Đlk Bilgiler. EL ile kumanda işleminde literatürde bulunan metotlar: Kumanda Türü Kullanım Sahası Örnek

(1)

Uludağ Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü Makine Elemanları Bilim Dalı

MAK4110 Metodik Konstrüksiyon

Doç. Dr. Kadir Çavdar

Đlk Bilgiler

Debi 10 l/dak

Maksimum Basınç 6 bar Normal Basınç 2 bar Su sıcaklığı 60°C

Bağlantı ½”

Şekil olarak ESTETĐK olsun

Firmanın amblemi optik olarak dikkat çekecek Pazara en geç 1 yıl içerisinde verilmeli Đmalat maliyeti 3000 adet/ay için en çok 30 YTL

EL ile kumanda işleminde literatürde bulunan metotlar:

Kumanda Türü Kullanım Sahası Örnek

1. Çekme, basma veya bir kolun hareketi

Kuvvet uygulama:

a) Omuzdan b) Dirsek veya elden

a) Büyük kuvvetler (< 25 N), büyük yollar b) Küçük kuvvetler (<1N), küçük yollar

2. Manivelalar

a) Omuz mafsalından, elin tamamı manivela kolunu kavrıyor

b) Dirsek mafsalından, manivela tutacağı parmak uçlarıyla kavranıyor

c) Bilek mafsalından, manivela tutacağı parmak uçlarıyla kavranıyor

a) Büyük kuv., büyük dönme açıları, yavaş b) Orta kuv., büyük dönme açıları, hızlı (çap<40cm) c) Küçük kuv., büyük dönme açıları, çok hızlı (çap<12cm)

3. Döndürme

a) Omuzdan b) Dirsek altından c) Parmaklarla

a) Büyük kuv. (<25 N), küçük dönme açıları(<100°) b) Orta kuv. (<5N), küçük dönme açıları(<120°, çap 8…12 cm)

c) Küçük kuv. (<2 N), büyük dönme açıları, hızlı (çap 2…8 cm)

4. Parmaklarla basma

a) Tek parmakla b) El ayası ile

a) Küçük kuvvetler b) Orta kuvvetler

(2)

SU ile ilgili malzeme değerleri:

Basınç [at]

Sıcaklık

Sıcak- lık

Basınç [at]

1. Aşama: ÖDEVĐN AÇIKLANMASI ve ĐSTEK LĐSTESĐ Su bataryası için

Teknik Đstek Listesi Sayfa No: 1

Dilek/

Şart Đstekler Sorumlu

1 Armatür öncesi basınç 2 bar iken karışımın debisi maks 10 l/dak olsun Ali Bey

Ş ² Maks. Basınç 10 bar (deney basıncı DIN2401’e göre 15 bar) Selami Bey

Ş ³ Su sıcaklığı maks. 100 ° C (kısa süreli), normalde 60 ° C 4 Su çok kireçli olabilir, bu durum dikkate alınmalıdır

D ⁵ Bakır boruya bağlantı olabilir

D ⁶ Sıcaklık ayarı şebeke basıncı ve debiden bağımsız olmalıdır. (Basınç

± 0,5 bar değişirse izin verilen sıcaklıkta değişim değeri ± 3 ° C)

Uludağ Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü

ĐSTEK LĐSTESĐ Su bataryası için

Teknik Đstek Listesi Sayfa No: 2

Dilek/

Şart Đstekler Sorumlu

7 Debi ve sıcaklık ayarı anlamlı olmalı, birbirinden anlam olarak ayrılmalı, basitçe ve kolayca ayar yapılabilmeli

8 Sıcaklık ayarı kolay anlaşılır olmalı

D ⁹ Ellerin yanmaması için temas yüzeyleri en çok 35 ° C değerine kadar ısınsın

D ¹⁰ Eğer çok masraflı değilse buhar koruması öngörülmeli 11 Đşletme kuvvetleri küçük olmalı (çocukları da düşün)

D ¹² Düzgün, parlak, kolay temizlenebilir dış profil, keskin köşe olmasın ÖDEVĐN AÇIKLANMASI ve ĐSTEK LĐSTESĐ 1. Aşama: ÖDEVĐN AÇIKLANMASI ve ĐSTEK LĐSTESĐ

MAK4110 Metodik Konstrüksiyon Doç. Dr. Kadir Çavdar

(3)

ĐSTEK LĐSTESĐ Su bataryası için

Teknik Đstek Listesi Sayfa No: 3

Dilek/

Şart Đstekler Sorumlu

D ¹³ Bataryanın yüksekliği yaklaşık 10 cm olsun 14 Küvet armatürü olarak da kullanılabilsin

D ¹⁵ Duvar armatürü olarak olasılıkları da olsun

16 Kullanılmadığı zaman sıcak ve soğuk su birbirine karışmasın

D ¹⁷ Demontaj anında da bir su karışımı olmasın

D ¹⁸ Bilinen montaj gereçleri ile kolayca monte edilsin, bakımı ve onarımı kolay olsun

1. Aşama: ÖDEVĐN AÇIKLANMASI ve ĐSTEK LĐSTESĐ

ĐSTEK LĐSTESĐ Su bataryası için

Teknik Đstek Listesi Sayfa No: 4

Dilek / Şart

Đstekler Sorumlu

19 Çalışma esnasında gürültü seviyesi 3 bar basınçta en çok 35 dB olsun 20 Yabancı enerji gerektirmesin

21 Küvette 27 mm çaplı deliğe takılacak, et kalınlığı 25 mm 22 Firma amblemi ön kısma optik olarak konacak, dikkat çekecek 23 SÜRE: konsept 2. ay, tasarım 4. ay, geliştirme 6. ay, prototip 9.ay 24 Đmalat masrafı ayda 3000 adet için en çok 30 YTL

25 Bataryanın ömrü en az 10 yıl (yaklaşık 300000 kumanda) 1. Aşama: ÖDEVĐN AÇIKLANMASI ve ĐSTEK LĐSTESĐ

2. Aşama: SOYUTLAMA ve ÖNEMLĐ PROBLEMLERĐN ARAŞTIRILMASI

BATARYA

p

_so

T

_so

q

_so

p

sı

T

sı

q

sı

p

_k

T

_k

q

_k

Soğuk ve sıcak suyun akışı o şekilde değiştirilmelidir ki

her istenen sıcaklık değeri için ayarlama debiden bağımsız şekilde yapılabilsin Soğuk su

Sıcak su Karışım

(4)

3. Aşama: FONKSĐYON YAPISININ AÇIKLANMASI GEREKLĐ FONKSĐYONLAR

• Kapama + Debi ayarı + Karıştırma

• Görme ve hissetme yolu ile debi ve karışım sıcaklığı ayarlanacaktır

• Yabancı enerji istenmemesi ve düşük maliyet istekleri göz önüne alınarak otomatik kontrol olmayacak ve kullanıcı kendisi bu görevi yüklenecek

• Su miktarının ayarlanması için sıcak ve soğuk su debileri doğru orantılı sıcaklığın ayarlanması için ise ters orantılı şekilde ayar yapılmalıdır

FONKSĐYONEL YAPI VARYASYONLARI

Varyasyon 1 Her fonksiyon farklı bir eleman tarafından gerçekleştirilir. Karışım sürecin sonunda yapılır.

Varyasyon 2 Đstenen sıcaklık için sadece miktar ayarı yapılır, ardından su karıştırılır ve bekletilir, miktar ayarı için buradan sonra ayar yapılır.

(Geriye akış engellenmez ise boruda bir kısa devre oluşur!) Varyasyon 3 Đki kriterin de kumandası ile sıcaklık ve debi kontrolü yapılır

ardından karışım sağlanır.

Varyasyon 4 Đlk varyasyona benzer akışta sadece ek olarak bir açma ve kapama elemanı ile debi ayarı yapılabilir.

4. Aşama: FĐZĐKSEL OLAYLARIN ARAŞTIRILMASI

sı sı ; T q &

so so ; T q &

k k ; T q &

sı so

so sı sı so

k so so sı k sı

so so sı sı k k

so sı k

q 1 q

q T T q

q T q T T q

T q T q T q

q q q

&

+ +

⋅ = +

= ⋅

⋅ +

⋅

=

⋅ +

=

Sıcaklık ve hacimsel debi değişimleri aynı fiziksel prensibe göre (kısma ve karıştırma) gerçekleştirilebilir.

Sıcaklık değiştirme işlemlerinde hacimsel debi ters şekilde değiştirilmelidir.

4. Aşama: FĐZĐKSEL OLAYLARIN ARAŞTIRILMASI

1. Varsayımlar

1.1 Karışımın sıcaklık değişimlerinde hacimsel debi sabit kalmalıdır!

sı k so

T T

T T T

) Sinyal : s ( s

≤

≤ 1

0 Soğuk ve sıcak suyun debileri lineer ve birbirine zıt şekilde değiştirilmelidir!

) s ( q q

s q q

T k so

T k sı

−

⋅

=

⋅

=

& 1

&

& q & _sı + q & _so = q & _k = sbt

1.2 Karışım miktarı değiştirilirken sıcaklık sabit kalmalı, yani soğuk su debisinin karışım debisine oranı değişmemelidir!

) s (

q f

q q sı so &

&

≠

(5)

4. Aşama: FĐZĐKSEL OLAYLARIN ARAŞTIRILMASI

2. Çözüm Varyasyonları 2.1 Prensip 1

1 sı sı p q &

2 p sı

1

2 1 so so p q &

2 p so

q & k p 0

Kabul: Karışım odası dışarıya kolayca akış olacak kadar büyüktür, karışım odasında oluşan basınç: p ₀

Sonuç: Soğuk ve sıcak su debilerinin her ikisi de birbirinden bağımsızdır!

Her iki boru üzerinde de ikişer adet vana bulunmaktadır. Bu vanalar için:

0 2 1

2 1 2

1

0 1

p p p

) k

; k ( A k

; A

k ⋅

_maks

⋅

_maks

≤ ≤

: Vana öncesi basınç : Đki vana arasındaki basınç : Đki vana sonrasındaki basınç

q q q

p p k

~ q

p p k

~ q

vana vana vana vana

&

=

−

2 1

2 1 2 2

0 2 1 1

k

₁

değerindeki değişimlerde ilk denkleme göre p

2

sabit tutulursa q

1

sadece k

1

e bağlı olacaktır.

Sonuçta, debi ve sıcaklık değişimi p

2

ara basıncından ters orantılı şekilde etkilenir.

Sonuç:

Sonuç: s

_T

sinyal girişi ile doğrusal bir hacimsel debi değişimi elde etmek için kesitlerin doğrusal olmayan şekilde değiştirilmesi gerekir. Her bir debi ayar değerinde (s

_q

) yeni bir non-lineer bağıntı elde edilecektir. Optimum değere sadece bir noktada ulaşılabilir.

Yapılan hesaplama sonuçları diyagramda verilmiştir.

(L: Lineer ilişki, k

_{2 sı}

= s

_T

; k

_{2 so}

= 1 – s

_T

; Yorum değerleri k

_1A

= 0,825 ve k

_1A

= 0,3 4. Aşama: FĐZĐKSEL OLAYLARIN ARAŞTIRILMASI 2.1 Prensip 1

4. Aşama: FĐZĐKSEL OLAYLARIN ARAŞTIRILMASI 2.4 Prensip 4

d e b i s ıc a k lı k

s T s

T

d e b i s ıc a k lı k

Hem debi hem de sıcaklığın aynı anda

ayarlanması gerekir !

(6)

5. Aşama: ÇÖZÜMLERĐN ORTAYA KONMASI (Brain Storming)

Katılım: 6 kişi

Problem: Đki ayrı kesitten gelen su birbirine karıştırılacaktır. Karıştırma işi aynı anda veya birbiri ardı sıra olabilir.

Süre: 35 dakika Üretilen Fikirler:

Silindir:

Eksenel hareket => T Dönme hareketi => q

Terazi kolunun dengesinin değiştirilmesi

Silindirik borunun dengesinin değiştirilmesi

5. Aşama: ÇÖZÜMLERĐN ORTAYA KONMASI (Brain Storming)

Zıt çalışan vanalar

Konik Tıpalı Terazi

Konik sürgü … düz sürgü

Kam mekanizması ile bilyaların kumandası Çift Yüzey

5. Aşama: ÇÖZÜMLERĐN ORTAYA KONMASI (Brain Storming)

(7)

5. Aşama: ÇÖZÜMLERĐN BULUNMASI (Çözüm Matrisi)

Çözüm Matrisi: Alternatif bir çözüm arama ve bulma elemanı

Dönme Hareketi Doğrusal Hareket

Düz plakalar

Yüzük

Silindir

Bilya

Çözüm 1:

Plakalı Çözüm

Çözüm 2:

Plakalı Çözüm

(8)

Çözüm 3:

Silindirik Çözüm Plastik

conta lehimli

Çözüm 4:

Silindirik Çözüm

Çözüm 5:

Bilyalı Çözüm

Z Görünüşü

X Görünüşü Kesit A-A

Bilya

Gövde

(9)

ÇÖZÜM VARYASYONLARININ DEĞERLENDĐRĐLMESĐ

Çözüm No:

Kriterler 1 2 3 4 5

Damlamasız çalışma emniyeti 1 1 2 3 2

Ayarlama işleminin güvenliği, aşınan parça sayısı 1 2 3 2 3

Az parça sayısı 1 2 2 2 4

Basit üretim 1 2 3 3 3

Kolay montaj 1 2 3 2 4

Kolay bakım, standart takım ile montaj 1 1 3 3 4

Basit ve kolay anlaşılır kullanım 3 1 4 3 3

Kolay temizlik, estetik 2 4 1 3 3

TOPLAM 11 15 21 21 26

0: En kötü, 4: En iyi

Üzerinde Çalışılacak olan Tasarım

Sonraki Adım Sonraki Adım

DAHA YAPACAK ÇOK ĐŞ VAR !!!

Đlk Bilgiler. EL ile kumanda işleminde literatürde bulunan metotlar: Kumanda Türü Kullanım Sahası Örnek

Đlk Bilgiler

Debi 10 l/dak

Maksimum Basınç 6 bar Normal Basınç 2 bar Su sıcaklığı 60°C

Bağlantı ½”

Şekil olarak ESTETĐK olsun

Firmanın amblemi optik olarak dikkat çekecek Pazara en geç 1 yıl içerisinde verilmeli Đmalat maliyeti 3000 adet/ay için en çok 30 YTL

EL ile kumanda işleminde literatürde bulunan metotlar:

Kumanda Türü Kullanım Sahası Örnek

Kuvvet uygulama:

a) Omuzdan b) Dirsek veya elden

a) Omuz mafsalından, elin tamamı manivela kolunu kavrıyor

b) Dirsek mafsalından, manivela tutacağı parmak uçlarıyla kavranıyor

c) Bilek mafsalından, manivela tutacağı parmak uçlarıyla kavranıyor

a) Omuzdan b) Dirsek altından c) Parmaklarla

a) Tek parmakla b) El ayası ile

SU ile ilgili malzeme değerleri:

Basınç [at]

Sıcaklık

Sıcak- lık

Basınç [at]

1. Aşama: ÖDEVĐN AÇIKLANMASI ve ĐSTEK LĐSTESĐ Su bataryası için

Teknik Đstek Listesi Sayfa No: 1

Dilek/

Şart Đstekler Sorumlu

1 Armatür öncesi basınç 2 bar iken karışımın debisi maks 10 l/dak olsun Ali Bey

Ş 2 Maks. Basınç 10 bar (deney basıncı DIN2401’e göre 15 bar) Selami Bey

Ş 3 Su sıcaklığı maks. 100 ° C (kısa süreli), normalde 60 ° C 4 Su çok kireçli olabilir, bu durum dikkate alınmalıdır

D 5 Bakır boruya bağlantı olabilir

D 6 Sıcaklık ayarı şebeke basıncı ve debiden bağımsız olmalıdır. (Basınç

± 0,5 bar değişirse izin verilen sıcaklıkta değişim değeri ± 3 ° C)

ĐSTEK LĐSTESĐ Su bataryası için

Teknik Đstek Listesi Sayfa No: 2

Dilek/

Şart Đstekler Sorumlu

7 Debi ve sıcaklık ayarı anlamlı olmalı, birbirinden anlam olarak ayrılmalı, basitçe ve kolayca ayar yapılabilmeli

8 Sıcaklık ayarı kolay anlaşılır olmalı

D 9 Ellerin yanmaması için temas yüzeyleri en çok 35 ° C değerine kadar ısınsın

D 10 Eğer çok masraflı değilse buhar koruması öngörülmeli 11 Đşletme kuvvetleri küçük olmalı (çocukları da düşün)

D 12 Düzgün, parlak, kolay temizlenebilir dış profil, keskin köşe olmasın ÖDEVĐN AÇIKLANMASI ve ĐSTEK LĐSTESĐ 1. Aşama: ÖDEVĐN AÇIKLANMASI ve ĐSTEK LĐSTESĐ

ĐSTEK LĐSTESĐ Su bataryası için

Teknik Đstek Listesi Sayfa No: 3

Dilek/

Şart Đstekler Sorumlu

D 13 Bataryanın yüksekliği yaklaşık 10 cm olsun 14 Küvet armatürü olarak da kullanılabilsin

D 15 Duvar armatürü olarak olasılıkları da olsun

16 Kullanılmadığı zaman sıcak ve soğuk su birbirine karışmasın

D 17 Demontaj anında da bir su karışımı olmasın

D 18 Bilinen montaj gereçleri ile kolayca monte edilsin, bakımı ve onarımı kolay olsun

1. Aşama: ÖDEVĐN AÇIKLANMASI ve ĐSTEK LĐSTESĐ

ĐSTEK LĐSTESĐ Su bataryası için

Teknik Đstek Listesi Sayfa No: 4

Dilek / Şart

Đstekler Sorumlu

19 Çalışma esnasında gürültü seviyesi 3 bar basınçta en çok 35 dB olsun 20 Yabancı enerji gerektirmesin

21 Küvette 27 mm çaplı deliğe takılacak, et kalınlığı 25 mm 22 Firma amblemi ön kısma optik olarak konacak, dikkat çekecek 23 SÜRE: konsept 2. ay, tasarım 4. ay, geliştirme 6. ay, prototip 9.ay 24 Đmalat masrafı ayda 3000 adet için en çok 30 YTL

25 Bataryanın ömrü en az 10 yıl (yaklaşık 300000 kumanda) 1. Aşama: ÖDEVĐN AÇIKLANMASI ve ĐSTEK LĐSTESĐ

2. Aşama: SOYUTLAMA ve ÖNEMLĐ PROBLEMLERĐN ARAŞTIRILMASI

BATARYA

p

T

q

p

T

q

p

T

q

Soğuk ve sıcak suyun akışı o şekilde değiştirilmelidir ki

her istenen sıcaklık değeri için ayarlama debiden bağımsız şekilde yapılabilsin Soğuk su

Sıcak su Karışım

3. Aşama: FONKSĐYON YAPISININ AÇIKLANMASI GEREKLĐ FONKSĐYONLAR

• Kapama + Debi ayarı + Karıştırma

• Görme ve hissetme yolu ile debi ve karışım sıcaklığı ayarlanacaktır

• Yabancı enerji istenmemesi ve düşük maliyet istekleri göz önüne alınarak otomatik kontrol olmayacak ve kullanıcı kendisi bu görevi yüklenecek

• Su miktarının ayarlanması için sıcak ve soğuk su debileri doğru orantılı sıcaklığın ayarlanması için ise ters orantılı şekilde ayar yapılmalıdır

FONKSĐYONEL YAPI VARYASYONLARI

Varyasyon 1 Her fonksiyon farklı bir eleman tarafından gerçekleştirilir. Karışım sürecin sonunda yapılır.

Varyasyon 2 Đstenen sıcaklık için sadece miktar ayarı yapılır, ardından su karıştırılır ve bekletilir, miktar ayarı için buradan sonra ayar yapılır.

(Geriye akış engellenmez ise boruda bir kısa devre oluşur!) Varyasyon 3 Đki kriterin de kumandası ile sıcaklık ve debi kontrolü yapılır

Ş ² Maks. Basınç 10 bar (deney basıncı DIN2401’e göre 15 bar) Selami Bey

Ş ³ Su sıcaklığı maks. 100 ° C (kısa süreli), normalde 60 ° C 4 Su çok kireçli olabilir, bu durum dikkate alınmalıdır

D ⁵ Bakır boruya bağlantı olabilir

D ⁶ Sıcaklık ayarı şebeke basıncı ve debiden bağımsız olmalıdır. (Basınç

D ⁹ Ellerin yanmaması için temas yüzeyleri en çok 35 ° C değerine kadar ısınsın

D ¹⁰ Eğer çok masraflı değilse buhar koruması öngörülmeli 11 Đşletme kuvvetleri küçük olmalı (çocukları da düşün)

D ¹² Düzgün, parlak, kolay temizlenebilir dış profil, keskin köşe olmasın ÖDEVĐN AÇIKLANMASI ve ĐSTEK LĐSTESĐ 1. Aşama: ÖDEVĐN AÇIKLANMASI ve ĐSTEK LĐSTESĐ

D ¹³ Bataryanın yüksekliği yaklaşık 10 cm olsun 14 Küvet armatürü olarak da kullanılabilsin

D ¹⁵ Duvar armatürü olarak olasılıkları da olsun

D ¹⁷ Demontaj anında da bir su karışımı olmasın

D ¹⁸ Bilinen montaj gereçleri ile kolayca monte edilsin, bakımı ve onarımı kolay olsun

& q & _sı + q & _so = q & _k = sbt