1)Neden planet redüktör kullanmalıyız?

Planet dişli çark mekanizmaları, güneş dişli adı verilen bir dişli çarkın tahriki ile etrafına yerleştirilmiş planet dişlilerin çember dişli içerisinde dönmesi ve bunları birleştiren taşıyıcı kafes yardımıyla, yüksek hızda giren giriş gücünü tahvil oranı kadar, düşük devirde yüksek tork aktarımı sağlar. Planet dişliler genellikle alan, ağırlık sorun olduğunda ve yüksek tork elde edilmek istendiğinde kullanılır. Geleneksel helisel tip redüktörlere kıyasla, planet redüktörler ile daha düşük ebatlarda daha yüksek torklar elde edilebilmektedir. Resim 2’de yapılan kıyaslamada 1 no’lu planet redüktörün çıkış torku ile helisel redüktörün çıkış torkları aynıdır. Helis redüktörün ağırlığı 1 no’lu planet redüktöre göre 8,3 kat daha ağırdır. Aşağıdaki görselde de ebat farkı görülmektedir. 2 no’lu planet redüktör çıkış torku helis redüktörün çıkış torkundan 1,7 kat fazla olmasına rağmen ağırlık olarak ¼ oranı kadardır.

2) Planet dişlileri hangi sektörlerde kullanılır?

Planet dişliler endüstride birçok uygulamada kullanılır. Havacılık, otomotiv, tarım, ev aletleri, konveyörler, sondaj makineleri, vinçler, kimya sektörü, madencilik, geri dönüşüm, tıbbi uygulamalar, robotik, servo uygulamalar, denizcilik, rüzgâr türbinleri ve enerji sektörü gibi birçok sektörde karşımıza çıkmaktadır. 

3) Planet mekanizmaların avantaj ve dezavantajları

3.1. Avantajlar

Planet mekanizmaları, aynı enerjiyi nakledecek alın dişli mekanizmalarına nazaran daha küçük hacim işgal ederler. Bunun belli başlı sebepleri vardır. Standart dişli mekanizmasında bir dişli, bir eş ile çalışır. Yani bütün enerji bir tek kavrama bölgesinden intikal eder. Halbuki planet mekanizmalarında çok defa üç veya daha fazla planet çarkı vardır. Böylece enerji, üç veya daha fazla parçaya bölündüğünden diş modülü ve dolayısıyla dişli çapı daha küçük alınabilir.

Planet mekanizmasının hacmini küçülten diğer faktör kendi kinematik özelliğidir. Örneğin Z1 ve Z2 diş sayılı çark ile standart dişli mekanizmasında elde edilebilecek çevrim oranı i=Z2/Z1’dir. Planet mekanizmasında (çember dişli sabit olma durumunda)  formülüdür. Dolayısıyla aynı çevrim oranı için planet mekanizmasında daha küçük diş sayıları yeterlidir. Aynı malzemeden yapılmış ve aynı devir sayılarında aynı gücü taşıyacak standart dişli mekanizmaları ile planet mekanizmaların ağırlıkları arasında bir mukayese yapıldığında genellikle planet mekanizmaları standart diş mekanizmasından daha hafif çıkmıştır. Çevrim oranı yükseldikçe planet mekanizması lehine, fark daha da artmaktadır. i=2 için ortalama standart dişli mekanizmasının ağırlığı, planet mekanizmasının ağırlığının yaklaşık 1,5 katı kadar iken; i=8 için bu oran 3,3’e kadar yükselmektedir. İki sistem arasında mukayesede ortalama alınırsa kabaca, standart dişli mekanizmasının ağırlığı planet mekanizmasının ağırlığının iki katı olarak bulunur.

Planet mekanizmalarında döndüren ve döndürülen millerin eksenleri üst üste düştüğünden mekanizmanın yerleştirileceği yer, daha küçük alınabilir.

Planet mekanizma kutusu tam bir silindir, yuvarlak bir cisimdir. Standart dişli mekanizmalarında kutu yüzeyi çok defa birbirine dik birtakım düzlemlerden meydana gelir. Bunun sonucu olarak planetlerin gövdesi, standart dişli mekanizmalardakinden daha az gürültü yapar. Yapılan gürültü ölçümleri bu sonucu teyit etmiştir. Hatta bu özelliğinden dolayı, bazı standart dişli kutularını da yuvarlak yapmak yoluna gidildiği görülmüştür. Ancak bu, hacmi daha da arttırmak pahasına elde edilen bir avantaj olmaktadır. Planet mekanizmalarının bu avantajlarına bakarak, neden bütün işlerde planet mekanizması kullanılmadığı akla gelebilir. Bu avantajların sağlanması, bir takım konstrüktif güçlüklerin yenilmesine bağlıdır. Bu güçlükler dezavantaj olarak aşağıda belirtilmiştir.

3.2. Dezavantajlar

Enerjinin planet sayısı kadar parçalara bölünmesi ancak bütün planetlerin aynı değerde yük taşıması ile gerçekleşir. Yani planet dişlileri, iç ve dış dişlilerin her yerde aynı mükemmellikte kavramaları gerekir. Dişli imalatının hassas olması, yataklamada özel tedbirlerin alınmasını gerektirir.

Planetlerin eksenleri sabit olmadığından, özellikle yüksek hızlarda planet dişlilerinin meydana getirdikleri merkezkaç kuvvetler, konstrüktörü en çok uğraştıran bir konudur. Kafes ve planet dişli imalatının veya montajının hatalı olması durumunda, montaj sonrası rulman yatakları üzerinde dönmesi sırasında bu merkezkaç kuvvetler etkisi ile balans oluşur ve vibrasyona sebep olur. Bu durum sonucunda gürültü artar. Ayrıca merkezkaç etki ile yatakların gereği gibi yağlanması, hayli güç problemlerdir.

Küçük bir hacimde büyük bir enerji sıkıştırılmış olup sürtünmeden meydana gelen ısının dışarıya atılması, standart dişli mekanizmalarından daha zordur. Aynı zamanda soğumayı sağlayacak şekilde devridaim yapacak şekilde cebri bir yağ soğutma sistemi gerekmektedir.

 Alınması gereken ek konstrüktif tedbirler maliyete yansımaktadır. Genellikle planet mekanizmaları, standart dişli mekanizmalarından daha pahalıdır.

Açıklamaya çalıştığımız bu ve buna benzer dezavantajları hafifletmek veya kısmen ortadan kaldırmak için birçok konstrüktif yollara gidilmiştir. Bunların hepsini makaleye sığdırmak mümkün olmadığından, en önemli birkaç konu üzerinde durmakla yetineceğiz.

4. Stoeckicht Planet Mekanizması

Dr. Stoeckicht’in tüm planet dişlilerin eşit şekilde yüklenmesini sağlamak için içten dişli halka dişliyi, dişli kutusunun merkezi etrafında salınabilmesi için gövdede bir yalpa çemberine bağladı. Stoeckicht bu yöntemi 1931’de otomobiller ve motorlu lokomotifler için Bayer tarafından geliştirilen bir aşırı hız şanzımanında uyguladı. Dr. Stoeckicht planet mekanizmaları üzerindeki ilk patenti bu tarihte almıştır.  1934’ten itibaren Argus, Fieseler, Hirth, Klemm ve Messerschmitt’in uçaklarına takıldı.  1937’de Kiel’deki “Deutsche Werke” tarafından Alman Reichsbahn için ekspres vagonlarında kullanıldı. Başlangıçta konik veya düz planet kademeli 100 hp’ye kadar motor çıkışları için tekne geri vitesleri ile gemi yapımında büyük miktarlar planet redüktör elde etti. Bunu, 5000 hp’ye kadar çıkışlar için 6 planet dişliye sahip denizaltı ve torpido dişli kutuları izledi. Çember dişlisini, mekanizma gövdesine yaylı ve kardan usulünde sabitleme ile başlamış, daha sonra dişli kaplinler ile bu işi görmüş ve nihayet 1949 Mayıs’ında tebliğ ettiği 814981 numaralı patentinde iç güneş dişlisini yataksız montaj etmiştir. Dr. Stoeckich planet dişli redüktör konstrüksiyonunun en önemli mucitlerinden ve tasarımcılarından biridir. 

Güç aktarım sektörüne son 100 yılda yön veren Dr. Stoeckich’in tarihe bıraktığı eserleri anlatarak başlamak istedim.

Burada iki tür sistem inceleyeceğiz. Bu sistemdeki dişli çarklar, çavuş dişli (ok dişli) olarak imal edilmişlerdir. 

Resim3: Çember dişlisi sabit / DSU Stoeckicht Planet Mekanizması

Resim 4: Planet taşıyıcısı sabit Stoeckicht Planet Mekanizması

4.1) Çember dişlisi sabit / DSU Stoeckicht Planet Mekanizması 

Diş helisinin, çark ekseni ile oluşturduğu açı =  25 ° 50′ 31″dir. Bu değer, cos =0,9 olarak yuvarlak bir rakam verdiği ve hesaplarda kolaylık sağladığı için Stoeckicht tarafından seçilmiştir. Diş profili, normal kesitte kavrama açısı αn=22° 30′ olan bir evolvent’tir. Diş köklerinin daha kuvvetli olması için αn=20°normundan kasıtlı olarak sapmasına müsaade edilmiştir. İç güneş dişlisi, döndürücü veya döndürülen makineye bir dişli kaplin ile bağlanmaktadır. Bu sebeple çark gövdesinin kapline geçecek ucuna 20° kavrama açılı düz evolvent dişler açılmıştır. Ancak diş yükseklikleri, standart değerden daha kısadır. Böylece kaplin erkek ve dişi her iki elemanında diş köklerinin aynı mukavemette olması sağlanır. Kaplin dişleri, çalışma esnasında, birbiri üzerinde sürtündüğünden yağlanması gerekmektedir. Çok etkili bir yağlama bu şekilde sağlanmıştır. İç güneş dişlinin içi boştur. Buraya eksenel olarak sokulmuş (Resim 3’te 114 numaralı) borudan sevk edilen yağ merkezkaç kuvvet etkisi ile delik çevresine ve oradan çepeçevre diş aralıklarında açılmış deliklerden diş aralıklarına gelir ve yağlama görevini yerine getirir. İç güneş dişlisinin bizzat kendi dişleri de aynı metotla yağlanmaktadır.

İç güneş dişlisi yataklanmış değildir; bu, Stoeckicht konstrüksiyonunun karakteristik bir özelliğini teşkil eder. İç güneş dişlisine bir yandan resim 3’teki 105 numaralı dişli kaplinin, diğer yandan çavuş dişli planetlerin uyguladıkları kuvvet ve momentler dengede bir sistem teşkil ettikleri takdirde, güneş dişlisinin yataklanmasına lüzum yoktur. Daha doğrusu, iç güneş dişlisi, planetler arasında yataklanıyor demektir. Teorik olarak, planetler eşit değerde yüklendikleri takdirde iç güneş dişlisine uygulanacak diş kuvvetlerinin bileşkesi sıfırdır. Bu kuvvetler yalnız bir moment teşkil ederler ki bu da dişli kaplinin tatbik ettiği moment ile dengelenir. Ancak pratikte, önüne geçilemeyen taksimat ve profil hataları sonucunda meydana gelen temas hatası dolayısıyla dengelenmemiş bir kuvvet bileşeni bulunabilir. Çavuş dişli üç (veya daha fazla) planet, iç güneş dişlisine 6 (veya daha fazla) bölgede temas eder. Bu temas bölgeleri, teorik olarak, ikişer ikişer simetrik doğrulardır. Bütün mesele, bu dişli kuvvetleri ile kaplin kuvvetinin denge teşkil etmesidir. Yataklanmamış olan iç güneş dişlisi, belirli sınırlar içinde, yani diş boşluklarının müsaadesi oranında, 6 serbestlik derecesine sahiptir. Bu sayede her an, denge için gerekli konuma kendi kendine gelebilir. Ancak bu hareketlerin kolay yapılabilmesi için çok iyi bir yağlama gereklidir.

4.2. Planet Taşıyıcısı sabit / DSF Stoeckicht Planet Mekanizması

Bu sistemde de iç güneş dişlisi gibi dişliler çavuş dişlidir. Ancak bu defa, montajı mümkün kılabilmek için çavuş dişlinin her yarısı ayrı bir halka halinde imal edilmiş olup (Resim 4’te 107 ve 108 numaralı çemberler) bu çemberler iç çevrelerine, planetler ile eş çalışacak dişler, dış çevrelerine ise kaplin dişleri açılmıştır.

İç güneş dişlisini dengede tutan planet dişlileri tamamıyla belirli bir konumda iken bunlar ile eş çalışacak olan çember dişlisinin her bir yarısı, kendisini bu konumlara uydurmak zorundadır. Bu sebepten, çember dişlisinin her bir yarısı ayrı ayrı, yani birbirinden bağımsız olarak ve yine belirli sınırlar içinde 6 serbestlik derecesine sahip olmak üzere dış çevredeki dişli kapline (şekil 3’te 109 numaralı kaplin) geçmiştir. Bu kaplin de ayrıca bir ikinci dişli kapline (şekil 3’te 110 numaralı kaplin) bağlıdır. Bu ikinci kaplin, DSU tipinde çember dişli sabittir ve mekanizma gövdesine, yine dişli olarak, bağlıdır. Dolayısıyla çember dişli mil ekseni etrafında dönmesini engeller. DSF tipinde yani temel düzende ise adı geçen son kaplin, mekanizmanın yavaş dönen miline dişli olarak bağlanmıştır.

Görülüyor ki, imalatta önüne geçilemez hatalar ve işletmede diş kuvvetlerinden doğan deformasyonlar sonunda kavramada meydana gelecek aksaklıkları bertaraf etmek için çember dişlisi, iç içe geçen üç sıra dişli kaplin ile gövdeye, oynak olarak tespit edilir. 

Çember dişlisi iki ayrı dişli olarak imal edilince, çavuş dişli özelliğini kaybeder; yani eksenel kuvvet bileşenini kendi içinde dengeleyemez. Her bir yarıdaki eksenel kuvvet, aynen dişli kapline intikal eder. Bu eksenel kuvvetleri dengeleyebilmek için çember dişli halkalarını kavrayan kaplin dişleri de helisel olarak imal edilmiştir. Kaplin dişlerinin helis yönü, çark dişlerinin helis yönünün aynıdır. Ayrıca kinematik bakımdan da buna mecburiyeti vardır. 

Resim 5’te iç güneş dişlisi, üç planet ve çember dişlisi bir arada görülmektedir. 

Resim 6’da ise resim 3’te 109 numara ile gösterilen dişli kaplinden bir parça görülmektedir. Dış güneş dişlilerini kavrayan dişler helisel; üst tarafta gövde ile irtibatı sağlayan dişler ise düz olarak açılmıştır. Böylece bu kaplin, dış güneş dişlilerinin, kuvvet ayarı için yaptıkları birbirinden farklı dönme hareketlerine iştirak etmez.

Bütün dişli kaplinler de eksenel hareket serbestliği, yuvarlak tel çemberler ile sınırlanmıştır. Resim 6’da bu çemberlerin üçü takılmış, diğer üç kaplinin yanı başında takılmaya hazır durumda görülmektedir. Kaplin çevresindeki delikler, yağ delikleridir.

Referanslar

[1] Yüksek takatli planet mekanizmaları Ord. Prof. Dr. Hilmi İleri

[2] Konstrüksiyon ve tasarım Prof. Dr. İsfendiyar BAKŞİYEV

[3]https://www.bavarikon.de/object/bav:HKO-NDB-0000000SFZ127542

Alman yazılım uzmanı GWJ Technology GmbH, 20 yılı aşkın süredir başarıyla kullanılmakta olan eAssistant web tabanlı hesaplama yazılımını, dişliler için ek işlevler içerecek şekilde genişletiyor.

“Silindirik dişli çifti” ve “planet kademesi” hesaplama modüllerinin en son sürümlerinde, uzun yıllardır kullanımdan kaldırılmış olan 1953 tarihli eski DIN 3961, birçok kullanıcı talebine yanıt olarak dişli toleransları (üretim sonrası nominal ölçülerden ne kadar sapma olacağı) ve diş genişliği sapmaları (gerçek ve nominal boyutu arasındaki fark) için entegre edilmiştir. Bu, kullanıcıların eski çizimler temelinde silindirik dişlileri yeniden hesaplamasını çok daha kolay hale getirir ve özellikle yedek parça üretimi veya çizimlerin güncellenmesi sırasında yardımcı olur. DIN 3961:1953’e ek olarak, silindirik dişlilerin hesaplanması için DIN 3961, DIN 58405, ISO 1328 ve ANSI/AGMA 2015 tolerans standartları da mevcuttur.

Ayrıca, “silindirik dişli çifti” ve “planet kademesi” modüllerinde, veri giriş alanları için ondalık basamak sayısı da artık ayrı ayrı yapılandırılabilir. Her iki modülde de mevcut olan kaba tasarım için farklı hesaplama kabulleri, örneğin “özel kayma değeri > 3 izin ver” veya “küçük geometri hatalarına izin ver” gibi başka seçenekler de ilave edilmiştir.

Buna ek olarak, kuru çalışan plastik/plastik veya plastik/metal eşleşmeleri için VDI 2736’ya göre aşınma yükü kapasitesi de artık “silindirik dişli çifti” modülünde mevcuttur. DIN 3990, yöntem B veya ISO 6336, yöntem B’ye göre yük kapasitesi hesaplamasında pürüzlülük, yağ malzemesi, hız veya boyut faktörü gibi diğer verilerin baştan belirtilmesi artık mümkündür.

Aralık 2022’de yayımlanan ISO/TR 6336-30 ile birlikte, artık mevcut ISO 6336:2019 için 8 pratik örnek mevcuttur. GWJ, ISO 6336 veya DIN 3990 içeren hesaplama modüllerini doğrulamak için bu örnekleri kullanmaktadır. Bu arada yapılan karşılaştırmalı hesaplamalarda, ISO/TR 6336-30’un pratik örnekleri ile çok iyi bir uyum içinde olduğu görülmektedir. Tüm 8 örnek için, hesaplanan emniyetlerdeki mutlak sapma ≤ 0.01’dir. Bu sonuçlar, eAssistant hesaplama modüllerin yüksek kalitesinin altını bir kez daha çizmektedir.

“Dişli miller” modülü yeni tasarım, kontrol amaçlı hesaplama veya yeniden mühendislik için uygun olup; hem ana geometrinin ve hem de tam diş formunun kontrol ölçüleri ve toleranslarının yanı sıra dişli mil bağlantılarının mukavemeti de dahil olmak üzere basit ve hızlı bir şekilde hesaplanmasını sağlar.

DIN 5480’e göre evolvent diş profilli kamaların hesaplanmasına ek olarak, ISO 4156, ANSI B92.1 (inç versiyonu), ANSI B92.2 (metrik versiyonlar) uyarınca bağlantılar da desteklenmektedir. Ayrıca, DIN 5482’ye göre kamalı mil profillerinin hesaplanması da mümkündür. Bu standart artık yeni tasarımlar için kullanılmasa da, yaygın olması nedeniyle tercih edilmekte ve yedek parçalar için hala talep görmektedir.

Aynı durum yeniden uygulanmakta olan 1955 tarihli Fransız standardı NF E 22-141 için de geçerlidir. Burada NF E 22-141’in Primary serisi, düz diş dibine sahip yanaklardan merkezlenen dişli mil bağlantıları için eAssistant’a dahil edilmiştir. Dişli mil profillerinin seçimi yanında, ilgili takım referans profilleri de mevcuttur. Burada, dişli miller için azdırma referans profili ve dişli göbekleri için de broşlama ve fellows yöntemine göre takım referans profilleri mevcuttur.

5 ila12 arasındaki dişli kaliteleri ve NF E 22-141 boyut serileri, ölçüm diş sayısı veya çapsal silindir veya bilye boyutu aracılığıyla diş genişliği boyutu gibi kontrol ölçülerinin hesaplanması için de seçilebilir. Boşluklu geçmeler için c10, geçiş bölgesi geçmeleri için f10, sıkı geçmeleri için js10 ve pres geçmeleri için x10 boyut serileri mevcuttur.

eAssistant PlugIn (eklenti) modülleri kullanılarak, kamalar ve dişli göbekleri doğrudan ilgili CAD sisteminde 3B modeller olarak oluşturulabilir ve üretim verilerini içeren tablo teknik resime eklenebilir. CAD eklentilerine alternatif olarak, diş formunun çıktısı 2B DXF formatında veya 3B STEP/IGES olarak da alınabilir. Böylece, uygun şekilde seçilen tolerans aralığı için tam olarak hesaplanan diş formu, örneğin lazer kesim veya tel erozyonu için de kullanılabilir.

Uzman ellerden size

GWJ Technology GmbH, makine mühendisliğinde çeşitli standart hesaplama yazılımlarının yanında teknik satış süreçlerinin optimizasyonu için kullanılabilen CAD verilerine sahip müşteriye özel hesaplama ve görsel ürün/ürün grupları seçim araçlarına da odaklanmaktadır. Bunlar basit makine elemanları için standart yazılımlardan, çok milli komple sistemlere veya 5 eksenli CNC işlemleri için gerçek 3B-diş formu geometrilerine yönelik özel dişli yazılımına kadar uzanmaktadır. Amaç, yakın iş birliği içinde ve verimli teknolojileri kullanarak müşterilere yeni rekabet avantajlarını sağlayabilmek için en iyi şekilde destek olmaktır. Uzmanlık, yüksek kalite standartları ve en yüksek müşteri memnuniyeti için mükemmel hizmet, şirket felsefesinin temel taşlarıdır.

Bizimle irtibata geçin

Son 20 yılın bu başarısını bu yıl kullanıcılarımızla birlikte kutlamak istiyoruz ve eAssistant’ın 3B-CAD eklentisi ile birlikte kullanımı için size özel bir yıl dönümü teklifimiz var! 

Daha kapsamlı bilgi almak için aşağıdaki iletişim bilgilerimizden bize ulaşabilirsiniz

Türkiye Temsilcisi: KAPEM Endüstriyel Danışmanlık ve Dış Tic. Ltd. Şti.-İstanbul

Tel: 0216-225 84 58 ; GSM: 0532-311 48 59

www.kapem.com; info@kapem.com

Tek bir Tezgahta Pah Kırmalı Azdırma ve Fly-Cutter ile Pah Kırma; Ekonomik veya Esnek Pah Kırma Prosesleri

Tarih: 7 Haziran 2023

Konum: Dişli Eğitim Web Semineri

Dil: Türkçe

Seviye: Temel

Proses: Pah Kırma ve Çapak Alma

Sağlayıcı: Gleason, Unan Teknik

Yüksek verimliliğe sahip pah kırma teknolojisi de dahil olmak üzere dişli pah kırma işlemleri için bağımsız çözümler sunuyoruz. Verimlilik, esneklik, takım maliyeti ve parça başına maliyet açısından pah kırmalı azdırma ve fly-cutter ile pah kırmanın karşılaştırmasına ve faydalarına odaklanıyoruz. Son olarak, her iki teknoloji için de tipik uygulamalar öneriyoruz.

Dişli Eğitim Web Seminerleri, dişli ve şanzıman tasarımı ve simülasyonu, yumuşak kesme ve sert yüzey işleme süreçleri, metroloji, takımlar, iş parçası tutma, yazılım ve 4.0 üretim sistemleri dahil olmak üzere konik ve silindirik dişli üretim teknolojisi hakkında çeşitli konuları kapsar. Web seminerleri, süreçlerin ve yazılım uygulamalarının canlı gösterimleri dahil olmak üzere farklı sunumların bir karışımını içerir. Dişli Eğitim Web Seminerleri, entegre sohbet aracılığıyla soru sorma imkanı da dahil olmak üzere, dişli teknolojisi uzmanları tarafından canlı olarak yönetilir. Dişli uzmanlarımız 30 dakika içinde sorunların temeline iner ve sorularınızı Soru&Cevap kısmında ele alır.

Dişli Eğitim Web Seminerlerinin katılımcı verileri gizli tutulacak ve yayınlanmayacaktır. Dişli Eğitim Web Seminerlerine katılım ücretsizdir.

Türkçe
TRT 11:00 – 11:45 am (Ankara)
CET 09:00 – 09:45 am (Brüksel)
EDT 03:00 – 03:45 am (New York)
Avrupa’daki katılımcılar için idealdir.

ŞİMDİ KAYIT OLUN >>