Redüktör Seçimi Prensipleri

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

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_mfaktörü 1,0 olarak alınır.

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

3. Grup:İçten yanmalı, 1 – 3 silindirli motorlar (benzinli veya dizel). Bu grubun f_mfaktörü 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 tespit 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 göz önüne 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 belirlenen 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.