Sonsuz vidalı redüktör, tek kademede yüksek redüksiyon oranı sağlayan, dik açılı ve kompakt bir güç aktarma elemanıdır. Vida ile bronz çark arasındaki kayma teması, bu tipe hem üstünlüğünü hem de verim sınırını kazandırır.
Sonsuz vidalı yapının çalışma prensibi
Bu redüktörde giriş milindeki vidalı eleman, çıkış milindeki bronz çarkın dişlerini iter. Vidanın bir turu, çark üzerinde yalnızca bir diş kadar ilerleme yaratır. Bu nedenle tek bir vida-çark çiftiyle onlarca birimlik redüksiyon oranı elde edilir. Giriş ve çıkış milleri birbirine dik konumlandığından, tahrik dik açılı bir yerleşime doğrudan oturur. Bu kompakt yapı, dar hacimlerde önemli bir yerleşim avantajı sağlar.
Kayma teması ve verim sınırı
Helisel dişlide temas yuvarlanma esaslıyken, sonsuz vidalı yapıda vida dişleri çark yüzeyine kayarak temas eder. Kayma, sürtünme kaybını ve ısıyı büyütür. Bunun sonucu, redüksiyon oranına güçlü biçimde bağlı bir verimdir. Düşük oranlı bir sonsuz vidalı redüktörde, örnekse 5:1 dolayında, verim %95 seviyesine yaklaşabilir. Oran 75:1 gibi yüksek bir değere çıktığında verim %50'nin altına inebilir.
Verim, oranın yanında vidanın helis açısına, yağın tipine ve giriş devrine de bağlıdır. Düşük helis açılı bir vida daha yüksek oran verir ama sürtünmeyi artırır. Bu bağımlılık, sonsuz vidalı redüktörün en belirgin tasarım sınırıdır.
Isı üretimi ve gövde soğutması
Sürtünme kaybının tamamı ısıya dönüşür ve gövde yüzeyinden atılır. Yüksek oranlı ve sürekli çalışan bir sonsuz vidalı redüktörde bu ısı belirgin bir düzeye ulaşır. Gövdenin kanatçıklı yüzeyi ve etrafındaki hava dolaşımı, ısının atılmasını sağlar. Isı atılamazsa yağ sıcaklığı yükselir, film incelir ve bronz çarkın aşınması hızlanır. Bu yüzden sonsuz vidalı redüktör, sürekli tam yükte çalışacaksa termal kapasitesi de kontrol edilir.
Kendinden kilitleme davranışı
Vidanın helis açısı sürtünme açısının altına indiğinde, çıkış milinden gelen tork vidayı geri döndüremez. Bu özellik kendinden kilitleme olarak adlandırılır ve yüksek oranlı sonsuz vidalı redüktörlerde görülür. Kaldırma ve konumlandırma düzeneklerinde yükün geri kaçmasını yavaşlatması bakımından değerlidir. Ancak kendinden kilitleme bir emniyet freni yerine geçmez, çünkü titreşim ve yağ filmi bu direnci azaltabilir. Yük tutma güvenliği gereken uygulamalarda ayrı bir fren düzeneği kullanılmalıdır.
Yağ seçimi
Kayma temasındaki sürtünme, yağın özelliklerini belirleyici hâle getirir. Sonsuz vidalı redüktörlerde poliglikol (PAG) esaslı sentetik yağlar tercih edilir, çünkü kayma sürtünmesini azaltıp verimi yükseltir. Poliglikol yağlar mineral yağlarla karışmaz ve kimi keçe malzemeleriyle uyumsuzdur, bu yüzden geçişte gövde tümüyle temizlenir. Viskozite sınıfı olarak ağır yüklü ve yavaş dönen bu tipte ISO VG 460 ile VG 680 aralığı yaygındır. Doğru yağ, sonsuz vidalı redüktörün hem verimini hem bronz çark ömrünü korur.
Bronz çark aşınması
Sonsuz vidalı redüktörde vida çelikten, çark ise bronzdan üretilir. Bu malzeme çifti, kayma temasında düşük sürtünme ve iyi bir alıştırma davranışı sunar. Yumuşak olan bronz çark, sert vidaya göre kontrollü biçimde aşınır. Rodaj döneminde bir miktar bronz talaşı yağa karışır, bu yüzden ilk yağ değişimi erken yapılır. Aşırı yük, yetersiz yağ ya da yüksek sıcaklık, bronz çarkın aşınmasını hızlandırıp diş profilini bozar.
Rodaj dönemi ve ilk yağ değişimi
Yeni bir sonsuz vidalı redüktör, tam verimine ilk çalışma saatlerinde ulaşmaz. Vida ile bronz çarkın yüzeyleri bu dönemde birbirine alışır ve temas alanı genişler. Alıştırma tamamlandıkça sürtünme azalır, verim bir miktar yükselir ve çalışma sıcaklığı düşer. Rodaj sırasında yağa karışan ince bronz talaşı, aşındırıcı bir etki yaratır. Bu yüzden ilk yağ değişimi 500 ile 1.000 saat arasında yapılır ve gövde içi temizlenir.
Giriş devrinin verime etkisi
Sonsuz vidalı redüktörde verim, giriş devrinden de etkilenir. Yüksek giriş devrinde vida yüzeyinde daha kalın bir yağ filmi kurulur ve kayma sürtünmesi azalır. Düşük devirde film incelir, metal temas payı artar ve verim düşer. Bu davranış, frekans invertörüyle çok düşük devirlerde sürülen sonsuz vidalı tahriklerde dikkat gerektirir. Uzun süre düşük devirde çalışacak bir uygulamada, yağ tipi ve viskozite sınıfı bu koşula göre seçilir.
Vida ağzı sayısı
Vidanın üzerindeki helis kanalı bir, iki ya da dört ağızlı açılabilir. Tek ağızlı bir vida, her turunda çarkı tek diş ilerletir ve en yüksek oranı verir. Ağız sayısı arttıkça oran küçülür, buna karşılık helis açısı büyür ve verim yükselir. Kendinden kilitleme davranışı da ağız sayısıyla birlikte zayıflar. Katalogda aynı gövde için farklı ağız sayılarıyla kurulmuş oran kademeleri sunulur.
Uygun kullanım alanları
Sonsuz vidalı redüktör, dik açılı yerleşim ve yüksek oranın kompakt bir gövdede istendiği yerlerde tercih edilir. Kapı ve bariyer tahrikleri, karıştırıcılar, küçük kaldırma düzenekleri ve düşük saatli konveyörler bu tanıma uyar. Bu uygulamaların ortak yanı, düşük çalışma saati ve sınırlı güçtür. Sürekli ve yüksek güçlü bir tahrikte düşük verim, elektrik giderini artırır. Böyle bir yerde konik helisel redüktör daha ekonomik bir dik açılı çözüm sunar.
Geri sürülebilirlik ve titreşim
Kendinden kilitleme davranışı, uygulamada bir yan etki daha doğurur. Yükün çıkış milinden gelen momenti vidayı geri döndüremediğinden, ani duruşlarda enerji dişli üzerinde soğurulur. Soğurulan enerji, bronz çarkın diş yüzeyinde yerel bir gerilme tepesi yaratır. Titreşimli bir yükte ise kilitleme direnci zamanla azalabilir ve yük yavaşça kayabilir. Kaldırma düzeneklerinde bu davranışa güvenilmez; ayrı bir mekanik fren kullanılır. Titreşimin yüksek olduğu tahriklerde yağ filmi de kesintiye uğrayabilir.
Seçim ölçütü
Sonsuz vidalı redüktör seçiminde çıkış torku, servis faktörüyle çarpılıp katalog değerine karşılaştırılır. Verim, redüksiyon oranıyla birlikte hesaba katılır, çünkü giriş gücü çıkış gücünün verime bölümüyle bulunur. Yüksek oranda düşük verim, motorun daha büyük seçilmesini gerektirir. Çalışma saati düşükse bu ek gider sınırlı kalır, sürekli çalışmada ise belirginleşir. Seçimin bütünü, endüstriyel redüktör yaklaşımıyla değerlendirilir.
Sonsuz vidalı redüktör, tek kademede yüksek oran ve dik açılı kompakt yerleşim sunar. Karşılığında kayma temasının getirdiği verim sınırı ve ısı üretimi kabul edilir; bu yüzden düşük saatli ve sınırlı güçlü uygulamalarda değerini gösterir.
