Standart* Nedir ?

• Bir makine konstrüksiyonunda benzer işlevi yerine

getirecek elemanlar her seferinde yeniden

boyutlandırılmazlar. Tekniğin gelişim süreci içinde

fonksiyonel bakımdan yeterli olgunluğa ulaşmış

parçaların boyutları ve diğer bazı özellikleri herkes için

bağlayıcı olacak şekilde tespit edilir.

*Makine elemanları ve Konstrüksiyon Örnekleri-Cilt I, Fatih Babalık

• Bunlar NORM veya STANDART adı altında ilan edilerek

duyurulur.

Norm-standart belirlemenin amacı;

Bilimsel, teknik, ekonomik ve idari alanlarda

Tanım, ürün, kural ve yöntem birliği sağlamaktır.

• Standartlaşma sayesinde benzer ürünler aynı boyutlarda

ve çok sayıda üretileceği için üretimde ucuzluk,

konstrüksiyonda çizimden montaja kadar kolaylık

sağlayacaktır.

• Hangi marka elektrik ampulü alırsak alalım, ampulün

vidalı kısmı lambadaki yuvaya uyacaktır. Standart

olmasaydı bu mümkün olamazdı.

• Standartlaşma değişmesi gereken parçalar açısından da

kolaylık, ekonomiklik sağlamakta, sık sık karşılaştığımız

problemlere keyfi, farklı çözümler yerine doğruluğu kabul

görmüş çözümler sunmaktadır.

• Standartlar sadece makina elemanlarını ve teknik

yaşamı kapsamaz. Yaşamımızın her alanını ilgilendiren

normlar vardır. Sembol, işaret, ad ve tanım normları,

teknik ürünlerin şekillendirilmesine yönelik konstrüksiyon

normları, kontrol, emniyet normları gibi.

• Standart veya normlar ulusal ve uluslararası olarak iki

gruba ayrılır.

Türk Standartları TS

Alman Normları DIN

Uluslararası Standartlar ISO

Avrupa Standartları EN

Bazı Standartlar

–TS 293 Milletlerarası Birimler Sisteminin Temel Büyüklük ve Birimleri

–TS 294 Milletlerarası Birimler Sisteminin Uzay ve Zaman Büyüklük ve Birimleri

–TS 295 Milletlerarası Birimler Sisteminin Periodik Olaylar Büyüklük ve Birimleri

–TS 296 Milletlerarası Birimler Sisteminin Mekanik Büyüklük ve Birimleri

–TS 297 Milletlerarası Birimler Sisteminin Isı Büyüklük ve Birimleri

–TS 1307 Soğutma Birim ve Sembolleri

–TS 1308 Elektrik ve Magnetizma Büyüklükleri ve Birimleri

–TS 1309 Akustik Büyüklükleri ve Birimleri

Standart Sayılar ve Seriler

• Standartlaştırmadan amaç bir alanın bütün ihtiyaçlarını

en az sayıda terimle ve yeterli hassasiyetle karşılayacak

şekilde bir veya birkaç sayı serisi ile basamaklandırmayı

sağlamaktır.

• Bir konstrüksiyonda temel büyüklükleri belirlerken veya aynı

makinanın daha büyük ve küçüklerinin üretiminde eş görevli

elemanların boyutlarını belirlerken değerlerini gelişi güzel

seçmek yerine teknolojik yaşamda kabul görmüş sayılardan

yararlanılır.

1870/71 Prusya savaşından sonra Fransız Hava

Kuvvetlerinde mühendis olarak çalışmaya başlayan Albay

Charles Renard ikmal konusunda yaşadığı güçlükleri

bulduğu sayı dizileri ile aşmıştır.

Askeri amaçla kullandıkları balonların halatları çeşitli

kuvvetlere karşı 425 çeşitte değişik kesitlerde yapılmıştı. Bu

kadar çeşidin siparişi, depolanması ve ikmali büyük sorunlar

yarattığı için bunlar arasından en uygun 30-40 kadarının

seçilmesine karar verildi.

Önce problemi aritmetik seri ile çözmeye çalıştı. 2 mm den

80 mm ye kadar çaplar 2mm lik aralıkla

2 4 6 8………….…..76 78 80 mm

şeklinde sıralandığında başlangıçta uygun aralıklar sona

doğru gereksiz şekilde hassaslaşıyordu.

Aralıkları 4 mm alarak basamak sayısını 20 ye düşürdü

2 6 10……..

Bu sınıflamada ise 3 mm çaplı halat kullanılması gereken

yerde 6mm’ lik halat kullanmak gerekiyordu, bu da gerçek

ihtiyacın %100 fazlası olduğundan konstrüksiyonu pahalı

ve hantal yapıyordu.

Bu amaçla mühendis Albay Renard geometrik seri kullanılması

Gerekli olduğunu tespit etti. Serilere Renard serisi adı verildi.

Renard serileri ortak farkı n olan geometrik dizilerdir: Ortak fark

n = 5, 10, 20, 40 ise R5, R10, R20, R40 şeklinde belirtilir.

Bu sistem sayesinde üretilen mekanik aksamların imal adet

sayıları (çeşitliliği) azaltılmıştır. Bu normalleştirme sistemine

1952 yılında ISO Standart’ ı tarafından geçerlilik verilmiştir.

Pazar ihtiyaçlarını dikkate alarak 10mm den 100mm

ye kadar çaplı çelik boru ürettiğimizi var sayalım. En

öncelikli ihtiyaç on çeşit çelik boruyu hangi çapta

üreteceğimize aritmetik dizi olarak karar vermektir

bir örnek ile normalleştirme sisteminin avantajlarını

açıklamaya çalışalım

Bu dizi günlük hayatta çok genel olarak kullandığımız

10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 mm olabilir.

Eğer kullanıcının 92 mm çapında bir boruya ihtiyacı

varsa, kullanıcı 100 mm çapında bir boru kullanması

gerekir ama bu istediği ölçüden [(100-92)/92] %8,7

fazladır. Eğer 12mm çaplı bir boruya ihtiyacı varsa,

20mm lik boruyu seçmek zorundadır, bu ise gerçek

ihtiyacından %66,6 fazla olacaktır. Görüldüğü gibi

aritmetik dizilerin doğruluk payları küçüktür.

Buna göre çapı 10mm’den 100mm ye kadar olan çelik

boruların üretilmesinde geometrik dizi kullanılırsa

aşağıdaki çapların üretilmesi gerekmektedir.

Ortak fark 10’ a göre sayı dizisi.

• 10, 12.5, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100.

Önceki örneğimizi tekrar kullanırsak, eğer kullanıcı 92mm

çaplı boruya ihtiyacı varsa 100mm çaplı boru kullanması

gerekmektedir, bu ihtiyacından yine %8,7 fazladır. Ancak

eğer 12mm ye ihtiyacı varsa bu yeni sistemde 12,5mm

alması yeterli olacaktır ki bu ihtiyaçtan sadece %4,2

fazladır.

Standart sayılar belli bir düzendeki ihtiyaç kademelerinin

tamamını eksiksiz olarak kapsayan en mantıksal araçları

oluştururlar.

(motorların güçleri, pompaların verimi v.b. gibi)

• Uygulamada, 1 ile 10 norm sayı olarak kabul edilmiş ve

bu sayıların arası elemanlar geometrik dizi oluşturacak

şekilde bölünmüştür.

• Geometrik dizinin ard arda gelen iki elemanı arasındaki

bağıntı;

ak= a1 f k-1

a1 a2 a3 . . ak

a1 a1 f a1 f 2 . . a1 f k-1

Eğer 1 ile 10 arasında istenilen aralık sayısı n ise dizi

1 f f 2 f 3 . . fn şeklinde olacaktır.

f n =10 ise Çarpan (basamak faktörü) olur.

Oluşan seri “Rn” şeklinde ifade edilir.

n 10f

Temel Seriler

• Bu şekilde oluşturulan dört temel seri vardır.

R5, R10, R20 ve R40 serileri

nnfRn

fRfR

fRfR

1

4010

205

1010

06,1104025,11010

12,110206,1105

Standart seriler ISO 2, TS 299 ve DIN 323’ de, kullanım

yerleri de ISO 17 ve TS 300’ de verilmiştir.

R20

1 1,12 1,25 1,4 1,6 1,8 2 2,24 2,5 2,8 3,15 3,55 4 4,5 5 5,6 6,3 7,1 8 9 10

R101 1,25 1,6 2 2,5 3,15 4 5 6,3 8 10

R51 1,6 2,5 4 6,3 10

R20 serisi R40 serisi içindeki rakamların bir atlaması ile elde

edilebilir. R10 serisi R20 den, R5 serisi de aynı şekilde R10

serisinden elde edilebilir.

TEMEL seriler 1’in altında ve 10’nun üzerinde virgül farkı ile

devam ederler.

R5 ……0,01 0,016 0,025 0,04 0,063 0,1 0,16 0,25 0,4 0,63 1 1,6 2,5 4 6,3 10 16 25 40 63 100 160 250 400 630 1000….

• Standart serilerin gösterimi belli kurallara bağlıdır. Seri her

iki yönden sınırsız ise R5, R10, R20 şeklinde; aksi takdirde

aşağıdaki şekillerde ifade edilir.

• R10 (1,25……..) Başlangıcı sınırlı ise

• R10 (…… 6,30) Sonu sınırlı ise

• R20 (……40…..) İçinde belirli bir rakamı

bulundurması gerekiyorsa

• R40 (12,5…..75) Başlangıcı ve sonu sınırlı ise

Türetilmiş Seriler

• Bir temel seriden 2,3,4,…p terimde biri alınarak elde

edilen serilere türetilmiş seri adı verilir.

R5/2(1….40) serisinin seri elemanları nelerdir?

R5 serisi:

1 1,6 2,5 4 6,3 10

16 25 40 63 100 . .

R5/2(1….40) 1 2,5 6,3 16 40

R20/4 (10…100) 10 16 25 40 63 100

R20

1 1,12 1,25 1,4 1,6 1,8 2 2,24 2,5 2,8 3,15 3,55 4 4,5 5 5,6 6,3 7,1 8 9 10

11,2 12,5 14 16 18 20 22,4 25 28 31,5 35,5 40 45 50 56 63 71 80 90 100

112 125 140 . . . . . . .

R20/4 (10…100) Türetilmiş serisinin seri elemanları nelerdir?

R20/3 (6,3…100) 6,3 9 12,5 18 25 35,5 50 71 100

R20

1 1,12 1,25 1,4 1,6 1,8 2 2,24 2,5 2,8 3,15 3,55 4 4,5 5 5,6 6,3 7,1 8 9 10

11,2 12,5 14 16 18 20 22,4 25 28 31,5 35,5 40 45 50 56 63 71 80 90 100

112 125 140 . . . . . . .

R20/3 (6,3…100) Türetilmiş serisinin seri elemanları nelerdir?

• Türetilmiş seri için çarpan f=10p/n dir.

• Türetilmiş seriler 1’ in altında ve 10’ un üzerinde virgül

farkı ile devam ETMEZLER .

• Genel makina sanayinde R10, R20 gibi temel seriler,

takım tezgahlarının devir sayılarında R20/3, R10/3 gibi

türetilmiş seriler kullanılır.

• Milletlerarası elektroteknik komisyonu tarafından standart akımlar için

1 ile 10000 A aralığı R10 serisine uygun olarak,

• Fransızlar bakır tellerin çaplarını (mm) R40 (0,0215………0,200)

serisine,

• Belçikalılar iş makineleri millerinin dakikadaki dönme sayılarını R20

temel ve R20/2, R20/4, R20/6 serisine,

• Almanlar basınçlı su deposu hacimlerini (lt) R5 (4………100), R10

(100……2500) serisine uygun olarak düzenlemişlerdir.

• Modellemelerde (model hesaplamalarında) türetilmiş (Rn/p) seriler

kullanılır.

• Sayı dizilerinin üretilen elemanın boyutlarına uygulanması

esas olarak ikmal konusunu hedef alır. Kademe sayısının

geometrik seriler yardımıyla düşürülmesi;

a. İşleme takımlarında azalma

b. Bağlama aparatlarında azalma

c. Ham madde boyutlarında azalma

d. Satış ve servis yerlerinde minimum depolama hacmi elde

edilmesini sağlar.

• Eğer kullanılan dizi Renard dizisi ise bunun sağladığı bazı avantajlarda vardır.

a. Makinelerin kademelendirilmesinde R10 serisi kullanılırsa bir tipten diğer bir tipe

geçişte makinenin her yöndeki boyutu 1,25 kat artar. Dolayısıyla hacmi

1,25*1,25*1,25=2 kat artar.

Bu çok önemli bir özelliktir. Hacmi iki kat artan bir makinanın (örneğin bir

hidrostatik pompanın) gücü de iki kat artar.

Eğer yalnız basıncın meydana getirdiği kuvvet makina için enteresan ise bu tip

makinanın çeşitli kademelerde geliştirilmesi için R20/3 (1,4)=1 1,4 2 2,8 …

serisini kullanmak uygundur. Çünkü lineer boyutun 1,4 kat artmasına karşın bu

defa alanlar dolayısı ile kuvvetler 1,4*1,4=2 misli artarlar.

b. Boyutlandırılmasında temel serilerin sayıları kullanılmış bir parçanın teknik resmi

ile o parçanın çeşitli kademelerdeki tiplerin boyutları çok çabuk bulunabilinir.

• Ancak bazı durumlarda zorlayıcı nedenler standart sayıların kullanılmasına engel olur.

a. Özellikle bir tamsayının kullanılmasının zorunlu olması durumunda kesir

sayıların olduğu gibi bırakılması olanaksızdır (örneğin dişlilerdeki diş sayısı).

b. Toleransların belirtilmediği durumlarda kesirli sayılar gerekli olmayan bir

duyarlılık istendiği izlenimi verir (örneğin fotoğraf makinalarında poz ayar

zamanı için 1/31,5 yerine 1/30 kullanılır).

c. Elektronik nedenler ( örneğin fabrikalarda mevcut takımların ve ölçü

aletlerinin kullanılmasına devam etme isteği “modül ….freze çakıları)

d. Psikolojik nedenler (örneğin mevcut bir durumda standart sayıların kapsadığı

sayıdaki rakamların yazılma ve okunması zor olduğundan daha sade bir

şekilde ifade edilen sayıları kullanma isteği)

Boyut Ölçeği:

• Eğer bir makinanın boyutlarının sayısal değerleri norm

sayılar ise, bu sayede geometrik olarak benzer üretimler

elde edilir.

• Yani bir büyüklük ile (bir model ile) başka bir büyüklük

serisi geliştirilebilir ve modelde elde edilen deneyimler

diğer bütün büyüklüklere taşınabilir.

• Boyut ölçeği (fL)kademe atlamasına (fn/p) uygun olarak

çıkış konstrüksiyon boyunun (f1) üretilen konstrüksiyonun

boyuna oranı şeklinde

fL=L1 / L2 ≈ fn/p

basitçe ifade edilebilir.

L1 L2 L3

• Diğer tüm kademeler (ölçekler), örneğin; alan, hacim,

moment vb uygun olan uzunluk ölçeği ile ifade edilebilir.

Örnek

fL=L1 / L2 , Rn/p= R10/2 serisine uygun olarak kademelendirilmiş

ise kademe faktörü fn/p= f10/2=1,252 ≈1,6 dır.

Alan ve Hacim de oluşan seri ve kademe faktörleri nelerdir?

Alan= fA=A1/A2= (L1 / L2). (L1 / L2)=

yani oluşan seri Rn/2p=R10/4

ve kademe faktörü fn/2p=f10/4=1,254 ≈ 2,5

Hacim = fV=V1/V2= (L1 / L2). (L1 / L2). (L1 / L2)=

yani oluşan seri Rn/3p=R10/6

ve kademe faktörü fn/3p=f10/6=1,256 ≈ 4 tür.

2Lf

3Lf

• Uzunluk ölçeği ile mekanik büyüklüklerin, örneğin kuvvet

ölçeği arasındaki ilişkinin kurulması daha zordur. Cetvel 1-

b de diğer büyüklüklere ait ölçekler boyut ölçeği fL ye bağlı

olarak verilmiştir.

Geometrik veyaMekanik Büyüklükler

Ölçek Kademe Faktörü Seri

Uzunluk fL=L1/L2 fn/p Rn/p

Alan fA=A1/A2=fL2 fn/2p Rn/2p

Hacim fV=V1/V2=fL3 fn/3p Rn/3p

Kuvvet F fF=F1/F2=fL2 fn/2p Rn/2p

Gerilme f=1/2=1 - -

Moment M fM=M1/M2=fL3 fn/3p Rn/3p

Alan Atalet Momenti I fJ=I1/I2=fL4 fn/4p Rn/4p

Mukavemet Momenti W fW=W1/W2=fL3 fn/3p Rn/3p

Zaman t ft=t1/t2=fL fn/p Rn/p

Hız V fV=v1/v2=1 - -

Devir sayısı n fn=n1/n2=1/fL fn/-p Rn/-p

Güç P fP=P1/P2=fL2 fn/2p Rn/2p

Kütlesel Atalet Momenti J fJ=J1/J2=fL5 fn/5p Rn/5p

Hidrolik silindirlerin standart seride büyütülmesi

Standart Teknik Resim Kağıt Boyutları TS EN ISO 5457

Teknik Resimde Kullanılan Standart Ölçekler TS 3532