Modern mimarinin vazgeçilmez bir unsuru olan asansörler, binalarda dikey ulaşımı güvenli, konforlu ve verimli bir şekilde sağlar. Bu karmaşık sistemlerin kalbinde ise, kabinin ve diğer bileşenlerin hareketini yöneten, güvenliği temin eden ve sürüş konforunu belirleyen asansör süspansiyon sistemi yer alır. Bu makalede, asansör süspansiyon sistemlerini tüm yönleriyle ele alacağız.
Asansör Süspansiyon Sistemi Nedir?
Asansör süspansiyon sistemi, en temel tanımıyla, asansör kabinini ve karşı ağırlığı birbirine bağlayan, bu iki ana kütlenin asansör kuyusu içinde dikey olarak hareket etmesini sağlayan mekanik ve yapısal bileşenler bütünüdür. Bu sistem, motor tarafından üretilen kaldırma kuvvetini halatlar veya kayışlar aracılığıyla kabine ileterek taşıma işlevini yerine getirir. Ancak görevi sadece taşımakla sınırlı değildir; aynı zamanda sistemin dengesini, güvenliğini ve yolcu konforunu da doğrudan etkiler.
Asansörün tüm parçalarını öğrenmek ister misiniz? : Asansör Nasıl Çalışır? Asansör Parçalarına İlişkin Görsel Bir Rehber
Asansör Süspansiyon Sisteminin Görevleri
Süspansiyon sisteminin birden çok kritik görevi bulunmaktadır:
- Taşıma ve Kaldırma: Motorun tahrik kasnağı aracılığıyla ürettiği dönme hareketini, halatlar vasıtasıyla dikey harekete çevirerek kabini ve yolcuları istenilen katlara taşır.
- Güvenlik: Sistemin en önemli görevidir. Halatların kopması gibi olağanüstü durumlarda devreye giren güvenlik mekanizmalarının (paraşüt sistemi gibi) bir parçası olarak, kabinin serbest düşüşünü engeller. Halatların kendisi de yüksek güvenlik katsayıları ile tasarlanmıştır.
- Dengeleme: Karşı ağırlık (counterweight) kullanarak kabinin ağırlığını ve taşıma kapasitesinin yaklaşık %40-50’sini dengeler. Bu dengeleme, motorun sadece net yükü (yolcular ve kabin ağırlığı ile karşı ağırlık arasındaki farkı) hareket ettirmesini sağlayarak enerji tüketimini önemli ölçüde azaltır.
- Konfor Sağlama: Kalkış, duruş ve seyir sırasında oluşan titreşimleri ve sarsıntıları sönümleyerek yolculara pürüzsüz ve konforlu bir sürüş deneyimi sunar. Kabin ile iskelet (karkas) arasına yerleştirilen kauçuk izolatörler bu görevi yerine getirir.
- Yükü Dağıtma: Kabin ve karşı ağırlığın tüm yükünü, halatlar aracılığıyla tahrik motoruna, kasnaklara ve bina yapısına güvenli bir şekilde dağıtır.
Asansör Süspansiyon Sisteminin Bileşenleri
Bir asansör süspansiyon sistemi, uyum içinde çalışan birçok parçadan oluşur:
- Tahrik Sistemi (Motor ve Makine): Genellikle asansör makine dairesinde veya makine dairesiz (MRL) sistemlerde kuyu içinde bulunan, hareketi sağlayan elektrik motoru ve (varsa) dişli kutusudur.
- Halatlar veya Kayışlar: Genellikle yüksek mukavemetli çelikten imal edilen ve sistemin ana taşıyıcı elemanları olan halatlardır. Modern sistemlerde çelik özlü poliüretan kaplı yassı kayışlar da kullanılmaktadır.
- Kabin: İnsanları veya yükleri taşıyan kapalı bölümdür.
- Karkas (İskelet): Kabinin etrafını saran ve halatların, kılavuz patenlerin ve güvenlik tertibatının bağlandığı çelik konstrüksiyondur.
- Karşı Ağırlık: Kabinin ağırlığını dengelemek için kullanılan, genellikle dökme demir veya betondan yapılmış ağırlık bloklarıdır.
- Kasnaklar (Sheaves): Halatların üzerinden geçtiği, motor miline bağlı (tahrik kasnağı) veya yönlendirme amaçlı (saptırma kasnakları) kullanılan yivli tekerleklerdir.
- Süspansiyon ve İzolasyon Elemanları: Halatların kabin ve karşı ağırlık karkasına bağlandığı noktalar (halat bağlantıları), yaylar ve titreşimi sönümlemek için kullanılan kauçuk takozlar (izolatörler).
Asansör Süspansiyon Sisteminin Tarihçesi
Asansörlerin tarihi, süspansiyon ve güvenlik sistemlerindeki gelişmelerle paralel ilerlemiştir.
- Antik Çağlar: İlk ilkel yük asansörleri, insan veya hayvan gücüyle halatlar ve makaralar kullanılarak çalıştırılıyordu. Bu sistemlerde güvenlik neredeyse hiç yoktu ve halatın kopması felaketle sonuçlanıyordu.
- 19. Yüzyıl Ortası: Buhar gücü ve hidrolik sistemlerin gelişmesiyle asansörler daha yaygınlaştı ancak güvenlik sorunu devam ediyordu.
- 1853 – Devrimsel Buluş: Amerikalı mucit Elisha Otis, “güvenlik freni” (paraşüt sistemi) mekanizmasını icat etti. Bu sistem, halat gerilimi ortadan kalktığında (koptuğunda) otomatik olarak devreye girerek kabini kılavuz raylara kilitleyen bir düzenekti. Otis, 1854’te New York’taki bir fuarda, yükselen bir platformun üzerindeyken halatı kestirerek icadını dramatik bir şekilde sergiledi. Bu buluş, insanların asansörlere güvenmesini sağladı ve modern yolcu asansörlerinin önünü açtı.
- 20. Yüzyıl: Elektrik motorlarının yaygınlaşmasıyla, önce dişli kutulu (reduktörlü), ardından yüksek binalar için daha hızlı olan dişlisiz (reduktörsüz) makineler geliştirildi. Bu dönemde halat teknolojisi, kontrol sistemleri ve konfor elemanları da sürekli olarak iyileştirildi.
- Günümüz: Makine Dairesiz (MRL) asansörlerin ortaya çıkması, süspansiyon sistemlerinde 2:1 askı tipinin yaygınlaşmasını sağladı. Enerji verimliliği için rejeneratif sürücüler ve daha hafif, daha dayanıklı süspansiyon elemanları (karbon fiber, yassı kayışlar vb.) üzerine çalışmalar devam etmektedir.
Asansör Süspansiyon Sistemi Türleri
Asansör süspansiyon sistemleri, halatların kabini ve karşı ağırlığı nasıl astığına göre (askı tipi oranı) ve kullanılan tahrik teknolojisine göre sınıflandırılır. En yaygın türler şunlardır:
1. Halatlı Çekme (Traction) Sistemleri
Bu sistemler, motorun tahrik kasnağı ile halatlar arasındaki sürtünme kuvvetini kullanarak çalışır.
a) 1:1 Süspansiyon (Direkt Askı)
Bu sistemde halatlar, karşı ağırlıktan çıkar, doğrudan tahrik kasnağının üzerinden geçer ve kabin karkasının tepesine bağlanır. Halat hızı ile kabin hızı eşittir.
- Avantajları:
- Mekanik olarak en basit ve verimli sistemdir.
- Daha az makara ve daha kısa halat gerektirir.
- Halat ömrü genellikle daha uzundur.
- Yüksek hızlar için idealdir.
- Dezavantajları:
- Tüm yükü doğrudan taşıdığı için daha büyük ve daha yüksek torklu bir motor gerektirir. Bu da ilk yatırım maliyetini artırabilir.
- Kullanım Alanları:
- Yüksek katlı binalar, gökdelenler.
- Yüksek hızlı yolcu asansörleri.
b) 2:1 Süspansiyon (Dolaylı Askı)
Bu sistemde halatlar, kuyu tavanına sabitlenir, aşağı inerek kabin (veya karşı ağırlık) üzerindeki makaralardan geçer, yukarı çıkarak tahrik kasnağını dolaşır ve tekrar aşağı inerek karşı ağırlık (veya kabin) üzerindeki makaralardan geçtikten sonra yine kuyu tavanına sabitlenir. Palanga sistemi prensibiyle çalışır. Kabin hızı, halat hızının yarısıdır (Vkabin=Vhalat/2).
- Avantajları:
- Motor, yükün sadece yarısını kaldırır. Bu sayede daha küçük, daha hızlı ve daha ucuz motorlar kullanılabilir.
- Titreşim sönümleme etkisi daha iyidir, bu da daha sarsıntısız bir sürüş sağlar.
- Makine Dairesiz (MRL) asansörler için standart çözüm haline gelmiştir çünkü küçük motor kuyu içine kolayca sığdırılabilir.
- Dezavantajları:
- Aynı seyir mesafesi için 1:1 sisteme göre iki kat daha fazla halat ve ek makaralar gerektirir.
- Halatlar, kabin hızının iki katı hızla hareket ettiği için daha fazla aşınmaya maruz kalabilir.
- Kullanım Alanları:
- Makine Dairesiz (MRL) asansörler.
- Alçak ve orta yükseklikteki binalar (konutlar, ofisler).
- Hastaneler (düşük hızda sarsıntısız hareket istendiği için).
- Yüksek kapasiteli yük asansörleri.
c) 4:1 ve Üzeri Askı Sistemleri
Askı oranı (Roping Ratio), N:1 şeklinde ifade edilir. Bu oranda N sayısı, sistemin mekanik avantajını gösterir. Bu, taşıyıcı halatların hareket hızının kabin hızının N katı olduğu ve buna karşılık, motor için gereken çekme kuvvetinin 1:1 sistemde gereken kuvvetin yaklaşık 1/N’i kadar olduğu anlamına gelir.
Yük asansörleri veya araç asansörleri gibi çok ağır asansörler için 4:1 veya daha yüksek halat sarım (palanga) oranları kullanılabilir. Askı oranının artmasıyla mekanik avantaj önemli ölçüde artar ve çok ağır yükleri kaldırmak için çok daha küçük motorların kullanılması mümkün hale gelir; ancak bu, hareket hızının düşmesi pahasına gerçekleşir.
Bu sistemler, kasnak sayısını artırarak mekanik avantajı önemli ölçüde yükseltir. 4:1’lik bir sistemde, dört halat kolu kabini etkin bir şekilde taşır.
Hız İlişkisi (4:1 için): Kabin Hızı = Halatın Doğrusal Hızının Dörtte Biri (1/4).
Avantajlar:
- Çok Yüksek Güç: Nispeten daha düşük güçlü motorlarla çok ağır yüklerin taşınabilmesi imkanı sağlar.
- Ağır Yüklerde Yüksek Güvenlik: Her bir halat kolu ve diğer sistem bileşenleri üzerindeki gerilme ve baskı önemli ölçüde azalır.
Dezavantajlar:
- Çok Düşük Kabin Hızı: Bu sistemler doğası gereği yavaştır ve yoğun insan trafiği için uygun değildir.
- Karmaşıklık ve Yüksek Maliyet: Çok sayıda kasnak ve çok uzun taşıyıcı halat gerektirir.
- Daha Düşük Verimlilik: Çok sayıdaki kasnakta oluşan sürtünme, enerjinin bir kısmının kaybolmasına neden olur.
- Daha Yüksek Bakım Maliyeti: Kontrol ve bakım gerektiren daha fazla hareketli parça bulunur.
Kullanım Alanları:
- Ağır Hizmet Tipi Yük Asansörleri (Heavy-duty Freight Elevators): Fabrikalarda, depolarda ve endüstriyel tesislerde mal taşımak için kullanılır.
- Araç Asansörleri (Car Lifts): Yüksek kaldırma gücüne ve düşük hıza ihtiyaç duyan sistemlerdir.
- Bazı endirekt hidrolik asansörler de pistonun gücünü kabine aktarmak için bu tür palanga sistemlerini kullanır.
8:1 veya 10:1 gibi daha yüksek oranlar, çok özel endüstriyel uygulamalarda ve aşırı ağır yüklerin (ultra-heavy loads) kaldırılması için kullanılır.
2. Hidrolik Sistemler
Bu sistemlerde süspansiyon, halatlar yerine hidrolik bir piston ile sağlanır. Bir pompa, silindir içindeki pistona hidrolik yağ basarak kabini yukarı iter. Aşağı iniş ise, yağın kontrollü bir şekilde tanka geri boşaltılmasıyla yerçekimi etkisiyle olur.
- Avantajları:
- Çok yüksek taşıma kapasitelerine ulaşabilir.
- İlk yatırım maliyeti genellikle alçak binalar için daha düşüktür.
- Karşı ağırlık olmadığı için kuyu tasarımında esneklik sağlar.
- Makine dairesi, kuyuya bitişik olmak zorunda değildir, binanın herhangi bir yerinde (genellikle zemin katta) konumlandırılabilir.
- Dezavantajları:
- Hızları ve seyir mesafeleri sınırlıdır .
- Enerji verimliliği, özellikle yukarı yönde hareket ederken, karşı ağırlıklı çekme sistemlerine göre çok daha düşüktür.
- Hidrolik yağ sızıntısı riski ve çevresel etkileri vardır.
- Yağın sıcaklığı performansı etkileyebilir.
- Kullanım Alanları:
- Alçak katlı binalar (2-6 kat).
- Ağır yük taşıması gereken endüstriyel tesisler, fabrikalar.
- Araç asansörleri, panoramik asansörler.
Asansör Süspansiyon Sistemi Seçim Kriterleri
Doğru süspansiyon sistemini seçmek, asansörün performansını, maliyetini ve bina ile uyumunu doğrudan etkiler. Seçim yapılırken aşağıdaki kriterler göz önünde bulundurulmalıdır:
- Bina Yüksekliği ve Seyir Mesafesi: En temel kriterdir. Alçak binalar için hidrolik veya 2:1 halatlı sistemler uygunken, 15-20 katı geçen binalar için yüksek hızlı 1:1 sistemler zorunluluk haline gelir.
- Taşıma Kapasitesi ve Kullanım Amacı: Bir hastane asansörü (sedye taşımalı) ile bir konut asansörünün veya bir yük asansörünün kapasite ve hız gereksinimleri farklıdır. Hidrolik sistemler, düşük hızda yüksek kapasite için avantajlıdır.
- İstenen Hız: Yüksek trafikli ve çok katlı binalarda bekleme süresini azaltmak için yüksek hız gerekir. Bu da 1:1 dişlisiz sistemleri öne çıkarır.
- Konfor ve Gürültü Seviyesi: Ofisler, oteller ve lüks konutlar gibi prestijli projelerde sürüş konforu ve sessizlik önceliklidir. Frekans kontrollü (VVVF) dişlisiz çekme sistemleri (1:1 ve 2:1) en iyi konforu sunar.
- Enerji Verimliliği: İşletme maliyetlerini düşürmek ve çevre dostu bir yapı oluşturmak için enerji verimliliği önemlidir. Karşı ağırlıklı halatlı sistemler, hidrolik sistemlere göre çok daha verimlidir. Rejeneratif sürücülü sistemler, frenleme enerjisini geri kazanarak verimliliği daha da artırır.
- Maliyet (İlk Yatırım ve İşletme): Hidrolik sistemlerin ilk yatırım maliyeti düşük olabilir ancak enerji tüketimi nedeniyle işletme maliyetleri yüksektir. MRL sistemler, makine dairesi inşaat maliyetini ortadan kaldırarak toplam proje maliyetini düşürebilir.
- Mimari Kısıtlamalar ve Alan: Makine dairesi için yer olmayan binalarda MRL asansörler tek çözümdür. Kuyu üstü boşluğu (son kat tavanı) veya kuyu dibi derinliği yetersiz ise özel çözümler gerekebilir.
Sonuç olarak, asansör süspansiyon sistemi, basit bir taşıma mekanizmasından çok daha fazlasıdır. Güvenlik, verimlilik, konfor ve maliyet arasında doğru dengeyi kuran, projenin ihtiyaçlarına özel olarak tasarlanmış bir mühendislik çözümüdür. Doğru sistemi seçmek, binanın değerini ve kullanışlılığını uzun yıllar boyunca artıracaktır.
Yorum yok