Konik helisel redüktör, dik açılı bir tahriki helisel dişlinin yüksek verimiyle birleştiren güç aktarma elemanıdır. Sonsuz vidalı redüktörün yerleşim avantajını sunarken, kayma kaynaklı verim kaybını taşımaz.
Konik dişli çiftinin işlevi
Bu redüktörde gücün yönünü çeviren eleman, konik biçimli bir dişli çiftidir. Konik dişliler, eksenleri kesişen iki mili birbirine bağlar ve tahriki doksan derece döndürür. Dişler konik yüzey üzerine helis açısıyla açıldığında temas kademeli başlar ve aktarım yumuşar. Yön çevirme görevini üstlenen bu kademenin ardından, redüksiyonun büyük bölümü helisel dişli kademeleriyle sağlanır. Böylece dik açılı yerleşim ile yüksek redüksiyon oranı aynı gövdede toplanır.
Verim üstünlüğü
Konik helisel dişlide temas, sonsuz vidalıdaki gibi kayma değil yuvarlanma esaslıdır. Sürtünme kaybı düşük kalır ve verim %90 ile %97 arasında seyreder. Bu verim, redüksiyon oranından bağımsızdır ve yüksek oranlarda da korunur. Sonsuz vidalı redüktörde verim, oran büyüdükçe %50'nin altına inebilirken konik helisel yapıda bu düşüş görülmez. Aradaki fark, sürekli çalışan tahriklerde yıllık elektrik giderine doğrudan yansır.
Isı üretimi ve soğutma
Düşük sürtünme kaybı, doğrudan düşük ısı üretimi demektir. Konik helisel redüktör, aynı gücü aktaran sonsuz vidalı bir muadiline göre serin çalışır. Serin gövde, yağın yaşlanmasını yavaşlatır ve değişim aralığını uzatır. Sürekli tam yükte çalışan tahriklerde bu ısıl davranış, ek soğutma düzeneği ihtiyacını ortadan kaldırır. Yağ sıcaklığının düşük kalması, keçe ve rulman ömrünü de uzatır.
Sonsuz vidalı redüktörle karşılaştırma
Her iki tip de dik açılı bir yerleşim sunar, ama farklı ödünler verir. Sonsuz vidalı redüktör tek kademede yüksek oran sağlar, daha kompakt ve daha düşük maliyetlidir. Konik helisel redüktör ise yüksek verimi, düşük ısınmayı ve uzun bakım aralığını getirir. Kurulum maliyeti daha yüksek olsa da, sürekli çalışan bir tahrikte enerji tasarrufu bu farkı zamanla karşılar.
Karar, çalışma saatiyle netleşir. Günde birkaç saat çalışan bir kapı ya da bariyer tahrikinde sonsuz vidalı çözüm yeterli kalır. Gün boyu dönen bir konveyör ya da karıştırıcıda konik helisel redüktör, düşük işletme gideriyle öne çıkar.
Yataklama ve eksenel kuvvet
Konik ve helisel dişlilerin ikisi de mil ekseni boyunca kuvvet üretir. Konik dişli çiftinde bu eksenel kuvvet, dişlileri birbirinden ayırma yönünde etki eder. Bu nedenle konik helisel redüktörlerde eksenel yükü karşılayabilen konik makaralı rulmanlar kullanılır. Rulman ön yükünün doğru ayarlanması, dişli temasının konumunu ve dolayısıyla ses ile ömrü belirler. Gevşek bir yataklama, dişli temasını kaydırıp diş kenarında yüksek gerilme yaratır.
Yağlama
Konik helisel redüktörde yuvarlanma teması egemen olduğundan, mineral esaslı EP katkılı yağlar normal koşullarda yeterli kalır. Sentetik polialfaolefin (PAO) yağlar, film kararlılığını artırıp sıcaklığı düşürerek değişim aralığını uzatır. Sonsuz vidalı redüktördeki poliglikol ihtiyacı burada doğmaz, çünkü kayma sürtünmesi baskın değildir. Yağ seviyesi, montaj konumuna göre belirlenir ve konik dişli çiftinin yağa dalması güvence altına alınır.
Kademe düzeni ve oran aralığı
Konik helisel redüktörde yön çevirme görevini tek bir konik dişli kademesi üstlenir. Redüksiyonun geri kalanı, bu kademenin öncesine ya da sonrasına yerleştirilen helisel kademelerle sağlanır. Tek konik ve bir helisel kademeyle yaklaşık 30:1 dolayına kadar oran kurulur. İki helisel kademe eklendiğinde oran yüzlerce birime taşınır. Her eklenen kademe verimi yaklaşık %2 ile %3 arasında düşürür ve gövdeyi uzatır. Bu yüzden gereken oran, en az kademeyle karşılanacak biçimde planlanır.
Montaj konumu ve mil yönü
Dik açılı yapısı, konik helisel redüktörün makineye birden çok konumda bağlanmasına olanak tanır. Çıkış mili yatay ya da düşey yerleştirilebilir, giriş mili ise buna dik uzanır. Montaj konumu, yağ seviyesini ve havalandırma tapasının yerini doğrudan belirler. Yanlış konumda monte edilen bir redüktörde üst kademe dişlileri yağa yeterince dalmaz. Bu yüzden sipariş sırasında montaj konumu üreticiye bildirilir ve yağ miktarı buna göre ayarlanır.
Diş temas izinin denetimi
Konik dişli çiftinde temasın diş yüzeyindeki konumu, ömrü doğrudan belirler. Temas izi diş ortasında toplanmalı, kenara ya da tepeye kaymamalıdır. Kenara kayan bir temas, dar bir alanda yüksek gerilme yaratıp diş köşesini kırar. İzin konumu, dişli çiftinin eksenel yerleşimi ve rulman ön yüküyle ayarlanır. Üretimde bu ayar boyama yöntemiyle denetlenir ve kayıt altına alınır.
Kullanım alanları
Konik helisel redüktör, dik açılı yerleşimin sürekli ve yüksek güçlü bir tahrikle birleştiği yerlerde kullanılır. Bant konveyörler, kovalı elevatörler, karıştırıcılar, atıksu havalandırma tahrikleri ve ambalaj hatları bu tanıma uyar. Bu uygulamaların ortak yanı, uzun çalışma saati ve enerji giderinin belirleyici olmasıdır. Dik açılı yerleşim, tahrik grubunu makinenin yanına yerleştirerek yer kazandırır. Yüksek verim ise bu yerleşim avantajını enerji kaybıyla ödemeyi engeller.
Motorlu grup ve yerleşim kazancı
Konik helisel redüktör, sahada çoğunlukla flanşlı bir motorla birleşik grup olarak kullanılır. Motor gövdesi doğrudan redüktöre bağlandığında kaplin ve ara kaide ortadan kalkar. Dik açılı çıkış, tahrik grubunu makinenin yanına yerleştirerek koridor genişliğini korur. Bu yerleşim, konveyör hatlarında bant altındaki hacmi boşaltır. Motorun kutup sayısı ve gücü, redüktörün oranıyla birlikte seçilerek istenen çıkış devri sağlanır. Bütünleşik grup, hizasızlık kaynaklı yatak yüklerini de baştan azaltır.
Gövde malzemesi ve ortam
Konik helisel redüktörlerde gövde çoğunlukla dökme demirden üretilir. Dökme demir, titreşimi soğurma ve ısıyı dışarı taşıma bakımından elverişlidir. Hafiflik gereken taşınabilir tahriklerde alüminyum gövde tercih edilir. Aşındırıcı toz ya da yıkama suyunun bulunduğu ortamlarda gövde yüzeyi ek boya sistemiyle korunur. Gıda ve ilaç hatlarında ise pürüzsüz, girinti barındırmayan gövde biçimleri kullanılır.
Seçim ve boyutlandırma
Seçim, gereken çıkış devri ve çıkış torkuyla başlar. Uygulamanın gerçek torku servis faktörüyle çarpılır ve katalog tork değeriyle karşılaştırılır. Darbeli yük, sık kalkış ve yüksek atalet servis faktörünü yükseltir. Motorun gücü gerçek yük ihtiyacına göre belirlenir, çünkü büyük seçilen motor redüktöre tasarım dışı tork bindirebilir. Seçimin bütünü endüstriyel redüktör yaklaşımıyla ele alınır; oran ve tork hesabı ise redüksiyon oranı hesabıyla yapılır.
Konik helisel redüktör, dik açılı tahriki yüksek verim ve düşük ısınmayla birleştirir. Sürekli çalışan güçlü tahriklerde, kurulum maliyetindeki farkı enerji tasarrufuyla karşılayarak en dengeli dik açılı çözümü oluşturur.
