Redüktör, dönme hareketinin tork oranını dişliler vasıtasıyla değiştiren dişli sistemine verilen addır. Redüktör, vites kutusuyla beraber dişli çark düzeneklerinin paralel dişli dizilerinin bir elemanı olarak nitelendirilebilir.
Yapısal anlamda redüktör, gövde içinde yerleşik olan dişli çarklar, miller, yataklar vb. parçalardan oluşan sistemlerin genel adıdır.
Akademik olarak redüktör tanımını ele alırsak “Elektrik motorlarının yüksek dönüş hızını, makineler için gerekli ve yeterli olan dönüş hızına düşürmek amacıyla tasarlanmış “kapalı” dişli düzenekleridir”.
Dişli çark sistemlerinden oluşan redüktörler, günümüzde otomotiv ve demir-çelik gibi ağır sanayi kuruluşlarının yanı sıra ufak ölçekli üretim yapan fabrikalardan asansörlere robotlardan vinç sistemlerine ve otomasyon sistemlerine kadar çok geniş bir yelpazede kullanılan önemli elemanlardır.
Kullanım alanı oldukça geniş olan redüktörler, tüm sistemi içine alan ve yağlama için hazne görevi gören gövde ile gövde içerisinde bulunan dişli çarklar (düz, helis, konik vb.), rulmanlı yataklar (bilyalı, konik, makaralı vb.), sızdırmazlık elemanları (sıvı conta, keçe halkaları vb.), miller (kademeli, kamalı vb.) ve bağlama elemanlarından (cıvata, kaynak, lehim vb.) oluşmaktadır.
Dişli çark sistemlerinin amaçları
Redüktör bir dişli çark sistemidir. Bir dişli çark mekanizması, biri döndüren ve diğeri döndürülen çark olmak üzere, en az iki çarktan meydana gelir. Bu iki dişliden küçük olanına “pinyon”, büyük olanına “çark” adı verilir. Bu dişli çark sistemlerinin kullanım amaçlarını şu şekilde sıralayabiliriz:
- Çeşitli konumlarda bulunan miller arasındaki devinimi ve gücü iletmek,
- Çeşitli dönme yönleri elde etmek,
- Küçük bir hacimle büyük çapta bir çevrim oranı yaratmak,
- Birbirinden bağımsız olarak dönmesi gereken iki elemandan oluşan sistemlerde söz konusu bu iki eleman arasında devinim bakımından bağımsızlığı sağlamak.
Dişli çarklar, aralarında bir kayma yaşanmadan, iki mil arasında kuvvet ve hareket ileten elemanlardır. Güç iletme bakımından ele alındığında mekanizmanın bir döndüren ve bir veya birden fazla döndürülen elemanı olduğu görülecektir.
Dişli çarklar, mil eksenleri arasındaki uzaklığın fazla olmaması, mil hızlarının kayış kasnak sistemiyle iletilmeyecek derecede düşük olması, miller arasında sabit bir hız oranının isteniyor olması ve iletilecek gücün büyük olması durumunda tercih edilirler.
Dişli çark mekanizmaları, millerin birbirlerine göre konumları itibariyle “paralel”, “kesişen” ve “aykırı” dişli çarklar, çalışma durumuna göre dıştan ve içten çalışan dişliler, dişlerin açıldığı yüzeye göre silindirik yüzeyli, konik yüzeyli ve düzlem yüzeyli dişli çarklar (kremayer), diş profillerine göre evolvent eğrili ve sikloid eğrili dişli çarklar, ölçü sistemine göre metrik ölçülü ve inch ölçülü dişli çarklar, diş biçimlerine göre düz, helis, konik, sonsuz vida mekanizmalı dişliler gibi çeşitlere ayrılmaktadır.
Rulmanlar
Yuvarlanma-kayma sürtünmesi prensibiyle çalışan, dönen bir mil ile duran bir gövde arasında kuvvet geçişini aradaki yuvarlanma elemanları vasıtasıyla sağlayan makine elemanlarına ise rulman adı verilmektedir.
Rulmanlar, yuvarlanma elemanlarını birbirinden ayrı tutarak sürtünmeye engel olur. Bu elemanlar, eşit aralıklarla iç ve dış bilezikler arasında yuvarlanma sağlayan bir kafesten meydana gelirler. Bilezikler ve yuvarlanma elemanları yorulmaya, korozyona ve aşınmaya dayanıklı rulman çeliğinden imal edilmiş olmalıdır. Kafesler ise hafif, aşınmaya dayanıklı sac, bronz, pirinç, alüminyum, plastik gibi malzemelerden imal edilir.
Rulmanların sınıflandırılması yuvarlanma elemanına ve taşıdıkları kuvvete göre yapılır. Yuvarlanma elemanlarına göre bilyalı ve makaralı rulmanlar bulunmaktadır.
Redüktör kullanımının avantajları
Redüktör kullanımının belirli avantajları vardır. Genel olarak redüktörlerin avantajları şöyle sıralanabilir:
- Birbirinden uzak iki elemanı birbirine bağlamaya yararlar.
- Redüktör, paralel ya da kesişen millerde, çeşitli güç ve devir sayılarında değişik çevrim oranlarında kullanılabilir.
- Redüktörlerde kayma söz konusu değildir.
- İşletme emniyeti ve kullanım ömrü yüksektir.
- Bakımları kolay ve zahmetsizdir.
- Aynı işlevi görebilecek diğer alternatiflere oranla daha az yer işgal ederler ve verimleri çok daha yüksektir.
- Tek bir giriş hızına karşılık çeşitli çıkış hızları elde edilmesi mümkündür.
Redüktör için önemli değişkenler
Tüm dişli düzeneklerinde olduğu gibi redüktörlerde de devinim oranının yanında dönme yönü de önem arz etmektedir. Bu bakımdan döndüren ve döndürülen elemanların dönme yönleri birbirlerinin aksi istikamette olduğunda “-” simgesi, aynı yönde olduğundaysa “+” simgesi kullanılır.
Redüktörlerde sistemi meydana getiren herhangi bir dişlinin diş sayısı çevrim oranını tayin eder. Bu kural tüm paralel dişli dizileri için geçerlidir. Redüktörü oluşturan düzeneklerin sayısı, hızın kaç kez değiştiğini yani redüktörün kademelerini belirler.
Redüktör türleri
Günümüzde çeşitli firmalar tarafından redüktör üretilmekte ve standart boyutlarda piyasaya sürülmektedir. Redüktör tiplerinin seçiminde tork, çevrim oranı, verim, boyut ve ağırlık gibi faktörleri göz önünde tutmak gerekir. Redüktör sınıflandırması ise aşağıdaki gibi yapılır:
- Aşama sayısına göre; 1, 2 ve daha fazla kademeli redüktörler.
- Kullanılan dişli çeşidine göre;
- Düz dişli
- Sonsuz vidalı
- Helisel dişlili
- Konik dişlili
- Konik-helisel dişli
- Hypoid dişlili
- Harmonik
- Paralel dişli
- Planet dişli
- Spinea
- Hoya planet
Redüktör teknolojisindeki gelişmeler
Teknolojik inovasyona bağlı olarak son yıllarda genel redüktör tiplerinin yanında uygulamaya yönelik olarak tasarlanan özel redüktörlerin üretimi de yaygınlık kazandı.
Redüktörlerde bir birim hacimden daha yüksek tork elde etmek amacıyla iyileştirmeler yapılmaya devam edilmektedir ve yeni imalat yöntemleriyle kompakt yapıda redüktörler üretilmektedir.
Dişli hesaplama yöntemlerinde de yeni uygulamalar öne çıkmaktadır. İnovasyon sayesinde rulman dinamik yük katsayılarında da önemli artışlar kaydedilmektedir. Bu sayede rulman ömrünün kritik olduğu bazı çalışma şartlarında daha yüksek tork değerlerine ulaşmak mümkün olmaktadır.
Yine sistemlerin sağlıklı ve uzun ömürlü çalışmasında önemli etkenlerden olan yağ kaçaklarının önlenmesinde de önemli yenilikler ve iyileştirmeler sağlanmaktadır. Keçe üretimindeki yenilikler bu alanda olumlu katkı sunmaktadır.
Redüktörler, istenen hız ve iletmesi planlanan güç oranına göre çok çeşitli şekillerde tasarlanır. Hız değiştirme miktarı 7:1 oranını geçmeyen durumlarda redüktör olarak kayış kasnak donanımı tercih edilmektedir. Hız değiştirme miktarı 10:1 oranını geçmediği durumlarda ise dişli zincir donanımı tercih edilir. Daha büyük oranlar için tamamen dişli donanıma sahip redüktörler tercih edilir. Dişli redüktör tipleri arasında şunlar sayılabilir:
- Pinyon ve dişli donanımı
- Pinyon ve iç dişli donanımı
- Pinyon ve planet mekanizmalı dişli donanımı
- Helisel çok dişli donanımı
- Sonsuz dişli ve dişli donanımı
- Özel hipoid ve spiral pinyon
- Dişli donanımı.
Bunlardan pinyon ve planet dişli donanımında düşürme oranında 10.000’e kadar ulaşmak mümkün olmaktadır.
