Mechanical Technology Grade 12 Eastern Cape Mock 2016 QP

NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 SEPTEMBER 2016 MEGANIESE TEGNOLOGIE PUNTE: 200 TYD: 3 uur *MCHTA* Hierdie vraestel bestaan uit 21 bladsye, insluitende n 3-bladsy formuleblad.

2 MEGANIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2016) INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Skryf jou sentrum- en eksamennommer in die spasies wat op die ANTWOORDEBOEK en ANTWOORDBLAD verskaf word. 2. Lees AL die vrae aandagtig deur. 3. Beantwoord AL die vrae. 4. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 5. Begin ELKE vraag op ʼn NUWE bladsy. 6. Toon ALLE berekeninge en eenhede. Rond finale antwoorde tot TWEE desimale plekke af. 7. Kandidate mag nieprogrammeerbare/wetenskaplike sakrekenaars en teken- /wiskundige instrumente gebruik. 8. Die waarde van die gravitasiekrag moet as 10 m/s2 geneem word. 9. Alle afmetings is in millimeter, tensy anders in die vraag genoem word. 10. ʼn Formuleblad is aan die einde van hierdie vraestel aangeheg. 11. Gebruik die kriteria hieronder om jou met die beplanning van jou tyd te help. VRAAG INHOUD GEDEK PUNTE TYD (MINUTE) 1 Meervoudigekeuse-vrae 20 15 minute 2 Veiligheid 10 10 minute 3 Gereedskap en Toerusting 12 10 minute 4 Materiaal 13 10 minute 5 Terminologie 30 20 minute 6 Hegtingsmetodes 25 25 minute 7 Kragte 30 30 minute 8 Instandhouding 15 15 minute 9 Stelsels en beheer 25 25 minute 10 Turbines 20 20 minute TOTAAL 200 180 minute Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2016) MEGANIESE TEGNOLOGIE 3 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Verskeie opsies word as moontlike antwoorde vir die volgende vrae gegee. Kies die korrekte antwoord en maak ʼn kruisie (X) in die blokkie (A–D) langs die vraagnommer (1.1–1.20) in die ANTWOORDEBOEK, byvoorbeeld 1.21 D 1.1 Watter EEN van die volgende veiligheidsprosedures is op die silinderlekkasietoetser van toepassing? A Skroef die druk-as in by die klepgaat. B Moenie die voorgeskrewe druklaag in die silinder oorskry nie. C Plaas die veer bo die toetser. D Maak seker dat die peilstok in sy buis is. (1) 1.2 Watter van die volgende veiligheidsmaatreëls word by die torsietoetser toegepas? A Klamp die toetser aan die werksbank vas. B Wees versigtig vir metaaldeeltjies wat afskilfer nadat metaal gebreek word. C Bepaal die sterkte van die boute wat die raamwerk verbind. D Al die bogenoemde. (1) 1.3 Watter veiligheidsmaatreëls is van toepassing by die knip- en guillotines in die werkswinkel? FIGUUR 1.3 A Gebruik die guillotine as ʼn werksbank. B Skerms moet verwyder word wanneer metaal gesny word. C Moenie handskoene dra wanneer jy plate hanteer nie. D Kies die korrekte lem vir die tipe werk. (1) 1.4 Watter van die volgende gereedskap word vir die toetsing van elektriese komponente gebruik? A Brinelltoetser B Rockwelltoetser C Multimeter D Terminaaltoetser (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

4 MEGANIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2016) 1.5 ʼn Balkdefleksietoetser word gebruik om die ... van verskillende materiaal te bepaal. A vervorming B beskrywing C afwyking D agteruitgang (1) 1.6 Sementiet is ook bekend as ... wat ʼn verbinding van yster en koolstof is. A metaalkarbied B staalkarbied C ysterkarbied D Al die bogenoemde (1) 1.7 Wat is die korrekte hittebehandelingstemperatuur vir suierringe? FIGUUR 1.7 A 380 °C - 420 °C B 480 °C - 520 °C C 580 °C - 620 °C D 680 °C - 720 °C (1) 1.8 Bepaal die breedte van ʼn spy wat op ʼn 100 mm staaf gebruik moet word. A 20 mm B 35 mm C 40 mm D 25 mm (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2016) MEGANIESE TEGNOLOGIE 5 1.9 Watter enjinonderdeel kan met die vlakfreessnyer hieronder afgewerk word? FIGUUR 1.9 A Kruk-as B Silinderkop C Dryfstang D Nok-as (1) 1.10 Wat is die rede vir die toepassing van die Kerfbuigtoets wat op sweislaste toegepas word? A Om die persentasie verlenging van die sweismetaal te bepaal B Om die sweiser se vaardigheid te bepaal C Om die grootte van die sweis te toets D Om sweislaste, sowel as sweisers tot sekere standaarde te beproef (1) 1.11 Wat is die rede vir die gebruik van visuele toetsing in die toetsing van sweislaste? A Om sweisers op te lei B Om die grootte van die sweislaste te bepaal C Om die sweiser te toets D Om die sterkte van die sweislas te bepaal (1) 1.12 Identifiseer ʼn enkele krag wat die volle sisteem van kragte hieronder kan vervang. 15 N N W O 3N 10 N S FIGUUR 1.12 A Poligoon B Ekwilibrium C Ekwilibrant van kragte D Resultant (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

6 MEGANIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2016) 1.13 Bereken die drukspanning in ʼn 20 x 20 mm vierkantige staaf wat onderhewig is aan ʼn druklas van 10 kN. A 25 MPa B 2,5 MPa C 0,25 MPa D 0,025 MPa (1) 1.14 Watter EEN van die volgende is NIE ʼn funksie van smeermiddelolie nie? A Dit moet die enjinlewe verleng. B Dit moet die enjinspoed vermeerder. C Dit moet enjingeraas verminder. D Dit moet as ʼn seël dien. (1) 1.15 Waarvoor staan die ‘W’ in die klassifikasie van SAE 20W50-olie? FIGUUR 1.15 A ‘Winner grades’ B ‘Winter grades’ C ‘Wheel grades’ D ‘Wheel bearing’ (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2016) MEGANIESE TEGNOLOGIE 7 1.16 Die ratverhouding in die saamgestelde rat in FIGUUR 1.16 is … T-60 T-15 T-15 T-60 FIGUUR 1.16 A 1 : 16 B 1:4 C 16 : 1 D 4:1 (1) 1.17 Wat is die naam van die katrolle met die aangehegde tou of ketting bekend, soos aangedui in FIGUUR 1.17 hieronder? FIGUUR 1.17 A Katrol- en leikatrolle B Wenas C Takel-katrolstelsel D Ope katrolbandsisteem (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

8 MEGANIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2016) 1.18 Wat noem ons die remstelsel wat in FIGUUR 1.18 hieronder gebruik word? FIGUUR 1.18 A Lugremsisteem B Ontstekingsisteem C ABC-remstelsel D ABS-remstelsel (1) 1.19 ʼn Superaanjaer word aangedryf deur … A stoom. B uitlaatgasse. C meganiese dryfkrag. D inlaatgasse. (1) 1.20 Identifiseer die waterturbine in FIGUUR 1.20 hieronder: FIGUUR 1.20 A Francis B Tyson C Kaplan D Gorlov (1) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2016) MEGANIESE TEGNOLOGIE 9 VRAAG 2: VEILIGHEID 2.1 FIGUUR 2.1 Meld TWEE veiligheidsmaatreëls wat toegepas moet word terwyl daar met die freesmasjien soos in FIGUUR 2.1 gewerk word. (2) 2.2 FIGUUR 2.2 Noem TWEE veiligheidsvoorsorgmaatreëls wat toegepas moet word tydens die gebruik van die oksi-asetileen apparaat soos in FIGUUR 2.2. (2) 2.3 Noem DRIE veiligheidsmaatreëls by die gebruik van die balkdefleksietoetser. (3) 2.4 Meld DRIE algemene maatreëls wat met die gebruik van die Metaalboog- gasskermsweisings (CO2 en Argon) toegepas moet word. (3) [10] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

10 MEGANIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2016) VRAAG 3: GEREEDSKAP EN TOERUSTING 3.1 FIGUUR 3.1 Verduidelik die werking van die Rockwellhardheidstoetsmetode. (4) 3.2 Meld TWEE funksies van die verkoelingstelseltoetser. (2) 3.3 Beskryf die doel van die volgende toetse hieronder. 3.3.1 Brandstofdruktoets (2) 3.3.2 Multimeter (2) 3.4 FIGUUR 3.4 Wat is die lesing op die mikrometer, soos aangedui in FIGUUR 3.4 hierbo? (2) [12] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2016) MEGANIESE TEGNOLOGIE 11 VRAAG 4: MATERIAAL 4.1 Beskryf elk van die volgende ysterkoolstof-ekwilibriumdiagramstrukture hieronder. 4.1.1 Perliet (2) 4.1.2 Koolstofinhoud (2) 4.1.3 Martensiet (2) 4.2 Watter TWEE metodes word gebruik om die materiaal eienskappe te beheer? (2) 4.3 Wat is die doel van hittebehandeling? (2) 4.4 Beskryf in jou eie woorde wat ʼn yster-koolstofdiagram is. (2) 4.5 As wat staan sementiet ook bekend? (1) [13] VRAAG 5: TERMINOLOGIE 5.1 Met behulp van ʼn skets, toon aan hoe jy ʼn snybeitel op ʼn freesmasjien sal sentraliseer. (6) 5.2 Verduidelik die TWEE freesprosesse hieronder. 5.2.1 Konvensionele freeswerk (2) 5.2.2 Klimfreeswerk (2) 5.3 ʼn Masjinis moet ʼn rat op die freesmasjien met 43 tande sny. Bereken die indeksering nodig om die werk te voltooi. (4) 5.4 Dui die VIER algemene skroefdraadpassings aan, en gee ʼn verduideliking van elk. (8) 5.5 FIGUUR 5.5 IDENTIFISEER en NOEM die sny prosedure soos aangedui in FIGUUR 5.5 hierbo. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

12 MEGANIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2016) 5.6 A C D B E F FIGUUR 5.6 FIGUUR 5.6 toon ʼn skroefdraadmikrometer aan. Skryf die aangeduide letters in jou ANTWOORDBOEK met die korrekte name van die dele langs die letters. (6) [30] VRAAG 6: HEGTINGMETODES 6.1 Tydens die sweisproses van staal kan verskeie defekte voorkom. Identifiseer EEN moontlike defek en EEN voorkomende metode indien: 6.1.1 Atmosferiese besmetting ʼn oorsaak is. (2) 6.1.2 Die kraalsweislas nie deur die algehele dikte van die basisplaat dring nie. (2) 6.1.3 Nie-metaalagtige vastestowwe wat in die basismetaal vasgevang word. (2) 6.2 Noem DRIE destruktiewe toetse wat op metaal beoefen kan word. (3) 6.3 Identifiseer SES basiese komponente van die Mig-sweismasjien. (6) 6.4 FIGUUR 6.4 Beskryf hoe ʼn Kerfbreektoets op ʼn hoeksweislas toegepas word. (6) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2016) MEGANIESE TEGNOLOGIE 13 6.5 A B D C FIGUUR 6.5 Vul die byskrifte in van die Migsweismasjien soos aangedui in FIGUUR 6.5 hierbo. (4) [25] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

14 MEGANIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2016) VRAAG 7: KRAGTE 7.1 ʼn Las van 40 kN veroorsaak ʼn trekkrag van 8 MPa in ʼn ronde staaf. Die oorspronklike lengte van die staaf is 275 mm en Young se Modulus van Elastisiteit vir sagte staal is 60 GPa. Bereken die volgende: 7.1.1 Die diameter van die staal staaf (6) 7.1.2 Die vervorming veroorsaak deur die las (3) 7.1.3 Die verandering in lengte veroorsaak deur die las (3) 7.2 ʼn Hidroulise domkrag word gebruik om ʼn voertuig met ʼn massa van 35 kN op te lig. Die maksimum krag wat op die 34 mm suier toegepas kan word is 320 N. ? mm 35 kN 34 mm plunger FIGUUR 7.2 Bereken die volgende: 7.2.1 Die vloeistofdruk in die hidrouliese sisteem. (3) 7.2.2 Die diameter van die ram. (4) 7.3 ʼn 10 m Balk rus op TWEE stutte. Die EEN stut is aan die linker ent en die ander stut is 8 m vanaf die linker ent. Die balk dra ʼn uniform verspreide las van 2 N/m tussen die stutte. 50 N 30 N 2 N/m 4m 2m ●●●●●●●●●●●●●●●● 8m L R FIGUUR 7.3 Die balk dra ook die volgende punt laste: 50 N 4 m vanaf die linker ent; 30 N op die regter ent. Bereken die reaksies by die stutte. (6) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2016) MEGANIESE TEGNOLOGIE 15 7.4 70 N 90ᵒ 65 N 130ᵒ 100 N FIGUUR 7.4 Bereken die grootte en rigting van die resulterende krag (R) in die sisteem van kragte hierbo. (5) [30] VRAAG 8: INSTANDHOUDING 8.1 A C B D FIGUUR 8.1 Vul die byskrifte van die handratkas in FIGUUR 8.1 hierbo in. (4) 8.2 Waarom is dit belangrik vir enjin olie om ʼn hoë flitspunt te hê? (2) 8.3 FIGUUR 8.3 Verduidelik die gebruik van snyvloeistof soos aangedui in FIGUUR 8.3 hierbo. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

16 MEGANIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2016) 8.4 A B C E D F FIGUUR 8.4 Skryf die letters A–F van die meganiese koppelaarmontering in jou ANTWOORDEBOEK neer en dan die korrekte dele soos aangedui in FIGUUR 8.4, teenoor die korrekte letters. (6) [15] VRAAG 9: STELSELS EN BEHEER 9.1 FIGUUR 9.1 hieronder toon ʼn rataandrywing. Dryfrat A het 16 tande en skakel met rat B in met 12 tande wat op ʼn tussenas inkam. Op die tussenas is ʼn tweede dryfrat C met 14 tande wat met die finale gedrewe rat, wat 42 tande het, inkam. Aangedrewe Aangedrewe rat D Rat B – rat A – – 42 tande 12 tande 16 tande TTEETH Rat C – 14 tande FIGUUR 9.1 Bepaal deur middel van berekeninge: 9.1.1 Die rotasiefrekwensie van die lewerings-as, indien die inset-as 1330 r/min (revolusie per minuut) roteer (3) 9.1.2 Die snelheidsverhouding tussen die inset-as en die lewerings-as (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2016) MEGANIESE TEGNOLOGIE 17 9.2 ʼn Krag van 400 N word op Suier A in ʼn domkrag toegepas. Suier A beweeg 30 mm afwaarts. Die diameter van Suier B is 145 mm en beweeg 14 mm opwaarts. 400 N 145 Ө Suier A 14 mm Suier B 30 mm …………... …… FIGUUR 9.2 Maak gebruik van die spesifikasie in FIGUUR 9.2 en bereken die volgende: 9.2.1 Die vloeistofdruk in die hidrolise stelsel (3) 9.2.2 Die krag/las wat gelig kan word (2) 9.3 FIGUUR 9.3 toon ʼn bandaandrywing. ʼn Katrol met ʼn diameter van 40 mm dryf ʼn gedrewe katrol met ʼn diameter van 120 mm. Die aangedrewe katrol draai teen 100 r/min. 12 mm 40 mm MM MM 100 r/min Aangedrewe Katrol Gedrewe Katrol FIGUUR 9.3 Bepaal deur berekeninge: 9.3.1 Die rotasiegetal van die gedrewe katrol in r/min (2) 9.3.2 Die krag wat oorgebring word (2) 9.3.3 Die bandspoed van die sisteem in meters per sekonde (2) 9.4 Die asetileen gassilinder het ʼn drukking en volume van 300 kPa (kN/m²) en 0,35 m³ onderskeidelik. Die gas word uitgesit totdat die nuwe volume van 0,9 m³ verkry is terwyl die temperatuur konstant bly. Wat sal die nuwe drukking wees? (4) 9.5 Verduidelik kortliks die rede waarom lugsakke in motor voertuie gebruik word. (5) [25] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

18 MEGANIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2016) VRAAG 10: TURBINES 10.1 Bestudeer die turbine in FIGUUR 10.1. FIGUUR 10.1 Skryf die byskrifte van die letters A tot F in jou ANTWOORDEBOEK. (6) 10.2 In watter TWEE groepe word water turbines op verdeel? (2) 10.3 Verduidelik die werksbeginsel van die gas turbine met die Brayton siklus. (4) 10.4 Noem VIER voordele van ʼn stoomturbine. (4) 10.5 Noem VIER nadele van ʼn gasturbine. (4) [20] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2016) MEGANIESE TEGNOLOGIE 19 FORMULEBLAD 1. BANDAANDRYWING 1.1 Bandspoed = 1.2 ( ) Bandspoed = (t = banddikte) 1.3 Bandmassa = (A = thickness width) 1.4 Spoedverhouding = 1.5 Bandlengte (Plat) = [ (D + d) x 1,57 ] + (2 x senterafstand) 1.6 Oopbandlengte = ( ) ( ) 1.7 Gekruisdebandlengte = ( ) ( ) 1.8 Drywing (P) = 1.9 Verhouding tussen die stywe kant en slap kan= 1.10 ( ) Drywing (P) = waar = krag in die stywe kant 1.11 Wydte = 1.12 Torsie = Krag x radius 2. SPANNING EN VERVORMING 2.1 Spanning = of ( ) 2.2 Vormverandering = 2.3 Young se modulus (E) = of ( ) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

20 MEGANIESE TEGNOLOGIE (EC/SEPTEMBER 2016) 3. HIDROLIKA 3.1 ( ) Druk (P) = ( ) 3.2 Volume = dwarsdeursnee- oppervlakte x slaglengte (l of s) 3.3 Arbeid verrig = Krag x Afstand 3.4 x = x 4. RATAANDRYWING 4.1 Drywing (P) = 4.2 Ratverhouding = 4.3 Wringkrag = Krag x radius 4.4 Wringkrag oorgedra = ratverhouding x insetwringkrag 4.5 ( ) Module (m) = ( ) 4.6 ( ) ( ) Steeksirkeldiameter (SSD) = 4.7 Buitediameter (BD) = SSD + 2 module 4.8 Addendum (a) = module (m) 4.9 Dedendum (b) = 1,157 m of Dedendum (b) = 1, 25 m 4.10 Snydiepte (h) = 2, 157 m of Snydiepte (h) = 2,25 m 4.11 Vry ruimte (c) = 0,157 m of Vry ruimte (c) = 0,25 m 4.12 Sirkelsteek (SS) = m X 5. KATROLAANDRYWING 5.1 = 5.2 Drywing (P) = 5.3 Snelheidsverhouding = 5.4 Rev/min van gedrewe katrol = Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2016) MEGANIESE TEGNOLOGIE 21 6. SPYE 6.1 Spywydte = 6.2 Spydikte = 6.3 Spylengte = 1,5 x diameter van as 6.4 Standaardtapstuk vir tapse spy: 1 in 100 of 1 : 100 7. CINCINNATI-VERDEELKOPTABEL VIR FREESMASJIEN 7.1 Gatsirkels Side 1 24 25 28 30 34 37 38 39 41 42 43 Side 2 46 47 49 51 53 54 57 58 59 62 66 7.2 Standaardwisselratte 24 x 2 28 32 40 44 48 56 64 72 86 100 Indekseringformule = (waar n = getal indelings) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief