Planet redüktörlerine gelince, temelde yönetmeleri gereken üç farklı tork seviyesi vardır. İlki nominal tork olarak adlandırılır ve temel olarak redüktörün günbegün aşırı ısınmadan veya erken aşınmadan ne kadar sürekli dönme kuvvetini taşıyabileceğini ifade eder. Çoğu üretici, bunu standart uygulama olarak günde yaklaşık sekiz saatlik çalışma süresine dayandırır. Daha sonra normalin yaklaşık iki katı olan tepe torku vardır. Bu, motorların çalıştırılması sırasında veya yükler aniden değiştiğinde meydana gelir ve genellikle yalnızca iki ila üç saniye sürer, ardından sistem tekrar dengeye gelir. Ayrıca acil durma torkundan da bahsetmekte fayda var. Bu, sistemlerin beklenmedik durmalarda taşıyabileceği maksimum yükü ölçer. Ama hadi ama beyler, bu tür aşırı yüklemeler düzenli hale gelirse dişliler kesinlikle daha fazla stres yaşar ve beklenenden daha hızlı aşınır. Bu yüzden akıllı mühendisler, uzun vadede her şeyin güvenilir kalmasını sağlamak için bu sayıları uygulamalarının zaman içinde gerçekten ne talep ettiğini karşılaştırarak kontrol eder.
Giriş torku, nominal değerini aştığında mekanik bileşenlerde kademeli aşınmaya neden olmaya başlar. Yaklaşık %10 fazladan tork uygulandığında dişlilerde eğilme artar ve bu eğilmede %12 ila hatta %18'e varan bir artış görülür. Bu durum, geçen yılki simülasyonlarda gördüğümüz o sinir bozucu pit ve mikro pit'lerin oluşma ihtimalini önemli ölçüde artırır. Rulmanlar da özellikle konik makaralı rulmanlar ciddi hasar görür. Tork yükseldiğinde çok daha yüksek yüke maruz kalırlar ve bu da ömürlerini yaklaşık olarak %40 oranında kısaltır. Daha uzun ömürlü parçalar isteyenler için motorlar ile redüktörlerin doğru şekilde eşleştirilmesi büyük önem taşır. Sahadaki çoğu rapora göre, tepe torkunu redüktörün taşıyabileceği değerin %85 ila %95'i arasında tutmak en uygun noktadır.
Çıkış torku şu formül kullanılarak hesaplanır:
T_out = T_in × i × η
Nerede:
Örneğin, %96 verimlilikle 10:1 oranında indirgenen 10 Nm'lik bir giriş torku çıkışta 96 Nm üretir. Ancak sürekli yüksek yüklerden kaynaklanan termal kayıplar, sıcaklık her 20°C arttığında verimliliği %0,5–0,7 oranında düşürür ve bu nedenle yağlayıcının bozulmasını ve bileşen arızalarını önlemek amacıyla sürekli çalışma uygulamalarında güç düşürme yapılması gerekir.
Dişli malzemeleri üzerine yapılan çalışmalar, helisel dişlilerin benzer planet düzeneklerinde kullanıldığında standart düz dişlilere kıyasla yaklaşık %30 ila %50 daha fazla tork taşıyabildiğini göstermektedir. Bunu mümkün kılan nedir? Dişler doğrudan değil, açılı olarak işlenir; bu nedenle dişler tek seferde değil, kademeli olarak birbirine geçer. Bu kademeli girişim, kuvveti birden fazla temas noktasına yayarak çalışma sırasında ani şokları azaltır. Üreticiler helis açısını yaklaşık 12 dereceden 15 dereceye çıkardıklarında, genellikle tork taşıma kapasitesinde yaklaşık %17 ila %20 oranında iyileşme görürler. Ayrıca makineler daha sessiz çalışır ve gürültü seviyeleri en fazla 10 desibel kadar düşebilir. Bu avantajlar, hem güç iletim verimliliğinin hem de mekanik gerilimin azaltılmasının önemli olduğu uygulamalarda helisel dişlileri özellikle çekici hale getirir.
Bu tasarım hem güç yoğunluğunu hem de akustik performansı artırır ve hassas otomasyon ile ağır makinelere ideal hale getirir.
7.500 Nm'den fazla torku işleyen planet redüktörler söz konusu olduğunda, çift konik rulmanlar performanslarını yaklaşık %54 oranında artırarak burulma rijitliğini önemli ölçüde yükseltir. Bu rulmanlar çıkış milini her iki uçtan destekleyerek, zaman içinde kenar yüklenmesi ve dişli yüzeylerinde oyuklanma (pitting) gibi sorunlara neden olan radyal sehim problemlerini azaltmaya yardımcı olur. Gerçek dünya testleri, bu çift rulman düzeneklerinin 12.000 Nm'ye kadar çıkan büyük şok yüklerine rağmen pozisyonlama doğruluğunu artı-eksi 1 yay dakikası içinde koruyabildiğini göstermiştir. Bu düzeyde bir performans, vinç kaldırıcıları ve madencilik taşıyıcıları gibi yoğun dinamik operasyonlarda hassasiyetin en üst düzeyde tutulmasının gerektiği ağır hizmet ekipmanları için bu yapıları hayati kılar.
Yüksek torklu planet redüktörler için, elastik deformasyona karşı dayanabilmeleri amacıyla gövde duvarlarının normal modellere kıyasla yaklaşık %25 ila %40 daha kalın olması gerekir. Sonlu eleman analizi kullanan araştırmalar ilginç bir şey ortaya koymuştur: EN AC-42100 alaşımından yapılan ribe takviyeli alüminyum gövdeler, döküm demir versiyonların sağladığından %32 daha güçlü eğilme kuvvetlerine dayanabilmekte ve aynı zamanda ağırlık açısından önemli ölçüde tasarruf sağlamaktadır. Montaj yüzeyleri açısından ise hassas taşlama işlemi esastır. Bu yüzeyler, zamanla gövdenin bükülmesini engellemek için metrede 0,02 mm tolerans dahilinde son derece düz olmalıdır. Bu titizlik, dişlilerin çalışma sırasında doğru hizalanmasını sağlar ve bu bileşenlerin değiştirilmesi gerekecek kadar aşınmasından önceki ömrünü uzatır.
Modern planet redüktörler, hassas dişli oranları ve optimize edilmiş bileşen yerleşimleri ile önemli tork çoğaltma sağlar. Tek kademeli tasarımlar 12:1'ye kadar oranlar sunabilirken, bileşik kademeler 250:1'in ötesine geçerek yüksek tork talepleri için kompakt çözümler mümkün kılar.
Torkun dişli sistemlerinde nasıl çalıştığını incelediğimizde, çıkış torkunun giriş torku ile dişli oranının ve verimin çarpımına eşit olduğunu görürüz. Bunun pratikte şu anlama gelir: GR, dişli oranını ifade ederken η genellikle %94 ila %98 arasında değişen verim düzeylerini belirtir. 10:1 dişli oranlı basit bir örnek ve 100 Nm giriş torku ele alalım. Isı kayıpları dikkate alınmadan, bu düzenek çıkışta yaklaşık 940 ila 980 Nm arası tork üretecektir. Bu sayılar arasındaki ilişki oldukça basittir ve bu yüzden redüktör seçiminde dişli oranlarının belirli işler için ne kadar önemli olduğunu açıklayabiliriz. Doğru oranı seçmek, bileşenleri gereğinden fazla zorlamadan sistemin farklı koşullarda düzgün çalışmasını sağlar.
Daha yüksek oranlar torku artırırken verimlilikte düşüşe ve termal zorluklara neden olur:
| Dişli Oranı Aralığı | Tork Kazancı | Verim Düşüşü | Isıl Etki |
|---|---|---|---|
| 3:1 - 10:1 | 3x - 10x | safha başına %2-3 | ≈15°C artış |
| 15:1 - 50:1 | 15x - 50x | safha başına %5-7 | 20-35°C artış |
| 60:1 - 250:1 | 60x - 250x | safha başına %8-12 | 40-60°C artış |
50:1'den yüksek oranlar, uzun süreli çalışma sırasında ısının kontrol edilmesi ve yağlayıcının bozulmasının önlenmesi amacıyla genellikle zorlanmış soğutma veya yağ dolaşım sistemleri gerektirir.
Tasarımcılar dişli oranlarını seçerken dört temel faktörü dengeler.
Doğru oranın seçilmesi, ömür veya sistem tepki hızı kaybına neden olmadan verimli tork iletimini sağlar.
Güç aktarımı, güneş dişlisiyle başlar ve etrafında tekerlek lastiklerindeki jant gibi yerleştirilmiş üç ile yedi arasında değişen daha küçük gezegen dişlilerinden herhangi birine iletilir. Her gezegen dişlinin taşıdığı yük, kullanılan gezegen dişli sayısına göre değişir. Sadece üç gezegen dişli kullanıldığında genellikle her biri toplam torkun yaklaşık üçte birini taşır. Ancak yedi gezegen dişli işi paylaştığında, dişlilerin her birine düşen yük yaklaşık %12-14 seviyesine düşer. Yük kapasitesinden bahsederken, halka dişlinin burada kritik bir rolü vardır. Çoğu üretici, bu bileşenleri 60-62 HRC civarında sertleştirir, böylece gün boyu sürekli değişen çalışma yüklerine rağmen parçaların işlevini sürdürmesini sağlayan ve 500 MPa'ı aşabilen yoğun döngüsel gerilmelere dayanabilmeleri sağlanır. Bu sertlik düzeyi, yükün gün boyu sürekli değiştiği ekskavatörler ve greyderler gibi ağır makine uygulamalarında büyük fark yaratır.
Geçtiğimiz zamanlarda torkun bu gezegen dişliler arasında nasıl dağıldığı konusunda oldukça tartışmalar yaşandı. Bazı mühendislik uzmanları, doğrusal aktüatörlerle uğraşırken belki bir tarafın %35, diğerinin %30 alması ve ardından tekrar %35'e dönülmesi gibi dengesiz yüklenme düzenlemelerini tercih ediyor. Bu durumun zamanla sistemlerin fazla gevşemesini engellediğini iddia ediyorlar. Ancak durumun farklı olduğu, geçen yıl yapılan testlerle gösterildi. Bu dengesiz dağılımlar test edildiğinde, bileşenler beklenenden çok daha hızlı aşınma belirtileri gösterdi ve bazı durumlarda bu oran %12'ye hatta %18'e kadar çıktı. Buna karşılık, tork tüm parçalar arasında eşit şekilde paylaşıldığında, sistemlerin ani darbeleri nasıl karşıladığı konusunda gerçek iyileşmeler görüldü. Bu yaklaşımı kullanan robot kolları, diğerlerine kıyasla şoklara yaklaşık %15 daha iyi dayanabiliyor. Bu durum, birçok kişinin daha önce düşündüklerinin tam tersine gidiyor ve özellikle güvenilirliğin en önemli olduğu durumlarda dengeli tasarımların tercih edilmesi lehinde güçlü bir argüman oluşturuyor.
Yüksek torklu planet redüktörlerde yüzey sertleşmesi yapılan çelik alaşımları hâlâ sektör standardı olarak öne çıkmaktadır. Bu malzemeler 60 HRC'nin üzerinde yüzey sertliği seviyelerine ulaşır ve 2000 Nm'nin çok üzerindeki kayma gerilmelerini karşıyabilir. Geçen yıl ASM araştırmasına göre, 20MnCr5 çeliğinin karbürize edilmiş versiyonu geleneksel 18CrNiMo7-6'ya kıyasla yaklaşık %18 daha iyi yorulma direnci sağlar. Bu da bileşenlerin zorlu çalışma döngülerinde daha uzun ömürlü olmasına olanak tanır. Korozyonlu ortamlarla başa çıkmak gerektiğinde üreticiler genellikle duplex paslanmaz çelik 1.4462'ye yönelir. Bu malzeme yaklaşık 1100 MPa çekme mukavemetine sahiptir ve kloridlere karşı da oldukça iyi bir direnç gösterir. Ancak burada bir dezavantaj vardır. Bu malzeme normal karbon çeliklerine göre yaklaşık %12 ila %15 daha maliyetlidir, bu yüzden mühendisler ek maliyeti uygulama ihtiyaçlarına göre potansiyel faydalarla dengelendirme zorundadır.
Hassas gaz nitrürleme, sürekli çalışma sırasında mikropitlenme direncini %40 artırarak dişli yüzeylerinde 0,3–0,5 mm'lik bir yayınma katmanı oluşturur (ASTM 2021). Çift frekanslı indüksiyon ile sertleştirme, çekirdek sünekliğini zedelemeden ring dişlinin diş köklerinin 62–64 HRC'ye kadar yerel olarak sertleştirilmesine olanak tanır ve bu da nominal torkun %300'üne kadar çıkabilen geçici aşırı yüklenmelerde hayatta kalım için esastır.
Hızlandırılmış testler (AGMA 2023), nominal torkun %150'iyle çalışan dişli setlerinin çatlak ilerlemesinin %73 daha hızlı olduğunu göstermektedir. Sürekli 8 saatlik pik çalışma, tüm çelik yapılandırmalarda beklenen ömrü 20.000 saatten 6.500 saate düşürür. Hibrit seramik-çelik gezegen dişliler, temas gerilimini ve termal genleşme uyumsuzluğunu azaltarak bu süreyi 9.200 saate uzatır.
Spiral planet dişli kademeleri, maksimum tork kapasitelerinin yaklaşık %90'ında çalışırken genellikle %96 ile %97 arasında verimlilik sağlar. Ancak bu eşiği geçtiğimizde durum hızla değişir. ISO 14635 standartları tarafından tanımlanan sürekli aşırı yük koşullarında verimlilik yaklaşık %88'e kadar düşer. Burada temel sorun, artan sürtünme ve birikmeye başlayan rahatsız edici çalkantı kayıplarıdır. Adı verilen tork seviyesinin üzerindeki her %15'lik artış, yağ haznesinde yaklaşık 22 santigrat derece ekstra ısı birikmesine neden olur. Bu, yağ viskozitesinin güvenli sınırlar içinde kalması, bileşenlerde bozulma ve erken aşınmayı önlemek için ideal olarak 65 santigrat derecenin altında kalması için aktif soğutmanın kesinlikle gerekli olduğu anlamına gelir.
MoS2 katkı maddeleri içeren sentetik PAO bazlı yağlayıcılar 2,5 GPa'ya kadar film dayanıklılığı sağlar ancak FZG 2022'ye göre %120 tork yüklerinde 1.200 saat sonra aşınma direncinin %40'ını kaybeder. 10 mikron filtreleme yapan dolaşım yağ sistemleri, sızdırmaz mastarlı yağ kartuşlu ünitelere kıyasla yeniden yağlama aralıklarını %300 artırarak yüksek devirli işlemlerde kullanılabilirliği önemli ölçüde iyileştirir ve bakım maliyetlerini düşürür.
Son Haberler2026-01-16
2026-01-13
2026-01-09
2026-01-08
2026-01-07
2026-01-04
Telif Hakkı © 2025 Delixi Yeni Enerji Teknolojisi (hangzhou) Şirketi Ltd. - Gizlilik Politikası
EN
