Redüktör Tasarım Aşamaları

Redüktörler; çoğunlukla elektrik motorlarından almış oldukları düşük tork değerlerini, gerekli olan yüksek torka yükseltmek üzere tasarlanan ve koruyucu gövdeye sahip olan dişli kutularıdır. Sabit devire sahip elektrik motorundan, değişken devire sahip dönme hareketi elde etmek için elektrik motorlarının çıkış miline bağlanırlar. Bu yazıda da endüstriyel yapıda, standartlara uygun ” redüktör tasarımı ” aşamaları paylaşılacaktır. Burada paylaşılacak olan redüktör tasarımı aşamaları yol göstermek adına paylaşılacaktır. Yapılacak tasarım için daha detaylı bir çalışma yapılması gereklidir.

Yol Haritasının Belirlenmesi

Öncelikli olarak tasarıma başlamadan önce yol haritasının belirlenmesi veya gantt çizelgesi oluşturularak projenin planlanması gerekir. Sonrasında ki diğer adımlar ise aşağıda paylaşılmıştır.

Problemin Tanımı
Dişli Çark Hesapları
Mil Hesapları
Rulman Hesapları
Rulman Seçimi
Kama Hesapları
Cıvatalar ve Gövde Tasarımı
Cad Tasarımları
Maliyet Hesabı
Simülasyon ve Analiz

Problemin Tanımı

Burada giriş devri, çıkış devri ve istenen çıkış tork değeri gibi büyüklüklerin belirlenmesi gerekir. İstenen çıktı tork veya hız değişimi olduğundan burada oluşacak kuvvetlere karşı dayanıklı malzeme seçimi yapılması gerekir. Ayrıca ağırlık ve maliyet sebebiyle tasarımın kompakt olmasına dikkat edilmelidir.

Tasarım Öncelikleri Neler Olmalıdır?

Kompakt tasarım

Üretilebilirlik

Uygun maliyet

Standart elemanları seçimi

Dişli Çark Tasarım Aşamaları

Dişli çark tasarım aşamasındaki akla gelen bir soru ise nereden nasıl başlanacağıdır. Redüktör tasarımına ilk olarak çevrim oranının belirlenmesiyle başlanılır. Belirlenen kademe sayısına göre tavsiye edilen ve limit çevrim oranlarına dikkat etmek gerekir.

Mil Tasarım Aşamaları

Mil tasarımında ise mil çaplarının dişli çark çapına oranına dikkat edilmelidir. Dişli çark çap ve genişlik oranları önemli tasarım kriterleri arasında yer alır. Yapılacak tüm hesaplamalar mil boyu ve malzemesine bağlı olarak değişeceğinden bunların seçimiyle başlanması gerekir. Ek olarak mukavemet hesaplarında açılabilecek kama delikleri gibi mukavemet azaltıcı unsurlara dikkat etmek gerekmektedir.

Kama Hesapları ve Seçim Aşamaları

Kullanım yerine ve amacına uygun kama türü seçimiyle kama hesaplarına başlanmalıdır. Bunun devamını malzeme ve kama standart boyutlarının belirlenmesi takip etmektedir.

Rulman Hesapları ve Seçimi

Piyasada çoğunlukla redüktör rulman ömrü olarak 50.000 saat değeri önerilmektedir. Bu değerin kullanım yerine göre belirlenmesi gerekecektir. Elektrikli ev gereçleri gibi tasarımlarda ise 1000 saat gibi ömür değerleri mümkün olabilmektedir. Tasarımın kritiklik derecesi ve istenen bakım aralıklarına göre bir ömür değerinin belirlenmesi doğru olacaktır. Paylaşılan şemada ki tasarım aşamaları seçilen yatakların eksenel yük taşıyabileceği de dikkate alınarak gösterilmiştir.

Yağlama Hesapları ve Seçimi

Yağlama gibi durumlarda öncelikle tasarımda ki dişli çark hızları önemli bir kriter olarak ortaya çıkmaktadır. Düz dişliler için batırma derinliği çarkın çevresel hızına bağlı olarak modül değerlerinin 1-3-5 katı civarlarında seçilmektedir. Ayna ve sonsuz dişli çarklar için ise çark genişliği, çark çapı gibi değerlere bağlı olarak batırma derinliği hesaplanacaktır. Seçilen yöntemler yağlama yöntemine göre de değişiklik gösterecektir. Basit bir yağ hacmi hesaplanacaksa batırma derinliği, en ve boy değerleri çarpılarak yağ hacmi bulunur. Yağ tıpası, yağ değişimi gibi durumlar da tasarım için büyük önem arz etmektedir.

Gövde Tasarımı ve Montaj Elemanları

Sızdırmazlık arandığı durumlar için keçe kullanımı gereklidir. Alt ve üst gövde şeklindeki tasarım için bağlantı elemanı olarak somun, cıvata gereklidir. Dişli çarklarda eksenel hareketin engellenmesi durumu için emniyet bilezikleri tercih edilebilmektedir. Özellikle yüksek çevrimin bulunduğu bu sistemlerde fazlasıyla titreşim oluşacaktır. Gövde tasarımının titreşimini minimumda tutabilmek için sabitleme görevi görecek flanşların tasarımına dikkat etmek gerekir. Gövde malzemesi genelde döküm ile imal edildiğinde buna uygun malzeme seçimi önemlidir. Son olarak endüstriyel olabilmesi için gövdenin astarlanıp boyanması da gerekecektir.

Simülasyon ve Analiz

Yapılan tüm makine elemanları seçimleri ve tasarımları sonrasında kontrol gereklidir. Bunun için günümüzde sonlu elemanlar analizi oldukça yaygındır. Sonrasında yapılan tasarımların gerek termal, gerek ise statik yönden kuvvet analizleri, titreşim analizleri yapılmalıdır.

Maliyet Hesapları

Endüstriyel alanda kullanılacaksa bir önemli kriterde maliyet hesapları olmaktadır. Kısacası yapılan tüm hesaplamalar ve seçilen elemanlar için maliyet hesabı yapılmalıdır. Bunun dışında montaj, üretim ve kar payı gibi değerler de hesaba dahil edilmelidir.