Endüstriyel redüktör, motorun yüksek devrini düşürüp torkunu büyüten bir güç aktarma elemanıdır. Motor tek başına düşük devirde yüksek tork üretemediğinden, konveyör, karıştırıcı ve kaldırma tahriklerinde redüktör zorunlu hâle gelir.
Redüktörün temel işlevi
Redüktör, giriş milindeki devri belirli bir oranda düşürerek çıkış milinde daha yüksek moment sağlar. Bu dönüşümün temeli, dişli çarklar arasındaki diş sayısı oranıdır. Giriş devri çıkış devrine bölündüğünde redüksiyon oranı elde edilir. Çıkış torku, giriş torkunun bu oranla ve redüktörün verimiyle çarpımına eşittir. Böylece 1.500 d/dk dönen bir motor, 20:1 oranlı bir redüktörle 75 d/dk çıkış devrine ve yaklaşık yirmi kat büyütülmüş bir torka ulaşır.
Redüktör tipleri
Endüstride üç ana redüktör tipi kullanılır. Helisel dişli redüktörde giriş ve çıkış milleri paralel uzanır. Helis açılı dişler yumuşak ve sessiz bir güç aktarımı sağlar. Sonsuz vidalı redüktörde giriş mili çıkış miline dik konumlanır ve tek kademede yüksek redüksiyon oranı elde edilir. Konik helisel redüktörde ise konik dişli çifti, dik açılı bir bağlantıyı helisel dişlinin yüksek verimiyle birleştirir. Her tip, farklı bir yerleşim ve verim ihtiyacına yanıt verir.
Verim farkları
Redüktör tipleri arasındaki en belirgin ayrım verimdir. Helisel ve konik helisel redüktörlerde dişli teması yuvarlanma esaslıdır ve sürtünme düşük kalır. Verim %90 ile %97 arasında seyreder. Her dişli kademesi yaklaşık %2 ile %3 arasında bir kayıp getirir. Sonsuz vidalı redüktörde ise vida ile bronz çark arasında kayma teması vardır ve sürtünme kaybı artar. Bu tipte verim, redüksiyon oranına bağlı olarak %40 ile %90 arasında değişir.
Sonsuz vidalı bir redüktörde 5:1 gibi düşük bir oranda verim %95 seviyesine yaklaşırken, 75:1 gibi yüksek bir oranda %50'nin altına inebilir. Helisel ve konik helisel redüktörlerde verim, redüksiyon oranından bağımsız olarak yüksek kalır. Bu fark, sürekli çalışan tahriklerde işletme maliyetini doğrudan belirler.
Servis faktörü ve boyutlandırma
Redüktör kataloğundaki tork değeri, tekdüze yük altında ve tanımlı bir ömür için geçerlidir. Gerçek uygulamada darbeli yük, sık kalkış ve uzun çalışma saati bu değeri zorlar. Servis faktörü (Sf), uygulamanın gerçek yükünü katalog değerine taşıyan bir çarpandır. AGMA 6010 gibi standartlarda tanımlanan servis sınıfları I, II ve III kabaca 1,0 · 1,41 · 2,0 servis faktörlerine karşılık gelir. Tekdüze yükle günde 8-10 saat çalışan bir tahrikte servis faktörü genellikle 1,0 ile 1,25 arasında seçilir.
Katalog tork değeri ve tasarım ömrü
Redüktör katalogundaki tork değeri, keyfi bir üst sınır değildir. Bu değer, tekdüze yük altında ve belirli bir dişli-rulman ömrü hedefiyle hesaplanır. Sektörde bu hedef ömür genellikle 5.000 saat ile 25.000 saat arasında tanımlanır. Katalog değeri aşıldığında dişli yüzeyleri tasarım gerilmesinin üzerinde zorlanır ve ömür hızla kısalır. Bu nedenle uygulamanın gerçek torku, servis faktörüyle çarpılıp katalog değeriyle karşılaştırılır.
Yağlama ve ısıl davranış
Redüktörün ömrü, dişli yüzeylerini ayıran yağ filmine bağlıdır. Mineral esaslı EP katkılı yağlar, normal sıcaklık ve hız aralığındaki uygulamaların büyük bölümünde yeterli kalır. Sentetik polialfaolefin (PAO) yağlar daha kararlı bir film kurar, sıcaklığı düşürür ve değişim aralığını uzatır. Sonsuz vidalı redüktörlerde ise poliglikol (PAG) esaslı yağlar tercih edilir, çünkü kayma temasındaki sürtünmeyi azaltır. Sonsuz vidalı redüktörün ürettiği ısı, gövde yüzeyinden atılabilecek düzeyde tutulmalıdır.
Montaj ve bağlantı
Redüktörler ayaklı (B3), flanşlı (B5) ve küçük flanşlı (B14) montaj tiplerinde üretilir. Motor ile redüktör, kaplinle ya da doğrudan flanşlı bir motor-redüktör grubu olarak birleştirilir. Çıkış mili, dolu mil ya da yükün miline geçen kovan mili biçiminde seçilir. Montajda kaplin hizası ve mil eksenlerinin paralelliği, dişli ve rulman ömrünü doğrudan etkiler. Hizasız bir bağlantı, dişliye tasarım dışı bir kuvvet bindirerek erken aşınmaya yol açar.
Gövde malzemesi ve ortam koşulları
Redüktör gövdesi, dişli kuvvetlerini taşıyan ve ısıyı dışarı atan bir yapı elemanıdır. Alüminyum gövde hafiftir ve ısıyı hızlı atar, bu yüzden küçük güçlerde ve hareketli düzeneklerde tercih edilir. Pik döküm gövde ise yüksek mekanik gerilmeye dayanır ve büyük torklarda daha kararlı bir yataklama sunar. Tozlu, nemli ya da yıkamalı ortamlarda gövdenin koruma sınıfı ile keçe tipi ayrıca seçilir. Gıda ve kimya hatlarında yüzey kaplaması, temizlik kimyasallarına dayanacak biçimde belirlenir.
Redüktör seçim ölçütleri
Redüktör seçimi beş ölçüte dayanır. İlki çıkış devri ve gereken redüksiyon oranıdır. İkincisi çıkış torku ve buna servis faktörünün uygulanmasıdır. Üçüncüsü yerleşimdir. Paralel mil için helisel, dik açı için konik helisel ya da sonsuz vidalı tip seçilir. Dördüncüsü çalışma saati ve verim önceliğidir. Beşincisi ortam koşulları ile montaj tipidir.
Sürekli çalışan ve enerji maliyeti yüksek bir tahrikte helisel ya da konik helisel redüktör, yüksek verimiyle en düşük işletme giderini sağlar. Kısa süreli, düşük saatli ve dik açı gereken basit bir uygulamada sonsuz vidalı redüktör, kompakt yapısı ve düşük maliyetiyle uygun kalır.
Motor ve redüktör uyumu
Redüktör, sürüldüğü motorla birlikte bir sistem olarak değerlendirilir. Motorun gücü gerçek yük ihtiyacına göre belirlenir. Gereğinden büyük motor, redüktöre tasarım dışı tork bindirebilir. Frekans invertörüyle sürülen bir tahrikte düşük devirde motorun soğuması azalır, redüktörün yağı ise daha yavaş karışır. Motor verim sınıfı da toplam zincir verimini etkiler; yüksek verimli bir motor ile düşük verimli bir redüktörün birlikteliği, kazancın bir bölümünü geri alır. Bu yüzden motor seçimi yüksek verimli motor sınıfları yaklaşımıyla, redüktör seçimiyle birlikte yapılır.
Redüktörde derinleşmek için
Bu rehber redüktörü bütün olarak ele alır; her başlığın saha ayrıntısı ayrı yazılarda işlenmiştir:
