Kaldırma tahriklerinde fren, bir yavaşlatma elemanı değil bir yük tutma elemanıdır. Bu nedenle fren torku, motorun torkuna göre değil askıdaki yükün fren miline yansıttığı momente göre boyutlandırılır.
Tutma freni kavramı
Yatay bir tahrikte fren, hareketi durdurup makineyi hareketsiz tutar. Düşey bir kaldırma tahrikinde ise yük, fren açıldığı anda kendi ağırlığıyla inmeye başlar. Fren, motorun kesilmesinden sonra yükü süresiz tutmak zorundadır. Bu görev, tutma freni olarak adlandırılır. Yay baskılı fren, enerji kesildiğinde kapandığı için bu göreve uygundur.
Referansın değişmesi
Genel sanayi tahriklerinde fren torku, motorun anma torkuyla karşılaştırılır. Kaldırma tahriklerinde ise referans, anma yükünün fren miline yansıttığı momenttir. Yük, halat tamburu ve redüktör üzerinden fren miline bir moment aktarır. Fren torku bu momente göre seçilir. İki referansın karıştırılması, freni sistematik olarak küçük seçtirir.
Güvenlik katsayısı
Kaldırma düzenekleri için EN 14492-2 standardı, frenin anma torkunun, anma yükünün fren milinde yarattığı momentin en az 1,5 katı olmasını şart koşar. Bu çarpan, balatanın sürtünme katsayısındaki dalgalanmayı ve yayların yorulmasını karşılar. Sürtünme katsayısı sıcaklıkla, nemle ve balatanın alıştırma durumuyla değişir. Katsayı, en elverişsiz koşulda bile yükün tutulmasını güvence altına alır.
Balatanın sürtünme katsayısı
Fren torku, yay kuvvetinin balata sürtünme katsayısıyla çarpımından doğar. Sıcak bir balatanın katsayısı düşer ve tork azalır. Yeni takılmış bir balata, alıştırma tamamlanana kadar katalog değerinin altında tork verir. Nemli ortamda disk yüzeyinde biriken su filmi de katsayıyı geçici olarak düşürür. Güvenlik katsayısı, bu üç etkinin aynı anda gelmesini karşılayacak biçimde belirlenir.
Yay kırılması durumu
Fren torku, birden çok baskı yayının toplam kuvvetiyle üretilir. Standart, tutma freni olarak çalışan bir düzenekte tek bir yayın kırılması hâlinde bile anma yükünün tutulmasını gerektirir. Bu gerek, yay sayısının ve tek yayın payının seçimini belirler. Toplama sırasında eksik bırakılan bir yay, bu güvence payını doğrudan yer. Yaylar bakımda sayılarak denetlenir.
Elle boşaltma kolunun zorunluluğu
Kaldırma düzeneklerinde fren, elektrik kesintisinde yükü tutar. Yükün elle indirilebilmesi için frende bir elle boşaltma kolu bulunması istenir. Kol, kilitlenebilir olmamalı ve bırakıldığında kendiliğinden serbest konuma dönmelidir. Kolun serbest stroku, fren torku ayarlandıktan sonra yeniden düzenlenir. Kilitli konumda unutulan bir kol, frenin tutma işlevini tümüyle kaldırır.
İki bağımsız fren
İnsan taşıyan ya da yükün düşmesinin ağır sonuç doğuracağı düzeneklerde tek fren yeterli sayılmaz. Bu tahriklerde birbirinden bağımsız iki fren kullanılır ve her biri tek başına yükü tutabilecek torkta seçilir. Frenler ayrı devrelerden beslenir ve ayrı ayrı izlenir. Birinin açık kaldığı, geri besleme kontağıyla algılanır. İki frenli bir düzenekte tek frenin arızası tahriki durdurur.
Fren torkunun ölçülmesi
Kaldırma tahriklerinde fren torku hesapla değil ölçümle doğrulanır. Mile bir moment kolu bağlanır ve frenin kaymaya başladığı değer okunur. Ölçüm, balata alıştırması tamamlandıktan sonra yapılır. Soğuk ve sıcak frende alınan iki ölçüm, sürtünme katsayısının sıcaklıkla düşüşünü gösterir. Ölçülen en düşük değer, güvenlik katsayısının hesabında kullanılır.
Frenin geri beslemesi
Frenin gerçekten açıldığı ve kapandığı, bir mikro anahtarla izlenir. Anahtarın kontağı kumanda devresine taşınır. Fren açılmadan motor enerjilenirse, tahrik freni sürükler ve balata tükenir. Fren kapanmadan yük bırakılırsa, yük kayar. Geri besleme, bu iki durumu da yakalayan bir güvenlik işlevidir; devre kurgusu frenli motorda emniyet devresi çerçevesinde verilmiştir.
Fren diskinin çapı ve yüzeyi
Fren torku, sürtünme kuvvetinin etkin yarıçapla çarpımından doğar. Büyük çaplı bir disk, aynı yay kuvvetiyle daha yüksek tork üretir. Geniş bir sürtünme yüzeyi ise açığa çıkan ısıyı daha büyük bir alana yayar. Isıl kapasite bu yüzden disk çapıyla birlikte büyür. Kaldırma frenleri, aynı torku üreten yatay tahrik frenlerinden çoğunlukla büyük seçilir. Disk çapı büyüdükçe frenin ataleti de artar ve kapanış darbesi bir miktar yumuşar.
Isıl kapasite
Her fren kapanışında, yükün ve dönen kütlelerin enerjisi balatada ısıya döner. Kaldırma düzeneklerinde bu enerji, yükün yüksekliğinden gelen potansiyel enerjiyi de içerir. Saatteki kapanış sayısı ve indirilen yükün yüksekliği, frenin ısıl kapasitesini belirleyen iki girdidir. Isıl sınır aşıldığında balata katsayısı düşer ve fren torku azalır. Sık ve yüklü inişlerde fren, mekanik sınırdan önce ısıl sınırı zorlar.
Redüktörün konumu
Fren, motorun mil ucuna ya da redüktörün çıkışına yerleştirilebilir. Motor milindeki bir fren, redüktörün oranı kadar küçük bir tork üretmesi yeterli olduğundan küçük seçilir. Ancak redüktörde bir diş kırılırsa fren ile yük arasındaki bağ kopar. Çıkış milindeki bir fren, redüktörden bağımsız olarak yükü tutar. Yükün düşmesinin ağır sonuç doğurduğu düzeneklerde bu ayrım belirleyicidir.
Denetim ve deneme yükü
Frenin tuttuğu, düzenli aralıklarla bir yük denemesiyle sınanır. Deneme, anma yükünün üzerinde bir yükle ve sınırlı bir yükseklikte yapılır. Yükün kayıp kaymadığı belirli bir süre boyunca gözlenir. Deneme sonucu, fren torku ve hava aralığı ölçümleriyle birlikte kayda geçirilir. Ayarların bütünü, elektromanyetik frenli motor ayarı kapsamında örneklerle anlatılmaktadır.
Yükün ataleti ve durma yolu
Fren, yükü tutmadan önce hareketi durdurmak zorundadır. Kapanma anındaki hız ve dönen kütlelerin ataleti, durma yolunu belirler. Yük inerken kapanan bir fren, potansiyel enerjiyi de soğurur. Durma yolu uzadıkça balatada açığa çıkan ısı büyür. Kaldırma düzeneklerinde bu yol, uç konum anahtarlarının yerleşimini de belirler.
Fren Güvenlik Katsayısının Denetim Listesi
Kaldırma tahrikinde fren, anma yükünün fren milindeki momentiyle boyutlandırılır ve en az 1,5 kat pay bırakılır. Isıl kapasite, saatteki kapanış sayısına göre denetlenir. Elle boşaltma kolu ve geri besleme kontağı düzenin parçasıdır. Frenin genel yapısı frenli elektrik motoru kapsamında, kaldırma tahrikinin görev tipi vinç ve haddane motorları çerçevesinde bulunur.
Kaldırma freninde ölçüt motorun torku değil, yükün fren milinde yarattığı momenttir. En az 1,5 katlık pay, sürtünme katsayısının sıcaklıkla ve nemle düşmesini karşılayan bir güvence payıdır.
