TMMOB makina mühendisleri odası yayını NİSAN 1990

Transkript

1 TMMOB makina mühendisleri odası yayını NİSAN 1990

2 TROK TECHNIK Yeni Dizaynda Difüzörler Fonksiyonel yeni duvar ve tavan difüzörlerimiz, çağdaş yapıların tüm mimari ve klima teknolojisine yanıt verecek biçimde geliştirilmiştir. Böylece, tasarım aşamasındaki projenizle bütünleşecek alabildiğine geniş bir ürün çeşitliliğine ulaşmış bulunmaktayız. işte, klima ve havalandırma sistemleri için sunduğumuz geniş ürün çeşitlerimiz: Hava menfezleri Tavan difüzörleri Çok kanatlı damperler ve dış hava menfezleri Yangın damperleri ve valfler Ses susturucuları ve susturucu elemanları Yüksek basınçlı hava terminal üniteleri Türkiye Genel Mümessili: İSA ALMÜT ALARKO SINAİ GEREÇLER İMALAT ve MÜMESSİLLİK A.Ş. İSTANBUL ALARKO MERKEZİ Maslak-IST Tel : (35 Hat) Telex : alar-tr alho-tr. FSx ANKARA Sedat Simavi Sok. No Çankaya - ANKARA Tel : PBX Telex : asa tr. Fax : İZMİR Gazi Bulvarı No: 3/ İZMİR Tel : PBX Telex : asi tr. Fax ADANA Zıyapaşa Bulv Çelik Apt. No 25/ ) ADANA Tel , Telex: alad tr Fax ANTALYA Anafartalar Cad ANTALYA Tel : Fax :

3 î! İmalat teknolojisindeki gelişmeler ve mühendislik sanayileri 5 Developments in manufacturing technology and engineering industries Dr. Erol TAYMAZ NİSAN / APRIL Cilt/Vol.:31 Sayı^No.:363 M.M.O. adına Sahibi (Publisher): İsmet Rıza CEBİ Sorumlu Yazı İşleri Müdürü (Managing Editör) Tûlay AKARSOY Yayın Kurulu (Publishing Board) Metin ŞİMŞEK ABla ÇINAR Adnan GÜLOĞLU Barbaros TUNCER Ali Rıza AYKAÇ Yusuf TEKİN Müfit GÜLGEÇ Reklam Yönetmeni (Advertising Representative) Nermin ÖZBAKİ Grafik (Graphist) M.Ertuğrul SAYIN Dizgi (Type Setting) NorM Dizgi Baskı (Printing by) ERK Yayıncılık Yönetim Yeri (Head Office) Sümer Sokak No: 36/1-A Demirtepe/ANKARA Tel: Fax: (4) Baskı Sayısı: Yeni-teknolojiler yardımıyla kuvvet santrallerinde verimin yükseltilmesi Improvement of power plant efficiency by applying new technologies Emin BAYRAKTAR Damper kaldırma mekanizmasının optimum tasarımı 18 Optimal design of damper hoisting mechanism Doç.Dr. Mehmet DİLMAÇ - Muhsin CEREN - Serpil KARAKUŞ Kondenstop sistemleri ve ısıtma sistemine bağlı olarak seçim 25 Condenstop systems and selection according to the heating system lekai YÜZBAŞIOĞULLARI Ürünlerin paketlenmesinde genel yöntemler ve flotvpack yönteminde ambalaj malzemesi boyut hesaplan 31 General methods in product packing and dimensional calculation of packaging material in flowpack method Ahmet GÖRGÜLÜ Üyeden: Letters from reader Mesleki eğitim ve uygulamada makina mühendisliğinin gelişimi 34 Professional education and development of mechanical engineering in application Celâl OKUTAN Odadan: TMMOB Makina Mühendisleri Odası 33. Genel Kurul Bildirisi 37 33rd General Meeting papers of Chamber of Mechanical Engineers ;%;:K:;:;:Sİ:S;m;:SS!^ A b o n e Koşulları: Makina Mühendisleri Odası'nın Türkiye'deki üyelerine parasız gönderiir. Ayda bir çıkar. Sayısı TL; Yıllık abone TL; 6 aylık abone TL; Mühendislik eğitimi yapan öğrencilere % 50 indirim yapılır. Yurt dışı abone 40 ABD Dolan. Reklam Fiyatları ve Koşulları : ON IÇ KAPAK (Renk!): TL: IKINCI KAPAKLAR (Renkf) TL. ARKA KAPAK (Renkli) TL; ARKA IÇ KAPAK (Renkli) TL; İÇ SAYFA (Renki) TL; (Siyah-Beyaz) TL; 1/2 SAYFA (Renkl) TL; (Siyah-Beyaz) TL; 1/4 SAYFA (Siyah-Boyaz) TL; 1/4 SAYFA (Renki) TL; KDV yukarıdaki fiyatlara ayrıca eklenir. Derginin sayfa boyutlar 20x27 cm. 17x24 cm, 17x12 cm 8x6 cm boyutlarında gönderilmeler. Reklam bedelleri fatura tarihinden başlayarak 1 hafta içinde If Bankası Ytnlsehir Şulmi89872Ho\u hesaba yatırılır Y a z ı m K o ş u l l a r ı : Yazılar daktilo ile yazılmış iki kopya olarak, yazının 100 sözcükten oluşan Türkçe ve İngilizce özeti, yazarın kısa özgeçmişi, adresleri ve telefon numaraları ile birlikte gönderilmeidir. Fotoğraflar net ve temiz olmalı, mümkünse negatifi gönderilme!, şekiller basım için aydınger ya da beyaz kağıda çini mürekkebi ile çizilmeidir. SI birimleri kullanılmalıdır. Özgün ve Derleme yazılardaki görüşler yazanna, Çevirilerden doğacak sorumluluk ise çevirene aittir. Gönderilen yazılar başka bir yayın organında yayımlanmamış olmalıdır. Yayın Kurulu gönderilen yazılar üzerinde gereki gördüğü düzeltmeyi yapmaya yetkiidir. Dergide yayımlanan yazılara bir dergi sayfası için Özgün ve derleme yazılarda TL; Çeviri yazılarda TL net ödeme yapılır. Dergideki yazılar kaynak gösterilmek koşuluyla başka yayın organlannda yayımlanabiir. ANKARA ŞUBESİ Sümer Sokak 36/ Demirtepe/Ankara Tel: (4) İSTANBUL ŞUBESİ İstiklal Cab. 99 Ankara Işhanı Kat: Beyoğlu/İstanbul Tsl:(1) Fax: (1) İZMİR ŞUBESİ AS Çeonkaya Bul No 12 Kati D Gündo$Ju, Alsancak - İzmir Tel:(51) ADANA ŞUBESİ Reşat Bey. Mah. Saray Apt Kat: 2 No: ADANA Tel (71) BURSA ŞUBESİ Hacılar Matı. Eceler Sok. Beyset Apt Kat Bursa Tel: (24) / 41 / 42 Fax: (9-24) DİYARBAKIR BÖLGE TEMSİLCİLİĞİ banoğu Cad. Ebru Apt Kat! D.1 Tel: (831) TRABZON BÖLGE TEMSİLCİLİĞİ Uzun Sok EBA Çarşısı Kat 4 No: Trabzon Tel: (031)17769

4 TMMOB Makina Mühendisleri Odası 33. Genel Kurul Bildirisi Şubat 1990 tarihinde Ankara'da toplanan, Makina Mühendisleri Odası 33. Dönem Genel Kurulu, çalışmalarını tamamlamıştır 'e yakın Makina, Endüstri, Tekstil, Uçak, Gemi tnşa ve işletme Mühendisinin yasal ve yetkili mesleki-demokratik örgütü olan MMO'nın Genel Kurulu aşağıdaki görüşleri kamuoyuna duyurmaya karar vermiştir. 1 - Ülkemizdeki en acil görev demokratikleşmedir. Demokratikleşmenin toplumun tüm kurum ve katmanlarında sağlanması zorunludur. 12 Eylül döneminin toplumsal gelişmenin önüne koyduğu tüm engeller kaldırılmalıdır. Makina mühendislerinin de bir parçası olduğu tüm çalışan kesimlerin demokratikleşme çağrıları karşılıksız bırakılmamalıdır. Bu bağlamda; ı Düşünce ve örgütlenme özgürlüğünün önündeki tüm engeller Waif ırılmqiı<jır Başta sendikalar yasası olmak üzere toplu sözleşme yasaları, toplantı ve gösteri yürüyüşleri yasası, demekler yasası ve benzeri yasalar çağdaş ve demokratik bir İçeriğe kavuşturulmalıdır. Tüm sendikasız kamu çalışanlarına toplu sözleşmeli ve grevli sendika kurma hakkı tanınmalıdır Tüm siyasal tutuklu ve hükümlülere koşulsuz bir genel af çıkarılmalıdır. Ülkemizin özellikle doğu bölgesinde yoğunlaşan, emekçi halka yönelik her türlü baskı son bulmalıdır. 2 - Bilgi toplumuna yönelen dünyada kalkınmanın tek yolu sanayileşmekten geçmektedir. Ülkemizde hakça bir gelir dağılımını sağlamanın yolu hızlı bir sanayileşme süreci ile mümkündür. Ancak siyasi iktidarlar sanayileşme yolunda ciddi bir çaba harcamadığı gibi mevcut sanayiyi de etkisizleştirmektedirler. Genel Kurulumuz; Ülke kaynaklarına dayanan yerli mühendislik ve teknik birikimi esas alan hızlı bir sanayileşme çabasına ı girilmesinin, * özelleştirme adı ile başlayan ancak sonuçta emekçi halktan alınan vergilerle oluşturulan kamu kuruluşlarının yerli ve yabancı tekellere satışının durdurulmasının, Mevcut ve kurulacak olan sanayi tesislerinin doğal çevreyi olumsuz etkilemesinin önlenmesinin, Kalite denetimine ağırlık verilmesinin ve bu yoldan tüketicinin korunmasının, gereğini vurgular. Odamız bu doğrultuda sürdüregeldiği çalışmaları yeni çalışma döneminde de sürdürecek, ülke ve halk çıkarlarının korunması için geliştireceği önerileri kamuoyunun dikkatine sunulacaktır. Genel Kurulumuz üyelerinin de bir parçası olduğu emekçi kesimlerin gün geçtikçe gelişen demokratik hareketliliğine yönelik her türlü saldın ve baskı girişimini kınamaktadır. Bu doğrultuda;, 1. Demokratik kuruluşlar üstündeki her türlü baskı son bulmalıdır. En son örneği istanbul Barosu Yönetim Kurulunu görevden alma girişimi ile somutlanan, idarenin demokratik ve mesleki kuruluşlar üzerindeki her türlü vesaiyet uygulamasına karşı çıkmaktayız. Öte yandan yüksek öğrenim kurumlarının yasal statüsünü değiştirmeye yönelik çalışmalar yüksek öğretim kurumlarında öğretim üyesi, öğrenci ve çalışan olarak bulunan tüm kesimlerin demokratik iradesi doğrultusunda yapılmasını savunmaktayız. 2. Demokrasi mücadelesi ve demokratikleşme çabalarına yönelik her türlü baskı ve sindirme faaliyetlerine karşı çıkıyoruz. Son olarak, değerli bilim adamı Muammer Aksoy'un şahsında tüm demokrasi güçlerine yönelen şiddeti kınıyor sorumluların cezalandırılmasını istiyoruz., j ' t : '

5 : İmalat teknolojisindeki gelişmeler ve mühendislik sanayileri Erol TAYMAZ Ekonomik ve Sosyal Araştırmalar Enstitüsü (Stokolm/İSVEÇ) 1970'lerin ortalarında sonra mühendislik sanayilerin [1] imalat süreçlerinin yapısında önemli değişiklikler oluştu. Bu değişikliklerin en önemli kaynağı elektronik teknolojisine dayanan üretim araçlarının imalat süreçlerinde yaygınlaşmasıdır. Mühendislik sanayilerinde, günümüzde de, en önemli imalat süreçleri büyük ölçüde metallerin işlenmesine (takım tezgahlarına) dayalıdır. 1975'de sayısal kontrol (numerical control/nc) biriminde mikro-işlemci kullanılan ilk takım tezgahının üretimi, imalat teknolojisinin gelişim sürecinde en önemli noktalardan biridir. Sayısal kontrollü (NC) takım tezgahlarının üretimi ve kullanımı bu tarihten sonra gelişmiş ülkelerde hızla artmıştır. NC tezgahların yaygın kullanımının mühendislik sanayilerinde farklı üretim yöntemleri (büyük ölçekli killesel üretim, küçük ölçekli farklılaşmış üretim, vb.) arasındaki etkinlik ve verimlilik ilişkilerine ve, dolayısıyla, takım tezgahları ve mühendislik ürünlerinin imalatındaki uluslararası işbölümü üzerine etkileri konusunda değişik görüşler geliştirilmiştir. Bu bağlamda NC tezgahların üretiminin yaygınlaştırılmasının nedenleri ve olası etkileri bu makalede incelenmiştir. Konunun kapsamı çok geniş olduğu için sadece ABD'nin üretim yapısına ilişkin veriler kullanılmıştır. NC TAKIM TEZGAHLARININ KULLANIMI Yakın zamanlarda metal-işleme süreçlerindeki en önemli teknolojik gelişme NC tezgahların ve buna ilişkin olarak, benzeri esnek otomasyon (flexible automation) ekipman ve teknolojilerinin (robotlar, bilgisayar yardımlı tasarım ve imalat, esnek imalat sistemleri, vb.) yaygınlaşmasıdır. Bu teknolojilerin çeşitli gelişmiş ve azgelişmiş ülkelerdeki yaygınlaşma düzeyini gösteren pek çok çalışma vardır. Örneğin Bu yazı MMO'ca 4-8 Aralık 1989 tarihleri arasında düzenlenen "Sanayi Kongresinde sunulmuş ve bildiriler kitabında yer almıştır. Edquist ve Jacobsson'un (1988) kitabı [4] bu konudaki en kapsamlı ve yeni çalışmalardan biridir. Bu nedenle, NC tezgahların yaygınlaşma süreci üzerinde kısaca durmak konumuz açısından yeterli olacaktır « f } Fransa Fedcnl Almanya / 1 ^ ^* ^' / ' ^ ~ ~ ^ B Japonya İngiltere Bfi ABK/MK ABD/TOP Şekil 1. NC takım tezgahı üretiminin toplam takım tezgahı üretimine oranı Notlar: Japonya için metal-kesen NC takım tezgahlarının, toplam metal kesen takım tezgahları üretimi içindeki oranı kullanılmıştır. ABD/MK ve ABD/TOP, sırasıyla, ABD için metal-kesen ve toplam oranlarıdır. Kaynaklar: Fransa, NMDBA, "Handbook "; Federal Almanya, VDMA, "Verkzeugmaschinen-Statistik, 1987", Japonya, "Metalworking Engineering and Marketing", ilgili yıllar; İngiltere, MTTA, "Machine Tool Statistics, 1985"; ABD, DoC, "Current Industrial Reports; Metalvvorking Machinery", Series MQ35W, ilgili sayılar döneminde beş gelişmiş ülkedeki NC tezgah üretiminin toplam takım tezgahları Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan 1990

6 üretimine oranı Şekil 1'de gösterilmiştir [2], Bu şekilde görüldüğü gibi 1975'den sonra NC tezgahların üretim oranı bu ülkelerde hızla artmıştır. Bu şekilde yer almayan, takım tezgahları üretiminde önemli payları olan İtalya, İsviçre, Demokratik Almanya Cumhuriyeti gibi gelişmiş ülkelerde de NC tezgahların üretim oranlarının yüksek olduğu bilinmektedir. Günümüzde gelişmiş ülkelerin çoğundı NC tezgahların toplam takım tezgahları üretimi içindeki oranı %40'ın üzerindedir. Torna ve freze gibi sayısal kontrol teknolojisinin uygulanması kolay ve avantajlı tezgahlarda bu oran çok daha yüksektir. NC tezgahların diğer kontrol sistemlerinin kullanıldığı takım tezgahlarından en önemli farklılığı, makina düzeyinde metal-işleme süreci ile ilgili bilginin, tezgahın NC biriminde bilgisayar programı şeklinde tutulması ve kullanılmasıdır. Bu nedenle gerek metal-işleme sürecindeki ve işlenecek parçanın tasarımındaki küçük değişiklikler için, gerekse tamamen farklı yeni bir iş için tezgahın ayarlanması görece kolay ve çabuk olabilmektedir; çünkü yapılması gereken işler genellikle program (yazılım-softvvare) düzeyindedir. NC tezgahların kolaylıkla yeniden programlanabilmesi en önemli üstünlükleridir. Üretim ölçeği düşük ve/veya düzensiz ürünlerin imalatı bu teknoloji sayesinde (belirli kontrol işlevlerinin otomasyonu sonucu) daha ekonomik olabilmektedir. NC tezgahların bu özelliği yukarıda özetlenen yaygınlaşma sürecini de açıklar. Çünkü, herşeyden önce, gelişmiş ülkelerin mühendislik sanayilerinde bile küçük ve orta ölçekli üretimin önemi büyüktür. Özellikle bu tip üretime uygun alanlarda NC tezgahlar otomasyonu geliştirmenin bir yöntemidir. Buna ek olarak 1970'lerin dünya ekonomisinde görülen üç eğilim (i. dünya ekonomik bunalımı sonucu mühendislik sanayilerinde - ve genel olarak ekonominin diğer sektörlerinde - üretim artış oranlarında önemli düşüşlerin ve dalgalanmaların oluşması, ii. tüketicilerin ürün farklılaşması yönünde artan talepleri; ve iii. ulaşım ve haberleşme teknolojilerindeki gelişmeler sonucu uluslararası rekabetin yoğunlaşması) sonucu mühendislik sanayilerinde üretim süreçlerinin daha esnek olması, değişik koşullara uyumun daha çabuk ve düşük maliyetlerle gerçekleştirilebilmesi önemli bir sorun haline geldi. NC takım tezgahları ve bu tip kontrol yöntemleriyle oluşturulan imalat sistemleri, üretim süreçlerinin esnekleştirilmesi yönündeki bu eğilimlerin baskınlığı ölçüsünde geliştirildi ve yaygınlaştı. SAYISAL KONTROL VE İMALAT YÖNTEMLERİ ARASINDAKİ İLİŞKİLER Geleneksel mekanik kontrol sistemlerinin ("hard" automation technologies) yerine sayısal kontrol ve mikro-işlemci temelinde kolaylıkla yeniden programlanabilen kontrol sistemlerinin ("soft", flexible automation technologies) artan oranlarda kullanılması, 1970'lerden sonra gözlenen ekonomik bunalıma bağlı geçici, edilgen bir olgu mudur, yoksa mühendislik sanayilerindeki üretim yöntemlerini, kitlesel, standartlaştırılmış üretimden, daha düşük ölçekte, farklılaştırılmış ürünlerin imalatı yönünde değiştiren bir sürecin başlangıcı mıdır? Son yıllarda (esnek) otomasyon teknolojilerinin etkisi üzerine bu temel soru etrafında yoğun tartışmalar yapılmaktadır. Piore ve Sabel'in (1984) kitabı [6] bu tartışmaya önemli bir katkıdır. Yazarlar bu çalışmalarında Sanayi Devrimi'nden günümüze imalat yöntemlerinin gelişimini açıklamakta ve son yirmi yıldır ekonomik gelişimdeki yavaşlamanın "kitlesel üretime dayalı sınai gelişme modelinin sınırlarına" ulaşılması sonucu ortaya çıktığını söylemektedirler (Piore ve Sabel, 1984:4). Onlara göre insanlık iki farklı sınai gelişme modeli arasındaki bir seçimin eşiğindedir. Bir yanda, "standartlaşmış ürünlerin imalatında özel amaçlı (ürün-spesifik) makinaların ve yarı-kalifiye işçilerin kullanımı" ile tanımlanan kitlesel üretim, öte yanda "esnek-çok amaçlı-ekipman; kalifiye işçiler; ve rekabeti kısıtlayıp, buluşların (innovation) oluşumunu teşvik eden bir sınai topluluğun, politika yoluyla, oluşmasına dayalı" esnek uzmanlaşma (flexible specialization) (Piore ve Sabel, 1984:4, 17). Esnek uzmanlaşmanın teknolojik temeli NC tezgahlar, esnek imalat sistemleri gibi gelişmelerle oluşturulmuştur. Bu iki alternatif ekonomik paradigma arasındaki seçim, karmaşık ekonomik ve politik etkenler sonucu öngörülemez. Fakat Piore ve Sabel "esnek uzmanlaşma"yı daha verimli ve insani bir seçenek olarak görme eğilimindedir. Görüldüğü gibi bu yazarlar, yani esnek otomasyon teknolojilerinin (ve NC tezgahların) etkisini, insanlığı Sanayi Devrimi'nden sonra ikinci bir dönüm noktasına getirebilecek kadar önemli görmektedir. Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı :363 Nisan 1990

7 Öte yandan başka araştırmacılar, imalat teknolojilerindeki gelişmelerin etkisini bu kadar önemli görmemektedir. Örneğin Williams ve arkadaşları (1986), Piore ve Sabel'in kitabının eleştirisinde, bu yazarların tezlerini desteklemek için hiçbir kanıt göstermediğini söylemekte, kitlesel üretime dayalı sanayilerin mevcut sorunlarının ve yeni teknolojilerin esneklik kapasitesinin abartıldığını iddia etmektedir [12]. Benzer şekilde Thompson (1986), "esnek uzmanlaşma" düşüncesini üç açıdan eleştirmektedir. İlk olarak, esnek imalat yöntemleri, Standard ürünlerin kitlesel üretiminin sonunu veya büyük fabrikaların yıkılmasını zorunlu olarak gündeme getirmez. Bu tip üretim yöntemi kitlesel üretim ile beraber var olabilir. İkinci olarak, üretimde "esneklik" üzerinde durulması, 1970'lerin sonu ve 1980'lerin başlarındaki ekonomik bunalıma geçici bir tepkiden başka birşey değildir. Son olarak, gelişmiş sınai ülkelerde "esnek uzmanlaşma"nın "kitlesel üretiny'in yerini aldığına dair bir kanıt yoktur [9]. Bu iki karşıt değerlendirme arasında gerçeğin nerede bulunduğunu anlayabilmek için somut verilerin incelenmesi gerekmektedir. Bu nedenle aşağıdaki bölümde, en büyük takım tezgahı kullanıcısı ülkelerden biri olan ABD'de bu iki üretim yöntemi arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Fakat Şekil 1'de görüldüğü gibi ABD NC tezgahların üretiminde diğer ülkelere oranla daha geri kalmıştır. Ayrıca ABD takım tezgahları sanayi son yıllarda büyük bir bunalım içerisine girmiş, diğer (özellikle Japon) imalatçılar karşısında rekabet gücünü büyük ölçüde yitirmiştir. Bu nedenle ABD için geçerli olabilecek sonuçlar, diğer ülkeler için kolaylıkla genelleştirilemez. ABD DENEYİMİ Sayısal kontrola dayalı kontrol sistemlerinin ve üretim yöntemlerinin imalat süreçlerinde yaygınlaşması iki ayrı düzeyde incelenmelidir: tezgah tipi düzeyi ve metal-işleme süreci düzeyi. Farklı takım tezgahlarının sayısal kontrol potansiyeli arasında önemli farklılıklar vardır. Örneğin bir frezenin NC birimi ile kontrol edilmesi, imalat süresi ve kalitesini önemli ölçüde geliştirebileceği halde, broşlama (broaching) makinasının NC birimi ile kontrol edilmesi (tezgahın işleme özelliklerinden dolayı) önemli bir değişikliğe yol açmayabilir. Zaman içinde genel talep yapısında değişmeler olacağı için (örneğin sınai gelişme ile genellikle torna ve matkap tezgahlarının kullanımı göreli olarak azalmaktadır), belirli bir tezgah tipi için NC kullanımının incelenmesi gereklidir. Öte yandan, belirli bir metal-işleme süreci farklı tezgah tipleri tarafından yerine getirilebileceği için, bu metal-işleme sürecini yerine getirebilecek tezgah tiplerinin toplamı içerisinde NC kullanım oranına da bakılması gerekmektedir \ y \ / \\w ' \ \ B2 B< 86 T0TQ ST/NCQ TOTC ST/NCC Şekil 2. NC takım tezgahlarının üretim içindeki oranları Notlar: NCL/L, torna; NCB/B, geniş delik delme (boring); NCD/D, matkap; NCG/G, taşlama; ve NCM/M freze tezgahları üretiminde NC tezgahların oranını göstermektedir. Kaynak: DoC, "Current Industrial Reports: Metalvvorking Machinery", Series MQ35W, ilgili yıllar. Şekil 2 ABD'de üretilen takım tezgahlarında NC kullanım oranlarını göstermektedir. Görüldüğü gibi beş takım tezgahı tipinde de NC kontrol sistemlerinin kullanımı imalat sistemlerinde esnek otomasyonun bir üretim yöntemi olarak yaygınlaştığını göstermektedir. Fakat yukarıda belirttiğimiz gibi belirli bir metal işleme sürecini yerine getiren tezgah tipleri arasında farklı kontrol sistemlerinin kullanım oranına da bakılması zorunludur. Şekil 1'de ABD için talaşlı-imalat süreçlerini yerine getiren (metal kesen) takım tezgahları üretiminde NC tezgahların oranı görülmektedir (ABD/ MK). Şekil 3'de de, mühendislik sanayilerinde kitlesel üretime yönelik imalat sistemlerini temsil eden Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan 1990

8 transfer-tipi tezgahların toplam metal-kesen takım tezgahları üretimi içindeki oranı görülmektedir. Transfer-tipi tezgahları üretim oranında zamana bağlı olarak belirli bir değişim görülmemektedir [3] NCL/L --- NCB/B NCD/D - NCG/GHL ee NCM/M Şekil 3. Transfer-tipi takım tezgahlarının metal-kesen takım tezgahları üretimi içindeki oranı Kaynak: DoC, "Current Industrial Reports: Metalvvorking Machinery", Series MQ35W, ilgili yıllar. NC ve transfer-tipi tezgahların kullanımı arasındaki ilişkinin dolaysız olarak görülmesi için Şekil 4'te transfer-tipi tezgah üretiminin NC tezgah üretimine oranı (ST/NCQ) kullanılmıştır sonrası ticaret istatistikleri tam olduğu için, bu dönem için "talep" (üretim+ithalat-ihracat) oranları da (ST/ NCC) bu şekilde görülmektedir. Her iki oranda da zamana bağlı istatistiksel olarak anlamlı bir değişme yoktur. Bir başka deyişle, NC tezgahların transfertipi tezgahların yerini alarak ST/NC oranının düşmesi yönünde bir eğilim ABD'de görülmemektedir. Bu oranın takım tezgahları talebiyle ilişkisini saptamak için toplam metal-keserı takım tezgahı üretimi (TOTQ) ve talebi (TOTC) (logaritmik ölçekte) bu şekilde gösterilmiştir. ST/NCQ(C) oranı ve takım tezgahı üretimi (talebi) arasında istatistiksel olarak (%5 anlamlılık düzeyinde) pozitif bir ilişki mevcuttur. Bir başka deyişle, takım tezgahına olan toplam talep artınca, transfer-tipi tezgahlara olan talep, NC tezgahlara olan talepten daha çok artmaktadır. Bu verilerden çıkarabileceğimiz sonuçları şöyle özetleyebiliriz. Şekil 4. ABD'de ST/NC oranındaki değişmeler ve metalkesen takım tezgahları üretimi ve talebi Notlar: TOTO: Toplam metal-kesen takım tezgahları üretimi; ST/NCO: Transfer-tipi tezgahların NC tezgahların üretimine oranı; TOTO: Toplam metal-kesen takım tezgahları talebi; ST/NCC: Transfer-tipi tezgahların NC tezgahların talebine oranı Kaynak: DoC, "Current Industrial Reports: Metalvvorking Machinery", Series MQ35W, ilgili yıllar. a) Bütün gelişmiş ülkelerde NC ve esnek otomasyon teknolojileri mühendislik sanayilerinde artan bir önem kazanmaktadır. Fakat bu artış Piore ve Sabel'in düşündüğü gibi esnek otomasyon teknolojilerinin kitlesel üretim teknolojilerinin yerini alması şeklinde olmamaktadır. Bu teknoloji daha çok küçük ve orta ölçekli imalat süreçlerinde kullanılan genel amaçlı, manuel kontrollü tezgahların yerini almaktadır. Transfer-tipi üretimi ve kulanımı bu gelişmelerden pek etkilenmemiştir.' (Bu durum başka ülkelerde bazı farklılıklar gösterebilir. Ayrıca kitlesel üretimde kullanılan tezgahların da elektronik ve sayısal kontrol alanındaki gelişmelerden faydalandığı gözönünde tutulmalıdır. Örneğin programlanabilen kontrol birimleri (programmable controllers) kitlesel üretime yönelik tezgahlarda bir kontrol sistemi olarak yaygınlık kazanmaya başlamıştır. Böylece bu tezgahların da esnekliği arttırılmaktadır. Bu nedenlerle, Ford Motor firmasından E.M. Nel- 8 Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan 1990

9 son'un dediği gibi, "değişmiş, gelişmiş biçimlerinde geleneksel transfer-hattı (metal-) işleme kavramlarına uzun bir süre daha talep duyulacağı" beklenmelidir (aktaran, VVrigıey, 1987: 12) [13]. b) Kitlesel üretim/esnek imalat sistemlerine olan göreli talebin, takım tezgahlarına olan toplam talep ve, genel olarak, ekonomik koşullara bağlı olduğu söylenebilir. Bu sonuç, Thompson'un öne sürdüğü gibi, yaşanan dünya ekonomik bunalımının, esnek imalat üzerine artan ilginin nedenlerinden biri olduğu görüşünü desteklemektedir. Bu nedenle, ekonomik koşulların daha kararlı olması ve ekonomik büyümenin hızlanması, kitlesel üretim teknolojilerine olan ilgiyi gelecekte tekrar canlandırabilecektir. İMALAT TEKNOLOJİSİNDEKİ DEĞİŞİMİN ETKİLERİ Sayısal kontrol alanındaki gelişmeler sonucu yayınlaşan esnek otomasyon teknolojilerinin, Piore ve Sabel'in öne sürdüğü gibi insanlığı "esnek uzmanlaşma" ve "kitlesetüretim" arasında, Sanayi Devrimi'nden sonra ikinci bir seçime zorlayacak ölçüde olmadığını, günümüzde ve yakın gelecekte her iki üretim yönteminin de farklı alanlarda var olabileceğini söyleyebiliriz.fakat bu, yeni imalat teknolojilerinin fazla önemli olmadığı anlamında da yorumlanmalıdır. Bu teknolojiler, aşağıda özetlediğimiz şekilde önemli etkilerde bulunmaktadır. a) Sayısal kontrollü takım tezgahları ilk olarak ABD'de 1950'lerin ortalarından itibaren üretilmeye başlanmıştır. Fakat belirli nedenlerden dolayı, ABD' deki gelişme, özelikle uçak ve savunma sanayileri için büyük, özel amaçlı, yüksek kapasiteli tezgahların imalatı yönünde olmuş, NC tezgahlar diğer mühendislik sanayilerinde fazla yaygınlaşamamıştır (bu konuda ayrıntılı bir çalışma için bkz. Noble, 1984). 1975'ten sonra mikro-işlemci kullanımının başlamasıyla Japon firmalar, küçük, genel amaçlı NC tezgahları büyük ölçeklerde imal ederek üretim maliyetlerini hızla düşürmüşler ve NC tezgah üretiminde egemenliklerini kurmuşlardır. Gerek gelişmiş ülkelerde NC tezgahların pazar içindeki oranlarının hızla artması, gerekse sanayi-içi ekonomik dışsallıklar sonucu, NC tezgah üretiminde geride kalan ABD, diğer takım tezgahlarının da üretiminde rekabet gücünü son yıllarda kaybetmiş ve 1988'de takım tezgahı üretiminde -Japonya, Sovyetler Birliği, Federal Almanya ve İtalya'dan sonra- 5. sıraya düşmüştür (American Machinist, Şubat 1989, s.56). Yeni imalat teknolojilerinin gelişimi, bu gelişime ayak uyduramayan firmaları tasfiye ederek dünya ölçeğinde takım tezgahları üretimindeki işbölümünün yapısını değiştirmektedir. b) Yerel takım tezgahları sanayii, ekonomik dışsallıklar, kolay bilgi akışı gibi etmenler sonucu yerel mühendislik sanayilerinin gelişimine (diğer ülkelerin takım tezgahları sanayileri tarafından yeri doldurulamayacak) katkılarda bulunabilir (bu konuda en önemli kaynak olarak, bkz. Rosenberg, 1976) [7]. Bu nedenle yeni imalat teknolojilerinin yerel üretiminden yoksun olan ülkelerin mühendislik sanayilerinin de olumsuz yönde etkilenmesi, uluslararası rekabet güçlerinin azalması beklenebilir. Örneğin İngiltere takım tezgahları sanayi üzerine hazırlanan bir raporda, bu sanayinin yeni imalat teknolojilerinin geliştirilmesi ve yayılmasında kilit rolü oynadığı belirtilerek yerel takım tezgahları imalatının çeşitli yollarla teşvik edilmesi önerilmektedir (Sciberras ve Payne 1985) [8]. c) İmalat teknolojilerindeki değişmeler, sadece gelişmiş ülkelerin kendi aralarındaki ilişkileri değil, gelişmiş ve azgelişmiş ülkeler arasındaki ilişkilerde de çeşitli dönüşümlere etkide bulunmaktadır. Herşeyden önce, yukarıda belirtildiği gibi, sayısal kontrola dayalı teknolojiler gelişmiş ülkelerin mühendislik sanayilerinde küçük ve orta ölçekli imalatın daha verimli ve ekonomik hale gelmesini sağlamaktadır. Gelişmiş ülkeler, transfer-hattı gibi teknolojilerle büyük ölçekli imalat süreçlerinde otomasyonu sağladıktan sonra, yeni sayısal kontrola dayanan teknolojilerle daha küçük ölçekli imalat süreçlerinin de otomasyonuna başlamışlardır. Bu teknolojilerin uygulanmasının çok uzağında olan azgelişmiş ülkeler, küçük ölçekli üretim alanındaki göreli üstünlüklerini de böylece kaybetmeye başlamış, gelişmiş ve azgelişmiş ülkeler arasındaki imalat teknolojilerindeki uçurum daha da açılmıştır (UNIDO, 1984) [11]. d) Yeni imalat teknolojilerinin, bu makalede üzerinde durmadığımız fakat son derece önemli bir başka etkisi de, mikro düzeyde, üretimin örgütlenmesi ve işçilerin üretim sürecindeki konumlarıyla ilgili yeni seçeneklerin ortaya çıkmasıdır. Bu konu üzerinde önemli çalışmalar çeşitli araştırmacılar tarafından yapılmıştır (iki örnek için bkz. Blackburn, Coombs ve Green, 1985 [1], ve Burnes, 1988) [2]. Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan 1990

10 SONUÇLAR Mikro-işlemcilerin sayısal kontrol birimlerinde kullanılmasıyla gelişmeye başlayan yeni imalat teknolojileri, mühendislik sanayilerinde daha önce otomasyonu başarılamamış süreçlerin de (esnek) otomasyonunu başarmaktadır. Carisson'ın da (1988) gösterdiği gibi bu teknolojiler, mühendislik sanayilerinin uluslararası rekabet gücünü önemli ölçüde belirleyen bir etken haline gelmiştir [3]. NC takım tezgahlarının ve benzeri ekipmanın kullanımındaki etkinlik ve beceri, uluslararası işbölümünde alınacak rolü belirleyebilecektir. Türkiye gibi mühendislik sanayilerinde üretim ölçeği görece küçük olan ülkeler için bu imalat teknolojilerinin önemi daha daha da fazla olabilir. Pazarın büyüklüğü ve teknolojik birikimin yetersizliği gibi nedenlerle zaten kitlesel üretim süreçlerinin uygulandığı alanlar dışındaki ürünlerin imalatını gerçekleştirebilen bu ülkeler için yeni imalat teknolojileri, uluslararası rekabet gücüne ulaşmada önemli bir etken olmaktadır. Bu nedenle, özellikle (NC) takım tezgahların üretimi ve kullanımına ilişkin yerel teknolojik yetkinliğin geliştirilmesi gerekmektedir. Aksi takdirde, üretim ve üretkenlik artışlarına olan önemli katkılardan dolayı imalat sanayinin ve genel olarak bütün ekonominin temel taşı konumundaki mühendislik sanayilerinin gelişimi engellenmiş olacaktır. Notlar 1. Mühendislik sanayi kavramıyla, Birleşmiş Milletler'in Uluslararası Standard Sanayi Sınıflandırması'nda ISIC 38 grubuna giren metal işleri, makina imalat, ulaşım araçları ve hassas cihazlar sanayileri anlaşılmaktadır. Bu sanayiler gelişmiş ülkelerde imalat sanayinin (üretim ve işgücü açısından) % 40'ından fazla bir kesimini oluşturur. Mühendislik sanayilerinin özellikleri ve ekonomi içindeki önemi için, bkz. UNIDO, 1974 [10]. ıııııııı 2. Bu makaledeki bütün şekiller, üretim değeri verilerine dayanmaktadır. 3. Metal - işleme süreci olarak, talaşlı imalat sürecinin de altında, daha detaylı inceleme yapılması daha faydalı olabilirdi. Fakat bu tip bir karşılaştırma için gerekli verilerin olmaması, bu düzeyin kullanılmasını zorunlu kılmıştır. KAYNAKÇA [1] Blackburn, P., Coombs, R. ve Green, K., Technology, Economic Grovvth and the Labour Process. New York: St. Martin's Press. [2] Burnes, B, "New Technology and Job Design: The Case of CNC", New Technology, Work and Employment (3): [3] Carisson, B., "Flexible Manufacturing and US Trade Performance". Research Program in-lndustrial Economics VVorking Paper, CWRU, ABD. [4] Edquist, C. ve Jacobsson, S., Flexible Automation: The Global Diffusion of New Technology in the Engineering Industry. Oxford: Basil Blackvvell. [5] Noble, D.F., Forces of Production: A Social History of Industrial Automation, New York: Oxford University Press. [6] Piore, N. ve Sabel, H., Second Industrial Divide. New York. [7] Roserberg, N., Perspectives on Technology. Cambridge: Cambridge Universitiy Press. [8] Sciberras, E. ve Panye B., The UK Machine Tool Industry: Recommendations for Industrial Policy. London: The Technical Change Center. [9] Thompson, G., The.American Industrial Policy Debate: Any Lessons for the UK", Economy and Society(16):1-74. [10] UNIDO, The Engineering Industry. New York: UN. [11] UNIDO, VVorld Non-electrbal Machinery. New York: UN. [12] VVilliams, K., Cutler, T., VVilliams, J. and Haslam, C, "The End of Mass Production?", Economy and Society (16): [13] VVrigley, A., "Traditional Transfer-line Machining Concepts Will Stay in Demand", Metalvvorking News(May4): Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan 1990

11 Yeni-teknolojiler yardımıyla kuvvet santrallerinde verimin yükseltilmesi Emin BAYRAKTAR Boğaziçi Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü Bu yazıda, Kuvveti SanimÜerinin yaşmtı,ı ortaya çıkan sorunlar ele ahnmtşhrj, Ayrıca kullanılan yçni tür. yakıtlar ve teknolojiler yariımıyfa kuvvet santrallerin-^ deki verim artışları anlattlmtştır. Her bir durum için değişik örnekler verilmiştir. in this paper, the buüding of pomtr plants and cammon problertıs such a$ enmronmental pollution appearing âuring tkeir operatings arc studied. Productivüy 4ue to new> materials and technologies used in -pomer plants are also explained. Variom eaossples for each conditiok are given. B üyük kuvvet santrallerinin yapımında ortaya çıkan yakıt, ısı iletimi, ekzos havasının ve artık suların zararlı özdeklerden arındırılması gibi çevre korunumu ile ilgili ederlerin gelecekte bugünkünden çok daha fazla önemseneceğinden kuşku yoktur. Pek çok etkene b'iğlı olan bu ederler kuvvet santralı için yer seçimini etkilerler (Örneğin, soğutma suyunun kolayca elde edilmesi nedeniyle nükleer santrallerin denizdeki yapay odalara kurulması gibi). Her üç eder etkenini de olumlu yönde etkileyen tek teknik çözüm yolu; santrallerin verimini yükseltmektedir. Kuruluş ederini yükseltmeksizin de verimin arttırılması olanağı vardır, çünkü kuruluş ederinin büyükçe bir kısmı öncelikle santralın elektriksel gücüne değil, ısıl gücüne bağlı olarak değişir. Elektriksel gücün ısıl güce oranının uygun şekilde düzeltilmesi, özgül ısıtma yüzeylerinin küçülmesi sonucunu doğurur. Binalar, yakıt depoları, yakıt iletimi, soğutma suyu devri ve soğutma suyu pompaları gibi yardımcı ve yan kuruluşların ederleri de düşer. Sözü edilen biriktirimler yüksek verim değerlerine ulaşılmasında önemli rol oynarlar. Her üç eder etkenini etkileyen düşünsel çözümün yüksek verimli nükleer santraller olabileceği 1 No'lu çizelgeden görülebilir. Ne var ki, bugün yaygın hale gelmekte olan hafif reaktörlü nükleer kuvvet santrallerindeki verimler ve diğer nükleer kuvvet santral tipleri ile ulaşılabilecek verimler yeterli değildir. Kalorik bir kuvvet santralinin kuruluş verimini etkileyen etkenlerden olan termik verim baskın bir büyüklüktür. Bu değerin duyulur biçimde yükseltilebilmesi ancak işlem sürecinin üst sınır sıcaklığının yükseltilmesi ile gerçekleşebilir. Su buğusu sürecindeki max. sıcaklığın yükseltilebilmesi için gerekli yüksek basınç değerler; sınır oluştururlar (bilinen güncel malzemelerde görülen dayanım düşüşleri ve 600 C'dan suyun çözüşmeye başlaması, sınırların oluşumuna nedendirler). Sözü edilen sınırlar, ekonomiklik koşullarını çiğnenmeksizin aşılamazlar. Isıl verimin daha da yükseltilebilmesi için, alışılagelmiş su buğusu sürecinin farklı diğer enerji dönüşümü süreçleriyle kombine edilmesi gerekir. Bu durumda gaz türbini süreçlerinde olduğu gibi iş yapan diğer özdeklerin söz konusu edildiği buğu süreçleri ortaya çıkar. Gaz türbini süreçleri önceleri, fosil yakılan buğulu kuvvet santrallerinin tesis verimlerini yükseltmek amacıyla kullanılırdı ile 1948 yılları arasında ABD'de kurulan civa buharı süreçli yedi adet kuvvet santralinin dışında, Rankine'in süreci günümüze kadar kurulan santrallerin hiçbirinde kullanılmamıştı. Melallurjik nedenlerle, ancak 50(FC üst sınır sıcaklık değerine kadar ulaşılabilmesi, civa buğusu sürecinin kullanılamaması sonucunu doğurmuştu. Bilindiği gibi 500 C gibi bir sıcaklık değerine bugün artık su buğusu sürecinde doğrudan ulaşılabilir ve aşılabilir. Su buğusu süreçlerinde ısının küçük bir kısmı üst sınır sıcaklığında sürece verildiğinde civa buğusu süreçlerinde ortalama üst sınır süreç sıcaklığı daha yüksek olursa da, bu avantaj, civadan suya ısı iletimi Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan 1990

12 için gerekli sıcaklık aralığı nedeniyle etkinliğini kaybeder. Daha yüksek sistem sıcaklıkları için ilk planda düşünülebilen iş yapan özdekler sadece alkali metallerdir (öncelikle Caesium ve Potasyum). Ne var ki, pahalılığı nedeniyle Caesiumun kullanılması çok sınırlı olur. Birkaç yıl öncesine kadar gerekli teknolojik bilgiler elde olmadığından, alkali metal buğusu ön süreçli bir kuvvet santralinin yapımı düşünülemezdi. Alkali metal teknolojisi uzay çalışmaları için de gerekli olunca bu konudaki araştırmalar yoğunluk kazanmış ve önemli ilerlemeler kaydedilmiştir. Alkali metal buğusu ön süreçli bir kuvvet santralinin tek sorunu bugün için çözümlenmiş durumdadır. Ayrıca bu yolla elde edilecek yüksek tesis verimleri, yakın bir gelecekte tüm dünyayı çok yakından ilgilendireceği kesinlik kazanan enerji gereksinmesi ve ekonomik olarak harcanımı sorunlarına çözüm getirecektir. POTASYUM /SU SÜRECİ: Böylesi çift buğu süreçli bir kuvvet santralinin basit devre şeması Şekil 1'de görülmektedir. Şekli 1. Potasyum ön süreçli nükleer kuvvet santrali (merkezi) G : Jeneratör. KK : Potasyum kondenzatörü KT1 : Yüksek sıcaklık - Potasyum türbini KT2 : Düşük sıcaklık - Potasyum türbini K : Potasyum buğulaştırıcısı R : Reaktör WK : Su kondenzatörü WT : Buğu türbinleri WÜ WV : Su buğusu - kızdırıcısı : Su - buğulaştırıcısı Nükleer bir reaktörde elde edilen ısı bir birincil soğutucu özdek yardımıyla (örneğin Helyum) Potasyum buğulaştırıcısına iletilir. Böylece Potasyumun ön ısınması ve buğulaşması sağlanmış olur. Soğuyan (ısı kaybeden) birincil soğutucu özdek bir dolaşım pompası ile yine nükleer reaktöre iletilir. Potasyum buğusunun enerjisinin bir kısmı potasyum türbininde, yoğuşma ısısı ise konvansiyonlu bir su buğusu sürecinde kullanılır. Su buğusu türbininden çıkan çürük buharın ekzos ısısı ise yoğuşturucuda kalır. Potasyum buğusunun yoğuşması iki aşamada olur. Potasyum buğusunun 500 C ile 600 C arasında yoğuşan küçük bir kısmı su buğusunun kızdırılmasında kullanılırken daha düşük sıcaklıkta yoğuşan esas büyük kısım suyun birincil buğulaşmasını sağlar. Buğu süreçlerinde besi akışkanlarının türbinden çekilen buğu ile ön ısıtılması, sürecin Carnot çevrimine yaklaştırılabilmesi için öngörülmüştür. ÜÇLÜ BUĞU SÜRECİ: Sözü edilen devreden Potasyum /Su ısı değiştirgeci önemli bir sorun oluşturur. Bir arıza durumunda su buğusu yüksek basıncı nedeniyle potasyumun yoğuşma hacmine girer. Dolayısıyla güvenirlik sorunları su buğusu süreçlerinde çok yüksek basınçlara olanak tanımaz. Yükselen su buğusu basıncı ile arızanın sonuçları daha da tehlikeli olurken büyük çeper kalınlıklarının ısıl gerilmeleri de çok artar. Orta düzeydeki su buğusu basınçlarında bile, belkili bir çatlağın veya deliğin neden olabileceği arzu edilmeyen sonuçları önleyebilmek için veya zararları minimumda tutabilmek için özel önlemler alınır. Sözü edilen sorunun çözüm yollarından biri Potasyum ve su sürecinde iş yapan üçüncü bir özdekin kullanılmasıdır. Böylesi bir özdek bir yönden potasyum ve su ile tehlikesizce karışabilirken diğer yönden de işlem süreci için uygun fizik özellikler içermelidir. Ayrıca bu özdek konstrüksiyon malzemelerine etkimemeli ve ısıya dayanıklı olmalıdır. Isıl kararlılıktaki yetersizlikler göz önüne alınmazsa civanın yamsıra organik özdeklerden diphenly ve terphenyl yukarıdaki koşulları sağlayan özdeklerdir. Ne varki, bir kuvvet 12 Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan 1990

13 santralinde kullanılabilecek kadar büyük miktarlarda civa eldesi olağan değildir. Organik özdeklerden olan diphenyl en yüksek ısıl kararlılığı gösterir. Büyük miktarlarda ve ucuzca elde edilebilen diphenyl, potasyum ile su arasında devreye alınabilecek iş yapan bir özdek olarak en uygun olanıdır. Şekil 2'de şematize edilen süreçte potasyum bir potasyum-diphenyl ısı değiştirgeci içinde yoğuşur, oluşan diphenyl buğusu ise bir türbinde iş yapar ve diphenyl - su ısı değiştirgeci içinde yoğuşur. Burada oluşan su buğusu kısmen genleştikten sonra diphenyl buğusu ile ara kızdırmaya alınabilir. Şekil 1'de potasyum buğusu için öngörülen iki aşamalı yoğuşma burada gerekli değildir. Geri kalan yönleriyle Şekil 1'de büyük oranda benzerlik gösteren bu süreç çok uygun bir çözüm oluşturur. buğulu kuvvet santrallerinin eksine, uygun ön süreçli devrelerde bunlara gerek olmadığı gibi bazı durumlarda ters etki de yapabilirler. Örneğin potasyum ile su süreçleri arasındaki sıcaklık düşüşünden organik bir Rankine süreci ile daha iyi yararlanılır (yüksek buğu basıncı ve yüksek kızdırma sıcaklığına göre). ÜÇLÜ BUĞU SÜRECİNİN T-s VE 1/T-h ÇİZGELERİNDE GÖSTERİLİŞİ: Şekil 3'de üçlü buğu sürecine ait T-s çizgesi görülmektedir. ıiiıniütın] 1 \ \ Şekil 2. DK DT DV G KK KT1 KT2 KV R WK WT1 WT2 WV WZÜ Üçlü buğusu süreçli nükleer kuvvet santrali (merkezi) : Diphenyl kondenzatörü : Diphenyl türbinleri : Diphenyl buğulaştırıcısı : Jeneratör : Potasyum kondenzatöıü : Yüksek sıcaklık potasyum türbinleri : Düşük sıcaklık potasyum türbinleri : Potasyum buğulaştırıcısı : Reaktör : Su kondenzatörü : Yüksek basınç buğu türbinleri : Düşük basınç buğu türbinleri : Su buğulaştırıcısı : Su ara kızdırıcısı Diphenyl süreci sadece yukarıda sözü edilen güvenirlik sorununu çözümlemekle kalmayıp, toplam süreç boyunca sıcaklık düşüşünden daha iyi yararlanılmasını sağlar. Böylece tesis verimi yükselmiş olur. Yüksek tesis verimlerine ulaşılabilmesi için olabildiğince yüksek basınç ve dolayısıyla yüksek bir kızdırma sıcaklığının gerekli olduğu konvansiyonel mc- ' 00-6C İOO- J5O- * 0 1 f llllllllllilli!;,! 10."1 \ K Şekil 3. Üçlü buğu sürecinin T-s çizgesi Birbirine bağlı pek çok iş sürecinin ortak bir çizgede gösterilişinde, akışkan kütlesi ile çarparak entropiyi KJ/KgK yerine T-s çizgelerinde alışılmış olduğu gibi KW/K boyutuna getirmek daha anlamlı olur. İş yapan özdek bölündüğünden çevrim süreçlerinin T-s çizgelerinde gösterilişi, bilindiği gibi zorluklar doğurur. Besi akışkanının ön ısıtılması için ara basamaklar- Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan 1990

14 dan çekilen buğu miktarları nedeniyle kütle değişimi olur. Bu değişimi çizgede belirtebilmek için çoğu kez bir genleşme eğrisi kullanılır. Bu eğri, türbinin her bir basamağındaki oranlarla uyum göstermez.şekil 3'de bu sorun, türbinin her bir basamağından çekilen kısmi akışkanların alt sınır eğrisi üzerinde ara çekişler ile çözülmüştür. Böylece, kütle değişimine karşın buğunun genleşme eğrisi değişmez ve genleşme sırasında ortaya çıkan entropi değişimleri hemen, kolaylıkla farkedilir. Verilen bir sıcaklıkta iş yapan özdeğe ait ısı, genleşme eğrisi ile, ara çekiş akımları içindeki ısıların taşınması ile ortaya çıkan doğru dizileri arasındaki entropi farkı ile verilir. Kısmi akımlar alındıktan sonra iş yapan özdeğin ana akımına dışarıdan ısı verilerek ara kızdırma yapılacak olursa çizgede bir açık doğar, çünkü iş yapan özdeğin önce dışarı alınan kısmına, ana akıma göre az miktarda enerji verilmiş olur. Besi akışkanının ön ısıtılması sayesinde işlem sürecinin adım adım Carnot çevrimine yaklaştığı T-s çizgesinden görülmektedir. Üçlü buğu süreçlerinin termodinamik oranlarını grafik olarak belirtebilmek için diğer bir yol da 1/T-h çizgeleridir (Şekil 4). Sürecin verimi, 1/T-h çizgesinde taralı olmayan alanların toplam alana oos bulunabilir. Eğik taralı olan alanların toplam alana oranı ise üçlü buğu sürecinin Carnot verimini açıklar; sürecin üst sınır sıcaklığı 890 C ve soğutma suyunun sıcaklığı 15 C olması durumunda bu verim %75,2'dir. Düşey yönde taralı alanlar ise toplam sürecin enerji kayıplarını göstermektedir. Diğer bir deyişle bu alanlar, üçlü buğu sürecinin Carnot veriminden tersine çevrilir olmayan olaylarla sapma oluşturan kayıpları göstermektedir. Geniş aralıklarla taralı alanlar kısılma kayıplarını, ince taralı alanlar ise eş ısıl olmayan ısı geçişleri nedeniyle ortaya çıkan kayıpları belirlemektedir. Her bir iş sürecinin ısı alışı ve ısı verişi yaklaşık eş ısıl olduğundan üçlü buğu sürecinde enerji kaybının ne denli az olduğu Şekil 4'de açıkça görülmektedir. Toplam süreç için çizgeden alınan ısıl verim değeri %60,9 dur. ARTIK ISININ KULLANILMASI: Üçlü buğu sürecinin kullanılması durumunda artık ısının ısıtma amaçları için kullanılması da bugüne dek kullanılagelen santral süreçlerindekinden önemli oranda daha ekonomiktir. Bu türden bir santralın karşı basınçlı su buğusu türbini ile donatıldığında, yoğuşma ısısı kışın merkezi ısıtma ağında değerlendirilirken, yazın da kuru soğutma kulelerine iletilir. Özellikle nükleer ısı kaynaklarının kullanılması durumunda sözü edilen kuvvet santralleri sağlıklı bir çevre için önemli bir çözüm olacaklardır. Çünkü bu santraller tüketici bölgenin yakınında kurulabilir ve verimlerinin yüksek olması nedeniyle ucuz enerji üretimini olağan kılmakla kalmazlar, akım üretimi / ısı üretimi oranının da (akım etkeni) daha uygun değerler almasına neden olurlar. Yazın yoğüşturucu ile çalışan ve kışın da karşı basınç ile çalışan alışılagelmiş türbinlerdekinin aksine üçlü buğu sürecinde tüm elektriksel güç kışın dahi kullanılabilir durumdadır, ayrıca su buğusu türbinlerindeki pahalı alçak basınç basamakları da burada görülmez. Şekil 4. Üçlü buğu sürecinin 1/T-h çizgesi IDOü oranından veya süreç eğrisi tarafından verilmiş olan, işe çevrilen entalpinin toplam entalpiye oranından ISI KAYNAĞI: Önerilen üçlü buğu süreci gerek fosil ve gerekse de nükleer ısı kaynağı ile gerçekleştirilebilir. Çizelge 1'de verilen gelecekteki ısıl santrallerinin ederleri ve yer küremizin enerji rezervleri göz önünde bulundurulursa uzun vade içinde de olsa nükleer ısının kullanılmasının kaçınılmazlığı iyice anlaşılır. Örneğin ısı kaynağı olarak, gaz ile soğu- 14 Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan 1990

15 Çizelge 1: Gelecekteki kuvvet santrallerinin (merkezlerinin) maliyetlerine etkime olanakları Yakıtın maliyeti Isı atılmasının maliyeti Ekzos gazı ve artık suyun temizlenmesinin maliyeti Etkileme Olanağı Düşük özgül sarfiyatı Daha ucuz yakıt Düşük özgül artık ısı Zararlı maddelerin düşük özgül üretimi Düşük ekzos ve artık su miktarı Teknik Çözüm Yolu Yüksek verim Nükleer enerji (Özellikle yüksek çevrim oranlı) Yüksek verim Yüksek verim Curufsuz ve külsüz yakıt (Nükleer enerji, gaz, düşük) kükürt oranlı petrol Nükleer enerji tulan bir yüksek sıcaklık reaktörü düşünülebilir. Soğutucu özdekin reaktör girişindeki en düşük sıcaklığı C civarında bulunurken, reaktör çıkışında bu değer soğutucu özdekin zaman birimi içindeki devir sayısı ile orantılıdır ve yaklaşık 1100 C civarında olur. Son yıllarda geliştirilen Helyum ile soğutulan yüksek sıcaklık reaktörlerinin üçlü buğu sürecine uygun olabilmesi için reaktör girişindeki soğutucu özdeğin yüksek sıcaklığının ortaya çıkardığı sorunların giderilmesi gerekir. (Soğutucu akışkan pompasına ait sorunlar v.b.) Örneğin, sentez gazlarının eldesi için üçlü buğu.süreci ile ısı değerlendirme süreci kombine edilecek olsa, sorunlar demetine belki bir çözüm getirilmiş olur. Gaz soğutmalı reaktörlerde primer soğutucunun pompa gücü göz ardı edilemez. Reaktör çıkışındaki sıcaklığın 1100 C, potasyum buğulaştırıcısı girişinde helyum sıcaklığının 930 C, bu noktadaki basınç 50 bar ve primer devredeki basınç kaybı 1,5 bar ise ve %85 verimle çalışan bir pompa kullanılırsa helyum pompa için 17 K kadar ısınır. Bu değer, potasyum buğulaştırıcısı içinde bulunan primer soğutucu sıcaklık aralığının %10'u kadardır. Yoğuşturucu düzen ile donatılmış üçlü buğu süreçlerinde verim %60'ın üzerindedir. NB = 0,6 NT = (NR + NG) = 0,6 (NR + 0,1 NT) NN = NB - NG = 0,6 NR - 0,04 NT NR = 0,9 NT Tl = NN NR 0,04 = 0,6 = 0,56 0,9 NB = Kuvvet merkezinin brüt gücü, NN = Kuvvet merkezinin net gücü, NG = Pompa gücü, NT = Üçlü buğu sürecinin ısıl gücü, NR = Isıl reaktör gücü. Böylesi bir nükleer kuvvet merkezinin toplam verimi bu koşullarda pompa işi nedeniyle %60'dan %56'ya düşmektedir. Primer soğutucu olarak bir sıvı ortam kullanılacak olsa pompa gücü göz ardı edilecek kadar küçük kalır ve toplam verim % 60 civarında olur. Yukarıda belirtilen sıcaklık değerleri anımsanacak olsa sıvı soğutucular olarak sadece alkali metallar ve özellikle sodyum akla gelir. Gelecekte bu alandaki deneyimler yeterince arttığında sodyum soğutmalı reaktörlerin sıcaklık düzeyleri giderek yükseltilebilecek ve bu reaktör tipi de burada önerilen kuvvet merkezi süreçleri için ısı kaynağı olarak kullanılabilecek "Potasyum - Kaynama Reaktörlerinde potasyum aynı zamanda reaktörün soğutucu özdeği görevini yüklenmiştir. Burada soğutucu akışkan sıcaklığı hayli düşük olmasına karşın bu reaktör tipi, güvenlik yetersizliği nedeniyle sorunlar getirmektedir. Füzyon Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan

16 reaktörleri uzak bir gelecekte önerilen süreç için ideal ısı kaynağı olabilirler. Olabilecek en yüksek verimi elde etmek için aşırı (ekstrem) yüksek sıcaklıklarla çalışılacak olursa üçlü buğu sürecinin nükleer kuvvet merkezlerindeki uygulamasında zorluklar doğar. Buna karşın fosilli ısı kaynaklı kuvvet merkezlerinde bu gibi sorunlar önemli oranda azdır. Bu nedenle ilk planda, üçlü buğu süreci uygulanan fosilli esasa dayalı ısı kuvvet merkezlerinin gelişmesi ve inşasına önem verilmektedir. Bilindiği gibi Hidrojen, nükleer ısı yardımıyla suyun ısısal ayrışmasında elde edilebilir. Hidrojen böylesi fosilli bir ısı kuvvet merkezinde yakılacak olursa nükleer enerji dolaylı olarak küvet merkezinde kullanılmış olur. Bu gün kullanılan veya yakın bir gelecekte kullanılacak olan nükleer reaktörlerde, üçlü buğu sürecinin ekonomik olarak uygulanabilinip uygulanamayacağını deneyler ve araştırmalar gösterecektir. sıcaklığı 287 C olarak seçilir. Bu sıcaklık değeri, 55 bar basınçtaki suyun buğulaşma sıcaklığının 17 C üzerindedir. Oluşan su buğusu ayrıca ısıtılmadan bir doymuş buğu türbininde 9 bar'a gelişleyerek iş yapar, 270 C'a kadar ara ısıtması yapılır ve sonuçta türbin içinde 0,05 bar yoğuşma basıncına kadar genişlemesine izin verilir (33 C). Kuru soğutma kuleli karşı basınç türbinlerinde buğu devri sıcaklığının alt sınırı 100 C yakınlarında seçilebilir. ARA PARAMETRELERİN SEÇİMİ: Süreç için seçilen parametreler, ekonomik bir tesis ederi ve işletme ederi yanısıra kuvvet merkezinin veriminin olabildiğince yüksek olmasını sağlayabilmelidir. Süreç parametrelerinin en iyilenmesi için, herbir parametrenin ederi ne denli etkilediği bilinmelidir. Bu nedenle aşağıda sözü edilen parametreler fosilli ısı kaynaklı kuvvet merkezlerinde verimin en iyilenmesi için düşünülmüştür. En önemli parametre 3 bar basınçta doymuş kuru potasyum buğusunun 890 C'lik sıcaklığıdır. Sözü edilen basınç ve sıcaklık değeri için potasyum sisteminin dayanç ve korozyon sorunları ekonomik olarak çözümlenebilir düzeydedir. Doymuş buhar sıcaklığının yükseltilmesi yalnızca potasyum buğusu sürecinin veriminin iyileşmesi sonucunu getirmekle kalmaz, sistemin basıncı da yükseleceğinden potasyum buğulaştırıcısının küçülmesine de neden olur. Buna karşın, bugünün malzemeleri söz konusu olduğu sürece, şiddetli gereksinme doğmadıkça 900 C'in üzerine çıkılmaması önerilir. Potasyumun ön ısıtılması için gerekli kütle göz ardı edilecek olursa Potasyumun tümü yaklaşık 480 C'de yoğuşturulur. Diphenyl'in buğulaşma sıcaklığı 21 bar basınçta 415 C'dır. Bu sıcaklık değeri Dipheynl'in Pyrolyseratları 100 ppm/h civarındadır ve küçük temizleme düzenlerince rahatlıkla kontrol edilebilir. Dipheynl'in yoğuşma Şekil 5. BK DK DT DV G GT K1 K2 KK KT1 KT2 WK WT1 WT2 WV WZÜ Fosil yakıtlı üçlü buğu sürecine göre çalışan kuvvet santralinin (merkezinin) devre şeması : Yanma odası : Diphenyl - Kondenzatörü : Diphenyl - Türbinleri : Diphenyl buğulaştırıcısı : Jeneratör : Duman gazı türbinleri : Hava kompresörü : Duman gazı kondenzatörü : Potasyum kondenzatörü : Yüksek sıcaklık potasyum türbinleri : Düşük sıcaklık potasyum türbinleri : Su kondenzatörü : Yüksek basınç buğu türbinleri : Düşük basınç buğu türbinleri : Su buğulaştırıcısı : Su - Ara kızdırıcısı Potasyum buğulaştırıcısının gücü 1000 M W seçilecek olsa, bu değer 600 MW lık bir kuvvet merkezi gücüne karşılık gelir. Kuvvet merkezi sürecinin önemli değerleri Çizelge 2. de verilmiştir. Fosilik ısı kaynaklı böylesi bir kuvvet merkezinin ayrıntılı uygulama şeması ise Şekil 5'de görülmektedir. 16 Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan 1990

17 Çizelge 2: Üçlü buğu süreçli kuvvet santralinin (merkezinin) ana verimleri (İzolasyon kayıpları göz ardı edilmiştir.) Süreç Sürecin üst sınır değerleri Sürecin alt sınır değerleri Verim Teknik güç (net) Potasyum 890 C/3 bar 477 C/0,027 bar 29,1 % 291 MW Diphenyl 455 C/20,9 bar 287 C/2,0 bar 16,9% 119,5 MW Su (Karşı basınçlı çalışma) 270 C / 55 bar (Ara ısıtıcı 270 C / 8,9 bar) 100 C/1 bar 23,6 % 139,2 MW Su (Kondenzasyonlu çalışma) 270 C / 555 bar (Ara ısıtıcı 270 C/8,9 bar) 33 C / 0,051 bar 33,6 % 198,1 MW Üçlü buğu süreci (Termik güç: 1000 M W Karşı basınçlı çalışma Kondenzasyonkj çalışma 55,0 % 60,9 % 549,7 MW 608,6 MW SONUÇ Ham enerji taşıyıcılarının kısaltılması ve çevre kirlenmesi ile ilgili sorunlar, geleceğin büyük ısıkuvvet merkezlerinin inşaası ve ısıl verimlerinin yükseltilmesi ile önemli oranda çözümlenebilir. Nükleer teknik ve uzay çalışmaları için ortaya çıkan yeni teknolojiler yardımıyla yeni bir ekonomik bir kuvvet merkezi tipinin geliştirilebileceği görülmüştür. Bu kuvvet merkezi tipinde, iş yapan özdekler olan potasyum diphenyl ve suyun buğu süreçlerinin uygun kombinezonları uygulanırsa toplam verim yaklaşık %56-60 değerleri civarına yükselebilecektir. KAYNAKÇA [1] Offshore Nuclear Power Plant. Nuclear Engineering, Juni [2] The Corrosion of Alloy Steel by High-Temperature Steam Trans. of ASME, 66 (1944). [3] Kombinierte Gas-Dampf-Prozesse. [4] Evaluating thermodynamic parameters and selecting flow schemes for closed-cycle MHD power plants. [5] Extrem hohe Kraftwerkswirkungsgrade durch Dreifach - Dampfpross. [6] Energie und Exerige. VDI - Verlag, DÜZELTME- Aykut Göker'in geçen sayımızda (362 / Mart 1990) yer alan "Bilim - teknoloji sanayi üçlemesi ya da umut üzer/ne"başlıklı yazısının son paragrafında bir pikaj hatası sonucu iki satır düşmüş ve bir başka yazıdan satır girmiştir. Son paragraf aşağıdaki biçimde olacaktı; düzeltir, okuyucularımızdan özür dileriz. "Makina mühendisleri sayısındaki bu büyüme umut vericidir; 1990'da makina mühendisi sayısının 'in üzerinde olması büyük umuttur. Ama bir şartla; bilim ve teknolojideki başka büyüklüklerin de aynı oranda artmasına olanak tanıyan bir üretim ortamını yaratabilirseniz; bilim-teknoloji-sanayi üçlemesinin önünü açabilirseniz... Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan

18 Damper kaldırma mekanizmasının optimum tasarımı Doç. Dr. Mehmet DİLMAÇ Mak. Müh. Muhsin CEREN Mak.Yük.Müh. Serpil KARAKUŞ Hacettepe Üniversitesi, Zonguldak Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölümü, ZONGULDAK önemli ölçüde kullanılmaktadır. Damper kadırma mekanizmaları dört uzuvlu mekanizmalarından türetilmiştir. a-) 1- Hidrolik silindir 2- Çekirge ayağı 3- Kamyon kasası Bu çalışmada, damper kaldırma mekanizmasının optimum sentezi için, kinematik ve dinamik kuvvet analizi gerçekleştirilmiştir. Etkileşimli bilgisayar program ile, mekanizmanın her bir peryoâundaki verilen bir kinematik giriş için, giriş elemanına etkili giriş kuvveti veya momenti ve bütün mafsallardakt reaksiyon kuvvetleri hesaplanmıştır. Kriter fonksiyonu ve sınırlayıcılar takımı arasındaki bağıntılar dikkate alınarak bir analitik optmizasyon denklemi formüle edilmiştir. Mekanizma optimum ölçülen ile, giriş uzvuna etkili kuvveti minimize eden bir kriter fonksiyonu için tasarlanmıştır. Şok i I 1. Damper kaldırma mekanizmaları a) A tipi, b) Btipi D amperli kamyonlar, genellikle çelik saclardan yapılan kasaları ile dökülebilen malzemeleri taşıyan araçlardır ve bu araçlar aynı zamanda yükü boşaltmak amacıyla kaldırma mekanizmaları yardımıyla kasayı devirirler. Damper kaldırma mekanizmaları, A tipi ve B tipi olarak tanımlanmıştır. Genelde, A tipi "çekirge ayaklı tip" ve B tipi "kaya tipi veya teleskopik silindirli tip" olarak bilinmektedir (Şekil 1 ve 2). Dört döner mafsallı bir döıt uzuv mekanizması çoğunlukla dört çubuk mekanizması olarak adlandırılır. Dört çubuk mekanizmasının makinalara tatbiki pek çoktur. İzleyici uzvun konumu dört çubuk mekanizmasının çıkışı olarak kullanılabilir. Damperli kamyonlarda kullanılan dört çubuk mekanizması eğik durumda iken damperin ağırlık merkezinin eğimli doğrusal bir hat üzerinde hareket etmesiru sağlar. Dört uzuvlu mekanizmalar bir çok makinada Şekil 2. Damper kaldırma mekanizmalarının şematik gösterimi a) A tipi, b) Btipi Bir dört çubuk mekanizmasının hareket karekteristikleri uzuv uzunluğu ölçülerine bağlı olacaktır. Sabit uzva "kamyon şasisi" bağlı olan izleyici uzuv "kamyon kasası" ve giriş uzvu sadece sınırlandırılmış iki devirme açısı arasında salmabilir. Bu dört çubuk tipi çift sarkaç olarak adlandırılır. Yukarıdaki uygulama sentez metodları yardımıyla çözülebilir. Damperli kamyonlarda, ana motor ile tahrik edilen hidrolik pompa basınçlı yağ üretmekte ve bu yağ yardımcı elemanlar aracılığı ile hidrolik silindire aktarılmaktadır. 18 Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan 1990

19 Aslında, A tipi damper kaldırma mekanizması, hidrolik silindir ile tahrik edilen bir dört çubuk mekanizmasından ibarettir. Sistem, hidrolik silindiri ile birlikte altı uzuvlu bir mekanizmadır (Şekil 2.a). Mekanizmanın serbestlik derecesi 1'dir. Mekanizmanın mafsalları döner-adi kinematik çiftlerdir. İkili bir makas bir piston-silindir çifti ile değiştirilmiştir. Böylece mekanizma, eşdeğer bir uzuva "hidrolik elemana" sahip düzlemsel bir kol mekanizması olmuştur. B tipi kaldırma mekanizması, aslında düzlemsel bir dört çubuk mekanizmasıdır. İkili bir makas pistonsilindir çifti ile değiştirilmiştir (Şekil 2.b). Mekanizmanın serbestlik derecesi (F=1) olan mecburi hareketli bir mekanizmadır. Piston-silindir çifti dışındaki tüm kinematik çiftler döner-adi kinematik çiftlerdir. Damper kaldırma mekanizmalarında hidrolik silindir sayısı yük kapasitesine göre 1 veya 2 adettir. Kamyon kasasında sistemi etkileyen dış kuvvetler ve bunların tatbik noktaları da bilinmektedir. Damper kaldırma mekanizmasının sentezi, belirli bir çıkış hareketinin mekanizmanın bir kısmı tarafından gerçekleştirilmesi istendiğinde ya da mekanizma üzerindeki bir noktanın belirli bir yörünge üzerinde hareket etmesi istendiğinde ya da mekanizmanın iki uzvu arasında fonksiyonel bir bağıntı istendiğinde gerekir. Mekanizma, hidrolik silindir ekseni boyunca giriş uzvuna etkili giriş kuvvetini minimize eden bir kriter fonksiyonu ile tasarlanmıştır. Optimizasyonun amacı, en iyi kriter fonksiyonunu verecek olan tasarım parametreleri takımını bulmaktır. Kriter fonksiyonu uzuv uzunlukları ölçülerinin bir fonsiyonudur. Giriş momentinin karekteristiği ve transmisyon açısının 90 den en büyük sapması kontrol edilmiştir. Bu yüzden mekanizmanın hareket karakteristikleri belirlenmiştir. Kinematik analizde, verilen bir giriş konumu için uzuvların konumu belirlenmiştir. Verilen bir kinematik giriş için uzuvlar üzerine etkili giriş kuvveti veya momenti ve mafsallardaki reaksiyon kuvvetleri belirlenmiştir. Bu işlemler, damper kaldırma mekanizmasının mekanik tasarımı için gereklidir. Bu çalışmada, kamyon yükü, kaldırma mekanizmasının A tipi için 12 ton ve B tipi için 35 ton olarak dikkate alınmıştır. Analitik İfadeler Formülasyonlar Düzlemsel damper kaldırm.ı mekanizmasının kinematik ve dinamik analizi, kesin çözüm (kapalı formda) mümkündür ve bu çözümler, daha ziyade genel iterativ nümerik çözümlerden daha hızlı ve daha doğrudur. Dört uzuvlu mekanizmalar uygulamada yaygın olarak kullanıldığından ve bu mekanizmalar için analitik çözümlerin kapalı formları basit geometrik eşitlikler yardımıyla kolaylıkla elde edilebildiğinden dolayı bu mekanizmaların bilgisayar yardımıyla tasarımı için gerekli olan kinematik ve dinamik analiz işlemleri etkileşimli bir bilgisayar programı olarak gerçekleştirilmiştir. Kinamatik Analiz Kinematik analiz formülasyonları, geometrik bağıntılarla elde edilen konum çözümlerine ve bunların zamana göre birinci ve ikinci dereceden türevlerine dayanmaktadır. Piston hızının sabit olduğu kabul edilmiştir. Aşağıdaki semboller kamyon kasasının boyutlarını göstermektedir. l < : Kamyon kasasının uzunluğu, hk : Kamyon kasasının yüksekliği, HL : Kasanın arka çıkıntısının uzunluğu. A tipi damper kaldırma mekanizması Sistemin şematik olarak gösterilişi Şekil 3'de görülmektedir. Şekli 3. A tipi kaldırma mekanizmasının şematik gösterilim k uzvu için, 0k, 0k. 0k sırası ile konum, hız ve ivmedir. 0 2 değişken giriş konumu olarak bilinmektedir. Mühendis ve Makina CİİC31 Sayı:363 Nisan

20 0" 2 ve 0 2 ise sabit hız ve ivme olarak bilinmektedir. Şekil 3'e dayanarak aşağıdaki eşitlikleri elde edibiliriz: asin0 2 = rsinf a cos0 2 = r cosf - d F = tg' 1 ((asin0 2 ) / (acos0 2 + d)) r=»asin0 2 /sinf E = cos- 1 ((c 2 + r 2 -b 2 )/(2rc)) K c = cos- 1 ((c 2 + b 2 -r2)/(2bc)) 0 4 = F + E B tipi damper kaldırma mekanizması Bu mekanizma grafik olarak Şekil 5'de görülmektedir. Şekil 5'den aşağıdaki eşitlikler yazılabilir: 0 3 = 04 + K c HC= (c ) 1/2 0 c = tg- 1 (//HC) 0ka = 04-0 c 0 N = tg" 1 (2//1 k ) 0 F4 = 0 C -0 N Sistemin tahrik uzvunun sınır veya ölü konumları Şekil 4 de görülmektedir. Şekil 5. Bi tipi için şematik gösterilim Başlangıç konumu için, (26) 040 =»S" 1 (tybx) (27) Şekil 4. A tipi için tahrik elemanının sınır konumları m Kaldırma mekanizmasının bu bölümünde gerçekleştirilen fonksiyonel bağıntılar: f 0 sin ( İ ) = h sin 0 hj + m (16) 0 6İ = sin-1 ((h sin 0 hi + m) / f 0 ) (17) ÂĞ = f 0 cos( j ) - h cos (180-0 hi ) (18) 0 6 = tg- 1 ((h sin0 h + m) /(ÂĞ - h cos0 h ) (19) MĞ = (m + h sin0 h ) / sin ( ) (20) Burada, f 0 hidrolik silindirin uzunluğu ve 0 ka ise devirme açısıdır. AG ( 020 = l 9" 1 ((âo SİIT04O + m) / (ao COS04O - ÂC)) (28) Ani konum için, b x = (a 0 + s) cos0 2 + ÂC (29) s, silindir strokudur. b y = (ag + s) sin0 2 - m (30) b 2 = b2 b 2 + y Trigonometrik özdeşlikler yerine konularak, (31) sin0 = 2tg (0/2) / (1 + tg 2 (0/2)) (32) ve cos0 = (1 - tg 2 (0/2)) / (1 + tg 2 (0/2)) (33) Aşağıdaki dönüşümler ile, U 1 = (b 2 -(a o + s) 2 -Â^-m 2 )/(2(a o + s)) U 2 = 11,+ÂC (34a) (34b) 20 Mühendis ve Makina Cilt:31 Sayı:363 Nisan 1990