çekilmiş çelik kullanmak daha avantajlıdır.
Aşınan yerlerin çeşitli yöntemlerle yüzey sertleştirme işlemi yapılmasına gerek vardır. Miller
genellikle değişken gerilme ile zorlandıklarından, mil yapılacak malzemeler yorulmaya karşı
dayanıklı olmalıdır. Hareketli makinelerdeki millerin mümkün olduğu kadar hafif olması
istenir. Bundan dolayı yüksek dayanımlı çelikler tercih edilir.
Şayet mil darbeli çalışan bir makinede çalışıyor ise tokluk da iyi olmalıdır. Bu özellikleri
sağlamak için mil ıslah çeliklerinden yapılır. Mil imal edildikten sonra sertliği 35...40HRC
civarında olacak şekilde ıslah edilir. Şayet mil kaymalı yatak içinde çalışacak ise, yatak içinde
kalan muylu kısmı 55HRC civarında yüzey sertleştirme işlemleriyle sertleştirilmelidir. Milin
üzerinde gerilme yığılması oluşturan fatura, kama kanalı, vida, yağ deliği gibi yerlerin dikkatli
tasarımı gerekir. Küçük çaplı millerin soğuk çekilmiş çelikten yapılması daha iyidir. Türkiye
piyasasında akson adı altında S235(St37) çeliğinin soğuk çekilmiş şekli satılmaktadır. Çeliğin
P, S gibi kalıntı elementleri ve oksitler sülfürler gibi kalıntı bileşiklerinden temiz olması
yorulma dayanımını artırır. Milin üzerine yapılacak, krom kaplama, dolgu kaynağı ve
kaynaklardır.
12.3. MİLLERİN MUKAVEMET HESABI
Miller dönen elemanlar olup, çevresel kuvvetleri ve momentleri taşıyarak burulmaya
zorlanırlar. Taşıdıkları yüklerden dolayı da burulma ile birlikte eğilme etkisinde kalırlar.
Millerin boyutlandırılabilmesi, diğer bir ifade ile mil çapının belirlenebilmesi için milin etki
altında kaldığı yüklerin miktarının ve etki biçiminin bilinmesi gerekir.
12.3.1. Millerin Burulmaya Zorlanması
Döndürme (burulma) momenti M d , dönme halindeki mukavemet momenti Wd olmak üzere
kayma gerilmesi aşağıdaki eşitlikle ifade edilir.

Md
  em
Wd
(12.1)
Döndürme momenti, güç ve açısal hız ya da kuvvet ve hız bağıntısından hesaplanabilir.
N  Mdw
(12.2)
w
2n n

6
30
(12.3)
N
M d n
30
(12.4)
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 n
30
(12.5)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
M d Nm   9549
N KW 
nd / dk 
101
(12.6)
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 
(12.7)
Dönen silindirik elemanlar için mukavemet momenti
Wd 
d 3
16
(12.8)
Güç ikinci bir yöntemle; kuvvet – çizgisel hız bağıntısına bağlı olarak hesaplanabilir.
N  FV
Çizgisel hız
(12.9)
V  dn / 60
Çizgisel hız – açısal bağıntısı V  w
Kuvvet – moment bağıntısı
d
2
Md  F
(12.10)
(12.11)
d
2
(12.12)
12.3.2. 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
(12.13)
Eğilme için mukavemet momenti
We 
d 3
32
(12.14)
Eğilme momenti ( l mili destekleyen elemanlar arasındaki uzaklık, F yük)
Me 
Fxl
4
(12.15)
Şekil 12.5. Milin eğilmeye zorlanması
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
102
13. KAMALAR
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.
13.1. ENİNE 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 13.1. Enine kama bağlantısı
13.2. 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.
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
103
Kamaların uçları yuvarlak (A tipi) veya düz (B tipi) olabilir. b kama genişliği, h kama
yüksekliği ve l kama uzunluğu olmak üzere kama gösterimi:
Kama A bxhxl TS 147 veya Kama B bxhxl TS 147
Şekil 13.2. Boyuna kama çeşitleri
13.3. UYGU KAMALARI
Yüzeyleri paralel olan prizmatik elemanlardır. Hiç bir Öngerilme söz konusu olmadığından
tam bir şekil bağlantısı meydana getirirler. Bunlar: A tipi denilen uçları yuvarlak kamalar ve
B tipi denilen uçları düz kamalar.
Şekil 13.3. Paralel (uygu) kamaları
Uygu kamaları standarttır. Bunların geniĢliği b yüksekliği h, uzunluğu L, mil kanalı derinliği
göbek kanalı derinliği ise ile ifade edilir. Tüm bu boyutlar çapa bağlı olarak standartlarda
verilmiştir. Yapılacak boyutlandırma hesabı sadece uzunluk bulmak içindir.
Uygu kamasının standart gösterimi:
Kamanın tipi b x h x L
Örneğin B 12 x 8 x 45
TS 147 de, kama malzemesi olarak C45 Islah çeliği verilmiştir. Kamanın kullandığı
bağlantıda, bağlantı elamanlarının malzemesi seçilirken kamanın malzemesinin en düşük
dayanımlı olması tavsiye edilir. Bu şekilde, bağlantıda hasar meydana gelir ise ilk önce ucuz
ve imalatı kolay olan kama hasar görür.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
104
13.4. UYGU KAMALARININ HESAPLANMASI
Uygu kamaları yüzey basıncı ve makaslamaya çalışır.
=
(13.1)
=
(13.2)
=
(13.3)
=
=
≤
(13.4)
=
=
≤
(13.5)
A tipi yuvarlak uçlu federlerde L1 = L - b
B tipi federlerde L1 = L burada L uygu kamasının nominal uzunluğudur.
Genel olarak kesme emniyet gerilmesi
= 4,5
/
Tablo 2.3. Emniyetli yüzey basıncı (pem)
Göbek malzemesi
Statik zorlanma
Çelik, dökme çelik
Dökme demir
8…15
5…10
Değişken zorlanma
(daN/mm2)
4…6
2…5
Tecrübelere dayanılarak kamanın uzunluğu L ve göbeğin çapı D mil çapı d’ye bağlı olarak şu
şekilde belirlenir.
Göbek dökme demir:
= (1,5 … 2)
Göbek çelik veya dökme demir:
= (1 … 1,3)
= (2 … 2,2)
= (1,8 … 2)
Pratikte enderde olsa yarım ay kamalar kullanılmaktadır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
105
14. PİM VE PERNOLAR
14.1. PİMLER
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 14.1. Silindirik pimler
Şekil 14.2. Konik pimler
Şekil 14.3. Çentikli pimler
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
106
Şekil 14.4. 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…
Pimler tornada işlendikten sonra taşlanırlar. Pimlerin yüzeyleri düzgün ve temiz olmalıdır.
Geçtikleri yerlerdeki toleransa göre pim çaplarındaki toleranslar m6, h8 veya h11’dir. Pim
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
107
yerleri delindikten sonra raybalanarak pimler yerlerine çakılırlar. Pimler kullanıldıkları yerde
kesilmeye zorlanırlar.
14.2. PERNOLAR
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 14.5. Pernolar
Şekil 14.6. Perno ile yapılmış mafsal
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
108
14.3. PİM-PERNO MALZEMELERİ
14.3.1. Pim Malzemeleri
Pimler, merkezleme veya emniyet elemanı olarak kullanılırlar; ayrıca hafif zorlamalı
bağlantılarda bağlama elamanı olarak da kullanılabilirler. Silindirik, konik veya çentikli yapılı
elemanlar olup muhtelif çeşitleri vardır. Pim malzemesi olarak cıvata malzemeleri kullanılır
ve cıvatalar gibi kalitelere ayrılmıştır. En çok 5.6 ve 6.6 kalitedeki pimler kullanılır. Pimler
küçük ve değiştirilmesi kolay olduğu için, pim malzemesi bağlantı elemanları içinde en zayıf
olmalıdır.
14.3.2. Perno Malzemeleri
Pernolar silindirik düz veya başlı olabilirler. Pernolar, mafsallı bağlantılarda, küçük
tekerleklerin, kasnakların ve ruloların taşıyıcı elemanlara bağlanmasında kullanılır.
Pernolardan aşınmaya ve yerine göre yorulmaya dayanıklılık istenir. Perno malzemesi olarak,
genel yapı çelikleri, ıslah çelikleri, sementasyon çelikleri, otomat çelikleri kullanılabilir.
Aşınmaya dayanıklılık istenen yerlerde sementasyon veya indüksiyon ile yüzey sertleştirmesi
yapılabilir.
14.4. PERNO HESABI
Pernolar yüzey basıncı, eğilme ve kesmeye zorlanırlar.
14.4.1. Yüzey Basıncı ve Ezilme
Yan parçalarla perno arasındaki yüzey basıncı:
p=
≤ p
(14.1)
Bilezik ile perno arasındaki yüzey basıncı:
p′ =
≤ p
(14.2)
14.4.2. Eğilme
=
=
(
(14.3)
)
=
≤
(
σ =
)
π
(14.4)
≤ σ
(14.5)
14.4.3. Kesilme
τ=
(π
/ )
≤ τ
(14.6)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
109
15. YAYLAR
15.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
Yaylar, büyük miktarda şekil değiştirme ile potansiyel enerji depo eden makina elemanlarıdır.
Bu enerji, yayın türüne göre az veya çok sürtünme kaybı ile geri verilir. Bazı yaylar sadece
sönüm amacı ile de kullanılabilirler.
Uygulam alanları:
 Eneri depolama amacı ile; saat mekanizmaları, klapenin geri itilmesi
 Kuvvet sınırlayıcı olarak; preslerde
 Darbe sönümleyici olarak; taşıt yayları, raylı taşıtların tampon yayları
 Kuvvet bağı elde etmek veya kuvveti dağıtmak için; gergi yayları, temas yayları
 Kuvvet ölçmek için; yaylı dinamometreler, basküller
 Kuvvet bağının devamı için; hareket ve aşınmanın olduğu haller
 Titreşim tekniğinde makinaların desteklenmesi için; kırıcılar, öğütücüler, çekiçler vb.
Metal yaylar esas olarak yayın şekline veya yaydaki zorlanmanın cinsine göre
sınıflandırılırlar:
-
-
-
Çekme-basmaya çalışan yaylar
o Çekme veya basma yay çubukları
o Bilezik yaylar
Eğilmeye çalışan yaylar
o Düz formlu yaylar
o Spiral formlu yaylar
o Disk veya özel formlu yaylar
Burulmaya çalışan yaylar
o Burulma çubukları
o Helisel yaylar
o Silindirik olmayan helisel sarımlı yaylar
Şekil 15.1. Yay çeşitleri
15.2. YAY KARAKTERİSTİKLERİ
Yay karakteristiği kuvvet ile uzama arasındaki ilişkidir. Bu ilişki en genel hali ile üç değişik
şekilde olabilir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
-
110
Progresif özellik
Lineer özellik
Degresif özellik
Şekil 15.2. Yay karekteristikleri
15.3. YAY SİSTEMLERİ
Uygulamaya bağlı olarak bazen tek yay yerine, birden fazla yayın seri veya paralel bağlanmış
halleri kullanılır.
Yay sistemleri genel olarak
1. Kullanma hacminin sınırlı olduğu
2. Tek yaydan daha yeterli olduğu
3. İstenilen karakteristiklerin tek yaydan elde edilemediği hallerde kullanılırlar.
Seri bağlı yay sistemleri
Tek yaya göre daha yumuşaktır (yaylanma rijitliği düşüktür)
Şekil 15.3. Seri bağlı yay sistemi
Paralel bağlı yay sistemleri
Tek yaya göre daha serttir (yaylanma rijitliği büyüktür).
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
Şekil 15.4. Paralel bağlı yay sistemi
Şekil 2.52. Bilezik yay
Şekil 2.53. Yaprak yay
Şekil 2.54. Çok katlı yaprak yay
Şekil 2.55. Spiral yay
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
111
MAKİNA BİLGİSİ
112
Şekil 2.56. Kangal yay
Kapak mafsallarında, manivelalarda, kilit, mandal gibi elemanlarda sıklıkla kullanılırlar.
Şekil 2.57. Helisel çeki yayı
Elastomer yaylar
Hem elastiklik, hem sönüm, hem de ısıl ve elektriksel yalıtkanlık sağlarlar. Daha ziyade
sönüm amaçlı tercih edilirler.
15.4. YAY MALZEMELERİ
İstenen özellikler
-
Yüksek elastiklik sınırı
Yüksek zaman mukavemeti ve sürekli mukavemet
Yüksek uzama ve bükülme özelliği
Bu özellikleri iyileştirmek için yüksek karbonlu çelik ve/veya Si,Cr,Mn ve V alaşımları tercih
edilir.
Tablo 15.1. Yaylar ve mukavemet değerleri
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
113
16. MİL – GÖBEK BAĞLANTILARI
16.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
Mil üzerine yerleştirilen dişli çark, kasnak, volan gibi disk şeklindeki elemanlara genel
anlamda göbek denir. Mil ve göbek tek bir sistem meydana getirecek şekilde birbirlerine
şekildeki gibi bağlanırlar. Mil veya göbek üzerine bir moment veya eksenel bir kuvvet
uygulandığında, bu moment veya kuvvet hiç kayma olmadan milden göbeğe veya göbekten
mile iletilebilmelidir.
Şekil 16.1. Mil – göbek bağlantıları
Mil ile göbek arasında moment iletimi iki şekilde olabilir:
1) Şekle bağlı olarak (uygu kamaları "federler”, kamalı "oluklu" miller vb.)
2) Sürtünme yolu ile (kamalar, konik geçmeler, sıkma geçmeler, sıkı geçmeler vb.)
Uygu kaması bağlantılarında mil ve göbeğe birer kanal açılır ve kama mil kanalına
yerleştirilip göbek bunların üzerine geçirilir.
Mil kanalı disk freze veya parmak freze ile açılır. Göbek kanalı en sağlıklı olarak broş (tığ)
kullanılarak açılır.
Şekil 16.2. Mile kama yuvası açılması
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
114
16.2. KAMALI MİL-GÖBEK BAĞLANTILARI
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 taşımaya katılır.
Bu zorlanma durumuna göre yuvalı kama, başlangıçta bir kuvvet bağı, daha sonra da şekil
bağı meydana getirir.
Şekil 16.3. Oyuk kama
Şekil 16.4. Düz kama
Şekil 16.5. Yuvalı kama
Şekil 16.6. Burunlu kama
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
115
Şekil 16.7. Teğetsel kama
Şekil 16.8. Yarım aya kama
Şekil 16.9. Uygu kaması (feder)
Kamalı Miller
Mile yuva açıp feder yerleştirmek yerine milin kendisi birçok uygu kamasının profilini
üzerinde taşıyan bir formda üretilir. Kamaların profili dikdörtgen, üçgen ve evolvent şeklinde
olabilir. Kamalı mil ile göbek arasındaki merkezleme iç çapa göre, dış çapa göre ve yanaklara
göre yapılır. Üzerinde taşıdığı elemanların eksenel yöndeki hareketine çok elverişlidir. Vites
kutularında çok kullanılır. Profiller yüzey basıncına zorlanmaktadır. Momentin profiller
arasında eşit olarak dağıtıldığı düşünülürse (z:profil sayısı);
=
=
(2.81)
=
=
ℎ=
(2.82
=
≤
(2.83)
(2.84)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
116
Şekil 16.10. Kamalı mil
Şekil 16.11. Kamalı mil-göbek bağlantısı
16.3. KONİK GEÇMELER
İçi konik olarak işlenmiş göbek çok defa bir cıvata yardımı ile sağlanan eksenel kuvvet etkisi
ile aynı koniklikte işlenmiş mil üzerine sürülerek bağlantı sağlanır. Temas yüzeyleri dönel ve
temas sürekli olduğundan basıncın eşit yayılmış olduğu kabul edilir. Çok sık veya seyrek
sökülüp takılan bağlantılarda, gemi pervanelerinin şafta tespitinde, matkaplarda, takım
tezgahlarında kullanılır.
Şekil 16.12. Konik geçme
16.4. SIKMA GEÇMELER
Yüzeyler arasındaki basınç civataların sıkılması ile sağlanmaktadır. Bu tür bağlantılar göbeğin
mil üzerine istenilen yere takılmasına veya montaj sırasında gerekli ayarlamaların
yapılmasına imkan verir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
117
Şekil 16.13. Sıkma geçme
16.5. SIKI GEÇMELER
Bu tip bağlantılarda mil ve göbek arasındaki moment ve hareket iletimi geçme yüzeyleri
arasında çap farklılığı sayesinde oluşturulan basınç ile sağlanmaktadır. Bu nedenle başlangıçta
milin dış çapı (dM) göbeğin delik çapından (dG) büyük yapılır. Moment uygulandığında,
geçme yüzeyleri arasında sürtünme kuvveti meydana gelir. Bağlantının sağlanabilmesi için
Ms≥Mb olmalıdır.
Sıkı geçmeleri montaj şekillerine göre iki gruba ayrılır:


Eksenel sıkı (pres) geçmeler
Radyal sıkı geçmeler
Eksenel sıkı geçmeler, parçalar oda sıcaklığında eksenel bir kuvvetin yardımıyla monte
edilirler. Eksenel yönde itme hızının 2 mm/s'yi geçmemesi gerekir. Montaj sırasında mil
ucunun kazıma yapıp malzeme kaldırmaması, ayrıca merkezlemeyi kolaylaĢtırmak amacıyla
uç kısımda yaklaşık 5°' lik bir açıyla 2 ... 5 mm. kadar pah kırılmalıdır. Pres geçmede
parçaların yüzey pürüzlülüğü bozulabilir. Bu durum bağlantıyı olumsuz etkileyeceğinden
önemli yerlerde kullanılacak bağlantılar mil ve göbek yüzeylerinin arasına gönderilen basınçlı
yağ tabakası yardımı ile yapılır.
Radyal sıkı geçmelerde genellikle göbek ısıtılır. Sıcaklık parçaların birbiri üzerine rahatlıkla
geçirilmesine olanak verecek dereceye kadar yükseltilir. Soğuma sırasında delik çapı büzülür
ve istenilen sıkılık sağlanır. Isıtma işlemi, 100°C'a kadar sıcak plakalar üzerinde, 350°C'ta
kadar yağ banyosunda, 700 °C'ta kadar ise fırında veya alevle yapılabilir. Bazen de mil
soğutularak çapın küçülmesi sağlanır. Soğutma işlemi, -70°C'ta kadar kuru buz (karbondioksit
kan) -190 °C'ta kadar ise sıvı hava ile yapılır. Sıcak geçmelerde yüzey pürüzleri bozulmaz.
Şekil 16.14. Sıkı geçme
16.6. PİM BAĞLANTILARI
Pimler küçük makine elemanları olup bağlama, merkezleme ve emniyet elemanı olarak
kullanılırlar. Silindirik, konik ve çentikli pimler olarak sınıflandırılabilirler. Silindirik pimler
toleranslı olarak monte edilirler. Delikleride hassas işçilik gerektirir. Çentikli pimler bu
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
118
hassasiyeti gerektirmez. Delikleri kaba olarak işlenebilir. Aynı prensip elastik “esnek” pimler
içinde geçerlidir. Konik pimlerinde delikleri raybalama işlemine tabi tutulmalıdır.
Şekil 16.15. Pim bağllantısı
Şekil 16.16. Pim kullanım örnekleri
Şekil 16.17. Çentikli pim bağlantısı
Şekil 16.18. Gupilya bağlantısı
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
119
16.7. PERNO BAĞLANTILARI
Pernolar silindirik elemanlar olup mafsallı yani dönme serbestliğine sahip küçük tekerleklerin,
kasnakların ve ruloların taşıyıcı elemanlara bağlanmasında, ve pistonbiyel bağlantılarında
kullanılan elemanlardır.
Şekil 16.19. Perno bağlantısı
Şekil 16.20. Pernoyla biyel kolu-piston bağlantısı
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
120
17. YATAKLAR
17.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
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
17.2. KAYMALI 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
121
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.
Şekil 17.1. Radyal kaymalı yatak
Şekil 17.2. 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 malzemeleri;
1)
2)
3)
4)
5)
6)
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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
122
17.3. YUVARLANMALI (RULMANLI) YATAKLAR
17.3.1. Tanım ve Sınıflandırma
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.
Şekil 17.3. Radyal yuvarlanmalı yatak
Şekil 17.4. Eksenel yuvarlanmalı yatak
17.3.2. Rulmanlı Yatakların Özellikleri
1) Sürtünme direnci azdır. Bu nedenle;
a)
b)
c)
d)
Güç kaybı az, verim yüksektir
Mil kısa zamanda harekete geçer
Yüksek hızlarda kullanmaya elverişlidirler
Uzun ömürlüdürler
2) Dar toleranslarda yapılabildiğinden hassas makinaların yapımı kolaydır
3)
4)
5)
6)
7)
Az yer kapladıklarından makine konstrüksiyonu da küçüktür
Az yağ sarfeder
Standartlaştırıldıklarından kolay temin edilirler
Sökülüp takılmaları kolaydır
Mil malzemesinden etkilenmezler
17.3.3. Rulmanlı Yatakların Sakıncaları
1)
2)
3)
4)
5)
Vuruntulara karşı az mukavemetlidirler
Montaj (yataklama) işlemleri zordur
Sesli çalışırlar
Tozlu yerlerde kullanımı elverişli değildir
Pahalıdırlar
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
123
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.
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.
Yuvarlanmalı yatakların siparişlerinde aşağıdaki özelliklerin belirtilmesi gerekir:
1)
2)
3)
4)
Yuvarlanmalı yatağın tipi (bilyeli, makaralı, vb.)
İç çap, dış çap, genişlik
Firma seri numarası
Gerektiğinde özel işaret ve semboller
17.4. YATAKLARDA SÜRTÜNME VE YATAKLARIN YAĞLANMASI
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;
1234-
Kaynama aşınması
Talaş kaldırma ile aşınma
Akışkan erozyonu
Kimyasal aşınma
Sürtünme ve açınma etkilerini azaltmak amacıyla yatakların yağlanması gerekir. Yağlama ile
makina yataklarının emniyetle çalışması ve uzun ömürlü olması sağlanır. Yatakların
yağlanmasına gres yağı ve sıvı yağ kullanılır. Rulmanlı yatakların yağlanmasında genellikle
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
124
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.
17.5. YATAK MALZEMELERİ
17.5.1. Rulmanlı Yatak Malzemeleri
Rulmanlı yatakların bilezikleri ve dönen elemanları derinlemesine sertleşme kabiliyeti olan
çeliklerden yapılır. Sertleştirme sonucu 58- 65HRC sertlik elde edilir. Rulmanın çalışma
sıcaklığı 125 °C'nin üstüne çıkması durumunda sıcağa dayanıklı (%4Cr,%7W, %2V, %4Mo,
%5Co gibi) rulman çelikleri kullanılır. Korozyonlu ortamlarda çalışacak rulmanlı yataklar için
martenzitik paslanmaz çelikler (%15Cr, %4Mo, %5Co) kullanılır. Rulman çelikleri vakum
ergitme yöntemiyle elde edilir. Bu yöntem ile elde edilen çeliğin homojen bir mikro yapısı
vardır ve kalıntılar çok azdır. Böyle bir çeliğin güvenirliliği yüksek olur. Dönen elemanları
tutmak için kullanılan kafesler, küçük boyutlu rulmanlı yataklarda çelik saclardan veya
pirinçten preslenerek yapılır; büyük boyutlu rulmanlı yataklarda talaşlı işleme ile yapılmış
çelik veya pirinç kafesler kullanılabilir. Aşrı sıcak ve yüksek korozyonlu ortamlar için
geliştirilmiş seramik malzemeler kullanılır.
17.5.2. Kaymalı Yatak Malzemeleri
Kaymalı yatak malzemeleri sertliklerine göre üçe ayrılır:
 Sertlikleri 50 BSD (HB)'den küçük olan plastik alaşımlar. Plastik alaşımlar, beyaz
alaşımlar, kurşun bronzları, plastik alüminyum alaşımları ve gümüştür. Aşırı yüklenen ve
aşırı hızla çalışan yataklarda plastik alaşımlar kullanılır. Yatak tam yağlamalı çalışmalıdır.
 Sertliği 50-100 BSD arasında olan yumuşak alaşımlar. Yumuşak alaşımlar, yumuşak
bronzlar (Sn, Sn-Pb, Sn-Pb-Zn bronzları) ve alüminyum alaşımlarıdır.
 Sertliği 100 BSD'den büyük olan sert alaşımlar. Sert alaşımlar, Alüminyum ve demir
bronzları ve dökme demirlerdir. Yumuşak ve sert alaşımlar, tam yağlamanın yapılamadığı
sınır sürtünmeli durumlarda kullanılır.
Beyaz Yatak Alaşımları: Beyaz yatak alaşımları plastik matriks içinde sert bileşiklerin yer
aldığı yumuşak metal (Sn, Pb, Cd, Sb, Zn) alaşımlarıdır. Beyaz yatak alaşımları, sınır
sürtünme şartlarında düşük sürtünme katsayıları, iyi plastik özelliği, kendi kendine alıştırma
özelliği ve aşınma dayanımları yönünden diğer malzemelerden ayırt edilirler. Plastiklik,
yükün yatak üzerine homojen dağılmasını sağlar ve sert tozların, yağın oksitlenmesinden
meydana gelen sert parçacıkların yatağa girmesi durumunda fazla tehlike oluşturmasının
önüne geçer. Bu sert parçacıklar beyaz yatak malzemesinin içine gömülür abrazyon aşınması
yapmasına mani olur. Beyaz yatak alaşımlarının en önemli sakıncası bilhassa yüksek
sıcaklıklardaki temas yorulma dayanımının düşük olmasıdır. Beyaz yatak alaşımları, 25-35
HRC sertliğinde ıslah edilmiş çelik mil ile beraber çalışır. Mil sertliğinin 50-55 HRC olması
güvenirliğin artmasına neden olur. Beyaz yatak alaşımları, yatak burcu üstüne çok ince olarak
kaplanır. Kalınlığın azalması ile temas yorulma dayanımı artar
Çok Katlı kaplamalar: Çok katlı kaplamalarda beyaz metal tabakasına destek olması için
0,2- 0,5 mm kalınlığında yatak malzemesi kaplanır. Bu destek tabakası temas yorulması
dayanımını ve darbe dayanımını artırır. Destek malzemesi olarak, alüminyum bronzları
kullanılır. En iyi netice sinterleme yöntemiyle üretilmiş porözlü Cu-AI, Cu-Ni alaşımlardır.
Dökme demir yataklar, bronzlara göre daha ucuz olduklarından dolayı bronz yatak yerine
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
125
kullanılır. En önemli sakıncası kırılgan olmalarıdır. Hafif alaış malzemelerinden en çok
kullanılanı Alüminyum bronzudur. %6Sn+%1,5Ni+% 0,5-1 Sb+% 0,5 Si+% 0,5-1 Mn+Al
alaşımı hem iyi plastiklik hem de yüksek dayanım özelliği verir. Alüminyum alaşımı
yatakların korozyona dayanıklılıkları iyidir. Bu alaşımların sakıncası, düşük aşınma dayanımlı
olmalarıdır. Yatak, basınçlı yağ ile yağlanmalıdır ve milin sertliği 55 HRC'den büyük
olmalıdır. Alüminyum alaşımlı yatakların kullanılması durumunda yüksek seviyedeki ısıl
genleşme katsayısı göz önünde bulundurulmalıdır.
Metal Seramikler: Sınır sürtünme şartlarında veya yeterli yağlama olmaması durumlarında,
kendinden yağlamalı metal seramik bronz-grafit, demir-grafit kompozisyonları kullanılır. Bu
yataklar metal ve grafit tozların preslenip sinterlenmesiyle elde edilir. Metal seramik yataklar,
mikroporözlü yapılarından dolayı büyük miktarda yağ emebilirler ve hiç yağlanmadan uzun
süre çalışabilir. % 97-98 Fe+% 2-3 grafit kompozisyonunda yüksek kalite gözlenmiştir. %
7'ye kadar Ni ilavesi plastikliği ve darbelere dayanıklılığı artırır. Bu malzemeler korozyona da
dayanıklıdırlar. Metal olmayan yatak malzemeleri, plastikler, sert ağaçlar, kauçuk ve grafittir.
Bütün bu malzemelerden yapılmış yatakların içinde çalışacak millerin sertliği 50 HRC'den
büyük olmalıdır. Bu malzemelerin özellikleri, düşük ısı iletim katsayısına sahiptirler ve su ile
çalışma özelikleri yağ ile çalışma özelliklerinden iyidir. Plastik yataklar, sınır sürtünme
şartlarında çalışan, yavaş dönme hareketi ve titreşimli hareket yapan yerlerde, düzenli
yağlamanın mümkün olmadığı zamanlarda önem kazanır. Bu yataklar düşük yüklerde
yağlama yapmadan da çalışabilir. Yatak yapılacak plastik, su ile şişmeyen ve yağlama
sıvılarına kimyasal olarak aktif olmayan özellikte olmalıdır. Plastik yatağın taşıyabileceği
yük, plastiğin sertliğine ve mukavemetine, çalışma sıcaklığına, dönme hızına, yağlamanın
tipine ve kalitesine bağlı olarak 1-10 N/mm2 arasında değişir. Genellikle yatak olarak
kullanılan plastikler: polyamidler ve flurokarbonlardır. Plastiklerin aşınma dirençleri oldukça
yüksektir. Karbon grafit, grafit, kömür, kurum ve kok karışımının katran, zift gibi
yapıştırıcılarla karıştırılması, preslenmesi ve sinterlenmesi ile elde edilir. Karbon grafit iyi bir
yatak malzemesi özelliği verir, kolayca işlenebilir; fakat kırılgandır. Dayanımı, ısı iletimini ve
aşınma direncini artırmak karbon grafit içine Cu, Cd ve beyaz metal tozları katılır. Kırılganlık
formaldehit, silikon reçineleri ve teflon ile doyurularak azaltılabilir.
Yağlamasız yataklar, yağlamanın mümkün olmadığı, yağlama yağının sisteme zarar
verebileceği ve yağlama yapılsa bile vakum gibi etkilerden dolayı yatakta yağın kalmayacağı
yerlerde kullanılır. Bu yataklar çalışır iken ısınır ve ısının yükselmesi aşınmayı artırır ve
yatağın yük taşıma kabiliyetini azaltır. Aşınma miktarı basınç ve hızın çarpımı ile orantılıdır.
Oluşan ısının yataktan uzaklaştırılması için uygun yatak tasarımı ve malzeme seçimi
yapılmalıdır.
17.6. YAĞLAR VE YAĞLAMA
17.6.1. Tanım ve Sınıflandırma
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
126
17.6.2. 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
17.6.3. 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.
17.6.4. 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
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
127
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.
17.6.5. 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
(17.1)
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) saniye
olup, 1 Engler Derecesi E 0 olarak kabul edilir.
 
 yağın özgül ağırlığı (0,9 g/cm3) olmak üzere yağların dinamik viskozitesi
   (0,00074 E 
0,00064
Kgs / m 2
E


(17.2)
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.
17.6.6. 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.
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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
128
17.6.6.1. 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.
17.6.6.2. 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.
17.6.6.3. 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 17.5. Yağdanlık
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
18.
129
KAVRAMALAR
18.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
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)
18.2. RİJİT KAVRAMALAR
Aynı eksenli hareket veren ve alan mil birbirine çözülemeyecek biçimde sıkıca bağlanmıştır.
Hareketi veren mil döndüğünde hareket alan mil de zorunlu olarak döner.
18.2.1. 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 18.1. Bilezikli kavrama
Şekil 18.2. Manşonlu kavrama
18.2.2. Manşonlu Kavrama
Uç uca getirilen millerin üzerine tek taraflı eğimli iki parçalı zarf takılarak üzerine geçirilen
manşonlarla sıkılır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
130
18.2.3. 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 18.3. Flanşlı kavrama
18.2.4. 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.
18.3. OYNAK KAVRAMALAR
Millerin eksenleri arasındaki çok küçük sapmalara ve açısal eksenlere imkan veren
bağlantıları sağlarlar.
18.3.1. 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 18.4. Genleşmeli kavrama
18.3.2. 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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
131
yerleştirilmiş esnek malzemelerden meydana gelir. Elastik kavrama tipleri; periflex, bibby,
voith-mourer, serbest elastik ara parçalı, dönme elsatikli.
Şekil 18.5. Elastik kavrama
18.3.3. 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 18.6. Kardan kavraması
18.3.4. 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 B parçaları millerle beraber dönerken C parçası dairesel
hareketi sırasında radyal yönde de kaymalar yapar.
Şekil 18.7. Oldham kavraması
18.4. ÇÖZÜLEBİLİR KAVRAMALAR
18.4.1. Dişli Kavrama
Şekil bağlı olup, istenildiğinde bağlantı kurulur. Hareket halinde iki mili bağlayabilmek için
millerin hızları eşit seviyede tutulmalıdır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
132
Şekil 18.8. Dişli kavrama
18.4.2. 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.
18.4.3. 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.
Şekil 18.9. Sürtünmeli kavrama
18.4.4. 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 18.10. Emniyet kavraması
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
133
18.4.5. 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 18.11. Hidrolik kavrama
18.4.6. 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.
Şekil 18.12. Otomatik kavrama
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
19.
134
KASNAK – KAYIŞ DÜZENLERİ
19.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
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.
19.2. KASNAKLAR
19.2.1. Tanım ve Sınıflandırma
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 ispit 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 gövdesi denir. Gövde, kollu
veya dolu olarak perde şeklinde imal edilirler.
Kasnağın takıldığı mile geçen halka biçimindeki orta kısmına kasnak göbeği denir. Kasnağın
mile bağlanması genellikle kamalarla sağlandığından göbekte uygun kama yuvası açılmıştır.
Şekil 19.1. Kasnak
Kasnaklar ispit profillerine, kullanış amacına, dönme sayısı isteğine ve çalışma esasına göre
sınıflandırılabilir.
İspit profillerine göre kasnaklar;
1- Düz kayış kasnakları
2- V kayış kasnakları
3- Yuvarlak kayış kasnakları
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
135
Şekil 19.2. 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 19.3. Kasnak yapısı
19.2.2. 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.
19.2.2.1.
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 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
136
Şekil 19.4. Avara kasnak düzeni
19.2.2.2. 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 19.5. Kademeli kasnak
19.2.2.3. 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.
Şekil 19.6. Konik kasnak
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
137
19.2.3. 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 19.7. Kılavuz kasnaklar
19.2.4. 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 19.8. Gergi kasnakları
19.3. KASNAKLARDA ÇAP VE DÖNÜŞÜM ORANLARI
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;
V1 
d 1n1
60
(19.1)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
V2 
d 2 n2
60
(19.2)
Kayma olmaması halinde;
V1  V2
(19.3)
Kayma olmaması halinde k  0  Devir sayıları ve çaplar arasındaki ilişki;
d1 n1  d 2 n 2
(19.4)
İletim (dönüşüm) oranı;
i
d1 n2

d 2 n1
(19.5)
Sistemin iletim oranı i  i1  i2  i3 ...
(19.6)
Kayma olması halinde k  0  çap-devir sayısı ilişkisi;
d1n1 1  k   d 2 n2
Kayıp halinde verim  
(19.7)
N2
N1
Sistemin toplam verimi
(19.8)
  1  2   3 ...
(19.9)
Şekil 19.9. Kasnak hareketleri
Şekil 19.10. Kasnakta ölçüler
2M d
d
Döndüren kuvvet
F1  F2 
Kuvvetler arasındaki oran sınırı
F1
 e 1
F2
(19.12)
Merkezkaç kuvvet olması halinde
F1  qV 2
 e 1
2
F2  qV
(19.13)
(19.11)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
138
MAKİNA BİLGİSİ
139
Burada q kayışın kg/m ağırlığı,  sürtünme katsayısıdır.
Küçük sarılma açısı
cos1 / 2 
V kayışlarda sürtünme katsayısı
V 
d 2  d1
2E

sin  V / 2 
(19.14)
(19.15)
 V V kayış açısı (340-390)
Gerdirme kuvveti
Fg  ( F1  F2 ) sin 1 / 2
(19.16)
Gerdirme kuvveti Fg az olursa kayış kayar, fazla olursa verim düşer.
19.4. KAYIŞLAR
19.4.1. Tanım ve Sınıflandırma
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
19.4.2. 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, polyesterkromlu kösele gibi malzemelerden yapılırlar. kayış malzemesi aşınmaya dayanıklı olmalı,
sürtünme katsayısı büyük olmalıdır. Kayışın aynı zamanda esnek ve dayanıklı olması gerekir.
19.4.3. 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
140
Şekil 19.11. Düz kayış
Şekil 19.12. 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
d  d1
;   180 0  60 0 2
2E
e
(19.17)
 d1  d 2 
      d 2  d1 
 2e sin    


2
 2   90  2 
(19.18)
4- Güç: N
5- Ortalama kayış boyu: L 

 d  d1 
L  2 E  d1  d 2   E  2

2
 2E 
2
(19.19)
19.4.4. 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.
19.4.5. Dişli Kayışlar
Özel dişli çark tipindeki kasnaklarda kullanılırlar ve hareket iletiminde kayma olmaz.
19.4.6. 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
141
20. 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 20.1. Halka zincir ve dişli çarkı
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
Şekli 20.2. Blok zincir ve dişli çarkı
Şekil 20.3. Roleli zincir ve dişli çarkı
Şekil 20.4. Sessiz zincir ve dişli çarkı
Şekil 20.5. Yük kaldırma zinciri
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
142
MAKİNA BİLGİSİ
21.
143
DİŞLİ ÇARK SİSTEMLERİ
21.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
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 21.1. 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.
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
2- Sikloid eğirili dişli çarklar
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
144
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
21.1.1. 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 21.2. Düz dişli çark
21.1.2. 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 21.3. Helisel dişli çark
21.1.3. 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
145
Şekil 21.4. Konik dişli çark
Şekil 21.5. Ok dişli çark
Şekil 21.6. Eksenleri kesişen konik yüzeyli dişli çark çiftleri
21.1.4. 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 21.7. Sonsuz vida ve dişli çarkı
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
146
21.1.5. 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 21.8. Kremayer ve dişli çarkı
Şekil 21.9. Eksenleri paralel çalışan dişli silindirik yüzeyli dişli çark çiftleri
Şekil 21.10. Eksenleri farklı düzlemlerde olan dişli çark çifti
Şekil 21.11. Dişçi çark ölçüleri
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
147
21.2. REDÜKTÖRLER
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 elemanlardan oluşan sistemlerdir.
Redüktör, elektrik motorlarının yüksek dönüş hızlarını iş makinalarına uygun dönüş hızlarına
düşürmek için tasarlanan kapalı dişli düzenekleridir.
Redüktör de bir dişli çark sistemidir. Bu yüzden de kullanım amaçları aynıdır. Bu amaçları
aşağıdaki gibi sıralayabiliriz:
1)
2)
3)
4)
Çeşitli konumlarda bulunan miller arasında devinim ve güç iletmek,
Çeşitli dönme yönleri elde etmek,
Küçük bir hacimde büyük bir çevrim oranı elde etmek,
İki döndürülen elemandan oluşan sistemlerde bu iki eleman arasında devinim
bakımından bağımsızlık sağlamak.
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;
i
= i
xi
=
x
=
(21.1)
şeklinde gösterebiliriz. Kademe sayısının tek sayı olması durumunda giriş çıkış dönme yönleri
ters, çift sayı olması durumunda aynıdır.
Kademenin veya redüktörün randımanı (verim derecesi) çıkış gücünün "Pç" giriş gücüne "Pg"
oranı olup bu daima birden küçüktür.
= ç ≤1
(21.2)
Yapılan deneyler sonucu bir dişli kademesindeki elemanların verim dereceleri bulunmuş ve
bu değerler Tablo 2.4’de verilmiştir..
Tablo 2.4. Elemanların verim dereceleri
Tanımı
1. Taşlanmış ve iyi yağlanan dişli kademesi
2. İşlenmiş ve iyi yağlanan dişli kademesi
3. İşlenmemiş ve iyi yağlanan dişli kademesi
4. Rulman yatak verim derecesi
5. Kaygan yatak verim derecesi
6. Normal yağlanan contanın verim derecesi
Sembol ve Değeri
ηDk = 0,995
ηDk = 0,990
ηDk = 0,980
ηRY = 0,995
ηKY = 0,970
ηCo = 0,980
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
148
Redüktörü oluşturan kademelerin verimi η1, η2, η3,…, ηn ise, dişlilerin toplam verimi;
ηtop = η1 ⋅η2 ⋅η3 ⋅⋅⋅ηn
(21.3)
olarak ifade edilebilir.
Buna göre, çıkış ve giriş dönme momentlerinin arasında aşağıdaki bağıntı vardır;
Mbç=ηtop*(ng/nç)*Mbg; Mbç=ηtop*itop*Mbg
(21.4)
Verim kaybı
ηK = ( 1 - ηtop )⋅ 100
(21.5)
Ancak toplam verim hesabında dişli çarkları taşıyan millerin yataklarındaki verimlerin de
gözönüne alınması gerekir.
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
Şekil 21.12. Düz dişli
Şekil 21.13. Redüktör
21.3. DİŞLİ ÇARKLARDA HIZ VE BOYUTLAR
Diş modülü
:m
Diş sayısı
:Z
Bölüm dairesi çapı
:d
Kavrama açısı
:  (15, 20, 250)
Diş genişliği
:b
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
149
Eş çalışan düz dişli çarklarda döndüren (1) ve döndürülen (2) dişli çarkların çevresel hızları;
V1 
d 1n1
60
(21.6)
V2 
d 2 n2
60
(21.7)
Çevresel hızlar için V1  V2 eşitliği geçerli olduğundan, dişliler arasındaki iletim oranı
i
d1 n2

d 2 n1
(21.8)
Diş sayısı Z , diş adımı t olmak üzere, dişli çark çevresi ( t  t1  t 2 ’dir)
Z 1t  d1
(21.9)
Z 2 t  d 2
(21.10)
Diş sayıları ile iletim oranı
i
n 2 d1 Z1


n1 d 2 Z 2
(21.11)
Diş modülü
m
t

(21.12)
Şekil 21.14. Dişli çarklarda hareket elemanları
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
150
BÖLÜM IV
İŞ MAKİNALARI
22. KALDIRMA VE TAŞIMA MAKİNALARI
22.1. MALZEME TAŞIMA KAVRAMI
Hammaddenin kaynağından alınarak işlenip ürün halinde satış ambarına verilmesine kadar
malzemeye yaptırılan hareket “malzeme taşıma (transport)” olarak tanımlanır. Daha geniş
anlamıyla, bir üretim sisteminde ürün veya hizmet üretmek amacıyla yapılan faaliyetlerde yer
alan bütün taşımalar malzeme taşıma olarak nitelendirilir. Bir tesisteki hammadde, malzeme,
yarı ürün ve ürünlerin taşınması, depolardaki yükleme, boşaltma ve istifleme faaliyetleri,
bürolardaki evrak ve formların, hatta haber ve bilgilerin hareketleri malzeme taşıma
kapsamına girer.
Uygun ve etkin bir malzeme taşıma projesinin planlamasının yapılabilmesi için taşıma ve
depolama metotları, yükleme ve boşaltma tekniği, gerektiğinde ambalajlama metotlarının,
taşıma teçhizatının özellikleri, standartları ve fizibiliteleri ile en uygun taşıma araçlarının
seçimi gibi hususların önceden bilinmesi gerekir.
Malzeme taşımanın temel unsurları:
1)
2)
3)
4)
Hareket: En etkili yöntemle ve en ucuza malzemeler bir yerden bir yere taşınmalıdır.
Zaman: O an için malzemeler nerede ihtiyaç varsa o anda orada olmalıdır.
Yer: Malzemeler kullanım için en uygun yerde ve pozisyonda olmalıdır.
Sıklık (Yoğunluk): İhtiyaç düzeyi gerçekleştirilmekte olan işlemlerin kademelerine
göre değişmektedir. Materyaller işlemler için doğru sayı, ağırlık, hacim veya sayıda
temin veya tahliye edilmelidir.
5) Kullanım Alanı: Depolama yeri ve etkin kullanımı tüm işlemler ve operasyonların
temel faktörüdür.
Modern üretim tekniğinde üretim büyük ölçüde malzeme taşımaya, malzeme taşımanın verimi
ve hızına bağlıdır. Malzeme taşıma ürünün fiyatını artırırken, kalitesini artırmayan bir
faaliyettir. Fakat her üretim sırasında mutlaka taşıma faaliyetleri sözkonusudur. Malzeme
taşıma konusu tesis düzenlemede de önemli bir yer tutar. Malzeme taşıma toplam maliyeti
görünmeyen bir maliyet unsuru olarak etkilemektedir. Bu maliyet, endüstrinin ve tesisin
niteliğine bağlı olmakla beraber, genel olarak, toplam maliyetin % 20 – 80’i arasında değişen
bir orandadır. Taşımaların toplam maliyetin % 5 – 20’sini oluşturması normal sayılmasına
rağmen, döküm gibi ağır endüstrilerde bu oran % 80’lere kadar yükselmektedir. Tesiste
malzeme taşıma bakımından yapılacak tasarrufun özellikle bu tür tesisler için önemli olduğu
görülmektedir. Bu nedenle mühendislerin malzeme taşıma ile ilgili bütün faktörleri dikkate
almaları gerekir. Bu konu gereken dikkatle incelenmezse üretim maliyetleri artar.
22.2. MALZEMELERİN SINIFLANDIRILMASI
Taşınacak malzemelerin türü ve mekanik özellikleri makinayı belirleyen en önemli özelliktir.
Taşımaya konu olan malzemeler yapıları ve dolayısıyla taşıma teknikleri açısından iki grupta
değerlendirilir:
1) Dökme malzemeler
2) Parça veya birim malzemeler
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
151
Dökme malzemelerin taşınması akıcı malzemelerin (örneğin çimento, un, kum vb.) ve küçük
parçalar halindeki malzemelerin (örneğin kömür, parke, talaş vb.) taşınmasını ve
depolanmasını içerir.
Dökme malzemeler toz, granül, pul halindeki maddeler ve reçineler gibi malzemelerdir
(kömür, gübre, sülfür, tuz, şeker, un, demir cevheri vb.). Dökme malzemeler hacimsel ve belli
bir şekil verilmemiş, paketlenmemiş olarak taşınan ve depolanan malzemeler olmakla birlikte
gerektiğinde birim malzemeler haline getirilebilir.. Bunlar belli bir şekli olmayan irili-ufaklı
parçalardan oluştuğu gibi, sıvı hallerde de bulunabilirler fakat sıvılar genellikle şişeleme,
depolama, ambalajlama veya tüplere doldurmak suretiyle kullandıkları için parça malzeme
kategorisine de girerler. Dökme malzemelerin depolanmalarında çeşitli kaplar, silolar,
depolar, yığma alanları; taşınmasında ise istifleyiciler (stacker), konveyörler, besleyiciler
(feeder), akışı sağlayacak aygıtlar, boru hatları, kepçeler, kamyonlar, transmikserler, v.b.
kullanılır.
Dökme malzemelerin sahip oldukları mekanik ve fiziksel özellikler transport makinalarının
seçiminde önemli rol oynar. Bu özellikler şunlardır: parça boyutu, sürtünme katsayısı, dökme
malın yığın yoğunluğu, dökme malın aşındırma etkisi, aşınma, adhezyon / yapışma,
kohezyon, sıkıştırılabilirlik, korozyon, nemlilik, sıcaklık sınırları, yuvarlanma açısı, kayma
açısı.
Parça yük, tek bir malzemeden, birkaç malzemenin bir araya getirilmesinden veya dökme
malzemelerin uygun bir şekilde bir araya getirilmesinden oluşabilir. Tek malzemeler bir
yerden bir yere taşıma, bir yerden kaldırma veya depolama sırasında sanki tek bir kütle gibi
hareket ettirilirler. Sıvı ve gazların taşınması akışkanlar mekaniği alanına girer gibi düşünülse
de, bunların konteynerlerinin yer değiştirilmesi ve depolanması tek mal taşıma alanına gider.
Parça veya birim malzemeler, ağırlıkları ve boyutları nedeniyle sayı ile tanımlanabilen
malzemelerdir. Örnek olarak otomobil, ambalajlı mallar, sandıklar, konteynerler verilebilir.
Parça ve birim mallar, “kesikli” çalışan kaldırma makinalarıyla (vinç, kren vb.) veya “sürekli”
çalışan taşıma makinalarıyla (konveyör) da taşınabilirler.
Taşınacak malzemelerin hangi maddelerden oluştuğu önemlidir. Endüstride maddelerin
taşınma ve depolanmasını maddelerin bu özellikleri etkiler. Maddelerin miktarları ancak
maddelerin hal ve karakteristikleri ile birlikte gözönüne alınınca söz konusu olabilir. Bu
yüzden maddeleri hal, özellikler ve miktar olmak üzere temel üç grup altında toplamak
gerekir. Maddeler hal olarak; gazlar, sıvılar, yarı sıvılar ve katılar olmak üzere dört kısma
ayrılırlar.
Maddelerin gösterdikleri değişiklikler için aşağıdaki özellikler göz önünde bulundurulur.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
Kimyasal özellikler
Fiziksel özellikler
Mekanik özellikler
Elektriksel özellikler
Isıl özellikler
Durum – süreklilik özellikleri
Boyut ve biçim özellikleri
Hacim ve ağırlık özellikleri
Diğer özellikler
Taşınacak malzemenin cinsi, birim ağırlığı, miktarı ve taşıma uzaklığı ile fiziksel ve mekanik
özellikleri taşıma makinalarının seçiminde önemli rol oynar.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
152
Taşınacak malzemelerin çeşidi ve fiziksel özellikleri kurulacak taşıma tesisinin konstrüktif
özelliklerinin ve yapısının belirlenmesinde en önemli etkendir. Bu nedenle, tesisin
projelendirilmesinde ilk bilinmesi gereken veri taşınacak malzemenin cinsidir. Oldukça
çeşitleri bulunan taşıma makinalarının her biri, birbirilerine göre önemli farklılıklar gösteren
malzemelerin taşınmasında aynı derecede uygunluk göstermez. Bu bakımdan taşıma
düzeninin seçilmesinde dikkatli davranmak gerekir. İsabetli yapılan taşıma makinası seçimi
zamandan ve iş gücünden tasarruf sağlar. Seçimi geniş ölçüde etkileyen hususlar şunlardır:
1- Malzeme taşıma debisi
2- Taşıma yolu ve uzunluğu
3- Yükleme ve boşaltma düzenleri.
22.3. KALDIRMA VE TAŞIMA MAKİNALARININ SINIFLANDIRILMASI
Bir malzemenin bir yerden diğer bir yere taşınmasında, kaldırılmasında ve indirilmesinde
kullanılan makinalara “kaldırma ve taşıma makinaları” veya kısaca “transport makinaları”
denir.
Kaldırma ve taşıma makinalarının çalışma ilkeleri, tasarım özellikleri ile taşınacak
malzemelerin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin büyük çeşitlilikler göstermeleri “kaldırma ve
taşıma makinalarının” genel bir sınıflandırılmasının yapılmasını hemen hemen
olanaksızlaştırır.
Transport tekniğinde kullanılan araçlar, gördükleri iş ve yapı bakımından çok çeşitlidir. Bu
nedenle üniversal bir sınıflandırma yapmak güçtür.
American Materials Handling Society tarafından yapılan sınıflandırmada araçlar yapılarına
göre 9 gruba ayrılmıştır:
123456789-
Konveyörler
Vinç ve asansörler
Konumlandırma ve kontrol araçları
Endüstriyel taşıtlar
Motorlu taşıtlar
Demiryolu araçları
Deniz taşıtları
Hava taşıtları
Konteyner ve paletler
İşletme içinde yapılan transport işlemleri açısından yukarıdaki grupların sadece birkaçı önem
taşır. Örneğin, demiryolu, deniz ve hava taşıtları tesis içi malzeme taşıma araçlarından
sayılmaz.
Reed tarafından yapılan sınıflandırmaya göre fabrikalardaki malzeme hareketinde kullanılan
araçlar 3 grupta toplanır:
1- Sabit izli araçlar
2- Sınırlı alanda çalışabilen araçlar
3- Geniş ve sınırsız alanda çalışabilen araçlar
Ağır bir parçanın kaldırılarak belirli mesafeler içerisinde taşınması veya dökme bir
malzemenin, örneğin tahılın silolara doldurulması çok ayrı özellikler gösterir. Ayrıca
teleferik, asansör gibi taşıyıcılarla yük ve insan taşıması da gözönüne alındığında kaldırma ve
taşıma makinalarının çeşitliliği ve bunların da sınıflandırılmasının zorluğu ortaya çıkar.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
153
Genellikle “kaldırma ve taşıma makinaları” çalışma ilkelerine göre iki büyük grupta
değerlendirilir:
1) Kesikli taşıyıcılar (Kaldırma makinaları)
2) Sürekli taşıyıcılar (Taşıma makinaları)
“Kesikli taşıyıcılar” genellikle “kaldırma makinaları” olarak adlandırılmakta; “sürekli
taşıyıcılar” ise kısaca “taşıyıcılar” olarak adlandırılmaktadır.
Kaldırma ve taşıma makinalarının sınıflandırılması güçlükler nedeniyle sözkonsu araçlar
burada çeşitleri itibariyle değerlendirilmiştir.
22.4. KALDIRMA VE TAŞIMA MAKİNALARININ GÖREVLERİ
1. Yer üstü ve altındaki doğal kaynaklarda mevcut (kömür, kum ve petrol gibi) ham
maddelerin çıkarılması, taşınması, temizlenmesi, tasnifi veya istifi işlemlerinde
tamamen veya kısmen transport makinaları kullanılır.
2. Endüstriyel tesislerde (kara, deniz ve hava taşıtları ile gelen) malı veya malzemeleri,
“yükleme ve boşaltma” işleri,
3. Endüstriyel tesislerde, ambarlarda ve diğer işletmelerde (ham, yarı işlenmiş ve
tamişlenmiş malzemenin) taşınması ve istifi,
4. Endüstriyel işletmelerde ağır parçaların taşınması, tezgahlara bağlanması ve
işlendikten sonra tezgahtan alınması,
5. Seri imalatta “malzeme akışının” ekonomik yarar getirecek şekilde düzenlenmesi,
6. Büyük makina ve tesislerin montaj ve demontajında (takılıp, sökülmesinde) ve
revizyon ve onarılması,
7. İnşaat şantiyelerinde malzemelerin çeşitli maksatlarla taşınması,
8. Bir taşıtın onarım amacı ile “kaldırıp indirilmesi (kriko ile kaldırma),
9. Tane mal veya tozların borular içinde akışkanlarla taşınması,
10. Ergitilmiş metallerin “potalar” ile taşınarak döküm yapılması,
11. İnsanların ve yüklerin asansörler, teleferikler veya çok katlı mağaza ve istasyonlarda
yürüyen merdivenlerle taşınması,
12. Çeşitli konveyörler (bantlı, zincirli), elevatörler gibi taşıyıcılar ile mal ve
malzemelerin taşınması.
22.5. KALDIRMA MAKİNALARININ ELEMANLARI VE TERTİBATLARI
22.5.1. Halatlar
Tel halatlar, birçok ince telin öz etrafına bir araya getirilip helisel olarak sarılmasıyla üretilen,
ağır, gerilebilir, güçlü, hava koşullarından etkilenmeyen ve yapısal olarak en dayanıklı ve
esnek yük kaldırma aracıdır.
Kullanılan malzemeye göre kendir ve tel halat türleri vardır.
Kendir halatlar, çabuk aşınmaları ve mukavemetlerinin düşük oluşu nedeniyle sadece küçük
kaldırma araçlarında kullanılırlar.
Tel halatlar genellikle çelik ve pirinç gibi malzemelerden üretilir. Açık havada kullanılması
planlanan farklı tipteki tel halatların korozyon nedeniyle paslanmasını önlemek amacıyla
galvanizleme işlemi uygulanır ve bu tellere “parlak” adı verilir.
Yüksek mukavemet değerinde (1600-1800 N/mm2) çeşitli kesitlerdeki ince teller sarılarak
kordonları ve kordonlar da bir çekirdek malzeme üzerine sarılarak tel halatları meydana
getirirler. Kaldırma makinalarında çekirdek malzemesi olarak kendir, sentetik malzeme veya
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
154
çelik tel kullanılır. Bir kordonda tel belirli bir sarım açısı ile kordona sarılır. Sarım şekillerine
göre değişik kesitlerde kordonlar elde edilir.
Şekil 22.1. Yuvarlak tel halat
Bugün zincirler yerine çoğunlukla tel halatlar kullanılmaktadır. Tel halatların zincirlere göre
üstünlükleri vardır:
a) Hafiftirler, bu nedenle hızlı çalışan kaldırma makinalarında kütle tesirleri azdır.
b) İşletme emniyetleri yüksek, kontrolleri kolaydır. Ani kopma olmaz, kopan tellerin
kontrolü ile gerekli emniyet tedbirleri alınabilir.
c) Zincirlerden daha elastiktirler, hafif darbelere karşı daha dayanıklıdırlar.
d) Yüksek hızlarda sessiz çalışırlar.
e) Kullanım yerine göre birim fiyatları zincirlerden daha düşüktür.
f) Yüksek taşıma gücüne sahiptirler.
g) Yorulma ve nemden az etkilenirler.
Tel halatlar ağır yüklerin kaldırılmasında ve iletilmesinde kullanıldıkları için sağlam ve
emniyetli elemanlarla bağlanmaları gerekir.
Halat hesabı:
Tel halat hesabının amacı, yeterli ömre sahip halatın seçimidir. Halatın çalışma ömrüne
aşağıdaki faktörler etki eder:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
Halatın çalışma sınıfı (tahrik kuvvet türlerine bağlı)
Halata tesir eden dinamik yükler
Halatta meydana gelen çekme gerilmesi
Halatta meydana gelen eğilme gerilmesi
Halat ile yiv arasındaki yüzey basıncı
Halatın eğilme sayısı
Halat malzemesi
Halatın bakımı ve yağlanması
DIN 15020’ye göre kaldırma makinalarında kullanılabilecek en küçük halat çapı
d
=c F
(22.1)
eşitliği ile hesaplanır.
Burada, d
en küçük halat çapı (mm), F
15020 ile verilen katsayı mm/√N .
maksimum zincir çekme kuvveti (N), c DIN
Katsayı c, tahrik gruplarına, transport tehlike seviyesine, halatların dönme durumuna bağlı
olarak 0.056 ile 0.150 arasında değişmektedir (Demirsoy, 1993).
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
155
Halatın emniyet katsayısı 4-12 arasında değişir. FB halatın kopma mukavemeti, FS halatın
çekme mukavemeti olmak üzere emniyet katsayısı
S=
(22.2)
Halatın kopma mukavemeti
F =kfAσ
(22.3)
Halatın kesit alanı
=
(22.4)
F =kf
σ
(22.5)
=c F
(22.6)
Halat çapı
d=
c=
(22.7)
DIN 3051’e göre doldurma faktörü f, lif özlü halatlarda 0.455, çelik özlü halatlarda 0.5278.
Sarım faktörü,
= 0.8250,
= 0.7681
: Tek telin çekme gerilmesi
İvme kuvvetlerinin halatın çekme kuvvetini %10 artıracağı varsayılır.
Buna göre nominal çekme kuvveti
(
F =
. )
(22.8)
G= G + G
G yük kuvveti (N)
kanca ve makara takımlarının ağırlığı (N)
Halatın her bir telindeki çekme gerilmesi
σ =
(22.9)
Burada n halattaki tel sayısı,
tel çapıdır.
Tamburda halatta meydana gelen eğilme gerilmesi
σ =
(22.10)
Burada E elastisite modülü, D makara çapıdır.
Halatta çekme ve eğilme nedeniyle meydana gelen toplam gerilme değeri emniyet
gerilmesinden küçük olmalıdır.
σ
= σ +σ < σ
Halatların seçiminde ve kullanımında aşağıdaki hususlara dikkat edilmelidir:
a) Çalışma koşullarına uygun halatlar seçilmelidir.
b) Aşırı yüklemeden kaçınılmalıdır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
156
c) Soğuk havalarda ani yükleme yapılmamalıdır.
d) Donmuş halde halat kullanılmamalıdır.
e) Yük miktarı bilinmiyorsa, ani yükleme mevcutsa, personel için tehlike mevcutsa,
işletme koşulları normal değilse özel tedbirler alınmalı veya daha büyük çaplı halat
kullanılmalıdır.
f) Keskin köşelerde veya kenarlarda halatın yön değiştirmesinden kaçınılmalıdır.
g) Halatın ani ve darbeli yüklenmesinden kaçınılmalıdır.
h) Depolanan halat kuru ve temiz yerlerde saklamalıdır.
i) Makara ve tambur yeteri kadar büyük çaplı olmalıdır.
j) Aşırı eğilmeden kaçınılmalıdır.
k) Halat titreşimi kontrol edilmelidir.
l) Tambur yivleri uygun olmalıdır.
m) Halatın tambura sarımı iki katı aşmamalıdır.
n) Halat ucu bağlantısına dikkat edilmelidir.
o) Yağlamanın düzenli olması sağlanmalıdır.
p) Halat üzerindeki bölgesel açınma durumları sürekli kontrol edilmelidir.
Halat seçiminde yorulma mukavemeti ve aşınma direnci dikkate alınmalıdır. Çünkü halat
ömür en çok bu parametrelere bağlıdır.
Yorulmanın en önemli nedeni halatın makara ve tambur çevresindeki eğilme tekrarıdır.
Aşınma direncini artırmak için;
-
Büyük çaplı halat kullanılmalıdır.
Halat malzemesi yüksek karbon ve mangan alaşımlı olmalıdır.
Yüksek kalitede çelik kullanılmalı ve ısıl işlem yapılmalıdır.
Halat konstrüksiyonu uygun seçilmelidir.
Halatlar belirli bir programa göre düzenli olarak yağlanmalıdır. Yağlamadan önce halat
temizlenmeli ve kurutulmalıdır
22.5.2. Zincirler
Zincirler daha çok küçük güçlü veya el ile çalışan kaldırma makinalarında kullanılmaktadır.
Halatlara göre daha az elastikiyete sahip olup, kopma olasılıkları bilinmez. Kaldırma
makinalarında yapım şekline bağlı olarak yuvarlak ve yassı zincirler kullanılır.
Yuvarlak zincirler, küçük tonajlı palanga sistemleri ve el ile çalışan kaldırma makinaları için
uygundur. Çalışma hızı 1 m/s altında olmalıdır.
Yassı zincirler, grup halindeki çelik lamaların pimler vasıtasıyla oynak olarak birleştirilmeleri
ile üretilmektedir. Kaynak yerlerinin olmaması ve lama sayısının fazla olması emniyetli
çalışmalara uygun özelliklerdir. Buna karşın, yan çekmelere ve yükün enine salınımlarına
uygun olmadıklarından ancak özel durumlarda kullanılırlar. Diğer yandan pimlerdeki yüksek
yüzey basıncı aşınmayı artırır. Bu bakımdan iyi yağlanmalıdırlar.
22.5.3. Makaralar ve Palangalar
22.5.3.1. Makaralar
Sabit bir eksen etrafında serbestçe dönebilen, çevresinde ipin (zincir, halat) geçebilmesi için
yiv (halat yuvası) olan dairesel düzeneklere makara denir.
Makaralar, kaldırma ve yük taşıma aracı olarak zincir ve halat gibi elemanlara dönel hareketle
yük taşıma işlemlerini kolaylaştıran elemanlardır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
157
Makaralar, konveyörlerde, seri üretim bantlarında, palangalarda, kaldırma ve taşıma
makinalarında, vinçlerde vb. yerlerde kullanılır.
Makaralar sabit veya hareketli olabilir.
Sabit Makaralar:
Çevresinden geçen ip çekildiğinde yalnızca dönme hareketi yapabilen makaralara sabit
makara denir. Sabit makaralar, bir yere monte edilmiş şekilde kullanılan makaralardır. Sabit
makaralarda hareket iletimi yapılırken makara sabit bir eksen etrafında döner.
Şekil 22.2. Sabit makara
Kuvvet ve yük için momentler:
F=G
(22.11)
M =Gr
(22.12)
M =Fr
(22.13)
Gr=Fr
(22.14)
Sabit makaraların işlevsel özellikleri:
 Sabit makaralar kuvvetin yönünü değiştirmek için kullanılır.
 Sabit makaralarda kuvvet ve yoldan kazanç yoktur.
 Uygulanan kuvvetin yönünü değiştirerek yükün kaldırılmasında büyük kolaylık sağlar.
 Yükü kaldırmak için yüke eşit bir kuvvet kullanılır.
 P yükünü h kadar kaldırmak için ipin ucunu h kadar çekmek gerekir.
 Sabit makaralarda makara
ağırlığı uygulanan kuvveti etkilemez, sadece makaranın
tavandan asıldığı ipi etkiler
 Sabit makaralarda kuvvetin uygulandığı ipin farklı açılarla çekilmesi, uygulana kuvveti
büyüklüğünü değiştirmez.
Hareketli Makaralar:
Hareketli makaralar, yükün makaranın eksenine asıldığı sistemlerdir. İpin bir ucu tavana asılıp
makaranın etrafından geçirildikten sonra diğer uca kuvvet uygulanarak yük kaldırılır. Bu
sistemde yük ve makara birlikte yükselir veya alçalır. Çevresinden geçen ip çekildiğinde hem
dönebilen hem de yükselip alçalabilen makaralara hareketli makara denir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
158
Şekil 22.3. Hareketli makara

Hareketli makaralarda yükü kaldırmak için uygulanacak kuvvet yükün yarısına
eşdeğerdir.
F=
(22.15)
 Hareketli makaralarda kuvetten kazanç vardır.
 Hareketli makaraya bağlı olan bir yükü h kadar kaldırmak için ipi 2h kadar çekmek
gerekir. Yoldan kayıp vardır.
 Hareketli makaralar, sabit makaralarda olduğu gibi kuvvetin yönünde değişiklik meydana
getirmez.
 Hareketli makaralarda, makara ağırlığı uygulanan kuvveti etkiler.
Hareketli makarada kayıplar için verim dikkate alınmalıdır.
F=
η (N)
(22.16)
22.5.3.2.Palangalar
Hareketli ve sabit makara gruplarından oluşan sistemlere palanga denir.
Halatlı, zincirli palangalar mevcuttur. Zincirli palangaların sonsuz vidalı ve planet
mekanzimalı tipleri vardır. Zincirli palangalar ceraskal adıyla da anılırlar. Zincirli palangalar
500 kg’dan 20 tona kadar yükler için ve 10 m kaldırma yüksekliğine kadar üretilmektedir.
Şekil 22.4. Sabit palanga
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
159
Hareketli makaralarda yüke uygulanan kuvvetin bir sınırı vardır. Oysa palangalarla çok büyük
kuvvetleri hareket ettirmek mümkündür.
 Palangayı oluşturan makaraların sayısı ve kuvvetin uygulanış yönü kuvvet kazancını
etkiler.
 Bir palanganın kaldıracağı kuvvetin miktarı, palanga sisteminde kullanılan ip sayıları ile
taşınacak yükün toplamı hesaba katılır.
Şekil 22.5. Hareketli palanga sistemi
22.5.4. Kancalar
Kancalar, yükün kaldırma makinasına asılmasını sağlarlar. Halat veya zincir sayesinde
doğrudan taşıyıcı sisteme bağlandığı gibi üst kısmına açılan vida yardımıyla kanca bloku
traversine de bağlanabilir. Vidalı kısım 3 tonluk yüklere kadar üçgen vida profili, daha büyük
yükler için trapez veya yuvarlak diş profili şeklinde yapılmaktadır. Kancayı traverse tespit
eden somunun çözülmeye karşı emniyete alınması gerekir. Kanca, travers ve travers üzerine
yataklanan makaralar kanca blokunu oluşturur.
Kancalar, kullanım amacına göre basit veya çift (iki yanlı) kancalar olarak tasarlanmaktadır.
Şekil 22.6. Basit kanca
Şekil 22.7. Çift kanca
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
160
22.5.5. Tamburlar
Tamburlar, zincir veya halatların üzerine sarılarak tahrik edilmesini sağlarlar. Zincir ve tel
halatlar için farklı olarak tasarlanırlar. Tambur yüzeyi halat ve zincir profiline göre düz veya
profilli olabilir.
Şekil 22.8. Tambur
22.5.6. Akslar
Halat ve zincir makaraları, tambur ve makaralar, genellikle serbest olarak sabit duran akslara
yataklanmaktadır. Akslar, sabit olduklarından üzerlerine gelen yük altında sadece eğilmeye
maruz kalırlar.
Şekil 22.9. Aks
22.5.7. Kepçeler
Kepçeler dökme malzemelerin iletimi için önemli bir kaldırma elemanı olup, çeşitli endüstri
alanlarında kullanılmaktadırlar. Çalışma sırasında kepçe açık olarak dökme malzemenin
üzerine oturtulur. Kendi ağırlığı ile dökme malzemenin içine dalar ve kapandığında içerisine
malzeme dolar. Malzeme içerisine dalma sırasındaki direnç, kapanmada yüksek bir kapanma
kuvvetini gerektirir. Kepçenin ağırlığı doldurma kapasitesi açısından önemlidir.
Şekil 22.10. Kepçe
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
161
22.5.8. Frenler
Frenler, kaldırma makinalarının önemli bir emniyet tertibatıdır. Kaldırma makinalarının
çalışma koşullarına ve isteklerine göre çeşitli fren tipleri geliştirilmiştir. Çalışma prensibine
göre frenler; indirme freni, hareket freni ve tutma freni olarak üç şekildedir.
Frenleme tertibatları konstrüktif açıdan pabuçlu, bandlı, diskli ve özel frenler şeklinde
üretilmektedir. Fren hesaplarında öncelikle frenleme momenti önemlidir.
Fren hesaplarında, özgül sürtünme gücünün emniyetli sürtünme gücüne eşit veya küçük
olmasının kontrolü yeterlidir.
Mekanik frenler için yüksek sürtünme katsayılı balata malzemeleri kullanılır. Sürtünme
katsayısı, balatanın cinsine, fren diskinin malzemesine, dönme hızına, yüzey basıncına ve
sıcaklığa bağlıdır.
Şekil 22.11. Fren
22.5.9. Kilitler
Kilitler, kaldırma sırasında müdahale etmeden, indirme sırasında devreye girerek yükün
istenen konumda sabit yükseklikte tutulmasını ve ani düşüşlerde emniyet sağlar. Dişli
(tırnaklı) ve sürtünmeli olarak iki ayrı biçimde yapılırlar.
Dişli kilitler, dış dişli ve içi dişli olarak yapılırlar. Tırnak dişlere takılarak dişlinin ters yönde
dönmesine mani olur, sistemin kilitlenmesini sağlar.
Şekil 22.12. Dişli kilit
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
162
Sürtünmeli kilitler, dişli kilitlere göre sessiz ve çarpma etkisi olmadan çalışırlar. Kilit tambura
dayanan bir kamdan meydana gelmiştir. Kam dönme yükünün tersi yönde sürtünme etkisi
göstererek yük indirmede denge sağlamaya çalışır. Sürtünme ile meydana gelen moment fren
momentini aştığında kilitlenme sağlanır.
Şekil 22.13. Sürtünmeli kilit
22.5.10. Tekerlek ve Raylar
Tekerlekler iki ya da tek kenarlı olarak yapılırlar. Krenin yönlendirilmesi yan baskı
tekerlekleri ile emniyet altına alınmış ise tekerlekler kenarsız olarak da yapılabilir. Kenarların
oldukça büyük yön verici kuvvetlerle çalışmaları nedeniyle büyük aşınmalar meydana gelir.
Bu nedenle tekerlek kenarları kalın yapılır. Tekerlekler hafif ve orta işletme koşullarında çelik
döküm veya sfero dökümden yapılırlar. Rulmanlı veya kaymalı yataklarla donatılırlar.
Şekil 22.14. Tekerlek tipleri
Kren rayları DIN 536 ile öçlüleri verildiği biçimiyle kullanılır. Geniş bir çalışma yüzeyi ve
yüksek mukavemete sahip ray profili ile emniyetli bir çalışma ortamı sağlanabilir.
Şekil 22.15. Ray
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
163
22.5.11. Motorlar
Kaldırma ve taşıma makinalarının tahrikinde içten yanmalı motorlar, elektrik motorları, akü
gibi güç sistemleri kullanılır.
İçten yanmalı motorlar yere bağımsız olarak çalışırlar. Motorun enerjisi iletim makinasının
hareketli parçalarına dişil kutusu aracılığı ile elektrik, hidrolik ve pnömatik sistemleriyle
iletilir.
Güçlü iletim makinalarında elektrik motorları tercih edilmekle, bu motorlar yere bağımlı
olarak çalışırlar. Özellikle kapalı mekanlarda diesel motorlara göre çevreye zararlı madde
yaymamaları avantajlı yanlarıdır.
22.5.12. Krikolar
Mekanik tip olarak kremayerli ve vidalı tipleri vardır. Akışkanlı olarak da pnömatik ve
hidrolik tipleri vardır.
Montaj işlerinde ve araç tamirinde kremayerli krikolar kullanılır. Taşıma kapasiteleri 20 tona
kadar, kaldırma yükseklikleri 300-400 mm arasında değişmektedir.
Vidalı krikoların taşıma kapasiteleri 25 ton, kaldırma yüksekliği 300 mm ve ağırlığı 50 kg
kadardır. Vida, bir manivela veya kilitli anahtar yardımıyla döndürülür.
Şekil 22.16. Kriko hidrolik
Şekil 22.17. Kriko kremayerli
Şekil 22.18. Kriko vidalı
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
164
22.5.13. Çıkrıklar
Halatlı, el ile çalışan, elektrikli çıkrık çeşitleri üretilmektedir.
Halatlı çıkrıklar istendiği kadar yüksek kaldırma ve çalışma hızı sağlamaktadır. Bu nedenle
çalışma alanı oldukça geniştir. İnşaatlarda, montaj işlerinde ve endüstri işletmelerinde yaygın
olarak kullanılmaktadırlar. Elektrikli çıkrıkla küçük ve orta yükler için üniversal kaldırma
makinalarıdır. Manuel kaldırma araçlarına oranla tercih edilen kaldırma makinalarıdır. Genel
olarak tambur, dişli kutusu ve fren tertibatlı motordan oluşur. El çıkrıklarının yük kaldırma
kapasiteleri 200 kg-5 ton arasındadır. Palangalarla birlikte kullanılarak kapasiteleri
artırılabilmektedir.
Şekil 22.19. Çıkrık
22.6. VİNÇLER
Ağır yükleri kaldırıp indirmede kullanılan araçlardır. Bir veya birden çok kasnağa sahip
olabilirler. Bu kasnaklara bir halat sarılıdır.
Bir vinç bir veya daha çok sayıda sabit makara, yine bir veya daha çok sayıda hareketli
makara ile duruma göre halat veya zincir ile bir kancadan oluşur. Makara sayısının çokluğu
vincin mekanik açıdan ne kadar avantajlı olduğunu belirtir. Eğer bir vinçte dört adet makara
varsa yük ağırlığının dörtte biri kadar kuvvet uygulamak yükü kaldırmak için yeterli olur.
Vinç, aşağı – yukarı her zaman bir dişli sistemiyle veya sonsuz vida ile tahrik edilir, böylece
motor durduğunda yük kasnağı ters yönde çevirmez ve otoblokaj (kilitlenme) sağlanır.
Yüklerin kararlı bir şekilde indirilmesini sağlamak için vinçlerde bir fren tertibatı da bulunur.
Vinçler hareket yeteneklerine göre sabit, lastik tekerlekli ve paletli tipleri vardır.
Zaman zaman vinç sözcüğü krenler için kullanılmaktadır. Vinçlerle krenler arasındaki yapısal
ve fonksiyonel farklılıklar bu kullanımın yanlış olduğunu göstermektedir. Vinçler daha çok
yük kaldırma indirme amacıyla kullanılırken, krenler bu görevle birlikte taşıma görevini de
yerine getirirler.
Şekil 22.20. Mobil vinç
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
165
22.7. KRENLER
Özellikle ağır yüklerin kaldırılması ve taşınması maksadıyla birçok kren tipi geliştirilmiştir.
Sınırlı alanda çalışabilen taşıma makinalarıdır. Krenler genellikle iki ana grupta toplanırlar:
Köprülü krenler ve kollu krenler. Bunlar da kendi aralarında çok sayıda değişik türe ayrılır.
Krenlerde kaldırma aracı olarak, kancanın ucuna sılan file, ip veya çelik halat kullanılır.
Maden filizi, kum ve toprak gibi dökme yüklerin kaldırılmasında birbirine geçmiş iki parçalı
kepçelerden yararlanılır.
22.7.1. Köprülü Krenler
Tesis içi taşımalarda elektrikli yürür köprülü krenler kullanılır. Kaldırma aracı, bütün çalışma
alanının üstünü kaplayan çelik raylardan oluşan köprünün üstünde ileri – geri hareket ederek
her yere ulaşırken, köprü de, iki ucundan bağlı olduğu başka bir ray sistemi üzerinde bina
boyunca yürüyebilir. Böylece, taşınan malzemeye üç boyutlu hareket yaptırılabilir. Tavanda
yer alan bu tür krenler, ya köprüden aşağı asılan kablo ve düğmelerle ya da köprünün bir
ucunda yer alan kabinin içinde ve köprü ile hareket eden operatör tarafından yönetilir.
Köprülü krenler, erimiş metallerin taşınmasında olduğu gibi, ağır makina parçalarının ve
makinaların kaldırılmasında ve taşınmasında da kullanılabilirler. Bina dışında yer alan raylı
taşıma sistemleri genellikle raylar üstünde hareket eden tekerlekli ayakların üstüne
yerleştirilir. Bunlarda köprü, çoğunlukla ayaklardan dışarı uzanarak çalışma alanının
genişletilmesini sağlar. Bu durumda dengenin bozulmaması için ya ayaklara ya da köprünün
ucuna karşı ağırlıklar ve destekler yerleştirilir. Son yıllarda şişme lastik tekerlekler üstünde
bütün çalışma alanını serbestçe dolaşabilen dev krenler yapılmıştır. Tekerlekler havalı
direksiyon sistemiyle 90o döndürülebildiğinden krene kolayca manevra yaptırılabilmektedir.
Şekil 22.21. Köprülü kren
22.7.2. Kollu Krenler
Daha hareketli olan kollu krenler oldukça yaygındır. Kol, hafif olması için genellikle kafes
biçiminde yapılan uzun bir kiriştir. Kaldırma görevini genellikle bir tamburun üzerine sarılan
kablo yapar. Hareketli kol kendisini taşıyan kulenin çevresinde açısal bir dönüş yapar.
Hareketli kollu krenlerde genellikle Diesel motoru kullanılır. Kirişin ağırlığı ne kadar az
olursa kren o ölçüde fazla yük kaldırabileceğinden, yapının hafif olması önemlidir. Zeminin
düzgün olduğu yerlerde kullanılan kollu krenler lastik tekerlekli araçlar üstüne yerleştirilir.
Zeminin yumuşak ve düzensiz olduğu yerlerde ise, paletli araçlara takılır. Palet, aracın
ağırlığını, tekerleklere göre daha geniş bir alana yaydığından, birim alana etki eden kuvvet
azalır. Kollu krenler yeterince hızlı hareket edemediklerinden, istendiğinde özel olarak
yapılmış araçlar üzerine yerleştirilebilirler. Bu amaçla, teleskopik kollu krenler geliştirilmiştir.
Yüksek binaların yapımında kuleli krenler kullanılır. Kafes sistemi biçimindeki taşıyıcı
kulenin üstünde, iki yana uzanan yatay bir kol yer alır. Bu kolun bir ucunda dengeleme
ağırlığı da bulunabilir. Kaldırma düzeneği, kol üstünde, tekerlekler yardımıyla hareket eder.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
166
Tekerlekli kaldırma düzeneği, taşıyıcı kuleye yakınken, aygıtın kaldıracağı ağırlık en üst
düzeye ulaşır; uçlara yaklaştıkça, kaldırılan yük de azalır. Yüksekliğine bağlı olarak yere
montesinde gerekli tedbirler alınmalıdır.
Şekil 22.22. Kollu kren
Baş yüksekliğinin üstündeki seviyelerindeki malzeme taşıma sistemlerinin elemanları (mesela
raylar, taşıyıcılar, yük arabaları, palangalar, tek raylar ve krenler) genelde kullanılmayan baş
yüksekliğinin üzerindeki bölgeleri efektif bir şekilde kullanımını, tesis iç malzeme taşımayı
yaparak sağlar. Bu, zemindeki kıymetli alanları malzeme taşıma dışındaki işlerde
kullanabilmelerini sağlar. Ayrıca zemindeki trafiği azaltır ve taşıma zamanını etkinlikler ve
departmanlar kuş uçuşu yolları sayesinde azaltır.
22.8. KONVEYÖRLER
Konveyörler, malzemeyi sabit bir hat üzerinde sürekli olarak veya gruplar halinde taşıyan
sabit izli taşıma araçlarıdır. Malzemenin zaman, hız ve yer bakımından hassas ve kontrollü
taşımasını sağlarlar. Tahıl, maden filizi, kömür gibi hammaddelerin taşınması ve montaj hattı
boyunca parçaların hareketi kullanım alanları olarak sayılabilir. Konveyörler kas gücü ile, yer
çekimi kuvvetiyle, basınçlı hava ile, titreşimle ya da motorla çalışan kayışlar, zincirler veya
kablolarla tahrik edilebilirler. Konveyörlerin çeşitli tipleri aşağıda sıralanmıştır:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Kaymalı veya doğal tahrikli konveyörler.
Bantlı konveyörler.
Zincirli konveyörler.
Havalı (pnömatik) konveyörler.
Helisel (vidalı) konveyörler.
Titreşimli konveyörler.
22.8.1. Kaymalı Konveyörler
Taşıma gücü olarak yerçekiminden yararlanılır. Malzeme, pürüzsüz bir eğik düzlem veya
rulmanlı yataklar içinde dönen silindir veya makaralar üzerinde küçük bir itme hareketi ile
kaydırılarak taşınır. Taşıma hızını, malzeme ile kayma yüzeyi arasındaki sürtünme katsayısı
ve düzlemin eğikliği belirler. Genelde hız ayarı, düzlem eğikliği değiştirilerek yapılır.
Kaymalı konveyör tipinin belirlenmesinde taşınacak malzemenin nitelikleri (ağırlığı, şekli,
hacmi, kırılganlığı), taşıma uzaklığı ve kullanım sürekliliği dikkate alınır. Transport
mesafesine bağlı olarak yerçekimi dolayısıyla varış noktasındaki hız artacağından özellikle
kırılgan malzemelerin kaymalı konveyörlerle taşınması sakıncalıdır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
167
Şekil 22.23. Kaymalı konveyör
22.8.2. Bantlı Konveyörler
Bantlı konveyörlerin taşıma gücü, plastik veya benzeri malzemelerden yapılmış esnek bir
bandı tahrik eden elektrik motorundan alınır. Taşınacak malzemenin cinsine göre düz veya V
şeklinde olabilen bant profilinin altında aşağıya doğru esnemeyi engelleyen ve sürtünleyi
azaltan silindirler yer alır. Özellikle taneli cisimlerin taşınırken dağılmasını önlemek amacıyla
bant profili yaygın V şeklinde seçilir. Belirli sınırlar içinde ayarlanabilir hızdaki bantlı
konveyörlerin taşıma uzaklığı için limit yoktur. Transport uzaklığı, yük gücü, bant gerginliği
tasarım aşamasında belirleyici faktörlerdir.
Şekil 22.24. Bantlı konveyör
22.8.3. Zincirli Konveyörler
Zincirli konveyörlerde hareket, bir motorla tahrik edilen sonsuz zincirle sağlanır. Bu tip
konveyörler bantlılara kıyasla iki avantaja sahiptir. Doğrudan mekanik tahrik dolayısıyla
sürtünme kayıpları azdır. Zincire takılacak çeşitli kaplarlar farklı malzemelerin taşınabilmesi
olanağı vardır. Zincirin esnek ve aynı zamanda sağlam olması yatay, eğik ve düşey
taşımaların, aynı sistemde bir arada yapılmasını mümkün kılar.
Şekil 22.25. Zincirli konveyör
22.8.4. Pnömatik Konveyörler
Pnömatik konveyörler, çevreye toz, buhar veya başka yollarla zarar verebilecek malzemelerin
transportunda kullanılırlar. Toz, tane veya ufak paketler şeklindeki malzeme, boru gibi kapalı
bir sistem içinde güçlü bir vantilatörün yarattığı hava basıncı ile istenen noktaya doğru
sürüklenerek taşınır. Dizayn güçlüğü, yüksek maliyet, sınırlı malzeme cinsi, enerji kaybı
nedeniyle düşük verimlilik dezavantajlarına sahip pnömatik konveyörlerin üstünlükleri
şunlardır:
a) Çevre kirliliğine neden olmaz
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
168
b) Değişik ve köşeli rotalar izleyebilir
c) Gerektiğinde tavandan, duvar kenarından veya zemin altından geçirilerek yer tasarrufu
sağlar
d) Dökülme sonucu malzeme kaybı oluşmaz
e) Bozulabilir malzemeler dış etkenlerden korunur
f) Kullanımı kolaydır
g) Tamir ve bakım masrafları düşüktür
h) Standart parçalardan oluşur
Şekil 22.26. Pnömatik konveyör
22.8.5. Helisel Konveyörler
Helisel konveyörlerde taşıma, bir eksen etrafında ve taşıyıcı kap içinde dönen helisel yüzeyin
itme gücü ile sağlanır. Yatay, eğik veya düşey doğrultuda ve her iki yönde transport yapabilen
helisel konveyörlerde taşınacak malzeme açısından kısıtlama yoktur. Konveyöre verilecek
aşırı yük sıkışmalara ve sistemin bozulmasına neden olacağından malzeme miktarını
ayarlayan regülatör araçlar kullanılır.
Şekil 22.27. Helisel konveyör
22.8.6. Titreşimli Konveyörler
Titreşimli konveyörlerde malzeme, mekanik veya elektromagnetik bir güç tarafından belli
doğrultuda titreşim hareketi yaptırılan bir kap içinde taşınır. Taneli cisimlerin transportu için
elverişli olan titreşimli konveyörler, düzensiz malzeme akışını kontrol altına almak amacıyla
bantlı veya zincirli konveyörlerden önce besleyici olarak kullanılır. Mekanik titreşimde
hareket bir eksantrik mille, elektromagnetik tipte ise alternatif akımla gövdeyi çekip bırakan
bir mıknatısla sağlanır.
Şekil 22.28. Titreşimli konveyör
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
169
22.9. ELEVATÖRLER
Elevatörler, sabit izli taşıma makinalarının önemli bir gurubunu oluştururlar. Tahıl gibi
ambalajsız dökme yüklerin bir seviyeden başka bir seviyeye olabildiğince dar bir alandan en
kısa zamanda taşınması istenir. Bu tür taşımalar en ekonomik şekilde elevatörlerle
gerçekleştirilir. Elevatörlerin aşağıdaki tipleri vardır:
1)
2)
3)
4)
Kovalı elevatörler
Pnömatik elevatörler
Zincirli elevatörler
Archimedes burgulu elevatörler
22.9.1. Kovalı Elevatörler
En yaygın elevatör türüdür ve tahıldan kireçtaşına kadar birçok dökme yükün taşınmasında
kullanılır. Kapasiteleri 3 m yüksekliğe saatte 2 ton yükten, 69 – 90 m yüksekliklere saatte
2000 ton yüke kadar değişir. Boşaltma işlemi yerçekimi kuvveti ile veya boşaltma noktasında
ters dönen kovalarla sağlanır.
Şekil 22.29. Kovalı elevatör
22.9.2. Pnömatik Elevatörler
Özellikle, okyanus aşırı gemilerle taşınan yüklerin kıyı tesislerine saatte 2000 tona varan bir
kapasite ile boşaltılmasında kullanılır. Dökme yük, hortumun boşaltma ağzındaki bir
pervanenin ya da çarkın yardımı ile çekilir. Saatte 70 – 80 tonluk küçük kapasiteli
sistemlerde, pnömatik mekanizma raylar üstüne yerleştirilir ve bir diesel motoruyla bağımsız
olarak tahrik edilir.
Şekil 22.30. Pnömatik elevatör
22.9.3. Zincirli Elevatörler
Zincirli elevatörün esası bir çelik borudur. Borunun içinde, eklem yerlerine dökme yükü
iletmeye yarayan kanat uzantıları bulunan bir sonsuz zincir vardır. Bu araçlar bir kez
çalıştığında, taşınan madde, girişten çıkışa kadar aracı doldurur. Böylece, taşınan malzemenin
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
170
parçacıkları, aracın zinciri ile birlikte birbirini iterek yukarı çıkar. Bu taşıma düşey, yatay,
ikisi arasında bir açı ya da bunların bir kombinasyonu şeklinde olabilir.
Şekil 22.31. Zincirli elevatör
22.9.4. Archimedes Burgulu Elevatörler
Kesiksiz taşıma ilkesine göre çalışır. Uzunluğu yaklaşık 9 m olan taşıma aracı, gene olarak
yatayla 70o – 80o açı yapacak biçimde tasarlanırlar. İki tekerlekli bir şasi üstüne takılı olan ve
kapasitesi saatte 20 – 30 tonu bulan bu araçlar tarım endüstrisinde yaygın olarak kullanılırlar.
Şekil 22.32. Arşimet burgulu elevatör
22.10. ASANSÖRLER
Seviye farkı olan yerlerde yükleri düşey olarak hareket ettiren taşıma araçlarıdır. Yüksek
fırınlarda kullanılan asansörlerin yolu ise eğiktir. Asansörler genellikle çok katlı yüksek
binalarda ve maden kuyularında kullanılırlar. Kasnaklı veya tamburlu biçimde olabilirler.
Şekil 22.33. Asansör
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
171
22.11. FORKLİFTLER
Yükleri yatay olduğu gibi düşey yönlerde de taşıyabildiğinden ayrı bir üstünlüğe sahip olan
forkliftlerde tahrik gücü bir benzin, dizel veya elektrik motorundan alınır. Önde bulunan
platform, çatal veya çubuk gibi değişik şekildeki parçalarla her türlü malzemenin transportu
mümkün olur. Taşıma kapasitesi bakımından 0.5 ile 10 ton arasında değişen tipleri vardır.
Nakledilecek malzemenin üzerine yerleştirildiği platform veya çatal, hidrolik mekanizmelar
yardımıyla yatay doğrultuda hareket ettirilir. Bu araçlar, 150 cm genişliğinde bir koridorda
hareket edip kapasitesi dahilindeki yükü 3 ile 8 metre arasındaki yüksekliğe kadar
kaldırabilmektedir. Depolamada hacimden yararlanma açısından büyük avantaj sağlar.
Forkliftlerin seçiminde sadece kapasitenin göz önüne alınması yetersizdir. Bu araçların
manevra kabiliyetleri çok yüksek olduğundan dar yerlerde hareket edip dönme yapabilirler,
ancak fabrika veya depodaki boşluklar ile alınması düşünülen arabaların dönme yarıçapları
karşılaştırılmalıdır. Diğer taraftan yükün ağırlığı kadar yoğunluğunun ve ağırlık merkezi
konumunun da göz önüne alınması gerekir. Özellikle yükseğe kaldırmada aracın dengesinin
bozulup devrilmemesi için karakteristik boyutlar önceden belirlenmelidir.
Endüstriyel taşıyıcıların en önemli temsilcisidir.
Şekil 22.34. Forklift
22.12. İNSAN GÜCÜ
İnsangücü ile itilerek taşıma yapan iki veya dört tekerlekli el arabalarını önlerinde yer alan
çatal veya platform, yükü taşıyan paletin altına sürülerek yükleme yapılır. Elle veya motorla
çalışan bir hidrolik mekanizmanın sağladığı kaldırma yüksekliği, yükü ancak yerden kesecek
kadardır. 2.5 tona kadar ağırlık taşıyabilen el arabası, bir işçi tarafından itilerek yükün
varacağı noktaya getirilir ve boşaltma yapılır. İş akışının düzensiz ve belirsiz olduğu
atölyelerde en ekonomik taşıma araçlarıdır.
Şekil 22.35. El arabası, 4 tekerlekli
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
172
22.13. OTOMATİK KONTROLLÜ ARAÇ SİSTEMLERİ
Otomatik kontrollü araç sistemleri (AGVS) endüstriyel taşıyıcı tabanlı materyal transportu ile
benzer kullanım alanlarına sahiptir. Fakat AGVS sistemlerinde adından da anlaşıldığı gibi
otomatik kontrollü olduğundan dolayı sürücüye ihtiyaç duymaz. AGVS sistemleri genellikle
akü ile tahrik edilir, sürücüsüzdür ve tesis içinde stratejik olarak seçilmiş alma ve bırakma
noktaları vardır otomatik şekilde rotalandırılırlar. Eğer doğru olarak donatılırlarsa, AGVS
sistemleri diğer bazı fonksiyonları da yerine getirebilirler; örneğin, otomatik depolama
araçları ya da montaj platformu gibi. AGVS’ler için dört temel operasyon çevresi dağıtım
yapılan toptan satış yerleri, üretim depolama odaları ve dağıtım sistemleri, esnek imalat
sistemleri ve montaj sistemleridir. Araçlar yere döşenmiş indüktif kaplı çevrimli teller, yerde
boyanmış kimyasal çizgi veya laser tabanlı dolaşım sistemleri ile kontrol edilir. Tüm araç
hareketleri, yük alma ve dağıtım ara fazları bilgisayar kontrolü altındadır.
Şekil 22.36. AGVS
22.14. OTOMATİK DEPOLAMA VE BULUP GETİRME SİSTEMLERİ
Otomatik depolama ve bulup getirme sistemleri (AS/RS) birçok göz ve raflardan oluşur. Bu
raflar ve gözler dar bir yolun iki yanında sıralanır. Depolama ve bulup getirme için
ekipmanlarla techiz edilmiş bir makine yardımıyla gözlerde ve raflarda depolama ve bulup
getirme işlemi yapılır. AS/RS makinası dikey yerleştirilmiş bir köprü krene benzemektedir.
Bir ucu, yere monte edilmiş rayda giden, diğer ucu fiziksel olarak raf yapısının üstünde
bulunan raya veya kanala tutturulmuştur. Yük arabası bir yandan dikey olarak direk üzerinde
dikey hareket yaparken diğer taraftan ince ara yolda yatay düzlemde gider. Bu yolla raf yapısı
üzerinde tek malı alış noktasından alıp depolama yerine kadar götürür ve rafın içine malı
yerleştirir. Bulup getirme ise bu operasyonun tam tersidir. Boş taşıyıcı araba direk üzerinde
doğru rafın önüne gelir, raftan malı alır ve varış noktasına malı götürür ki bu noktada
genellikle dar yolun en sonundaki noktadır. AS/RS makinalarının üzerinde depolama ve bulup
getirme işlemlerini kontrol için insan bulunabildiği gibi, bu işlemler tamamıyla bilgisayar
tarafından da kontrol edilebilir. Bu zamanda sıkı bir envanter kontrolünün sağlanabilmesi
gereklidir. Paletlenmiş tek malları depolamaya AS/RS makinaları 31 metre veya daha fazla
yükseklikte ve birkaç yüz metre derinliktedir. Fakat bu sistemler çok daha küçük boyutlarda
olabilir ve standart boyuttaki çekmeceler içinde küçük parçaların depolanmasında
kullanılabilir. Bu tür sistemle küçük yük AS/K sistemleri olarak adlandırılır. Tipik bir küçük
yük AS/RS makinasında, belirli koddaki kutuları belirli depolama bölgelerinden operatör
istasyonuna girer. Her kutu birkaç bölüme ayrılmıştır ve her kutunun toplam ağırlığı 100 ila
350 kilogram arasında değişmektedir. Operatör getirilen kutudan gerekli malzemeleri
seçerken AS/RS makine daha evvel getirmiş olduğu kutuyu yerine götürüp koyar. Sistem bir
klavye yardımıyla operatör tarafından yönetilebileceği gibi, her şey tamamen bilgisayar
kontrolü ile de yapılabilir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
173
Şekil 22.37. AS/RS
22.15. ÇEKMELİK VE PALETLER
Yardımcı taşıma araçlarıdırlar. Doğrudan taşıma yapmazlar. Görevleri, taşınacak malzemenin
belli boyutlu bir hacim içinde toplanmasını ve korunmasını sağlamaktır. Paletler, 10 – 15 cm
kalınlıkta bir veya iki yüzlü kullanılabilen standart boyutlu düzenlerdir. Çekmelikler, yüklerin
daha büyük birim miktarlarda taşınmasını sağlayan, standart boyutlu, prizmatik ve tamamen
kapalı metal kaplardır. Konteyner olarak da bilinen bu araçlar kara, deniz ve demiryolları
taşımacılığında özellikle kullanılmaktadırlar. Hammadde, malzeme ve makinaların
taşınmasında önemli kolaylık ve ekonomi sağlarlar.
Şekil 22.38. Çekmelik
Şekil 22.39. Palet
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
23.
174
KOMPRESÖRLER
23.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
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, ısı makinalarında, takım tezgahlarının basınçlı kumanda sistemlerinde vb.
yerlerde kullanılır. Taşınabilen 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 23.1. Kompresör ve donanımları
Kompresör tipleri

Pistonlu kompresörler

Turbo (santrifüj) kompresörler

Vidalı kompresörler

Paletli kompresörler
Kompresörler genellikle elektrik motoru yardımıyla tahrik edilmektedir.
23.2. PİSTONLU KOMPRESÖRLER
Pistonlu kompresör sisteminde kompresör içerisinde bulunan piston yardımıyla sıkıştırma
işlemi yapılır. Bu işlemi yapabilmesi için kompresör gücünü elektrik motoru yardımıyla
almaktadır. Kompresörler kullanım alanlarına göre çeşitlilik göstermektedir bunlardan yatay
ve düşey olarak bahsedilebilir. En çok kullanım alanı içerisinde olan kompresör çeşitleri
düşey tipli olanlardır. Düşey tipin kullanılmasındaki gerekçe daha az yer kaplaması, daha
ucuza mal olmaları ve devir sayılarının daha fazla olmasıdır.
Dikkat edilirse A tipinde emme sübabından emilen gaz silindir içerisinde bir dönme yapmakta
ve tekrar basma sübabından basınçla çıkmaktadır. Halbuki B ve C tiplerinde ise silindir içinde
bir yönde akmaktadır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
175
B tipinde yağ gaz ile birlikte kompresörden çıkar ve yağ ayırıcı iyi değilse bütün devreyi
dolaşır. A tipinde her iki sübap da silindirin üst kısmındaki sübap bloğuna konulmuştur, emiş
kısmındaki K borusu yoluyla yağ alt kısma akar.
Şekil 23.2. Pistonlu kompresör tipleri
Sübaplardaki hızlar soğutucu akışkanın cinsine göre belirli değerlerin üstüne çıkmamalıdır.
Mesela amonyak kullanılan tesislerde emme sübabındaki hız 20 m/s, basma sübabındaki hız
ise 25 m/s’ den yüksek olmamalıdır.
Şekil 23.3. Pistonlu kompresörlerin çalışma çevrimi
Şekil 2.3’te A kısmında görüldüğü gibi piston silindir içinde aşağıya doğru inerken silindirin
içerisindeki basıncı emme hattındaki basıncın altına düşürür. Bu basınç farkı emme sübabını
açar ve soğutucu akışkan silindire girer. Bu arada basma hattındaki basınç silindir içerisindeki
basınçtan büyük olduğu için basma sübabını kapalı tutar.
B kısmında görüleceği üzere piston yukarıya doğru çıkarken sıkıştırma işlemini gerçekleştirir.
Bu sırada silindir içindeki gaz basıncı büyük ölçüde artar. Silindir içindeki yüksek basınç bu
kez emme sübabını kapalı tutar. Silindir içerisindeki basınç basma hattındaki basıncı aştığı
zaman basma sübabı açılır ve yüksek basınçlı gaz basma hattına girer.
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
176
Pistonlu kompresörler büyük sıkıştırma oranları ve küçük debiler için uygundurlar. 5 bara
kadar basınçlar için tek kademeli kompresörler kullanılır. Bu kompresörler kademeli pistonlu
veya çok silindirli olabilirler. Silindirler sıralı olabileceği gibi V veya yıldız seklinde
yerleştirilebilirler ve motorlardakine benzeyen biyel mekanizması 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.
Şekil 23.4. İki kademeli kompresör
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.
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 23.5. Pistonlu kompresör ile havanın sıkıştırılması ve kullanımı
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
177
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.

V1  V2
Vs
(23.1)
Ölü hacmin Vö  strok hacmine Vs  oranı

Vö
Vs
(23.2)
şeklinde ifade edilirse, doldurma derecesi

  1    p 2 / p1 
1/ n

(23.3)
1
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)

(23.4)
eşitliği ile ifade edilir.
23.3. TURBO (SANTRİFÜJ) KOMPRESÖRLER
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.
Şekil 23.6. Türbokompresör
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
178
23.4. VİDALI KOMPRESÖRLER
Vidalı 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.
Düzgün (kesintisiz) gaz akışı sağlamaları, emme ve basma sübaplarının bulunmayışı, arıza
kaynağının ve basınç kayıplarının ortadan kalkması ve diğer tip kompresörlerden daha hafif
ve küçük boyutta olmaları bu kompresörlerin avantajlarını oluşturur.
Şekil 23.7. Vidalı kompresör
23.5. PALETLİ KOMPRESÖRLER
Bu kompresörlerin havayı sıkıştırma prensibi motora bağlanmış olan bir rotor ve rotor
üzerindeki rotor eksenine dik olarak yerleştirilmiş paletlere bağlıdır. Kompresör
çalıştırıldığında gövde ekseninden kaçık basma tarafı yüzeye yakın olarak yerleştirilmiş rotor
dönmeye başlar. Dönüşü esnasında rotor içerisindeki hareketli paletler merkezkaç kuvveti
ile rotordan ayrılma eğiliminde olurlar. Silindirik yapıdaki gövdenin yüzeyi ile sürekli temas
halindeki paletler arasındaki hacim, emiş kısmında geniş iken basma kısmına yaklaştıkça
paletler arasındaki hacim küçülür ve basınç artar. Bu sayede sisteme basınçlı hava gönderilir.
5 bar basınca kadar tek kademeli, daha yüksek basınçlarda ise iki ya da çok kademeli
yapılırlar. Alçak basınçlara daha uygun olan paletli kompresörler, tükettikleri enerji
bakımından verimleri pistonlu kompresörlerden daha düşüktür.
Şekil 23.8. Paletli kompresör
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
24.
179
VANTİLATÖRLER
24.1. VATİLATÖR TANIMI VE SINIFLANDIRMA
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
24.2. 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.
Şekil 24.1. Santrifüj vantilatör
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
180
24.3. 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 24.2. Helikoidal vantilatör
24.4. 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
181
Şekil 24.3. Eksenel vantilatör
24.5. 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
(24.1)
Vantilatörü tahrik eden motor tarafından tüketilen güç ise
Nm [kW] = p Q / 102
(24.2)
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
(24.3)
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
(24.4)
2) Vantilatör basıncı, dönme hızının karesiyle orantılı olarak değişir.
p2 / p1 = (n2 / n1)2
(24.5)
3) Vantilatör tarafından tüketilen güç, dönme hızının küpü ile orantılı olarak değişir.
N2 / N1 = (n2 / n1)3
(24.6)
Dönme hızının aynı olması halinde;
4) Vantilatör debisi, pervane çapının küpü ile orantılı olarak değişir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
Q2 / Q1 = (d2 / d1)3
182
(24.7)
5) Vantilatör basıncı, pervane çapının karesiyle orantılı olarak değişir.
p2 / p1 = (d2 / d1)2
(24.8)
6) Vantilatör tarafından tüketilen güç, pervane çapının beşinci kuvvetiyle orantılı olarak
değişir.
N2 / N1 = (d2 / d1)5
(24.9)
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
(24.10)
8) Vantilatör basıncı, dönme hızının karesiyle pervane çapının karesinin çarpımına bağlı
olarak değişir.
p2 / p1 = (n2 / n1)2 (d2 / d1)2
(24.11)
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
(24.12)
Sabit bir dönme hızında debi, basınç ve tüketilen gücün yoğunlukla değişimi;
10) Havanın yoğunluğu değiştiği zaman hava debisinin miktarı değişmez.
Q2 = Q1
(24.13)
11) Vantilatör tarafından yaratılan basınç, yoğunlukla orantılı olarak değişir.
=
/
(24.14)
12) Vantilatör tarafından tüketilen güç, yoğunlukla orantılı olarak değişir.
=
/
(24.15)
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.
=
/
(24.16)
14) Vantilatör tarafından yaratılan basınç, mutlak sıcaklıkla ters orantılıdır.
=
/
(24.17)
15) Vantilatör tarafından tüketilen güç, hava basıncı ile doğru orantılıdır.
=
/
(24.18)
16) Vantilatör tarafından tüketilen güç, mutlak sıcaklıkla ters orantılıdır.
=
/
(24.19)
Bu kanunlara bağlı olarak aşağıdaki sonuçlar verilebilir:
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
183
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.
24.6. 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.
24.7. 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.
Titreşimlerin azaltılması amacıyla yapılan montaj sistemlerinde şu malzemeler kullanılır;
çelik yaylar, kauçuk, mantar.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
184
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.
24.8. 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).
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
185
25. 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
(25.1)
Sıvı yüzeyine yapılan basınç p kadar artırıldığında A noktasındaki yeni basınç
p A '  p 0  h  p
(25.2)
Sıvının iki seviye arasında ağırlığından dolayı oluşan basınç ihmal edildiğinde her iki
durumda A noktasına etki eden basınç
p A  p0
p A '  p 0  p
(25.3)
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 3.51. Bileşik kap sistemi
Büyük ve küçük pistondan oluşan bir hidrolik pres dikkate alınırsa, d1 çapındaki 1 numaralı
pistona F1 kuvveti uygulandığında bu pistona etki eden basınç
p1 
F1
A1
(25.4)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
A1 
p1 
d1
4
2
(25.5)
4 F1
d1
186
(25.6)
2
Çapı 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
A2 
d 2
4
p2 
(25.7)
2
(25.8)
4 F2
d 2
(25.9)
2
Şekil 3.52. Mekanik tahrikli hidrolik pres
Pascal prensibi gereğince (sıvıların ağırlığı ihmal edilerek)
p1  p 2
(25.10)
eşitliği geçerli olup,
A
F2  F1  2
 A1



d
F2  F1  2
 d1



(25.11)
2
(25.12)
Küçük pistonu bir kaldıraçla tahrik edilen bir hidrolik pres sisteminde;
F1 
PL
S
(25.13)
p1 
PL
SA1
(25.14)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
187
Büyük piston kuvveti
F2  P
L  A2 
 
S  A1 
Ld
F2  P  2
S  d1



(25.15)
2
(25.16)
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 F2 kuvveti
sürtünmelerden
ve
sıvı
kaçaklarından dolayı bir miktar azalabilir. Bu sebeple pres kuvveti F p  olarak
tanımlayacağımız F2 kuvveti
PL  d 2

F p  F2  
S  d 1



2
(25.17)
Şeklinde ifade edilebilir.
Silindirde sıvı hareketi ve iş:
Küçük piston h1 kadar ilerlediğinde küçük silindirden
V1  A1h1
(25.18)
kadar sıvı ayrılar ve büyük silindire geçer. Bu durumda büyük piston h2 kadar ilerler. Büyük
silindire giren sıvı hacmi
V2  A2 h2
(25.19)
Her iki denklemden yararlanılarak pistonların hareket miktarı arasında aşağıdaki ilişki yazılır.
h2 A2

h1
A1
(25.20)
Küçük pistonun h1 kadar hareketi halinde F1 kuvvetinin yaptığı iş
W1  F1h1
(25.21)
Benzer şekilde büyük piston için
W2  F2 h2
(25.22)
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
188
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 3.53. Hidrolik güç sistemi
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
26.
189
SU POMPALARI
26.1. SU MAKİNALARI TANIMI VE SINIFLANDIRMA
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 türbini 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.
26.2. SU POMPALARI TANIMI VE SINIFLANDIRMA
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
p c2
H 
z
 2g
(26.1)
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;


Soğutma sularının sürekli devrinin sağlanması
Kalorifer tesisatlarında besleme suyunun devredilmesi
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ




190
Otomobillerde yakıt ve yağ sevki ile radyatör suyunun devrettirilmesi
İçme suyu temini
Yüksek tarım alanlarının sulanması
Hidroelektrik santrallerde fazla suyun yüksek yerlerde biriktirilmesi
Şekil 3.54. 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.
26.3. HACİMSEL 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
191
26.3.1. 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 3.55. Pistonlu pompa
Tek pistonlu pompanın ortalama debisi
Q  60nA2r
(26.2)
Burada, nd / dk  devir sayısı, 2r m pistonun silindir içinde gidip gelme veya strok
uzunluğu, A m 2 pistonun kesit alanı ve  pompanın verimidir.
 
Pistonlu pompaların devir sayısı sınırlı olup, 10-100 d/dk arasında değişir.
26.3.2. 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
(26.3)
Burada; Am2  iki diş arasındaki kesit alanı, bm diş genişliği, nd (d / dk  devir sayısı, z diş
sayısı,  pompa verimidir.
Dişli pompalara benzer lokmalı ve eksantrik rotorlu pompa tipleri de mevcuttur.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
192
Şekil 3.56. Dişli pompa
26.3.3. 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 3.57. Paletli pompa
26.3.4. Diyaframlı Pompalar
Diyaframlı pompalarda, dairesel kesitli eksantrik bir diyafram piston görevi yapar.
Diyaframın dış çevresi sabit olup, merkezinden bir krank sistemine bağlıdır. Krank,
diyaframın merkezini ileri-geri hareket ettirerek hacim değişikliği sağlar. Emme ve basma
süpabları diyaframla uyumlu bir şekilde çalışırlar. Sızdırmazlığın önemli olduğu benzin veya
ait gibi sıvıların pompalanmasında kullanılırlar.
26.4. SANTRİFÜJ 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.
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
193
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 3.58. Santrifüj pompa
Şekil 3.59. Santrifüj pompa ve motor bağlantısı
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.
Santrifüj pompalar sağlayabilecekleri manometrik basma yükseklikleri bakımından belirli
sınırları aşamazlar. Bunun için yüksek amonmetrik basma yüksekliği gerektiği zaman aynı
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
194
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 3.60. Santrifüj pompa elemanları
Şekil 3.61. 4 kademeli santrifüj pompa
Şekil 3.62. Pompa tesisatı (Güneş enerjisi)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
195
Çok kademeli pompalarda her kademenin girişindeki suyun enerjisi önceki kademenin çıkış
enerjisine eşit olduğundan, pompanın manometrik basma yüksekliği kademelerin 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.
26.5. SANTRİFÜJ POMPALARIN KARAKTERİSTİK DEĞERLERİ
Debi (Süreklilik eşitliği)
Q  cA
(26.4)
Manometrik basma yüksekliği
2
p  p1 c 2  c1
H m   z 2  z1   2


2g
2
(26.5)
Kayıplar ve geometrik yüksekliğin fonksiyonu olarak manometrik basma yüksekliği
H m  H g  hw
(26.6)
Kayıplar
hw  L / D  K c 2 / 2 g
(26.7)
Burada;  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
(26.8)
1PS  75kgm / s
1KW  102kgm / s
Şekil 3.63. Pompa tesisatı (a- açık b- kapalı sistem)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
NsPS  
QH m
75
NsKW  
196
(26.9)
QH m
102
(26.10)
Motor gücü ya da efektif güç N e PS  olmak üzere verim

QH m
75 N e
(26.11)
Motor gücü ya da efektif güç N e KW  olmak üzere verim

QH m
102 N e
(26.12)
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 
(26.13)
2
(26.14)
3
(26.15)
Bir pompa debisinin sıfır olması halinde sağlayabileceği maksimum basma yüksekliği
2
H m  Dn / 8500
(26.16)
Pompa debisi sıfırdan itibaren artarken, manometrik basma yüksekliği tedricen azalır. Basma
yüksekliğindeki bu düşüş, başta pompa çarkının konstrüksiyonuna bağlıdır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
197
BÖLÜM V
ISI MAKİNALARI
27.
MOTORLALAR
27.1. 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, iş makinalarında, ulaştırma araçlarında ve otomobillerde
kullanılmaktadır.
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 27.1. Krank-biyel-piston sistemi
Şekil 27.1 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
198
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 emme hacmi, V2
sıkıştırma hacmi olmak üzere, sıkıştırma oranı

V1  V2
V2
(27.1)
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  p m  : 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.
27.2. 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)
2)
3)
4)
Yakıt – hava karışımının emilmesi; EMME STROKU
Karışımın sıkıştırılması; SIKIŞTIRMA STROKU
Ateşleme ve yanmış gazların genişlemesi; GENİŞLEME STROKU
Egzoz gazlarının dışarı atılması; EGZOZ STROKU
Şekil 27.2. Dört zamanlı motor çevrimi
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
199
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.
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 27.3. Dört zamanlı motor pV- diyagramı
27.3. 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
200
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. Yanmış
gazların basıncı pistonu tekrar alt ölü noktaya doğru iter ve yeni bir çevrim başlar.
Şekil 27.4. İki zamanlı motor krank-biyel-piston mekanizması
Şekil 27.5. İki zamanlı motor pratik indikatör diyagramı
27.4. 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 volanda
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
201
kinetik enerji olarak depolanır. Diğer bir kısmı debriyaj kavraması üzerinden iş makinasına
devredilir. Otto motorları iki veya dört zamanlı olablilir.
27.5. 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.
27.6. 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.
Karşı pistonlu motor: Aynı silindir gömleğine karşılıklı olarak hareket eden iki piston ve
krank-biyel mekanizması bağlanır. İki zamanlı olarak yapılırlar.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
202
Wankel motoru: Döner pistonlu motordur. Özellikleri; maliyetleri düşüktür, özel yakıt
gerektirmez, sarsıntısız çalışır, ağırlıkları azdır, az yer kaplar, konstrüksiyonu basittir.
Şekil 27.6. Silindirlerin dizilişlerine göre motor çeşitleri
27.7. 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.
27.7.1. 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.
27.7.2. 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 ise
büyük baş denir. Aynı muyluya iki biyelin bağlanması durumunda çatal biyel kullanılır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
203
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.
27.7.3. 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.
27.7.3.1. 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.
27.7.3.2. Diesel Motorlarında Yakıt Donanımı
Besleme pompası: Yakıtın (mazot) depodan yakıt pompasına gönderilmesini sağlar. Yakıt
pompasının yanına yerleştirilen besleme pompası hareketini kam milinden alır.
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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
204
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.
27.7.4. 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.
27.7.5. 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.
27.7.6. 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.
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
205
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.
27.7.7. Vuruntu
27.7.7.1. 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.
27.7.7.2. 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
27.7.8. MOTORLARDA GÜÇ HESABI
Basınç
Ortalama indike basınç
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
W
d 2
H
4
p mi 
206
(27.2)
W çevrim işi, d piston iç çapı, H strok uzunluğu
Ortalama efektif basınç
p me 
l H u e
427 Kp / cm 2
Gmin


(27.3)
 L dolgu derecesi,  hava fazlalık katsayısı, H u yakıt alt ısıl değeri, Gmin minimum hava
miktarı,  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
(27.4)
Dört zamanlı motorlarda indike güç:
Ni 
VH nz
p mi PS 
2 x60 x75
(27.5)
İki zamanlı motorlarda indike güç:
Ni 
VH nz
p mi PS 
60 x75
(27.6)
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
(27.7)
Mekanik verim
m 
Ne
Ni
(27.8)
Dört zamanlı motorlarda efektif güç
Ne 
Vh nz
p me PS 
900
(27.9)
İki zamanlı motorlarda efektif güç
Ne 
VH nz
p me PS 
450
(27.10)
Efektif güç, moment ve devir sayısının fonksiyonu olarak
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
Ne 
Mn
PS 
716,2
207
(27.11)
M moment Kpm , n devir sayısı d / dk 
Özgül yakıt sarfiyatı
be 
3600 B
Nt
(27.12)
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
(27.13)
27.7.9. 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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
28.
208
BUHAR KAZANLARI
28.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
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 kazanları kullanım amacına göre aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir:
1.
2.
3.
4.
Endüstri ve santral kazanları (Güç kazanları).
Isıtma kazanları (alçak basınlı buhar, sıcak veya kaynar su).
Gemi kazanları (Ana ve yardımcı kazanlar).
Lokomotif kazanları.
Buhar kazanları yapılış şekillerine göre de aşağıdaki gibi sınıflandırılır:
1.
2.
3.
4.
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.
28.2. 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
0
C 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.
Aynı işlemler daha farklı basınç ve sıcaklıklarda da gerçekleştirilebilir. Ardı ardına yapılan bu
işlemler belirli basınçlara yine belirli sıcaklıkların karşılık geldiğini gösterir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
209
Bazı buhar basıncı değerlerine karşılık gelen buharlaşma sıcaklığı değerleri aşağıda
verilmiştir.
Tablo 28.1. Bazı buhar basınçlarına karşılık gelen buharlaşma sıcaklıkları
pb(atü) 1
tb(0C) 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
(28.1)
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.
x = mb / m
(28.2)
Doymuş buhar eğrisi, kuruluk derecesi x = 1, doymuş sıvı eğrisi ise kuruluk derecesi x = 0
olan eğridir. Buharlaşma ve yoğuşma eğrisi üzerindeki 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
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
210
sıcaklığını değiştirmez. Bu ısı, moleküller arasındaki mesafenin değişerek, sıvı
halinden buhar haline geçmesi için gerekli ısıyı sağlar.
Sıvı ısısı için
q = h = C tb
(28.3)
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)
(28.4)
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
(28.5)
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]
(28.6)
Regnault formülü kızgın buhar için
Qkt = 2539 + 1.277 tb + 2.093 (tk – tb) [kj/kg]
(28.7)
şeklinde ifade edilir.
28.3. ALEV BORULU KAZANLAR
Alev borulu kazanlarda yakıt doğrudan doğruya kazan içinde yakıt hücresi olan düz veya
ondüle tipli külhanlarda yanar.
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).
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) Konstrüksiyon itibariyle basit ve kullanışlıdırlar.
2) Temizlenmeleri kolaydır, besleme suyunun temizlenmesi gerekmez.
3) Az bilgili personel ile idare edilebilirler.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
211
4) 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.
Şekil 4.7. Tek alev borulu kazan
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.
28.4. DUMAN BORULU KAZANLAR
Duman borulu kazanlarda kazan dışındaki ocakta yanma sonucu oluşan dumanlar duman
borusundan geçerken kazan içindeki suyu ısıtmaktadır. Duman ısısının büyük kısmını kazan
içindeki suya verdiği için duman kanalındaki ısısı alev borulu kazanlardaki kadar yüksek
değildir.
Duman borulu kazanlar bina ısıtması, küçük ve orta endüstride gerekli proses için buhar elde
etmede, çamaşırhane, boyahane, küçük gemilerde kullanılırlar.
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)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
212
6- Cochran kazanı
Duman borulu kazanların özellikleri:
1)
2)
3)
4)
5)
Kullanılmaları basittir.
Alev borulu kazanlara göre daha hafiftirler, su hacimleri daha azdır.
Verimleri mekanik ocaklılarda ve sıvı yakıtlar için yeterince yüksektir.
Aynı güçteki alev ve su borulu kazanlardan daha ucuzdurlar.
Buharlı sistemlerde besleme suyu ile ilgili ön hazırlık gerektirmez.
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 4.8. 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. 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
213
28.5. 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:
1234-
Semaver kazanlar
Az eğimli su borulu kazanlar
Dik su borulu kazanlar
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.
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 30-100
Kg/m2 h, kazan yükü 1 – 160 ton/h, kazan basıncı 10 – 60 Kp/cm2 dolayındadır.
Şekil 4.9. Az eğimli su borulu kazan
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
214
28.6. 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
kollektöre bağlandığı yerde boru ağzına direnç yapan sukbeler yerleştirilmiştir. Bu şekilde
borularda akımın eşit olması sağlanır. Bundan kaynaklanan ilave direnci yenmek için 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.
Şekil 4.10. La Mont kazanı
La Mont kananının elemanları:
1234567-
Kazan besi pompası
Ekonomizör
Ana depo
Sirkülasyon pompası
Kollektör (sukbeli boruların bağlandığı)
Buharlaştırıcı
Çıkış kolektörü (boruların bağlandığı)
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
215
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.
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.
Şekil 4.11. Schimidt kazanı
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.
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 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
216
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/m2 h).
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.
28.7. BUHAR KAZANLARI YARDIMCI ELEMANLARI
Buhar kazanlarında verimi artırmak, emniyet ve otomatik kontrolü sağlamak için çeşitli
yardımcı elemanlar kullanılır. Buhar kazanları yardımcı elemanları aşağıda sıralanmıştır.
123456-
Buhar kızdırıcıları
Su ön ısıtıcıları
Hava ısıtıcıları
Baca
Besleme cihazları (çek valf, pompa, sürgü, vb.)
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
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
217
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.
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 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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
218
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.
28.8. 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.
Yakacaktan alınan ısının Q y  bir miktarı buhar içerisinde gizli enerjiye Qb  çevrilirken, bir
miktarı da çeşitli yollarla kaybolur Qk  .
Buhar kazanı ısıl denge denklemi;
(28.8)
Q y  Qb  Qk
Kullanılan yakıtın alt ısıl değeri H u  , yakıt miktarı B  olmak üzere yakıttan elde edilecek
ısı miktarı;
Q y  BKg / hxH u KCal / Kg 
(28.9)
Buhar kazanından elde edilen su buharı miktarı D  , kazana giren suyun entalpisi hs  , buhar
entalpisi hb  olmak üzere buhar ısısı;
Qb  DKg / hhb  hs KCal / Kg 
(28.10)
Kazan verimi;

Qb
Qy
(28.11)

D(hb  hs
BH u
(28.12)
Buharlaşma katsayısı;
d Kg  buhar / Kg  yakıa 
DKg  buhar 
BKg  yakıa
(28.13)
28.9. YAKACAK OCAKLARI
Yakacağın yakılarak ısı enerjisine dönüşmesini sağlayan buhar kazanları ana elemanlarıdır.
Ocaklar yakıt cinslerine göre üç gruba ayrılırlar:
1- Katı yakacak ocakları
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
219
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
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.
12345678-
Ana depolar
Günlük depo
Yakıcılar
Depo ısıtma tesisatı
Yakacak pompaları
Filtreler
Sıvı yakacak ve ısıtma boruları
Otomatik kontrol tesisatı
Sıvı yakacak ocaklarında ateşleme brülör yardımıyla yapılırken, gerekli yakma havası da bu
cihazlarda yakıtla beraber yanma odasına sevkedilir.
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
220
28.10. KAZAN BESLEME SUYU
Toprak içinden kaynak halinde çıkan veya yeryüzünde nehirleri ve gölleri oluşturan doğal
sular birçok yabancı madde içerirler. Katı veya gaz olabilen bu maddelerin bir kısmı
çözünmüş durumda (Na, Ca, Mg tuzları ve gazlar), diğer bir kısmı da katı parçacıklar halinde
su içinde bulunur. Miktar ve cinsleri suyun içinde katığı veya üzerinde bulunduğu toprağın
yapısına bağlıdır.
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 sertliğinin ölçülmesi
için Alman ( 0 d ) , Fransız 0 f ve İngiliz 0 e sertlik dereceleri 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
Kazanlarda kullanılacak suyun hangi sertlikte olması gerektiği imalatçı firma tarafından
kullanıcıya bildirilir. Kullanılacak besleme suyu incelenerek sertlik giderici işlemlerin gerekip
gerekmediğine karar verilir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
29.
221
ISI POMPASI
29.1.1. TANIM VE SINIFLANDIRMA
Isı pompası, düşük sıcaklıktaki bir ısı kaynağından, daha yüksek sıcaklıktaki bir ısı kaynağına
ısı geçişinin gerçekleştirildiği termodinamik sistemdir. Termodinamiğin II. kanunundan
bilindiği gibi, düşük sıcaklık kaynağından yüksek sıcaklık kaynağına ısı geçişi ancak bir
üçüncü enerji kaynağının tatbik edilmesi ile mümkün olabilmektedir. Isı pompaları tek bir
cihaz olarak hem ısıtma, hem de soğutma amaçlı kullanılabilirliği, geleneksel yöntemlere göre
daha işlevsel oluşu, enerji tüketiminde önemli ölçüde tasarruf sağlaması, kompakt yapıya
sahip olması, yüksek kontrol teknolojisine uyum göstermesi ve benzeri avantajlarından ötürü
son yıllarda yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır.
Isı pompaları yukarıda da belirtildiği gibi üçüncü enerji kaynağının çeşidine göre ikiye
ayrılmaktadır; mekanik enerji ve termal enerji ile çalışan ısı pompaları. Termal enerjili ısı
pompaları da absorpsiyonlu ve adsorpsiyonlu olarak iki çeşittir.
Şekil 4.12. Isı pompasının genel çalışma ilkesi
29.2. MEKANİK ISI POMPASI
Mekanik tahrikli buhar sıkıştırmalı ısı pompaları ana hatları ile kompresör, genleşme valfı ve
iki adet eşanjörden (evaporatör ve kondenser) meydana gelmektedir.
Şekil 4.13. Mekanik tahrikli ısı pompası
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
222
İş akışkanı (refrigerant) bu dört parça içinde çevrim yapar. Evaporatörde, çalışma akışkanının
sıcaklığı ısı kaynağının sıcaklığının altında tutulur. Böylece evaporatördeki çalışma
akışkanının ısı kaynağından ısı alarak buharlaşması sağlanır. Buhar kompresörde yüksek
basınca ve sıcaklığa sıkıştırılır. Sıcak buhar kondensere girer ve yoğunlaşarak ısısını dışarı
verir. Son olarak yüksek basınçlı çalışma akışkanı genleşme valfında genleştirilerek
evaporatör basınç ve sıcaklığına getirilir. Çalışma akışkanı ilk durumuna dönmüş olur ve
tekrar evaporatöre girer. Kompresör genellikle elektrik motoru veya bazen de yanmalı
motorlar ile çalışır.
29.3. TERMİK ISI POMPALARI
29.3.1. Absorpsiyonlu ısı pompası
Absorbsiyonlu sistemlerde çalışma akışkanı, genellikle iki farklı akışkandan (Amonyak-su,
LiBr-su vb.) oluşmaktadır. Çalışma akışkanı yüksek basınç ve sıcaklıkta jeneratörde
ısıtılmakta buharlaşma sıcaklığı düşük olan akışkan (Amonyak, LiBr...) buharlaştırılarak
kondensere aktarılmaktadır. Kondenserde yoğuşan buhar, genleşme ventilinde genleştirilerek
evaporatöre aktarılmakta ve burada düşük sıcaklık ve basınçta tekrar buharlaştırılmaktadır.
Evaporatörde buharlaşan akışkan (Amonyak, LiBr...) absorberde jeneratörden gelen zayıf
uçucu madde çözeltisi (örneğin, amonyakça fakir su çözeltisi) içinde absorplanmaktadır. Elde
edilen kuvvetli çözelti ise jeneratöre geri pompalanmakta ve çevrim tamamlanmaktadır.
Sistemin verimini arttırmak için jeneratör-absorber ve evaporatör-kondenser arasına ısı
değiştirgeçleri kullanılabilir.
29.3.2. Adsorpsiyonlu ısı pompası
Adsorpsiyonlu ısı pompası çevrimleri ilk defa Faraday tarafından tanımlanmış (1848); ticari
amaçlı soğutucu (veya ısı pompası) teşebbüsü ise 1920'de başlamıştır. Adsorpsiyonlu ısı
pompaları enerji kaynaklarının türü ve çevrim süresince gerçekleşen fiziksel olaylar açısından
absorpsiyonlu ısı pompaları ile benzerlikler göstermesine rağmen, iki ısı pompası arasında
belirgin farklılıklar vardır. Absorpsiyon bir sıvı/gaz akışkanın diğer bir sıvı/katı maddenin
içine difüzyonu olarak tanımlanmaktadır. Adsorpsiyon ise bir gazın/sıvının, sıvı/katı haldeki
bir başka maddenin yüzeyi ile fiziksel veya kimyasal etkileşme olayıdır. Adsorpsiyonlu ısı
pompasının çalışma prensibi tamamen adsorpsiyon olayına dayanmaktadır. Bu sebeple
adsorpsiyon kavramının iyi anlaşılması önemlidir.
Yukarıda da belirtildiği gibi gaz veya buhar/sıvı adsorpsiyonu katı veya sıvı haldeki başka bir
maddenin yüzeyine kimyasal ya da fiziksel etkileşme sonucunda tutunması olarak
tanımlanmaktadır. Gaz fazdaki maddeye adsorbat, tutan katı veya sıvı haldeki maddeye de
adsorbent denilmektedir. Adsorpsiyon, tanımından da anlaşıldığı gibi, fiziksel ve kimyasal
adsorpsiyon olarak ikiye ayrılmaktadır. Kimyasal adsorpsiyon da adsorbat, adsorbent
yüzeyine kimyasal bağ (kovalent bağ) ile tutunur. Kimyasal adsorpsiyon reaksiyonunun en
önemli özelliği endotermik ve genellikle tersinmez oluşudur, yani desorpsiyon olayı
gerçekleşmez. Burada desorpsiyonu tanımlamak gerekirse desorpsiyon; adsorplanan
adsorbatın adsorbentin yüzeyinden uzaklaşma olayıdır. Fiziksel adsorpsiyon ise adsorbatın,
adsorbent yüzeyine fiziksel bağlar (Van der Waals, dipol-dipol etkileşmesi gibi) ile
tutunmasıdır. Fiziksel adsorpsiyon ortam sıcaklığının artışı ile ters orantılı olarak azalmaktadır
ve reaksiyon tersinirdir. Adsorpsiyonlu ısı pompalarında kullanılan adsorbent-adsorbat çiftleri
arasında gerçekleşen adsorpsiyon, fiziksel adsorpsiyondur. Fiziksel adsorpsiyon işleminde,
adsorbatın adsorplanması sırasında reaksiyonun ekzotermik olması dolayısıyla açığa ısı çıkar.
Söz konusu bu ısıya adsorpsiyon ısısı denir. Yaygın olarak bilinen adsorbentlere örnek olarak
silika jel, aktif karbon, zeolit gibi maddeleri sayabiliriz. Adsorbsiyonlu ısı pompalarında
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
223
sıklıkla kullanılan adsorbatlarda su buharı, metanol ve amonyağı örnek verebiliriz. Adsorbent
maddenin fiziksel yapısı adsorpsiyon üzerinde oldukça fazla etkilidir. Zeolitler, ağırlıklarının
yaklaşık %30’u kadar gaz adsorplayabilirler.
29.4. ISI POMPASI ELEMANLARI
29.4.1. Kompresör
Kompresörler alçak basınçta ve buhar halindeki havayı yoğuşma sıcaklığına daha kolay
gelebilmesi için sıkıştıran elemanlardır. Dört tip kompresör vardır;




Pistonlu kompresörler
Turbo (santrifüj) kompresörler
Vidalı kompresörler
Paletli kompresörler
Freon soğutucuların kullanıldığı ısı pompalarında türbo kompresörler kullanılır.
29.4.2. Yoğuşturucular (Kondanserler)
Yoğuşturucular, kompresörden kızgın halde iken üzerine basınç uygulandıktan sonra çıkan
akışkan buharının yoğunlaştırıldığı yerdir. Burada soğutma işlemini hava ve su yaptığı için
yoğunlaştırıcıları hava soğutmalı ve su soğutmalı gruplar olarak ikiye ayırabiliriz.
Hava soğutmalı sistemlerde yoğuşturucu kanatlı boru sistemine göre yapılır, dışarıda havayla
temas eden borular içerisinde soğutucu akışkan bulunmaktadır ve ısı taşınımı bu sistem
aracılığı ile yapılır. Hava taşınım katsayısının küçük olması bu sistemin genellikle daha küçük
alanlarda ve küçük soğutma yüklerinde kullanılır. Aksi taktirde çok büyük alanların
kullanılması söz konusudur. Bu sisteme en güzel örnek evlerimizde kullandığımız
buzdolaplarımız olabilir. Dolabın arkasında açık halde bulunan borulardan geçen akışkan
hava ile temasıyla birlikte ısı transferini gerçekleştirir.
Su soğutmalı sistemlerde ise kullanılabilir su varsa ve elektrik enerjisinden tasarruf yapmak
isteniyorsa su soğutmalı sistem en kullanışlı hale geçer. Bütün bu soğutma sistemindeki suyun
dışarıya nakil edilmesi büyük masraf ve atık sistem yapılmasında sorunlar çıkarabilir. Bu
yüzden su kuleleri kurularak suyun devridaim işlemi yapılması ve suyun tekrar kullanılmasına
başvurulmuştur.
29.4.3. Buharlaştırıcılar (Evporatörler)
Bir soğutma sisteminde buharlaştırıcı, doymuş sıvı-buhar karışımı olarak giren soğutucu
akışkanı en az doymuş buhar veya kızgın buhar olarak çıkmasını etraftan ısı çekerek sağlayan
bir ısı değiştiricisidir. Soğutucu akışkanın buharlaşarak, soğutulmak istenen ortamdan ısının
çekilmesini sağlayan elemanlardır. İklimlendirme ve soğutma sistemlerinde genellikle
soğutulan ortama yerleştirilir. Soğutucu akışkan buharlaşma basıncında olduğu için
soğutulmak istenen ortamdan ısı çekerek buharlaşır ve soğutma elde edilir. Buharlaştırıcı bir
ısı değiştiricisi olduğundan ısıl hesapları ısı değişitirici prensiplerine göre yapılır. Soğutucu
akışkanın beslenmesine, çalışma şartlarına, soğutulmak istenen sıvı veya havanın sirkülasyon
yöntemine, soğutucu akışkanın kontrol tipine ve uygulamaya göre çok değişik konstrüksiyon
ve boyutlarda buharlaştırıcı çeşidi mevcuttur.



Çıplak borulu buharlaştırıcılar
Levhalı tip buharlaştırıcılar
Kanatçıklı buharlaştırıcılar
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ



224
Lamelli-serpantinli buharlaştırıcılar
Gövde borulu buharlaştırıcılar
Daldırmalı tip buharlaştırıcılar
29.4.4. Genleşme Valfı
Kısılma vanaları soğutucu akışkanın basıncını arzu edilen buharlaştırıcı basıncına düşürmeye
yarayan elemandır. Endüstriyel ve ticari iklimlendirme ve soğutma alanında kullanılır.
Genişleme işlemi yaklaşık sabit entalpide gerçekleşir. Basınç düşümü ile düşük sıcaklıklara
düşülür. Genişleme valfleri basınç düşürücü elemanlardır. Genleşme valflerinden verimli bir
şekilde faydalanabilmek için, sistem yabancı maddelerden, aşırı nemden ve korozyondan
korunmalıdır. Valfi bu gibi etkilerden korumak için sisteme pislik tutucu, filtre ve kurutucu
eklenmelidir.
Genleşme valfiçeşitleri:





Otomatik genleşme valfi
Termostatik genleşme valfi
Kılcal borulu genleşme valfi
Şamandıralı genleşme valfi
Elektronik genleşme valfi
29.5. YARDIMCI KONROL ELEMANLARI
Sistemin düzenli ve güvenli olarak çalışması için ana elamanlar dışında kullanılan
elamanlardır. Sistem ve çalışma durumuna göre yardımcı elamanlar kullanılır veya
kullanılmazlar.
29.5.1. Manometre
Soğutmacılıkta kullanılan manometreler çoğunlukla “yüksek basınç tarafı ” (0 atm ile 20 atm
arası taksimatlı), kompresörden sonra ve “alçak basınç tarafı” (760 mmHg vakum ile 10 atm),
kompresörden önce olarak iki adet kullanılır.
29.5.2. Termometre
Cıvalı, alkollü termometreler en ucuz ve basit sıcaklık ölçü cihazlarıdır. Kompresörden önce
ve sonra olmak üzere iki adet kullanılır. Günümüzde dijital göstergeli termometreler
kullanılmaktadır.
29.5.3. Alçak ve Yüksek Basınç Preosastatı
Soğutma sistemindeki alçak basınç (emme) hattındaki ve yüksek basınç (basma) hattındaki
basınçları çalışma sırasında sürekli kontrol eder, belirlenen alçak ve yüksek basınç
değerlerinin dışına çıkılmasına engel olmak için kompresörü durdurur.
Kompresörün emme ve basma tarafındaki alçak ve yüksek basınçların, istenilen alt ve üst
sınırların dışına çıkmasını önleyerek daima emniyet sınırları içinde kalmasını temin eder.
Normal çalışma esnasında kontaklar kapalıdır ve akım geçer. İmalatçı firma tarafından
ayarlanmış olan alt ve üst basınç sınırları dışına çıkıldığı zaman, alçak-yüksek basınç
presostatı, kompresör Elektrik motorunu durdurur. Alçak ve yüksek basınç presotatları
beraber veya ayrı ayrı uygulanabilirler.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
225
29.5.4. Diferansiyel Yağ Basıncı Preosastatı
Kompresör yağlama yağı basıncını kontrol eder. Kompresörde gerekli yağ basıncı
olmadığında, belli bir sure sonra (90 saniye) kompresör motorunu durdurur. Yağ sarjı ve ilgili
diğer bakımlar yapıldıktan sonra, reset kontağına basılıp normal çalışma düzenine geçilir.
29.5.5. Yağ Ayırıcı
Yağ ayırıcının görevi sistemde dolaşmakta olan yağ miktarını azaltmak ve dolayısıyla
sistemin verimini artırmaktır. Yağ ayırıcıların genel kullanım amacı yağlı deşarj gazlarını
ayırmak ve Yağın kompresör karterine düzenli ve doğru bir şekilde geri dönüşümünü
sağlamak. Bununla birlikte yüksek bir yağ sıcaklığı oluşturup soğutucu akışkan gaz
migrasyonunu önlemek ve yağ içindeki soğutucu akışkanın ayrılması ve gazın alınmasını
sağlama amaçlı kullanılmaktadır. Yağ ayırıcının kullanılmasında karşılaşılan en önemli sorun;
kompresörün durduğu zaman süreci içerisinde, yağ arıcıda yoğuşarak, kopmresör karterine
sıvı halde giren soğutucu akışkanın, kompresörün tekrar ilk çalışmaya başlaması sırasında sıvı
basması, sıvı taşıması ile olaylara neden olabilmesidir.
29.5.6. Sıvı Tankı
Kondenserden sıvı haline gelmiş soğutucu akışkanı tahliye etmek, kondenseri rahatlatmak,
bakım ve onarım durumunda sıvıya depo görevi gören tanktır. Kondenserden sonra yer alır ve
tüm sıvıyı (soğutucu akışkanı) alacak büyüklüktedir. Likit tankları sistemde meydana gelen
dalgalanmaların karşılanmasında, genel anlamda sistemin yüksek basınç tarafında, sıvı ile
sıcak gaz arasında bir yastık/tampon vazifesi görmek, buharlaştırıcıya sıcak gazın gitmesini
önlemek maksadıyla kullanılır bununla birlikte sistem içerisindeki likit'in dinlenmesini
sağlamaktadır
29.5.7. Kurutucu Filtre
Montaj sırasında soğutucu akışkan devrelerinde kalan nemin, alçak sıcaklıklarda buzlaşarak
doğuracağı tıkanıklıkları ve korozyon etkisini önlemek amacıyla sıvı devresi üzerine konulur.
Kurutucuların, ayrıca soğutucu akışkan devresi üzerindeki yabancı maddeleri süzme (filtraj),
özelliği de vardır. Sistemin içinde sadece kuru ve temiz soğutucu akışkan ile kuru ve temiz
yağ dolaşmalıdır. Akışkanın içine gerek sisteme doldurmadan önce ve gerekse sistemin diğer
elemanlarından bir miktar su karışabilir. Bu su kılcal borunun buharlaştırıcıya giriş yerinde
donarak sistemi tıkar ve soğutmayı önler. İçindeki toz ve küçük parçacıklar da tıkama
yapabilirler. Sistem içine su ve tozların girmesini önlemek hemen hemen mümkün değildir.
Bunlardan başka soğutucu akışkan içinde bazı asitler de bulunabilir. Kondenser çıkışına
konulan kurutucu ve süzgecin (drayer ve süzgeç) görevi su ve asitleri emerek tutmak küçük
katı maddeleri de (toz vs.) süzmektir. Kurutucu ve süzgeç (drayer ve süzgeç) şu kısımlardan
ibarettir:
1) Bakır borudan gövde, kondenser içindeki basıncı mukaviim olarak yapılmıştır. Her iki
ucunda boruların girebileceği delikler vardır.
2) Ufak katı maddeleri tutabilecek ince tülbent delikli tel boruya doğru gelecek şekilde
takılır.
3) Nem emici madde özel surette yapılmış olan madde 4 – 5 mm emme özelliğinden başka
soğutucu akışkan içinde bulunabilecek asitleri de emerek tutma özelliği de vardır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
226
29.5.8. Gözetleme Camı
Büyük sistemlerde bulunur. Kondenser çıkışında ve filtreden hemen sonra konur. Soğutucu
akışkanın doymuş sıvı olup olmadığını gözetlemek ve sıvı seviyesini görmek için kullanılır.
Sistemdeki nem hakkında da bilgi verir. Soğumanın akis statüsünü gözlemleyebilmek ve
soğutma sisteminin nem içeriğini kontrol edebilmek amacıyla hazırlanmıştır. Kondenserin
görevini yapıp yapmadığı kontrol edilir
29.5.9. Çek Valf
Sıvının veya gazın yalnızca tek bir yönde akmasını sağlamak için tasarlanmıştır. Çek valf,
normal yöndeki akış sırasında valfin giriş ve çıkış ağızları arasında meydana gelen basınç
farkı ile açılır. Bu basınç azaldığında veya çıkış tarafındaki giriş tarafına nazaran arttığında
kapanır.
29.5.10. Selenoid Valfler
Elektrik akımıyla kumanda edilen bir açma - kapama valfidir. Tesisin fonksiyonuna veya
çalışma amacına göre soğutucu akışkan sıvı veya gaz devreleri üzerine monte edilir ve
termostat veya presostat tan alacağı ikaza göre sıvı veya gaz devresini açar veyahut kapatır.
Genellikle elektrik akımı kesildiği zaman solenoid valf kapalıdır. Genişleme vanasından önce
kullanılır. Kompresöre bağlıdır. Kompresör durduğunda kapanarak akışı engeller.
29.5.11. İşletme Termostatı
Soğutulacak hacim, soğutulacak akışkan veya buharlaştırıcı gibi kısımların sıcaklıklarının
belirli değerler arasında kalmasını sağlayan kontrol cihazlarıdır. Tesisin değişen soğutma
yükü ihtiyacını, solenoid valfe ikaz vererek soğutucu; ısıl gücünü ayarlar. «on-off» tipi olan
termostatlar su veya salamura soğutucularında giriş devresi üzerine monte edilir, hava
soğutucularında ise (oda termostatı) soğuk odanın uygun bir yerine yerleştirilir. Termik
genişleme valfında olduğu gibi termostatın hassa olan ucu (kuyruk) soğutma devresinin
sıcaklığı kontrol edilecek kısmına tespit edilir. Ayar edilen sıcaklığa göre elektrik devresi
açılıp kapanarak kompresörü tahrik eden elektrik motoruna veya magnetik valfa kumanda
edilir. Termostat esas olarak hassas uç, kapiler boru ve esnek bükümlü borudan meydana
gelmiştir. İstenen sıcaklık ayarına göre bir kutuplu değişken kontak üzerinden elektrik
devreye kumanda yapılır. Hassas uçta sıcaklık yükselmesi ile kapiler boru ve esnek bükümlü
boru üzerinden ona pim yay ile denge oluncaya kadar yukarıya hareket eder.
29.5.12. Akümülatör
Kompresörden önce konur, kompresöre sıvı kaçışını engeller.
29.5.13. Basınç Düşürücü Vanalar
Basınç regülatörleri olup basıncı dengelemeye yararlar.
29.5.14. Basınç Regülatörleri
Buharlaştırıcı basınç regülatörü, buharlaştırıcı çıkışında, yoğuşturucu basınç regülatörü
kondenserden sonra sıvı hattı üzerine konur.
29.5.15. Isı Eşanjörleri
Aşırı kızdırma ve aşırı soğutma yaparak sistem verimi artılırılır.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
227
29.5.16. Susturucular
Susturucular kompresörün basma hattındaki ses ve titreşimi engellemek için tasarlanmıştır.
Ürün içerisinde bulunan delikli odacıklar sayesinde, pistonlu kompresörlerden kaynaklı
oluşan sesler, odacıklar içerisinde çarpışmalarla birlikte minimum seviyeye düşmektedir.
29.5.17. Dört Yollu Vana
Isı pompalarında akış yönünü değiştirebilen elemanlardır. Isıtma konumundan soğutma
konumuna veya tersine geçiş yaptırır. Split klimaların hepsinde vardır.
29.6. ISI POMPASI SİSTEMLERİ
Kullanılan ısı kaynağına göre çeşitli ısı pompası sistemleri tasarlanmaktadır.
29.6.1. Hava / Su Isı Pompası Sistemleri
Hava, doğada bulunması en kolay ısı kaynağıdır. Ancak hava sıcaklığı yıl boyunca diğer ısı
kaynaklarına göre çok büyük değişim gösterir. Isı kaynağı ile ısı taşıyıcı arasındaki sıcaklık
farkı ne kadar fazla olursa sistem verimi o kadar düşük olur. Bu nedenle hava ısı pompalarının
verimliliği yıl boyunca değişkenlik gösterir. Örnek olarak Şekil 2.5’te hava / su ısı pompalı
sistem gösterilmiştir.
Şekil 4.14. Hava / su ısı pompası sistemine örnek
29.6.2. Yeraltı Suyu Isı Pompası Sistemleri
Yeraltında bulunan su güneşten gelen enerjinin saklanması için iyi bir sistem görevi
görmektedir. Yeraltındaki su kışın +8 ile +12°C değerleri arasında olması performans
katsayısı olarak oldukça avantajlıdır.
Şekil 4.15. Yer altı suyu ısı pompası sistemine örnek
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
228
Yeraltı sularının avantajlı olmasının yanında her yerde bulunabilmeleri kullanım alanlarının
kısıtlanmasına neden olmaktadır. Bunun için en verimli olma şekli 30m civarı derinlik ve
akarsu şeklinde olmasıdır. Böylece kaynaktan daha uzun zaman ve daha verimli bir şekilde
yararlanılır. Bu yeraltı suyunun yeryüzüne çıkarma işlemini dalgıç pompaları yapmaktadır;
derinlik arttıkça da daha güçlü pompalara ihtiyaç duyulur.
29.6.3. Toprak Kaynaklı Isı Pompası Sistemleri
Güneşten gelen enerjinin en iyi depolanma şekillerinden birisi topraktır. Toprak dış ortam
şartlarına göre her zaman daha elverişlidir. Yani kışın dış ortam sıcaklığından daha sıcak,
yazın dış ortam sıcaklığından daha soğuktur. Toprak kaynaklı sistem diğer sistemlere göre
kullanılabilirliliği çok daha fazladır çünkü kolay bulunabilir. Sistem örnek olarak Şekil 2.7’de
verilmiştir.
Toprakta bulunan ısıyı iki faklı sistem aracılığı ile çekebiliriz. Bunlar; yatay sistemler ve
dikey sistemlerdir.
Şekil 4.16. Toprak kaynaklı ısı pompası sistemine örnek
29.6.3.1. Yatay Sistem
Bu uygulama toprağın 1-1.5 m derinliğinden boruların döşenmesiyle ısının çekilmesidir.
Dikkat edilmesi gereken hususlar, arazinin üstüne bitki ekilmemesi, yağmur sularının sızıntısı
engellenmesi ( toprağın üstüne beton dökmek). Sistemin nasıl bir görüntüye sahip olduğu
Şekil2.8’de gösterilmiştir.
Şekil 4.17. Yatay toprak kaynaklı ısı pompası
29.6.3.2. Dikey sistem
Yeterli toprak alanının sağlanmaması durumunda yatak uygulama sistemine geçilmektedir.
Bir sondaj tertibatıyla suyun belirli derinliklerinden yararlanılır. Sistem Şekil 2.9’da
verilmiştir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
229
Şekil 4.18. Dikey toprak kaynaklı ısı pompası
Tablo 2.1’de su kaynaklı, yer altı su kaynaklı ve toprak kaynaklı ısı pompalarının birkaç
önemli özellikleri bakımından karşılaştırılması yapılmaktadır.
Tablo 4.1 Minimum ticari ekipman kapasitelendirme standardı (Ashrae, 1989)
29.7. TERMODİNAMİK ÇEVRİM
Şekil 4.19. Basit Rankine çevrimi ve ısı pompası şeması
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
230
1-2: kompresörde, izentropik sıkıştırma
2-3: yoğuşturucuda, sabit basınçta dışarıya ısı verilmesi
3-4: genleşme valfında, sabit entalpide genişleme
4-1: buharlaştırıcıda, sabit basınçta dışarıdan ısı alınması
Kompresör sıkıştırma ısısı
Q̇ = ṁ (h − h )
(4.27)
Kondenser toğuşturma kapasitesi
Q̇ = ṁ
h −h
,
(4.28)
Soğutma yükü
Q̇ = ṁ (h − h )
(4.29)
Şekil 2.10’da çevrimin akışkan sıvısı ısı kaynağından düşük basınç ve sıcaklıkta ısı alır
kompresör ile basıncı yükselir. Kompresörden yüksek basınç ve sıcaklıkta çıkan akışkan
yoğunlaştırıcıya gelir burada ısısını verdikten sonra genleşme valfinden tekrar buharlaştırıcıya
dönerek burada basınç eşitlenir ve çevrim tamamlanır.
Gerçek çevrim ile teorik çevrim arasında farklılıklar vardır. Bunlar teorik çevrimde kayıpların
alınmaması örneğin; basınç kayıpları, sürtünmeden dolayı meydana gelen kayıplar, mekanik
sürtünmeler, sıkıştırma işleminde meydana gelen kayıplar v.b etkenler sistemin
performansında düşüşlere neden olur.
Buharlaştırıcı çıkışında işlemin tam olarak yapılması ve kompresöre sıvı girmesinin
engellenmesi gereklidir. Çünkü kompresöre sıvı girişi olursa sistemde bozulmalar meydana
gelir ve hasar görür. Ancak bu işlem yapılırken de dikkat edilmesi gereken bir hususta
buharlaştırmanın etki katsayısını düşürmesi bu yüzden kızdırma işlemi düşük tutulmalıdır.
Buharlaştırıcı ve yoğunlaştırıcıda soğutucu akışkanın hareketi esnasında sürtünmelerden
dolayı kayıplar oluşur.
Soğutucu akışkanı taşıyan gaz şebekesindeki basınç düşmeleri ve düşey yükselmelerde statik
basınç farkları oluşur.
29.8. SOĞUTUCU AKIŞKANLAR
Buhar sıkıştırma çevrimi esasına göre çalışan soğutma sistemlerinde, ısının taşınması görevini
yapan ara maddelere soğutucu akışkan veya kısaltılmış şekliyle soğutkan adı verilmektedir.
Soğutucu akışkanlar, soğutma, iklimlendirme ve ısı pompaları sistemlerinin en önemli temel
akışkanlarıdırlar. Genellikle bu akışkanlar, buharlaşma ve yoğuşma faz değişimi işlemleri
yardımıyla, bir ortamdan (soğutma yapılan bir odadan) çektikleri ısıyı, diğer bir ortama (dış
çevreye) atarlar. Bu faz değişimleri, mekanik buhar sıkıştırmalı ve absorbsiyonlu soğutma
sistemlerinde görülürken, hava gibi bir akışkan kullanan gaz soğutma çevrimlerinde
görülmez.
Soğutucu akışkanların, yukarıda belirtilen görevleri ekonomik ve güvenilir bir şekilde yerine
getirebilmesi yani bir soğutma sisteminin verimli ve emniyetli çalışabilmesi için bazı fiziksel
ve kimyasal özelliklere sahip olmaları gerekir. Bu özellikler, uygulama ve çalışma şartlarının
durumuna göre değişebileceği gibi bu özelliklerin hepsini yerine getirmeleri her zaman
mümkün olmayabilmektedir..
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
231
Genel olarak bir soğutucu akışkanda aranması gereken özellikler şunlardır:














Az bir enerji (güç) sarfı ile daha çok soğutma elde edilebilmelidir.
Soğutucu akışkanın buharlaşma ısısı yüksek olmalıdır.
Evaparatörde basınç mümkün olduğu kadar yüksek olmalıdır.
Yoğuşma (kondanser) basıncı düşük olmalıdır.
Viskotesi düşük ve yüzey gerilimi (kılcallığı) az olmalıdır.
Emniyetli ve güvenilir olmalıdır, taşıma, depolama, yükleme kolay
gerçekleştirilebilmelidir.
Soğutma devresinde bulunmaması gereken rutubet (su) ile bulunması halinde bile çok
zararlı reaksiyonlar meydana getirmemelidir.
Sistemden kaçması halinde, bilhassa yiyecek maddeleri üzerinde zararlı etki
yapmamalıdır.
Sistemden kaçarak havaya karışması halinde civardaki insanlara ve diğer canlılara
zarar vermemelidir.
Havaya karıştığında yanıcı veya patlayıcı bir ortam meydana getirmemelidir.
Çalışma şartlarındaki basınç ve sıcaklıkların en uç sınırlarında dahi ayrışıp
çözülmemeli, bütün özelliklerini muhafaza etmelidir.
Elektriksel özellikleri (bilhassa hermetik tip kompresörler için) uygun olmalıdır.
Temini kolay ve fiyatı düşük olmalıdır.
Kritik noktası ve kaynama sıcaklığı, kullanılacağı soğutma sistemine uygun olmalı,
ısıl iletkenliği yüksek, molar ısınma ısısı ise düşük olmalıdır.
Bu özelliklerin hepsini birden her şart altında yerine getirebilen üniversal bir soğutkan madde
halen mevcut değildir. Uygulamadaki şartlara göre bunların bir kısmı aranmayabilir
Birçok soğutma tekniği uygulamasında ısı, ikinci bir soğutucu akışkanla taşınabilir. Herhangi
bir sıvı olabilen bu ikinci akışkan esas soğutucu akışkan ile soğutulur ve hal değişimi olmadan
ısı geçişini gerçekleştirebilir. Bu tip sıvılar, ısı transferi akışkanları, salamuralar veya ikincil
soğutucu akışkanlar olarak adlandırılırlar.
Soğutucu akışkanların çalışma sıcaklık değerleri;
R -12 Düşük ve Orta sıcaklık (max. 80°C)
R - 114 Yüksek sıcaklık (max. 120°C)
R-500 Orta sıcaklık (max. 80 °C)
R-502 Düşük - orta sıcaklık (max. 55°C )
R - 22 Düşük sıcaklık ısı pompaları (max. 55°C) olarak verilir.
Kimyasal stabilizesine ve içerdiği klorin miktarına bağlı olarak CFC'ler (kloroflorokarbon)
çevreye zararlıdır ve CFC'ler yasaklı akışkanlar grubuna dâhildirler. Yüksek ozon
tüketmekteler. Bundan dolayı üretimi ve kullanımı yasaktır. Yalnızca eskiyen sistemlerdeki
gazların temizlenmesiyle elde edilebilmektedir. Bu grubun kapsadığı akışkanlar R - 11, R 12, R - 113, R - 114, R - 115, R - 500, R - 1150, R - 13B1’dir.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
232
30. EKLER
EK 1. MÜHENDİSLİKTE KULLANILAN BİRİMLER
Bir fiziksel büyüklük, sayısal değeri ile birimin çarpımından meydana gelir. Buna göre
fiziksel büyüklüğü matematiksel olarak aşağıdaki gibi ifade edilir.
FİZİKSEL BÜYÜKLÜK = SAYISAL DEĞER x BİRİM
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.
Ek Tablo 1. Temel birimler
Fiziksel büyüklük
Uzunluk
Kütler
Sembol
L
m
t
T
I
Zaman
Sıcaklık
Elektrik akımı
Birimi
Metre
Kilogram
Kısaltma
Saniye
Kelvin
Amper
m
kg
s
0
K
A
Ek Tablo 2. Bileşik birimler
Fiziksel büyüklük
Alan
Formülü
2
Birimi
m2
Hız
İvme
Kuvvet
A L
V  L3
c  L/t
a  c/t
F  ma
m3
m/s
m/s
kgm / s 2  N
Ağırlık
G  mg
kgm / s 2  N
Basınç
pF/A
W  FL
N W /t
N / m 2  Pa
Nm  J
J /s W
Hacim
İş-enerji
Güç
Ek Tablo 3. Birimlerin katları
Birimlerin üst katları
Tera
T
1012
9
Giga
G
10
6
Mega
M
10
3
Kilo
k
10
2
Hekto
h
10
Daka
10
Da
Birimlerin ast katları
Desi
d
10 1
2
c
Santi
10
3
m
Mili
10
6

Mikro
10
n
Nano
10 9
12
p
Piko
10
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
233
Ek Tablo 4. Kuvvet birimleri
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
Birim
1N
1N  1Kgm / s 2
Ek Tablo 5. Basınç birimleri
N / m2
Bar
kp / cm
mmHg
atm
Bar
kp / cm 2
mmHg
atm
10 5
1
1,02 x10 5
1,02
0,981
1
7,50 x10 5
750
735,5
9,867 x10 6
0,9867
0,968
1,33x10 3
1,0132
1,36x10 3
1,0332
1
1,316 x10 3
1
N / m2
1
Birim
10 5
9,81x10 4
133,36
2
1,013x10 5
760
Teknik atmosfer basıncı : 1at  735 ,5 mmHg  10 mSS  1Kp / cm 2
Fiziksel atmosfer basıncı: 1atm  760mmHg  10,33mmSS  1,033Kp / cm 2
Pascal
: 1Pa  1N / m 2
Efektif basınç (atü) : Kapalı kaplar içinde manometrenin gösterdiği iç basınçtır.
Mutlak basınç (ata) : Efektif basınçla atmosfer basıncının toplamını ifade eden basınçtır.
Ek Tablo 6. İş – enerji birimleri
Birim
J
J
kpm
1
kpm
0,102
9,81
1
kCal
3,6 x10 6
4186
3,67 x10 5
427
PSh
2,65 x10 6
2,7 x10 5
kWh
kWh
kCal
PSh
4
3,78 x10 7
2,73 x10 6
1
2,34 x10 3
860
3,70 x10 6
1,36
1,163x10 3
0,735
1
1,58 x10 3
1
2,78 x10
7
2,39 x10
632
Ek Tablo 7. Güç birimleri
W
kpm / s
W
1
kpm / s
0,102
9,81
1
PS
kCal / h
735,5
1,163
75
0,119
kCal / s
4186
427
Birim
PS
1,36 X 10
3
1,33 x10 2
1
1,58 x10
5692
3
kCal / h
0,860
8432
632
1
3600
kCal / s
2,39 x10 4
2,34 x10 3
0,176
2,78 x10 4
1
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
234
Sıcaklık ölçeği:
t 0 K  273,15  t o C
5
t  0 C    0 F  32
9
9
t  0 F   t  0 C   32
5
Viskozite:
Dinamik viskozite  
: Poise ( P)  1dyns / cm 2 ; 1Kg / ms  1Ns / m 2  3600 Kg / mh
Kinematik viskozite  
: 1Stoks ( St )  1cm 2 / s  10 4 m 2 / s  0,36m 2 / h
Isı iletim katsayısı  
: 1KCal / mh 0 C  1163W / m 0 C
 
 
Isı transfer katsayısı  
Isı miktarı q 
0
: 1KCal / m 2 h 0 C  1163W / m 2 C
: 1KCal / m 2 h  1163W / m 2
Özgül ısı C 
: 1KCal / Kg 0 C  4186 J / Kg 0 C
Gerilme  , R 
: N / m2
Mukavemet momenti (W ) : mm 3
Ek Tablo 8. Bazı malzemelerin fiziko-mekanik özellikleri
Malzeme
Alüminyum ve al.
Pirinç
Karbon çeliği
Kır dökme demir
Bakır
Cam
Kurşun
Magnezyum
Nikel gümüşü
Nikel çeliği
Paslanmaz çelik (18/8)
Elastisite modülü
E [GPa]
71,0
106,0
207,0
100,0
119,0
46,2
36,5
44,8
127,0
207,0
190,0
Rijitlik modülü
G [GPa]
26,2
40,1
79,3
41,4
44,7
18,6
13,1
16,5
48,3
79,3
73,1
Poisson sayısı
v
0,334
0,324
0,292
0,211
0,326
0,245
0,425
0,350
0,322
0,291
0,305
Yoğunluk
[ / ]
2710
8550
7810
7200
8910
2600
11380
1800
8750
7750
7750
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
235
MAKİNA BİLGİSİ
Ek Tablo 9. Bazı malzemelerin mukavemet değerleri
Malzeme
İmalat çelikleri
Fe37
Fe42
Fe50
Fe60
Fe70
Islah çelikleri
C22
Çk22
C35
Ck35
C45
Ck45
40 Mn 4
25 Cr Mo 4
37 Cr 4
46 Cr 2
41 Cr 4
34 Cr Mo 4
50 Cr Mo 4
34 CrNiMo 6
36 CrNiMo 4
42 CrMo 4
50 CrV 6
30CrNiMo 8
36 CrMoV 4
32CrMo 12
Sementasyon çelikleri
C 15
Ck 15
16 MnCr 5
18 CrNi 8
17 CrNi Mo 8
Dökme demir
Alüminyum dökümü
Kızıl döküm
Odun
Meşe odunu
Çam odunu
Kopma
σ [N/mm ]
370
420
500
600
700
σ
Akma
[N/mm ]
230
250
290
330
360
Eğilme
σ [N/mm ]
340
360
420
470
520
Kayma
[ /
]
170
180
210
230
260
500
340
480
250
630
430
550
300
700
490
620
340
900
700
750
450
1000
800
820
550
1100
900
940
630
1250
1050
1040
730
750
430
420
201
900
630
700
430
1150
830
1060
550
Basma
200-310
90-120
180-220
45-70
15-20
30-40
60-90
35-50
25-40
13
10,5
9
7,5
30-40
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
236
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 ve Kompresör Tesisleri, Vantilatörler ve Kompresörler,
Birsen Yayınları, İstanbul.
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü
MAKİNA BİLGİSİ
237
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.
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, Çev.: Gazanfer Harzadın ve Süleyman Yurdakonar,
Fon Matbaası, Ankara.
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.
Karadeniz Teknik Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü