Hidrolik Kamyon

Hidroliğin tanımını yaparsak; kuvvet ve hareket üretmek ve bu kuvveti iletmek için sıvı akışkan kullanma işine denir. Hidrolik, akışkanların mekanik hareketlerini inceleyen bilim alanıdır.  Sıkıştırılamaz özellikteki akışkanların kullanıldığı ve elde edilen basınçlı akışkanla çeşitli hareketlerin ve kuvvetlerin üretildiği sistemlerdir. Hidrolik sistemlerde genellikle akışkan olarak su ve yağ kullanılır.

“Hiç oto tamir yerinde havaya kaldırılmış bir araba gördünüz mü? Bir asansörün, insanları ve yükleri nasıl havaya kaldırabildiğini hiç merak ettiniz mi? Hidrolik sistemler ile çalışarak, sözünü ettiğimiz işleri çok daha iyi kavrayabileceksiniz. Hidrolik sistemlerde, kuvvet iletmek için genellikle sıvılar ve yağ kullanır Hidrolik sistemler, insan gücü ile yapılamayacak kadar güç görevleri gerçekleştirmeye yardımcı olurlar.  Çok az çaba harcanarak, büyük miktarda yükleri kaldırıp, indirebilirler.”

MÜHENDİSLİK BAĞLANTISI

Yıllar boyunca, mühendisler, akışkan gücünün birçok faydasını çok çeşitli günlük amaçlara uyguladılar. Çoğunlukla şantiyelerdeki ağır makinelerde ve hatta ofislerimizdeki rahat koltuklarımızın altında bile akışkanların gücüne yani hidrolik sistemleri gözlemleyebiliriz. Peki, sıvıların gücünü topluma ve insanlara fayda sağlamak için başka hangi alanlarda kullanabiliriz?  Cevap: mühendisler, son zamanlarda, güçlü ve hafif kurtarma robotlarında ve yenilikçi hybrid araçlarda hidrolik sistemin kullanılması çalışmalarına devam etmektedir.

Mühendisler çeşitli nedenlerle hidrolik kolları geliştirirler. Hidrolik kollar, insanların doğrudan veya otomatik sistemlerle çalışabilmesi için çok zor veya tehlikeli durumlarda kullanılabilirler.

ÖĞRENME HEDEFLERİ

• Hidrolik ve pnömatik temel kavramlarını açıklayabilir.
• Mühendislik tasarım sürecinin basamaklarını tanımlayabilir.
• Mühendislik tasarım sürecinin tasarım ve inşa aşamalarını tanıyabilir.
• Bir tasarımın özelliklerini ve amacını açıklayabilir.
• Bir tasarım sürecine çeşitli yollarla çözümler sunabilir.
• Hareket için bir kuvvetin (itme veya çekme kuvvetlerinin) gerekliliği konusunda açıklama yapabilir.
• Sıvıların gücünü kullanan cihaz ve makineleri belirleyebilir.
• Akışkan gücü kullanan makinelerin temel bileşenlerini ve fonksiyonlarını tanımlayabilir ve açıklayabilir.
• Pnömatik ve hidrolik sistemlerin karakteristiklerini ayırt edebilir.
• Pascal kanunu kullanan bir sıvı güç sisteminde değerleri hesaplayabilir.

KEŞFETME

Ürünümüzle ahşap bir iş makinesi maketi yapacaksınız. Bu makinenin arkasından kamyonun damperine kadar olan bölüme birbirleriyle orantılı şekilde hareketi sağlayacak serum lastikleri ve bunların ucuna havayı pompalayarak iletecek şırıngalar takınız. Plastik şırıngalar pompalanan havayı ileterek damperin hareketini sağlıyor ve iş yapılıyor. Hava basınç oranına göre damper harekete geçiriyor. Hareketin kaynağı yüksek basınçla pompalanan havadır. Yapılacak işin büyüklüğüne göre uygulanan basınç değişir.

Damperli kamyon ve itfaiye araçlarındaki damper ve merdiven, kompresör ile sıvıya uygulanan kuvvet ve sıvıda oluşan basınç yardımıyla kaldırılabilmektedir. Ahşap parçaları birleştiriniz. Parçaları birleştirdikten sonra hortum ve şırınga bağlantılarını yapıp şırınga içerisine hidrolik basıncı sağlayacak bir sıvı koymanız gerekiyor. Bu sıvı su olabilir. Ne kadar koyacağınızı siz ayarlayacaksınız. Gerekli hareketi sağlıyorsa sorun yoktur.

BEYİN FIRTINASI

Bilgileri derinleştirmek için aşağıdaki sorularla beyin fırtınası yapabilirsiniz:

Sorular:

• Hidrolik kamyonunuz ile daha ağır bir yük kaldırmak istiyorsanız, neler yapabileceğinizi düşünün.
• Enjektör içindeki sıvının miktarının azalması ya da artması etki eder mi?
• Daha büyük çaplı bir enjektör ile denemeniz, sonuç üzerinde etki eder mi?
• Tüm bunları ve bulacağın başka yöntemleri deneyerek, gözlemler yapmaları sağlanmalıdır.

EĞİTİM STANDARTLARI

NGSS(Next Generation Science Standarts)

MS-ETS1-4

MS-ETS1-2

MS-PS2-2

Mühendislik Tasarımı Uygun bir tasarım elde edilebileceği şekilde, önerilen bir nesnenin, aracın veya işlemin tekrarlanan testleri ve modifikasyonları için veri üretebilir ve bir model geliştirebilir.Problemin kriterlerini ve kısıtlamalarını ne kadar iyi karşıladıklarını belirlemek için sistematik bir süreç kullanarak rakip tasarım çözümlerini değerlendirebilir.

Hareket ve Denge: Kuvvetler ve Etkileşimler Nesnenin hareketindeki değişikliğin nesne üzerindeki kuvvetlerin ve nesnenin kütlesinin toplamına bağlı olduğunu gösteren bir çalışma planlar.

ETKİNLİK ÖNERİLERİ

Hidrolik kamyonunuzun damperini daha fazla yukarı kaldırmak için neler yapabileceğinizi düşünün ve uygulayın.

Enjektör içindeki sıvının miktarının azalması ya da artması damperin kalkmasını etkiler mi? Ya escort avcılarda daha büyük çaplı bir enjektör ile denemeniz, sonuç üzerinde etki eder mi? Tüm bunları ve bulacağın başka yöntemleri deneyerek, gözlemler yapınız.

KAZANIMLAR

• Yapıcılık ve yaratıcılık yönlerini geliştirir.
• El ve göz koordinasyonunu sağlar.
• Analitik düşünme becerileri artar.
• İnovasyon ve icada yönelik yeni yaklaşımları dener, yeni ürünler tasarlar
• Nesneleri yeni şekiller oluşturacak biçimde bir araya getirir.
• Küçük kaslarını kullanarak belirli bir güç gerektiren hareketleri yapabilir.
•  “Ben de yapabilirim.” düşüncesine sahip olur.