Asansör Nasıl Çalışır? Asansör Parçalarına İlişkin Görsel Bir Rehber

Bu yazıda, bir asansörün nasıl çalıştığı sorusunu basit, anlaşılır ve resimli bir şekilde yanıtlamayı amaçlıyoruz. Asansör, yüksek binalarda yaşamı mümkün kılan en önemli mühendislik icatlarından biridir. İlk bakışta sadece hareketli bir kabin gibi görünen bu cihaz, aslında inanılmaz bir hassasiyetle birlikte çalışan yüzlerce mekanik, elektrik ve güvenlik parçasından oluşan koordineli bir settir. Pelkan web sitesinde yer alan bu makalede, bu sistemi kapsamlı ve ayrıntılı bir şekilde inceleyecek ve her bir bileşenini ayrıntılı olarak açıklayacağız.

Asansör Bileşenlerinin Ana Sınıflandırması

Daha iyi anlaşılması için asansör bileşenleri dört ana kategoriye ayrılabilir:

1. Mekanik bileşenler: Fiziksel hareket ve yük taşımadan sorumlu bileşenler.
2. Elektrik ve kontrol bileşenleri: Komutları veren ve işleyen sistemin beyni.
3. Güvenlik bileşenleri: Herhangi bir kazayı önlemek için tasarlanmış bir dizi hayati sistem.
4. Şaft ve yapısal bileşenler: Tüm sistemi barındıran fiziksel yapı.

Şimdi her bir parçaya daha yakından bakalım.

Birinci Bölüm: Mekanik Bileşenler (asansörün atan kalbi)

Bu parçalar, hareket için gerekli kuvveti üretir ve iletir.

1. Motor ve Dişli Kutusu

Motor, asansörün kalbi ve ana itici güç kaynağıdır. Asansör motorları temel olarak iki kategoriye ayrılır:

– Dişli Motor: Bu tipte, elektrik motoru ile çekiş şasisi arasında bir dişli kutusu bulunur. Şanzıman, motorun yüksek hızını, kabini hareket ettirmek için uygun olan daha düşük hıza ancak çok daha yüksek torka dönüştürür. Bu motorlar genellikle orta hızlı asansörlerde ve çok yüksek olmayan binalarda (yaklaşık 15 kata kadar) kullanılır.

– Dişlisiz Motor: Bu daha gelişmiş sistemde, tahrik çerçevesi doğrudan motor rotoruna bağlıdır. Bu motorlar, yüksek hızlara (2,5 m/s’den 10 m/s’nin üzerine) ulaşmak ve kulelerde ve gökdelenlerde kullanılır. Şanzıman bulunmadığı için bu motor türü daha yüksek verimliliğe, daha az gürültüye, daha akıcı harekete ve daha uzun ömre sahiptir.

2. Kasnak / Çekiş Kasnağı

Bu, doğrudan (dişlisiz sistemde) veya bir şanzıman aracılığıyla (dişli sistemde) motora bağlanan büyük, yivli, dökme demir bir kasnaktır. Halatlar bu oluklara yerleştirilir. Kasnak olukları ile halatlar arasındaki çekiş ve sürtünme, kabinin ve karşı ağırlığın dikey hareketini sağlar. Bu olukların açısının ve şeklinin hassas bir şekilde tasarlanması, halatların kaymasını ve aşınmasını önlemek için hayati önem taşır.

3. Çelik Halatlar / Taşıyıcı Halatlar

Çelik halatlar, kabini ve karşı ağırlığı asmaktan ve motor gücünü iletmekten sorumludur. Yaygın inanışın aksine, bu tek bir tel değil, her biri birbirine bükülmüş birkaç ince çelik telden oluşan (genellikle 4 ila 8) bir çelik halat setidir. Bu çok telli yapının iki büyük avantajı vardır:

– Esneklik: Kasnak üzerinde kolayca bükülür.

– Son derece yüksek güvenlik: Çelik halatların güvenlik faktörü genellikle 12’nin üzerindedir, yani asansörün nominal kapasitesinin 12 katından fazlasına dayanabilirler. Ayrıca, hepsinin aynı anda aniden kopması neredeyse imkansızdır.

4. Karşı Ağırlık

Bu, çekişli asansör tasarımının en akıllı parçalarından biridir. Karşı ağırlık, dökme demir veya beton ağırlıklarla doldurulmuş ağır bir çelik çerçevedir ve yaklaşık olarak boş kabinin ağırlığı artı asansörün nominal kapasitesinin %40 ila %50’si ağırlığındadır. Bu ağırlık, tel halatlarla kabinin diğer tarafına bağlanır.

– İşlevi: Karşı ağırlık, sistem yükünün çoğunu nötralize eder. Sonuç olarak, motorun yalnızca kabin (yolcularıyla birlikte) ile karşı ağırlık arasındaki ağırlık farkını ve sürtünme kuvvetini aşması gerekir. Bu, önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlar ve çok daha küçük motorların kullanılmasına olanak tanır.

((Bir asansörün nominal kapasitesi, asansör kabininin taşıyabileceği maksimum ağırlıktır (kilogram veya kişi sayısı cinsinden). Bu kapasite, asansörün güvenliğini ve verimliliğini sağlamak için standartlara ve hassas hesaplamalara göre belirlenir.))

5. Kılavuz Raylar

Asansör boşluğunun tüm uzunluğu boyunca dikey olarak yerleştirilmiş, T şeklinde kesite sahip iki çift cilalı çelik ray. Bir çift kabini, diğer çift ise karşı ağırlığı yönlendirir. Başlıca işlevleri şunlardır:

– Kabinin ve karşı ağırlığın dikey hareketini doğru bir şekilde yönlendirmek.

– Kabinin yatay salınımlarını önlemek.

– Acil durumlarda emniyet freninin (paraşüt) çalışması için sağlam bir yüzey sağlar.

6. Kılavuz Pabuçlar / Ray Pabuçları

Bu parçalar, ağırlık çerçevesinin üst ve alt kısımlarına ve kabin boyunduruğuna tutturulur ve kılavuz raylarıyla doğrudan temas halindedir. Bu pabuçlar, kabinin ve karşı ağırlığın raylar üzerindeki hareketini kolaylaştırır. İki ana türü vardır:

– Sürgülü Kılavuz Pabuçları: Daha basit ve daha ucuzdurlar ve rayların sürekli yağlanmasını gerektirirler.

– Makara Tipi Ray Pabuçlar: Raylara üç yönden bağlanan üç yaylı tekerleğe sahiptirler. Bu tür, yüksek hızlı asansörlerde kullanılır ve çok daha yumuşak ve sessiz bir sürüş sağlar.

7. Kabin Şasesi / Yoke

Kabinini saran ve tüm statik ve dinamik yükleri (kabin ağırlığı, yolcular, hızlanma ve frenleme kuvvetleri) destekleyen güçlü bir metal çerçevedir. Tel halatlar, kılavuz pabuçlar ve emniyet fren sistemi (paraşüt) boyunduruğa tutturulmuştur.

İkinci Bölüm: Elektrik ve Kontrol Bileşenleri (Asansör Beyni)

Bu bölüm, girişleri almak (butonlara basmak), bunları işlemek ve mekanik bileşenlere gerekli komutları vermekten sorumludur.

1. Kumanda Panosu / Kontrol Paneli

Kontrol paneli, genellikle makine dairesinde bulunan asansörün ana beynidir. Bu parça, elektronik kartlar, mikroişlemciler, röleler, kontaktörler ve bir motor hız kontrol ünitesiyle dolu metal bir dolaptır. Kontrol panelinin işlevleri şunlardır:

– Katlardan ve kabin içinden gelen talepleri kaydetmek.

– Hareket kararları vermek (en yakın kabini seçmek, taleplere en uygun sırayla yanıt vermek).

– Harekete geçmek, nominal hıza ulaşmak ve yumuşak bir şekilde durmak için motorun hızını ve ivmesini hassas bir şekilde kontrol etmek.

– Kapıları açma ve kapama komutunu göndermek.

– Tüm güvenlik sistemlerini sürekli izlemek.

– Asansörün konumunu ve durumunu görüntülemek.

2. Kat Butonu & Kabin Operatör Paneli (COP/ LOP)

Bu, asansör kontrol panelinin kullanıcı arayüzüdür. Hall Call butonları her katta asansörü çağırmak için, COP butonları ise varış katını seçmek, kapıyı açıp kapatmak ve alarmı çalmak için kullanılır.

3. Seyir Halatı / Traveling Cable

Geniş bir şerit görünümünde, düz ve oldukça esnek bir kablo olup, bir ucu kabinin altına, diğer ucu da asansör boşluğunun ortasındaki bir kutuya (ve oradan da kontrol paneline) bağlıdır. Göbek bağı gibi, bu kablo kontrol paneli ile kabin arasındaki tüm elektrik ve veri iletişimini taşır. Kat komutları, ekran sinyalleri, aydınlatma ve fan gücü ve acil durum iletişim hatları gibi bilgiler bu kablo aracılığıyla iletilir.

4. Kapı Sistemi / Kat Kapısı ve Kabin Kapısı Mekanizması

Kapı sistemi, aşağıdakileri içeren karmaşık bir alt sistemdir:

– Kabin Kapısı ve Kat Kapıları: Kabin kapısının bir motoru (kapı operatörü) vardır ve sistemin geri kalanından ayrı olarak aktiftir. Kat kapıları pasiftir ve herhangi bir motoru yoktur.

– Kapı Operatörü: Kabin kumandasına monte edilmiş ve kabin kapısını açıp kapatmaktan sorumlu bir motordur.

– Kapı Bağlantı Parçası / Kapı Kavrama Mekanizması: Kabin kapısındaki önemli bir mekanik bileşendir. Kabin tam kat seviyesinde durduğunda, bu mekanizma kat kapısı kilidine geçer ve kabin kapısı açıldığında kat kapısını da onunla birlikte açar. Bu bileşen, kabin o katta olmadığı sürece kat kapısının asla açılmamasını sağlar.

Üçüncü Bölüm: Güvenlik Bileşenle

Asansörler, birbirinden bağımsız ve yedekli birçok güvenlik sisteminin varlığı sayesinde dünyanın en güvenli ulaşım araçlarından biridir.

1. Aşırı Hız Regülatörü / Governor

Bu cihaz, makine dairesine monte edilmiş dönen bir çarktır ve kabindeki paraşüt sistemine bağlı kendi ince çekme halatına sahiptir.

– İşlevi: Regülatörün dönüş hızı, kabinin hızıyla doğru orantılıdır. Kabin hızı limiti aşarsa (genellikle nominal hızın yaklaşık %115’i), merkezkaç kuvveti, regülatörün içindeki ağırlıkların açılmasına neden olur. Bu işlem önce bir elektrik anahtarını etkinleştirir ve motora giden gücü keser. Hız artmaya devam ederse, mekanik bir çene regülatörün çekme halatını kilitler.

2. Güvenlik Freni / Paraşüt

Bu bileşen, asansörün en önemli mekanik güvenlik sistemidir ve doğrudan kabin boyunduruğuna monte edilmiştir.

– İşlevi: Regülatör kablosu (yukarıda açıklanmıştır) kilitlendiğinde, hareketi durur ve bu durdurma, paraşütteki bir kol sistemini etkinleştirir. Bu kollar, kılavuz raylara olağanüstü bir kuvvetle çok güçlü kama veya makaralı çeneler bastırarak kabini kontrollü ve hızlı bir şekilde durdurur. Sistem tamamen mekaniktir ve tam bir elektrik kesintisi durumunda bile çalışır.

3. Tamponlar / Buffer

Bunlar, çukurun sonuna, kabin ve karşı ağırlığın yolunun altına monte edilen güçlü amortisörlerdir. Görevleri, herhangi bir nedenle en alt kata geçmeleri durumunda kabini veya ağırlığı güvenli bir şekilde durdurmaktır. İki ana türü vardır:

– Yaylı Tamponlar: Düşük hızlı asansörler için.

– Yağlı/Hidrolik Tamponlar: Daha fazla kinetik enerji emen ve daha yumuşak bir duruş sağlayan yüksek hızlı asansörler için.

4. Kat Kapı Kilitleri / Emniyet Kilidi

Bu parça, her kat kapısında bulunan bir elektromekanik kilitleme sistemidir. Bu kilit şunları sağlar:

Asansör, tüm kat kapıları tamamen kapalı ve kilitli olmadıkça hareket etmeyecektir.

Kat kapısı, kabin o katta durmadığı sürece açılmaz.

5. Limit Anahtarları / Limit Switch’ler

Bu parça, asansör boşluğunun üst ve alt kısımlarına monte edilmiş bir elektrik anahtarıdır.

– Normal limit anahtarları: Kabin birinci veya son kata yaklaştığında hızı azaltmak için kontrol paneline bilgi verirler.

– Son Limit Anahtarları: Normal sistemler arızalanırsa ve kabin son katları geçerse, bu anahtarlar kabinin tavana veya kuyu tabanına çarpmasını önlemek için motor ve kontrol sistemine giden ana gücü doğrudan keser.

Dördüncü Bölüm: Kuyu ve Yapısal Parçalar (Asansör Kuyusu ve Montaj Elemanları)

Bu bölüm aslında tüm asansör sistemini barındıran fiziksel yapıları içerir.

– Asansör Kuyusu/Kuyu: Kabin ve karşı ağırlığın hareket ettiği dikey alan.

– Makine Dairesi: Motoru, kontrol panelini ve regülatörü barındıran ayrı bir oda (genellikle kuyunun tepesinde). (Modern MRL – Makine Dairesiz asansörlerde, bu bileşenler bina alanından tasarruf etmek için kuyunun içine monte edilir.)

– Kuyu: Tamponların bulunduğu ve teknisyenlerin inceleme ve onarım yapması için alan sağlayan kuyunun en alt kısmı.

– Üst Boşluk / Kuyu Üst Boşluğu : En üst katın tabanı ile kuyunun tavanı arasındaki dikey mesafe. Bu alan, kabin için bir güvenlik bölgesi ve aynı zamanda onarımlar için bir çalışma alanı olarak gereklidir.

Bir Asansör Yolculuğu

1. Çağrı :beşinci kattin çağrı butonuna basarsınız. Bu sinyal, asansör kumanda panosuna (kontrol ünitesine) iletilir.

1. İşlem :Kumanda sistemi, kabinin mevcut konumunu (örneğin 2. kat) kontrol eder ve yukarı yönde hareket komutu verir.

1. Hareket :Kumanda sistemi, motor sürücüsüne (inverter) sinyal gönderir. Motorun elektromanyetik freni (elektromanyetik fren sistemi) bırakılır ve motor, çekiş kasnağını (traction sheave) döndürmeye başlar.

1. Çekiş :Çekiş kasnağı ile çelik halatlar (taşıyıcı halatlar) arasında oluşan sürtünme kuvveti sayesinde, kabin yukarı, karşı ağırlık (kontr ağırlık) ise aşağı doğru hareket eder. Ray pabuçları (kılavuz pabuçları) kabini raylar boyunca yönlendirir.

5. Gözetim :Yol boyunca, hız regülatörü (governor) kabinin hızını denetler ve seyir kablosu (traveling cable) kabinle kumanda sistemi arasındaki sürekli iletişimi sağlar.

6. Yavaşlama ve Duruş :beşinci katta yaklaşırken, konum sensörleri (pozisyon sensörleri) kumanda sistemine sinyal gönderir. Kumanda sistemi motor hızını kademeli olarak azaltır ve kabin yumuşak bir şekilde durur.

7. Kat Hizalama ve Frenleme :Kabin, tam olarak 5. kat hizasında durur. Mekanik motor freni (mekanik fren mekanizması) devreye girer ve kabini sabitler.

8. Kapı Açılması :Kumanda sistemi, kabin kapı operatörüne açılma komutu gönderir. Kapı kavrayıcısı (clutch / kapı kavrama mekanizması), 5. katın kat kapı kilidi ile etkileşime girer ve her iki kapı (kabin ve kat kapısı) aynı anda açılır.

9. Güvenlik :Bu süreç boyunca, kapı kilitleri ve diğer güvenlik sistemleri (emniyet tertibatı) aktif durumda kalır ve sistemi denetlemeye devam eder.

Asansörün Temel Türleri (Ana Asansör Tipleri)

1. Çekişlı Asansör :Bu makalede detaylıca anlatılan ve motor, halat, kasnak ve karşı ağırlık sistemiyle çalışan en yaygın asansör tipidir.
2. Hidrolik Asansör :Bu tipte, kabin bir hidrolik piston üzerine yerleştirilmiştir. Yağ basıncı sayesinde yukarı çıkar; aşağı inerken valf açılır, yağ depoya geri döner ve kabin kendi ağırlığı ile aşağıya iner. Genellikle 6 kata kadar olan binalar için uygundur ve hareketi daha yavaştır.
3. Makine Dairesiz Asansör :Kompakt yapılı dişlisiz motorlar (gearless motorlar) ile çalışan ve motorun doğrudan kuyu üst kısmına monte edildiği sistemdir. Ayrı bir makine dairesine gerek yoktur. Modern yapılarda sıkça tercih edilir.

Sonuç (Sonuç ve Değerlendirme)

Bir asansör; mekanik, elektriksel ve güvenlik sistemlerinin tam uyum içinde çalıştığı mühendislik harikası bir ekosistemdir. En büyük motor parçasından en küçük limit anahtarına kadar her bileşen, sistemin güvenli ve konforlu şekilde çalışmasında hayati rol oynar. Bu mükemmel senkronizasyon sayesinde her gün güvenle bu hareketli kabinlere adım atar ve yükseklikler arasında kolaylıkla seyahat ederiz.

Asansör tasarımı ve üretiminde gösterilen teknik hassasiyet ve mühendislik zekâsı, bu teknolojiyi sadece bir taşıma aracı değil, saygıyı hak eden bir yapı haline getiriyor.