bÖlÜm 10. asansÖrler ve yÜrÜyen merdİvenler

BÖLÜM 10. ASANSÖRLER ve YÜRÜYEN MERDİVENLER

Düşey transport sistemleri, asansörler ve yürüyen merdivenler olmak üzere iki ana grupta toplanabilir. Asansör, yolcuların ve yüklerin bir düzeyden başka bir düzeye taşıyan sistemdir. Asansörleri, ağır yük asansörlerinden ve vinçlerden ayırmak gerekir. Asansörler, bir kabin veya platformdan oluşan, kılavuz raylar arasında hareket eden, iki veya daha fazla durak arasında insan ve yolcu taşıyan sistemdir. Bu genel tanım etrafında 20 den fazla asansör çeşidi bulunmaktadır. Asansörler 100 yıldan daha uzun bir zaman diliminde insanlara yüksek katlı binalarda hizmet vermektedir. Yüksek katlı binalar var oldukları sürece, tesis edilmiş bulunan asansörler de bazı yenilemelerle varlıklarını devam ettireceklerdir.

Asansörlerin yanı sıra yürüyen merdivenler de, düşey transport tekniği endüstrisinin önemli bir kısmıdır. Asansörlerle aynı fonksiyonu yerine getirmesine rağmen yürüyen merdivenler daha basit bir mekanizmaya sahiptir. Yürüyen merdivenler sürekli çalışan sistemi ile yolcuların katlar arasında taşınmasını sağlar. Yürüyen merdivenler zincir mekanizmasına bağlı hareketli basamaklarla yolcuları taşıdığı gibi ikinci bir dişli sistemi ile el bandını senkron olarak hareket ettirir. 10.1. ASANSÖRLERİN VE YÜRÜYEN MERDİVENLERİN SINIFLANDIRILMASI

Düşey transport sistemleri olarak asansörleri ve yürüyen merdivenleri ayrı ayrı sınıflandırılacaktır. Asansör tesislerinin sınıflandırılmasında kullanım amacı, konstrüksiyon ve tahrik yöntemi gibi farklı özellikleri göz önünde bulundurulmaktadır. A-Kullanım Amacına Göre Sınıflandırılması :

İnsan Asansörü Yük Asansörü

Servis Asansörü

Maden Kuyusu Asansörü

Yatay Asansör

Sınıf I

Sınıf II

Sınıf III

İnsan Asansörleri, özellikle insanların taşınmasına ait, kullanma rahatlığı ve kabin konforu sağlanmış olan asansörlerdir. Bir bölümü, tekerlekli sandalye ve sedye ile hasta taşıyabilecek kabin formunda olmak üzere "Hasta asansörleri" adını alır. Yük Asansörleri, daha çok yük taşıma ağırlıklı, bazı tiplerinde insanların da kullanabildiği, bazı tiplerinde insanların binmesine müsaade edilmeyen, nispeten küçük hızlı, basit yapılı asansörlerdir. Türk Standartları Enstitüsünün Mart 1989 tarihli “TS 1108” Standardı ”Asansörler- Yük taşıma için- Elektrikli” kapsamında incelenmektedir. Servis Asansörü, ilk kez 1960’larda elektronik olarak kontrol edilebilen servis asansörleri kullanılmaya başlanmıştır. Maksimum 1500 kg. kadar yapılabilmektedir. Sağlık kuruluşları

Dr C Erdem İMRAKDr İsmail GERDEMELİ MAK419 - Transport Tekniği

- 2 -

ve lokantalarda kullanılan servis asansörlerinin neme ve korozyona karşı dayanıklı, kolay temizlenebilen hijyenik yapıda olması istenmektedir. Bürolar, alışveriş merkezleri, bankalar, kütüphaneler, hastaneler, oteller, evlerde servis vermektedirler. Bir insanın sığamayacağı boyutta olan ve tamburlu bir tahrik sistemi ile çalışan asansördür. Maden Kuyusu Asansörüleri, yerin derinliklerinde elde edilen kömür, maden filizi gibi maddelerin, düşey doğrultuda açılmış olan kuyu boyunca taşınarak yeryüzüne çıkarılması amacı ile yapılan, aynı zamanda personelin de taşındığı büyük taşıma kapasiteli, yüksek hızlı ve sade düzenli asansörlerdir. Maden kuyusu taşıma tesisleri veya Koepe-Mekanizması gibi adlar verileren sistemler, genel asansör tanımı ve standartları dışında tutulmuştur. Yatay Asansörler, havaalanlarında, hastane ve üniversite komplekslerinde 30 yılı aşkın sürede kullanım imkanı bulan ve Otomatik İnsan Taşıma (Automated People Movers) olarak da isimlendirilen insan taşıma sistemleridir. Kısaca APM olarak bilenen yatay asansörler, raylı yollar üzerine monte edilmiş, tek veya birkaç taşıma biriminden oluşan otomatik sürücüsüz taşıma sistemleridir. Bu sistemler yüksek kaliteli servise ve saatte 2000 ila 25000 kadar yolcu taşıma kapasitesine sahiptirler. B- Konstrüksiyon ve Tahrik Yöntemine Göre Sınıflandırılması :

Halatlı Paternoster Hidrolik

Tamburlu

Tahrik Kasnaklı

Redüktörlü

Redüktörsüz

Kremayerli ve Vidalı

Eğimli (tırmanan)

İndirekt

Direkt

Merkezden

Yandan

Halatlı Asansörler, konvansiyonel asansör tesisleridir. Katlar arasındaki insan ve yük taşımacılığı halatlı donanımlar ile sağlanmaktadır. Kısa mesafeli ve düşük kapasiteli tesislerde (servis asansörü gibi) tamburlu vinç mekanizmasından yararlanılır. Taşıma yüksekliğinin arttığı binalarda ise sürtünme bağından yararlanan tahrik kasnaklı sistemler kullanılmaktadır. Değişik taşıma kapasitelerinde çalışmaya imkan veren halatlı sistemlerde 2 m/s altındaki çalışma hızlarda redüktörlü (sonsuz vida veya planet mekanizması) alternatif akım motorlu; üstündeki çalışma hızlarında ise redüktörsüz doğru akım motorlu dizaynlar kullanılmaktadır.

Redüktörlü Asansörler, asansör tahrik gurubunda AC motor ve bir redüktör bulunmaktadır. Böylece kabin hızı, genelde bir sonsuz vida mekanizması ile ayarlanır. Bu tip asansörler, 10 kg dan 14000 kg kadar kapasitelerde; 0.125 m/s den 2.0 m/s kadar hızlarda kullanılırlar. Dişli mekanizmalı asansörler, 10 -12 katlı ofis binalarında ve 25 katın altında bulunan apartmanlarda kullanılır.


- 3 -

Redüktörsüz Asansörler, 1903 yılında ilk defa Newyork'da BEOVER binasında tesis edilen bu asansör, genellikle yüksek katlı binalardaki yüksek hızlı asansördür. Bu asansörlerin hızı 2 m/s den fazladır. Dişli çarksız tahrik asansörü büyük hacimli ve devir sayısı düşük olan DC motordan oluşur. Asansör bir stator ve kontrol ünitesi tarafından idare edilir

Paternoster (Sürekli çalışan) Asansör, birbirine arka arkaya bağlı kabinleri sürekli hareket halinde iken binilip/inilerek kullanılan asansör tesisidir. Bina katlarında kapıların bulunmadığı paternosterlerde, kabinler 1 veya 2 kişilik olup 4 m - 4,5 m aralıklarla kılavuzlar içine alınmış lamelli zincirlere bağlıdır. Çıkış ve iniş tarafı kabinleri katlardan yan yana geçerler. Hız en fazla 0,3 m/s dir. Paternosterler, katlar arasında trafiğin yoğun ve sürekli olduğu, devlet daireleri, idare binaları, endüstri kuruluşları gibi yerlerde üstünlük gösterilmiştir. 60 metre yüksekliğe kadar yapılabilir. Taşıma kapasiteleri ortalama saatte 500 kişidir.

Hidrolik Asansör, tahrik yeteneğinin hidrolik pompa ünitesi tarafından sağlandığı asansör dizaynıdır. Hidrolik yağının bir pompa ile kaldırma pistonlarına iletildiği ve kabinin direkt veya indirekt olarak pistonlar ile hareket ettirildiği sistemdir. Kaldırma yüksekliğini arttırmak için palangalı donanım da uygulanmaktadır. Yüksek taşıma mesafelerinde sadece indirekt sistemler kullanılabilir. İndirekt sistemlerde kabin hızı silindir hızının iki katı olduğu için yüksek hızlarda indirekt sistemler daha avantajlıdır. Kaldırma kapasitesi 20 ton'a kadar arttırılabilir. Kremayerli ve Vidalı Asansör,; bir vidalı mil aracılığı ile krikoya benzer şekilde, kabinin hareketinin sağlandığı küçük kaldırma yükseklikleri ve düşük hızlarda çalışan asansörlerdir. Vidalı mildeki otoblokajdan dolayı, kabinin aşağı düşme tehlikesi yoktur. Kremayerli asansörler ise, daha çok inşaat işlerinde dış çephe ile ilgili çalışmalar için kullanılmaktadır. Kremayerli kısım istenildiği boyda ayarlandığından, inşaat yüksekliği arttıkça asansörün seyir mesafesi ayarlanabilmektedir. Eğimli (Tırmanan) Asansör, insan ve yük taşımasında kullanılacak asansörlerin 90 dereceden farklı konumda çalıştırıldığı asansör tesisleridir. Eğimli binalarda, açık alanda dik yamaçlarda kullanılan eğimli asansörlerde konvansiyonel asansörlere oranla daha fazla alan ve özel donanım gerekmektedir. 7° eğimi aşan yerlerde ayaktaki yolcuların kalkış / duruş hareketlerinden etkilendiğinden hız sınırlıdır.

C - Yürüyen Merdiven ve Bantların Sınıflandırılması

Kapalı Mekan Tipi

Açık Alan Tipi

Tünel Tipi

Spiral Tip Yürüyen Bant

Kapalı Alan Tipi, 1950 li yıllarda başlayan kullanımları ilk önceleri süpermarket ve tren / metro istasyonları ile sınırlı iken, günümüzde ofis binalarında, hastanelerde, alışveriş merkezlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Sürekli çalışan basamaklardan oluşan ve tek bir katı geçmek için 30°-35° eğimlerde çalışan sistemlerdir. Kapalı mekanlarda kullanılan yürüyen merdivenler, genellikle bir iniş bir çıkış olarak bina içindeki avluda tesis edilirler.


- 4 -

Yürüyen merdivenler çelik konstrüksiyonu katlararası boşluğa yerleştirilen ve sadece taban ile tavan döşemelerinden desteklenmektedir. Açık Alan Tipi, metro istasyonu, alışveriş merkezi girişi, yeraltı otopark girişlerinde kullanılan yürüyen merdivenlerdir. Açık alanda çalıştığından güneş ışınlarına ve yağışlı hava şartlarına karşı dayanıklı olarak dizayn ve montajları yapılmalıdır. Kapalı alanda çalışanlara oranla daha kaba yapılı ve korozyona karşı dayanıklı olmalıdır. Tünel Tipi, özellikle metro istasyonlarında rastlanan yürüyen merdiven tipidir. Tek iniş veya iniş/çıkış olarak kullanılmaktadırlar. Basamak seviyesinden tünel tavanı arasında en az 2.3 metre mesafe olmalıdır. Birden fazla destek noktasından zemine tespit edilmiş olan yürüyen merdivenlerdir. Spiral Tip, lüks otel ve işmerkezlerinin lobilerinde kullanılan değişik yörüngelerde hareketli basamaklardan oluşmuş özel tip yürüyen merdivendir. Yürüyen Bant, modern şehirlerin havalimanları, tren ve metro istasyonları, alışveriş merkezleri, sergi salonları gibi mekanlarında görülen yüksek insan akışını karşılamak için yürüyen bantlar kullanılır. Havalimanlarında ve süpermarketlerde karşımıza çıkan yürüyen bantlar, sürekli çalışan bantların insanların taşınması yanı sıra yüklerin de taşınmasında kullanılır. Hafif eğimli yerlerde ve kat boyunca çalışan yürüyen bantlar taşıma kapasitesi bakımından yürüyen merdivenlerden daha avantajlıdır. 10.2. ASANSÖR TRAFİĞİ VE HESABI

Bina trafiği, binada yaşayanların veya o anda binada bulunanların katlar arasında veya girişten diğer katlar arasında yaptığı hareketliliktir. Asansör trafiği ise, bina trafiğine uygun olarak, asansörden hizmet talep eden insanların bina içinde ulaşımını düzenleyen kurallar topluluğudur. Asansör trafiği maksimum sayıda insanın minimum bekleme zamanında istenilen katlara ulaştıracak şekilde hesaplanmalı ve çıkan sonuca uygun kontrol sistemiyle teçhiz edilen asansör tesisi dizayn edilmelidir. Trafik analizlerinin yapılmasındaki nedenlerden biri, insanların katta bekleme sürelerini en aza düşürmek, konfor sağlamak amacıdır. Katta bekleme süreleri 20 saniye iyi, 25-30 saniye orta, 30-45 saniye kötü olarak değerlendirilebilir.

Kabine binenler için yolculuk süresi de çok önemlidir. Çok katlı bir binada kabin

sayısının sınırlı ve her katta durduğu varsayılırsa yolcular için bu durum rahatsızlık vericidir. Binanın kullanım amacına göre yolculuk süresinin 60 ila 90 saniye arasında olmasının en konforlu hal olduğunu göstermektedir. Katta bekleme süreleri, kullanıcının çağrı düğmesine basmasıyla başlar, asansörün bu çağrıya cevap vermesiyle son bulur. Bu süre ne kadar kısa olursa, trafik analizinin o derecede iyi yapılmış, asansörün kapasite ve hızının iyi seçildiğini gösterir.

TS 1918 Standardı ile 20 Aralık 1995 tarih ve 22499 sayılı Resmi Gazetede yayınlanan “Asansör Yönetmeliği” uyarınca binalarda tesis edilecek asansörlerin proje aşamasında trafik hesabının ve analizinin yapılması ve hesap sonucu kabin adedi ve kapasitesine uygun asansörlerin binalara tesis edilmesi hükümleri getirilmiştir. a) Binada bulunan insan sayısı


- 5 -

Asansör tesisinden faydalanacak insan sayısı trafik hesabında ilk adımdır. Bunun için binanın karakteristikleri bilinmelidir. Tablo 47’de değişik binalarda bulunan insan sayısına ait bilgiler verilmiştir.

( )B n b= ⋅ + ⋅1 η n : binada bulunan daire (veya oda) sayısı b : binada sürekli bulunan insan sayısı (Tablo 1) η: ilave artış oranı b ≤ 200 kişi η = % 30 b > 200 kişi η = % 25

Tablo 1. Binada sürekli bulunan insan sayısı Bina Tipi* b

her dairede ilk yatak odası 2 Konut** diğer yatak odalarının her biri için 1 Otel her yatak için 1 İş merkezi çalışma alanın her 12 m2 si için 1 Okul sınıf odalarının her 10 m2 si için 8 Hastane her yatak odası için 3 * Servis asansörleri bu değerlerin dışındadır. ** Diğer bölümler ve mutfak hesaba katılmayacaktır.

b) Asansörün bir seferi için gerekli seyir zamanı Asansörün tek bir kabinin bina içinde çevrimi için geçen zamanın hesabıdır. Gerekli sefer zamanı, kabinin bir seferinde uğradığı ortalama en yüksek dönüş katı için geçen zaman. durduğu katlarında harcadığı zaman ve kabine yolcu transferinde harcadığı zamanın toplamıdır.

T H t S t PR v s= ⋅ ⋅ + + ⋅ + ⋅ t p⋅2 1 2( ) Burada, H : en yüksek dönüş katı (Tablo 2) tv : katlararası geçiş zamanı [s] S : muhtemel durak adedi (Tablo 6) ts : durma zamanı [s] P : kabin yolcu adedi (Tablo 7) tp : yolcu transfer zamanı [s] (Tablo 8)

En yüksek dönüş katı H, Tablo 2’den kolaylıkla bulunabileceği gibi verilen eşitlik yardımıyla değişik kabin kapasiteleri için hesaplanabilir.

Tablo 2. En yüksek dönüş katı H NiN

P

i

N

= −⎛⎝⎜

⎞⎠⎟=

−

∑1

1


- 6 -

Kabin kapasitesi (P) Ana giriş üzerindeki kat adedi

4 (3.2)

6 (4.8)

8 (6.4)

10 (8.0)

12 (9.6)

16 (12.8)

20 (16.0)

24 (19.2)

5 4.4 4.6 4.7 4.8 4.9 4.9 5.0 5.0 6 5.2 5.4 5.6 5.7 5.8 5.9 5.9 6.0 7 6.1 6.2 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.9 8 6.9 7.1 7.4 7.5 7.6 7.8 7.9 7.9 9 7.7 7.9 8.2 8.4 8.6 8.7 8.8 8.9 10 8.5 8.7 9.1 9.3 9.5 9.7 9.8 9.9 11 9.3 9.6 10.0 10.2 10.4 10.6 10.7 10.8 12 10.1 10.4 10.8 11.1 11.3 11.5 11.7 11.8 13 10.9 11.2 11.7 12.0 12.2 12.5 12.6 12.7 14 11.7 12.1 12.6 12.9 13.1 13.4 13.6 13.7 15 12.5 12.9 13.4 13.8 14.0 14.3 14.5 14.7 16 13.3 13.7 14.3 14.7 14.9 15.3 15.5 15.6 17 14.1 14.5 15.2 15.6 15.8 16.2 16.4 16.6 18 14.9 15.4 16.0 16.5 16.8 17.1 17.4 17.5 19 15.7 16.2 16.9 17.4 17.7 18.1 18.3 18.5 20 16.5 17.0 17.8 18.2 18.6 19.0 19.3 19.4 21 17.3 17.9 19.6 19.1 19.5 19.9 20.2 20.4 22 18.1 18.7 19.5 20.0 20.4 20.9 21.1 21.3 23 18.9 19.5 20.4 20.9 21.3 21.8 22.1 22.3 24 19.7 20.3 21.2 21.8 22.2 22.7 23.0 23.2

N = ana giriş üzerindeki kat adedi Asansör hızı Tablo 3’den bina tipi ve kat adedine göre seçilebilir. Katlararası geçiş zamanı, h katlararası mesafe [m] olmak üzere,

thvv = [s]

Tablo 3. Kabin hızları Bina Tipi Kat Adedi Hız [m/s] Bina Tipi Kat Adedi Hız [m/s]

≤ 8 ≥ 0.63 ≤ 6 ≥ 1 ≥ 8 ≥ 1.0 ≤ 10 1.2 - 1.5 ≥ 12 1.2 - 1.5 ≤ 15 2.0 ≥ 16 2.0 ≤ 20 2.5

Konut

≥ 20 ≤ 2.5

Otel

≥ 20 ≤ 3.0 ≤ 5 ≥ 1 ≤ 10 1.2 - 1.5 ≤ 15 2.0 ≤ 20 2.5

Büro

ve İş

Merkezi ≥ 20 ≤ 3.0 Kabinin bir durak katında durması esnasında harcanan zamanların toplamıdır. Kapı

açılma ve kapanma zamanları kapı tipine ve kapı genişliğine göre Tablo 4’de, tek katı geçme süresi de asansör hızına göre Tablo 5’de verilmiştir.

t t t t ts a k g= + + v− [s] Burada,


- 7 -

ta : kapı açılma zamanı [s] (Tablo 4) tk : kapı kapanma zamanı [s] (Tablo 4) tg : tek katı geçme zamanı [s] (Tablo 5) Tablo 4. Kapı açılma ve kapanma zamanları Tablo 5. Tek katı geçme zamanı

Kapı Tipi Kapı genişliği [mm] ta [s] tk [s] 800 2.5 3.0 900 2.5 3.8

1060 2.9 4.0 1100 3.0 4.0

Kenara

Toplamalı

1420 3.7 5.0 800 2.0 2.5 900 2.3 2.9

1060 2.5 3.3 1100 2.5 3.5

Ortadan Açılan

1420 2.7 3.7

Hız [m/s] tg [s] İvme [m/s2] < 1.00 10.0 0.40 1.00 7.0 0.55 1.50 6.0 0.75 2.50 5.5 0.85 3.50 5.0 1.00 5.00 4.5 1.35

> 5.00 4.3 1.50 Ara değerler enterpolasyonla bulunur

Muhtemel durak adedi S, Tablo 6’dan kolaylıkla bulunabileceği gibi verilen eşitlik

yardımıyla değişik kabin kapasiteleri için hesaplanabilir.

Tablo 6. Muhtemel durak adedi S NN

N

P

= ⋅ −−⎛

⎝⎜⎞⎠⎟

⎡

⎣⎢

⎤

⎦⎥1

1

Kabin kapasitesi (P) Ana giriş Üzerinde

ki kat adedi

4 (3.2)

6 (4.8)

8 (6.4)

10 (8.0)

12 (9.6)

16 (12.8)

20 (16.0)

24 (19.2)

5 2.9 3.3 3.8 4.2 4.4 4.7 4.9 4.9 6 3.1 3.5 4.1 4.6 5.0 5.4 5.7 5.8 7 3.2 3.7 4.4 5.0 5.4 6.0 6.4 6.6 8 3.3 3.8 4.6 5.3 5.8 6.6 7.1 7.4 9 3.4 3.9 4.8 5.5 6.1 7.0 7.6 8.1 10 3.4 4.0 4.9 5.7 6.4 7.4 8.1 8.7 11 3.5 4.0 5.0 5.9 6.6 7.8 8.6 9.2 12 3.5 4.1 5.1 6.0 6.8 8.1 9.0 9.7 13 3.6 4.1 5.2 6.1 7.0 8.3 9.4 10.2 14 3.6 4.2 5.3 6.3 7.1 8.6 9.7 10.6 15 3.6 4.2 5.4 6.4 7.3 8.8 10.0 11.0 16 3.6 4.3 5.4 6.5 7.4 9.0 10.3 11.4 17 3.7 4.3 5.5 6.5 7.5 9.2 10.6 11.7 18 3.7 4.3 5.5 6.6 7.6 9.3 10.8 12.0 19 3.7 4.3 5.6 6.7 7.7 9.5 11.0 12.3 20 3.7 4.4 5.6 6.7 7.8 9.6 11.2 12.5 21 3.7 4.4 5.6 6.8 7.9 9.8 11.4 12.8 22 3.7 4.4 5.7 6.8 7.9 9.9 11.5 13.0 23 3.8 4.4 5.7 6.9 8.0 10.0 11.7 13.2 24 3.8 4.4 5.7 6.9 8.0 10.1 11.9 13.4

Asansör kabinlerinin yolcu adetleri ve yaklaşık kabin yükü Tablo 7’de ve yolcu transfer zamanı ise kapı tipine bağlı olmaksızın kapı genişliğine göre Tablo 8’de verilmiştir. Bu değerler tavsiye edilen değerler olup, farklı transfer zamanları da kullanılabilir.


- 8 -

Tablo 7. Kabin yolcu adedi

Kabin yükü [kg] 320 480 640 800 1040 1280 1680 2080 2640 Yolcu adedi 4 6 8 10 13 16 21 26 33

Tablo 8. Yolcu transfer zamanı

Kapı genişliği [m] tp [s] < 1 2.2 ≥ 1 2.0

c) Gerekli asansör (kabin) sayısı Bir asansörün (kabinin) 5 dakikada yaptığı seferde taşıyacağı insan adedi hesaplandıktan sonra gerekli asansör (kabin) adedi bulunur. Asansör mühendisleri tarafından yapılan deneyler ve araştırmalar neticesinde asansör tesisinin, asansör trafiğinde en kritik olan 5 dakikalık süre içinde oluşan talepleri karşılaması halinde bütün gün içinde sorunsuz hizmet vereceği ispatlanmıştır. 5 dakikada yapılan seferde taşınan insan adedi,

( )R

PTR

=⋅ ⋅ ⋅5 60 08.

Asansör her zaman tam kapasite ile çalışmadığı ve binada çeşitli sebeplerden dolayı yaşayan insanların %80’ni hesaplamalara etkin olarak katılmaktadır. Asansörlerin grup kumandalı olması halinde (n´ grupta bulunan kabin adedi) olarak hesaba katılır. Eğer

grupta farklı kapasiteli kabinler bulunursa,

n/TT RR ′=

∑=

RR T/1

1T ile hesaplanır.

Gerekli kabin adedi, 5 dakikada taşınacak yolcu oranı (k) ile binada bulunan insan

sayısına ve bir seferde taşınan insan sayısına göre bulunur. k oranı Tablo 9’da bina tipine bağlı olarak verilmiştir.

LB k

R=

⋅

Tablo 9. Taşınacak insan yüzdesi Bina Tipi Standart Yükseltilmiş1)

Konut % 5 % 7 Otel % 10 % 15

Çoklu % 13 % 17 İş merkezi Tekil % 15 % 20 Okul % 15 % 25 Hastane % 8 % 10

1) Yüksek binalardaki asansörlerin hesabı için yükseltilmiş

değerlerin seçilmesi tavsiye edilir. Örnek Hesap. Ana giriş katı üzerinde 12 kat bulunan konutun, her katında 4 daire ve her dairede 3 yatak odası, 1 salon vardır. Binanın katlararası mesafesi 3 metredir. Kat kapısı


- 9 -

olarak ortadan açılan ve genişliği 900 mm olan kapı seçilmiştir. Bu bina için gerekli asansör kabin sayısı ile kapasitesi seçimi. Binada bulunan insan sayısı Tablo 1’den bir daire nüfusu : b = + ⋅ =2 2 1( ) 4 kişi

( ) ( ) 25043.01412b1nB =⋅+⋅⋅=⋅η+⋅= kişi Gerekli seyir zamanı Tablo 2’den en yüksek dönüş katı : H = 10.1 Tablo 3’den 12 katlı konut için hız : v = 1.2 m/s

Katlararası geçiş zamanı : thvv = = =

312

2 5.

. s

Tablo 4’den kapı açılma zamanı : ta = 2.3 s Tablo 4’den kapı kapanma zamanı : tk = 2.9 s Tablo 5’den tek kat geçme zamanı : tg = 6.5 s Durak katında harcanan zaman : ts = + + − =2 3 2 9 65 2 5 9 2. . . . . s Tablo 6’dan muhtemel durak adedi : S = 3.5 Tablo 7’den kabin kapasitesi : P = 4 kişi (seçildi) Tablo 8’den yolcu transfer zamanı : tp = 2.2 s

TR = ⋅ ⋅ + + ⋅ + ⋅ ⋅ ⋅ =2 101 2 5 35 1 9 2 2 08 4 2 2 1056. . ( . ) . ( . ) . . s Kabin adedi

5 dakikada taşınan insan sayısı :( ) ( )

RP

TR=

⋅ ⋅ ⋅=

⋅ ⋅=

5 60 08 300 08 41056

9 09. .

..

Tablo 9’dan taşınacak insan yüzdesi : k = % 5

LB k

R=

⋅=

⋅= →

250 0 059 09

138 1.

.. kabin seçilebilir.

Kabin kapasitesi P = 6 kişi seçilseydi,

H = 10.4 ; S = 4.1 ; TR = 120.04 s ; R = 11.99 ; 104.1L →= kabin bulunurdu.

Bu durumda kabin kapasitesini arttırmanın büyük bir faydası olmayacaktır. Bu bina için 4 kişilik tek kabin yeterlidir. 10.3 ASANSÖR MEKANİK DİZAYNI Yaygın olarak binalarda tesis edilen halatla tahrik edilen asansörlerin genel bölümleri ile kullanılan makina parçaları ile Şekil 1'de gösterilmiştir. Belli başlıca bölümleri ise şunlardır :


- 10 -

Şekil 1. Asansör tesisine ait bölümler

Hız regülatörü germe düzeni

En alt kat şalteri

Tampon şasisi

Tampon

Kesici Karşı ağırlık rayı

Kat kapısı

Kabin iskeleti

Kapı

Paraşüt düzeni Fleksible kablo

Karşı ağırlık

Kabin eteği

Son kat şalteri

Kapı mekanizması

Saptırma Hız regülatörü

Asansör makinası Kumanda panosu

Patenler Askı halatları Kılavuz raylar

Motor jeneratörü

Kontrol paneli

Asansör Kuyusu (Boşluğu), asansör hızı ve kabin boyutlarına göre dizayn edilen ve kabin ile karşı ağırlığın düşey doğrultu boyunca içinde hareket ettiği, etrafı yanmaya karşı dayanıklı duvarlarla çevrilmiş olan boşluktur. Kabinin en son duraklarda bulunma durumuna göre, üstte ve altta belirli miktarlarda emniyet boşlukları vardır. Üst boşluğa baca, alt boşluğa kuyu adı verilebilir. Asansör boşluğu duvarları tabandan tavana kadar tuğla, beton perde, çelik konstrüksiyon ile yapılmış olmalıdır. Kuyu duvar malzemesi olarak ahşap malzeme kesinlikle kullanılmamalıdır. İki veya daha fazla kabin aynı kuyu içinde çalıştırılacaksa, iki kabin arasına koruyucu bir paravan konulmalıdır (Şekil 2). Makina Dairesi, asansör makinası ve kumanda tablosunun, ana şalter, hız regülatörü ve saptırma makarasını da bulunduğu kapalı mekana makina dairesi denir. Makina dairesi, çok kez asansör boşluğu üstünde olduğu gibi, altta veya yanda da yapılabilir. Makina dairesi dış etkenlerden korunmuş, rutubetsiz, yeteri aydınlıkta (en az 200 lüx), geçiş yolu ve kapıların en az 1.8 metre yüksekliğinde ve 0.6 metre genişliğinde olduğu, iyice havalandırılmış, ortam sıcaklığı 5°C ila 40°C olmalı ve aşmayan kapalı mekan olmalıdır. Binanın kullanım özelliğine ve makina dairesinin konumuna göre ses ve titreşimleri absorbe edici şekilde dizayn edilmelidir. Makina dairesinin bir kapısı veya kapağı bulunmalı ve kilitli olarak durmalıdır. Makina dairesi döşemesinde, zemin mukavemeti 350 daN/m2 olacak şekilde taşıyıcı elaman olarak çelik konstrüksiyon veya betornarme kullanılmalıdır.


- 11 -

Şekil 2. Asansör boşluğunda bırakılması gereken mesafeler

Asansör kabini, yük ve insanların katlar arasında taşınmasında kullanılan çelik profil iskeleti ile askı halatlarına bağlı, kapılı veya kapısız olabilen çelik konstrüksiyonlardır. Kabinler çelik bir zemin ve taşıyıcı bir iskeletten meydana getirilir. Kabin iskeleti yan duvarlar ve tavanla kaplanarak kapalı bir hacim yaratılır. Kabinler asansör trafik durumuna ve taşıdıkları yük miktarı ve cinsine göre şekillendirilir. Kabin, duvar ve tavan kalınlığı en az 2 mm saçtan olmalı eni ve boyu arasında en az 0.5 oran bulunmalıdır. Kabin malzemesi olarak farklı malzemeler kullanılabilir ancak aranacak temel nitelik sağlamlık ve kolayca tutuşmamalıdır. Korumalı camların kalınlığı en az 4 mm, telli camların kalınlığı ise en az 6 mm olmalıdır. Kabin konstrüksiyonları Şekil 3'de görülmektedir.

Kabin

Üst kiriş

Yan destek

Platform

Şekil 3. Kabin konstrüksiyonları


- 12 -

Patenler, kabin ve karşı ağırlık ayrı ayrı kılavuz rayına patenler ile alt ve üst kısımlarından kılavuzlanmaktadır. Kılavuzlama yapan patenler, (a) kayan paten, (b) döner paten, (c) tekerlekli patenler olmak üzere 3 ayrı tiptedir (Şekil 4).

(a) (b) (c)

Şekil 4. Kılavuzlamada kullanılan patenler Kat Kapıları, asansör duraklarındaki kapılar basit, yarı otomatik (çarpma kapı), ya da tam otomatik olabilir (Şekil 5). Her türlü halde, güvenlik için, kapı tam kapanmadan ve sürgülü emniyet sağlanmadan kabin hareket etmemeli, aynı zamanda, kabinin bulunmadığı durakta kat kapısı açılmamalıdır. Kat kapıları açılma biçimlerine göre sınıflandırılabilir:

• Tek ve çift kanatlı çarpma kapı (Şekil 5a) • Katlanabilir veya yana toplamalı kapı (Şekil 5b) • Ortadan açılan kapı (Şekil 5c) • Yukarı kaymalı kapı (Şekil 5d) • Özel kapılar

(b) (a)

(c) (d)

Şekil 5. Asansörlerde kullanılan kapılar


- 13 -

Kılavuz raylar, asansör tesisinde kabini ve karşı ağırlığı düşey hareketlerde ayrı ayrı kılavuzlamak ve yatay hareketlerini minimuma indirmek, paraşüt tertibatının çalışması durumunda kabini durdurmak maksadıyla kullanılır. Kabin ve karşı ağırlığın düşey doğrultularını korur, dönmesini engellerler. Aynı zamanda, paraşüt düzeninin kabini tutmak için kullanacağı elemanlar raylardır. Genellikle soğuk çekme çelik T-profilleri kullanılır. Karşı ağırlık için, gergin yuvarlak profili çelik çubuktan, ya da köşebentten yapılabilir. Asansör kılavuz rayları ve bağlama pabuçları TS 4789 (4/1986) da ele alınmıştır. ISO 7465 standardında verilen soğuk çekilmiş ve işlenmiş ray Şekil 6’da verilmiştir

A görünüşü

Şekil 6. Asansör kılavuz rayları

Karşı Ağırlık, kabin ağırlığını ve tam yükün de 0,4 ya da 0,5'ini karşılayacak değerde seçilir. Kolay taşınabilmesi ve miktar ayarlanması bakımından birbiriyle bağlanabilecek dökme demir parçalar halinde yapılır. Karşı ağırlık çelik bir çerçeve yardımcı ağırlıklar ve çelik çerçeveye tutturulmuş yönlendirme elemanlarından oluşmaktadır. Yardımcı ağırlıklar genellikle dökme demirden veya çelik levhalardan imal edilebilir (Şekil 7).

Şekil 7. Karşı ağırlık


- 14 -

Askı Elemanı, asansörlerde genellikle yük taşıyıcı elemanlar çelik tel halatlardır. TS 1918/7 veya DIN 3058 Seale tipi halatları asansörde yaygın olarak kullanılmaktadır. İnsan taşıyan asansörlerde en az iki halat kullanılmalı ve halat çap 8 mm'den az olmamalıdır. Çelik tel halatlar, zamanla eskimekle beraber, ani olarak kopmaya, karşı güvenli elemanlardır. Periyodik muayenelerle, kullanılamayacak duruma gelip gelmedikleri test uygulanarak anlaşılır. İşletme ömürleri, asansörlerde şartlara göre değişik olarak 5-15 yıl kadardır. Hız regülatörü, asansör iniş hızı, nominal değerini %25 kadar aştığı takdirde, paraşüt tertibatını harekete geçirerek, paraşüt frenini etkiler ve motor cereyanını keser. Hız regülatörü asansör boşluğunun üst tarafında, makina dairesinde bulunur. Regülatör halatı kabinin hareketini, regülatör kasnağına iletir. Aşırı hız halinde sıkıştırılan bu halat paraşüt mekanizmasını harekete geçirir. Hız regülatörleri genellikle "hız sınırlayıcı" olarak görev yaparlar. Ancak hız düzenleyen hız regülatörü çeşitleri de yapılmıştır. Hız regülatörü ve paraşüt düzeninin çalışma prensibi Şekil 8'da gösterilmiştir.

Regülatör halatı

Paraşüt düzeni

Kabin iskeleti

Bağlantılar

Üst kiriş

Hız regülatörü

Şekil 8. Hız regülatörünün çalışma prensibi

Hız regülatörleri yapıları bakımından iki farklı çeşitte asansör tesislerinde kullanılmaktadı: (a) Sarkaçlı regülatör, (b) Savrulma ağırlıklı regülatör. Son kat şalterleri, kabin en alt ve en üst durumlarını sınırlar, kabine tesbit edilirler veya makine dairesi zeminine yerleştirilirler ve kabin tarafından çaliştırılırlar. Birinci hal genellikle yüksek hızlı asansörlerde, ikinci hal ise düşük hızlı asansörlerde kullanılır. Son kat şalterlerinin gerek kontrol devresini gerekse motor ana devresini kesen tipleri vardır. Paraşüt Tertibatı, halat kopması veya iniş hızının aşırı derecede artması halinde, asansörü kılavuz raylar üzerinde frenleyerek durdurur. Kabinin üst veya alt kirişlerine yerleştirilir. Elektrikli, hidrolik veya pnömatik sistemler güvenli olmadığından mekanik olarak çalışırlar. Ani frenleyerek kısa mesafede durdurma, atalet kuvvetleri yüzünden gerek insan, gerekse


- 15 -

taşıyıcı elemanlar üzerinde zararlı etki yapacağından, yumuşatıcı ve kaydırıcı paraşüt freni uygulanır. 0,85 m/s asansör hızına kadar kullanılan sert fren etkilerinden başka, kılavuz rayları da zedeleyebilirler. Paraşüt tertibatının kabin hızına bağlı olarak kullanılan başlıca iki türü vardır.

• Ani Olarak Etki Eden Paraşüt Tertibatı • Kademeli Olarak Etki Eden Paraşüt Tertibatı(Mekanizması)

Tamponlar, Arıza yüzünden en alt durakta durmayıp yoluna devam eden kabin ve karşı ağırlığın zemine çarpışını yumuşatmak üzere, asansör hızına göre, elastik, yay veya hidrolik elemanlarlar kullanılır. Asansör tesislerinde kabinin ve karşı ağırlığın altına ayrı ayrı yerleştirilen tamponlar üç sınıfta ele alınmaktadır.

• Elastik tampon • Yaylı tampon • Hidrolik tampon

(a) (b) (c)

Şekil 9. Tamponlar Asansör makinası, genellikle elektrik motorlu ve tahrik kasnaklıdır. Redüktörlü ve redüktörsüz olmak üzere iki çeşidi vardır. Sonsuz vida mekanizmasının, sessiz çalışması küçük hacimde büyük çevrim oranı sağlaması ve düşük veriminin frenlemeye yardımcı olması yönünden asansörde yaygın kullanımını sağlamıştır. Asansörde kullanılan elektrik motoru, özel yapılmış, kaymalı Ward-Leonard grubu elemanı olarak, doğru akım motoru yer alır. Bu durumda asansör hızı istenildiği gibi ayarlanarak rahat bir ivmeli haraket sağlanabilir. Tek devirli asenkron motorlar, hızı az olan asansörlerde kullanılır. 0,75 m/s'den fazla hızlı asansörlerde, özellikle duruş sırasındaki negatif ivmeli hareketin verdiği rahatsızlığı azaltmak için, kutup sayısı değişebilen "çift devirli" motor uygulanır. Asansör makinası olarak kullanılan redüktörlü ve redüktörsüz makinalar Şekil 10a görülmektedir. Asansörlerde redüktör olarak, yaygın olarak kullanılan sonsuz vida mekanizmasının dışında planet mekanizmaları da kullanılmaktadır. Şekil 10c’de redüktörlü ve redüktörsüz makinaların karşılaştırılması yapılmaktadır.

RedüktörlüRedüktörsüz


- 16 -

(a) redüktörlü (b) redüktörsüz (c) Karşılaştırma^

Şekil 10. Asansör makinaları

Elektrik Donanımı, makina dairesinde, bir tablo üzerinde ana şalter ve sigortalar bulunur. Elektrik motorunun çalıştırılması, otomatik frenin gevşetilmesi, aydınlatma, emniyet ve kumanda düzenleri için çeşitli devreler düzenlenir. Kumanda devrelerinde ve kabinde 250 voltun üzerinde gerilim bulunmamalıdır. Bütün metal elemanlar ayrı ayrı topraklanır. Raylar topraklama iletkeni olarak kullanılamaz. Kumanda Düzeni, asansörlerin kolay, rahat, düzenli ve güvenli bir şekilde kullanılmaları için kumanda sistemleri gerçekleştirilir.İç kumanda verilmişse bu zaman sonunda asansör dış kumandaya uyarak hareket eder. Modern asansör kumanda panosuna ait örnek Şekil 68'de gösterilmiştir.

Güç ünitesi Kontaktör Bağlantılar

Röleler

Ana Şalter Baskılı devreler

Şekil 11. Asansör kumanda panosu

10.4. ASANSÖR DİZAYN PARAMETRELERİ

Sürtünmeli tahrikli asansörlerde kabin ve karşı ağırlıkların bağlı olduğu çelik tel halat ile kasnak arasındaki sürtünme etkisinden yararlanılarak hareket sağlanır. Asansör tesislerinde tahrik kasnakları sahip oldukları avantajlar nedeniyle tercih edilirler

1. Kasnak boyutu taşıma yüksekliğinden bağımsızdır. 2. Boyutlar daha küçük olabildiğinden konstrüksiyon daha hafiftir. 3. Kabinin veya karşı ağırlığın herhangi bir nedenle hareketsiz kalması durumunda halat kollarında aşırı bir yüklenme veya boşalma görülmez. 4. Halat sayısı çok miktarda alınabildiğinden yüksek emniyeti sağlamak ve küçük kasnak çapı kullanmak mümkündür.

Asansörlerin başlıca teknik parametreleri Q yüküne (kg) ve nominal hıza V (m/s) göre

değerlendirilir. Asansör tahrik grubunun elemanları bu parametrelere göre hesaplanır ve seçilir. Nominal hızların seçiminde R5 (Renard 5) serisinden, yükler için R10 serisinden faydalanılır. Kabin hızları Tablo 10’da, kabin anma yükleri ve platform alanları Tablo 11’den alınabilir.


- 17 -

Tablo 10. Asansör kabin hızları Hızlar V [m/s] (R5 serisinden) 0.25 ; 0.40 ; 0.63 ; 1.00 ; 1.60 ; 2.50 ; 4.00 ; 6.00 (R10 serisinden) 2.00 ; 3.15 ; 5.00 R5 10 165= = . ; 25.11010R 10 ==

Tablo 11. Kabin anma yükleri ve platform alanları

Kabin Net Platform Alanı Kabin Net Platform Alanı yükü A17 EN81 EN81 yükü A17 EN81 EN81 [kg] [m2] [m2] [adet] [kg] [m2] [m2] [adet] 100 0.30 0.40 1 800 2.02 2.00 10 160 0.47 0.45 2 1000 2.43 2.40 13 250 0.71 0.75 3 1250 2.92 2.90 16 315 0.88 0.95 4 1600 3.55 3.56 21 450 1.22 1.30 6 2000 4.22 4.20 26 630 1.64 1.66 8 2500 4.99 5.00 33

EN81 standardından 2500 kg üzerindeki her 100 kg yük için kabin alanına 0.16 m2 ve

A17.1 kodu ise 0.15 m2 ilave edileceği not edilmiştir. Tek bir yolcu ağırlığı için EN81 standardı 75 kg alınması tavsiye edilmiştir. Asansör mekanik dizaynı için gerekli diğer parametreler ise şunlardır :

a) Toplam seyir mesafesi ile durak adedi b) Asansör kuyusu ile kabin ve makina dairesi boyutları c) Şebeke voltajı, saatteki çalıştırma sayısı ile yük faktörü d) Kontrol sistemi e) Kat ve kabin kapıları f) Bina içindeki asansör sayısı ve konumu g) Çevre şartları

10.5.ASANSÖR MEKANİK HESAPLARI

Halat donanımlı bir asansör tesisinin mekanik hesapları aşağıda işlem sırası ile ele alınmıştır. Hesapları ve seçimi yapılacak elemanları şunlardır.

a) Askı halatları b) Tahrik ve saptırma kasnakları c) Halat donanımı d) Karşı ağırlık e) Tahrik kabiliyeti f) Elektrik motoru ve dişli kutusu g) Fren tertibatı h) Kabin ve karşı ağırlık kılavuz rayları i) Paraşüt düzeni j) Tamponlar

Sürtünmeli tahrik prensibine göre çalışmakta olan asansör tahrik grubu elemanlarının

seçim ve hesaplama esaslarında taşıma kapasitesi (insan sayısı) ve asansör hızı giriş değerleri


- 18 -

olarak alınmaktadır. Standartlarda beher insan ağırlığı 75 kg olarak esas alınarak, sisteme etki eden ağırlıklar hesaplanmaktadır. Taşıma kapasitesi, i insan ağırlığı olmak üzere,

iQ ⋅= 75

Kabin ağırlığı ise, taşıma kapasitesine veya insan sayısına bağlı olarak Tablo 12’den seçilmektedir.

Tablo 12. Taşıma kapasitesine göre kabin ağırlıkları İnsan Sayısı

Kabin Yükü

Kabin ağılığı

İnsan Sayısı

Kabin Yükü

Kabin ağılığı

2 160 250 350

10 800 800 1200

4 315 400 600

16 1250 1000 1600

6 450 550 800

21 1600 1500 2000

8 630 700 1000

33 2500 2000 4000

Karşı Ağırlığın Tayini

Karşı ağırlık, kabinin ağırlığının ve seçilmiş yükün bir kısmını ( % 45 ila % 50 si cıvarı) ile bulunur. Yüksek katlı binalarda ise bu ağırlığa, dengeleme durumundaki hareketli halatların kütlesi de eklenir.

G K Q Hq

K = + ⋅ + ⋅ψ4

Burada , Ψ : yükün karşı ağırlık tarafından karşılanan yüzdesi ( % 45 - 50) H : kabin tarafından alınan mesafe [m] q : hareketli halatın birim metre başına ağırlığı [kg/m] Çoğunlukta asansör mekanik hesaplarında bu değer yaklaşık olarak :

G KQ

K = +2

hesaplanır. Asansör Halatlarının Hesap Esasları Asansörlerde kabin ve karşı ağırlıklar kasnak üzerinden tahrik edilebilmesi için en az 4 adet çelik tel halatlar ile asılırlar. Asansör tesislerinde 6 x 19 veya 8 x 19 SEALE tipi halat kullanımı yaygınlaşmıştır. Asansörlerde çapraz sağ sarımlı halatlar (yani SEALE tip s/Z) kullanılır. Bu halat için kopma gerilmesi değerleri 1570 N/mm2 veya 1770 N/mm2 olarak alınır. EN81 standardına göre en küçük halat çapı 8 mm ; ABD ‘de ise A17.1 koduna göre en küçük halat çapı 9 mm olmalıdır.

Tahrik kasnağının çapını hesaplayabilmek için ilk olarak askı halatı çapının hesaplanması ve standart çap değerinin seçilmesi gerekmektedir. Askı halatlarının hesabında


- 19 -

öncelikle, tek bir halatta oluşan maksimum çekme kuvveti hesaplanır. Asansör hızı ve kullanım şekli dikkate alınarak seçilen emniyet katsayısı ile çarpılarak, bulunan bu değere göre halat tablosundan teorik kopma yüküne bağlı halat çapı seçilir. Kullanılması gereken halat sayısı sadece taşınacak yükle değil, halatların üzerine sarıldığı en küçük kasnak veya tamburun D esas çapı ile, halatın d çapı arasındaki orana da bağlıdır. d ölçüsü 6 kordonlu halatlarda gerçek çap değerini, 8 kordonlu halatlarda ise gerçek çapın 0.825 katına eşit olan farazi çap değerini gösterir. Emniyet bakımından en az 2 adet halat kullanılır. Çoğu zaman büyük tesislerde bu sayının sekiz ve hatta ona çıkarılması gerekli olur. Emniyet Katsayıları İlk aşamada bu oran 40 değerinden altına düşürülmemelidir. Öte yandan halak açık asansörler, özel asansörlerle yük asansörleri ve mont-şarj tesislerinin söz konusu olmasına göre değişik değerler alan emniyet katsayısı oranı küçük olduğu ölçüde büyük tutulmalıdır. Tablo 13’de oranın çeşitli değerleri için karşılık gelen emniyet katsayılarının minimum değerleri gösterilmiştir (Texier, 1972).

dD/dD/

Tablo 13. Emniyet Katsayıları

Asansör Cinsi 40/ =dD 50/ =dD 60/ =dD Halka açık olan asansörler 17 13 11 Özel asansörler ve yük asansörleri 14 11 9.5 Mont-şarj asansörleri 11 9 8

Asansör parçalarının hesaplanmasında emniyet katsayısı 5’den aşağı olmamalıdır. Tablo 14’de belirtilen parçaların hesaplanmasında en az bu çizelgede belirtilen emniyet katsayıları esas alınmalıdır (Texier, 1972).

Tablo 14.Emniyet Katsayıları (Askı Düzeni) Malzeme Emniyet Katsayısı (min)

Askı halatı 14 İnsan asansörleri Kasnak ve tambur 12

Askı halatı 14 Genel hizmet ve ağır hizmet asansörleri Kasnak ve tambur 12

Askı halatları emniyet katsayısı,

GnS ⋅

=υ

formülü ile hesaplanır. Burada, S bir halatın kopma yükü n yük taşıyan halat sayısı G halatlara gelen en büyük statik yük Barney, ABD’de geçerli A17.1 asansör standardında yer alan grafikten Tablo 15’de görülen minimum emniyet katsayılarını elde etmiştir (Barney, 1997).


- 20 -

Tablo 15. Minimum Emniyet Katsayıları

Halat hızı [m/s]

Yolcu asansörü

Yük Asansörü

Halat hızı [m/s]

Yolcu asansörü

Yük Asansörü

0.25 7.6 6.7 2.50 10.3 9.2 0.40 7.8 6.9 4.00 11.3 10.0 0.63 8.1 7.2 6.30 11.8 10.5 1.00 8.6 7.7 < 7.00 11.9 10.6 1.60 9.3 8.3

Örnek : 4 halatlı bir sistemde normal askı düzeninde (i = 1) halata uygulanan maksimum yük 1360 kg olduğu durumda ,

404

1281.91360=

⋅⋅=

⋅=

nGS υ kN olan halat seçilecektir.

Maksimum statik yük, kabinin en alt konumunda, nominal yükle yüklü haldeyken, kabin ağırlığı, üzerindeki halatların toplam ağırlığı, fleksible kablo ağırlığı ve varsa dengeleme ağırlığından oluşmaktadır. Bu durumda, emniyet katsayısı, minimum kopma yükü ile ifade edilir.

maxS

inSB ⋅⋅=υ

TS 1918 standardında halat hesabında kullanılan kuvvetler tanımlanmaktadır. Halat teorik kopma kuvveti Ft halat metalik kesit alanı ile tellerin anma dayanımının çarpımına eşit olan değerdir. Halatın en küçük kopma kuvveti Fmin çekme deneyi sırasında halatın daha küçük kuvvetle kopmamasını belirtmek için kullanılan ve halat teorik kopma kuvveti ile halat çarpanının k çarpmına eşit olan kuvvettir. tFkF ⋅=min

Halat yapım çarpanı k, halat deney kopma kuvveti ile halat gerçek kopma kuvveti arasındaki farkın halat deney kopma kuvvetine oranı olan halat yapım kaybını belirten bir değerdir. Eski Hesap Yöntemi : Askı Halatlarının Hesabı

Tahrik kasnağının çapını hesaplayabilmek için ilk olarak askı halatı çapının hesaplanması ve standart çap değerinin seçilmesi gerekmektedir. Askı halatlarının hesabında öncelikle, tek bir halatta oluşan maksimum çekme kuvveti hesaplanır. Asansör hızı ve kullanım şekli dikkate alınarak seçilen emniyet katsayısı ile çarpılarak, bulunan bu değere göre halat tablosundan teorik kopma yüküne bağlı halat çapı seçilir.

Asansör halatlarının hesabında öncelikle, tek bir halatta oluşan maksimum çekme kuvveti hesaplanır. Asansör hızı ve kullanım şekli dikkate alınarak seçilen emniyet katsayısı ile çarpılarak, bulunan bu değere göre halat tablosundan teorik kopma yüküne bağlı halat çapı seçilir. Asansör askı kalatlarında oluşan toplam çekme kuvveti,


- 21 -

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+⋅⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+=Σ

gb1G

iKQS Hmax

burada Q : taşınan yük ( Q = 75 · n ) [n : insan sayısı] K : boş kabin ağırlığı [kg] (Tablo 16’dan) GH : halat ağırlığı1 [kg] i : halatlama faktörü b : kabin ivmesi [m/s2] g : yer çekimi ivmesi 9.81 m/s2

Tablo 16. Kabin ağırlıkları

İnsan Kabin Kabin İnsan Kabin Kabin Sayısı Yükü ağılığı Sayısı Yükü ağılığı

2 160 250 350

10 800 800 1200

4 315 400 600

16 1250 1000 1600

6 450 550 800

21 1600 1500 2000

8 630 700 1000

33 2500 2000 4000

Halat ağırlığı değeri ilk hesaplarda tahmini bir değer seçilmekte, kesin halat çapı

seçiminden sonra hesap yenilenmektedir. Asansör ivmesi ise, hıza bağlı olarak tanımlanmaktadır. v13.0v67.0b 2 ⋅+⋅= tek bir halatta meydana gelen kuvvet

SSnmax

max=Σ

ve Tablo 16’dan seçilen halat için emniyet katsayısı ile halatın kopma kuvveti bulunur.

ν⋅= maxB SS TS 1918 standardında Föy 7’de verilen 6 x 19 SEALE ve Föy 8’de verilen 8 x 19

SEALE tipi halat tablolarındaki 1570 veya 1770 N/mm2 kopma mukavemeti değerleri için verilen Ft teorik kopma mukavemetine uygun halat çapı seçilir. Seçilen halatın işletme durumuna göre emniyet katsayısı

ν =F

St

max

ile kontrol edilir. Dosdoğru, asansör tel halatlarında Seale kordonlu halatların kullanıldığını belirterek, asansör tel halatlarının kırılmaya karşı emniyet katsayılarını asansör hızına göre Tablo 17’de görüldüğü gibi ifade etmiştir (Dosdoğru, 1982). 1 Halat ağırlığı GH = L ·q ; burada halat uzunluğu L, n halat adedi , k kat adedi olmak üzere: L = n· ( 2 + k· 3)


- 22 -

Tablo 17. Asansör tel halatlarının kırılmaya karşı emniyet katsayıları Bυ Asansör hızı [m/s] 0.3 0.5 0.85 1.2 ≥1.5

Yolcu 12 13 14 15 16 Tamburlu Yük 1) 8 9 10 11 12 Yolcu 16 17 18 19 20 Tahrik

kasnaklı Yük 1) 11 12 13 14 15 Yolcu 16 18 20 22 24 Tahrik

kasnaklı 2) Yük 1) 14 15 16 17 18 1) Operatörsüz yük asansörleri için 2) Kabin halatlara yaylı olarak asılı

TS 1918 standardında Föy 7’de verilen 6 x 19 SEALE ve Föy 8’de verilen 8 x 19

SEALE tipi halat tablolarındaki 1570 veya 1770 N/mm2 kopma mukavemeti değerleri için verilen Ft teorik kopma yüküne uygun halat çapı seçilir. Seale halatların minimum kopma yükleri ve halat çapları, halat yapılarına bağlı olarak Tablo 18 ve Tablo 19’da verilmiştir.

Tablo 18. 6 x 19 Seale halatın minimum kopma yükleri (TS 1918 / 7) Elyaf Özlü Halat Çelik Tel Özlü Halat

Teorik kopma yükü [kN] Teorik kopma yükü [kN] Kopma muk. [N/mm2] Kopma muk. [N/mm2]

Halat Çapı

[mm]

Ağırlık

≈ kg/m 1570 1770 1570 1770

Ağırlık

≈ kg/m

Halat Çapı [mm]

8 0,238 38,7 43,6 44,9 50,6 0,262 8 9 0,302 48,9 55,2 56,8 64 0,332 9 10 0,373 60,4 68,1 70,1 79 0,410 10 12 0,537 87 98,1 101 114 0,590 12 15 0,838 136 153 158 178 0,922 15 16 0,954 155 174 179 202 1,05 16 18 1,21 196 221 227 256 1,33 18 20 1,49 242 272 280 316 1,64 20 22 1,80 292 330 339 382 1,98 22

Tablo 19. 8 x 19 Seale halatın minimum kopma yükleri (TS 1918 / 8)

Elyaf Özlü Halat Çelik Tel Özlü Halat Teorik kopma yükü [kN] Teorik kopma yükü [kN]

Kopma muk. [N/mm2] Kopma muk. [N/mm2] Halat Çapı [mm]

Ağırlık

≈ kg/m 1570 1770 1570 1770

Ağırlık

≈ kg/m

Halat Çapı [mm]

10 0,348 53,6 60,5 70,8 79,8 0,425 10 11 0,422 64,9 73,2 85,7 96,6 0,514 11 12 0,502 77,2 87,1 102 115 0,612 12 15 0,784 121 136 159 180 0,957 15 16 0,892 137 155 181 204 1,09 16 18 1,13 174 196 229 259 1,38 18 20 1,39 215 242 283 319 1,70 20 22 1,69 260 293 343 386 2,06 22 24 2,01 309 348 408 460 2,45 24


- 23 -

Yeni Hesap Yöntemi : EN 81 Standardına göre Konvansiyonel asansör tasarımında en az 2 adet halat seçildiğinden emniyet katsayısı

12=υ alındığında,

υ⋅⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+=⋅ gG

iKQFn Hmin (1)

Burada, n : halat adedi Fmin : en küçük kopma kuvveti (TS 1918’e göre) Q : beyan yükü K : kabin ağırlığı GH : halat ağırlığı i : halatlama faktörü İlk adımda halat ağırlığı tahmini değer olarak alınır ve minFn ⋅ değeri hesaplanır. Halat adedi seçildikten sonra (4, 5 vb), en küçük kopma kuvvetine göre TS 1918 de verilen halat tablosu yardımıyla halat çapı seçilir.

Teorik Kopma Kuvveti, Ft En Küçük Kopma Kuvveti, Fmin

Anma Kopma Mukavemeti N/mm2

Halat anma çapı

1570 N/mm2

(160 kgf/mm2)

1770 N/mm2

(180 kgf/mm2)

1570 N/mm2

(160 kgf/mm2)

1770 N/mm2

(180 kgf/mm2)

DN Tol %

Birim kütle

ağırlığı ≈

kg/m kN kgf kN kgf kN kgf kN kgf

10 0.373 60.4 6160 82.4 8380 51.9 5300 58.6 5960

11

+6

0 0.451 73.1 7450 98.1 9980 62.9 6410 70.9 7210 Seçimi mümkün olan halat yapılarına göre belirlenen halat çapı için, kontrol hesabı yapılmalıdır. Bu işlemin başlangıcı ilk aşamada tahmin edilen gerçek halat ağırlığının hesaplanmasıdır. Buna göre,

qiHnGH ⋅+⋅⋅= )2( (2) Burada, seyir mesafesi H, kasnak üzerinden sarkan kısım 2 metre, birim kütle ağırlığı q ile gösterilmiştir. Hesaplanan halat ağırlığı (1) ifadesinde yerine yazılarak, emniyet katsayıları yeniden hesaplanır.

gGi

KQFn

H ⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+⋅

= minυ > 12 (3)

Halat Uzamasının Kontrolü


- 24 -

Uzun mesafede kabinin asıldığı çelik tel halatlarda uzamanın kontrol edilmesi gerekmektedir. Bu durumda Hook kanunun uygulandığı halde

AElSl⋅⋅

=∆ [mm] (4)

ile ifade edilir. Burada S halat boyu E Elastisite modülü (elyaf özlü halat için : 6300 daN/mm2) A halat metalik kesit alanı Halatta oluşan maksimum çekme kuvveti,

gGi

KQn

S H ⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+⋅=

1 (5)

dir. Tel halatın metalik kesit alanı,

xdA ⋅⋅

=4

2π (6)

Burada 6 x 19 SEALE halat için x = 0.49 8 X 19 SEALE halat için x = 0.4350 Müsaade edilen uzama değerleri ise :

Hafif yüklü halatlar için % 0.25 Normal yüklü halatlar için % 0.5 Ağır yüklü halatlar için % 1.0

Uzamanın sınır değerleri, hafif yüklenmiş halatlar için % 0.25, normal yüklenmiş halatlar için % 0.5 ve ağır yüklenmiş halatlar için % 1 değerleri alınmalıdır.

Çek

me

kuvv

eti /

kop

ma

yükü

[%]

Elyaf özlü halat Çelik özlü halat

Uzama, % Dr C Erdem İMRAKDr İsmail GERDEMELİ MAK419 - Transport Tekniği

- 25 -

Şekil 12. Halat uzamasının halat tipine göre değişimi

Örnek : 2000 daN toplam halat yükü olan 13 mm çapında 6 adet 19 metre boyunda halatın uzama kontrolü.

5.16

413646.06300

1900020002 =

⋅⋅

⋅=∆

πl mm (ε = % 0.08)


- 26 -

Tahrik ve Saptırma Kasnakları

Tahrik kasnağı çapı, çelik tel halat çapına bağlı olarak seçilmektedir. Tahrik kasnağı çapı iki ayrı yöntemle elde edilmekte ve birbiriyle mukayese edilip en büyük çap esas alınmaktadır. I. Yöntem : tahrik kasnağı çapı, seçilen halat çapına ve işletme hızına bağlı olarak hesaplanmaktadır. ( )v27.037dDT ⋅+⋅= II. Yöntem : tahrik kasnağı çapı, çelik tel halat ile kasnak yivi arasında meydana gelen ezilme basıncı esas alınarak hesaplanmaktadır. Burada, kasnak malzemesi ezilme emniyet basıncı pem = 2,5 N/mm2 alınmıştır. Kama yiv için : (kasnak kama yiv açısı γ)

2/sin

1pd

SD

em

maxT γ

⋅⋅

=

Alttan oyuk yiv için : (alltan oyuk yiv açısı β)

β−β−πβ⋅

⋅⋅

=sin

2/cos8pd

SDem

maxT

Yarım daire yiv için :

π⋅

⋅=

8pd

SDem

maxT

III. Yöntem : EN 81 Standardına göre Tahrik Kasnağı Seçimi


- 27 -

Standard kasnak çapının, halat nominal çapının en az 40 katı olması gerektiğini belirtmektedir. Dolayısıyla bu oran daha fazla alınabilir, oranın artmasıyla halatın ömrü de artmaktadır ancak bu artışı sınırlayan etmen tahrik kasnağının atalet momentinin artması ve seçilen elektrik motorunun bu değeri karşılayamamasıdır.

dDT ⋅≥ 40 (7)

Uygun sarım açısının temini için saptırma kasnağının, tahrik kasnağına göre konumu önemlidir. Kasnak eksenleri arasındaki mesafenin hesabı Şekil 13’den kolaylıkla yapılabilir.

α

KAA

RŞIĞIRLIK

TARAFI

KARŞI AĞIRLIK TARAFI

YÜK(KABİN)TARAFI

YÜK (KABİN) TARAFI

Şekil 13. Tahrik ve saptırma kasnağı arasındaki mesafeler

Yük tarafı (Kabin) hemen hemen her zaman tahrik kasnağı tarafında, karşı ağırlık ise

saptırma kasnağı tarafında yer almaktadır. Halatın tahrik kasnağı üzerinde yaptığı açı α ile gösterilmiştir.

ϕ α= °−180

( ) ( )sin

/ / / /ϕ =

⋅ + − − − ⋅ −

+

b b h D D h D D

b hT K T K

2 2 2

2 2

2 2 2 2

Eğer kullanılan tahrik kasnağı ile saptırma kasnağı çapı aynı alınırsa, DT = DK, bu halde

ifade

sinϕ =+b

b h2 2 ve tanϕ =bh

şeklinde basitleştirilir. Ayrıca b mesafesi de kasnak çaplarına ve L uzunluğuna göre yazılabilir.

b LD DT K= −

+⎛⎝⎜

⎞⎠⎟2

Tahrik Kabiliyetinin Kontrolü

Tahrik kasnaklarında halat kollarındaki farklı S1 ve S2 kuvvetlerinden dolayı elastik uzamalar da farklı olur. Bu nedenle kasnak üzerinde halatın gezinmesi olayı ortaya çıkar. Dolayısıyla tahrik kasnakları daima aşınmaya maruz kalır. Aşınmaları asgariye indirmek için halat basınçlarında ve yiv formlarında yapılabilecek işlemlerin yanı sıra, malzemelerin de


- 28 -

özenle seçilmesi önemlidir. Daha da önemlisi homojen bir malzeme terkibin sağlanmasıdır. Ayrıca yiv yüzeylerinin iyi işlenmesi faydalıdır.

İki ucundan gergin olarak kasnağa sarılan bir halat N normal kuvveti ile kasnağa bastırmış olduğundan, halat ile kasnak arasında oluşan sürtünme bağı nedeniyle kasnağın dönüş yönüne göre halat kolu bir taraftan sarılırken diğer taraftan da boşalmış olur (Şekil 14). Halatın tahrik kasnağına sarılma açısı α halat ile tahrik kasnağı arasındaki sürtünme katsayısı µ, halatın kasnağa sarılan kolundaki kuvvet S1 ve boşalan kolundaki kuvvet S2 ile gösterilirse, kuvvetler arasında Eytelwein bağıntısı geçerlidir.

SS

e1

2≤ ⋅µ α

Şekil 14. Tahrik kasnağındaki kuvvetler

Kabinin boş veya dolu olması, kabinin asılma şekli, dengeleme halatı, kumanda

kablosu, makina dairesinin yukarıda veya aşağıda olması vb. durumlar karşısında değişme olur. Ayrıca cisimler harekete geçerken veya durmaya meylederken kütle kuvvetlerinin etkisinde kaldıklarından asansör tesislerinde halat kollarındaki kuvvet oranları da değişir. Bu durumda Eytelwein bağıntısı daha genel bir biçimde aşağıdaki gibi yazılır.

SS

C C e1

21 2⋅ ⋅ ≤ ⋅αµ

Burada C1 ivme faktörü olarak adlandırılır ve asansör bağlı ivme değerleri Tablo 20’de verilmiştir. C2 yiv faktörüdür ve yiv formu bağlı olarak hesaba ilave edilir.

Tablo 20. C1 ve C2 değerleri Asansör hızı [m/s] C1

0 < v ≤ 0.63 1.10 0.63 < v ≤ 1.00 1.15 1.00 < v ≤1.60 1.20 1.60 < v ≤ 2.50 1.25 v ≥ 2.50 > 1.25

Yiv Formu C2 Alttan Oyuk 1.00 Yarım Daire 1.00 Kama Yiv 1.20

Tablo 21’de çeşitli yivler ve sarım açılarına bağlı olarak eµα değerleri görülmektedir.

Tahrik kasnağının her iki tarafında bulunan halat kollarındaki yükler değişkendir. Tel halat ile dökme demir kasnak yivi arasındaki sürtünme katsayısı µo = 0.09 alınır.

Tablo 21. Kasnak yivleri ve sürtünme katsayıları ile halat basınçları

YİV FORMU Sürtünme katsayısı µ

Halat basıncı pmax

AÇIKLAMA


- 29 -

Kamaγ

µγ

o

sin / 2

2/sin23

dDS

T

max

γ⋅π⋅

⋅⋅

Kama yivlerin yarık açısı γ=25°..45°.Tahrik yeteneği alttan oyuk yivlerden daha büyüktür. Zamanla meydana gelen aşınmalarla yiv açısı büyüdüğünden tahrik kabiliyeti azalır.

Yarıklı Kama γ

µγ

o

sin / 2

2/sin23

dDS

T

max

γ⋅π⋅

⋅⋅

Sürtünme katsayısı ve basınç değerleri kama yiv ile aynıdır. Ancak bu yivler zamanla aşındıkça alttan oyuk yive dönüşürler ve kasnağın kullanım ömrü artar.

Alttan Oyuk Yiv

β

41 2

⋅ ⋅−− −

µβ

π β βo

sin /sin

SD dT

max cos /sin⋅

⋅⋅− −

8 2βπ β β

Ortalama hızı maksimum 2 m/s olan asansörler için uygundur.Halat ömrü uzundur. Alttan oyuk açısı β = 90°...120°. Yarık genişliği 0.8 d değerini aşmamalıdır.

Yarım Daire Yiv

4 ⋅ µπ

o S

D dT

max

⋅⋅

8π

Alttan oyuk yivden daha küçük sürtünme katsayısı ve basınç değeri verir. Tahrik yeteneği düşüktür ve fakat halat basıncı da düşüktür. Yüksek hızlı asansörlerde kullanılır. Yiv çapı halat çapından (1..2) mm fazla alınır.

Alttan kesme açısının değeri 106° den büyük olmamalıdır. Bu açı, kanal altının %80 kesilmesine karşılık gelir. Kanal açısının değeri, kanal şeklinin tasarımına göre imalatçı firma tarafından verilmelidir. Kanal açısı 25° den az olmamalıdır. Alttan kesme açısının değeri 106° den büyük olmamalıdır. Bu açı, kanal altının %80 kesilmesine karşılık gelir. Kanal açısı 35° den az olmamalıdır. Kabinin anma hızındaki halat hızı dikkate alındığı sürtünme katsayıları için Yükleme için : 1.00 =µ

Durdurma tertibatı çalışması için : 10/1

1.00 v+=µ

Kabinin bloke edildiği durumlar için : 2.00 =µ

TS 10922 EN 81 Standardına Tahrik Yeteneği İle İlgili Hususlar Tahrik kabiliyeti iki kritik hal olan “dolu kabinin yukarı çıkması” ve “boş kabinin aşağı inmesi” halleri için kontrol edilir. Elektrikli asansörlerle ilgili TS EN 81 standardında tahrik yeteneği konusunda aşağıdaki tarifler verilmektedir.


- 30 -

Tahrik yeteneği, normal harekette, durak seviyesinde yükleme sırasında, durdurma tertibatı çalıştığında frenleme esnasında güvenceye alınmış olmalıdır. Aşağıdaki hesap metodu çelik halat ve çelik veya döküm tahrik kasnağı kullnılan ve tahrik mekanizmasının kuyu üstünde bulunduğu geleneksel uygulamalarda tahrik yeteneğinin değerlendirilmesi için uygundur. Tahrik yeteneğinin hesaplanmasında aşağıdaki haller dikkate alınmalıdır.

Kabinin yüklenmesi ve durdurma tertibatı çalışması için : µαeSS

≤2

1

Kabinin bloke edildiği durumlar için : µαeSS

≥2

1

(Karşı ağırlık tampon üzerine oturduğunda ve tahrik mekanizması yukarı yönde dönerken) Kabin yüklemesinde, statik oranı, %125 beyan yükü ile yüklü kabinin kuyu içindeki en elverişsiz konumuna göre hesaplanmalıdır.

21 / SS

Durdurma tertibatının çalışmasında, dinamik oranı, kabinin kuyu içindeki en elverişsiz konumuna ve yük durumuna (boş veya beyan yükü ile yüklü) göre hesaplanmalıdır. Hiç bir durumda frenleme ivmesi normal durumda 0.5 m/s

21 / SS

2 ve stroku kısaltılmış tamponlar kullanıldığında 0.8 m/s2 değerinden az olmamalıdır. Kabinin bloke edilmesi durumunda, statik oranı, kabinin kuyu içindeki en elverişsiz konumuna ve yük durumuna (boş veya beyan yükü ile yüklü) göre hesaplanmalıdır.

21 / SS

Uygulama Örneği : Halat kollarındaki kuvvetlerin hesabında dikkate alınan durumlar I yalnız en üst konumda duran kabinde II saptırma kasnağı kabin veya karşı ağırlık tarafında III yalnız halat askı oranı > 1 IV yalnız en üst konumda duran karşı ağırlıkta V yalnız halat askı oranı > 1 dikkate alındığında Şekil 15’de görülen genel sistemdeki halat kollarındaki S1 ve S2 kuvvetleri aşağıdaki gibi yazılabilir.

( )( ) ( )

( )

( )III

r

iPcarPcarSRcar

IIDP

IPTD

carSRcar

CompTravCRcar

aimrraM

arm

ar

mr

FRargMgr

Mr

agMMQKS

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡±⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −±

⋅⋅±

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

±⋅±+⋅

+±+++

=

∑−

=

1

1

2

1

22

22


- 31 -

( ) ( ) ( )

( )

( )V

r

iPcwtPcwtSRcwt

IIDP

IVPTD

cwtCRcwtSRcwt

CompCwt

aimrraM

arm

ar

mr

FRagr

MargMgr

Mr

agMS

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡±⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −±

⋅⋅±

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−

±±+⋅±+⋅

+±

=

∑−

=

1

1

2

2

22

22

Şekil 15. TS EN 81’de görülen genel sistem

Burada mPcar : kabin tarafındaki kasnağın indirgenmiş kütlesi 2/ RJ Pcar

mPcwt : karşı ağırlık tarafındaki kasnağın indirgenmiş kütlesi 2/ RJ Pcwt

mPTD : dengeleme halatı gergi tertibatı kasnaklarının (2 adet) indirgenmiş kütlesi 2/ RJ PTD

mDP : kabin / karşı ağırlık tarafındaki saptırma kasnağının indirgenmiş kütlesi 2/ RJ DP

P : boş kabin ve kabine asılı parçaların toplam kütlesi Q : beyan yükü Mcwt : kasnaklar dahil karşı ağırlık kütlesi MSR : askı halatlarının gerçek kütlesi ( )nqyH ±5.0 MSRcar : kabin tarafındaki kütle MSRcwt : karşı ağırlık tarafındaki kütle MCR : dengeleme halatlarının gerçek kütlesi ( )nqyH ±5.0


- 32 -

MCRcar : kabin tarafındaki kütle MCRcwt : karşı ağırlık tarafındaki kütle MTrav : kabin bükülgen kabloların gerçek kütlesi ( )nqyH ±25.0 MComp : kasnaklar dahil dengeleme halatı gergi tertibatının kütlesi FRcar : kuyudaki sürtünme kuvveti (kabin tarafındaki yatakların verimleri vb) FRcwt : kuyudaki sürtünme kuvveti (karşı ağırlık tarafındaki yatakların verimleri vb) H : seyir mesafesi y : kabin/karşı ağırlığın seyir mesafesinin ortasına olan uzaklık (0.5 H seviyesi y = 0) n : askı halatı / dengeleme halatı / kabin bükülgen kablo sayısı q : askı halatı / dengeleme halatı / kabin bükülgen kablo birim uzunluğunun kütlesi r : halat askı katsayısı a : kabinin frenleme ivmesi iPcar : kabin tarafındaki kasnakların sayısı (saptırma kasnağı hariç) iPcwt : karşı ağırlık tarafındaki kasnakların sayısı (saptırma kasnağı hariç) EN 81’e uygun Kasnak Hesabı Tahrik kasnağının yiv formu, kama yiv, alttan oyuk yiv ve yarım daire yivden biri olarak seçilir. Herbir yiv formunun kendine özel açısal parametresi bulunmaktadır. Bu değerin hesap edilebilmesi için tahrik kabiliyeti kontrolü hesabıyla gerçekleştirilmektedir.

αµ⋅≤⋅ eCSS

2

1 (8)

Burada C, tahrik kasnağı katsayısıdır ve kabinin ivmelenme değerine bağlıdır.

agagC

−+

= (9)

Halat kollarındaki çekme kuvvetleri S1 ve S2 , dolu kabinin en alttan kattan yukarıya çekilmesi ve boş kabinin en üst kattan aşağıya indirilmesi hallerinde hesaplanır. a) Dolu kabinin yukarı gitmesi

( )i

FigZaigGag

iKQS K

H −⋅

+⋅+⋅+++⋅

=2

)()(25.11 (10a)

iF

igZag

iGag

iGS ADA +

⋅+−⋅+−=

2)()(2 (10b)

Basitleştirilmiş ifadeler ise,

gGi

KQS H ⋅⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

+⋅=

25.11 ve g

iGS A=2 (10c)

b) Boş kabinin aşağı inmesi

iF

igZaigGag

iGS A

HA +

⋅+⋅+++=

2)()(1 (11a)

iF

igZag

iGag

iKS KD −

⋅+−⋅+−=

2)()(2 (11b)

Basitleştirilmiş ifadeler ise,


- 33 -

gGi

GS HA ⋅⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ +=1 ve g

iKS =2 (11c)

Burada Q : beyan yükü K : kabin ağırlığı GH : halat ağırlığı GA : karşı ağırlık GD : dengeleme ağırlığı Z : dengeleme elemanı germe ağırlığı FK : kabinin sürtünme direnci FA : karşı ağırlığın sürtünme direnci i : halatlama faktörü Çift Sarımlı Kasnaklarda Kuvvet durumu

α1

T2

T3

T3 T1

α2

T2

1

3

1 αµ⋅≤ eSS ; 2

2

3 αµ⋅≤ eSS

; )(

2

1 21 ααµ +⋅≤ eSS

Her ne kadar EN 81’de statik kuvvetlerden bahsetse de, daha hassas hesaplama yapabilmek için dinamik kuvvetler dikkate alınabilir. Kasnak üzerindeki halat sarım açısı 180° maksimum olmak üzere α seçilerek (rad birimiyle), sürtünme katsayısı değeri bulunur. Tahrik kasnağının yiv formu, kama yiv, alttan oyuk yiv ve yarım daire yivden biri olarak seçilir.

αµ

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⋅

=C

SS

2

1ln (12)

Tel Halat ile Kasnak Arasındaki Basınç Kontrolü

Çeşitli yivler için verilen basınç formüllerinden hesaplanan maksimum basınç değerleri emniyet sınırlarını aşmamalıdır. EN 81 standardında ise yüzey basıncı emniyet değeri, halat hızına bağlı olarak verilmiştir. Hymans / Hellborn'dan halat hızına bağlı kasnak yiv basınç değerleri Şekil 16'da değişik asansör tesisleri için verilmiştir.


- 34 -

v1v45.12pem +⋅+

= [N/mm2]

Yiv

basın

cı

Halat hızı m/s

1 - yolcu asansörü (günde 8-10 saat kullanılan 2 - yolcu asansörü (az kullanılan) 3 - yük asansörü 4 - yük asansörü (düşük hızda ve az kullanılan)

Şekil 16. Kasnak yiv basınç değerleri

Kasnak Eşdeğer Sayısı Halatların bükülme sayısı ve bükülmelerin ağırlık derecesi halatta arızalara neden olmaktadır. Bu olay yiv profili ve ters yönde bükülmenin olup olmadığından etkilenmektedir. Her bükülmenin ağırlık derecesi eşdeğer sayıda tek yönde bükülme ile eşit sayılabilir. Eşdeğer kasnak sayısı, pt NNN +=dır. Burada, Nt , tahrik kasnaklarının eşdeğer sayısı, Np, saptırma kasnaklarının eşdeğer sayısıdır. Tahrik kasnaklarının eşdeğer sayıları, yiv profiline bağlı olarak tanımlanmaktadır. Kama yiv ve alttan oyuk yiv formları için Tablo 22’de görülmektedir. Yarım daire yiv için Nt = 1 alınmaktadır.

Tablo 22. Tahrik kasnaklarının eşdeğer sayıları Kanal açısı γ - 35° 36° 38° 40° 42° 45° Kama yiv

Nt - 18.5 15.2 10.5 7.1 5.6 4.0 Alttan kesme açısı β 75° 80° 85° 90° 95° 100° 105°Alttan oyuk yarım daire

ve altı kesik kama Nt 2.5 3.0 3.8 5.0 6.7 10.0 15.2

Saptırma kasnaklarının eşdeğer sayısı hesabında, ters yönde bükülme birbirini takip eden iki sabit kasnağa halatın değdiği yerlerin mesafesi halat çapının 200 katını aşmıyorsa göz önüne alınmalıdır. Tahrik kasnağı çapının kasnak çapına oranı,

4

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

p

tp D

DK


- 35 -

dır. Burada, Dt , tahrik kasnağı çapı ve Dp , diğer kasnakların ortalama çapı dır. Saptırma kasnaklarının eşdeğer sayısı, ( )prpspp NNKN 4+= dir. Burada, Nps : tek yönde bükülmeli kasnak sayısı Npr : ters yönde bükülmeli kasnak sayısı Örnek : Kanal açısı γ 40° ve Alttan kesme açısı β 90° olan yivli profilde aşağıdaki halatlama donanımı için Eşdeğer kasnak sayısı,

∅400

∅600

Alttan kesme açısı β = 90° için Nt = 5.0 06.5

400600 4

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=pK

( ) 06.504106.5 =⋅+=pN

06.1006.55 =+=+= pt NNN

Örnek : Yarım daire yivli profilde aşağıdaki halatlama donanımı için Eşdeğer kasnak sayısı,

∅400 Yarım daire yiv için Nt = 1 + 1 = 2 ∅400

1400400 4

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=pK

( ) 10411 =⋅+=pN

4212 =⋅+=+= pt NNN

Örnek : Kanal açısı γ 40° olan yivli profilde aşağıdaki halatlama donanımı için Eşdeğer kasnak sayısı,

∅600 Kanal açısı γ = 40° için Nt = 7.1

07.2500600 4

=⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=pK

∅500

( ) 07.204107.2 =⋅+=pN

2.11207.21.7 =⋅+=+= pt NNN


- 36 -

Halat Güvenlik Katsayısının Hesabı Belli bir halatlı tahrik sisteminde emniyet katsayısının minimum değeri, kesin

oranı ve hesaplanan N değeri hesaba katılarak bulunur. dDt /

Elektrik Motoru Seçimi

Asansör hızı 2.5 m/s üzerinde olan tesislerde dişli kutusuz (redüktörsüz) asansör makinaları kullanılır. Bu hızın altında çalışacak olan asansörler için A.C. asenkron motor ve redüktör olarak bir “sonsuz vida mekanizması” bulunur.

Tahrik grubunda kullanılan asenkron elektrik motorunun seçimi için, motor rejim gücü esas alınmıştır. Motor gücü sürtünmeli tahrikte çevre kuvvetinden hesaplanmaktadır. Bu mekanizmada çevre kuvveti (1) ve (3) eşitlikleri yardımıyla,

( ) ( ) ( )2Q

2QKKQGKQS K =⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +−+=−+=

olarak hesaplanmaktadır. Böylece karşı ağırlık bir miktar yükü dengelemiş olmakta ve hareketi sağlamak için gerekli güç azalmaktadır. Asansör hızı v olmak üzere motor rejim gücü,

η⋅

⋅=

η⋅⋅

=75

v2Q

75vSN [BG]

olarak hesaplanmaktadır. Motor gücü hesabında yer alan verim η, sonsuz vida mekanizmasına bağlı olarak seçilmektedir.


- 37 -

Her tipteki asansörde kullanılan elektrik motorunun gücü, en kötü hal kabul edilen, tam yüklü halde aşağıdan yukarıya maksimum hızda hareket ederken hesaplanır. Dişli kutusu verim değerleri Tablo 23’den moment değerlerine göre seçilebilir. Bu durumda motor gücü,

NS v

=⋅⋅75 η

[BG] veya NS v

=⋅⋅102 η

[kW]

ile bulunur. Burada, S : maksimum dengelememiş yük ( Q / 2 ) [kg] v : asansör hızı [m/s] η : dişli kutusu verimi

Tablo 23. Sonsuz vida verimleri Moment Değeri [kgm] Verim η

< 120 0.30 120 – 200 0.45 200 – 300 0.60 300 – 550 0.70

Sonsuz Vida Mekanizması Seçimi

Sonsuz vida mekanizmalarında sertleştirilmiş alaşımlı çelikten yapılmış bir vida iki radyal bir eksenel bilyalı yatak ile yataklanmıştır. Karşı çark üst konumda veya alt konumda bulunabilir. Üst konumda bulunan karşı çark hafif veya orta zorluk derecesindeki makinalar için tercih edilir. Vida ağzı ile karşı çark arasındaki çevrim oranı aynı zamanda motor devir sayısı ile tahrik kasnağı devir sayısı arasındaki orandır. Ağız sayısına bağlı olarak çevrim sayısı da değişmektedir (Tablo 24).

izg

nnG

motor

kasnak= = ; n

vDkasnak

T=

⋅⋅

60π

Tablo 24. Çevrim Oranı ve Ağız Sayıları Ağız Sayısı

(g) Maksimum

Çevrim oranı (i) 1 85 2 42 3 28

Fren Tertibatı Hesabı

Frenleme momentinin bulunmasında basitleştirilmiş hesap ve kesin hesap yöntemleri uygulanabilir. Kesin hesap yönteminde, statik momentlerin haricinde, dönen kütlelerin atalet momentlerinin de dikkate alındığı dinamik momentler kullanılır.

Gerekli fren kuvveti, yükün tutulması ve hareketin durdurulması için yeterli olmalıdır. Bu kuvvet fren boyutlarını tespit edebilmek için gerekli temel bir büyüklüktür. Fren tertibatının hesabında başlangıç noktası frenleme momentinin bulunmasıdır. Basitleştirilmiş hesap yönteminde frenleme momenti tahrik sisteminin toplam verimi ve momenti göz önüne alınarak hesaplanır. Burada ötelenen ve dönen makina elemanları ile yüklerin atalet kuvvetleri


- 38 -

ve momentleri ayrı ayrı hesaplanmadan bir emniyet faktörü tanımlanarak fren momenti bulunur. Basitleştirilmiş Hesap Yöntemi Fren sistemlerinin hesabında başlangıç noktası frenleme momentinin bulunmasıdır. Basitleştirilmiş hesap yönteminde frenleme momenti tahrik sisteminin toplam verimi ve momenti göz önüne alınarak hesaplanır. Burada ötelenen ve dönen makina elemanları ile yüklerin atalet kuvvetleri ve momentleri ayrı ayrı hesaplanmadan bir emniyet faktörü tanımlanarak fren momenti bulunur. Bu durumda frenleme momenti;

2

df MM η⋅⋅ν= [Nm] Burada, Mf : frenleme momenti Md : tahrik motorundan elde edilen moment η : tahrik sisteminin toplam verimi ν : emniyet faktörü ( 2 ia 3) Kesin Hesap Yöntemi

Çift pabuçlu olarak dizayn edilen fren, kabin % 125 yüklü halde maksimum hızda hareket ederken sistemi durdurduğu ve o konumunda tutabildiği kabulü ile hesaplanır. Fren momenti iki bileşenden oluşur statik moment ve dinamik moment.

M M Mf s= + d [N m] i) Statik moment:

MQ K G

iG g

Dis

KH

T

GT=

⋅ + −+

⎛⎝⎜

⎞⎠⎟⋅ ⋅

⋅⋅

1252

.η [N m]

Burada toplam verim ηT ; η η η ηT H K= ⋅ ⋅ ′S ηH : halat donanımı verimi ηK : tahrik kasnağı verimi ′ηS : karşı çark tahrikinde sonsuz vida mekanizması verimi

ii) Dinamik moment:

M Id = ⋅ε [N m] Dönen kütlelerin atalet momentlerinin motor miline indirgenmesi prensibine dayanır. Toplam atalet momenti : I I I I= + +1 2 3 Burada I1 : rotor, fren kasnağı ve sonsuz vidanın atalet momentleri [kg m2] I2 : sonsuz vida karşı çarkı ve tahrik kasnağının atalet momentleri [kg m2] I3 : lineer hareket eden sistemin diğer elemanlarına ait atalet momentleri [kg m2]

( )I I I Iimotor fren

S

G1 2 2+ = + ⋅

′η


- 39 -

( )I Q K G G iDi iK H

GT3

22

2 21254

= ⋅ + + + ⋅ ⋅⋅ ⋅

⋅. η

επ

=⋅⋅

nt

motor

f30 [1/s2]

durma zamanı : tvaf = [s]

Fren seçiminde moment hesabının haricinde frenleme sırasında fren kasnağı üzerinde

açığa çıkan ısınma da dikkate alınmalıdır. Birim saatte fren kasnağı ile pabuçlar arasındaki sürtünme neticesinde açığa çıkan ısı,

A M t zf a f= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ −ω 10 3 [kJ / h]

frenleme esnasındaki ortalama açısal hız,

ωπ

a

n=

⋅60

[1/s]

Burada, z : saatte tekrarlanan çalıştırma adedi [1/h] n : frenlemenin başlangıcındaki motor devri sayısı [1/dak]

Fren kasnağının boyutlandırılması kullanılacak sistemin frenleme momentine bağlı olarak ifade edilir. Fren kasnağının D çapının hesabı, frenlenecek moment yardımı ile bulunur:

( )D M n

p vB

o

≥⋅

⋅ ⋅ ⋅3 9. µ

olur. DIN 15431 normunda fren kasnağının boyutları verilmiştir. Buna göre standart çap ve genişlikler Tablo 25’de verilmiştir.

Tablo 25. Fren Kasnağı Boyutları Kasnak çapı D Kasnak genişliği b Kasnak çapı D Kasnak genişliği b

(160) 60 500 190 200 75 630 236 250 95 710 265 315 118 (800) 300 400 150

Fren kasnağının boyutlandırılmasında kasnağın ve kaplama malzemesinin (balatanın) aşınmasına ve fren kasnağının ısınmasına sebep olan fren tarafından alınan saatteki enerji miktarı önemlidir. Fren kasnağı ve kaplama malzemesi çiftinden yüzey basıncı (po), çevre hızı (v) ve sürtünme katsayısı (µ) kaplama malzemesinin ömrü etkilenir. Fren balatası boyutları Şekil 17’de gösterilmiştir. Fren balatası kasnağı 70° açı ile sarmaktadır.


- 40 -

Şekil 17. Fren pabuç boyutları

Fren boyutları, iletilen ısı miktarı, kullanılan malzeme çifti, kasnağın çevresel hızı ve savurma momentinin büyüklükleriyle doğrudan ilgilidir. Ancak olaylar diğer frenlerde olduğu kadar karmaşık olmadığından, başlangıçta kasnak boyutları deneysel değerlere bağlı olarak tespit edilebilir.

Fren kasnağının çapı, frenleme momentine göre DIN 15435 standardından seçilmektedir. Fren kasnağının seçiminin uygun olup olmadığı, fren basıncına göre kontrol edilmektedir. Fren balatasının maksimum basınç değeri pem = 1,5 N/mm2 alındığında ve fren tertibatı ile ilgili boyutlar kullanıldığında, fren basıncı hesaplanmaktadır.

oo

B

lb1

DM

p⋅

⋅µ⋅

=

Burada, MB : frenleme momenti D : fren kasnağı çapı µ : fren balatası sürtünme katsayısı (µ = 0,4) bo : fren balatası genişliği lo : fren balatası uzunluğu olarak alınmıştır . Kullanılan fren balatalarını sürtünme katsayıları ve basınç değerleri Tablo 26’da verilmiştir.

Tablo 26. Fren balatası değerleri

Balata Malzemesi Sürtünme katsayısı µ

Yüzey basıncı po [daN/cm2]

Pamuklu dokuma 0.45 - 0.55 0.3 - 3 Asbest dokuma 0.30 - 0.40 0.5 - 6 Buna malzemesi 0.30 - 0.45 0.5 - 1.5

Fren kasnaklarının boyutlandırılmasında po.v ve po.v. µ değerleri önemli rol oynar.

Kaldırma makinalarında bu değerler, po.v = 12 - 25 daNm/cm2s po.v.µ = 6 - 10 daNm/cm2s


- 41 -

arasında alınır. Hafif işletmelerde yüksek değerler, ağır işletmelerde küçük değerler dikkate alınır.

Fren çözücüsünün seçimi, fren açma işinin hesabıyla yapılır. Fren açma işlemi esnasında λ ayırma yolu (hava aralığı), fren pabuçlarının fren kasnağından emniyetle ayrılmasını temin edecek kadar olmalıdır. Özellikle mafsal noktalarındaki yatak boşlukları ne kadar küçükse hava aralığı o kadar küçük seçilmelidir. Fren çözücünün seçimi, λ hava aralığı kadar P baskı kuvvetini gevşetme işi ile yapılır. Bu durumda fren açma işi A,

A P

ç

=⋅ λη

dir. Burada ηç fren tertibatındaki çubukların verimi olarak yaklaşık 0.9 alınır. Bu değer ve diğer kayıplar göz önüne alındığında açma işi,

A P= ⋅ ⋅2 2. λ ifadesinden hesaplanır. Fren çözücünün seçimi için, balataların aşınmaları dikkate alınarak hesaplanan A değerinin %25 daha fazlası alınır ve A* değerine uygun çözücü firma kataloglarından seçilir.

A A P* . .= ⋅ = ⋅ ⋅125 2 75 λ

Fren çözücü listelerinden çözücünün kaldırma stroku h, A* açma işine göre seçilir. Bu listeden G çekirdek ağırlığını da seçmek mümkündür. Freni çözmek için gerekli Z çekme kuvveti ise,

Z Ah

=*

ifadesinden bulunur. Fren kollarındaki uzunlukların hesabı için seçilen h strokunun %80’inden faydalanılır.

h1 0 8= ⋅. h

i

Aynı zamanda h1 stroku, i kol uzunlukları oranı ve λ hava aralığına bağlı olarak, fren

kollarının mafsal boşlukları %10 oranında göz önüne alınarak,

( )h i1 11 2 2 2= ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅. .λ λ şeklinde yazılabilir. Bu iki ifadeden i kol uzunluk oranı bulunur. Kılavuz Rayların Hesabı

Asansör kılavuz raylarının hesaplanmasında tüm dünyada esas alınmış olan EN 81 standardı kullanılacaktır. Bu standarda göre kılavuz raylar kabin tam kapasitede yüklü ve nominal hızda hareket ederken paraşüt düzeninin devreye girdiği anda kılavuz rayda meydana gelen burkulma mukavemetine göre kontrol yapılır.

Asansör kabini ve karşı ağırlık üzerine etkiyen yükler, asansör kılavuz raylarının hesabında dikkate alınacaktır. Farklı yükleme durumlarında göz önüne alınacak yük ve kuvvetler şunlardır:

Q kabin anma yükü [kg] P Kabin ve kabine asılı elemanların toplam kütlesi [kg]


- 42 -

G Karşı ağırlık veya dengeleme ağırlığının kılavuzlanma kuvveti [N] M Kılavuz raylara tespit edilmiş yardımcı cihazlardan kaynaklanan kuvvet [N] WL Rüzgar yükleri [kg] Karşı ağırlık veya dengeleme ağırlığının kılavuzlanma kuvvetinin tespitinde aşağıdaki faktörler göz önüne alınmalıdır: a) ağırlıkların etki noktası, ağırlığın yatay kesit alanının ağırlık merkezinden kaçıklığın genişliğin en az % 5 ve derinliğin % 10 olarak alınır. b) askı tertibatı ve bağlanma yöntemi c) gergi tertibatlı/ tertibatsız dengeleme elemanlarından kaynaklanan kuvvetler Eğilme Gerilmesi Kabin ve kaşı ağırlığın asılma şeklinden, kabin ve karşı ağırlık kılavuz raylarının konumundan ve kabin içindeki yük ile yük dağılımından kaynaklanan bir kuvvet kılavuz patenlerde hasıl olur ve sonucunda kılavuz raylarda eğilme gerilmesi meydana gelir. Kılavuz rayın farklı kesitlerinde meydana gelen eğilme gerilmesi hesabında aşağıdaki kabuller yapılmaktadır.

a) Kılavuz ray, belli mesafede mafsallanmış bir mütemadi kiriştir b) Eğilme gerilmesini doğuran kuvvetlerin bileşkesi, tespit noktalarının ortasından etkir c) Eğilme momenti, kılavuz ray profilinin tarafsız eksenine etkir.

Kılavuz raylar üzerinde eğilme gerilmesi yaratan moment ,

16

3 lFM b

e⋅⋅

= [Nmm] (1)

olarak hesaplanır. Burada, Fb Farklı yük durumlarında kılavuz raylara patenlerden uygulanan kuvvet [N] l Kılavuz ray konsolları arasındaki mesafe [mm] Kılavuz ray profil eksenlerine dik olarak etki eden kuvvetlerin meydan getirdiği eğilme gerilmesi,

WM e

e =σ [N/mm2] (2)

dir. Burada W , mukavemet momenti [mm3] olup, profile göre değişen değerdir (Şekil 18). Farklı eksenlerdeki eğilme gerilmeleri birleştirilir.


- 43 -

Şekil 18. Kılavuz ray eksenleri

İkiden fazla kılavuz ray, kabin veya karşı ağırlığı kılavuzlamak için kullanılmışsa, kılavuz raylarının aynı olması koşuluyla, etkiyen kuvvetler kılavuz raylara eşit miktarda dağıldığı kabul edilir. Ray boynundaki Eğilme Gerilmesi Kılavuz rayların bağlama pabuçlarındaki eğilme gerilmesi hesaplanmalıdır. T-profil olan asansör kılavuz raylarında meydana gelen ray boynundaki eğilme gerilmesi

emx

F cF

σσ ≤⋅

= 2

85.1 (3)

dir. Burada, Fx kılavuz patenin ray boynundaki kuvveti [N] c kılavuz ray profil ayağı ile başı arasındaki boynu genişliği [mm] Kılavuz raylarda oluşan sehim (eğim) Şekil 19 yardımıyla kılavuzlanan raylar üzerinde oluşan çevresel kuvvetler ve ifadeleri yardımıyla bulunmaktadır.

xF yF

X-X ve Y-Y düzleminde ayrı ayrı meydana gelen sehim aşağıdaki ifadelerle hesaplanabilir.

y

xx IE

lF⋅⋅⋅

⋅=48

7.03

δ [mm] (4a)

x

yy IE

lF⋅⋅

⋅⋅=

487.0

3

δ [mm] (4b)

Burada, Fx x-eksenindeki kılavuz patenin ray boyundaki kuvveti [N] Fy y-eksenindeki kılavuz patenin ray boyundaki kuvveti [N] Ix x-eksenindeki eylemsizlik (atalet) momenti [mm4] Iy y-eksenindeki eylemsizlik (atalet) momenti [mm4] E elastiklik (esneklik) modulü [N/mm2]


- 44 -

Şekil 19. Yük dağılımı sonucu kılavuz raya etkiyen kuvvetler

Asansörlerde kullanılan T-profilli kılavuz raylarda izin verilen maksimum sehim miktarı [mm] olarak TS EN 81’de belirtilmiştir. Burkulma gerilmesi Burkulma gerilmesinin hesaplanmasında omega ω - metodu kullanılır. Kılavuz raylarda burulma gerilmesi yaratan kuvvetler arasında, paraşüt sisteminin devreye girmesiyle meydana gelen kuvvetler ve eşik kuvveti sayılmaktadır (Şekil 20).

Şekil 20. Paraşüt sisteminin etkisiyle oluşan kuvvetler

Asansör kılavuz raylarına etkiyen burkulma kuvveti Fk aşağıdaki ifade ile hesaplanır (Şekil 21).


- 45 -

nQPgk

Fk)(1 +⋅⋅

= [N] (5)

Burada, n kılavuz ray adedi k1 darbe katsayısı (Tablo 27) g yerçekimi ivmesi (9.81 m/s2)

Şekil 21. Kılavuz rayda meydana gelen burkulma gerilmesi

Darbe katsayısı k1 paraşüt sisteminin çalışmasıyla ilgili olup, paraşüt sisteminin tipine bağlı olarak değişmektedir.

Tablo 27. Darbe katsayısı k1Paraşüt Sistemi Çalışmasında Meydana Gelen Darbe k1Ani frenlemeli paraşüt sistemi 5 Ani frenlemeli kenetleme tertibatı (makaralı hariç) 5 Ani frenlemeli makaralı paraşüt sistemi 3 Ani frenlemeli makaralı kenetleme tertibatı 3 Enerji depolayan tipteki oturma tertibatı 3 Enerji depolayan tipteki tampon 3 Kaymalı paraşüt sistemi 2 Kaymalı kenetleme tertibatı 2 Enerji harcayan tipteki oturma tertibatı 2 Enerji harcayan tipteki tampon 2 Boru kırılma valfı 2

Hareket halinde normal kullanımdaki kabinin düşey hareket eden yükleri (P+Q) , paraşüt sisteminden veya enerji kaynağının kesilmesinden kaynaklanan sert frenlemeleri göz önüne almak için darbe katsayısı k2= 1.2 alınmalıdır.


- 46 -

Karşı ağırlık veya dengeleme ağırlığında paraşüt sistemi bulunan tesislerde, kabinin yerçekimi ivmesinden büyük bir frenleme ivmesi ile durduğunda bu ağırlıkların muhtemel zıplamasını göz önüne almak için darbe katsayısı, asansör tesisinin şartları dikkate alınarak imalatçı tarafından belirlenen bir k3 katsayısı ile çarpılmalıdır. Benzer şekilde karşı ağırlık kısmında da paraşüt sistemi bulunan tesislerde (5) ifadesi, kabin kapasitesinin karşı ağırlıkla dengelenmesi veya kabin ağırlığının dengleme ağırlığı ile dengelenmesi oranının q ile gösterildiği dengeleme katsayısı dikkate alındığında burkulma kuvveti hesabında kullanılır.

n

QqPgkFk)(1 ⋅+⋅⋅

= [N] (6a)

veya sadece kabin ve donanımının ağırlığı dikkate alındığında,

n

PqgkFc

⋅⋅⋅= 1 [N] (6b)

olarak hesaplanır. Kabin yüklemesi veya boşaltılmasın sırasında, bir kabin girişinde eşiğin orta noktasında etki eden bir eşik kuvveti Fs dikkate alınmalıdır. Eşik kuvvetinin büyüklüğü değişik amaçlarla kullanılan asansörlerin tiplerine göre değişmektedir. Ayrıca eşiğe uygulanan kuvvet sadece boş kabin olduğu hal için geçerlidir. [N] (7) gQsFs ⋅⋅=(7) ifadesinde yer alan s değeri Tablo 28’de asansör kapasitesine bağlı olarak görülmektedir.

Tablo 28. Asansör kapasitesine göre s değerleri Asansör kapasitesi s Konut, büro, otel vb. Binalarda beyan yükü 2500 kg den az asansörleri için 0.4 Beyan yükü 2500 kg dan büyük asansörler için 0.6 Beyan yükü 2500 kg den büyük asansörlerde Fork-lift ile yükleme durumu için 0.85 Asansör kuyusuna montajı yapılan kılavuz raylarına etkiyen burkulma gerilmesi, kabin için ve karşı ağırlık için aşağıda ifade edilmiştir.

A

MkFkk

ωσ

⋅⋅+=

)( 3 [N/mm2] (8a)

ve

AMkFc

cω

σ⋅⋅+

=)( 3 [N/mm2] (8b)

Burada, A kılavuz ray kesit alanı [mm2] ω burkulma katsayısı Birleşik Gerilme Hesabı Kılavuz raylara etkiyen eğilme gerilmesine ilave olarak etkiyen çekme gerilmesi veya burkulma gerilmesinin etkimesi halinde aşağıdaki ifadeler kullanılmalıdır.


- 47 -

X-ekseni ve Y-ekseninde etkiyen eğilme gerilmelerinin bileşkesi σe , emyxe σσσσ ≤+= (9) dir. Burada σem emniyet gerilmesidir. Eğilme ve çekme gerilmesinin birlikte etkidiği halde toplam gerilme σ,

emk

e AMkF

σσσ ≤⋅+

+= 3 (10a)

veya

emc

e AMkF

σσσ ≤⋅+

+= 3 (10b)

Eğilme ve burkulma gerilmelerinin birlikte etkidiği halde toplam gerilme σ, emek σσσσ ≤⋅+= 9.0 (11)

Müsaade Edilen Gerilme Ve Eğilme Değerleri Kılavuz rayların mukavemet hesaplarında kullanılan emniyet gerilmesi değeri σem,

v

çem

σσ = [N/mm2] (12)

dir. Burada σç çekme gerilmesi [N/mm2] (Tablo 29)

v emniyet katsayısı (Tablo 30) Asansörlerde kullanılan ISO 7465 standardına uygun kılavuz raylar için müsaade edilen gerilme değerleri Tablo 29’da verilmiştir.

Tablo 29. Müsaade edilen gerilmeler Yükleme Durumu σç = 370 N/mm2 σç = 440 N/mm2 σç = 520 N/mm2

Normal kullanım 165 195 230 Paraşüt sistemi çalıştığında 205 244 290

Kopma uzaması % 8’den az olan malzemeler çok kırılgan olduğundan kılavuz ray malzemesi olarak kullanılmamalıdır.

Tablo 30. Emniyet katsayıları Yükleme durumu Kopma uzaması, ε Emniyet katsayısı

ε > % 12 2.25 Normal kullanım % 8 ≤ ε ≤ % 12 3.75

ε > % 12 1.80 Paraşüt sistemi çalıştığında % 8 ≤ ε ≤ % 12 3.00

Asansörlerde kullanılan T-profilli kılavuz raylar için hesaplanan maksimum eğilme değeri, kılavuz raylarda paraşüt sistemi kullanılıp, kullanılmaması durumuna göre değişmektedir.

Paraşüt sistemi kullanılanlar için δmax = 5 mm


- 48 -

Paraşüt sistemi kullanılmayanlar için δmax = 10 mm

Tamponların Seçimi

Asansör kuyusunda hem kabin hem de karşı ağırlık altına yerleştirilir. Kullanılan tamponlar (a) poliüretan ; (b) yaylı ; (c) hidrolik olarak 3 tiptedir.

- Enerji biriktiren (poliüretan ve yay) tamponlarda durma mesafesi : 22

135.02

)15.1(2 vgvs ⋅≈=

-Enerji dağıtan (hidrolik) tamponlarda durma mesafesi : s v= ⋅0 0674 2.

Eğer nominal hız v, 4 m/s değerine kadar, değer %50 azaltılır ancak minimum değer 0.42 m az olamaz. Hız v, 4 m/s den yüksek ise, % 33 azaltılır ve ancak minimum değer 0.54 m den az olamamalıdır (Tablo 31).

Tablo 31. Asansör hızına göre durma mesafeleri

Asansör hızı

m/s

Enerji Biriktiren h/yaylı yaylı

Enerji Dağıtan tam strok % 50 strok % 33 strok

0.63 65 65 27 0.42 - 1.00 135 135 67 0.42 - 1.60 - 345 173 0.42 - 2.50 - - 0.42 0.42 - 3.15 - - 0.69 0.42 - 4.00 - - 1.07 0.54 - 5.00 - - 1.68 - 0.56 6.30 - - 2.66 - 0.89 10.00 - - 6.70 - 2.23

Tam

pon

stro

ku [m

]

Asansör hızı [m/s]

Şekil 22. Tamponlar gerekli strok

Dr C Erdem İMRAKDr İsmail GERDEMELİ

(a) enerji biriktiren (b) tamponlu geri dönüş hareketi olan enerji biriktiren (c) strokta azalma olmaksızın enerji dağıtan (d) % 50 strokta azalma olan enerji dağıtan (e) % 33 strokta azalma olan enerji dağıtan (f) tüm seçeneklerden faydalanıldığında minimum strok

değerleri

MAK419 - Transport Tekniği

- 49 -

10.5. YÜRÜYEN MERDİVENLER

Yürüyen merdivenler, günümüzde insan trafiğinin bulunduğu iş merkezleri, büyük mağazalar, süper marketler, demiryolu istasyonları, havaalanları, okullar, hastaneler, fabrikalar, oteller, restoranlar ve dik eğimli tepeler vs. gibi yerlerde insan naklinin sürekli ve güvenli olarak sağlanması için yaygın olarak kullanılmaktadır. Yürüyen Merdivenlerin Çalışma Prensibi Ve Yapısı Yürüyen merdivenler devamlı yürüyen yönlendirici konveyörler olarak en etkili şekilde kullanılmaktadır. Bir yürüyen merdiven veya bandın yapısı üst kısım, alt kısım ve orta kısım olarak üç ana bölümden oluşur. Günümüzde geleneksel yürüyen merdiven olarak adlandırılan standart bir yürüyen merdivenin ana elamanları şunlardır (Şekil 23).

Alt taşıyıcı destek

Alt tahrik zincir çarkı

Taban yüzeyi

Zincir çekme ve kılavuzu Taraklı yüzey

El bandı germe kasnağı

El bandı Destek

genişliği

Etekler

Yan panel Korkuluk

El bandı tahrik zinciri

Tahrik grubu

Üst tahrik zincir çarkı

Basamak zinciri Basamak tekerleği

Üst eğri sürücüsü

El bandı kasnağı

Şekil 23. Yürüyen merdiven şeması ve elemanları

Tesis edilecek yerin özelliğine ve insan trafik akışının yoğunluğuna göre, binaların

içinde katlar arasında veya metro istasyonlarında olduğu gibi tünel tipinde yürüyen merdiven uygulamaları vardır. Tablo 32'de bazı karakteristik değerler görülmektedir.

Tablo 32. Yürüyen merdivenlere ait bazı karakteristik değerler Katlar arası Tünel tipi Karakteristikler A B A B C D Tam kapasite P/h 9720 4860 16200 16200 16200 16030 Maksimum yükseklik m 8 12 65 45 25 12 Basamak genişliği mm 1000 600 1000 1000 1000 1000 Basamak hızı m/s 0.54 0.54 0.9 0.9 0.9 0.9


- 50 -

Güvenlik mühendislerinin talimatına göre, yürüyen merdivenin hızı 1 m/s den daha yüksek seçilemez. Buna karşılık 1 m/s üstündeki hızlarda ancak yüksek taşıma kapasitesine ulaşılır. Yüksek hızlarda insanların yürüyen merdivene binmeleri ve inmeleri esnasında problemler oluşmaktadır. Bu nedenle yürüyen merdivenlerin basamak hızları 0.5 ila 0.75 m/s arasında seçilir. Yürüyen merdivenler için maksimum eğim 35° dir.

İnsanların güvenli biniş-inişi için, apron kısmı 0.8 ila 1.2 m genişliğinde yapılır. Burada

0.5 m/s için minimum değer; daha yüksek hızlarda daha büyük değerler alınmalıdır. Büyük bir çoğunlukla basamaklı yürüyen merdivenler 30° ila 35° arasında eğimlerde yapılmaktadır. Basamak adedi ise, yürüyen merdivenin toplam yolu boyunca hesaplanarak bulunur. Yürüyen merdivenin önemli elemanlarında biri olan el bandı, uçsuz lastik bant olarak ve basamaklardan 0.9 - 1 metre yükseğindeki yan korkuluklar üzerinde özel kesitli olarak yapılır. Yolcuların rahat bir şekilde ellerini yaslayacakları ve basamak hızına göre ayarlı hareket eden bir el bandı olmalıdır. Tahrik Zinciri : Yürüyen merdiven basamağı ya da yürüyen bant paleti, iki yanına monteli tekerlekler vasıtası ile iskelet boyunca döşenmiş paralel bir çift hat boyunca, bağlı oldukları tahrik zincirleri ile çekilerek hareket eder. Tahrik elemanı olarak yürüyen merdivenlerde genellikle taksimatı 100, 135 veya 200 mm olan lamelli zincirler kullanılır (Şekil 24). Yürüyen merdivenler için kullanılan lamelli zincirler, tek yönlü olarak eğilmeye müsaade eden dış lamel üzerinde zincir tutucusu ile donatılmıştır. Yürüyen merdivenin rotası üzerinde makara kılavuz yolu ile zincir tutucuları birlikte zincirin düğümlenmesine mani olur ve düzgün çalışmasını temin ederler.

Şekil 24. Yürüyen merdivenler için lamelli zincir

1. dış lamel 2. zincir tutucu 3. iç lamel 4. rulo 5. burç 6. pim 7. tutucu sacı 8. bağlantı pimi 9. bağlantı lameli 10. tespit pimi 11. tespit segmanı

Basamaklar : Yürüyen merdivenin apronu (girişi) kat hizasında düz konumda duran 2 adet basamaktan oluşur. Her bir basamak Şekil 25'de görüldüğü gibi 4 adet tekerlekle desteklenir. Bunlardan ikisi hareket zincirine bağlı olarak çalışır, diğer ikisi ise serbest haldedir. Her dört tekerlekte ayrı ayrı kılavuz yollar içinde çalışır. Yatay veya eğimli çalışan yürüyen merdiven yolu üzerinde böylece basamaklar yatayda düzgün hareketi sağlanmaktadır.


- 51 -

1. esas tekerlek 2- basamak altı 3-iskelet 4-serbest tekerlek 5- çekme zinciri 6- basamak yüzeyi 7- tekerlek şaftı

Şekil 25. Merdiven basamağı

Basamak adımı 400 ila 450 mm alınır, bu değerler lamelli zincir hatvesinin belli

katlarıdır. Basamak genişliği ise 500 ila 1000 mm arasındadır ve ağırlığı 25 ila 60 kg civarındadır. Ortalama yolcu yükü 800 - 2400 N alınan tasarımlarda, apronun doğrusal kütlesi yaklaşık olarak 200 - 275 kg/m alınır. Şekil 26'da basamak elemanları, etekleri ve çalışma anında basamakların konumu görülmektedir. Basamak önü ve üst yüzeyi tırtıllı biçimde düzenlenmiştir.

Şekil 126. Merdiven basamak elemanları

Pivot

Tutucu Sensör

Destek

Açık yüzey

Keskin kenarlar

Zincir Basamak emniyeti

Tahrik edilen tekerlek

Basamak emniyeti

Serbest tekerlek

Etek paneli

Basamak tırtılı Basamak desteği

Statik sızdırmazlık elemanı

Basamak Korkuluk

El bandı

Basamak emniyeti

Tahrik Grubu : Yürüyen merdiven tahriğinde tek kademeli redüktörlü veya zincir mekanizmalı tahrik üniteleri kullanılır. Paralel şaft ve sonsuz vida mekanizmalarına da rastlanmaktadır. Bazı yürüyen merdivenlerin tahrikinde, zincir çarkına her iki taraftan bağlı


- 52 -

dişli kutulu iki ayrı tahrik ünitesi bulunabilir. Basamakların ve el bandının tahrik mekanizması Şekil 25’de görülmektedir.

Tahrik zinciri

Zincir çarkı

Sonsuz vida

Karşı çark Tahrik zinciri dişlisi

Kılavuz dişliler Basamak aksı

Bant kasnağı

Basamak aksı

El bandı tahrik zinciri ve çarkı

El bandı

Şekil 27. Basamak ve el bandı tahrik düzeni

Emniyet Freni : Her tahrik ünitesinde ayrı ayrı çalışan elektromanyetik blok freni, tam yüklü yürüyen merdivende yumuşak (sarsıntısız) duruş sağlayan yağlı tampon vardır. Frenler esas fren veya ikincil fren veya her ikisi de olabilir. Duruş ve kalkışlardaki ivme, yürüyen merdivenin frenlenmesi esnasında 0.6 m/s2 değerini geçmemelidir. (Şekil 28).

Şekil 28. Emniyet freni

El Bandı : Yürüyen merdiven el bandı, metalik bir kılavuz üzerinde hareket eden, sonsuz olarak yapılan kauçuk esaslı banttır. El bandı basamak hızına uygun olarak döndürülür; bunun için yürüyen merdivenin ana tahrik milinden iki zincir transmisyonu ile el bandı tahrik edilir. El bandının lineer ağırlığı 1.85 - 2.5 kg/m dir. Ortalama lineer yükü 50 N/m, kılavuz sürtünme katsayısı 0.27 - 0.37 dir. Tırabzanlar genelde elektrikli basmak zincir tahrik motoru ana dişli


- 53 -

şaftından zincir veya kayış ile tahrik edilir ve gizlenmiş yataklar üzerinde basamakların hızına yakın bir hızda hareket ederler (Şekil 29).

Çift yönlü tahrik mili

Zincir tahrik çarkları ve yatakları

Ana tahrik motoru (rotoru dışarıda)

El bandı kasnağı için dişli çark ve zincir

Elektromekanik Fren

El bandı tahrik kasnağı ve yatağı

Şekil 29. El bandı ve korkuluk mekanizması

Merdiven İskeleti : Modern yürüyen merdiven ve bantların en temel parçasına iskelet (truss) denir. Yürüyen merdivenin parçaları Şekil 30'da görüldüğü gibi bu iskelet üzerine monte edilir. İskelet cıvata, perçin yada kaynakla birbirine bağlanan çelik elamanlardan oluşan taşıyıcı bir kafestir. İskelet yürüyen merdiven üreticisinden sağlanıp yine firma yetkilileri tarafından, üst, alt ve gerekirse orta kısımlarındaki belirli noktalardan binaya mesnetlenir. İskeletin alt ve üst kısmı yatay, orta kısmı eğimli olarak tasarımlıdır.

İskelet

A çerçevesi

Şekil 30. Merdiven taşıyıcı aksam (iskelet) Yürüyen Bantlar


- 54 -

Modern şehirlerin havalimanları, tren ve metro istasyonları, alışveriş merkezleri, sergi

salonları gibi mekanlarında görülen yüksek insan akışını karşılamak için yürüyen bantlar kullanılır. Halka açık alanlarda yolcuların kitlesel taşınmasında mekanizasyon çok önemlidir. Bu nedenle düşey taşımada asansörlerden; eğimli yerlerde yürüyen merdivenlerden; yatay veya az eğimli yerlerde ise yürüyen bantlardan faydalanılır. Modern yürüyen bantlar iki ana gruba ayrılır :

• Kısa mesafelerde (300 - 500 m kadar) hızı 1 m/s kadar olan insanları taşıyan bantlar • Uzun mesafelerde ve yüksek hızlarda (7 m/s kadar) çalışan yolcu yolları.

Bir yürüyen bant şematik olarak Şekil 31'de gösterilmiştir. Burada kauçuk kaplı bant

veya kauçukla kaplı çelik bant veya nadiren kauçuk kaplı halat bant kullanılır. Yürüyen merdiven basamağı benzeri bant üst yüzeyi vardır. Kısa bantlar, (20 m kadar olanlar) bant olarak yüzeyi cilalanmış korozyona dayanıklı çelik üzerinde sürekli olarak çalıştırılır. Uzun bantlar ise 400 - 600 mm aralıklarla yerleştirilmiş destekleyici rulolar üzerinde hareket eder. Sürekli destekleyen kat veya birbirine yakın yerleştirilmiş rulo destekler, yolcuların ağırlığından dolayı bandın sarkmasını önler. Apronun altında lamelli zincir için tahrik çarkı bulunur. Yürüyen bantlarda ayrıca bant hızı ile senkron çalışan bir el bandı da bulunur. Bantlara biniş ve inişlerde emniyetin sağlanması için giriş ve çıkış kısımları bombeli yapılır.

1. tahrik 3. bant 5. giriş 7. rulo destekler 2. çıkış 4. el bandı 6. gerdirme

Şekil 31. Yürüyen bandın şematik görünüşü

Yürüyen bantlar, 8000 -16000 P/h taşıma kapasitesinde; 0 - 12° tırmanma açısında; 0.9

- 0.95 m/s bant hızında; 12 - 30 m bant (yol) uzunluğunda; 800 - 1000 - 1200 mm bant genişliğinde; 15 -75 kW ana tahrik motoru gücünde; 80 dB gürültü seviyesini aşmayacak şekilde dizayn edilir. Yürüyen Merdiven ve Bantların Taşıma Kapasitesi Yürüyen merdivenlerin kapasiteleri genelde bir saat içinde taşıdıkları yolcu sayısı ile ifade edilir. Yürüyen merdiven ve bant üreticileri ise kapasiteyi teorik olarak 1 1/4 veya 2 yolcu şeklinde genişliğe bağlı olarak ifade etmektedir.


- 55 -

Yürüyen merdiven ve bantların taşıma ya da trafik kapasiteleri hızlarına bağlı olarak değişmektedir ve teorik olarak bu kapasite hız ile doğru orantılıdır. Hızın arttırılması nedeni ile insanların yürüyen merdivene binmede gösterecekleri kararsızlık taşıma kapasitesinde beklenen artışın sağlanmasını engelleyebilir ve gerçek kapasite eğrisi hız ile tam orantılı olamaz ve teorik eğrinin altında kalan bir sapma gösterir. Gerçek kapasite ise yürüyen merdiven hızı ile birlikte yolcuların yürüyen merdiven yada banda giriş hızına bağlıdır. Şekil 32’de yürüyen merdivenlerde hızlara bağlı olarak teorik ve gerçek taşıma kapasite eğrilerinin genel durumu görülmektedir.

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

0,4 0,5 0,6 0,65 0,7 0,8 0,85

Merdiven hızı, v (m/s)

Taşı

ma

kapa

site

si, Q

(kiş

i)

•••

Şekil 32. Hızlar ve taşıma kapasitesi arasındaki bağıntı Yapı büyüklüğü, yerleşim vs. gibi koşulların uygunluğuna göre efektif gerçek taşıma kapasitesi, teorik kapasitenin %80 ni kadar olabilir, fakat yolcunun taşıdığı yükler nedeni ile bu kapasite daha da düşük olabilir. Tam çalışma koşullarındaki yürüyen merdiven ve bantların taşıma kapasiteleri hızlar ve basamak ve/veya palet genişliğine göre Tablo 33’de görülmektedir.

Tablo 33. Yürüyen merdivenlerde taşıma kapasiteleri (DIN EN 115'e göre) Taşıma Kapasitesi [kişi/saat] Basamak

Genişliği [mm] 0.5 m/s 0.6 m/s 0.65 m/s 0.75 m/s 600 4500 5400 5850 6750 800 6750 8100 8775 10125 1000 9000 10800 11700 13500

Ayrıca London Transport Şirketi'nin yaptığı bir araştırmanın sonucu Şekil 33’de 1 numaralı eğri; 2 numaralı eğri Bavin ve 3 numaralı eğri ise Hithachi, Japonya tarafından verilmektedir. Aynı şekilde doğrusal olan eğri de teorik taşıma kapasitesi eğrisidir.


- 56 -

Taşı

ma

kapa

site

si, Q

(kiş

i)

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Merdiven hızı, v (m/s)

3 2 1

Şekil 33. Hız - Kapasite diyagramı

Çalışma hızı, yürüyen merdivenin kapasitesinin çalışma hızına göre değişimi Şekil 34’de verilmiştir. Grafikte iki kişinin bir basamağa binmesi halindeki teorik kapasite (a) eğrisi ile; bir dakika içinde yürüyen merdivene binen maksimum insan sayısı (b) eğrisi ile; 5 dakikalık süre içinde yürüyen merdivene binen ortalama insan sayısı (c) eğrisi ile gösterilmiştir.

0

50

100

150

200

250

0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Merdiven hızı (m/s )

Dak

ikad

a m

erdi

vend

e bu

luna

n in

san

sayı

s (a) (b) (c)

Şekil 34. Kapasitenin hızla değişimi


- 57 -

Basamak Genişliği, 600 mm, tek kişi için yeterli iken, 1000 mm genişlik ise elinde yük olan bir veya iki kişinin yan yana taşınmasını sağlamaktadır. Gözlemlere göre 600 mm lik yürüyen merdivenlerde artarda dizilen insanlar aralarındaki bir basamağı boş bırakma eğilimindedir. YÜRÜYEN MERDİVELERİN SEÇİMİ Ve MONTAJI Yürüyen merdivenler ve bantlar yerleşim sahasının durumuna göre paralel veya çapraz olarak kurulabilir. Her iki durumda da yukarı çıkış ve aşağı iniş tesisleri yan yana veya birbirlerinden belirli bir uzaklıkta ayrık olabilir. Tek bir yürüyen merdivenin yeterli olmadığı durumda üçüncü bir tesis çok kademeli paralel düzende kurulabilir. Tesisler yoğun trafik yönünde kullanılabilme esnekliğine sahiptir. Yürüyen merdivenlerin kullanım sahasına yerleştirilmesinde şu faktörler önemlidir:

1. Bina yapısı 2. Trafik akış yönü 3. Trafik hacmi 4. Uygulama alanı (ticari sektör, toplu taşımacılık) 5. Özel müşteri istekleri

Tüm bu etkenler dikkate alınarak kapalı mekanlarda bulunan yürüyen merdivenlerin kurulmasında düzenleme şekilleri : a) Tek ünite (Şekil 35a) b) Sürekli düzen (Şekil 35b) c) Ayrık düzen (Şekil 35c) d) Paralel ayrık düzen (Şekil 35d) e) Çapraz sürekli düzen (Şekil 35e)

Şekil 35. Yürüyen merdiven yerleşim düzenleri

(e)

(c) (d)

(a) (b)

Yürüyen Merdivenin Montajı


- 58 -

Yürüyen merdiven ve bandın projelendirmesi ve montaj (yerleşim) işlemi düşeydeki yükseklik artışının belirlenmesi, yürüyen merdivene alt veya üst yaya giriş hacminin belirlenmesi, üst ve alt çalışma noktalarının teşkil edilmesi adımları ile başlamaktadır. Bir yürüyen merdiven üst, alt, ve orta bölümden oluşur, Alt bölümde basamak girişi, sabit alt platform, basmak düzleştirme sistemi bulunur. Üst kısımda ise sabit üst platform, elektrikli tahrik motoru, kontrol mekanizması bulunur. Orta kısım sınırlar dahilinde istenilen uzunlukta olup basamaklar, yan paneller, destekler ile hareketli tırabzanların uzunca bir kısmına sahiptir (Şekil 36).

Şekil 36. Yürüyen merdivenin alanları

ASME ye göre yürüyen merdivenler yatayla 30 derece yapacak şekilde kurulur. Fakat bazı Avrupa ülkelerinde yerden kazanmak amacı ile eğim 35 derece olmakta ve 27.3 derece eğimli uygulamalara da rastlanmaktadır. Eğim değerleri üretici firma ve tesisin kurulacağı ülke normları ile merdivenin kullanılacağı yapının koşullarına bağlıdır. Yürüyen merdivenler genelde 30 derecelik bir eğim açısında kuruldukları için çalışma noktaları arsındaki uzaklık genellikle kot farkının 1.732 katı olmaktadır. Her iki çalışma noktası kurularak, üreticinin kendine özgü standart yer hacim koşulları kapsamında, gerekli taşıyıcı elamanların yapı içine yerleştirilmeleri sağlanmalıdır. Bu taşıyıcı elamanlara gelecek olan tepki kuvvetleri yürüyen merdivenin uzunluk ve genişliğine bağlıdır (Şekil 37). Yürüyen merdiven ya da bandın yerleşim bölgesini belirlerken önce dikey yükseklik ve daha sonra alt ve üst boşluklar dikkate alınır. Bir yürüyen merdiven projesi destek kirişi ve dış dekorasyonları da kapsar. Kuruluş yerinin belirlenmesinin ardından üretici firmanın belirlediği standart boyut ve hacimler yapı içinde sağlanıp uygun destekler yapıya ilave edilir. Bu desteklerin seçim ve montajında, sistemin işletimi sırasında yapıya uygulayacağı maksimum kuvvetleri taşıyacak dayanımda olması esas alınmalıdır. Ele alınan örnek projede basamak genişliği 600 mm olan yürüyen merdiven için 3.6 m dikey yükseklik için üst kirişe maksimum 9.3 ton ve alt kirişe ise maksimum 8.7 ton yüklerin etkiyeceği Tablo 34’den bulunabilir.


- 59 -

Şekil 37. Yürüyen merdivenin yer ihtiyacı

Tablo 34. Bina yapısına gelen maksimum yükler Yükseklik [m] Basamak

Genişliği 3.0 3.6 4.2 4.8 5.5 6.0 6.7 600 mm Üst 8.7 t 9.3 t 9.9 t 10.4 t 11.0 t 11.6 t 10.2 t Alt 8.1 t 8.7 t 9.3 t 9.9 t 10.4 t 11.0 t 6.7 t 1000 mm Üst 9.3 t 10.9 t 11.7 t 12.4 t 13.1 t 13.9 t 7 / 12 t Alt 9.5 t 10.3 t 10.9 t 11.6 t 12.3 t 13.0 t 8 / 8.5 t 1000 mm ve 6.7 m yükseklik için Ara / Üst ve Ara / Alt değerleri verilmiştir. 10.6. YÜRÜYEN MERDİVEN HESAP ESASLARI Yürüyen merdivenin hesabında ilk aşama yürüyen merdivenin kapasitesinin bulunmasıdır. Trafik kapasite ve adım yük miktarının hesabında, 600 mm genişlikli basamağın alabildiği yolcu sayısı 1 kişi; 800 mm genişlikli basamağın alabildiği yolcu sayısı 1.5 kişi ; 1000 mm genişlikli basamağın alabildiği yolcu sayısı 2 kişi olarak kabul edilmelidir. Daha sonra diğer gerekli hesaplar yapılmaktadır.

Tam kapasitedeki yürüyen merdivenin saate taşıdığı insan sayısı :

ZA va

A vs

= ⋅ ⋅⋅

= ⋅ ⋅ ⋅3600 9000ϕ ϕ

Burada, ϕ = 0.6 - 0.96 arasında basamak doluluk faktörü. (Düşük değer 0.4 m/s , yüksek değer 1 m/s hız için alınır) A = 1 - 2 bir basamaktaki insan sayısı v = 0.4 - 1 m/s yürüyen merdiven hızı as= 0.4 - 0.405 m basamak adımı

Üzerindeki hareketli katın direnç katsayısı 0.025 - 0.028 alınarak apron konveyörleri

için benzer hesaplar yapılır.


- 60 -

Basamak zinciri uzunluğu : ( ) ( )L D L Lz yb= ⋅ + ⋅ + +π 2 Lyi i

Eğimli taşıma mesafesi : φ

=sin

HLi

Yolcu taşıma süresi : tL L L

veyb yi i

=+ +

Yürüyen merdiven üstündeki yolcu yükü : P M P Bs= ⋅ ⋅

Yürüyen merdiven tahrik gücü : φ⋅η⋅

= sinhHsvN

Burada, φ : tırmanma açısı ( ° ) η : sistemin verimi D : tahrik çarkı ve karşı çarkın çapı (m) h : basamak yüksekliği (m) H: katlar arasındaki mesafe (m) Lyb: giriş noktasındaki yatay mesafe (m) Lyi: iniş noktasındaki yatay mesafe (m) Li : eğimli taşıma mesafesi (m) M : bir insan ağırlığı (kg) Ps: her basamaktaki insan sayısı s : basamaktaki yük (N) B : görünen basamak adedi v : merdiven hızı (m/s)

Örnek Hesap : Katlararası mesafesi 6 m olan ve saatte 6500 kişinin kullandığı iki kat arasına yerleştirilecek olan yürüyen merdiven için α = 30 ° eğim seçilmiştir. Yürüyen merdivenin seçimi ve hesapları şöyledir: Yürüyen merdiven hızı ve basamak genişliği Yürüyen merdivenin hızı ve basamak genişliği taşıma kapasitesine uygun olarak Tablo 35 yardımıyla seçilir. 6500 P/saat kapasite için v = 0.5 m/s hız ve 800 mm basamak genişliği seçilmiştir.

Tablo 35. Yürüyen merdiven hızı ve basamak genişliği Teorik taşıma kapasitesi [P/saat] Basamak

Genişliği v = 0.5 m/s v = 0.6 m/s v = 0.65 m/s v = 0.75 m/s 600 4500 5400 5850 6750 800 6750 8100 8775 10125 1000 9000 10800 11700 13500

Tam kapasite ile çalışmada yolcu sayısı


- 61 -

67504.0

5.0275.03600a

vA3600Z =⋅

⋅⋅=⋅

⋅ϕ⋅= P/saat

Burada

A : basamakta taşınan insan sayısı (1 - 2) a : basamak eni (0.4 m) ϕ : doluluk faktörü (Tablo 36)

Tablo 36. Basamak doluluk faktörü ϕ

Basamak Genişliği

ϕ faktörü

600 0.50 800 0.75 1000 1.00

Seçilen yürüyen merdiven mevcut kapasiteyi karşılayabilmektedir. Yürüyen merdivenin boyutları İki görünüşü ile Şekil 38'de verilen yürüyen merdivenin temel boyutları Tablo 37'de tırmanma açısına göre verilmiştir.

α = 30°

Şekil 38. Yürüyen merdivenin şematik resmi ve önemli boyutları

Tablo 37. Yürüyen merdivenin temel boyutları


- 62 -

Tırmanma Açısı

Basamak Genişliği (C)

L1 L3 A B

600 750 1180 800 958 1380

27.3 °

1000

2152

2431

1158 1580 600 750 1180 800 958 1380

30 °

1000

2219

2459

1158 1580 600 750 1180 800 958 1380

35 °

1000

2286

2487

1158 1580

Eğimli taşıma mesafesi : 1200030sin

6000sin

HLe ==α

= mm

Yolcu taşıma süresi

36.3310005.0

2459120002219v

LLLt 3e1 =⋅

++=

++= s

Yürüyen merdiven motor gücü

Görünen (yük taşıyan) basamak adedi : 302.0

6hHB ===

Ortalama insan ağırlığı 75 kg alındığında basamak üzerindeki yük : ( )APBMP S ⋅ϕ=⋅⋅= ( ) 3375275.03075P =⋅⋅⋅= daN Tahrik gücü :

03.1175.0102

30sin33755.0102

sinPvN =⋅⋅⋅

=η⋅α⋅⋅

= kW

Sistemin toplam verimi η = 0.6 alındığında bulunan güç 11.03 kW tır. Tablo 38'de tırmanma açısı, basamak genişliği ve katlararası mesafeye göre motor güçleri verilmiştir. Gerekli motor gücü olarak tablodan 11.7 kW değeri okunur. Yapılan hesap ile seçim yaklaşık aynı sonucu vermiştir.

Tablo 38. Yürüyen merdiven motor güçleri (v = 0.5 m/s için) Tırmanma Basamak Katlararası Motor gücü


- 63 -

Açısı Genişliği [mm] mesafe [m] [kW] 3.0 - 5.5 5.5 600

6.0 7.5 3.0 - 4.5 5.5 800 5.0 - 6.0 7.5 3.0 - 3.5 5.5 4.0 - 5.0 7.5

27.3 °

1000 5.5 - 6.0 11.7 3.0 - 5.5 5.5 600

6.0 7.5 3.0 - 4.5 5.5 5.0 - 5.5 7.5

800

6.0 11.7 3.0 - 3.5 5.5 4.0 - 4.5 7.5

30 °

1000 5.5 - 6.0 11.7 3.0 - 5.5 5.5 600

6.0 7.5 3.0 - 5.0 7.5 800 5.5 - 6.0 11.7 3.0 - 4.0 7.5

35 °

1000 4.5 - 6.0 11.7

Tahrik zinciri seçimi ve hesabı Basamakları hareket ettirmek için kullanılan 2 adet tek sıralı lamelli zincir seçimi ve kontrol hesabı yapılmalıdır. Zincir uzunluğu, zincir çarklarının çapı 450 mm alındığında ( ) ( ) ( ) ( ) 3477024591200021792450LLL2DL 3e1ZZ =++⋅+⋅π=++⋅+⋅π= mm Çekme zincir adımı basamak eninin 1/2 veya 1/3 kadar alınabilir. Basamak eninin 380 ila 407 mm arasında olduğu kabul edilirse, tasarımda 16" (406.4 mm) basamak enine uygun olarak 3 zincir lokması alındığında zincir adımı;

5.1353

4.406t == mm

Zincir adımı t = 135.5 mm için seçilen zincirin teknik özellikleri Şekil 39 üzerinde gösterilmiştir. Zincirin kopma kuvveti 200000 N ve metre başına ağırlığı G = 13 kg/m dir.


- 64 -

Şekil 39. Basamak çekme zinciri ve boyutları

Çevresel kuvvet: 12.22505.0

03.11102v

N102FÇ =⋅

=⋅

= daN

Merkezkaç kuvvetin zincir üzerindeki bileşeni 33.05.081.9

13vgGF daN 22

a =⋅=⋅=

Bir sıra zincire gelen çekme kuvveti :

( ) ( ) 23.112533.012.225021FF

21F aÇZ =+⋅=+⋅= daN

Zincir mafsal basıncı :

2.581.9385623.1125

AFp Z =⋅

⋅== N/mm2

Zincir için mafsal emniyet basıncı pem = 18 N/mm2 alındığında, zincir emniyetlidir.


- 65 -

Zincirin kopma kuvveti :

λ

= kopem

FF

Burada

λ : zincir emniyet katsayısı (Tablo 39)

Tablo 39. Zincir emniyet katsayısı İşletme şartı λ

Temiz ve düzenli yağlama 8 Az temiz ve düzensiz yağlama 10 Kirli ve yağlanmayan 12 Kullanım sonucu aşınmış 14

Yürüyen merdiven zincirlerinin temiz ve düzenli yağlandığı kabul edilir ve λ = 8 alınırsa,

250008

200000Fem == N dur.

Zincir çekme kuvveti ise FZ = 11043.7 N olduğuna göre 2.3 kat emniyetlidir.


bÖlÜm 10. asansÖrler ve yÜrÜyen merdİvenler

Documents