Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü İŞ GÜVENLİĞİ UZMANLIĞI MAKİNA BİLGİSİ TEMEL EĞİTİM PROGRAMI. 1. Makina İle İlgili Temel Kavramlar

(1)

İŞ GÜVENLİĞİ UZMANLIĞI

TEMEL EĞİTİM PROGRAMI

Karadeniz Teknik Üniversitesi

MAKİNA BİLGİSİ

Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü

1. Makina İle İlgili Temel Kavramlar

Dr.-Mak.Müh. Kemal ÜÇÜNCÜ

Orman Fakültesi

(2)

1. Makina İle İlgili Temel Kavramlar

1.1. Makinanın Tanımı ve Özellikleri 1.2. Makinaların Sınıflandırılması

1.3. Makina Elemanları Tanımı ve Sınıflandırma 1.4. Bellibaşlı Makina Elemanları

1.5. Mühendislikte Kullanılan Birimler

(3)

1.1. Makinanın Tanımı ve Özellikleri

• 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.

• Kuvvet tesirlerinden yararlanarak belirli bir işi düzgün ve aynı özellikte yapacak şekilde düzenlenmiş aygıtlara makina denir.

(4)

 Bu tanımlamalara 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 ihtiyaç duyulmakta ve bu tip makinalar da yaygınca

(5)

3. Makina, işlemleri kendi kendine otomatik olarak yapacak biçimde geliştirilmiş olmalıdır.

• Bu durum, özellikle 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.

(6)

Makinanın Kökeni: Canlılar makinalar için orijinal modellerdir.

Makinalar, canlı organizmalara benzetimle tasarlanmış düzeneklerdir.

Makinanın Gelişimi: Makinaların geliştirilip mükemmelleştirilmesi, iki ayrı sahada daha 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.

• Bu konularda bugün de önemli araştırmalar yapılmaktadır.

(7)

Makinanın Verimi: Verim, bir sistemin çıktısının girdisine oranıdır.

𝛈 = Çı𝐤𝐭ı/𝐆𝐢𝐫𝐝𝐢

Makina için çıktı yaptığı iş, girdi ise makinanın harcadığı enerjidir.

• Makina bünyesindeki hareketli yüzeyler arasında her zaman mevcut olan sürtünme kuvvetleri sebebiyle, makinalardan elde edilen enerji veya iş, daima makinaya verilen enerjiden daha azdır.

Makinanın verimi, yaptığı işin (W) harcadığı enerjiye (E) oranıdır.

Verim 0-1 arasında değişir.

𝛈 = 𝐖/𝐄

(8)

1.2. Makinaların Sınıflandırılması

Makinalar, “gördükleri işe” ve “uzmanlaşmaya ve farklılaşmaya”

göre iki gruba ayrılır.

(9)

(10)

Kuvvet makinaları: 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 genel olarak su, su buharı, güneş, rüzgar, yakıt veya elektrik enerjisinden sağlanır.

Su türbinleri, hava motorları, ısı makinaları, hidrolik ve pnömatik motorlar, elektrik motorları, nükleer motorlar kuvvet makinalarıdır.

(11)

İş makinaları: Kuvvet makinalarından sağlanan dönme hareketini değişik iletim sistemlerinden geçirerek iş üreten makinalara iş makinaları denir.

• İş makinaları kuvvet makinaları ile birlikte kullanılır.

• Takım tezgahları, pompalar, hidrolik ve pnömatik makinalar, kompresörler, vantilatörler, kaldırma ve taşıma makinaları, bilgisayarlar iş makinalarıdır.

(12)

Özel amaçlı makinalar: Genellikle belirli işler ve tesisler için özel olarak imal edilirler. Bu sebeple çok çeşitlilik gösterirler.

• En önemli üstünlüğü, üretim miktarının uygun olması durumunda;

“düşük maliyetle çalışabilmesi ve ürün kalitesinin yüksek olması”dır.

• Otomasyona dayalı yığın üretiminde genellikle özel amaçlı makinalar kullanılır.

• İş akışı yönünden özel amaçlı makinalarla taşıma araçları arasında uyumun sağlanmasına otomasyon denir.

• Otomasyon, özel amaçlı makinalarla taşıma araçlarının birlikte programlanıp denetlenmesidir.

(13)

• Makinaların çalıştırılması, durdurulması ve çalışma sırasındaki ayarlamalar bilgisayar sistemleri ile otomatik olarak yapılır.

• Otomatik ayarlama, kapalı denetim düzeni veya geri besleme sistemi olarak bilinir.

• Otomasyonda ileri teknolojiler kullanıldığından düşük birim maliyetli, yüksek kaliteli ve fazla miktarda üretim sağlanır.

• Kütle üretimine imkan vermesi, standartlaşma ve kalite istikrarını sağlaması otomasyonun önemli üstünlükleridir.

(14)

Genel amaçlı makinalar: Çeşitli görevleri, hiçbirini aksatmadan yerine getirebilirler.

• Genel amaçlı makinaların en önemli üstünlüğü esnekliğidir.

• Ürünün yapılış özelliklerindeki değişikliklere kolayca uyum sağlayabilirler.

• Genel olarak kuruluş, işletme ve bakım masrafları düşüktür.

• Genel amaçlı makinaların hurda değerleri özel amaçlı makinalara göre daha yüksek olup, satılmaları da daha kolaydır.

(15)

1.3. Makina Elemanları Tanımı ve Sınıflandırma

• Makinalar çeşitli parçaların birleşmesinden meydana gelir.

• Her makinada benzer özelliklerden dolayı gruplara ayırabileceğimiz elemanlar vardır.

 Makina elemanları aşağıdaki gibi iki ana gruba ayrılırlar:

– Bağlama elemanları

– Hareket iletim elemanları

(16)

1.3. Makina Elemanları Tanımı ve Sınıflandırma

(17)

Bağlama Elemanları

• Bağlama elemanları, iki veya daha çok elemanı birbirine veya makinaları temele bağlayan elemanlardır.

• Makina elemanlarının önemli bir grubunu oluşturan bağlama elemanları birbirine benzer özellik gösteren elemanlar grubudur.

• 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, cıvata, pim, perno, kama, mil-göbek, sıkı geçme bağlantıları örnek olarak verilebilir.

(18)

1.3.1. Bağlama Elemanları

• Bu elemanların dayanımları, kullanım şekilleri ve maliyetleri birbirinden farklıdır.

• Kullanılacağı yere göre ve kullanım amacına bağlı olarak istenilen bağlama elemanı seçilir.

 Bağlantılar “sökülme/çözülme durumları”na göre iki gruba ayrılır;

- sökülebilen (çözülebilen) bağlantılar, - sökülemeyen (çözülemeyen) bağlantılar.

(19)

(20)

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).

(21)

• Bağlantı şekilleri, “bağlantının yapılma prensibi”ne göre üç gruba ayrılır; malzeme bağlı bağlantılar, kuvvet bağlı bağlantılar ve şekil bağlı bağlantılar.

(22)

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).

(23)

1.3.2. Hareket İletim Elemanları

• 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 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 helis

açısına ve sürtünme katsayısına bağlı olarak düşer.

(24)

 Güç üretimi amacıyla kullanılan kuvvet makinaları;

• Elektrik motorları: 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: ~10.000–30.000 dev/dak değişken devirli, darbesiz çalışma, yüksek hız, şok ve kritik hız problemli.

(25)

Hareket iletim elemanları gördükleri işe göre gruplandırılmışlardır:

- Mekanik enerji biriktirme elemanları - Taşıma elemanları

- Destekleme elemanları - İrtibat elemanları

- Güç ve hareket iletim elemanları

(26)

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.

(27)

b) Taşıma elemanları: Dişli çark, kasnak, volan gibi silindirik dönel elemanları taşıyan elemanlardır; 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.

(28)

c) Destekleme elemanları: Genellikle hareket halindeki elemanları desteklemek amacıyla kullanılır; 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 sürtünmeyi düşürmek ve aşınmayı ortadan kaldırmaktır.

(29)

d) İrtibat elemanları: İki eleman arasında genellikle eksenel yönden irtibat sağlayan elemanlardır; kavramalar.

• Aynı doğrultu üzerinde dönmekte olan iki mil arasındaki hareket bağlantısını kesmek ya da birinin hareketini öbürüne iletmek için kullanılan elemanlardır.

(30)

e) Güç ve hareket iletim elemanları: Makinanın esas fonksiyonunu yerine getiren ve makinanın güç kaynağından iş kısmına doğru enerji akışını sağlayan elemanlardır; dişli çark, kayış-kasnak mekanizmaları, zincir bağlantıları.

(31)

1.4. Makinaların Bellibaşlı Elemanları

• Tipleri ve gördükleri işler değişik olmakla birlikte, makinaları meydana getiren ana elemanlar ortak özellikler gösterirler.

• Bir makinada bulunabilecek elemanların başlıcaları aşağıda kısaca açıklanmıştır.

(32)

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.

• Bu tip 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 dengeli olarak beton cıvataları ile sağlamca bağlanır.

(33)

• Hafif tip makinalar metal veya ağaçtan yapılmış sehpa tipinde ve genlikle açık görünüşlü gövdeler üzerine oturur.

• Hafif gövdeleri her zaman yere bağlamak gerekmez ve gerektiğinde bir yerden başka bir yere taşınabilir.

(34)

(35)

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, kırlangıç kuyruğu, silindirik ve T kesitli kanallar açılmıştır.

(36)

3) Kızak

• Makinanın tabla, siper, mil gibi ayarlanabilir elemanlarının hareketi özel kızak düzenleriyle sağlanır.

• Kızaklar tablada açılan kanallara uyacak şekilde düz, kırlangıç kuyruğu, silindirik ve T tipinde yapılabilir.

(37)

4) 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.

(38)

• 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 özel biçimli siperlerdir.

(39)

5) 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 yönde kilitlenmesini sağlar.

(40)

6) Pedal

• Hareket değiştiren kumanda elemanlarının ayakla kontrol edilmesine yaraya füzene pedal denir (taşıtlarda gaz, fren ve debriyaj pedalı, bisiklet pedalı, vb.).

(41)

7) Kolon/Sütun

• Makinanın düşey konumdaki silindirik, prizmatik şekilli destek elemanına kolon/sütun denir.

(42)

8) Konsol

• Makinanın değişik kısımlarını makina gövdesine veya duvara bağlamak için kullanılan elemanlara konsol denir.

(43)

9) Koruyucu kapak

• Güvenlik ve temizlik sağlamak amacıyla makinanın hareketli kısımları (motor, kasnak-kayış, dişli vb.) koruyucu kapaklarla örtülür.

• Şerit testere tezgahında kullanılan koruyucu kapak sayesinde şeridin kopması halinde çevreye kontrolsüz fırlaması önlenerek olabilecek muhtemel tehlikelerden korunma sağlanmaktadır.

(44)

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 makina tablasına veya kalıba bağlanır.

(45)

11) Ayar düzeni

• Makina kesicisinin iş parçası üzerinde istenilen işlem noktasında ve miktarında ayarlanabilmesini sağlayan düzenlere ayar düzeni denir.

• Bir makina üzerinde siper genişliği, tabla yüksekliği, mil eğimi, işlem miktarı gibi ayar işleri başlıca iki yolla yapılır:

1) Ayarlanacak eleman elle kaydırılarak ve bir uzunlu kölçerle ölçülerek istenilen konumda ayarlandıktan sonra vidası sıkılarak tespit edilir.

2) Ayarlanacak eleman vidalı veya dişli bir düzenin kolu döndürülerek makina üzerinde bulunan bir skaladan okunup istenen konumda ayarlanır ve tespit edilir.

(46)

12) Sevk düzeni

• İş parçasını makine üzerinde hareket ettiren düzene sevk düzeni denir.

• Başlıca sevk düzenleri şunlardır:

1) Parçayı makina tablası üzerinde elle iterek sürmek.

2) Özellikle uzun ve ağır parçaları silindirik sehpalar üzerinde iterek sürmek.

3) Parçayı, tekerlekli veya kızaklı bir bağlama düzeni ile birlikte iterek sürmek.

4) Otomatik sevk düzeni: iş parçasını kendi kendine iterek makinadan

(47)

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.

(48)

(49)

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 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.

(50)

(51)

(52)

15) Yastık

• Mil yataklarına desteklik yapan ve yatakları içine alan taşıyıcı elemanlara yastık denir.

(53)

16) 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:

1) Kaymalı yataklar 2) Yuvarlanmalı yataklar

(54)

17) Kasnak

• Bir iletim elemanı (kayış, zincir) yardımıyla hareket iletiminde kullanılan tekerlek biçimindeki elemanlara kasnak denir.

• Dökme demir veya çelikten yapılır.

(55)

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.

(56)

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.

(57)

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.

(58)

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.

(59)

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 elemanı arasından akışkan sızmasını önlemek amacıyla yumuşak malzemelerden yapılmış elemanlara salmastra denir.

(60)

(61)

1.5. Mühendislikte Kullanılan Birimler

• Birimler, mühendisliğin temel taşıdır.

• Problem çözüm modellerini kavrayıp sayısal analizler yapılabilmesi birimlerin önemini ortadan kaldırmaz.

• Hesap yöntemleri içerisinde birimler ihmal edilmemelidir.

• Halen dünyada iki birim sistemi kullanılmaktadır.

• Bunlar;

• SI (System International) ve

• BG (British Gravitational) birim sistemleridir.

(62)

SI Birim Sistemi (System International)

• Türkiye de dahil, dünyada en yaygın olarak kullanılan birim sistemidir.

• SI birim sistemi yedi temel birim üzerine kurulmuştur (Tablo 1.1).

• Değişik birimlerin kendi aralarında onlu sisteme göre düzenlendiği, basit ve mantıklı bir sistemdir.

Tablo 1.1. Temel birimler

Fiziksel büyüklük Sembol Birimi Kısaltma

Uzunluk L Metre m

Kütle m Kilogram kg

Zaman t Saniye s

Elektrik akımı I Amper A

(63)

• Temel birimlerin ilk üçü (Metre-Kilogram-Saniye) olup, bu sisteme MKS sistemi de denir.

• SI birim sistemindeki tüm diğer birimler bu yedi temel birimden üretilmiştir (Tablo 1.2).

Tablo 1.2. Bileşik birimler

Fiziksel büyüklük Formülü Birimi

Alan A = L² m²

Hacim V = L³ m³

Hız c = L/t m/s

İvme a = c/t m/s

Kuvvet F = ma kgm/s²=N

Ağırlık G = mg kgm/s²=N

Basınç p = F/A N/m² = N

İş-enerji W = F L Nm = J

Güç N = W/t J/s = W

(64)

BG Birim Sistemi (British Gravitational)

• Günümüzde sadece İngiltere ve Amerika menşeli teknik kitaplarda kullanılmaktadır. Türkiye’de BG birim sistemi günümüzde daha çok boru ve boru diş ölçülerinde ve bazı ısı maknalarında (klima cihazı gibi) kullanılmaktadır. Birimler arasındaki ilişkiler düzenli bir yapıda değildir ve sistemdeki birimler birbirleri ile biraz keyfi olarak ilişkilendirilmiştir.

• BG birim sisteminde de kullanılan temel ölçülerin ilk üçü SI sistemindeki gibi Kütle, Uzunluk ve Zamandır. Ancak bu ölçülerden Kütle ve Uzunluk birimleri farklıdır. Bunlar;

• Kütle: Pound (Lb)

• Uzunluk: Feet (ft)

(65)

Boyutların türdeşliği: Mühendislik problemlerinde tüm denklemlerin boyutsal olarak türdeş olması zorunludur. Bu nedenle bir denklemin her iki yanı aynı birimlerle ifade edilmesi gerekir.

Teklik dönüşüm oranları: Esas birimlerin kombinasyonları ile tüm türetilmiş birimler/ikincil birimler oluşturulabilir. Örneğin, kuvvet birimi 1 N=1 kg m/s² şeklinde ifade ediliyorsa, bu ifadenin teklik dönüşüm oranı N/(kgm/s²)=1 olarak ifade edilebilir. Teklik dönüşüm oranları 1’e eşittirler ve birimsizdir.

• Bir fiziksel büyüklük, sayısal değeri ile birimin çarpımından meydana gelir. Buna göre fiziksel büyüklüğü matematiksel olarak aşağıdaki gibi ifade edilir.

𝐅𝐢𝐳𝐢𝐤𝐬𝐞𝐥 𝐁ü𝐲ü𝐤𝐥ü𝐤 = 𝐒𝐚𝐲ı𝐬𝐚𝐥 𝐃𝐞ğ𝐞𝐫 𝐱 𝐁𝐢𝐫𝐢𝐦

(66)

• Bu eşitlik, sayısal değerin yanına kesinlikle birimin yazılmasının gerektiğini göstermektedir. Aksi halde, birim hatası ile sayısal değerlerdeki hatalardan daha büyük hatalara yol açılabilir.

• Örneğin, bir milin çapı “d = 20” olarak ifade edilmişse ve gerçekte

“d = 20 mm” ise; bunun 20 cm kabul edilmesi halinde 10 kat, 20 m kabul edilmesi halinde 1000 kat hata yapılmış olacaktır.

Tablo 1.3. Birimlerin katları

Birimlerin ast katları Birimlerin üst katları Çarpan Ön ek ismi Sembol Çarpan Ön ek ismi Sembol

10^-1 Desi d 10¹ Daka Da

10^-2 Santi c 10² Hekto h

10^-3 Mili m 10³ Kilo k

10^-6 Mikro 𝜇 10⁶ Meka M

10^-9 Nano n 10⁹ Giga G

(67)

• Kuvvet, kütle ile ivme çarpımıdır.

𝐹 = 𝑚 𝑎 𝑘𝑔𝑚/𝑠²

Tablo 1.4. Kuvvet birimleri

Birim N kp dyn

1 N 1 0,102 10⁵

1 kp 9,81 1 9,81x10⁵

1 dyn 10^-5 1,02x10^-6 1

1 N = 1 kgm/s²

(68)

• Basınç, belli bir kuvvetin belli bir alana homojen olarak yayılması ile ortaya çıkan etkidir.

𝑝 = 𝐹 𝑁 /𝐴 𝑚² 𝑁/𝑚²

Tablo 1.5. Basınç – mekanik gerilim birimleri

Birim Pa bar N/mm² kp/m² at atm Torr

1 Pa (N/m²) 1 10^-5 10^-6 0,102 0,102x10^-4 0,987x10^-5 0,0075

1 bar 10⁵ 1 10^-1 10200 1,02 0,987 750

1 N/mm² 10⁶ 10 1 1,02x10^-5 10,2 9,87 7500

1 kp/m² 9,81 9,81x10^-5 9,81x10^-6 1 10^-4 0,968x10^-4 0,0736 1 at (1 kp/cm²) 98000 0,981 9,81x10^-2 10000 1 0,968 736 1 atm (750 Torr) 101325 1,013 0,1013 10330 1,033 1 760 1 Torr (1 mm Hg) 133 0,00133 1,33x10^-4 13,6 0,00136 0,00132 1

(69)

• Teknik atmosfer basıncı: 1 at = 735,5 mm Hg = 10 m SS = 1kp/cm²

• Fiziksel atmosfer basıncı: 1 atm = 760 mm Hg = 10,33 mm SS = 1,033 kp/cm²

• Pascal : 1 Pa = 1 N/m²

• Efektif basınç (atü) : Kapalı kaplar içinde manometrenin gösterdiği iç basınçtır.

• Mutlak basınç (ata) : Efektif basınçla atmosfer basıncının toplamını ifade eden basınçtır.

• Enerji, belli bir zaman süresince güç kullanabilme kapasitesidir.

• 𝐸 = 𝑁 𝑡 𝐽

(70)

Tablo 1.6. İş – enerji birimleri

Birim J Kpm kWh kCal PSh

J 1 0,102 2,78x10^-7 2,39x10^-4 3,78x10^-7

kpm 9,81 1 2,73x10^-6 2,34x10^-3 3,70x10^-6

kWh 3,6x10⁶ 3,67x10⁵ 1 860 1,36

kCal 4186 427 1,163x10^-3 1 1,58x10^-3

PSh 2,65x10⁶ 2,7x10⁵ 0,735 632 1

1

(71)

• Güç, birim zamanda üretilen iştir: GÜÇ = İŞ/ZAMAN

• 𝑁 = 𝑊/𝑡 𝐽/𝑠𝑛

• Yani belli bir işi ne kadar kısa zamanda yapıyorsanız o kadar fazla güçlüsünüz demektir.

Tablo 1.7. Güç birimleri

Birim W Kpm/s PS kCal/h kCal/s

W 1 0,102 1,36x10^-3 0,860 2,39x10⁴ kpm/s 9,81 1 1,33x10^-2 8432 2,34x10^-3

PS 735,5 75 1 632 0,176

kCal/h 1,163 0,119 1,58X10^-3 1 2,78X10^-4

kCal/s 4186 427 5692 3600 1

(72)

Tablo 1.8. Sıcaklık Birimleri Çevrim Tablosu

Sıcaklık (t) Fahrenheit (⁰F) Rankin (⁰R) Celsius (⁰C) Kelvin (⁰K)

0F 1 (t⁰R)–459,69 1,8.(t⁰C)+32 1,8.(t⁰K–273,15)+32

0R (t⁰F)+459,69 1 1,8.(t⁰C)+491,69 1,8.(t°K)

0C (t⁰F–32).5/9 (t⁰F–32).5/9 1 (t°K) – 273,15

0K (t⁰F–32).5/9+273,15 5/9.(t⁰R) (t°C) + 273,15 1

(73)

Dinamik viskozite 𝛈 : Poise P = 1 dyn/cm² = 1 kg/ms

= 1 Ns/m² = 3600 kg/mh

Kinematik viskozite 𝛎 : 1 Stoks St = 1 cm²/s = 10⁻⁴m²/s

= 0,36m²/h

Isı iletim katsayısı 𝛌 : 1 kCal/mh℃ = 1163 W/m℃

Isı transfer katsayısı 𝛂 : 1 kCal/m²h℃ = 1163 W/m²℃ Isı miktarı 𝐪 : 1 kCal/m²h = 1163 W/m²

Özgül ısı 𝐂 : 1 kCal/kg℃ = 4186 J/kg℃

Gerilme 𝛔, 𝐑 : N/m²

Mukavemet momenti 𝐖 : mm³

(74)

SI – BG Birim Dönüşümleri

Tablo 1.9. Uzunluk Birimleri

Birim m in ft yd

Metre (m) 1 39,370 3,281 1,094 İnch (in) 0,0254 1 0,083 1,028 Foot (ft) 0,3048 12 1 0,333

Yard (yd) 0,9144 36 3 1

1 A^o = 10^-10 m = 10^-7mm

1 km = 0,6214 Karamili = 0,5396 Denizmili

Tablo 1.10. Alan birimleri

Birim m² in² ft² yd²

1 m² 1 1150,0 10,764 1,196 1 in² 6,45x10^-4 1 0,007 0,0008

(75)

Tablo 1.11. Hacım birimleri

Birim m³ in³ ft³ yd³ gallon GB gallon US barrel US 1 m³ 1 61023 35,315 1,308 219,97 264,175 6,2905 1 in³ 0,0164x10^-3 1 0,5787x10^-3 0,0036 0,0043 0,010307

1 ft³ 0,28317 1728 1 6,2288 7,4805 0,17876

1 yd³ 0,76456 46656 27 1 168,177 201,974

1 gallon GB 0,004546 231,0 0,16054 1 1,201

1 gallon US 0,003786 231,0 0,13318 0,8327 1

1 barrel US 0,158970 9702 5,594 34,972 42 1

1 litre 0,001 61,023 0,035315 0,220 0,264

(76)

Tablo 1.12. Kütle birimi

Birim kg lb 1 Ons

1 kilogram (kg) 1 2,205 35,374 1 pound (lb) 0,454 1 16,043

1 Ons 2,835x10^-2 0,0623 1

Tablo 1.13. Basınç – mekanik gerilim birimi

Birim Psi Pa bar at atm torr

1 psi =

lb/in² 1 6894,76 68,948x10^-3 70,307x10^-3 68,046x10^-3 51,715 1 Pa 145,04x10^-6 1 10^-5 1,0197x10^-5 9,8692x10^-6 7,5006x10^-3

1 bar 14,504 10⁵ 1 1,0197 0,98692 750

1 at 14,223 98066,5 0,980665 1 0,96784 735,56

1 atm 14,696 101325 1,01325 1,0332 1 760

1 torr 19,337x10^-3 133,322 1,3332x10^-3 1,3595x10^-3 1,3158x10^-3 1

(77)

Tablo 1.14. Enerji, ısı, iş birimleri

Birim kJ kCal PSh Btu HPh

1 kJ = 1 kWs 1 0,24 0,38x10^-3 0,95 3,73x10^-4 1 kCal 4,186 1 1,58x10^-3 3,97 1,56x10^-3

1 PSh 2,64x10³ 632,6 1 2,51x10³ 0,99 1 Btu 1,06 0,25 0,4x10^-3 1 3,93x10^-4 1 HPh 2,69x10³ 641,2 1,01 2,54x10³ 1

Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü İŞ GÜVENLİĞİ UZMANLIĞI MAKİNA BİLGİSİ TEMEL EĞİTİM PROGRAMI. 1. Makina İle İlgili Temel Kavramlar

İŞ GÜVENLİĞİ UZMANLIĞI

MAKİNA BİLGİSİ

1. Makina İle İlgili Temel Kavramlar

1. Makina İle İlgili Temel Kavramlar

1.1. Makinanın Tanımı ve Özellikleri 1.2. Makinaların Sınıflandırılması

1.3. Makina Elemanları Tanımı ve Sınıflandırma 1.4. Bellibaşlı Makina Elemanları

1.5. Mühendislikte Kullanılan Birimler

• 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 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 helis

açısına ve sürtünme katsayısına bağlı olarak düşer.

Bu konunun sonu…

Konu ile ilgili sorularınız haftaya

ilk derste tartışılır.