MAKİNA ELEMANLARI VE ÇÖZÜMLÜ PROBLEMLERİ 1 - İsmail Cürgül
ÖNSÖZ
Mühendislik mesleği pozitif bilimin hayata geçirildiği ve en somut şekilde uygulandığı alandır. Olaylar ve nesneler olasılıklarla değil kesin ifadelerle fiziksel temellere dayandırılır. Sonuçlar olabilir değil olur veya olmaz diye nitelendirilir. Makina mühendisliği bilimi bu disiplinin ilklerinden ve en temel olanlarındandır. Zaman içerisinde makina mühendisliği bilimi bazen kendi içinde özele indirgenerek (uçak ve uzay mühendisliği, malzeme mühendisliği, gemi mühendisliği gibi) bazen de diğer mühendislik bilimleri ile ortak (endüstri mühendisliği, mekatronik mühendisliği, üretim mühendisliği gibi) bilim alanları oluşturmuştur. Kuşkusuz bu gün artık salt mekanik temellere dayanan bir makina ve bunun mühendisliği yoktur. Özellikle elektronik ve nümerik kontrollü sistemler (makinalar) öne çıkmıştır. Her şeye rağmen bir makina halen birtakım elemanlardan oluşmakta ve bu elemanların da şekillendirilmesi, boyutlandırılması, hesaplanması ve seçiminin yapılması gerekmektedir. Bir makinayı ister bütün olarak düşünelim ister tek tek elemanlarıyla ele alalım sonuçta “Makina Elemanları’’ bilgisine ihtiyacımız olacaktır. Gerek makinanın gerekse elemanlarının teorik tasarımı yapıldıktan sonra iş fiziksel modele uygun boyutlandırma, üretim ve montaj aşamasına gelir ve işte burada “Makina Elemanları’’ konusu devreye girer.
Bir makina elemanının şekillendirilmesi ve yapıldığı malzeme; boyut tespitinde ve mukavemet hesabında önemli faktörler olmakla beraber elemanın zorlanma şeklinin bilinmesi de son derece gereklidir. Bu durum tasarım mühendisi kadar üretim mühendisini de ilgilendirmektedir. Ancak unutulmamalıdır ki çoğu kez bir elemanın maruz kaldığı zorlanmaların tam olarak tespit edilmesi mümkün olmamakta, hatta çalışma ve ortam koşulları elemanın hesapla belirlenen ömrü üzerinde büyük etkilere sahip olmaktadır. Bu nedenle mühendislik hesaplarında, tamamen belirli koşullar için net sonuçlar verilebilmekle beraber tahmini durumlar ve bazı belirsizlikler olduğunda tereddütler ortaya çıkmaktadır. Bu tereddütleri (belirli olmayan ısı ve kütle kuvvetleri, atalet kuvvetleri, atmosferik etkiler vb.) ortadan kaldırmak için daha dikkatli çalışmak gerekmektedir. Yani bunun en sağlıklı yolu emniyet sınırlarını daha geniş tutmaktır.
Daha önceden Makina Elemanları adı ile iki baskısı yapılan kitabın bu üçüncü basımında konular tekrar gözden geçirilmiş olup gerekli düzeltmeler ve eklentiler yapılmıştır. Kitabın içeriği incelendiğinde makina elemanlarının boyutlandırılmasında kullanılan formüllerin çoğunlukla deneysel verilere dayandırıldığı görülecektir. Bunun yanı sıra yukarıda sözü edilen olumsuzlukları gidermek bakımından genel mukavemet prensiplerine göre önerilen çözüm yöntemlerinde bir takım iyileştirme ve düzeltmelerin yapıldığını da belirtmemiz gerekmektedir. Kitabın içinde büyük ölçüde standartlaştırılmış makina elemanlarının bilinen mukavemet hesapları ile boyutlandırılması ve seçimi açık şekilde verilmiş olup ayrıca malzeme seçimi, işletme şartlarındaki emniyet faktörleri, şekillendirme ve üretim tekniklerine uygun çözüm içermesi düşünülen örnek problemler hemen her konunun arkasından geniş şekilde verilmiştir. Kitabın gerek metin gerekse çözümlü problemler kısımları kendi içinde bir bütünlük oluşturmakla beraber kaynakça kısmında adı geçen eserlerden de bu anlamda yararlanılmıştır.
Kitabın hazırlanmasında değerli fikirleri ile katkılarını gördüğüm Doç.Dr.Ümit KOCABIÇAK ve Doç.Dr.Vahdet UÇAR’a, şekillerin AutoCAD ortamında çizilmesi ve metinlerin düzenlenmesi konusunda yardımcı olan öğrencilerim M. Özgür BORA ve Ender ŞAHİN’e, yazım ve dil hataları için yardımlarını esirgemeyen çalışma arkadaşlarım Yrd.Doç.Dr.Tamer SINMAZÇELİK, Yrd. Doç. Dr. Erol FEYZULLAHOĞLU, Yrd.Doç.Dr.Hülya YETİŞTİREN ve Yrd.Doç.Dr.Adalet ZEREN’e teşekkürü bir borç bilirim. Ayrıca kitabın basımını gerçekleştiren BİRSEN YAYINEVİ ve çalışanlarına teşekkür ederim.
Kitabın mühendislik öğrenimi gören öğrencilere ve çalışma hayatındaki mühendislerimize yararlı olmasını temenni eder, başarı dileklerimi sunarım.
Mart 2005, Kocaeli
Prof. Dr. Müh. İsmail CÜRGÜL
İÇİNDEKİLER
ÖNSÖZ
SİMGELER
BÖLÜM: A GİRİŞ TEMEL KAVRAMLAR GENEL MUKAVEMET BİLGİSİ Basit Gerilmeler Bileşik Gerilmeler Malzemenin Mukavemet Değerleri Emniyet Gerilmesi ÖZEL MUKAVEMET BİLGİSİ
Yüzey Basıncı
Hertz Basıncı
Burkulma (Flambaj)
MALZEME BİLGİSİ
Çelikler
Dökme Çelik
Dökme Demir MUKAVEMET PROBLEMLERİ
BAĞLAMA ELEMANLARI PERÇİN BAĞLANTILARI PERÇİN PROBLEMLERİ LEHİM BAĞLANTILARI YAPIŞTIRMA BAĞLANTILARI ' LEHİM VE YAPIŞTIRMA PROBLEMLERİ KAYNAK BAĞLANTILARI
Kaynak Yapma Yöntemleri Kaynak Bağlantılarının Kontrolü Malzemelerin Kaynak Edilebilme Özellikleri Kaynak Dikiş Şekilleri
Kaynak Bağlantılarında Şekillendirme Önerileri
Kaynak Bağlantılarının Hesabı Kaynak Bağlantılarının Kalitesi Kaynak Bağlantılarının Emniyeti KAYNAK PROBLEMLERİ CIVATA BAĞLANTILARI
Tanım ve Genel Özellikler
Cıvataların Sınıflandırılması
Vida Profilleri
Cıvata ve Somun Tipleri
Cıvata ve Somun Malzemeleri
Cıvata ve Somunların Üretim Yöntemleri
Cıvata Bağlantılarında Kuvvet ve Moment Durumları Cıvata Bağlantılarının Hesabı Cıvata Bağlantılarının Emniyeti Cıvata Bağlantılarında Şekillendirme Özellikleri CIVATA PROBLEMLERİ MİL-GÖBEK BAĞLANTILARI Pres Geçmeler
Sıkma Bağlantılar (Sıkma Geçmeler)
Konik Geçmeler Kama Bağlantıları Özel Mil-Göbek Bağlantıları Pim ve Perno Bağlantıları MİL-GÖBEK PROBLEMLERİ Pres Geçme Problemleri Sıkma Bağlantısı Problemleri Konik Geçme Problemleri Kama Bağlantısı Problemleri Pim ve Perno Problemleri
ELASTİK ŞEKİL DEĞİŞTİRME ELEMANLARI YAYLAR
Malzemenin Elastik Şekil Değiştirmesi Malzemenin İşgücü (Enerji) Depolaması Metal Yaylar Kauçuk Yaylar YAY PROBLEMLERİ
DESTEKLEME VE GÜÇ İLETİM ELEMANLARI AKSLAR VE MİLLER AKSLAR MİLLER AKS VE MİL PROBLEMLERİ
KAYNAKÇA