Servis faktörü, redüktör kataloğundaki tork değerini uygulamanın gerçek çalışma koşuluna bağlayan bir çarpandır. Katalog değeri tekdüze yük altında ve tanımlı bir ömür için geçerli olduğundan, darbeli yük ve uzun çalışma saati bu değeri zorlar.
Servis faktörünün tanımı
Katalogdaki tork değeri, dişli ve rulmanların tekdüze yük altında belirli bir ömre ulaşacağı varsayımıyla hesaplanır. Bu hedef ömür, endüstriyel redüktörlerde genellikle 5.000 saat ile 25.000 saat arasında tanımlanır. Gerçek uygulamada yük darbelidir, kalkışlar sıktır ve çalışma saati uzundur. Servis faktörü, uygulamanın torkunu bu gerçek koşullara göre büyüterek katalog değeriyle karşılaştırılabilir hâle getirir. Böylece redüktör, uygulamanın torku ile servis faktörünün çarpımına göre seçilir.
Servis sınıfları
Elektrik motoruyla sürülen redüktörler, servis sınıflarıyla da tanımlanır. AGMA 6010 gibi standartlarda I, II ve III sınıfları kabaca 1,0 · 1,41 · 2,0 servis faktörlerine karşılık gelir. Sınıf I, tekdüze ve sarsıntısız bir yükü tanımlar. Sınıf II orta darbeli, sınıf III ise ağır darbeli çalışma koşulunu karşılar. Bir uygulamanın sınıfı belirlendiğinde, gereken servis faktörü de büyük ölçüde netleşir.
Yük karakterini belirlemek
Servis faktörünü belirleyen ilk etken, yükün darbe karakteridir. Bant konveyör, karıştırıcı ve fan gibi tahriklerde yük tekdüzedir ve moment düzgün akar. Kovalı elevatör, ekstruder ve pistonlu kompresör tahrikinde yük orta darbelidir. Kırıcı, değirmen, vibrasyon eleği ve haddehane tahriklerinde ise yük ağır darbelidir. Yükün her darbesi dişli dibinde bir gerilme tepesi yaratır ve bu tepeler yorulma ömrünü tüketir.
Çalışma saatinin etkisi
İkinci belirleyici etken, günlük çalışma saatidir. Sektörde bu süre üç bantta ele alınır: günde 3 saatin altı, 3 ile 10 saat arası ve 10 saatin üzeri. Çalışma saati uzadıkça dişlinin gördüğü yük çevrimi sayısı artar ve servis faktörü yükselir. Tekdüze yükle günde 8-10 saat çalışan bir tahrikte servis faktörü genellikle 1,0 ile 1,25 arasında seçilir. Aynı yük günde 20 saat aktarıldığında bu çarpan yukarı taşınır.
Kalkış sıklığı ve atalet
Üçüncü etken, saatteki kalkış sayısı ile yükün ataletidir. Her kalkışta motor, duran yükün ataletini yenmek için sürekli torkun katlarına varan bir moment üretir. Ağır bir kasnak ya da uzun bir konveyör bandı bu momenti büyütür. Saatte çok sayıda kalkış yapan bir tahrikte, bu tepe torkları dişliye tekrarlı bir darbe yükü uygular. Sık kalkışlı ve yüksek ataletli uygulamalarda servis faktörü yükseltilir.
Ortam ve tahrik türü
Dördüncü etken, tahrik kaynağı ile ortam koşuludur. Elektrik motoruyla sürülen bir redüktör, içten yanmalı bir motorla sürülene göre daha düzgün bir moment görür. Yüksek ortam sıcaklığı yağ filmini inceltir ve etkin servis faktörünü düşürür. Tozlu ya da aşındırıcı ortamda keçe ömrü kısalır. Bu koşullar, seçilen servis faktörünün üzerine ek bir güvenlik payı bırakmayı gerektirir.
Uygulamalı seçim
Servis faktörü, uygulamanın çıkış torkuyla çarpılarak seçim torkunu verir. Bir bant konveyörün 500 Nm çıkış torku istediği ve günde 10 saat tekdüze çalıştığı varsayılsın. Servis faktörü 1,25 alındığında seçim torku 625 Nm olur. Katalogdan, çıkış devri uyan ve tork değeri 625 Nm'nin üzerinde olan redüktör seçilir. Aynı tahrik ağır darbeli bir kırıcıya bağlansaydı servis faktörü 2,0 dolayına çıkacak ve seçim torku 1.000 Nm'yi aşacaktı.
Çalışma saatinin ve kalkış sıklığının payı
Servis faktörünü belirleyen üç girdiden biri günlük çalışma saatidir. Günde üç saatin altında dönen bir tahrik, tablodan daha düşük bir çarpanla seçilebilir. Yirmi dört saat kesintisiz çalışan bir tahrikte ise çarpan yukarı taşınır. İkinci girdi, saatteki kalkış-durdurma sayısıdır. Her kalkış dişlere tepe torku bindirdiğinden, sık kalkan bir tahrik sürekli dönen bir tahrikten daha ağır yüklenir.
Termal kapasite sınırı
Servis faktörü mekanik dayanımı adresler, ancak redüktörün ikinci bir sınırı daha vardır. Termal kapasite, gövdenin sürekli olarak dışarı atabileceği ısı gücünü tanımlar. Sürtünme kaybının tamamı ısıya döndüğünden, düşük verimli bir redüktörde bu sınır önce zorlanır. Sonsuz vidalı tiplerde termal kapasite, mekanik kapasiteden önce devreye girebilir. Sıcak ortamda ya da kapalı bir hacimde çalışan redüktörde bu sınır ayrıca kontrol edilir.
Uygulama sınıfı örnekleri
Yük karakterinin sınıflandırılması, katalog tablolarında uygulama adlarıyla verilir. Bant konveyör, santrifüj pompa ve fan tahriki tekdüze yük sınıfına girer. Kovalı elevatör, pistonlu kompresör ve ekstruder orta darbeli sınıfa yerleşir. Kırıcı, bilyalı değirmen, vibrasyon eleği ve hadde tezgâhı ağır darbeli sınıfa aittir. Uygulama tabloda yoksa, benzer moment davranışı gösteren bir tahrik referans alınır. Bu eşleştirme, servis faktörünü tahmine değil sınıflandırmaya dayandırır.
Yüksek seçilen servis faktörünün bedeli
Servis faktörünü gereğinden büyük almak da bedelsiz değildir. Büyüyen çarpan, bir üst gövde boyutuna geçilmesine yol açar. Daha büyük gövde, daha ağır bir redüktör ve daha geniş bir kaide demektir. Satın alma maliyeti ve yağ hacmi de bu oranda artar. Büyük seçilen bir redüktör, düşük yükte çalıştığında dişli yüzeyinde yeterli alıştırma da gerçekleştiremez.
Düşük seçilen servis faktörünün sonuçları
Servis faktörünü olduğundan küçük almak, redüktörün küçük seçilmesine yol açar. Küçük seçilen bir redüktörde dişli yüzeyleri tasarım gerilmesinin üzerinde zorlanır. İlk belirti, dişli yüzeyinde çukurcuk oluşumu ve yağda artan metal parçacığıdır. Zamanla diş dibinde çatlak başlar ve kırılmayla sonuçlanır. Rulmanlar da tasarım yükünün üzerinde çalıştığından ömürlerini erken tüketir.
Seçimin bütünü
Servis faktörü tek başına değil, oran ve tork hesabıyla birlikte anlam kazanır. Önce gereken çıkış devri ve torku belirlenir, sonra bu tork servis faktörüyle büyütülür. Katalogdan seçilen redüktörün tork değeri, bu büyütülmüş değerin üzerinde olmalıdır. Motorun gücü de hesaplanan giriş gücünün üzerindeki IEC standart kademesinden alınır. Oran ve tork hesabı redüksiyon oranı ve tork hesabıyla, seçimin bütünü ise endüstriyel redüktör yaklaşımıyla yapılır.
Servis faktörü, katalog değerini sahanın gerçek yüküne bağlayan çarpandır. Yük karakteri, çalışma saati, kalkış sıklığı ve ortam koşulu birlikte değerlendirildiğinde, redüktör tasarım ömrüne ulaşacak biçimde seçilir.
