Asansörlerin en önemli güvenlik tertibat gurubu mekanik fren ve regülatör sistemidir. Bu güvenlik sistemi asansörler ile vinçlerin arasındaki en önemli farktır. Bu sistemi doğru kurulmamış bir sistem asansör sayılmaz ancak vinç olur. Bu sistemin beraberce güvenli olarak çalışabilmesi de bunları birbirine bağlayan regülatör halatının doğru kullanılması ve bağlanmasına bağlıdır. Regülatör halatları özellikleri TS EN 81-20 Standardında madde 5.6.2.2.1.3 de tanımlanmıştır. Halatın özelliği ve mukavemet değerleri ilk iki fıkrada belirtilmektedir.

“TS EN (1/20 M 5.6.2.2.1.3 Hız regülatörü halatları
Bir hız regülatörü halatı, aşağıdaki şartları sağlamalıdır:
a) Hız regülatörü EN 12385-5’te belirtilen halat teli ile tahrik edilmelidir.
b) Halatın asgari kopma yükü, halatlı tahrik tipi hız regülatörü için 0,2’ye eşit bir μ azami sürtünme faktörü dikkate alınarak hız regülatörünün devreye girdiği andaki halatında oluşturulan gerilme kuvveti için en az 8 güvenlik faktörü ile bulunmuş olmalıdır.
c) Hız regülâtörü kasnaklarının bölüm (halat ortasından ortasına ölçülen) çapı ile halatın beyan çapı arasındaki oran en az 30 olmalıdır.
d) Güvenlik tertibatı devre girdiği sırada, normalden daha büyük frenleme mesafesi durumunda olsa bile hız regülatörü halatı ve bağlantı uçları bozulmadan kalmalıdır.”

Maddeye göre ilk şart, regülatör halatlarının TS EN 12385-5 standardına tabi olmasıdır. Bu standardı incelediğimizde regülatörler için Çizelge 6 ve Çizelge 7 de tanımlanan durdurma halatlarının kullanılabileceğini görmekteyiz. Burada yaygın asansör sistemleri için bir hesaplama yapılacaktır. Yüksek hızlı veya çok büyük seyir mesafeli asansörlerde regülatör halatı dalgalanması farklı bir sorun olarak karşımıza çıkar. Bu tür asansörlerde daha farklı gergi ağırlığı ve halat çapları kullanılması gerekir. Bu tür çok özellikli bir asansör olmadığı sürece regülatör halatlarını en çok 10 mm halatlardan seçeceğimizi kabul edelim. Bu halatlar için Çizelge 6 ve Çizelge 7’nin ilgili kısımları olan birim halat ağırlığı ve 1570 N/mm2 mukavemet sınıfı için en küçük kopma değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. Mukavemet sınıfı 1180/1770, 1370/1770, 1770 N/mm2 olan halatların en küçük kopma kuvvetleri ile ilgili olarak standarda bakılması gerekir. Bu tablo genel hesabı anlatabilmek için bilgilendirme amacıyla verilmiştir.

 

 

Maddenin bahsettiği birinci şart için, kullanılan halatın yukarıdaki özellikleri taşıması gerekir. Her çelik halat TS EN 12385-5 standardı şartlarına uygun halat değildir, bu yüzden tedarikçiden ilgili standarda uygun olduğu belgesinin istenmesi gerekir. Gene aynı durumla ilgili olarak diğer şart, regülatör kasnaklarının (alt gergi kasnağı ve üst kilitleme kasnağı) çapının halat çapından en az 30 kat büyük olmasıdır. Ayrıca halatların bağlantıları standartlara uygun olmalıdır. Bu şartlar öncelikle sağlanmış olmalıdır.

Fıkra (b) de belirtilen ikinci şart için μ=0,2 değerinde halat güvenlik faktörünü hesaplamak gerekir. μ=0,2 sürtünme değeri bilindiği üzere bloke durum şartıdır (TS EN 81/50 M 5.11.2.3.2). Bu durumda regülatörde oluşan kuvvetleri ve sürtünme çarpanını hesaplamak gerekir. Sürtünme tahrikli bir sistemde oluşan kuvvetler sürtünme çarpanı etkisi ile hesaplanırlar.

T₁ = (e^{f a} *T₂)

T₁ = (e^{f a} *T₂) hesabında, T₁ fren mekanizma kolunu çeken halattaki asılma kuvveti, T₂ kuvvetinin e^f a sürtünme çarpanı ile (regülatör kanalındaki sürtünme ile oluşan) çarpılması sonucu oluşur. T₂ kuvveti ise regülatör gergi ağırlığının halat kolunda yarattığı çekme kuvveti ve halat ağırlığının oluşturduğu kuvvettir. Regülatörün kilitlemesi durumunda oluşacak T₁ kuvvetinin, halatın en küçük kopma kuvvetinin 8 katından daha az olması istenmektedir. Yani;

HK/T₁>8 olması gerekir. (HK Halat kopma kuvveti)

Regülatör gergi ağırlığının, yukarı yönde frenleme için 300 N bir kuvvetle aşağı asılma şartı, diğer yöndeki hareketi veren halat kolunda da 300 N’luk bir kuvvet yaratmasını zorunlu kılmaktadır. Normal bir uygulamada bu durumda regülatör gergisindeki toplam kuvvet 600 N olmalı, halat kolları arasında da 300’er N olarak paylaşılmalıdır (Yukarı yöndeki frenlemeyi kabinden yapmayan sistemlerde bu hesap farklıdır). 60 mt kuyu boyu olan bir asansörde 6 mm halat kullandığımızı farz edersek halat ağırlığı;

M= 60*0,129 kg (Tablodan)

M = 7,74 kg = 75,93 N

Toplam _T2 kuvveti T₂ = 300+75,93 =375,93 N olacaktır.

Halat güvenlik faktörünü görmek için sürtünme çarpanını hesaplamak gerekir. e^{f a} değeri kullandığınız regülatörün kanal açısına bağlı olarak tespit edilir. a açısının 180 derece olduğu ve π =3,1415 radyan değerini taşıdığını biliyoruz. f değerini hesaplayıp e^{f a} değerini bulmamız gerekir. Regülatör kanal açısını 36 derece olarak alalım. Kabinin bloke edildiği durumlar için;

f= µ.(1/sin y/2) (sertleştirilmiş ve sertleştirilmemiş kanallar için)

f= 0,2*(1/sin 36/2) =0,2*(1/0,309) =0,6472

e^{f a} = e^{(0,6472*3,1415)} =e^2,0333 = 5.5270  

e^{f a} *T₂ = 5,5270*375,93= 2077,77 N

Bu durumda sistem kilitlediği zaman T1= 2077,77 N luk bir çekme kuvveti oluşturacaktır. Kabin ancak bu kuvveti yenecek bir çekme oluşturduktan sonra halat, kilitlemiş regülatör kasnağından kaymaya başlayabilir. İşte kabinin bu asılması durumunda halatta 8 kat bir güvenlik istenmektedir. Halatın en küçük kopma kuvveti bu kuvvetin 8 katından büyük olmalıdır. 

 

Kullandığımız 6 mm halatın kopma kuvveti HK = 18700 N olduğuna göre (Tablodan)

HK/T1>8

18700/2077,77 = 9 > 8 , olduğu için standart şartı karşılanmıştır.

Ancak görüldüğü üzere güvenlik katsayısı oldukça sınır bir değerdedir. 6 mm halatlar için normal bir gergi kuvvetinde 60 metrelik halat boyu üst sınır olarak kabul edilebilir, kuyu boyunda 50 mt’nin ise daha güvenli bir mesafe olarak kabul edilmesi doğru olacaktır. Buda yaklaşık 15-16 katlı bir binaya karşılık gelmektedir. Buradan pratik bir hesapla, denge zinciri kullanma ihtiyacının oluştuğu mesafelerde regülatör halat çapını da artırmak uygun bir çözüm olabilir.

Ayrıca seçilen halat için uzama kontrolü yapılmalıdır. Halat uzaması için gerilme ve gerinme ilişkisi formülü kullanılarak aşağıda verilen formül kullanılabilir.

σ=E*ε , ε=L/L0 , σ=E*L/L0 ,

L=(F*L0)/(E*A)

%L = (F_max.L0)/(E.A) (%L değeri %1 den fazla olmamalıdır.)

L0 = halat boyu (mm)

E = 63000 N/mm2 çelik halat için Elastikiyet modülü

A = (π.d2 .x)/4 mm2 halatın gerçek alanı x = 0,49 6x19 halatlar için x = 0,44 8x19 halatlar için

Bu hesaplama için F_max değerini bulmamız gerekir. F_max değeri regülatör gergi ağırlığının halat kolunda yarattığı çekme kuvveti ve halat ağırlığının oluşturduğu kuvvetten oluşmaktadır. Bu kuvvetin %L değeri %1 den az olmalıdır.

M =75,93 N

F_max =300+75,93 =375,93 N

%L = (F_max.L0)/(E.A)

%L = (375,93*60000*4)/(63000*3,14*36*0,49*100) =0,2584 < 1

Kullanılan halatın uygun olduğunu kabul edebiliriz. Asansörde regülatör halatlarının çok uzamasının sebeplerinden birisi de kullanılan halatların TS EN 12385-5 standardına uygun olmayan daha yumuşak halatlar olmasıdır. Muhakkak ki bütün halatlarda bir uzama olacaktır, ancak iki noktaya dikkat etmek gerekir.

1. Yaylı gergi kullanılan asansörlerde, halatın uzaması durumunda uzama kontağının kesme noktasında dahi gerginin halatı 300 N kuvvet ile asılıyor olmasıdır. Bu değeri gergiyi takmadan önce kontrol etmezseniz vahim şekilde yanılabilirsiniz. Uzayan halat yayın germe kuvvetini alır, öyle bir denge durumunda dururlar ki, siz halatı gergin zannedersiniz ancak halat freni devreye alabilecek gerginlikte değildir. Asansörün fren ve regülatörü iptal olmuş duruma dönüşür.

2. Mali açıdan yumuşak halat seçilmesi durumunda halat güvenlik kat sayısını sağlamak mümkün olmaz ve bir frenleme anında halat kopabilir. Buda asansör için en güvensiz durumun oluşmasına yol açabilir.

Asansördeki en önemli güvenlik tertibatlarının başında Mekanik fren ve regülatör takımı gelir. Bütün sistemin çalışması da aradaki regülatör halatına bağlıdır. Bu gurup için maliyet hesabı biraz arkada kalmalı, güvenlik ön planda olmalıdır. Asansörde maliyetinden kaçınılabilecek çok malzeme vardır ama güvenlik komponenetleri için bu biraz daha arka planda olmalıdır. Fren, regülatör, gergi takımı ve regülatör halatı için dikkatli seçim yapmak gerekir. Asansörü vinçten ayıran özellik bu güvenlik komponentleridir. Mesleğimize bağlı asansörcüler olarak bu konuda hassas olmamız gerekir.

Saygılarımla,

Serdar Tavaslıoğlu Elk. Müh.