
FREN SİSTEMİ
Recep ARSLAN Reas Asansör - Genel Müdür Makine Mühendisi, Elektrik Teknikeri İş Sağlığı ve Güvenliği Uzmanı
Alibeyköy Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi, Asansör Sistemleri Dalı Sektör Temsilcisi
Asansör bir binanın, aracın veya yapının birbirleri arasında yükseklik farkı olan iki seviyesi arasında insan ve / veya yükü, hızlı, güvenli ve konforlu olarak taşıyan, transportunu sağlayan makineler olarak tanımlanabilir. Günümüzde şehirleşme dikey olarak gelişmektedir. Büyük kentlerde giderek artan yüksek binaların sayısı insanları tek veya birkaç katlı yapılardan uzaklaştırmıştır. Sonuçta bu yüksek binalarda gereksinim duyulan diğer katlara ulaşım isteği, asansörlere olan talebi arttırmıştır.
Günlük hayatta yapılan kısa yolculuklarda asansörlerin önemli bir yeri vardır. Asansörler uzun zamandan beri çalışmaktadırlar ve uzun yıllardır işletim halinde oldukları halde hala en güvenilir yolcu taşıma araçlarından biri olarak kabul edilmektedir. Bu güven daha çok asansörlerin yapımında ve montajında alınmış güvenlik tedbirlerine dayanmaktadır. Bu güvenlik tedbirlerinin en başında asansörlerde kullanılmakta olan ve karşılaşılan ve en istenmeyen kaza olan asansörün kontrolsüz hızlanmasına karşı alınmış en büyük önlem paraşüt fren sistemi, tertibatıdır.
Asansörün tüm elemanlarının mukavemetinin en üst düzeyde olması istenmiştir. Bu istek standartlar tarafından güvence altına alınmıştır. Ülkemizde uygulanan en güncel standart TS EN 81-20 numaralı ‘Asansörlerin yapım ve kurulumu için güvenlik kuralları - İnsan ve eşyanın taşınması için asansörler - Bölüm 20: İnsan ve eşya asansörleri’’, TS EN 81-50 numaralı ‘Asansörlerin yapımı ve kurulumu için güvenlik kuralları - İnceleme ve deneyler - Bölüm 50: Asansör bileşenlerinin tasarım kuralları, hesaplamaları, incelemeleri ve deneyleri’’ standartlarıdır. Bu standardtlar Avrupa standardizasyon Komitesi (CEN) tarafından yayınlanmış ve ülkemizde TSE tarafından Türkçeye çevrilerek uygulanmaya konulmuş standartlar olup, ülkemizle eş zamanlı olarak Avrupa’da da aynı şekilde kullanılmaktadır.
Güvenlik denilince insanları tedirgin eden yegâne olay asansörün kontrolsüz şekilde hızlanmasıdır. Bu hızlanma genellikle asansörü taşıyan halatların işlevsiz kalmasıyla veya kopmasıyla asansörün hızla aşağı doğru düşmesiyle meydana gelmektedir. Bu durum asansör sisteminde karşılaşabileceğimiz en istenmeyen durumdur. Bu ve bunun gibi asansörde karşılaşabileceğimiz güvenlik zafiyetleri oluşmaktadır. Bu yazımda asansörde oluşabilecek halat kopma riskini ve bununla ilgili alınabilecek çeşitli güvenlik tedbirlerini paylaşmaya çalışacağım.
1-Halatların kopması ve işlevselliğini kaybetmesi
Asansör sisteminde en fazla kaygı oluşturun konuların başında kabini taşıyan halatların kopma ihtimalidir. Bu ihtimal asansörde oluşabilecek en tehlikeli durumdur. Tarihte asansörlerin kullanımın yaygınlaşması bu olası tehlikenin çözüme kavuşması ile mümkün hale gelmiştir.
Asansör halatlarının kopma ihtimali nedir?
Asansör halatlarının kopmaması ve asansör kabininin serbest olarak düşüşe geçmemesi için en başta uygun sayıda ve özelliklerde halat seçilmelidir. Bu seçimler yapılırken yukarıda belirttiğim Yürürlükte olan Avrupa standartları dikkate alınır.
Bu standartlarda günümüzde elektrikle çalışan asansörlerde kullanılan çelik tel halatlardan istenen minimum gereksinimler belirtilmiştir. Kabin ve karşı ağırlıkta kullanılan çelik halatların anma çapı en az 8 mm ve tel anma dayanımı en az 1570 N/mm2 olmalıdır. Tesiste en az iki adet çelik halat kullanılmalıdır. Askı halatı emniyet katsayısı, halatı tahrik eden eleman tambur olduğunda en az 12, makara olduğunda iki halat kullanıldığı durum için en az 16 kat ve üç veya daha fazla halat kullanıldığı durum için en az 12 kat olmalıdır. Bu anlamda seçilen halat mevcut sistemin yükün 12 kat fazlasını taşıyabilecek şekilde tasarlanacaktır. Yapılan bu secim asansör kullanım esnasında halatın kopma riskini tamamen ortadan kaldırmaya yeterli olmayacaktır fakat bu riski en az seviyeye indirecektir.
İnsan taşıyan sistemlerde düşük bir ihtimalde olsa halatın kopma riskini göze alarak asansör tasarımını tamamlayamayız.
Halat kopması durumunda paraşüt fren sistemi
Paraşüt fren sistemi: asansör kabini veya karşı ağırlığı durduran mekanik araçtır. Nedenine bakılmaksızın, asansörün beyan hızının %15 üzerinde bir değere ulaşırsa regülatör kilitlenir, kilitlenen regülatör paraşüt frenleri tetikleyip çalıştırır. Çalışmakta olan paraşüt frenler ise kılavuz raylara tutunarak kabini durdurur. Fren blokları kabinin altına veya üstüne monte edilebildikleri halde genellikle kabin alt çerçevesine monte edilirler. Fren bloklarında bulunan çeneler kılavuz raylarla aynı eksende olmalıdır. Sistemde iki fren bloğu kullanılır. Fren bloklarında bulunan hareketli çeneler hız regülatöründen tetiklenen bir tahrik mekanizması aracılığı ile aynı anda yani senkronize olarak hareket etmelidir.
Paraşüt fren sistemleri çalışma şekillerine göre ayrılırlar:
Ani etkili paraşüt fren sistemi:
Kabini durdururken kılavuz raylara hızla artan bir basınçta güç uygularlar. Durma zamanı ve mesafesi çok kısadır. Yavaşlatma için kullanılan kuvveti sınırlamak için hiçbir esnek malzeme kullanılmamıştır. Düşük hızlı asansörlerde tercih edilir.
Kayma etkili paraşüt fren sistemi:
Durma süresince kılavuz raylara sınırlı baskı uygulanmaktadır. Paraşüt fren sistemi tam olarak çalıştığında sistemi durdurmak için oluşturulan kuvvetler yeterli şekilde ve ani durmaya sebep olmayacak şekildedir. Asansör kabinini durdurmak için kullanılan kuvvet fren boğun esnek yapısı sayesinde ani durmalarda oluşan olumsuz etkileri ortadan kaldırmak acıyla tasarlanmıştır.
Halat kopması durumunda regülatör sistemi
Regülatörler asansörün kabin hızını devamlı kontrol eden, ölçen ve bu ölçülen hızın önceden belirlenmiş beyan hızının belirlenen değerini aştığı halde devreye girerek kabine monte edilmiş paraşüt fren sistemini çalıştıran güvenlik elemanlarıdır. Regülatörler paraşüt fren sistemini kabin beyan hızını % 15 den fazla aştığı durumlarda çalıştıracak şekilde tasarlanmaktadır. Paraşüt frenler regülatör tarafından çalıştırıldığında üzerlerinde bulunan potansiyel enerji ( bu potansiyel enerji genellikle bünyelerindeki yaylardan kaynaklanmaktadır) kılavuz raylara baskı yaparak kabinin istenilen iveme ve mesafede durdurulmasını sağlar. Regülatör paraşüt frenleri devreye sokma dışında asansör kontrol birimini de aynı anda devre dışı bırakmaktadır.
Regülatör tamamen mekanik olarak işlev görmektedir ve kabin hızının mekanik olarak ölçümünü yapmaktadır. Hız regülatörü, üst regülatör ve alt regülatör ağırlık makarası olarak iki kısımdan oluşur.
Üst regülatör, sisteminin kontrolsüz hızlarında halatın hareketini durdurmak, alt regülatör ise halatlarda gerekli olan gerginliği sağlamak için kullanılmaktadır. İster aşağı, ister yukarı doğru hareket etsinler, asansörlerde belirtilen standarda göre, regülatör halatlarında minimum 300 N’lik bir kuvvet oluşturulması istenmektedir.
EN 81-20/50 standardına göre regülatörün devreye girme hızı asansör beyan hızının %115 ine eşit bir hızdan önce devreye girmemelidir. Devreye girme anındaki hız aşağıda belirtilenlerden daha küçük olmalıdır.
Bu çerçevede baktığımızda asansör herhangi bir sebepten çalışma hızının %15 üzerine çıktığında yukarıdaki tablonun 3 sütununda belirtilen değerlere ulaşmadan regülatör sisteminin mekanik olarak hızın arttığını anlayacak ve kabin iskeleti üzerinde bulunan fren tertibatının devreye girmesini sağlayacaktır. Bu sayede asansörlerimiz halat kopması durumunda dahi içerinde bulunan insan ve/veya yüklerin zarar görmesine sebep vermeyecektir.
Asansör fren sisteminin çalışmasına gerek kalmaması için ve gerek kalması durumunda devreye girebilmesi için düzenli olarak bakımlarının yapılması gerekmektedir. Mekanik hız ölçümü yapan üst regülatör ile halat gerginliğini sağlayan alt regülatör gerginliği düzenli olarak kontrol edilmelidir. Yeterli gerginlikte olmayan halat üst regülatörün kitlenmesi durumunda kabin iskeletindeki fren kolunu devreye geçirecek kuvveti oluşturmayabilir. İlgili standart bizden regülatör halat gerginliğin elektronik sistem ile kontrol edilmesini ve gevşemesi durumunda asansörü servis dışı moduna geçirmesini istemektedir.
Yapılan bu tasarımlar, düzenli kontroller ve bakımlar sayesinde asansörler en kötü ihtimalde dahi can ve mal güvenliğini sağlamaktadır.