Bu makalede makinelerin ne olduğu açıklanmaktadır. Böylece makinenin anlamını, makinenin parçalarının neler olduğunu ve farklı makine türlerinin neler olduğunu keşfedeceksiniz.
Makine nedir?
Makine, belirli bir eylemi gerçekleştiren mekanik bir sistemdir. Yani bir makine, çalışması işin performansını kolaylaştıran bir dizi kombine mekanik elemandan oluşan bir cihazdır.
Örneğin hidrolik pres, farklı türdeki malzemeleri sıkıştırıp sıkıştırmak için kullanılan bir makinedir. Yani insan gücüyle yapılması imkansız olan işleri bu makineyle yapabilirsiniz.
Bir makinenin çalışması için ihtiyaç duyduğu enerji farklı türlerde olabilir: mekanik, kimyasal, termal enerji vb. Gerçi şu anda makinelerin büyük çoğunluğu enerjisini elektrik motorundan alıyor.
Makine kavramını makine kavramından ayırmak önemlidir. Makine, bir eylemi gerçekleştiren tek bir cihazdır; makine terimi ise aynı amaç için kullanılan bir dizi makineyi ifade eder.
Bir makinenin parçaları
Bir makine aşağıdaki unsurlardan oluşur:
- Mekanizma : Sağlanan enerjiyi makinenin tasarlandığı işe dönüştüren makinenin tüm parçalarıdır.
- Motor : Makinenin işin yapılması için gerekli enerjiyi sağlayan kısmıdır.
- Yapı (veya şasi) : Bu, makinenin diğer tüm bileşenlerini destekleyen makinenin parçasıdır.
- Muhafaza : Makinenin cihazı koruyan kısmıdır. Kullanımını kolaylaştırmak ve diğer elemanlara bağlanabilmesini sağlamak amacıyla genellikle makineye özel bir şekle sahiptir.
- Güvenlik bileşenleri : Makinenin amacına ulaşmasına katkıda bulunmayan, daha ziyade makineyi kullanan kişileri korumayı amaçlayan makine parçalarıdır.
- Elektronik devre : Makinenin çalışmasına yardımcı olan kablolar, sensörler ve elektrikli cihazlardan oluşan set.
- Göstergeler ve ekranlar : Bazı makinelerde kullanıcıyla etkileşimde bulunmak ve onları hatalar veya belirli durumlar konusunda uyarmak için göstergeler veya ekranlar bulunur.
Makine türleri
Makinenin amacını gerçekleştirmek için ihtiyaç duyduğu adım sayısına bağlı olarak makineler basit veya bileşik olarak sınıflandırılır.
- Basit makine : İşini tek adımda yapan makine. Bu nedenle bu tip makinelerin kullanımı, birçok mekanik eleman içerse bile basittir. Örneğin: bir kaldıraç, bir makara, bir kama.
- Kompozit makine : Kullanışlılığına ulaşmak için birkaç adım gerektiren bir makine. Bileşik makine, seri olarak bağlanan birkaç basit makineden oluşur. Örneğin: bisiklet, vinç, saat.
Öte yandan makineler, çalışmaları için elektriğe ihtiyaç duyup duymamalarına göre de sınıflandırılabilir:
- Manuel makine : Bu tip makinelerin mekanizması itmeyle çalıştırıldığından, çalışması için makineye kuvvet uygulanması gerekir. Örneğin: bir kaldıraç, bir makara sistemi, bir kama.
- Elektrikli makine : Makinenin çalışması için elektrik akımına ihtiyaç vardır. Elektrik harici bir güç kaynağı veya batarya ile üretilebilir. Bu tür makinelerde genellikle yerleşik bir motor bulunur ve bu da onları daha gürültülü hale getirir. Örneğin: bilgisayar, televizyon.
Basit makine
Basit makine, bir kuvvetin büyüklüğünü veya yönünü değiştirmenize olanak sağlayan bir makine türüdür. Basit bir makine, kuvveti daha az çabayla veya daha rahat bir şekilde uygulamak için kullanılan mekanik bir cihazdır.
Örneğin kaldıraç basit bir makinedir. Kaldıraç basit bir makinedir çünkü ağır bir nesneyi, kaldıraçsız kaldırmaya göre çok daha az kuvvet kullanarak kaldırmanıza olanak tanır.
Kısaca basit makineler, mekanik avantaj sağlayan en basit mekanizmalar olarak tanımlanabilir.
bileşik makine
Bileşik makine olarak da adlandırılan bileşik makine , bir dizi basit makineden oluşan bir makinedir. Basitçe söylemek gerekirse, bileşik makine, seri olarak bağlanmış birkaç basit makineyi birleştiren mekanik bir cihazdır.
Daha fazla mekanik avantaj elde etmek için kompozit makineler kullanılır. Birkaç basit makinenin bir araya getirilmesiyle daha yüksek bir kuvvet elde edilebilir, bu da ağır nesnelerin taşınmasını kolaylaştırır.
Dolayısıyla, bir bileşik makinenin çalışması, birkaç basit makinenin seri halinde birleştirilmesini içerir; öyle ki, basit bir makine tarafından sağlanan kuvvet, bir sonrakini harekete geçirir. Bu nedenle kullanıcının yalnızca ilk basit makineyi etkinleştirmek için gerekli çabayı göstermesi gerekir.
Bir makinenin mekanik avantajı
Bir makinenin mekanik avantajı, makineye uygulanan kuvvetin ne kadar arttırıldığını gösteren bir parametredir. Dolayısıyla mekanik avantaj, giriş kuvveti ile çıkış kuvveti arasındaki ilişkiyi gösterir.
Matematiksel olarak bir makinenin mekanik avantajı, ortaya çıkan kuvvetin uygulanan kuvvete oranı olarak tanımlanır.
Mekanik avantaj, uygulanan kuvvetin hızının yükün hareket ettiği hıza bölünmesiyle de hesaplanabilir. Benzer şekilde, bu ifade de uygulanan kuvvetin noktasının yer değiştirmesinin yükün yer değiştirmesine bölünmesine eşdeğerdir:
Daha sonra mekanik avantaj formülünden aşağıdaki ilişkiler çıkarılabilir:
- VM>1 : Ortaya çıkan kuvvet uygulanan kuvvetten daha büyüktür, dolayısıyla makine kuvvetin büyüklüğünü artırır. Öte yandan yükün kat ettiği mesafe, kuvvetin uygulandığı noktanın kat ettiği mesafeden daha azdır.
- VM<1 : Ortaya çıkan kuvvet uygulanan kuvvetten küçük olduğundan makine kuvvet değerini azaltır. Ancak kuvvetin uygulandığı noktada yapılan yer değiştirmeden daha büyük bir yük yer değiştirmesi elde ederiz.
- VM=1 : Makinenin ortaya çıkardığı kuvvet, ona uygulanan kuvvete eşittir. Yükün yer değiştirmeleri ve kuvvetin uygulama noktası da aynıdır. Bu tip mekanik makineler her ne kadar mekanik bir avantaj sağlamasa da genel olarak kas güçlendirmenin daha konforlu bir şekilde gerçekleştirilmesi amacıyla kullanılmaktadır. Örneğin, basit bir makara bir ağırlığın aşağı doğru kuvvetle kaldırılmasına izin vererek yükün kaldırılmasını kolaylaştırır.
Makine ve mekanizma
Son olarak, makine ile mekanizma arasındaki farkı daha derinlemesine inceleyeceğiz çünkü bunlar sıklıkla karıştırılan iki kavramdır.
Mekanizma , insanın daha az eforla ve daha rahat bir şekilde iş yapmasını sağlayan bir dizi mekanik elemandır.
Yani mekanizma, makinenin hareketini gerçekleştiren kısımdır, yani bir makinenin mekanizması, iş yapmak için bir araya gelen parçalardan oluşan bir bütündür.
Ancak bir makine birçok bileşenden oluşur. Bu nedenle mekanizma bir makinenin başka bir parçasıdır.
Kısaca makine kavramı mekanizma kavramını da içermektedir ancak makineler genellikle birkaç parçadan oluştuğu için anlamı aynı değildir.