Redüktör Seçimi için Gerekli Bilgiler

İşletme sırasında redüktörün sorun yaratmadan çalışması ve uzun ömürlü olması her şeyden önce doğru seçim ile mümkündür. Redüktör seçiminin doğru yapılabilmesi için redüktöre ait teknik bilgilerin ve işletme koşullarının bilinmesi ve redüktör sipariş verilirken veya teklif alınırken bu bilgilerin firmamıza aktarılması gerekir.

Aşağıda belirtilen teknik bilgiler ve işletme koşulları göz önüne alınarak işletme için en uygun redüktör seçilir. Seçim, redüktörü kullanacak firmanın teknik elemanlarınca yapılabildiği gibi gerekli bilgilerin firmamıza aktarılması ile bizim tarafımızdan da yapılabilir. Redüktör seçimi yapılırken ekonomik koşullar da göz önüne alınır ve aynı iş için birden çok redüktör tipi mevcutsa en ekonomik olan seçilir.

Redüktör seçimi için gerekli bilgiler:
• Redüktörün temel değerleri
• Redüktörü çalıştıracak motorun cinsi ve özellikleri
• Redüktörün bağlanacağı iş makinesinin cinsi ve özellikleri
• İşletme koşulları
• Çevre koşulları
• Soğutma olanağı

 

Redüktörün Temel Değerleri

Redüktörün Taşıması İstenen Güç: P_re (kW)

Pre redüktör gücü, redüktörün bağlanacağı iş makinesi için gerekli olan P_iş (kW) gücünün işletme emniyet katsayısı F ile çarpımından bulunur.
P_re = F . P_iş (kW).
İşletme emniyet katsayısının hesabı ayrı bir bölümde açıklanmıştır. Katsayı emniyet katsayısı çizelgesinden alınabilir.

Redüktör Giriş Devri  n₁ (d/dak)
Redüktör Çıkış Devri  n₂ (d/dak)

Redüktörler genel olarak devir düşürücü olarak kullanılır. Kuvvet makinesinin (motorun) yüksek devrini, iş makinesi için gerekli düşük devre indirir. Redüktörün giriş devri, çıkış devrinden yüksektir. n₁>n₂

Redüktörün motora bağlanan miline giriş mili, iş makinesine bağlanan miline çıkış mili denir.

Redüktör, motora kavrama ile bağlanmışsa redüktörün giriş devri, motor devrine eşittir.
Redüktör, motora kayış-kasnak sistemi ile bağlanmışsa, kasnakların oranına bağlı olarak redüktörün giriş devri motor devrinden farklı olur.

Redüktörün Çevrim Oranı    i_r = n₁ : n₂

Redüktörün giriş devrinin çıkış devrine bölümü çevrim oranını verir.

Redüktör Tipi

Aynı işi görebilecek birden fazla redüktör tipi olabilir. Seçim yapılırken redüktörün fiyatı, imalat süresi, montaj kolaylığı, redüktöre ayrılan yer, işletme şartları etkin rol oynar. Redüktör tipinin seçimi genelde proje safhasında konstrüktörler tarafından yapılır. Küçük güçlerde, motoru direkt bağlanmış motorlu redüktörler, ekonomik olmaları ve kolay bağlanmaları nedeni ile tercih edilir.

Millerin Montaj Konumları

Redüktörlerin giriş ve çıkış millerinin konumları değişik şekillerde düzenlenebilir. Her redüktör tipinin ölçü yaprağında millerin montaj konumları gösterilmiştir.
Örnek olarak; DA2 model paralel milli redüktörlerin giriş ve çıkış milleri dört ayrı konumda yapılabilir. Bunlar sırasıyla; sağ giriş-sol çıkışlı, sol giriş-sağ çıkışlı, sağ giriş-sağ çıkışlı ve sol giriş-sol çıkışlıdır.

Motorsuz redüktörlerin millerinin montaj konumları ölçü yapraklarındaki tariflerine uygun olarak sipariş sırasında bildirilmelidir.

 

Özel İstekler

Redüktörlere geri dönüş önleme kilidi, moment kolu, elektromanyetik fren, elektromanyetik kavrama takılabilir.

Redüktörlerin giriş ve çıkış mili çapları ve mil boyları ölçü yapraklarında verilen değerlerden değişik ölçülerde imal edilebilir. Bazı redüktör tiplerinde çift giriş mili, çift çıkış mili koyma imkanı vardır. Özel istekler sipariş verilirken belirtilmelidir.

 

Redüktörü Çalıştıracak Motorun Cinsi ve Özellikleri

Her tür elektrik motorları, türbinler, hidrolik motorlar, dizel veya benzinli motorlar kuvvet makinesi olarak kullanılabilir.

Motorlu redüktörlere bağlanacak elektrik motorları firmamız tarafından temin edilebildiği gibi, müşteri tarafından da temin edilebilir.

Redüktöre bağlanacak  motorun gücü, iş makinesi için gerekli olan Piş gücünden büyük seçilmelidir. Redüktör seçiminde olduğu gibi, motor gücünü tespit ederken, iş makinesi için gerekli olan güç belirli bir emniyet katsayısı ile çarpılarak motorun gücü bulunur. Motor gücü tespiti için alınacak emniyet katsayısı ile redüktör seçiminde alınacak emniyet katsayılarının aynı olması gerekmez. Motor gücünün gerekenden büyük olması ekonomik olmaz, ayrıca gereksiz elektrik sarfiyatı olacağı için işletme giderleri artar.
İşletmenin cinsine, günlük çalışma süresine bağlı olarak motor emniyet katsayısı 1,25 ile 1,8 arasında alınabilir.

Redüktör sipariş verilirken motor emniyet katsayısının kaç alındığı veya iş makinesinin gerçek güç ihtiyacının (P_iş) kaç kW olduğu belirtilmelidir.

Motoru Redüktöre Bağlama Elemanları

Elastik kavramalar, hidrolik kavramalar ve diğer özel kavrama türleri ile kayış-kasnak sistemleri bağlama elemanı olarak kullanılabilir. Redüktör girişlerinde rijit kavrama kullanmaktan kaçınınız.

Redüktör giriş miline, bağlama elemanlarından veya motordan gelebilecek dış kuvvetlerin cinsi (radyal veya eksenel kuvvet), miktarı, konumu ve yönü belirtilmelidir.

 

Redüktörün Bağlanacağı İş Makinası Hakkında Gerekli Bilgiler

İş Makinasının Cinsi

Redüktör seçiminde iş makinasının cinsinin bilinmesi çok önemlidir. İş makinalarını dört ana grupta toplayabiliriz.

1. Darbesiz düzgün çalışan işletmeler
2. Orta darbeli işletmeler
3. Çok darbeli ve yüksek atalet momentli işletmeler
4. Çok fazla darbeli ve çok yüksek atalet momentli işletmeler.

Makinayı Tam Yükte Çalıştırmak için Gerekli Güç P_iş (kW)

Makina için gerekli P_iş gücü ya konstrüktör tarafından hesaplanır ya da aynı işi yapan benzer makinaların ne kadar güç kullandıkları tecrübelerle bilindiği için, yeni yapılacak makina için de bu tecrübelerden yararlanılabilir.

Makinanın Devir Sayısı n_iş (d/d)

Makinanın devir sayısı da tecrübe veya yapılacak hesaplarla bulunabilir.

Redüktörü İş Makinasına Bağlama Elemanları

Elastik kavramalar, rijit kavramalar, dişli kavrama ve diğer özel kavrama türleri, zincir dişliler, alın dişliler, konik dişliler ve eksantrik biyel kolu mekanizmaları bağlantı elemanı olarak kullanılabilir.

 

Redüktör Çıkış Miline Bağlantı Düzeninden veya İş Makinasından Gelebilecek Dış Kuvvetler

Kuvvetin cinsi (radyal veya eksenel kuvvet oluşu), miktarı, konumu ve yönü belirtilmelidir.

İşletme Koşulları

İşletmenin; günlük ortalama çalışma süresi, bir saat içindeki duruş-kalkış sayısı, bir saatte yük altında çalışma süresi (% olarak) ve işletmenin devamlı aynı yükte çalışan düzgün bir işletme mi, yoksa değişken yüklü düzensiz bir işletme mi olduğu, darbeli işletme ise derecesi (hafif darbeli, darbeli, çok darbeli).

Değişken yüklerin ve darbelerin etkisini azaltmak için tahrik sistemine volant konup konmayacağı, konacaksa volantın atalet momenti ve diğer teknik özellikleri belirtilmelidir.

Çevre Koşulları

Redüktörün çalışacağı yerdeki en yüksek ve en düşük ortalama çevre sıcaklığı, redüktörün kapalı yerde mi, açık havada mı çalışacağı, çalışma ortamında redüktörü etkileyebilecek aşırı derecede toz, nem, su veya ısı kaynağı olup olmadığı.

Soğutma Olanağı

Redüktöre cebri soğutma sistemi gerekirse soğutma suyu olarak şehir suyu, kuyu suyu veya başka bir su kaynağı olup olmadığı ve kullanılacak suyun sıcaklığı.

 

Redüktör Seçimi Prensipleri

Redüktör seçimi için gerekli yukarıdaki bilgiler toplandıktan sonra seçim iki aşamada yapılır:
1) Redüktör tipinin seçimi
2) Redüktör büyüklüğünün tesbiti

Redüktör Tipinin Seçimi

İş makinası veya tesise uygun redüktör tipi genellikle proje safhasında seçilir. Proje sorumlusu mühendis veya konstrüktör hangi makinada, hangi tip redüktörü kullanacağına tecrübelerine dayanarak veya daha önce yapılmış örnekleri inceleyerek karar verir.

Küçük güç taşıyan tesislerde, motoru redüktöre direkt bağlanmış motorlu redüktörler akla ilk gelen çözümdür. Motorlu redüktörler montaj kolaylığı ve ekonomik oluşları yüzünden tercih edilen tiplerdir. Mile geçme redüktörler de yine montaj kolaylığı ve ucuz oluşları yüzünden çok kullanılan tiplerdir.

Redüktör Büyüklüğünün Tespiti

Redüktör büyüklüğünün tespiti, redüktör güç çizelgeleri yardımı ile yapılır. Her redüktör tipi için ayrı ayrı olmak üzere güç çizelgeleri düzenlenmiştir. Her redüktör büyüklüğünün taşıyabileceği güç (kW), redüktör giriş devir sayısı ve çevrim oranına bağlı olarak bu çizelgelerde verilmiştir. Redüktörlerin taşıyabilecekleri çıkış döndürme momentleri de ayrı bir çizelgede verilmiştir.

Çizelgelerde yer alan güç ve döndürme momentleri nominal değerlerdir. İş makinası için gerekli olan güç ve döndürme momenti, redüktörün taşıyabileceği nominal güçten, dolayısıyla döndürme momentinden küçük olmalıdır ki redüktör, iş makinası için gerekli gücü belirli bir emniyetle taşıyabilsin.

Redüktörün taşıması gereken P_re gücü, redüktörün çalıştırdığı iş makinası için gerekli olan P_iş gücünün, işletme emniyet katsayısı ile çarpımıyla bulunur. Seçilecek redüktörün nominal gücü bu P_re değerine eşit veya daha büyük olmalıdır.
Şimdi işletme emniyet katsayısı nedir, nasıl hesaplanır onu görelim.

İşletme Emniyet Katsayısı (F)

Emniyet katsayısını belirleyen öğeler;
1) Redüktörün çalıştırdığı iş makinası faktörü, f_iş
2) Redüktörü tahrik eden motor faktörü, f_m
3) Günlük çalışma süresi faktörü, f_t
4) Duruş-kalkış sayısı faktörü, f_dk

Emniyet katsayısı F, bu dört faktörün çarpımı ile bulunur.

F = f_iş . f_m . f_t . f_dk

İş Makinası Faktörü ( f_iş )

İşletmenin cinsine bağlıdır. İş makinalarını darbe derecesi ve atalet momentinin büyüklüğüne göre dört ana grupta toplayabiliriz.

Darbesiz, düzgün çalışan işletmeler: Harcadığı güç değişmeyen, çalışma sırasında darbe yapmayan ve ani moment yükselmeleri göstermeyen işletmeler bu gruba girer. Bu grubun f_iş faktörü 1,0 olarak kabul edilir.

Orta darbeli işletmeler: Çalışma sırasında hafif darbeler oluşan, çektiği güç en fazla %50 oranında artan veya eksilen işletmeler bu gruba girer. Bu grubun f_iş faktörü 1,5 olarak alınır.

Çok darbeli ve yüksek atalet momentli işletmeler: Darbeli çalışan, çektiği güç %100 oranında artan veya eksilen, yüksek atalet momentli, dönen veya hareketli kütleleri olan ve çalışma sırasında kütlesel ivme oluşturan işletmeler bu gruba girer. Bu grubun f_iş faktörü 2,0 olarak alınır.

Çok fazla darbeli ve çok yüksek atalet momentli işletmeler: Bu grubun f_iş faktörü 2,5 - 3,0 olarak alınır.

Yukarıdaki dört ana gruba giren belli başlı işletmeler ve makinalar emniyet katsayısı çizelgesinde verilmiştir.

 

Motor Faktörü ( f_m )

Sistemi tahrik eden motorun cinsine bağlı olarak alınır. En çok kullanılan motorları üç ana grupta toplayabiliriz.

1.Grup : Elektrik motorları (asenkron, senkron ve doğru akım motorları), buhar türbinleri ve hidrolik motorlar. Bu grubun f_m faktörü 1,0 olarak alınır.

2.Grup : İçten yanmalı, 4 - 6 silindirli motorlar (benzinli veya dizel), su türbinleri. Bu grubun f_m faktörü 1,25 olarak alınır.

3.Grup : İçten yanmalı, 1 - 3 silindirli motorlar (benzinli veya dizel). Bu grubun f_m faktörü 1,5 olarak alınır.

 

Günlük Çalışma Süresi Faktörü ( f_t )

Günde 3 - 10 saat arasında çalışan işletmelerin f_t faktörü 1 olarak alınır.
Günde 3 saatten az çalışan işletmelerin f_t faktörü 0,8 olarak, günde 10 - 24 saat arasında çalışan işletmelerin f_t faktörü 1,25 olarak alınır.

 

Duruş - Kalkış Sayısı Faktörü ( f_dk )

Bir saat içerisinde en fazla beş defa duruş-kalkış yapan işletmelerin f_dk faktörü 1,0 olarak alınır.

Bir saat içerisinde beşten fazla duruş-kalkış yapan işletmeler için özel önlemler almak gerekebilir. Motorla redüktörü birbirine hidrolik veya elektromekanik kavramalarla bağlamak duruş-kalkışlardaki darbe etkisini azaltır. Beşten fazla duruş-kalkış yapması gereken işletmelerin f_dk faktörü 1,25 - 2,0 arasında alınmalıdır.

 

Emniyet Katsayısı Hesabı Örneği

Elektrik motoru ile günde 24 saat çalıştırılan, bir saat içinde en fazla beş defa duruş-kalkış yapan, orta darbeli bir işletmenin emniyet katsayısı (F):
F = f_m . f_iş . f_t . f_dk =  1 . 1,5 . 1,25 . 1  = 1,875.
F =  1,8  veya  2,0  olarak alınabilir.

F emniyet katsayıları bir çizelge olarak verilmiştir. Bu çizelgede iş makinaları: Darbesiz, orta darbeli, çok darbeli ve aşırı darbeli-yüksek atalet momentli olarak dört grupta toplanmıştır. Bu gruplandırma tecrübelere dayalı ve yol göstericidir. Redüktör seçiminin ekonomik olması ile uzun ömürlü ve emniyetli olması birlikte değerlendirilerek emniyet katsayısı çizelgede verilenden daha küçük veya daha büyük alınabilir.

 

Termik Güç  ( P_t )

Redüktörün ısınmadan taşıyabileceği güçtür. Redüktörün termik gücü, redüktör gövdesinin dış yüzeyinin büyüklüğüne, çevre sıcaklığına, çalışma ortamına (kapalı alan, açık saha), redüktörün bir saat içindeki çalışma süresine ( ED ) bağlıdır.
Redüktörlerin güç çizelgelerinde her redüktör boyunun taşıyabileceği termik güç verilmiştir. Çizelgede verilen termik güç ( P_t ) redüktörün kapalı ortamda bulunması, 20 - 30°C çevre sıcaklığı ve sürekli çalışma (ED = %100) için geçerlidir.
40°C çevre sıcaklığı için çizelgede verilen değerin % 75 'i,
50°C  çevre sıcaklığı için çizelgede verilen değerin % 60 'ı alınmalıdır.

Redüktör bir saat içinde yarım saat çalışıyorsa (ED = %50), P_t %25 oranında artırılabilir.

Bir saatte 15 dakika çalışma  (ED = %25) için, P_t %50 oranında artırılabilir.
Redüktörün hava ile soğutulması veya redüktör yağının soğutulması durumlarında termik güç, soğutmanın etkisine bağlı olarak %10 - %100 oranında artırılabilir.

 

Redüktör Büyüklüğünün Tespiti

İş makinası için gerekli olan döndürme momenti, hesap yoluyla veya daha önce yapılmış olan makinalardan edinilmiş tecrübelerle tesbit edilir. İş makinası için en uygun devir sayısı yine tecrübelerle veya deneme-yanılma metoduyla bulunur.
Makina için gerekli döndürme momentini, seçilen devir sayısında sağlayacak güç ihtiyacı aşağıdaki formülle hesaplanır:

                    M_diş  . n_iş       
P_iş =   _______________  
                        9550                         

İş makinası için gerekli olan döndürme momenti sabit kalmak şartı ile makinayı değişik devirlerde çalıştırmak  gerekiyorsa, güç ihtiyacı en yüksek çalışma devri için hesaplanır.

İş makinası ve motorun cinsine bağlı olarak ve günlük çalışma süresini de gözönüne alarak işletme emniyet katsayısı F, çizelgeden bulunur.

İş makinası için gerekli olan güçle ( P_iş ), işletme emniyet katsayısının çarpımı bize redüktörün taşıması gereken gücü verir. Bu güç değerini  P_re  ile gösterelim. Bulunan bu  P_re  değeri redüktör seçiminde esas alınır.

P_re  =  F . P_iş

Seçilen redüktör tipine ait güç çizelgesinde, istenilen giriş ve çıkış devir sayılarında redüktör boylarının taşıyabileceği nominal güç değerleri  P_n ( kW ) olarak verilmiştir. Nominal gücü, iş makinası için gerekli  P_re  gücüne eşit veya ondan büyük olan redüktör büyüklüğü, ilgili güç çizelgesinden bulunur.

Hesaplanan  P_re  gücü termik güç çizelgesinde belirilen değerden ( P_t ) küçük olmalıdır.   ( P_re < P_t ).

P_re, termik güce yakın veya daha büyükse redüktör cebri olarak soğutulmalıdır. Soğutma imkanı yoksa bir boy büyük redüktör seçilir.

Böylece redüktör seçimi tamamlanmış olur.