Yay Çeşitleri Nelerdir?

Yaylar, makine ve mekanizmalarda yaygın olarak kullanılan makine elemanlarındandır. Yaylar, üzerine uygulanan kuvveti depolar ve bir miktar elastik şekil değişimine uğrar. Uygulanan kuvvet kaldırıldığında ise tekrar eski haline gelir. Yayların ne kadar büyüklükte ve hangi yönde kuvvete dayanacağı yay çeşidine bağlıdır. Başlıca yay çeşitleri helis yaylar, konik yaylar, burulma yayları, disk yaylar ve yaprak yaylardır. 

Helis Yaylar

Helis yaylar, belirlenen kalınlıkta tel şeklindeki bir metalin sarılmasıyla elde edilen makine elemanıdır.

İtme ve çekme kuvvetlerine maruz kalabilirler. İtme durumunda sıkışan helis yay, kuvvet ortadan kaldırıldığında uzayarak eski haline gelir. Çekme halinde ise kuvvet uygulandığı esnada uzayan yay, kuvvetin kaldırılmasıyla önceki pozisyonuna geri döner. Günlük yaşamımızda, makinelerde ve ekipmanlarda en çok kullanılan yay çeşitlerindendir. Ayrıca sarılmayla alakalı olan helis açısı için ilgili yazımıza bakabilirsiniz.

>> Helis Açısı Nedir? Nasıl Hesaplanır?

Konik Yaylar

Konik yaylar, helis şekilde sarılan telin, kesit alanının giderek küçülmesiyle konik bir geometri elde edilen yay çeşitlerindendir. Basma kuvvetlerinin etkin olduğu mekanizmalarda kullanılır. Konik şeklinden dolayı basma esnasında her bir kademe birbiri içerisine geçerek çok küçük bir alan kaplar. Bu durum kullanılacak alanın kısıtlı olduğu alanlarda avantaj sağlar. Tabanına doğru genişlediği için burkulmaya uğrama şansı düşüktür. Açma, kapama ve ayar düğmeleri, pil yuvaları gibi yaygın kullanım yerleri vardır.

Burulma Yayları

Burulma yayları, silindir şeklinde sarılan telin uç kısımlarının uzatılmasıyla elde edilir. Bu uçlar istenilen mekanizmaya bağlanarak dönme hareketine karşı direnmesi sağlanır. Dönme hareketi ile yay sarımları dönerek sıkışmaya başlar, kuvvetin ortadan kaldırılmasıyla da eski haline geri döner. Burulma yaylarına verilebilecek en basit örnek mandaldır. Mandal gövdesine montajlanan burulma yayı, mandal uçlarına kuvvet uygulanması ile gerilir. Kuvvetin ortadan kaldırılmasıyla mandal eski haline gelir veya çamaşır teline takıldıysa gergin halde kalır. Böylece çamaşırın düşmemesi sağlanır.

Disk Yaylar

Disk yaylar, cıvata-somun birleşimlerinde kullanılan pulların konik halinin dizilmesine benzer. Şekil olarak diğer yaylara göre oldukça farklıdır. Büyük yüklerle çalışılan sistemlerde kullanılırlar. Yükün büyüklüğüne ve kullanılacak alanın boyutuna göre tasarlanırlar. Disk yaylar sadece eksenel yönde yük taşırlar. Kuvvetin disk yaya etkimesiyle bir miktar düzleşir, kuvvetin kaldırılması ile eski haline döner. Klasik sistemlerde kullanımı yaygın değildir. Fakat gösterdiği özelliklerden dolayı kendine has kullanım alanları vardır.

Yaprak Yaylar

Yaprak yaylar, birbiri üzerine yerleştirilmiş açılı plakalardan oluşan yay çeşitlerindendir. Bu plakalar orta noktalarından birbirine bir pimle sabitlenir. Yük taşıma için kullanılan araçlarda ve trenlerde oldukça yaygın olarak kullanılır. Büyük yükler ile çalışma imkanı sağlar. Fakat klasik araç süspansiyonları kadar konfor sağlamaz. Yükün büyüklüğüne ve kullanılacak sisteme göre plaka sayısı arttırılır veya azaltılır. Makas yay olarak da bilinmektedir. Yaprak yaylar ile ilgili daha fazla bilgi için ilgili yazımıza bakabilirsiniz.

>> Yaprak Yay Nedir ? Nerede Kullanılır?

Devamı

Korozyona Dayanıklı Malzemeler Nelerdir?

Korozyon, malzemelerin  oksijen ile temasından dolayı meydana gelen elektrokimyasal reaksiyondur. Malzemeleri hem fiziksel hem de görüntü olarak olumsuz yönde etkiler. İleri safha korozyon durumlarında ise malzeme kayıplarına ve iş kazalarına neden olabilmektedir. Bu nedenle malzemelerde meydana gelen bu doğa olayına karşı bazı malzemeler ve teknikler geliştirmiştir. Böylece hem malzeme kaybından dolayı meydana gelebilecek kazalar engellenir hem de malzeme kaybının neden olduğu ekonomik zarar engellenmiş olur. Bu malzemelerden ve yöntemlerden bazıları paslanmaz çelik, alüminyum alaşım, bakır ve galvanizlemedir.

Paslanmaz Çelik

Özellikle mutfak eşyalarından tanıdık olduğumuz paslanmaz çelik, birçok alanda kullanılmakta ve korozyona karşı çözüm üretmektedir. Paslanmaz çeliğin korozyona dirençli olmasını sağlayan ise krom ile yaptığı alaşımdır. Alaşımdaki krom miktarı minimum %10-11 civarındadır. Krom, çelik üzerinde koruyucu bir tabaka oluşturmakta ve oksijenin demir elementleriyle temasını engellemektedir. Böylece malzeme korozyona neden olan oksijenden korunmuş olur. 

Galvanizli Kaplama

Paslanmaz çelik, korozyona direnç açısından iyi bir seçim olsa da ekonomik açıdan maliyetli olabilmektedir. Bu yüzden demir malzemeler sıcak daldırma, püskürtme gibi çeşitli yöntemler ile çinko ile kaplanarak oksijen ile teması kesilebilmektedir. Buradaki amaç malzemenin içeriğini değiştirmeden bir tabaka ile malzemeyi korumaktır. Galvaniz kaplama inşaat sektörü başta olmak üzere birçok alanda oldukça yaygın olarak kullanılmaktadır.

Titanyum ve Alaşımları

Titanyum, hafif olmasına rağmen yüksek mukavemet özelliği gösteren bir alaşım elementidir. Korozyona karşı en dayanıklı malzemelerdendir. Bu yüzden havacılık ve uzay sektöründe yaygın olarak kullanılır. Daha basit ve diğer malzemeler ile kurulabilecek sistemler için ise titanyum alaşımları kullanılmaz. Çünkü titanyum görece az bulunan ve maliyetli bir malzemedir.

Bakır

Bakır, korozyon direnci yüksek olan bir diğer malzemedir. Isıtma ve soğutma gibi birçok alanda direk olarak kullanılabildiği gibi galvaniz kaplamaya benzer şekilde bakır kaplama işlemleri de yapılabilmektedir. Yüksek ısı iletkenliği sayesinde ısı transferinin önemli olduğu çoğu sistemde kullanılmaktadır. Bakır oksidasyona uğradığında demir gibi kahve renginden ziyade siyaha yakın kararma şeklinde görülür.

Alüminyum

Alüminyumun ham maddesi boksittir ve doğada en çok bulunan malzemelerden biridir. Kolay olarak temin edilmesine rağmen korozyona karşı dirençli olması ve gösterdiği mekanik özellikler alüminyumun yaygın olarak kullanılmasını sağlamıştır. Alüminyumun korozyona direnci paslanmaz çelikte meydana gelen koruyucuyu tabaka ile benzer şekilde çalışır. Alüminyum ve alaşımlarının yüzeyinde alüminyum oksit denilen koruyucu bir tabaka oluşur ve malzemenin oksijen ile bağlantısını keser. Böylece korozyondan korunmuş olunur.

Devamı

Soğuk Haddelemenin Avantajları ve Dezavantajları

Metalleri herhangi bir işlemden geçirmeden eğip bükmek oldukça zordur. Bu yüzden eritmek, ısıtmak ve talaş kaldırmak gibi birçok metal işleme yöntemi geliştirilmiştir. Fakat soğuk olarak da uygulanan bazı şekillendirme yöntemleri de vardır. Bunlardan biri de soğuk haddelemedir. Soğuk haddelemede metal ısıtılmadan merdaneler yardımıyla ezilir ve kalınlığı azaltılır. Bu yöntemin kullanılması metal özelliklerinde önemli kazanımlar sağlamaktadır. Fakat her üretim yönteminde olduğu gibi bu yöntemin de bazı avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır.

Soğuk Haddelemenin Avantajları

1. Soğuk haddelemede, metal bloğu herhangi bir ısıtma işlemine uğratılmadığı için, ısıtma için harcanan giderlerden tasarruf edilmiş olur.

2. Soğuk haddeleme ile üretilen ürünlerin sıcak haddelemeye göre mekanik özellikleri daha iyidir.

3. Geometri doğruluğu için soğuk haddeleme daha avantajlıdır. Çünkü herhangi bir soğuma işlemi ve büzüşme yaşanmamaktadır.

4. Aynı şekilde yüzey kalitesi de sıcak haddelemeye göre daha iyidir.

5. Haddeleme sisteminde bulunan mekanizma ve silindirlerin çok yüksek sıcaklıklara dirençli olmasına gerek yoktur.

Soğuk Haddelemenin Dezavantajları

1. Soğuk haddeleme yapmak için yüksek kuvvet uygulanması gerekir. Bu da yatırım maliyetlerinin ve ekipman bakımlarının pahalı olmasına neden olur.

2. Soğuk metali haddelemek daha zor olduğu için istenilen kalınlık için birden fazla kademe kullanılması gerekebilir. Bu da aynı şekilde maliyetin yükselmesine neden olur.

3. Soğuk haddeleme gereken yüksek kuvvet ve momentleri sağlamak için daha yavaş şekilde silindirlere beslenmektedir. Bu da birim zamanda daha az üretim yapılmasına neden olur.

4. Silindirlere doğru beslenen metal bloğu temiz olmalıdır. Çünkü yabancı maddeler ve talaşlar haddeleme sırasında metal yüzeyinde çiziklere ve deformasyona neden olabilir.

Devamı

Sıcak Haddelemenin Avantajları ve Dezavantajları

Malzemelere uygulanan kuvvetler, malzemelerde bazı değişikliklere veya tepkilere yol açmaktadır. Bu kuvvetler malzeme tarafından sönümlenebilir, tepki kuvveti olarak açığa çıkabilir veya malzeme üzerinde kalıcı şekil değişikliklerine neden olabilir. Haddeleme de malzemelere kuvvet uygulayarak şekil değişimine uğratılmasını ve istenilen şekle getirilmesini sağlar. Eğer şekil değişimine uğratılmak istenen metal yeniden kristalleşme sıcaklığına ısıtılırsa haddeleme işlemi daha kolay ve hızlı bir biçimde sağlanabilmektedir. Bu şekildeki haddeleme işlemine sıcak haddeleme denilmektedir. Fakat her üretim yönteminde olduğu gibi sıcak haddelemenin de bazı avantaj ve dezavantajları vardır.

Sıcak Haddelemenin Avantajları

1. Sıcak haddelemede metalin şekillendirilmesi için daha az kuvvete ihtiyaç duyulur. Bu yüzden haddeleme sistemi daha düşük maliyetler ile kurulabilir.

2. Haddeleme için daha küçük boyut ve güçte ekipman kullanılacağı için haddeleme sisteminin enerji ihtiyacı düşer.

3. Sıcak metallerin deformasyonu daha kolay olduğu için tek seferde kalınlığın büyük miktarlarda azalması sağlanabilir.

4. Yine aynı sebepten dolayı geniş bir çalışma aralığı sunar. Yani çeşitli ölçülerdeki metallerin haddelenmesi sağlanabilir.

5. Malzeme üzerindeki yabancı maddeler veya talaş kalıntıları malzemenin yüksek sıcaklığı nedeniyle erir. Böylelikle haddeleme sırasında sorun oluşturmazlar.

Sıcak Haddelemenin Dezavantajları

1. Sıcak haddelemede yüksek sıcaklıklar ile çalışıldığı için sistemin de yüksek sıcaklıklara dayanıklı olması gerekir. Yani merdane ve diğer temas eden mekanizmalar yüksek sıcaklıktan etkilenmemelidir.

2. Haddeleme süresi boyunca ısıtılan metal üzerinde oksijenle temastan dolayı oksit tabakası oluşabilir. Sağlıklı bir haddeleme işlemi için bu tabaka traşlanır. Bu işlem ekstra mekanizma ihtiyacına ve enerji tüketimine neden olur.

3. Metallerin yüksek sıcaklıklara çıkarılması için özel hazırlanmış fırınlar gereklidir. Bu yüzden hem ısıtma için gereken enerji hem de fırın kurulumu yüksek maliyetlere neden olabilmektedir.

4. Sıcak haddelemede geometri kesinliği soğuk haddelemeye göre daha kötüdür. Malzeme köşelerinde ve kenarlarında istenilen geometri sağlanamayabilir. 

5. Metallerde soğutma işlemi kontrollü yapılması gerekir. Fakat haddeleme işleminde soğuma tam kontrollü olarak sağlanamayabilir. Bu da mekanik özelliklerin istenilen düzeyde olmasını engeller.

6. Metalin soğuması ile metal bir miktar büzüşmeye uğrayacağı için büzüşme miktarı hesaba katılması gerekir.

Devamı

Haddeleme Nedir? Nasıl Yapılır?

Metallere şekil vermek için geçmişten günümüze birçok metot kullanılmıştır. Makine ekipmanlarının ve üretim tekniklerinin gelişmesinden önce kas gücüne dayanan yöntemler ve döküm kullanılmaktaydı. Makineleşme ve teknolojinin gelişmesiyle birlikte ise kısa sürelerde tonlarca üretim kapasitelerine ulaşılabilen makineler ve sistemler oluşturuldu. Bu yöntemlerden biride metal üretiminde önemli bir yere sahip olan haddeleme yöntemidir. Bu yazımızda haddeleme yöntemi ve nasıl yapıldığı ile ilgili bilgi vermeye çalışacağız. Ayrıca haddelemede kullanılan silindir(merdane) çeşitlerini ele alacağız.

Haddeleme, kaba geometrik şekillerde üretilmiş metal bloklarının aynı hızda ve birbirine zıt yönde dönen silindirler arasından geçirilerek şekil verme işlemine denir. Haddelemede özellikle boyda uzama istenirken, silindirler ile sıkıştırılan metalin eninde büyüme istenmez. Bu yüzden sıkıştırma işlemi için dikeyde de silindir kullanılan sistemler vardır. Haddeleme sıcak haddeleme ve soğuk haddeleme olarak iki ana grupta incelenmektedir.

Sıcak Haddeleme

Sıcak haddeleme, silidirler arasından geçirilecek olan metal bloğunun işlem öncesinde ısıtılması prensibine dayanır. Isıtma işlemi çoğunlukla yeniden kristalleşme sıcaklığına kadar yapılır. Böylece metale daha kolay şekil verilmesi sağlanır. Metalin kesit alanında, tek kademede dahi büyük miktarlarda küçülme sağlanabilir. Silindirler için gerekli olan tork daha küçüktür. Fakat yüksek sıcaklıklarda çalışıldığı için silindirlerin de bu sıcaklıklara dayanıklı olması gerekir. Ayrıca sıcak haddelemede üretilen ürünün yüzey kalitesi daha düşük olabilmektedir.

Soğuk Haddeleme

Soğuk haddeleme, silindirler arasından geçirilecek olan metal bloğunun işlem öncesinde ısıtılmadan şekil değiştirmesini sağlayan haddeleme çeşididir. Soğuk haddelemede herhangi bir ısıtma işlemi olmadığından ısıtma maliyeti olmaz. Proses sonrası işlem kalitesi iyidir ve metal soğutulma işlemine uğramadığından daha sünek bir yapıda olur. Fakat soğuk bir metale şekil verme işlemi sıcak bir metale göre daha zor olacağından silindirler için daha yüksek torklara ihtiyaç duyulabilmektedir. Ayrıca kesit alanındaki incelmeyi sağlayabilmek için birden fazla haddeleme kademesi gerekebilmektedir.

Haddeleme Nasıl Yapılır?

Haddeleme işlemi, kullanılan tekniklere ve özelliklerine göre değişiklik göstermektedir. Fakat temel olarak sıralamak gerekirse aşağıdaki aşamalardan oluşur.

1. Eğer sıcak haddeleme yapılacak ise metal bloğu yüksek kapasiteli fırınlarda yeniden kristalleşme sıcaklığına çıkarılır. 

2. Yeterli ısıya gelen iş parçası sıkıştırma işleminin yapılacağı silindirlere doğru aktarılır. Soğuk iş parçası için de bu aşamada besleme yapılır.

3. Aynı hızda ve zıt yönlü çalışan silindirler sıkıştırma işlemiyle iş parçasının kalınlığını azaltır. Bu işlem kalınlığın ne kadar azaltılması gerektiği ve haddeleme tipine göre tek seferde veya birden fazla kademe şeklinde yapılabilir. Soğuk iş parçasında genellikle daha fazla kademe kullanılır.

4. Sıcak haddelemede metalin oksijen ile temasından dolayı yüzeyde istenmeyen oksit tabakası oluşabilir. Bu yüzden haddeleme kademeleri arasında metal yüzeyine traşlama işlemi yapılabilir.

5. Sıcak haddelemeye uğratılan metal, finiş (son) prosesi olarak soğuk haddeleme yapılabilir.

6. İstenen kalınlığa veya şekle getirilen metaller istiflenerek veya rulo haline getirilerek kullanıma hazır hale getirilir.

Haddelemede Kullanılan Merdane Sistemleri ?

Haddelemede işlemi için gereken güç ve oluşturulacak geometri her zaman aynı olmaz. Bu yüzden farklı tasarımlar ve sistemler geliştirilmiştir. Bu sistemler iki merdaneli, üç merdaneli, dört merdaneli, tandem ve küme merdaneli olarak çeşitlendirilebilir.

İki Merdaneli Haddeleme Sistemi

İki merdaneli haddeleme, haddeleme deyince herkesin aklına gelen altta ve üstte olmak üzere iki merdaneden meydana gelen sistemdir. Bu merdaneler daha öncede değindiğimiz gibi farklı yönlerde ve eşit hızlarda dönmektedir. Silindir şeklindeki bu merdanelerden geçen metal kütlesinin kalınlığı küçültülerek işlenmesi sağlanır.

Üç Merdaneli Haddeleme Sistemi

Bu tip merdane sisteminde ilk iki merdane farklı yönlerde dönmektedir. Bu merdaneler ile paralel olan üçüncü bir merdane ise ortadaki merdane ile farklı yönde dönmektedir. Böylece bir yönden ilk iki silindire beslenen metal diğer yönden 2. ve 3. silindire beslenebilir. Bu sistem birden fazla kademe gerektiren haddeleme işlerinde kolaylık sağlamaktadır. 

Dört Merdaneli Haddeleme Sistemi

Aslında klasik iki merdaneli sisteme benzer. Fakat bu tip merdane sisteminde, asıl işi yapan iki merdaneyi destekleyen birer merdane daha vardır. Böylece haddeleme işlemi esnasında meydana gelen tepki kuvvetleri dengelenmiş ve silindirler desteklenmiş olur. Sistemin daha stabil ve sorunsuz şekilde çalışmasını sağlar. Ayrıca kesitte daha fazla incelme sağlanabilir.

Tandem Haddeleme Sistemi

Kademeli olarak haddelenmesi gereken metaller için uygun olan silindir sistemidir. Bir hat üzerinde oluşturulmuş birden fazla silindir grubu ile metal bloğunun kademeli olarak kalınlığının küçültülmesini sağlar. İki merdaneli veya dört merdaneli sistemler kullanılabilir. Haddeleme işleminin birkaç adımda yapılması son ürünün daha kaliteli ve istenilen özelliklerde üretilmesini sağlar.

Küme Şeklinde Haddeleme Sistemi

Dört merdaneli sistemde iki silindir sıkıştırma işlemini yaparken, iki silindir ise bu merdanelere destek olmaktaydı. Bu sistemde ise destek sağlayan toplam dört, her silindir için ise iki silindir bulunmaktadır. Görece sıkıştırılması zor ve sert metallerin haddelenmesi için geliştirilmiş haddeleme sistemidir. Destek merdaneleri ve işi yapan merdaneler farklı boyutlarda olabilmektedir.

Devamı

OffShore (Denizüstü) Rüzgar Enerji Santrallerinin Avantajları ve Dezavantajları

Rüzgar enerjisi, diğer yenilenebilir enerji kaynakları gibi önemli bir enerji çeşididir. Rüzgar enerjisinden yararlanmak için rüzgar türbinleri geliştirilmiştir. Rüzgar enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren bu sistemler, rüzgardan yeterli düzeyde yararlanılacak bölgelere kurulur. Buralar karada genellikle belirli bir yükseltide olan tepeler veya kıyı kesimleridir. Offshore rüzgar enerji santralleri de bu sebeple rüzgardan yararlanmak kıyıdan belirli bir mesafede deniz üstünde kurulan tesislerdir.

Offshore (denizüstü) rüzgar enerji santralleri rüzgardan maksimum verimi almak için kurulmuştur. Çünkü rüzgar kıyı kesimlerde herhangi bir yeryüzü şeklinden dolayı potansiyelini kaybetmemektedir. Böylece yeterli hızda ve kuvvette rüzgar enerjisi kullanılabilmektedir. Her sistemde olduğu gibi offshore rüzgar enerji santrallerinin de bazı avantaj ve dezavantajları bulunmaktadır. 

Offshore Rüzgar Enerji Santrallerinin Avantajları

1. Rüzgar enerji santrallerinden maksimum verim almak için rüzgarın düzenli ve yeterli potansiyelde olması gerekmektedir. Karada engebeli bölgeler ve ormanlar rüzgarın hızını kesebilmektedir. Fakat kıyı kesimlerde rüzgardan yeterince yararlanılabilmektedir. 

2. Karada kurulan rüzgar enerji santralleri kullanımda olan tarım arazilerini işgal edebilmektedir. Bu yüzden hem kurulduğu alan hem de çevresi istenilen şekilde kullanılamamaktadır. Offshore rüzgar enerji santralleri deniz üstüne kurulduğu için bu sıkıntı meydana gelmemektedir.

3. Rüzgar enerji türbinleri görece devasa yapılar olduğu için göçmen kuşlara zarar verebilmektedir. Bu durumu engellemek için çeşitli önlemler alınsa tamamen kontrol altında tutulamaz. Offshore enerji santralleri deniz seviyesinde kullanıldığı için yüksekten uçan kuşlar için problem oluşturmamaktadır.

4. Rüzgar türbinlerin kurulum maliyeti yüksektir. Çünkü tesis maliyetinin yanı sıra devasa parçaların lojistiği de sıkıntı oluşturmaktadır. Offshore rüzgar enerji santrallerinin kurulumunda ise deniz yolu kullanılabilmekte, lojistik sorunu bir nebze olsun çözülebilmektedir.

Offshore Rüzgar Enerji Santrallerinin Dezavantajları

1. Offshore rüzgar enerji santrallerinin kurulumu daha maliyetlidir. Çünkü deniz üstüne kurulan her yapı gibi hesaba katılması gereken daha fazla parametre vardır. Bu yüzden sermaye yetersizlikleri sebebiyle yatırımlar aksayabilmektedir.

2. Kurulum maliyetinin yanında periyodik bakım maliyetleri de offshore rüzgar enerji santrallerinde daha fazla olmaktadır. 

3. Karada kurulan rüzgar enerji santralleri daha çok yerleşim yerlerinden uzakta ve insanları etkilemeyecek yerlere kurulmaktadır. Fakat offshore rüzgar türbinleri kıyılara yakın yerleşim yerlerinde yaşayan insanlar için turizm, balıkçılık vb. problemler oluşturabilmektedir.

4. Her ne kadar denizin küçük bir bölümünü kaplasa da rüzgar türbinleri bölgedeki canlılığı etkileyebilir. Fakat kirlilik oluşturacak veya büyük problemlere neden olabileceği düşünülmemektedir.

 

Devamı

Dökme Demir Çeşitleri Nelerdir?

Dökme demirler, yapısında %2 den fazla karbon (C) içeren alaşımlardır. Adından da anlaşılabildiği gibi en yaygın üretim yöntemi dökümdür. Yüksek karbon içeriğinden dolayı sert ve gevrek yapıdadırlar. Dolayısıyla sünek davranış göstermezler. Basma dayanımları yine aynı nedenden dolayı yüksektir. Ergime sıcaklığı düşüktür ve alaşım elementleri ile desteklenerek farklı özelliklerde dökme demir elde etmek mümkündür. Bu nedenle yapısındaki alaşım elementleri ve döküm koşullarına göre çeşitlere ayrılmıştır. Bunlar gri dökme demir, beyaz dökme demir, temper dökme demir, küresel grafitli dökme demir ve kompakt grafitli dökme demirdir.

Gri Dökme Demir

Gri dökme demirler yaygın olarak kullanılan dökme demir çeşitlerindendir. Bileşiminde %4' e kadar karbon bulundururlar. İçeriğindeki bu karbon, pul pul (katman katman) şekilde grafit olarak karşımıza çıkar. Sert yapıdadırlar ve gevrek özellik gösterirler. Sert yapısından dolayı aşınmaya oldukça dirençlidir. Son şekil verme için talaşlı imalat yöntemlerine uygundur. Çekme dayanımı düşüktür, fakat basma dayanımı yüksektir. Gri dökme demirler çok iyi titreşim sönümleyicidirler. Bu özelliği çeliklere ve diğer dökme çeşitlerine göre 25 kata kadar çıkabilmektedir. Yüksel ısıl kapasite ve ısı iletimine sahiptir. Gri dökme demirler ismini kırılmaya uğradığında, grafit katmanlarında gözüken gri renkten almıştır.

Beyaz Dökme Demir

Beyaz dökme demirler, gri dökme demirlerin aksine içeriğinde neredeyse grafit bulundurmayan dökme demir çeşitlerindendir. Yapısındaki sert demir karbon bileşiklerinden dolayı oldukça sert yapıdadır. Bu yapı beyaz dökme demirlerin en önemli özelliklerindendir. Yüksek aşınma direnci ve sertlik sağlar. Bu yüzden gevrek özellik gösterir. Talaşlı imalata uygun değildir. Bu durum beyaz dökme demirlerin yaygın olarak kullanılmasına engeldir. Diğer dökme demirler gibi yüksek basma mukavemetine sahiptir. İsmini gri dökme demirlere benzer şekilde, kırılmaya uğradıklarında görünen beyaz renkten almıştır. Beyaz rengin sebebi, içeriğinde grafit yapısının bulunmamasıdır.

Temper Dökme Demir

Temper dökme demir, adından da anlaşılacağı gibi temperlemeye benzeyen bir yöntem ile malzemenin iç yapısı değiştirilerek elde edilen dökme demir çeşitlerindendir. Beyaz dökme demirin ısıl işleme uğratılmasıyla elde edilir. Beyaz dökme demirde bulunan demir karbür bileşikleri, ısıl işlem ile tam dairesel olmayan yıldıza benzer grafit yapılarına dönüştürülür. Böylece daha sünek bir malzeme elde edilmiş olur. Düşük karbonlu çeliklere yakın özellikler gösteren temper dökme demir, diğer dökme demirlere göre daha yüksek çekme mukavemetine ve sünekliğe sahip olur. Dezavantaj olarak ise ekstra bir işlem olan ısıl işlemin ürün maliyetine olan negatif etkisidir.

Küresel Grafitli Dökme Demir

Küresel grafitli dökme demir, temper dökme demire benzer şekilde küresel grafit yapılar içerir. Fakat farklı olarak, grafit yapılar ısıl işlem ile değil döküm sırasında alaşım elementi (Mg) eklenmesi ile elde edilir. Eklenen magnezyum oksijen ve sülfür ile etkileşime girer. Dökme demirlere göre yüksek süneklik ve tokluk gösterir. Grafit yapılar temper dökme demirden farklı olarak daha yuvarlak ve küresel yapıdadır. Otomobil ve diğer makine ekipmanlarının üretiminde yaygın olarak kullanılır. 

Kompakt Grafitli Dökme Demir

Kompakt grafitli dökme demir, katmanlı yapıda grafit içeren gri dökme demir ile küresel grafitli dökme demirdeki yapıları bir arada bulunduran bir dökme demir çeşididir. Bir arada bulunan bu yapılar ayrı ayrı düşünülemez. Çekme dayanımı küresel grafitli dökme demir kadar yüksek değildir. Fakat ısıl iletkenliği daha iyidir. Sahip olduğu özelliklerden dolayı farklı alanlarda kullanımına rastlanmaktadır.

Devamı

Rulmanlar Yağlama Gerektirir mi?

Rulmanlar, dönen sistemler söz konusu olduğunda ilk akla gelen makine elemanlarındandır. Yuvarlanmalı yatak olarak da bilinmektedir. Bir kafes ve içerisinde dönme hareketini sağlayan bilya vb.  elemanlar bulundurur. Kullanım şekillerine ve yerine göre değişmekle birlikte çok yüksek hızlarda çalışabilen veya büyük yüklere dayanıklı rulmanlar üretilmektedir. Dönme hareketinin gerçekleştiği hemen hemen her mekanizmada yer alırlar. Peki rulmanlar yağlama gerektirir mi? Yağlama olmadan da rulmanlar yüksek performans gösterir mi?

Rulmanlar genel olarak gres yağı ve daha ince olan sıvı yağ ile yağlanırlar. Bilindiği gibi gres yağı viskozitesi yüksek yani, akışkanlığı düşük bir yağdır. Sıvı yağlar ise daha ince ve akışkan yağlardır. Eğer rulmanlar yüksek hızlarda kullanılacaksa daha ince ve sıvı yağlar tercih edilmelidir. Eğer yüksek hızlarda kullanılmayacak ve büyük yüklere maruz kalacaksa gres yağı gibi daha katı yağlar tercih edilmelidir. Tabi ki bu kullanılan sistemin ve rulmanın tasarımına göre değişkenlik göstermektedir. En doğru bilgiye, rulman üreticilerinin kendi kataloglarından ulaşılabilir.

Rulmanların yağlama yapılmadan çalışması pek düşünülemez. Çünkü yüksek hız ve kapasitelerde çalışan rulmanlar, çok ince şekilde meydana gelen yağ filmi teşekkülü (oluşması) ile birbirlerine sürtmesi engellenir. Aynı zamanda rulmanda meydana gelen sıcaklığın atılmasını sağlar. Eğer rulmanlar yağlanmaz ise normalde pürüzsüz gözüken rulman bilyalarındaki ve elemanlarındaki mikroskobik pürüzler aşınmalara neden olabilir. Ayrıca aşınan parçaların rulman içerisinde kalmasıyla, aşındırıcı gibi davranarak aşınmanın çoğalmasına neden olabilir.

Rulman bilyaları her ne kadar noktasal temas halinde görünse de mukavemet gösterdikleri yüklerden dolayı rulman çemberlerine olan temas alanı büyüyebilmektedir. Bu durum aşınmaların artmasına neden olabilmektedir. Rulmanların yağlanması ile meydana gelen yağ tabakaları bu teması minimize eder ve yukarıda belirttiğimiz mikroskobik pürüzlerin tolere edilmesini sağlar. 

Sonuç olarak, rulmanların yağlanmadan çalıştırılması, sistemden maksimum verim alınmasını engeller. Ayrıca oluşan aşınmalar ile ürün ömrünün kısalmasına ve kısa sürelerde malzeme kaybına neden olabilir. Bu yüzden rulmanlar tasarımlarına ve çeşitlerine uygun olarak yağlanmalı ve bu şekilde kullanılmalıdır.

Devamı

Otto Çevrimi ve Kullanım Alanları

Otto çevrimi, adını Nikolaus August Otto'dan alan gaz akışkanlı bir termodinamik çevrimdir. İçten yanmalı motorların çalışma temellerini oluşturur. Bir piston silindir mekanizması ile dört zamanlı olarak çalışır ve ısı enerjisinin mekanik enerjiye dönüşmesini sağlar. Çevrimde meydana gelen bu dört zaman silindir içindeki pistonun konumuna ve meydana gelen olaylara göre şekillenmektedir. 

Çevrim pistonun aşağı doğru hareketiyle genişleyen hacme hava-gaz karışımının emilmesiyle başlar. Fakat ilk zaman, pistonun bu hava-gaz karışımını sıkıştırdığı zamandır. Pistonun yukarı doğru hareketlenmesi ile yakıt karışımının basınç ve sıcaklığı artar. Bu sırada ateşleme sistemi devreye girer ve yanma olayının gerçekleşmesi sağlanır. Sıkıştırmadan dolayı yakıt karışımının tepki kuvvetine maruz kalan silindir aşağı doğru hareket eder. Bu hareket ikinci zaman olarak düşünülür ve çevrimin ilk kısmı tamamlanır.

Otto çevriminin ikinci kısmında yanma olayından dolayı meydana gelen egzoz gazlarının atılmasını sağlar. Bu yüzden piston hareketinin aşağı doğru olduğu zaman (çevrim başlamadan meydana gelen yakıt emme durumundan bahsedilmektedir) yeniden yakıt emilimi olmaz. Piston üçüncü zaman için yeniden yukarı doğru harekete başlar ve egzoz gazları pistonun hareketiyle süpaplardan dışarı atılır. Pistonun yeniden aşağı hareketiyle de yeniden hava yakıt karışımı piston içerisine hareket eder.

Özet olarak yazmak gerekirse otto çevriminde;

(1-2) İzantropik sıkıştırma

(2-3) Sabit hacimde ısı geçişi

(3-4) İzantropik genişleme

(4-1) Sabir hacimde ısı geçişi (egzoz)

Otto Çevrimi Nerede Kullanılır?

Yazımızın başında da bahsettiğimiz gibi Otto çevrimi, içten yanmalı motorlarda kullanılan termodinamik bir çevrimdir. Bu nedenle benzinli motorların kullanıldığı otomobil, motosiklet gibi çeşitli araçlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Otto çevriminin ilk kullanıldığı yıllardan itibaren çeşitli teknolojilerle geliştirilmiş ve günümüzün yüksek performans sağlayan otomobil ve araçları oluşturulmuştur. 

Otto çevrimi için birden fazla alanda ve çeşitli şekillerde kullanımı yaygın görülmez. Fakat çevrimin kullanıldığı motorlar farklı makineler ve araçlarda kullanılmaktadır. En yaygın olarak kullanılanı günümüzde de kullandığımız dört zamanlı atmosferik içten yanmalı motorlu otomobillerdir. 

Devamı

Brayton Çevrimi ve Kullanım Alanları

Brayton çevrimi, yakıtın yüksek basınçtaki hava ile karıştırılarak yakılmasıyla ısı enerjisinin mekanik enerjiye dönüştürülmesini sağlayan gaz akışkanlı bir termodinamik çevrimdir. Sistem içerisine kütle girişi olduğu için açık sistem olarak çalışmaktadır. Adını, çevrimi ilk olarak kullanan George Brayton'dan almıştır. Kullanımı 1870'li yıllara dayanmaktadır. 

Brayton Çevrimi'nde yanma işleminin tam olarak sağlanması için gerekli olan hava, kompresör yardımıyla sıcaklığı ve basıncı arttırılarak, yakıtla beraber yanma odasına gönderilir. Yanma odasında ısıdan dolayı genleşen gazlar türbine doğru ilerler ve türbinleri döndürür. Türbinden çıkan gazlar kullanılmadan salınır. Sistemin tasarımına göre kompresör için gerekli olan enerji türbine bağlanan bir mil ile sağlanabilmektedir. 

Brayton çevriminin kapalı sistem olarak uyarlanmasına İdeal Brayton çevrimi denir . Bu sistemde yanma odası, ısı girişi sağlanan ısı değiştiricisi olarak düşünülmüş, dışarıya atılan genleşen gaz ise yine bir ısı değiştiricisi ile yeniden kompresöre bağlanmıştır. İdeal Brayton çevrimi ve gerçek çevrim arasında farklılıklar bulunmaktadır.

Brayton Çevrimi Nerede Kullanılır?

Brayton çevrimi, enerji tesislerinde ısı enerjisini mekanik enerjiye dönüştürmek için kullanılmaktadır. Özellikle elektrik ihtiyacı çok olmayan ve zamanla değişen yerlerde kullanılması kolaylık sağlamaktadır. Çünkü gaz akışkanlı çevrim kullanılan sistemler, buharlı güç çevrimlerine göre daha kolay ve çabuk devreye alınabilmektedir. Fakat gaz akışkanlı çevrimlerdeki kompresör için gerekli olan enerji ihtiyacı, buharlı çevrimlerde kullanılan pompanın enerji ihtiyacına göre oldukça fazladır. Bu yüzden buharlı çevrimlerin kullanımı daha verimli ve yaygındır.

Brayton çevriminin kullanıldığı bir diğer alan jet motorlarıdır. Uçaklar için gerekli olan itme gücünü sağlayan bu motorlar, aynı zamanda ürettiği enerji ile elektronik aksamlara enerji sağlayabilmektedir. Ayrıca daha önce değindiğimiz gibi sıkıştırma için gerekli olan enerjiyi de sistem içerisinde sağlayabilmektedir.  

Devamı