Kaymalı Fren Sistemleri ve Mühendislik

Yayın TarihiKasım-Aralık, 2020 Muharrem Çakırer-Çağın Asansör İmalat Ltd.Şti.Elek.Müh. Yazdır

Ankara’nın işlek bir caddesinde aracı park ettim. O an için iki derdim vardı. Birincisi yanımdaki asansör uygulama projelerini yapı denetim firması mühendislerine onaylatmak, ikincisi de bu sürede aracımın park ettiğim yerden çekilmemesiydi. Soluk soluğa girdiğim yapı denetim firmasında sekreter hanımdan başka kimse yoktu. Projeleri bırakacak, makine ve elektrik mühendisleri onayladıktan sonra da almaya gelecektim. Projeleri sekretere teslim edip tam çıkmak üzereydim ki, sekreter biraz beklememi isteyerek yan odaya geçti. Kısa süren sessizliği, gürültülü bir şekilde 3 el kaşe/mühür sesi bozdu. Geri dönen sekreter, projeleri bana uzatarak işlemin tamam olduğunu söyledi. Antet kısımlarını kontrol ettim, gerçekten de tüm projelerin onayları tamamlanmıştı. Bu kadar kısa sürede işimi hallettiğim için bir yanım sevinçliydi, ama öbür yanım şaşkın... Çünkü imzaları tamamdı, ama mühendisler ortada yoktu!..

Yukarıdaki satırlar 3-4 yıl önce bir asansör montaj firmasında çalışırken yaşadığım bir olayı anlatıyor. Bu hadiseyi, mühendislerin sektörde nasıl konumlandırıldığını göstermesi açısından manidar buluyorum. Asansör sektörü, hesaplamalar, tasarımlar, yorumlamalar, projeler vb. düşünüldüğünde bir mühendis için harika bir çalışma alanı olabilecekken, binlerce asansör firmasının olduğu ülkemizde maalesef sektörün durumu ve mühendislerin konumu genel olarak iç açıcı değil!.. Mühendislerin katma değer sunduğu, mühendis olmanın getirdiği tüm hünerleri sergileyebildiği güzel örnekleri olsa da asansör firmalarında da durum, genel itibariyle girişteki örnekten pek farklı sayılmaz. Emekli mühendislere asgari ücretin yarısı kadar maaş vererek, onların Asansör SMM belgelerini kullanan firmaların varlığı da emekli meslektaşlarımın bunu kabullenmesi de üzüntü verici… Bu şekilde mühendisler için belirlenen ücret çıtasını düşürdüklerinden, sektörde aktif çalışan ama hak ettiğini alamayan birçok mühendisin ilk fırsatta sektör değiştirmesine, aynı zamanda yeni mezun mühendislerin de işsiz kalmalasına sebep oluyorlar.

Asansörün güvenliği için hayati derecede öneme sahip olan paraşüt sistemi, ince hesaplamalar, tasarım, mevzuat bilgisi ve AR-GE çalışması gerektirdiğinden, tam bir mühendislik konusudur. Sektöre özgün tasarımlarla katkıda bulunmak, yepyeni ürünler ortaya çıkarmak, o sektördeki mühendislerin istihdamıyla doğrudan ilişkilidir. Bu yüzden yazıma böyle bir girişle başladım.

Yüksek hızlı asansörlerde yolcuların güvenliği ve konfor açısından son derece önemli olan paraşüt sistemleri de sektörde hak ettiği değeri görmüyor. Piyasada birçok fren tertibatını az bir fiyata bulabilmek, bunun bir göstergesidir. Kabin imalatçılarıyla taahhüt firmaları anlaşırken, frenler çoğu zaman kabin modeli tercihinin gölgesinde kalıyor. Halbuki, asansörlerin en tehlikesiz kısımları son kullanıcıya görünen kısımlarıdır; güvenlik tertibatları gibi görünmeyen bölümleri ise risklerin en fazla olduğu bölümlerdir. Bu yazıda, beyan hızı 1 m/s’den fazla asansörlerde kullanılması zorunlu olan kaymalı tip fren sistemlerini ele alacağız.

2014/33/AB Asansör Yönetmeliğine göre Güvenlik Aksamı olarak 6 adet ürün tanımlanmıştır. Bunlardan ikisi olan Hız Regülatörü ve Fren sistemi, güvenliği sağlamak için iş birliği halinde çalışırlar. Hız Regülatörü’nün görevi, güvenlik halatının yeterli gerginlikte olmasını sağlamak ve bu halat gevşediği zaman asansörü devre dışı bırakmaktır. Asansörü taşıyan askı halatlarının kopması veya iniş hızının aşırı derecede artması halinde, bir tarafı kabine bağlı olarak kabinle eşlenik hareket eden regülatör halatı çekilir. Bir yandan fren tertibatı üzerinde bulunan elektrikli güvenlik kontağı, asansör tahrik sisteminin elektriğini keserek asansör makinesini durdurur, diğer yandan kaymalı fren sistemi asansörü bir miktar kaydırmak suretiyle kılavuz rayları sıkıştırır ve raylara kenetler.

Hareketli bir cismi, kinetik enerjisini sönümleyerek, belirli bir zaman dilimi içerisinde durdurmanın en basit yolu, sürtünme yoluyla kinetik enerjisinin ısıya çevrilmesidir. Genelde fren mekanizması devreye sokulduğunda, kabine bağlı olan frenin bir yarısı, yaylara ve raya temas ettirilir, diğer yarısı ise ‘ceviz’ adı verilen tekerlek yuvasının geometrisine uygun biçimde raya bastırılır. Ray bu iki parça arasına sıkıştırılır. Bu esnada sertliği düşük olan yaylar esner. Oluşan normal kuvvet, sürtünme kuvvetine dönüşür ve kabinin kinetik enerjisini harcamaya başlar. Bu sürtünme kabin duruncaya kadar devam eder.

Kaymalı fren sistemi mekanik bir sistemdir. Kabin süspansiyonunun alt veya üst taşıyıcı kirişlerine monte edilebilir. Karşı ağırlığın hareket alanı altında konut, büro vb. yaşam alanları varsa, karşı ağırlık da kaymalı fren sistemiyle donatılmalıdır.

İvme; zaman içinde değişen hız miktarıdır. Can ve mal güvenliğini sağlamak için frenleme ivmesi, 0,2.gn ile 1.gn arasında olmalıdır. İdeal olanı ise frenin 0,6.gn ortalama ivmesi ile devreye girmesidir. Burada gn yer çekimi ivmesi olup, 9,81 m/s² değerindedir. Yüksek ivmeyle frenleme, kabinin kısa mesafede durması demektir. Örneğin bir asansör 1.gn frenleme ivmesiyle frene geçerse, kayma mesafesi kısa olacağından, nispeten sert bir duruş olur. İvme daha da artarsa ani frenlemeden dolayı, başta çocuklar, yaşlılar, hastalar ve hamile kadınlar için büyük risk oluşur. Frenleme ivmesi 0,2 gn’den daha düşük olursa, bu sefer de kayma mesafesi çok uzun olur. Bu nedenle mevzuat, yer çekimi ivmesinin 0,2 ile 1 katı arasında bir frenleme ivmesini şart koşmuştur.

Tescil Muayenelerinde Fren Testleri

Tam yük frenleme testinde, fren sistemiyle birlikte, raylar, konsol bağlantıları, hatta makine şasesi montajının uygunluğu da asansör hizmete girmeden kontrol edilmiş olur. Tescil muayeneleri fren testlerinde asansörün ne kadar kayması gerektiği sıkça tartışma konusu olmuştur.

2014/33/AB Yönetmeliğine uygun olarak monte edilmiş asansörlerin tescil muayenelerinde, TS EN 81-20 standardının 6.3.4 maddesi gereği kabin, beyan yükünün %125 ile yüklü olarak fren testi yapılır. 1 m/s beyan hızında hız regülatörünün devreye girmesine göre frenleme mesafesi, aşağıdaki formüle göre hesaplanır.

Güvenlik tertibatı testinden sonra kabin, raydaki izlerin ölçebileceği konuma getirilir. Raylardaki izin uzunluğu ve genişliği ölçülür. Frenin iki tarafta da iz bıraktığı ve rayı kavradığı kontrol edilir. Kabinde herhangi bir çarpılma ve bozulma olmadığı gözlemlenir. Yük testi sonucuna göre, 1 m/s beyan hızındaki bir asansör frene geçtiğinde, frenin en az 5 cm ve en fazla 25 cm kaydığı tespit edilirse uygunluk verilir.

Frene geçmiş bir asansörü frenden çıkarmak için, revizyon modunda asansöre ters yönde komut vermek yeterli olmalıdır. Bu şekilde fren, otomatik olarak testten önceki ayarlarına dönmeli ve rayların arasına sıkışmış olan kabin ve karkası, raylardan kurtulmalıdır. Güvenlik tertibatı serbest kaldıktan sonra asansör hemen hizmet vermemeli; ancak yetkin bakım personelinin müdahalesinden sonra işletmeye alınabilmelidir.

Fren takımını oluşturan her bir fren bloğu, birbirlerine aktarma çubuğu vasıtasıyla bağlanır. Bu aktarma çubuğu fren bloklarının eş zamanlı olarak devreye girmesine yardımcı olur. İki fren bloğu arasında hareketi eksiksiz iletmesi ve harekette herhangi bir gecikmeye sebep olmaması için, bu ara bağlantı parçasının içi dolu malzeme olması tercih edilir.

İmalat sektöründe çalışan bir mühendis olarak, kabin imalatçısı firmaların, aynı zamanda kabinde kullanacakları frenlerin imalatını da yapmasını gerekli görüyorum. Bu şekilde, frenle ilgili bir sorun olduğunda müşteri, karşısında tek bir muhatap bulabileceğinden, imalatçı da atf-ı cürümde bulunmak suretiyle işin içinden sıyrılamayacağından, sorunun kaynağını tespit etmek ve çözüme ulaşmak daha kolay olacaktır.

Fren imalatçısı firmaların, tasarlayıp belgelendirecekleri frenlerinin Onaylanmış Kuruluş’un yapacağı Tip İnceleme Testlerine refakat etmelerini şiddetle tavsiye ederim. Belki tuhaf gelebilir ama, ilk testler fiyaskoyla sonuçlanmalıdır. Yani imalatçı, teste giren fren sisteminin frenleme ivmesinin standardın izin verdiği aralığın dışına çıktığını, hatta frenin tutmayıp asansörün yere çakıldığını yerinde görmelidir. Tehlikenin boyutlarını görerek yaptığı işin önemini daha iyi kavrayacak olan imalatçı, ileride yaşanabilecek pek çok olumsuz senaryoyu, ürünü daha piyasaya çıkarmadan görme fırsatı bulacaktır. Freninin onlarca kez test edildiğini gören imalatçı, her bir başarısızlık neticesinde nasıl bir fren yapılmaması gerektiğini öğrenecek, olumsuzluklardan ders çıkarıp, yaklaşımını ve tasarımını değiştirecek, nihayetinde ideale en yakın ürünü ortaya çıkaracaktır. Tıpkı Edison’un binlerce kez başarısız olduktan sonra ampulü icat etmesi gibi!.. Çünkü ürün pazara çıktıktan sonra yaşanabilecek bir felaketin hiçbir telafisi olamaz.

Kaynakça

  1. TS EN 81-20:2014
  2. TS EN 81-50:2014
  3. 2014/33/AB Asansör Yönetmeliği

Muharrem ÇAKIRER, Elektrik Mühendisi: 1979 yılında Afyon Bolvadin’de doğdu. Kocaeli Üniversitesi Elektrik Mühendisliği bölümünden 2002 yılında mezun oldu. Vizyon Asansör’de başladığı kariyerine, 12 yıl kadar ulaştırma ve enerji sektöründe kontrol mühendisi olarak devam etti. Kısa bir süre Babadağ Asansör Montaj firmasında çalıştı. Üç yıldır ve halen Çağın Asansör İmalat Ltd. Şti’de tasarım mühendisi olarak çalışmaktadır. Aynı zamanda TSE’nin Asansör Ayna Teknik Komitesi üyesidir.