برای تصمیم‌گیری به راهنمایی نیاز دارید؟
گیربکس صنعتی
گیربکس صنعتی یک تجهیز مکانیکی است که برای افزایش گشتاور خروجی یا تغییر سرعت موتور (RPM) از آن استفاده می‌شود. شفت موتور به یک انتهای گیربکس متصل شده و از طریق پیکربندی داخلی چرخدنده‌های گیربکس، سرعت و گشتاور خروجی معینی را، که با توجه به نسبت چرخدنده تعیین می‌شوند، فراهم می‌نماید.
به طور خلاصه می‌توان گفت گیربکس قلب تپنده و یکی از اجزای حیاتی صنایع گوناگون است. وظیفه‌ی اصلی گیربکس انتقال توان مکانیکی از منبع تولید آن به مصرف کننده، با کاهش دور و افزایش گشتاور خروجی است. منبع تولید توان می‌تواند انواع موتورهای الکتریکی یا الکتروموتور، موتور احتراقی دیزل و … باشد.
کاربرد گیربکس صنعتی بسیار وسیع بوده و می‌توان گفت موتور گیربکس و الکتروگیربکس‌ها در همه‌ی صنایع از صنایع فولاد، صنایع سیمان، معدن، خودرو، صنایع شیمیایی و پتروشیمی، چوب و کاغذ، نفت و گاز، بسته‌بندی و ترابری گرفته تا کاشی و سرامیک و شیرینی و شکلات کاربرد دارند.
فهرست محتوا
- ویژگی‌های فیزیکی و اجزای گیربکس صنعتی
- انواع گیربکس صنعتی
- گیربکس مخروطی (Bevel)
- گیربکس هلیکال (Helical)
- گیربکس ساده (Spur)
- گیربکس حلزونی (Worm)
- گیربکس خورشیدی (Planetary)
- انواع موتور گیربکس
- موتور گیربکس ها چگونه کار می‌کنند؟
- گیربکس ها چگونه کنترل می‌شوند؟
- چگونگی انتخاب یک گیربکس مناسب
- هزینه و قیمت گیربکس صنعتی
- عیب‌یابی و تعمیر گیربکس صنعتی
- برندهای گیربکس صنعتی
ویژگی‌های فیزیکی و اجزای گیربکس صنعتی
قطعات فیزیکی گیربکس‌ها، از یک نوع گیربکس به نوع دیگر، متفاوت هستند، زیرا بین سازندگان مختلف تفاوت وجود دارد. اکثر گیربکس‌های صنعتی از مواد فولادی مانند آهن، آلومینیوم و برنج ساخته می‌شوند. گیربکس ساده را، برخلاف دیگر انواع گیربکس‌ها، می‌توان از مواد پلاستیکی مانند پلی‌کربنات یا نایلون ساخت. غیر از مواد خام به کار رفته، جهت‌گیری دندانه‌های چرخدنده نیز نقش مهمی در سرعت، گشتاور و بازده کل سیستم ایفا می‌کند. دندانه‌های صاف در چرخدنده‌ی گیربکس معمولاً برای کاربردهای سرعت-پائین استفاده می‌شوند. این گیربکس‌ها ممکن است سر و صدای زیادی تولید کنند و بازده کل را کاهش دهند. گیربکس‌های هلیکال معمولاً در کاربردهای سرعت-بالا استفاده می‌شوند. این گیربکس‌ها، در مقایسه با گیربکس‌هایی که دارای چرخدنده‌های دندانه-صاف هستند، سروصدای کمتری هنگام کار تولید می‌کنند، که احتمالاً همین سبب افزایش بازده کل آن‌ها می‌شود.
همانطور که بیان شد گیربکس‌های صنعتی اجزای مختلفی دارند که اصلی‌ترین جز آن‌ها چرخدنده‌ها هستند که بسته به نوع گیربکس شکل و جنس آن‌ها متفاوت است.
اجزای دیگر گیربکس‌ها عبارتند از:
- پوسته گیربکس که دنده‌ها درون آن قرار دارند و جنس آن معمولاً از چدن ریخته‌گری شده است.
- شافت(های) ورودی و خروجی که می‌توانند به صورت سوراخ (Hollow) یا شافت (Solid) باشند و جنس آن‌ها از فولاد است.
- بیرینگ (Bearing) یا یاتاقان‌ها که برای تحمل بارهای شعاعی و محوری شافت‌های گیربکس‌ها استفاده می‌شوند.
- نشت‌بند (Seal) یا کاسه نمد که برای حفاظت بیرینگ‌ها از عوامل خارجی مثل گرد و غبار و همچنین نگهداری از روغن داخل پوسته استفاده می‌شود.
- درپوش که برای کنترل روغن و بازبینی آن است.
انواع گیربکس صنعتی
انواع مختلفی از گیربکس‌ها در سرتاسر جهان ساخته شده است. یکی از تفاوت‌های اساسی موجود بین گیربکس‌ها مشخصه‌های کارایی آن‌هاست. انتخاب یک گیربکس از میان انواع مختلف گیربکس‌ها به کاربرد مورد نظر بستگی دارد. گیربکس‌ها با ابعاد، نسبت‌ها، بازده‌ها و مشخصه‌های لقی متعددی موجود هستند. همه‌ی این فاکتورهای طراحی بر کارایی و هزینه‌ی خرید گیربکس اثر می‌گذارند. انواع متعددی از گیربکس‌ها وجود دارند که در ادامه و بر اساس نوع چرخدنده (که اصلی‌ترین جز گیربکس است)، فهرست شده‌اند، همچنین ما گیربکس‌ها را بر اساس آنچه در بین صنایع و مصرف‌کنندگان شناخته شده است به صورت زیر دسته‌بندی نمودیم که اطلاعات بیشتر در مورد هر نوع در دسته مورد نظر قابل مشاهده است.
جهت مشاوره فنی و همچنین استعلام موجودی و قیمت انواع گیربکس با کارشناسان سام تجهیز تماس حاصل فرمایید.
شماره‌های تماس: ۰۲۱۶۶۲۶۸۹۲۰ – ۰۲۱۶۶۲۷۸۹۰۴
جهت مشاوره فنی و همچنین استعلام موجودی و قیمت انواع گیربکس با کارشناسان سام تجهیز تماس حاصل فرمایید.
شماره‌های تماس: ۰۲۱۶۶۲۶۸۹۲۰ – ۰۲۱۶۶۲۷۸۹۰۴
شماره‌های تماس: ۰۲۱۶۶۲۶۸۹۲۰ – ۰۲۱۶۶۲۷۸۹۰۴
برای تصمیم‌گیری به راهنمایی نیاز دارید؟
گیربکس مخروطی: چرخدنده‌های مخروطی (bevel)
دو نوع گیربکس مخروطی (bevel) وجود دارد که دارای چرخدنده‌هایی با دندانه‌های صاف یا دندانه اسپیرال (spiral) هستند. چرخدنده‌های مخروطی (bevel) صاف دارای دندانه‌های صاف و باریک شونده هستند و در کاربردهای سرعت-پائین به کار می‌روند. چرخدنده‌های مخروطی (bevel) اسپیرال دندانه‌های منحنی و مایل دارند و برای شرایطِ نیازمند کارایی بالا و سرعت زیاد استفاده می‌شوند.
ویژگی‌های فیزیکی
چرخدنده‌های مخروطی (bevel) به طور متداول از چدن، آلیاژ آلومینیوم یا دیگر مواد فولادی ساخته می‌شوند و استفاده از این مواد بین سازندگان مختلف متفاوت است.
توجه: چرخدنده‌های ساخته شده از مواد فولادی، هنگام تماس با دیگر چرخدنده‌ها، سروصدای زیادی تولید می‌کنند و همچنین مستعد سایش می‌شوند.
کاربردهای گیربکس‌های مخروطی (bevel)
چرخدنده‌های مخروطی (bevel) در گیربکس‌های مخروطی (bevel) به کار می‌روند و گیربکس‌های مخروطی (bevel) نیز برای کاربردهایی با زاویه‌ی قائم نظیر موارد زیر، که در آن‌ها شفت عمود بر مجموعه است، استفاده می‌شوند.
- چاپ فشاری
- نیروگاه‌ها
- خودروها
- دریل‌های دستی
- محرک‌های دیفرانسیلی (Differential Drives)
مزایای چرخدنده‌های مخروطی (bevel)
- پیکربندی متعامد دارند.
- با دوام هستند.
معایب چرخدنده‌های مخروطی (bevel)
- محورها باید توانایی پشتیبانی از نیروها را داشته باشند.
- دندانه‌هایی با برش ضعیف ممکن است سبب ارتعاش و سروصدای بیش از حد در هنگام کار شوند.
گیربکس هلیکال: چرخدنده‌های هلیکال
چرخدنده‌های هلیکال با زوایایی که امکان تماس تدریجی بین هر کدام از دندانه‌های چرخدنده‌ی هلیکال را فراهم می‌کنند برش می‌خورند. این نوآوری سبب دستیابی به عملکرد روان و بی‌صدا شده است. گیربکس‌هایی که چرخنده‌های هلیکال دارند در کاربردهای پربازده با توان و اسب بخار بالا قابل استفاده هستند.
ویژگی‌های فیزیکی
چرخدنده‌های هلیکال معمولاً از چدن، آلیاژ آلومینیوم یا آهن ساخته می‌شوند، اما ماده‌ی مورد استفاده برای ساخت این چرخدنده‌ها بستگی به سازنده دارد.
توجه: چرخدنده‌های ساخته شده از مواد فولادی، هنگام تماس با دیگر چرخدنده‌ها، سروصدای زیادی تولید می‌کنند و همچنین مستعد سایش می‌شوند.
کاربردهای گیربکس‌های هلیکال
چرخدنده‌های هلیکال به طور گسترده در کاربردهایی که نیازمند بازده و اسب بخار بالا هستند به کار می‌روند.
- صنعت نفت
- دمنده‌ها
- صنایع غذایی و برچسب گذاری
- برش دهنده‌ها
- بالابرها
مزایای چرخدنده‌های هلیکال
- می‌توان آن‌ها را در جهت‌های موازی یا متقاطع با هم جفت کرد.
- عملکرد روان و بی‌صدا دارند.
- کارآمد هستند.
- توان بالایی دارند.
معایب چرخدنده‌های هلیکال
- نیروی پیشران تولید شده، در راستای محور چرخدنده است.
- نیاز به موادی برای روان‌کاری و روغن‌کاری دارند.
گیربکس ساده: چرخدنده‌های ساده
چرخدنده‌های ساده با دندانه‌های صاف که روی یک شفت موازی واقع شده‌اند ساخته می‌شوند. سطح آلودگی صوتی چرخدنده‌های ساده نسبتاً بالاست که علت این امر برخورد دندانه‌های چرخدنده و مستعد شدن آن‌ها برای سایش در اثر این برخورد می‌باشد. چرخدنده‌های ساده در محدوده‌ای از ابعاد و مقادیر نسبت چرخدنده ساخته می‌شوند که بتوانند الزامات کاربردهای مختلف، با سرعت و گشتاور خروجی معین، را برآورده کنند.
ویژگی‌های فیزیکی
چرخدنده‌های ساده معمولاً از فلزاتی مانند فولاد یا برنج و یا از پلاستیک‌هایی مانند نایلون و پلی کربنات ساخته می‌شوند. مواد مورد استفاده برای ساخت چرخدنده‌های ساده، بسته به سازنده‌ی آن متفاوت خواهد بود.
توجه: چرخدنده‌های ساخته شده از مواد فولادی، هنگام تماس با دیگر چرخدنده‌ها، سروصدای زیادی تولید می‌کنند و همچنین مستعد سایش می‌شوند.
کاربرد چرخدنده‌های ساده
چرخدنده‌های ساده در کاربردهایی که نیازمند کاهش سرعت با گشتاور خروجی زیاد هستند به کار می‌روند.
- برش طولی
- بسته بندی
- ساخت
- نیروگاه‌ها
مزایای چرخدنده‌های ساده
- مقرون به صرفه هستند.
- نسبت چرخدنده در آن‌ها بالاست.
- جمع و جور هستند.
- گشتاور خروجی آن‌ها بالاست.
معایب چرخدنده‌های ساده
- سروصدای زیادی تولید می‌کنند.
- مستعد سایش هستند.
گیربکس حلزونی (Worm Gearbox): چرخدنده‌های حلزونی
چرخدنده‌های حلزونی می‌توانند بارهایی را که به صورت شوک شدید هستند تحمل کنند؛ میزان آلودگی صوتی تولید شده توسط آن‌ها کم است و نیاز به تعمیر و نگهداری ندارند؛ اما نسبت به انواع دیگر گیربکس، بازده کمتری دارند. گیربکس‌های حلزونی را می‌توان در پیکربندی‌های متعامد به کار برد. پیکربندی گیربکس حلزونی به قطعه‌ی حلزونی شکل اجازه می‌دهد که چرخدنده را به راحتی بچرخاند؛ البته، چرخدنده قادر به چرخاندن قطعه‌ی حلزونی شکل نیست. عدم امکان چرخیدن قطعه‌ی حلزونی شکل توسط چرخدنده را می‌توان به عنوان سیستم ترمز در نظر گرفت. هنگامی که گیربکس حلزونی فعال نیست، در موقعیت قفل نگهداری می‌شود. در مورد خاصیت خودقفل شوندگی گیربکس‌های حلزونی قبلا در وبلاگ سام تجهیز مطالب زیر قرار گرفته‌اند که پیشنهاد می‌شود مطالعه نمایید:
- گیربکس‌های حلزونی خود قفل شونده: واقعیت یا افسانه؟
- گیربکس‌های حلزونی چه زمانی خود قفل شونده هستند و این عملکرد در کجا مفید است؟
ویژگی‌های فیزیکی
چرخدنده‌های حلزونی معمولاً از آلومینیوم، فولاد ضد زنگ و چدن ساخته می‌شوند. مواد مورد استفاده در تولید چرخدنده و گیربکس حلزونی بسته به سازنده متفاوت خواهند بود.
کاربردهای گیربکس‌های حلزونی
چرخدنده‌های حلزونی در کاربردهایی که بارگذاری‌ها و سرعت‌های زیاد دارند استفاده می‌شوند و می‌توان در پیکربندی‌های متعامد نیز آن‌ها را به کار برد.
- استخراج معدن
- دستگاه‌های نورد
- دستگاه‌های پرس
- سیستم‌های محرک بالابرها / آسانسورها
مزایای چرخدنده‌های حلزونی
- دقت بالایی دارند.
- پیکربندی زاویه‌ی قائمه دارند.
- دارای سیستم ترمز (خودقفل شوندگی) هستند.
- آلودگی صوتی آن‌ها کم است.
- نیاز به تعمیر و نگهداری ندارند.
معایب چرخدنده‌های حلزونی
- محدودیت‌هایی دارند.
- بازگشت ناپذیر هستند.
- بازده کمی دارند.
گیربکس خورشیدی (Planetary): چرخدنده‌های خورشیدی
علت نامگذاری این گیربکس‌ها به نام گیربکس‌های خورشیدی، شباهت آن‌ها به منظومه‌ی شمسی است. قطعات گیربکس خورشیدی شامل یک چرخدنده‌ی خورشیدی، چرخدنده‌ی حلقوی و چرخدنده‌های سیاره‌ای هستند. چرخدنده‌ی خورشیدی، چرخدنده‌ی مرکزی است که در مرکز ثابت شده است؛ چرخدنده‌ی حلقوی (حلقه‌ی طوقی – annulus ring) حلقه‌ی خارجی است و دندانه‌های آن به سمت داخل هستند، چرخدنده‌های سیاره‌ای حول چرخدنده‌ی خورشیدی می‌چرخند و با چرخدنده‌ی حلقوی و خورشیدی جفت می‌شوند.
ویژگی‌های فیزیکی
چرخدنده‌های خورشیدی، حلقوی و سیاره‌ای در گیربکس خورشیدی از آلومینیوم، فولاد ضدزنگ یا برنج ساخته می‌شوند. مواد مورد استفاده در ساخت، بسته به سازنده متفاوت خواهند بود.
توجه: چرخدنده‌های ساخته شده از مواد فولادی، هنگام تماس با دیگر چرخدنده‌ها، سروصدای زیادی تولید می‌کنند و همچنین مستعد سایش می‌شوند.
کاربردهای گیربکس‌های خورشیدی
گیربکس‌های خورشیدی در کاربردهایی که نیازمند لقی کم، ابعاد کوچک، بازده بالا، مقاومت به شوک و نسبتِ گشتاور به وزن بالایی هستند به کار می‌روند.
- درایوهای کج (slewing drives)
- بالابرها
- جرثقیل‌ها
- ابزارهای ماشینی
- خودروها
مزایای چرخدنده‌های خورشیدی
- چگالی توان بالا دارند.
- جمع و جور هستند.
- بازده انتقال توان در آن‌ها بالاست.
- پایداری بهتری دارند.
- بار بین چرخدنده‌های خورشیدی توزیع می‌شود.
معایب چرخدنده‌های خورشیدی
- هزینه‌ی سیستم چرخدنده‌ای خورشیدی در مقایسه با گیربکس‌های متداول بالا است (قیمت بالا).
- طراحی و ساخت سیستم چرخدنده‌ای خورشیدی نسبتاً پیچیده است.
- تعیین بازده سیستم چرخدنده‌ای خورشیدی دشوار است.
- برخی از چیدمان‌های چرخدنده‌ای خورشیدی، هنگام کار، صدای اضافی تولید می‌کنند.
- برای عدم نیاز به چرخدنده‌های اضافی، قطعات محرک و قطعات راه‌انداز باید متحدالمرکز باشند.
انواع موتور گیربکس
موتور گیربکس، همانطور که از نام آن برمی‌آید، از یک الکتروموتور یا موتور الکتریکی (بدون جاروبک، جاروبک دار، AC، سروو) و چرخدنده‌ی کاهنده، که گیربکس نیز خوانده می‌شود، تشکیل شده است؛ این اجزا در یک بسته‌ی ساده مونتاژ شده‌اند. ترکیب موتور گیربکس پیچیدگی را کمتر کرده و هزینه‌های طراحی را که باید برای لحاظ کردن الزامات مربوط به گشتاور بالا و سرعت پائین خروجی در نظر گرفته شود کاهش می‌دهد. موتور گیربکس‌ها را می‌توان به صورت یکپارچه یا با ترکیب کردن قطعات جداگانه تولید کرد. منظور از ساخت یکپارچه‌ی موتورگیربکس این است که موتور و چرخدنده‌ی کاهنده روی یک شفت قرار گیرند. انواع وسیعی از موتور گیربکس‌های استپر، موتورگیربکس‌های بدون جاروبک، موتور گیربکس‌های DC و موتور گیربکس‌های AC که دارای یکی از انواع چرخدنده‌های ساده، خورشیدی یا حلزونی هستند تولید می‌شوند.
موتور گیربکس‌ها در بسیاری از کاربردهای صنعتی و همچنین کاربری‌های خانگی روزمره استفاده می‌شوند. کاربردهای صنعتی شامل جرثقیل‌ها، بالابرها، جک‌ها و نوارنقاله‌ها هستند. کاربری‌های خانگی و روزمره‌ی موتور گیربکس‌ها عبارتند از ماشین‌های لباسشویی، مخلوط کن‌ها، ساعت‌ها و ابزار دستی مانند دریل‌ها و خشک کن‌ها.
موتور گیربکس‌ها چگونه کار می‌کنند؟
همه‌ی گیربکس‌ها به یک شکل عمل می‌کنند. جهت چرخش چرخدنده‌ها بستگی به جهت ورودی و جهت‌گیری چرخدنده‌ها دارد. به عنوان مثال، اگر چرخدنده‌ی ابتدایی در جهت ساعتگرد بچرخد، چرخدنده‌ی بعدی که با آن درگیر است در جهت پادساعتگرد خواهد چرخید. این روند تا پایان خطِ چرخدنده‌ها ادامه می‌یابد. ترکیب چرخدنده‌هایی با ابعاد مختلف و تعداد دندانه‌های متفاوت نقش مهمی در گشتاور خروجی و سرعت شفت ایفا می‌کند. بالا بودن نسبت چرخدنده امکان بیشتر شدن گشتاور خروجی و کم شدن مقادیر سرعت را فراهم می‌کند؛ در حالیکه اگر نسبت چرخدنده کم باشد، سرعت خروجی بیشتر و گشتاور خروجی کمتر خواهد شد.
گیربکس خورشیدی نیز تقریباً به همین صورت عمل می‌کند. سیستم گیربکس خورشیدی با سه قطعه‌ی اصلی ساخته می‌شود: یک چرخدنده‌ی خورشیدی مرکزی، یک حامل سیاره (که یک یا چند چرخدنده‌ی سیاره‌ای را حمل می‌کند) و یک طوق (یک حلقه‌ی خارجی). چرخدنده‌ی خورشیدی مرکزی توسط چرخدنده‌های سیاره‌ای (با همان ابعاد) که روی حامل سیاره قرار دارند به چرخش در می‌آید. چرخدنده‌های سیاره‌ای با چرخدنده‌ی خورشیدی و دندانه‌های حلقه‌های خارجی نیز با چرخدنده‌های سیاره‌ای جفت می‌شوند. پیکربندی‌های متعددی برای سیستم گیربکس وجود دارد. پیکربندی‌های متداول متشکل از سه قطعه هستند: قطعات ورودی، خروجی و ثابت.
به عنوان مثال: یکی از پیکربندی‌های ممکن این است که چرخدنده‌ی خورشیدی به عنوان قطعه‌ی ورودی، طوق به عنوان قطعه‌ی خروجی و حامل سیاره‌ای به عنوان قطعه‌ی ثابت در نظر گرفته شوند. در این پیکربندی، شفت ورودی چرخدنده‌ی خورشیدی را می‌چرخاند، چرخدنده‌های سیاره‌ای حول محورهای خود به چرخش در می‌آیند و به طور همزمان، گشتاوری به حامل سیاره‌ای اعمال می‌کنند که سبب اعمال گشتاور به شفت خروجی (که در این مثال طوق است) خواهد شد. نرخ چرخش چرخدنده‌ها (نسبت چرخدنده) توسط تعداد دندانه‌ها در هر چرخدنده تعیین می‌شود. گشتاور (توان خروجی) توسط تعداد دندانه‌ها و همچنین با توجه به اینکه کدام قطعه در سیستم خورشیدی ثابت است تعیین می‌گردد.
گیربکس‌ها چگونه کنترل می‌شوند؟
خروجی یک الکتروموتور (منظور موتورهای استپر، بدون جاروبک، AC و جاروبک دار است) به عنوان ورودی گیربکس استفاده می‌شود و سرعتی را که گیربکس با آن می‌چرخد کنترل می‌کند. پیکربندی زیر، درایور کنترل کننده‌ی موتور خارجی را که به عنوان شفت ورودی گیربکس متصل شده است، نشان می‌دهد. در نتیجه، هنگامی که درایور فعال می‌شود، شفت موتور درون گیربکس می‌چرخد و باعث چرخیدن شفت خروجی می‌گردد. سرعت و گشتاور خروجی بستگی به پیکربندی گیربکس دارند.
چگونگی انتخاب یک گیربکس مناسب
هنگام در نظر گرفتن و انتخاب یک گیربکس، عوامل بسیاری باید لحاظ شوند تا الزامات خاص کارایی برآورده گردد، هر چند در مورد انتخاب صحیح گیربکس صنعتی و محاسبه توان ورودی مورد نیاز برای موتور گیربکس مطالبی در وبلاگ سام تجهیز مطالبی منتشر شده که پیشنهاد می‌شود آن‌ها را نیز مطالعه نمایید، اما در ادامه این مقاله نیز در مورد موارد اصلی که باید برای انتخاب گیربکس مناسب در نظر گرفته شوند نیز توضیحاتی ارائه شده است.
نسبت چرخدنده
مقادیر نسبت چرخدنده به صورت رابطه‌ی همبستگی میان تعداد دندانه‌های دو چرخدنده‌ی مختلف تعریف می‌شود. معمولاً تعداد دندانه‌های یک چرخدنده با محیط آن متناسب است. این یعنی چرخدنده‌ای با محیط بزرگتر، تعداد دندانه‌های بیشتری خواهد داشت؛ بنابراین، رابطه‌ی میان محیط دو چرخدنده نیز می‌تواند مقدار دقیقی از نسبت چرخدنده بدست دهد. به عنوان مثال، اگر یک چرخدنده 36 دندانه و دیگری 12 دندانه داشته باشد، نسبت چرخدنده 3:1 خواهد بود.
گشتاور خروجی
گشتاور خروجی به مقدار در نظر گرفته شده برای نسبت چرخدنده بستگی دارد. به منظور دستیابی به گشتاور خروجی زیاد، مقدار بزرگی برای نسبت چرخدنده باید انتخاب شود. اگر مقدار نسبت چرخدنده بزرگ باشد، سرعت شفت خروجی موتور کاهش خواهد یافت.
برعکس، با انتخاب یک مقدار کم برای نسبت چرخدنده، مقدار گشتاور خروجی که به سیستم تحویل می‌شود نیز کوچک‌تر خواهد بود و سرعت موتور در شفت خروجی بالاتر می‌رود. این موضوع نشان می‌دهد که گشتاور و سرعت رابطه‌ی معکوس با یکدیگر دارند.
سرعت (RPM)
سرعت با نسبت چرخدنده در سیستم متناسب است. به عنوان مثال، اگر دندانه‌های چرخدنده‌ی ورودی نسبت به چرخدنده‌ی خروجی بیشتر باشد، نتیجه این است که سرعت در شفت خروجی زیاد می‌شود. از سوی دیگر، اگر سناریو برعکس بوده و تعداد دندانه‌های چرخدنده‌ی خروجی از چرخدنده‌ی ورودی بیشتر باشد، سرعت در شفت خروجی کاهش خواهد یافت. به طور کلی، سرعت خروجی را می‌توان با تقسیم سرعت ورودی بر نسبت چرخدنده تعیین نمود. هرچه نسبت بزرگتر باشد، سرعت خروجی کمتر خواهد بود و بلعکس.
چیدمان چرخدنده
چیدمان چرخدنده یک طراحی مهندسی مبتکرانه است که مزایایی متعددی را در طراحی مرسوم سیستم چرخدنده‌ای ثابت ارائه می‌دهد. ترکیب منحصربه فرد بازده انتقال توان همراه با ابعاد کوچک، امکان کاهش افت بازده را فراهم می‌کند. هر چه چیدمان چرخدنده (منظور چرخدنده‌ی ساده، هلیکال، خورشیدی و حلزونی است) پربازده‌تر باشد، امکان اینکه انرژی بیشتری انتقال یابد و به جای تبدیل شدن به افت حرارتی، به گشتاور تبدیل شود فراهم می‌گردد.
عامل کاربردی دیگری که باید در نظر گرفته شود توزیع بار است. از آنجایی که بار انتقال داده شده میان چندین سیاره تقسیم می‌شود، ظرفیت گشتاور افزایش می‌یابد. هر چه تعداد سیاره‌ها در سیستم چرخدنده‌ای بیشتر باشد قابلیت بار نیز افزایش یافته و چگالی گشتاور تشدید می‌گردد.
چیدمان چرخدنده‌ها، با متعادل کردن سیستم، پایداری و سختی دورانی را بهبود می‌بخشد، اما این کار پیچیده است و هزینه‌های طراحی را افزایش می‌دهد.
در شکل 8، چیدمان چرخدنده‌ای سمت چپ، یک سیستم چرخدنده‌ای مرسوم با محور ثابت است که در آن یک چرخدنده‌ی کوچک یک چرخدنده‌ی بزرگ تر را حول محور موازی با شفت می‌چرخاند. در سمت راست، طرح سیستم چرخدنده‌ای خورشیدی با یک چرخندنده‌ی خورشیدی (چرخدنده‌ی کوچک – pinion) که بیش از یک چرخدنده (چرخدنده‌های سیاره‌ای) آن را احاطه کرده و همگی درون یک چرخدنده‌ی حلقوی خارجی واقع شده‌اند نمایش داده شده است. مقادیر حجم و نسبت در هر دو سیستم یکسان است، اما طرح چرخدنده‌ای خورشیدی به دلیل افزایش تعداد چرخدنده‌های درگیر، چگالی گشتاور سه برابر و سختی سه برابر بزرگ تر دارد.
سیستم چرخدنده‌ای با محور ثابت:
حجم = 1، گشتاور = 1، سختی = 1
سیستم چرخدنده‌ای خورشیدی:
حجم = 1، گشتاور = 3، سختی = 3
چیدمان‌های چرخدنده‌ای دیگر، همانگونه که در بخش انواع گیربکس‌ها در این راهنما اشاره شد، عبارتند از مخروطی (bevel)، هلیکال، سیکلوئید (cycloid)، ساده و حلزونی.
لقی
لقی به زاویه‌ای که شفت خروجی گیربکس، بدون حرکت کردن شفت ورودی، می‌تواند حول آن بچرخد و یا به فاصله‌ی میان دندانه‌های دو چرخدنده‌ی مجاور گفته می‌شود. در کاربردهایی که برگشت بار ندارند، الزامی برای در نظر گرفتن لقی وجود ندارد. البته در کاربردهای دقیق همراه با برگشت بار، مانند رباتیک، اتوماسیون، دستگاه‌های CNC و غیره، لقی در دقت و مکان یابی نقش حیاتی دارد.
مزایای کلی گیربکس‌ها
- سطح آلودگی صوتی آن پائین است.
- بازده آن بالاست.
- مقادیر نسبت کاهش در آن بزرگ هستند.
- گشتاور خروجی را افزایش می‌دهد.
- سرعت خروجی را کاهش می‌دهد.
- بادوام است.
معایب کلی گیربکس‌ها
- نسبت به سیستم‌های راه‌انداز دیگر پرهزینه تر است.
- روان کاری خوب برای روان عمل کردن آن ضروری است.
- دندانه‌هایی با برش ضعیف ممکن است سبب ارتعاش و سروصدای بیش از حد در هنگام کار شوند.
- کیفیت، یک مسئله‌ی مهم است که سبب افزایش هزینه‌ها می‌شود.
هزینه و قیمت گیربکس صنعتی
قیمت گیربکس متغیر است و به طور متداول به ابعاد، مشخصه‌های مربوط به دقت، لقی و نسبت چرخدنده و همچنین، سازنده‌ای که آن را تولید کرده است بستگی دارد. گیربکس‌هایی که لقی آن‌ها در محدوده‌ی 30 آرک-دقیقه است کمتر از $ 500 هستند. قیمت گیربکس‌هایی که لقی آن‌ها کمتر از 5 آرک-دقیقه است بیشتر از گیربکس‌هایی با مقدار لقی بزرگتر است. در ادامه فهرستی از گیربکس‌های ارائه شده توسط سام تجهیز آمده است. مشخصه‌های کامل هر کدام از این انواع در وب سایت ما (samtajhiz.com) موجود است:
- گیربکس حلزونی
- گیربکس شافت مستقیم یا هلیکال
- گیربکس آویز
- گیربکس کرانویل پینیون
- گیربکس خورشیدی
- گیربکس هلیکال صنعتی (سنگین)
فرمول‌ها
گشتاور فرمان = نسبت چرخدنده × گشتاور موتور
سرعت شفت خروجی = نسبت چرخدنده / سرعت شفت ورودی (RPM)
دندانه‌های روی چرخدنده‌ی دوم : دندانه‌های روی یک چرخدنده = نسبت چرخدنده
مثال: اگر یک چرخدنده 60 دندانه و چرخدنده‌ی دیگر 20 دندانه داشته باشد نسبت چرخدنده 3:1 خواهد بود.
گیربکس‌ها کجا به کار می‌روند؟
پیشرفت فناوری و تکامل چرخدنده‌ها تولید و توسعه‌ی گیربکس‌های قوی‌تر و پربازده‌تر را با هزینه‌ی کمتر امکان‌پذیر کرده است. سیستم‌های چرخدنده‌ای دندانه‌دار، از سیستم‌های چرخدنده‌ای با محور ثابت، به سیستم‌های چرخدنده‌ای بهینه و جدید از انواع هلیکال، سیکلوئید، ساده، حلزونی و خورشیدی تکامل یافته‌اند. گیربکس‌ها به طور گسترده در کاربردهایی که نیازمند سرعت خروجی (RPM) مشخص، کنترل جهت چرخش و انتقال گشتاور یا توان از یک شفت ورودی به شفت دیگر هستند به کار می‌روند.
گیربکس‌ها در صنایع مختلفی استفاده می‌شوند:
- هوافضا – در صنعت هوافضا گیربکس‌ها در سفرهای فضایی و هوایی، یعنی در هواپیماها، موشک‌ها، وسائل نقلیه‌ی فضایی، موتورها و شاتل‌های فضایی کاربرد دارند.
- کشاورزی – در صنعت کشاورزی، گیربکس‌ها برای شخم زدن، آبیاری، کنترل آفات و حشرات، تراکتورها و پمپ‌ها به کار می‌روند.
- خودرو – در صنعت خودروسازی، گیربکس‌ها در خودروها، بالگردها، اتوبوس‌ها و موتورسیکلت‌ها به کار می‌روند.
- ساخت – در صنعت ساخت، گیربکس‌ها در ماشین آلات سنگین مانند جرثقیل‌ها، لیفتراک‌ها، بولدوزرها و تراکتورها استفاده می‌شوند.
- فرآوری مواد غذایی – در صنعت فرآوری مواد غذایی، گیربکس‌ها در سیستم‌های نقاله، فرآوری مواد گوشتی و سبزیجات و عملیات بسته بندی به کار می‌روند.
- صنعت دریایی – در صنایع دریایی، گیربکس‌ها در قایق‌ها و کرجی‌ها استفاده می‌شوند.
- پزشکی – در صنعت پزشکی گیربکس‌ها در میزهای جراحی، تخت بیماران، ماشین‌های عیب یابی پزشکی، تجهیزات دندانپزشکی و دستگاه‌های اسکن MRI و CAT کاربرد دارند.
- نیروگاه‌ها – در نیروگاه‌ها، گیربکس‌ها در ترانسفورماتورها، مولدها و توربین‌ها به کار می‌روند.
عیب یابی و تعمیر
در این بخش به چند مسئله و عیب رایج در انواع گیربکس‌های صنعتی و راه‌حل آن اشاره شده است:
مشکل: گیربکس داغ می‌شود.
حل: دمای خارجی گیربکس ممکن است به دلایل متعددی بالا باشد. لطفاً به اطلاعات زیر رجوع کنید و مراحل ضروری را طی کنید تا این مسئله حل شود. اگر دمای گیربکس بیش از حد بالاست، لطفاً با سازنده مشورت کنید.
- دمای محیط بالاتر از سطح توصیه شده است – اگر دمای محیط خیلی زیاد باشد، بازده گیربکس محدود می‌شود. یک فن خنک کننده روی دستگاه نصب کنید یا مجموعه را به مکان مناسب‌تری انتقال دهید.
- تهویه‌ی مناسب – تهویه‌ی مناسب، نه فقط برای گیربکس، بلکه برای همه‌ی تجهیزات الکتریکی/مکانیکی ضروری است تا بتوانند خوب کار کنند. مطمئن شوید که در محل قرارگیری تجهیز، هوا به میزان کافی جریان دارد و خنک کاری سیستم انجام می‌شود.
- تنظیم نادرست شفت – اولین گام تنظیم کردن شفت ورودی موتور به گیربکس است. شفت ورودی موتور باید با گیربکس هم راستا باشد تا استفاده‌ی درست از گیربکس تضمین گردد.
- بارگذاری بیش از حد – بار گیربکس را کاهش دهید و بررسی کنید که آیا دما کاهش می‌یابد یا خیر. اگر دما کم نشد، باید از مدل گیربکس بزرگ‌تری برای کاربرد مورد نظرتان استفاده کنید.
- روان کاری – روان‌کاری ضعیف یاتاقان‌ها و چرخدنده‌ها. در رابطه با اطلاعات ضمانت با سازنده صحبت کنید.
- نصب نادرست یاتاقان‌ها – ممکن است نیاز به مونتاژ مجدد گیربکس باشد. در رابطه با اطلاعات ضمانت با سازنده صحبت کنید.
مشکل: آلودگی صوتی زیاد / ارتعاش پر سروصدا
حل: آلودگی صوتی زیاد یا ارتعاش پر سروصدا ممکن است از منابع متعدد و مختلف تشریح شده در این بخش ناشی شوند.
- نصب نادرست – نادرست بودن نصب ممکن است در اثر شل بودن پیچ‌ها یا عدم انطباق میان موتور و گیربکس رخ دهد. سفت کردن پیچ‌های شل و منطبق کردن موتور و گیربکس ممکن است مشکل سروصدای بیش از حد را حل کند.
- بیش از حد زیاد بودن سرعت ورودی – کم کردن سرعت ورودی می‌تواند به کاهش سروصدا کمک کند.
- بارگذاری بیش از حد – کاهش بار می‌تواند به کم شدن سروصدا کمک کند. اگر این کار کمک کننده نبود، به یک مدل گیربکس با ابعاد بزرگ تر نیاز است.
- یاتاقان‌های ساییده شده یا آسیب دیده – یاتاقان‌های ساییده شده یا آسیب دیده باید عوض شوند. در رابطه با اطلاعات ضمانت با سازنده صحبت کنید.
- روان کاری – چرخدنده‌ها/یاتاقان‌ها باید به خوبی روان کاری شوند تا انسجام مجموعه حفظ شود. در رابطه با اطلاعات ضمانت با سازنده صحبت کنید.
مشکل: شفت‌های ورودی/خروجی نمی‌چرخند.
حل: قبل از اینکه طبق دستورالعمل‌های زیر عمل کنید، مطمئن شوید که شفت موتور می‌چرخد تا مشکلات مربوط به الکتروموتور یا گیربکس از هم مجزا شود.
- نصب نادرست – مطمئن شوید که همه‌ی پیچ‌های متصل کننده‌ی موتور به گیربکس محکم بسته شده‌اند.
- دندانه‌های چرخدنده ساییده شده‌اند – چرخدنده‌های ساییده شده باید عوض شوند. در رابطه با اطلاعات ضمانت با فروشنده صحبت کنید.
- چرخدنده‌ها در موقعیت قفل شده قرار گرفته‌اند – چرخدنده‌ها ممکن است به دلیل سایش یا ترک نیاز به تعویض داشته باشند. احتمال دیگر این است که باید یک جسم خارجی را، که سبب شده است چرخدنده‌ها قفل شوند، از درون گیربکس خارج کنیم. در رابطه با اطلاعات ضمانت با فروشنده صحبت کنید.
مشکل: دندانه‌های چرخدنده ساییده شده‌اند.
حل: ساییدگی و ترک خوردن در گیربکس‌ها یک رخداد طبیعی است. استفاده و تعمیر و نگهداری درست از سیستم به طولانی شدن عمر مفید گیربکس کمک می‌کند. در مورد عیب‌یابی و رفع مشکل در گیربکس‌های صنعتی در وبلاگ سام تجهیز بیشتر بخوانید.
- نصب نادرست – مطمئن شوید که همه‌ی پیچ‌های متصل کننده‌ی موتور و گیربکس محکم بسته شده‌اند.
- بارگذاری بیش از حد – سایش و ترک در چرخدنده، در اثر تماس آن با دیگر چرخدنده‌ها رخ می‌دهد. کاهش بارگذاری تنشی را که چرخدنده‌ها به هم وارد می‌کنند کم می‌کند. اگر نیاز به افزایش بارگذاری بود، احتمالاً باید از یک گیربکس بزرگ تر استفاده شود.
- سرعت ورودی بیش از حد زیاد است – کم کردن سرعت ورودی می‌تواند به کاهش میزان ساییدگی و ترک خوردن چرخدنده‌ها کمک کند.
- دمای محیط بیش از حد توصیه شده است – اگر دمای محیط بیش از حد بالا باشد، بازده گیربکس محدود می‌شود. نصب یک فن خنک کننده یا منتقل کردن مجموعه به مکان مناسب تر ممکن است این مشکل را حل کند.
برندهای گیربکس صنعتی
برخی از بهترین و شناخته شده‌ترین برندهای گیربکس صنعتی در سطح جهان
گیربکس SEW اس ای دبلیو
گیربکس SEW آلمان از مطرح‌ترین برندهای موتورگیربکس در دنیا است. سام تجهیز نمایندگی فروش و واردکننده. جهت خرید، استعلام قیمت و مشاوره در مورد انواع گیربکس‌های اس ای دبلیو با کارشناسان تماس حاصل فرمایید.
گیربکس ایلماز Yilmaz
ایلماز (Yilmaz Reductor) بزرگترین تولید کننده گیربکس‌های صنعتی در ترکیه و از گیربکس‌سازان مطرح در سطح جهان است.
جهت مشاوره فنی و استعلام قیمت با کارشناسان سام تجهیز تماس حاصل فرمایید.
شرکت سام تجهیز نمایندگی موتورگیربکس ایلماز
گیربکس موتوواریو Motovario
شرکت موتواریو محصولاتش را قابل اعتماد، مستحکم، متنوع و تطبیق‌پذیر و بهترین انتخاب صنایع برای نیازهای مرتبط با انتقال قدرتند معرفی می‌کند.
گیربکس بونفیلیولی Bonfiglioli
الکتروگیربکس‌های شرکت بونفیلولی ایتالیا از جمله بهترین و شناخته شده‌ترین برندهای گیربکس صنعتی در دنیا هستند که در صنایع مختلف به کار گرفته می‌شوند.
گیربکس هیدرومک HydroMec
تمام قطعات محصولات هیدرومک در اروپا و با آخرین تکنولوژی‌های روز طراحی و تولید می‌شوند تا علاوه بر بالاترین بازده و بهره‌وری، پاسخگوی نیاز بازارهای بین‌المللی باشند.
گیربکس PGR
موتورگیربکس های PGR ساخت کشور ترکیه، در سری های مختلف تولید و در صنایع و ماشین‌آلات مختلف استفاده شده و وظیفه‌ی انتقال نیرو را برعهده می‌گیرند.
گیربکس Rossi روسی ایتالیا
گیربکس‌های صنعتی Rossi ساخت ایتالیا هستند و می‌توانند پاسخگوی نیاز بسیاری از صنایع باشند، این گیربکس‌ها تنوع بالایی در طراحی خود دارند.
گیربکس NORD
اساس و فلسفه کار شرکت گیربکس NORD در رویکرد کیفیت همه‌جانبه و خدمات قابل اطمینان است. الکتروگیربکس NORD از بالاترین دقت بهره برده و برای کاربردهای متنوع مناسب است.
گیربکس SITI سیتی
گیربکس‌های SITI در بخش‌ها و صنایع مختلف مثل صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، صنعت فولاد و صنعت سیمان، صنایع غذایی و دارویی، صنایع کاشی و سرامیک، همچنین نوار نقاله و بالابر و دستگاه‌های مختلف به کار گرفته می‌شود.
گیربکس باور Bauer
شرکت گیربکس Bauer انواع مختلف گیربکس‌ها شامل موتورگیربکس هلیکال شافت مستقیم، حلزونی، آویز و کرانویل را با کیفیت بالا تولید می‌کند. جهت مشاوره فروش و استعلام قیمت با کارشناسان سام تجهیز تماس حاصل فرمایید.
گیربکس فلندر Flender
بیش از ۸۰ سال تولید گیربکس صنعتی، تجربه و دانش کافی برای رسیدن به کیفیت بالای محصولات را فراهم کرده است. اکنون برند FLENDER با مالکیت شرکت زیمنس گیربکس‌های صنعتی را به بازارهای جهانی عرضه می‌کند.