İnsanlığın İlk Eserleri
İnsanlığa ait ilk el eserlerinin yontulmuş kemik ve çakmaktaşından balta gibi aletler olduğu düşünülür. Bilimkurgu filmi 2001: A Space Odyssey’de (2001: Bir Uzay Destanı) insanlığın başlangıcında ilk aletin keşfi akıllardan silinmeyecek bir sahneyle resmedilir: Bir insansı maymun, ağır bir hayvan kemiğini gelişigüzel eline alır ve onun önce karşısına çıkan ilk hayvan avını dövmek için, ardından da maymun düşmanlarını öldürene dek dövmek için kullanılır. Sonra kemiği zafer edasıyla havaya fırlatır. Kemik havada döner, döner, döner ve kameranın tek bir göz kırpışının ardından bir çığlık evrimi atlayarak, dönen bir uzay istasyonuna dönüşür.
Mühendis Henry Petroski The Evolution of Useful Things’de (Yaralı Şeylerin Evrimi) “Çok az insan yapımı tarihi eser, el sanatı ve ticarete yönelik aletlerin sergilediği çeşitlilik ve uzmanlaşmayı ergiler” der. Ama günümüze ulaşan pek çok aletin amacı bilinmiyor. Alet yapımcıları ve alet kullanıcıları genellikle eğitimsiz kişilerdi ve rekabet korkusuyla aletlerini sır olarak saklarlardı. Atölyelerine bir yabancı geldiğinde, zanaatçılar aletlerini ortadan kaldırırdı. Onlarla ilgili soru sorulduğu takdirdeyse, anlamsız veya yanıltıcı cevaplar verirlerdi.
İlk Gereçler
Her şeye karşın, ömrünü uzun süre sürdürmüş, çekiç, balta/keski, bıçak, burgu ve testere gibi kategoriler de yok değil. İlk testereler büyük olasılıkla ölü hayvanların çene kemiği veya dişlerinden yapılıyordu. Bakırın 4000 yıl kadar önce Yakındoğu’da keşfiyle birlikte, gitgide daha sert metallerden , örneğin, bronz demi ve nihayet çelikten yapılan metal testerelerin de önü açıldı.
Kesme eylemi batıda genellikle itme darbesiyle gerçekleşirken, doğuda testereler çekme darbesiyle kesiyordu. Kaydedilen önemli gelişmelerden biri, bıçaklardaki gibi enine kesim testere dişleriydi ve ağacı enine kesmeye yarıyordu. Diğeri ise keskilerdeki gibi bıçkı kesim dişleriydi ve ağacı boyuna kesmeye yarıyordu.
Vidanın ise gemileri pompalamaya çalışan Arşimet tarafından icat edildiği söylenir. Buna göre burgu benzeri helezonik bir vida, belli bir açıyla bir silindirin içine yerleştirilmişti. Vida bir kol yardımıyla döndürüldüğünde, vidanın ucu suyu çekiyor, helezon kanalı ise suyu vidanın tepesine yönlendiriyodu. Vida prensibi sonraları zeytin ve şarap preslerinde de kullanıldı.
Metal Vidalar
Menteşe görevi gören metal vidalar ve vida somunları ancak 16. yüzyılda ortaya çıktı. O dönemde lokma anahtarla veya bazen dişli aletle döndürülüyorlardı. El tornavidası ise 1802’ler civarında geliştirildi. 1841’de Joseph Whitworth ilk birleşik vida dişi sisteminitasarladı ve bu vidalar onun adıyla anıldı. 1884’te ise bunu, bilimsel aletler ve incelikli mekanizmalarda kullanılan vidalar için kullanılan ve ismini British Association for the Advandement of Science’tan (İngiltere Fen Bilimleri Geliştirme Kurumu) alan BA sistemi izledi.
Bu durumda bile 1900’lerden itibaren, aynı ebatta olması gereken 1207 farklı somun ve cıvata üzerinde yapılan testlerin sonucuna göre, hatalı tasarım yüzünden yalnızca %8’lik bir kısım İngiliz anahtarıyla “yeterli derecede sıkıştırılabiliyor”du!
Çoğu vida ve cıvata mümkün olabildiği oranda sıkışıktır. Ancak, araba tekerindeki somunlar gibi kritik bazı uygulamalarda, sıkıştırma için (anahtarlar üstüne monte edilebilen) özel bir tork tatbik edilir. Amaç cıvatayı germek ve baş ile somun arasındaki malzemeyi sıkıştırmaktır. Böylece bunların her biri bir yay gibi gerilir.
Söz konusu germe işlemine önyükleme denir. Bu durumda harici bir kuvvet cıvatayı ayırmaya çalışırsa, kuvvet önyüklemeyi aşmadığı sürece, zorlama oluşmaz. Önyükleme şunlardan hangisi en zayıfsa, onun yüzdesine göre hesaplanır: Cıvatanın gerilme gücü, içine girdiği dişlerin gücü veya sıkıştırılan malzemenin sıkıştırılma gücü.
