آشنایی با مفهوم گیربکس صنعتی ، قلب تپنده بسیاری از ماشین آلات !
گیربکس صنعتی یک تجهیز مکانیکی و یکی از اجزای اصلی سیستم انتقال قدرت است که از دو بخش اصلی شافت (محور) و چرخ دنده تشکیل شده است .
با دریافت انرژی از الکتروموتور، وظیفه اش را که تنظیم سرعت و گشتاور خروجی متناسب با نیاز ماشینآلات صنعتی میباشد را انجام داده و باعث می شود که امکان کنترل دقیق حرکت فراهم شود .
و این عمل باعث افزایش راندمان، کاهش استهلاک و بهینهسازی عملکرد تجهیزات میشود !
در ادامه به معرفی گیربکس های صنعتی می پردازیم و ویژگی های مختلف آن ها را مطالعه و بررسی میکنیم .
گیربکس های صنعتی به سه بخش تقسیم بندی می شوند :
۱- بر اساس نوع چرخ دنده که شامل گیربکس های :
گیربکس حلزونی ـ گیربکس هلیکال ـ گیربکس خورشیدی ـ گیربکس مخروطی ـ گیربکس کرانویل پینیون
۲- بر اساس محور که شامل گیربکس های :
شافت مستقیم ـ شافت موازی ـ شافت بغل
۳- براساس مکانیزم که شامل گیربکس های :
گیربکس کاهنده ـ گیربکس افزاینده
حال به بررسی نوع اول که بر اساس نوع چرخ دنده کار میکنند می پردازیم .
گیربکس حلزونی
گیربکس حلزونی از دو بخش اصلی تشکیل شده است:
یک پیچ حلزونی که به شفت ورودی متصل است و یک چرخدنده حلزونی که حرکت را دریافت میکند.
با چرخش پیچ حلزونی، چرخدنده بهآرامی میچرخد و باعث کاهش زیاد سرعت و افزایش گشتاور میشود. این ساختار ساده، امکان انتقال قدرت در فضای کوچک را فراهم میکند.
اجزای تشکیل دهنده این گیربکس شامل چرخدنده حلزونی، چرخدنده کرمی، شفتها، یاتاقانها، پوسته یا همان محفظه هست .
ویژگیهای این گیربکس میتوان به عملکرد نرم و بیصدا و مناسب برای توانهای پایین تا متوسط و همچنین قیمت مناسب را نام برد !
انواع گیربکس حلزونی :
گیربکس حلزونی مکعبی (کتابی) NMRV یا NRV
این نوع معمولا به شکل پایه دار تولید شده و به دلیل شکل ظاهری شان به آنها گیربکس مکعبی هم گفته می شود .
گیربکس حلزونی دایره ای VF یا MVF
این گیربکس ساختارش شبیه مکعبی هست ولی شکل ظاهری دایره ای است .
گیربکس حلزونی پایه فلنچدار VF FC یا MVF FC
به جای پایه های استاندارد از فلنچ استفاده می شود که که نصب مستقیم روی دستگاه را آسان میکند.
این نوع گیربکس معمولاً در صنایعی استفاده میشود که کاهش سرعت و افزایش گشتاور امری مهم است .
مانند ماشینآلات صنعتی، نوار نقالهها و جرثقیلها، مخصوصاً جایی که فضای کمی در اختیار است .
گیربکس هلیکال
در این نوع گیربکس، درگیری تدریجی دندانهها باعث کاهش ضربه، لرزش و صدای عملکرد میشود و همین ویژگی در کاربردهایی که بار سنگین، کارکرد مداوم و نیاز به پایداری بالا وجود دارد، انتخابی ایدهآل در خطوط تولید محسوب می شود .
مبنای گیربکس هلیکال بر پایه چرخدندههای مورب (هلیکال) طراحی شده است که روی چند شفت موازی قرار میگیرند. زاویهدار بودن دندانهها باعث میشود درگیری چرخدندهها بهصورت تدریجی انجام شود و انتقال قدرت به شکلی نرم، یکنواخت و با راندمان بالا صورت گیرد.
اجزای تشکیل دهنده این گیربکس از این گیربکس از اجزایی مانند پوسته ای که جنس آن چدن یا آلومینیوم هست و چرخ دنده های هلیکال و بلبرینگ ها و سوپاپ هوا و پینیون های ورودی و خروجی و همچنین واشر های نگهدارنده تشکیل شده است .
از ویژگی های گیربکس هلیکال میتوان به :
- راندمان بالا و اتلاف انرژی کم
- مناسب برای بارهای سنگین و کارکرد مداوم
- طول عمر بالا و استهلاک کمتر
انواع گیربکس هلیکال شامل :
گیربکس شافت مستقیم که چرخدندهها روی شفتهای موازی قرار دارند و نیرو بهصورت مستقیم منتقل میشود..
گیربکس آویز که یک سر شفت آزاد است و فقط از یک طرف نگه داشته میشود، برای انتقال نیرو به تجهیزات آویزان یا نصب شده.
گیربکس چند محور که با استفاده از چرخدندههای مارپیچ و چند شفت متوالی نسبت به گیربکسهای شافت مستقیم و آویز وزن بیشتری دارد، و ویژگی بارز آن تحمل شوکهای ناگهانی و بارهای سنگین در کاربریهای صنعتی سنگین و مداوم است.
گیربکس خورشیدی
گیربکس خورشیدی که به آن گیربکس سیاره ای هم گفته می شود مجموعهای از چرخدندههای مرکزی، سیارهای و رینگی است که با توزیع یکنواخت بار بین چند دنده، گشتاور بسیار بالا را در حجم و وزن کم فراهم میکند.
این ساختار با راندمانی حدود ۹۵ تا ۹۸ درصد ، بهدلیل درگیری همزمان چند چرخدنده، اتلاف انرژی بسیار کمی دارد و برای انتقال توانهای بالا ایدهآل است.
اجزای اصلی تشکیل دهنده این گیربکس شامل چرخدنده خورشیدی در مرکز و چرخدنده های سیارهای و شافت ورودی و خروجی و بلبرینگ ها وکاسه نمد است .
از ویژگی و کاربرد های گیربکس خورشیدی میتوان به ، انتقال گشتاور بسیار بالا ، راندمان بالا و تحمل بار و کارکردهای سنگین و مداوم ، نگهداری آسان که مناسب برای صنایع پتروشیمی و نوار نقاله ها و آسانسور و بالابر ها کاربرد گسترده ای دارند !
گیربکس مخروطی
گیربکس مخروطی برای تغییر جهت محور حرکت استفاده میشود و معمولاً شفتها را با زاویه ۹۰ درجه به هم متصل میکند. این گیربکس گشتاور و سرعت را بین شفتهای غیرموازی منتقل میکند.
فرم چرخدندهها به صورت مخروطی ساخته شدهاند تا بتوانند نیروی محوری و شعاعی را منتقل کنند و شفتها را در زاویه دلخواه به هم وصل کنند. معمولاً یکی از چرخدندهها به شفت ورودی و دیگری به شفت خروجی متصل است.
و این چرخ دنده ها به دو نوع چرخ دنده مستقیم و چرخ دنده مارپیچ طبقه بندی می شوند.
این گیربکس دارای ویژگی ها و کاربردهایی نظیر تغییر زاویه حرکت بین شفتها که معمولاً ۹۰ درجه می باشد نام برد.
و همچنین تحمل گشتاور بالا و راندمان مناسب و کارکرد نسبتاً نرم و امکان استفاده در سرعتها و بارهای مختلف اشاره کرد .
اجزای تشکیلدهنده شامل : چرخدنده مخروطی ورودی و چرخدنده مخروطی خروجی و شفتها و یاتاقانها و محفظه را نام برد.
گیربکس کرانویل پینیون
برای تبدیل حرکت دورانی شفت به حرکت دورانی دیگر با زاویه ۹۰ درجه استفاده میشود و انتقال نیرو در این گیربکس از طریق درگیر شدن چرخدندههای کرانویل و پینیون انجام میشود.
این گیربکس از اجزایی شامل یک چرخدنده کوچک به نام پینیون و یک چرخدنده بزرگ چرخدنده کرانویل تشکیل شده است.پینیون به شفت ورودی متصل است و کرانویل به شفت خروجی، که زاویه بین آنها معمولاً ۹۰ درجه است.
ویژگی این گیربکس شامل :
- انتقال انرژی با راندمان بالا
- گشتاور بالا و پایدار
- استفاده از چرخ دنده هلیکالی که صدا کاهش یابد
- و انتقال نیرو را با زاویه ۹۰ درجه انجام می دهد .
کاربرد این گربکس در نوار نقاله ها و سیستم حمل بار و ماشین های بسته بندی و خطوط تولید و همچنین میکسر های صنعتی و تجهیزات مواد غذایی است.
انواع گیربکس کرانویل-پینیون:
. کرانویل-پینیون مستقیم
. کرانویل-پینیون مارپیچی
. کرانویل-پینیون هیپوییدی
در ادامه به بررسی نوع دوم که بر اساس محور کار میکنند می پردازیم .
گیربکس شافت مستقیم
در این گیربکس محور ورودی و خروجی در یک ساختار قرار دارند .
از مهمترین ویژگی های گیربکس شافت مستقیم میتوان به نصب آسان، اشغال فضای کم، راندمان بالا و استهلاک پایین اشاره کرد.
از کاربرد های آن میتوان در نوار نقاله ها و ماشین آلات بسته بندی و بالابر ها نام برد
گیربکس شافت موازی
اگیربکس شافت موازی برای انتقال نیرو بین شفتهایی که با هم موازی هستند طراحی شده و امکان تغییر سرعت یا گشتاور را بهصورت مستقیم فراهم میکند. در این گیربکس محور ورودی و خروجی به صورت موازی با هم قرار دارند .
از این گیربکس برای انتقال نیرو بین شفتهای موازی و صنعتی که نیاز به نسبت کاهش یا افزایش سرعت دارند، مانند نوار نقاله و میکسرها و ماشین آلات سنگین و صنعتی با گشتاور بالا استفاده و کاربرد دارند .
انتقال پایدار نیرو که باعث کاهش ضربه و لرزش می شود و همچنین امکان طراحی چند محوره برای افزایش نسبت تبدیل ویژگی های این گیربکس هستند.
گیربکس شافت بغل
ساختار این گیربکس به گونهای طراحی شدهاند که چرخدندهها ، شفتهای کنار هم را به یکدیگر وصل کنند. میتواند شامل چرخدنده ساده یا هلیکال باشد و نیرو را با زاویه تقریباً ۹۰ درجه بین شفتها منتقل کند زیرا در این گیربکس محور ورودی و خروجی زاویه ۹۰ درجه با یکدیگر دارند.
از کاربرد های این گیربکس می توان بالابر ها و نوار نقاله و سیستم انتقال مواد را نام برد .
و در نهایت به بررسی نوع سوم که بر اساس مکانیزم کار میکنند می پردازیم .
گیربکس کاهنده
گیربکس کاهنده برای افزایش گشتاور ، سرعت دور خروجی را نسبت به ورودی کم می کند .
گیربکس های خورشیدی و کرانویل و هلیکال و مخروطی عمدتا از نوع کاهنده طراحی و تولید می شوند و بخش بسیار عمده ای ازنیاز های مصرف کنندگان گیربکس های صنعتی با گیربکس های کاهنده برطرف می شود .
کنترل دقیق سرعت خروجی و صرفه جویی در مصرف انرژی از ویژگی های این گیربکس است .
گیربکس افزاینده
در گیربکس افزاینده سرعت دور خروجی را افزایش داده و باعث کاهش گشتاور و توان می شود .
معمولا در این نوع گیر بکس چرخ دنده بزرگ تر ابتدا قرار می گیرد و سپس چرخ دنده های کوچک تر جای گذاری می شوند .
در صنایع کشاورزی و و تجهیزات صنعتی کوچک و همچنین در توربینها و تجهیزات دور بالا کاربرد گسترده دارند .
در این مقاله انواع گیربکس های صنعتی مانند گیربکس خورشیدی و کرانویل پینیون و … همراه با ویژگی ها و ساختار و کاربرد های آن ها معرفی شد .
استفاده از گیربکس صنعتی باعث می شود که
- مصرف انرژی کاهش پیدا کند
- استهلاک تجهیزات کمتر شود
- راندمان کاری افزایش یابد و …
شناخت کامل انواع گیربکس صنعتی و کاربرد هر کدام، اولین قدم برای انتخابی هوشمندانه است. با در نظر گرفتن عواملی مانند دور، گشتاور، نوع صنعت و شرایط کاری، میتوان گیربکس مناسب را انتخاب کرد و از هزینههای اضافی و خرابیهای زودهنگام جلوگیری نمود.
برای انتخاب دقیق گیربکس مناسب خط تولید خود ، می توانید از مشاوره تخصصی با کارشناسان گروه صنعتی مانا ماشین پارس استفاده کنید .
