3. BASKININ ÖNSÖZÜ
Ocak 1996 yılında basılmış olan Makine Elemanları I, Hesap ve Konstrüksiyon kitabı, baskı adedi çok yüksek olmasına karşın Kasım 1999 yılında tamamen tükenmesine karşın Ekim 2000 yılında 2. baskısı çıkmış bu baskıda 2004 yılından itibaren resmi olarak tük endiği, ancak piyasada farklı kâğıt kalitelerinde kitabın basıldığı ve satıldığı görülmüştür. Bir hocanın bu tür işlerle uğraşması ayrı bir sorun, kitap yazması farklı bir sorun, kitabın basımının sağlanması başka bir sorun teşkil etmektedir.
Bir önce ki baskıya göre içerik gözden geçirilerek düzeltmeler yapılmış ve birkaç şekil, tablo ve konstrüksiyon örnekleri tamamlama mahiyetinde eklenmiştir.
Bir konstrüktörün başarısı gerçekleştirdiği konstrüksiyonlarla ölçülür. Konstrüktör şekillendirme yapa rken ekonomik bir üretim, hafif bir konstrüksiyon, emniyetli bir çalışma, kolay ve az masraflı bir bakım ve estetik görünüş gibi konstrüksiyon ilkelerini düşünmek ve birbirleri ile çelişki halinde olan bu ilkeler arasından,, bazen ara çözüm yoluna giderek b ir seçim yapmak zorundadır. Böylece mühendisliğin temel konularından biri olan Makine Elemanlarının şekillendirilmesinde hesap yöntemleri kadar konstrüksiyon ilkeleri de çok önemlidir.
Konstrüksiyonların oluşturulmasında teorik bilgilerle birlikte endüstriyel tecrübelerinde önemli olduğunu söylemek gerekir. Konstrüksiyonları oluşturan Makine Elemanlarının mukavemet hesaplarının yanında doğru şekillendirilebilmesi için iyi bir Makine Elemanı bilgisine sahip olunmalıdır.
Bu kitap konstrüktörler, sanayide çalışan mühendisler, makine mühendisliği eğitimi gören öğrenciler için hazırlanmıştır. Kitapta genel olarak Makine Elemanlarının avantajları, dezavantajları, uygulama alanları, hesap yöntemleri ve konstrüksiyonda dikkat edilmesi gereken hususlar belirtilerek kolay anlaşılabilir bir şekilde bilgi verilmiştir.
Kitap hemen hemen her üniversitenin ders programına uygun olarak iki cilt halinde düzenlenmiştir. Ocak 2000 de Makine Elemanları ile ilgili temel bilgileri daha iyi anlamak, kavramak ve pekiştirmek iç in metin soruları ve yanıtları, problemler ve çözümleri, konstrüksiyon hataları ve örnekleri içeren ayrı bir kitap basılmıştır.
Birinci ciltte, Genel Konular, Toleranslar, Geçmeler, Yüzey Kaliteleri, Makine Konstrüksiyonunda Mukavemet, Malzeme Bilgisi, Perçinler, Pimler, Malzeme Bağlantıları, Şekil Bağlantıları, Kuvvet Bağlantıları, Cıvata Bağlantıları, Yaylar, Akslar ve Miller ele alınmıştır.
İkinci ciltte, Rulmanlar, Kaymalı Yataklar, Kızakla, Kaplinler, Kayış- Kasnak Mekanizmaları, Zincir Mekanizmaları, Dişli Çarklar ve dişli Çark Mekanizmaları işlenmiştir.
Bu kitabın hazırlanmasında, bilimsel çalışmaların ve teknolojik gelişmelerin meydana getirdiği yenilikler, TS, EN, DIN ve ISO normları dikkate alınmıştır. Makine Elemanlarının kolay seçimi ve hesabı için gerekli faktörler, katsayılar, diyagramlar ve tablolar verilmiştir.
Teknik kitapların hazırlanması, tablolar, diyagramlar ve şekiller içerdiğinden diğer kitaplara göre farklıdır. Özenle hazırlanan bir şekil veya tablo bir öğrenci için sadece bir tablodur. Aynen bir ev hanımının saatlerce hazırladığı yemeği beş dakikada yemeye benzer bu iş.
Profesör unvanı ile 35 yıllık mesleki deneyimimi ara ara öğrencilerimle derslerde paylaşabiliyorum. Ancak bir özel durumu izninizle sizlerle paylaşmak istiyorum, “Hoca ve Kitap”
Almanya’nın en tanınmış Makine Elemanları hocası Prof. Dr. Ing. G. Niemann, Münih Teknik Üniversitesi’nin Makine Elemanları kürsüsünde görev yapmış ve Makine Elemanları adlı kitapları ile de tanınmaktadır. Vefatından sonra bu kitaplar yine aynı üniversitenin çok tanınmış hocası olan Prof. Dr. Ing. H. Winter tarafından yenilenerek yayınlanmıştır. Sonraları Makine Elemanları, Cilt 1, G. Niemann/H. Winter/R. Höhn adlarıyla yayınlanmıştır. Prof. Dr. Höhn Mart 2001 tarihinde yazılan bu kitabın önsözünde “Bu kitabın büyük bir kısmı Münih Teknik Üniversitesinde, Makine Elemanları Kürsüsünde benden önce görev yapan Prof. Dr. Winter tarafından hazırlanmıştır. Emekliliğinde zamanının büyük bir kısmını bu kitaba ayıran Prof. Dr. Ing. H. Winter’e herkesten önce teşekkür ediyorum. Ama maalesef bu baskıyı görmeden vefat etmiştir.” İfadesini kullanmıştır. Ben Almanya’da genç yaşta Profesör olduğum için Prof. Winter’i tanıyan birisi olarak rahmetle anıyorum. Anlaşılan o ki Prof. Winter’de diğer hocalar gibi maddi ve manevi hiçbir şeye ihtiyacı yokken emekliliğinde, vefat edinceye kadar kitabı üzerinde çalışmıştır. Hocalık öyle bir şey ki anlatılması zor kavramak da daha zor bir şeydir…
Şükranla andığım ve bende özel yeri olan Kaiserslautern Teknik Üniversitesi Makine Elemanları Kürsü Başkanı hocam Prof. Dr. Ing. W. Steinhilper’e; Dortmund Üniversitesi, Makine Elemanları Kürsü Başkanı hocam Prof. Dr. Röper’e, Türkiye’ye dönmemize cesaret veren hocam, meslektaşım, arkadaşım Prof. Dr. Mustafa Gediktaş’a teşekkür ediyor ve şükranla anıyorum. Her üçüne Allah’tan rahmet diliyorum.
Hocaların fabrikası yoktur, yazdılarsa kitapları vardır, yetiştirdiği öğrencileri vardır…
Makine Mühendisliği çok ciddi bir meslektir, makine parçalarının toleransı mikron olarak verilir. Bazı mesleklerde bu toleranslar [cm] bazı mesleklerde [m] olarak verilir… Bazı mesleklerde de toleransın sınırı bile yoktur. Fonksiyona uygun, mukavemetli, estetik, maliyeti düşük, verimli gibi konstrüksiyon ilkeleri zamanla ister istemez ciddiye aldığınız oranda yaşamınızı etkileyebilmektedir..
Ders kitabı hazırlamak mesleki bilgi, deneyim, birikim ve özveri ister. Ayrıca motivasyon ister, güç ister, azim ister. Kitap hazırlayan bir hocanın maddi v e manevi beklentisi olmaz, düşündüğü tek husus yazılan bilgilerin iyi, kolayca anlaşılır ve eksiksiz anlatılmasıdır. Onur meselesidir.
İlkokul ikinci sınıfında çok sevdiğim bir kız vardı, üçüncü sınıfın ilk gününde o kız aramızda yoktu. Babasının tayini b aşka bir ile çıkmıştı... Çocuk olduğumuz halde o ailenin durumuna üzülmüştük.
Almanya’da doğup büyümüş çocuklarım, bir ülkeden bir ülkeye, bir şehirden diğer bir şehire benimle birlikte taşınmışlardır. Böylece aile bireylerinin mesleki ve özel hayatlarının şekillenmesinde bir rol oynadığımı, onlara bu yönü ile belki bir haksızlık yapmış, onları mesleğimden ve yazdığım kitaplardan dolayı ihmal etmiş olabileceğimi düşünmekteyim. Kitap hazırlamak, insanın kendisini, ailesini ihmal etmesi demektir. Zamanında desteklerini esirgemeyen eşime ve çocuklarıma bu kitabı ithaf ediyorum.
Kitabın hazırlanmasında, emeği geçen herkese, bilhassa Araş. Gör. Mak. Yük. Müh. Fatih Güven’e kitabın basımını ve dağıtımını sağlayan Birsen Yayın Evi çalışanlarına teşekkür ederim.
Bu kitabın mühendislere ve teknik öğrenim yapan öğrencilere faydalı olacağını ümit eder, başarı dileklerimi sunarım.
Antalya, Eylül 2017 Prof. Dr. Hikmet RENDE
İÇİNDEKİLER
1. GİRİŞ
1.1. Tanımlar ......................................................................1-1
1.2. Konstrüktör, Konstrüksiyon ve Konstrüksiyon Süreci ..1-1
2. TOLERANSLAR, GEÇMELER ve YÜZEY KALİTELERİ
2.1. Toleranslar...................................................................2-1
2.1.1. Tarifler................................................................................................... 2-1
2.1.2. ISO Tolerans Sistemi.............................................................................. 2-1
2.1.3. Boyut Toleranslarının Teknik Resimde Gösterilmesi ............................ 2-4
2.1.4. Form ve Konum Toleransları................................................................. 2-6
2.1.5. Form ve Konum Toleranslarının Teknik Resimde Gösterilmesi ............ 2-6
2.2. Geçmeler...................................................................2-12
2.3. Yüzey Kaliteleri ..........................................................2-26
2.3.1. Teknik Resimde Yüzey Durumlarının Gösterilmesi ............................. 2-30
3. MUKAVEMET HESABI VE MALZEMELER
3.1. Gerilme Cinsleri ...........................................................3-1
3.1.1. Çeki Gerilmesi ....................................................................................... 3-1
3.1.2. Bası Gerilmesi........................................................................................ 3-1
3.1.3. Eğilme gerilmesi .................................................................................... 3-2
3.1.4. Kesme gerilmesi .................................................................................... 3-3
3.1.5. Burulma gerilmesi ................................................................................. 3-3
3.1.6. Bileşik gerilmeler................................................................................... 3-6
3.1.7. Yüzey basıncı ......................................................................................... 3-6
3.1.8. Burkulma (Flambaj) gerilmesi ............................................................... 3-8
3.2. Zorlama Halleri Ve Sürekli Mukavemet .....................3-11
3.2.1. Zorlama (yükleme) halleri....................................................................3-11
3.2.2. Sürekli mukavemet..............................................................................3-12
3.3. Müsaade Edilen Gerilme Sınırları ..............................3-21
3.3.1. Statik (sabit) zorlamalar için gerilme sınırları ......................................3-21
3.3.2. Dinamik zorlamalar için gerilme sınırları .............................................3-22
3.3.3. Çentik Etkisi..........................................................................................3-23
3.4. Konstrüksiyon Malzemeleri .......................................3-34
3.4.1. Çelikler.................................................................................................3-34
3.4.2. Döküm..................................................................................................3-42
3.4.3. Hafif Metaller (DIN 1725 ve DIN 1729)................................................3-43
3.4.4. Ağır Metaller (DIN 17670, DIN 17660) ................................................3-44
3.4.5. Plastik (metal olmayan) malzemeler (DIN 7728).................................3-45
4. BAĞLAMA ELEMANLARI 4.1. Malzeme Bağlantıları................................................4.1-1
4.1.1. Yapıştırma bağlantıları........................................................................4.1-1
4.1.2. Lehim bağlantıları ...............................................................................4.1-8
4.1.3. Kaynak bağlantıları ...........................................................................4.1-21
4.2. Form (Şekil) Bağlantıları............................................4.2-1
4.2.1. Perçin bağlantıları...............................................................................4.2-1
4.2.2. Perno ve pim bağlantıları....................................................................4.2-9
4.2.3. Uygu kama bağlantıları.....................................................................4.2-22
4.2.4. Yarım ay kamaları .............................................................................4.2-29
4.2.5. Profilli miller (Mil bağlantıları)..........................................................4.2-31
4.3. Kuvvet (Sürtünme) Bağlantıları.................................4.3-1
4.3.1. Kama Bağlantıları................................................................................4.3-1
4.3.2. Konik geçme bağlantıları (Konik muylulu germeli bağlantılar)..........4.3-6
4.3.3. Sıkıştırma (Germe) bağlantıları...........................................................4.3-8
4.3.4. Konik bilezikli germeli bağlantılar.....................................................4.3-11
4.3.5. Presli (sıkı geçme) bağlantıları ..........................................................4.3-22
4.4. Cıvatalar ...................................................................4.4-1
4.4.1. Temel Bilgiler...................................................................................... 4.4-1
4.4.2. Cıvata ve Somun Malzemeleri............................................................ 4.4-9
4.4.3. Cıvatalardaki kuvvet durumu ve sıkıştırma momenti ...................... 4.4-10
4.4.4. Cıvata bağlantılarında verim ve tutukluk ......................................... 4.4-13
4.4.5. Cıvata bağlantılarının hesabı............................................................ 4.4-15
4.4.6. Cıvata bağlantılarını sıkıştırma ve çözme metotları......................... 4.4-25
4.4.7. Cıvatanın zorlanması ........................................................................ 4.4-30
4.4.8. Cıvata bağlantılarının çözülme emniyeti.......................................... 4.4-36
4.4.9. Enine etki eden kuvvete maruz kalan cıvatalar ............................... 4.4-41
4.4.10. Hareket cıvataları ........................................................................... 4.4-42
4.4.11. Cıvata bağlantıları için konstrüksiyon Örnekleri ............................ 4.4-46
5. YAYLAR
5.1. Özellikleri ve sınıflandırılması ......................................5-1
5.2. Yayların karakteristiği ..................................................5-3
5.3. Enerji biriktirme ve sönümleme özellikleri ..................5-6
5.4. Yayların malzemeleri ...................................................5-8
5.4.1. Metal malzemeler................................................................................. 5-8
5.4.2. Metal olmayan yay malzemeleri........................................................... 5-8
5.5. Yayların hesap yöntemleri ...........................................5-8
5.5.1. Silindirik helisel yaylar........................................................................... 5-8
5.5.2. Yaprak yaylar....................................................................................... 5-25
5.5.3. Helisel (Kangal) yaylar......................................................................... 5-29
5.5.4. Spiral yaylar......................................................................................... 5-30
5.5.5. Disk yaylar (DIN 2092)........................................................................ 5-30
5.5.6. Çubuk yaylar........................................................................................ 5-39
5.5.7. Bilezik yaylar........................................................................................ 5-41
5.6. Metal olmayan yaylar................................................5-44
5.6.1. Kauçuk yaylar ...................................................................................... 5-44
5.6.2. Gaz veya hava yayları.......................................................................... 5-54
5.7. Yaylar için konstrüksiyon örnekleri............................5-61
6. AKSLAR VE MİLLER
6.1. Tanımlar ......................................................................6-1
6.2. Mil ve aksların malzemesi............................................6-3
6.3. Aks Ve Millerin Hesabı.................................................6-4
6.3.1. Mukavemet hesabı ................................................................................6-4
6.3.2. Şekil değiştirme hesabı ........................................................................6-10
6.3.3. Millerdeki kritik devir sayısı .................................................................6-14
6.4. Aks ve millerin konstrüksiyonunda dikkat edilecek hususlar .........................................................................................6-18
6.5. Millerin ve mil üzerindeki elemanların eksenel yönde sabitlenmesi .....................................................................6-20
6.6. Aks ve miller için konstrüksiyon örnekleri .................6-22