Soru No Puan Program Çıktısı 1,4 1,4 1,10 1,3,10 1,3,10

Transkript

1 Öğrenci Numarası İmza Program Adı ve Soyadı NÖ İÖ SORU 1. Aşağıdaki soruları cevaplayınız Makinayı tanımlayınız, özelliklerini yazınız Üçgen vida profillerini şekil çizerek açıklayınız, kullanım amaçlarını yazınız Perçinlemeyi şekil çizerek açıklayınız. SORU 2. Fosil kökenli ve alternatif (yeni) enerji kaynaklarını ve ortak özelliklerini yazınız. Enerji kaynaklarını; çevre, ekonomi, teknoloji, döviz tasarrufu açısından değerlendiriniz. Ülkemiz enerji politikası açısından hangi enerji kaynaklarının kullanımına öncelik vermeyi düşündüğünüzü gerekçeleriyle açıklayınız. SORU 3. Bir buhar kazanında % 90 verimle alt ısıl değeri kj/kg olan yakıttan saatte 500 kg yakılarak elde edilen buhar % 95 verimle çalışan buhar türbininde kullanılmaktadır. a) Yakıt enerjisini ve gücünü, b) Buhar kazanı gücünü [kw], c) Buhar türbini gücünü [kw] hesaplayınız. d) Yakıt birim fiyatı 2.00 TL/kg olduğuna göre 10 saatte elde edilecek enerjiyi [kwh], yakıt maliyetini, türbinde elde edilen enerjiyi ve elde edilen enerjinin birim maliyetini [TL/kWh] hesaplayınız. SORU 4. İç çapı 400 mm ve yüksekliği 500 mm olan bir basınçlı kabın içinde 25 bar basınç oluşturulacaktır. Basınçlı kabın kapağı 30 mm kalınlıkta olup, 16 mm çaplı saplamalarla kaba monte edilecektir. Saplama malzemesinin çekme dayanımı 500 N/mm 2 dir. Bağlantının emniyetli durumuna uygun saplama sayısını bulunuz ( ). Bağlantı için bir detay resmi çiziniz. SORU 5. Bir perçin bağlantısında 4 mm kalınlıktaki levha 3 mm kalınlıkta iki ek levha kullanılarak 6 mm kalınlıkta perçinlerle perçinlenecektir. Kullanılacak perçin malzemesinin çekme gerilmesi 200 N/mm 2, kayma gerilmesi ise 150 N/mm 2 dir. Bağlantıda cıvatayı kesmeye zorlayan kuvvet N, çekmeye zorlayan kuvvet ise N dur. (Emniyet katsayısı 2, alınabilir). a) Perçin bağlantı şeklini çiziniz. b) Perçinin kesmeye zorlanması halinde gerekli perçin sayısını, c) Perçinin çekmeye zorlanması halinde gerekli perçin sayısını hesaplayınız ve gerekli perçin sayısını belirleyiniz.

2 CEVAPLAR SORU 1. Aşağıdaki soruları cevaplayınız Makinayı tanımlayınız, özelliklerini yazınız Üçgen vida profillerini şekil çizerek açıklayınız, kullanım amaçlarını yazınız Perçinlemeyi şekil çizerek açıklayınız. CEVAP 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. Bu özelliği ile makinayı aşağıdaki gibi tanımlamak mümkündür; Kuvvet tesirlerinden yararlanarak belirli bir işi düzgün ve aynı özellikte yapacak şekilde düzenlenmiş aygıtlara makina denir. Bu tanımlamaya göre makina aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır: 1) Makina, çalıştırılması için işçi emeğinden en çok tasarruf sağlayacak en basit yapıda olmalı ve işletme tekniği niteliksiz işçiler tarafından bile kolayca kavranabilmelidir. 2) Makina, özellikle seri üretime uygun, belli işlemleri yapacak biçimde geliştirilmiş olmalıdır. Bir makinanın çok farklı işlemleri yapacak şekilde düzenlenmesi, ayarlamada zaman kaybı ve çalışmada iş güvensizliği gibi sakıncalar doğurur. Bununla birlikte, farklı işlemleri yapacak özellikteki makinalara da (genel amaçlı makinalar) ihtiyaç duyulmakta ve bu tip makinalar da yaygınca kullanılmaktadır. 3) Makina, işlemleri kendi kendine otomatik olarak yapacak biçimde geliştirilmiş olmalıdır. Bu durum, zaman ve insan gücü tasarrufu bakımından önem taşır. 4) Makinanın düzgün ve aynı özellikte iş yapabilmesi, yani seri üretimde işlenen ilk parça ile son parçanın şekil ve ölçü yönünden birbirinin aynı olması için ayar düzenlerinin ayarlı ve sağlam bağlantılı olması, kesicilerin uygun nitelik taşıması gerekir. CEVAP 1.2. Üçgen vida profilleri Üçgen vida profilleri tepe açılarına göre iki gruba ayrılırlar; 1) Metrik vida 2) Whitworth vida Metrik vida profili eşkenar bir üçgen olup, tepe açısı 60 0 dir. Cıvataya açılan dişlerin uçları üçgen yüksekliğinin 1/8 i kadar kırılmış, dipleri çentik etkisini azaltmak ve imalatı kolaylaştırmak maksadıyla yuvarlatılmıştır. Whitworth vida profili tepe açısı 55 0 olan ikizkenar bir üçgen şeklindedir. Dişlerin baş ve dipleri üçgen yüksekliğinin 1/6 i kadar kırılarak yuvarlatılmıştır. Withworth vida profili bugün yerini metrik vidaya bırakmıştır. Üçgen profilli vidalar bağlantı cıvatalarında kullanılır. CEVAP 1.3. Perçinleme Perçin elle veya makine ile soğuk veya sıcak dövülerek kapama başı oluşturulur. El ile yapılan perçinlemede, çekiç veya hava tabancası ile baş yavaş yavaş şişirilerek şekillendirilir. Makina ile veya presle yapılan perçinlemede ise genel olarak sürekli kuvvet etkisi ile malzemenin devamlı olarak şekil değiştirmesi ve baş teşkili sağlanır. Perçinleme için tam veya yarı otomatik perçin makinaları kullanılır.

3 Seri imalat için geliştirilmiş olan makinalar, perçin deliklerinin açılmasında da kullanılır. 10 mm den küçük çaplı perçinler genellikle soğuk olarak dövülür. Sıcak perçinlemede uygun bir ısıtıcıda kırmızı renge ( C) kadar ısıtılan perçinler yerine takılarak kapama başı teşkil edilir. Perçin başlarının dövülebilmesi için bağlantının her iki tarafında serbest çalışma imkanı mevcut olmalıdır. Aksi durumlarda özel olarak yapılan patlamalı perçinler kullanılır. Patlamalı perçinlerde şaft kısmının içi boş olup, patlayıcı özel bir madde ile doldurulmuştur. Yerine oturtulan perçin bir ateşleme sistemi ile dışarıdan C sıcaklığa kadar ısıtılınca patlayıcı madde patlayarak perçin ucunu şişirip bağlantıyı sağlar. SORU 2. Fosil kökenli ve alternatif (yeni) enerji kaynaklarını ve ortak özelliklerini yazınız. Enerji kaynaklarını; çevre, ekonomi, teknoloji, döviz tasarrufu açısından değerlendiriniz. Ülkemiz enerji politikası açısından hangi enerji kaynaklarının kullanımına öncelik vermeyi düşündüğünüzü gerekçeleriyle açıklayınız. CEVAP Fosil kökenli enerji kaynakları: 1) Odun 2) Kömür 3) Petrol 4) Doğal gaz Fosil kökenli enerji kaynaklarının ortak özellikleri: a) Tükenebilirlik b) Dışa bağımlılık c) Kirleticilik d) İklim değişikliği 2- Alternatif enerji kaynakları: 1) Güneş enerjisi 2) Rüzgar enerjisi 3) Deniz dalgaları ve gelgit olayı 4) Jeotermal potansiyel 5) Biyomas enerjisi 6) Hidrojen enerjisi 7) Hidrolik enerji Ortak özellikleri: 1) Sınırsızdırlar 2) Çevre dostudurlar 3) Dışa bağımlı değildirler Eğer; gelecek kuşakların ihtiyacı olan enerji yeterince sağlanamazsa ya da yararlanılan enerji çevreye zararlı ise bu durum enerji açığına ve çevresel sorunlara yol açacaktır. Bu amaçla aşağıdaki ilkeler kaçınılmaz olacaktır: 1) Tükenmekte olan enerji kaynakları akıllıca kullanılmalı, enerji israfından kaçınılmaiıdır. Bunu sağlayacak teknolojik yenilikler araştırılıp uygulamaya konulmalıdır. 2) Enerji tüketiminde verimliliği arttırıcı teknik ve hukuki önlemler alınmalıdır.

4 3) Yeni enerji kaynakları devreye sokulmalıdır. Bu kaynakların yenilenebilir olması, çevreyi kirletmemeleri, sürekli gelişme sağlamaları ilke olarak kabul edilmelidir. 4) Enerji kaynaklarının kullanılmasına ilişkin uluslararası ilkeler, yaptırımlar ve antlaşmalar kabul edilmeli ve yürürlüğe konulmalıdır. Dışa bağımlılığı azaltması ve döviz tasarrufu, yakıt giderinin olmaması, amortisman sonrası ucuz enerji sağlaması, çevre dostu olması, endüstride yeni iş fırsatları sunması gibi nedenlerle yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı yaygınlaştırılmalıdır. SORU 3. Bir buhar kazanında % 90 verimle alt ısıl değeri kj/kg olan yakıttan saatte 500 kg yakılarak elde edilen buhar % 95 verimle çalışan buhar türbininde kullanılıp elektrik enerjisi üretilmektedir. a) Yakıt enerjisini, b) Buhar kazanı gücünü [kw], c) Buhar türbini gücünü [kw] hesaplayınız. d) Yakıt birim fiyatı 2.00 TL/kg olduğuna göre 10 saatte elde edilecek enerjiyi [kwh], yakıt maliyetini, türbinde elde edilen enerjiyi ve elde edilen enerjinin birim maliyetini [TL/kWh] hesaplayınız. e) Sistemin toplam verimi nedir? CEVAP 3. bk 0.90,... ve..., t 0.95 Hu 41860kJ / kg; B 500kg/ h; t 10saat; BYM 2.00TL/ kg a) Yakıt enerjisi: Qy BHu 500kg/ h*41860kj / kg o b) Buhar kazanı gücü: Qb * Qy 0.90* kJ / h kJ / h k o 1kCal kw Nb Qb kJ / h kJ / h Nb kW 4.186kJ 860kCal / h c) Buhar türbini gücü: Nt t * Nb 0.95*5232.6kW Nt 4971kW d) Harcanan yakıt miktarı ve maliyeti: Harcanan yakıt miktarı; m y Bt 500kg/ h*10h 5000kg Yakıt maliyeti; YM BYM * my 2.00TL/ kg*5000kg 10000TL Türbin enerjisi; TE Nt * t 4971kW *10h 49710kWh Birim enerji maliyeti; BEM YM / Et 10000TL / 49710kWh 0.20TL / kwh

5 e) Sistemin verimi bk 0.90,... ve..., t 0.95 Toplam verim: top bk * t SORU 4. İç çapı 400 mm ve yüksekliği 500 mm olan bir basınçlı kabın içinde 25 bar basınç oluşturulacaktır. Basınçlı kabın kapağı 30 mm kalınlıkta olup, 16 mm çaplı saplamalarla kaba monte edilecektir. Saplama malzemesinin çekme dayanımı 500 N/mm 2 dir. Bağlantının emniyetli durumuna uygun saplama sayısını bulunuz. Bağlantı için bir detay resmi çiziniz. ÇEVAP 4. ; ise; Saplama sayısı: (1) Kapağa uygulanan (cıvatayı çekmeye zorlayan) kuvvet Denklem (1) saplama sayısı:

6 SORU 5. Bir perçin bağlantısında 4 mm kalınlıktaki levha 3 mm kalınlıkta iki ek levha kullanılarak 6 mm kalınlıkta perçinlerle perçinlenecektir. Kullanılacak perçin malzemesinin çekme gerilmesi 200 N/mm 2, kayma gerilmesi ise 150 N/mm 2 dir. Bağlantıda cıvatayı kesmeye zorlayan kuvvet N, çekmeye zorlayan kuvvet ise N dur. (Emniyet katsayısı 2, alınabilir). d) Perçin bağlantı şeklini çiziniz. e) Perçinin kesmeye zorlanması halinde gerekli perçin sayısını, f) Perçinin çekmeye zorlanması halinde gerekli perçin sayısını hesaplayınız ve gerekli perçin sayısını belirleyiniz. CEVAP 5. a) Perçin bağlantısı a) Perçin Fk = N yük altında kesilmeye zorlanır. Kesme zorlanması kayma gerilmesi etkisi yaratır. Zorlanan cıvata kesit alanı bir dairedir. Kayma gerilmesi genel denklemi: (1) Cıvatanın zorlanan kesit alanı: (2) (2) denklemi (1) denkleminde yerine konur. Emniyet katsayısı: (4) (3) Şimdi; perçin sayısı hesaplanabilir. Bunun için (3) nolu denklemden (d) çekilir.

7 (5) Perçin sayısı tamsayı ile ifade edilir. olarak alınır. b) Perçin Fç = N yük altında çekmeye zorlanır. Çekme zorlanması çekme gerilmesi etkisi yaratır. Zorlanan perçin kesit alanı bir dairedir (kaymaya zorlanan kesitin aynısı). Çekme gerilmesi genel denklemi: (6) Cıvatanın zorlanan kesit alanı: (7) (6) denklemi (5) denkleminde yerine konur. Emniyet katsayısı: (8) (9) Şimdi; çap hesaplanabilir. Bunun için (7) nolu denkleminden (n) çekilir. (10) ise; olarak alınır. Sonuç: Burada yapılan basit mukavemet hesabı, perçinin zorlanmasında çekme etkisi kritiktir. Perçin sayısı büyük olan değer seçilir. Bu nedenle, olarak seçilir.