گیربکس صنعتی چیست و انواع آن کدام است؟

گیربکس صنعتی ماشینی است که انتقال نیرو و تبدیل گشتاور را انجام می دهد در این مقاله گیربکس صنعتی و انواع آن تشریح شده است.

گیربکس صنعتی چیست و انواع آن کدام است؟

گیربکس صنعتی چیست و انواع آن کدام است؟ 

گیربکس صنعتی چیست؟

گيربکس صنعتی ماشيني است که براي انتقال توان مکانيکي از يک منبع توليد توان به يک مصرف کننده و هچنين برآورده ساختن گشتاور و سرعت دوراني مورد نياز مصرف کننده به کار مي رود. گيربکس صنعتی درواقع يک واسطه بين منبع توان و مصرف کننده توان مي باشد که بين منبع توان و مصرف کننده توان يک انعطاف پذيري بر قرار مي کند.به دليل هماهنگ بودن گشتاور و سرعت دوراني منبع توليد توان با مصرف کننده نياز به ماشيني که بتواند اين هماهنگي را به صورت يک واسطه برقرار کند امري ضروري به نظر مي­رسد. دستگاهي که اين خواسته را ميتواند تامين کند کيربگس صنعتی نام دارد منبع توليد توان مهم نيست که با چه نوع سوخت يا منابع انرژي توان را توليد ميکند بلکه اين مهم است که در شفت ورودي به گيربکس توان توليد شده را به صورت گشتاور به گيربکس منتقل کند دستگاه­هايي که مي­توانند توان مورد نياز گيربکس صنعتی را تامين کنند شامل الکتروموتورها - موتورهاي ديزل - موتورهاي بنزيني - موتورهاي گاز سوز- توربين هاي بخار - توربين هاي گازي - توربين هاي آبي -توربين هاي بادي - موتورهاي جت - و منابع توليد تواني که انرژي خود را از خورشيد تامين مي­کنند مي­باشند. مصرف کننده مي تواند هرنوع ماشيني باشد فقط کافي است که مصرف کننده بتواند توان خروجي از گيربکس صنعتی را بصورت گشتاور دريافت کند.

قبل از ارائه توضیحات بیشتر در مورد گیربکس توجه شما را به تعاریف ساده­ای از اصطلاحات مکانیکی جلب می­کنیم:

تعریف کار:هرگاه نقطه اثر نیرویی تغییر مکان پیدا کند می­گوییم کار انجام شده است . بنابراین برای انجام کار نیاز به دوعامل نیرو (F) و تغییر مکان (S) می باشد. W=F × S

تعریف نیرو:نیرو عاملی است که باعث حرکت، تغییر حرکت و یا تغییر فرم در اجسام می گردد. اجسام مختلف و قطعات ماشین آلات ممکن است در آن واحد تحت تاثیر نیروهای مختلفی قرار گیرند که مقدار، امتداد جهت و نقطه اثر آنها با هم متفاوت باشد. در اینگونه موارد از ترکیب آنها نیروی معادلی بدست می آورند که به تنهایی بتواند اثر همه نیروها را داشته باشد این نیرو را نیروی برآیند می نامند.گشتاور: نیرویی که بخواهد قطعه ای را حول محوری بگرداند در آن قطعه تولید گشتاور می نماید. با توجه به اینکه مقدار کار(W) نیز از حاصلضرب مقدار نیرو در تغییر مکان بدست می آید، لذا گشتاور و کار می توانند واحد مشترک N.M را داشته باشند ولی بایستی توجه داشت که مقدار آنها در یک قطعه گردنده مساوی نمی باشد بعنوان مثال در دستگاه لنگی که با نیروی ثابتی می گردد گشتاور ثابت مانده ولی مقدار کار به نسبت مسافتی که نیرو طی می کند تغییر می یابد.

گیربکس صنعتی

 

اجزای تشکیل دهنده گیربکس:گیربکس ها اجزای مختلفی دارند که اصلی ترین جز آنها چرخدنده ها می باشند که بسته به نوع گیربکس، شکل و جنس آنها متفاوت هستند.

اجزای دیگر گیربکس ها عبارتند از:

  • پوسته گیربکس:که دنده ها درون آن قرار می گیرند و جنس آن معمولا از چدن ریخته گری شده است.
  • شافت های ورودی و خروجی: این شافت ها می توانند به صورت سوراخ (Hollow) و یا شافت (Solid) باشند و جنس آن ها از فولاد است.

  • یاتاقان(Bearing) : برای تحمل بارهای شعاعی و محوری شافت های گیربکس استفاده می شوند.

  • نشت بند:(Seal) یا کاسه نمد،برای حفاظت بیرینگ ها از عوامل خارجی مثل گرد و غبار و همچنین نگهداری از روغن داخل پوسته استفاده می شود.

  • درپوش کنترل روغن و بازبینی کاسه نمد

 گیربکس ها در دو دسته کلی تولید می شوند:

گیربکس های کاهنده

این نوع از گیربکس ها بین محرک و متحرک قرار می گیرد و دور مورد نیاز را تامین می کند و در تیپ های مختلفی ساخته می شوند. در این گیربکس­ها سرعت کاهش پیدا کرده و گشتاور افزایش می­ یابد. نسبت کاهش دور و افزایش گشتاور، معکوس است. یعتی به همان نسبت که دور کاسته می­شود، گشتاور افزایش می­ یابد.

گیربکس های افزاینده

در صنایع بالا دستی و پالایشگاهی نیاز به گیربکس های دور بالا می باشد که آنها را گیربکس های افزاینده می نامند. در این گیربکس­ها دور افزایش پیدا کرده و گشتاور کاهش می ­یابد. برای مثال در برخی از سانتریفیوژها از این تیپ گیربکس­ها استفاده می­ شود.

انواع گیربکس صنعتی

گیربکس­های صنعتی انواع مختلفی دارند و در بازار به نام های گوناگونی شناخته می شوند که برخی از آن ها عبارتند از

 گیربکس حلزونی (Worm Gearbox)

این نوع از گیربکس ها متشکل از یک ماردون فولادی که سخت کاری پیوسته شده و سنگ خورده است و یک چرخدنده حلزونی از جنس غالبا برنز ریخته گری شده است. این گیربکس ها حرکت سینماتیکی خود را از این دو قطعه تامین می کند . در گیربکس های حلزونی به دلیل ساختار و زاویه خروجی آنها به دلیل متعامد بودن دارای کاربری های فراوانی است و به دلیل کارکرد نرم در سیستم های بالابر و همچنین آسانسورها که نیاز به ایجاد گشتاور و راه اندازی نرم است، کاربرد فراوانی دارند. همچنین این گیربکس ها درکانوایرها وسیستم های انتقال مواد کوچک کاربرد فراوان دارند. از دیگر فاکتورهای مهم در گیربکس های حلزونی، عدم برگشت پذیری یا خود قفل شوندگی است. یعنی گردش محور خروجی گیربکس تنها از طرف ماردون امکان پذیر است. به همین دلیل استفاده از این نوع گیربکس در بالابرها و آسانسورها کاربرد زیادی دارد. خاصیت خود قفل شوندگی به شکلی است که هرچه تفاوت قطر ماردون و چرخدنده حلزونی بیشتر باشد، تاثیر بیشتری خواهد داشت، برای مثال برای نسبت­های بالای 30 خاصیت خود قفل شوندگی به شکل کامل در گیربکس عملی می­شود. از دیگر مزایای این گیربکس ها قابلیت نصب در هشت حالت متفاوت می باشد که باعث استفاده راحت این گیربکس ها گردیده است.

 

 گیربکس حلزونی

گیربکس هلیکال یا شافت مستقیم(Helical Gearbox)

گیربکس­های هلیکال شامل تعدادی چرخدنده هستند که دارای ساختار مارپیچ یا هلیکال می باشند و به همین دلیل به این نام معرفی می شوند . این نوع چرخدنده ها از دسته چرخدنده های ساده ولی با امتداد پروفیل مورب نسبت به امتداد شفت می باشند. انتقال نیرو در این نوع جعبه دنده ها با توجه به ساختار چرخ دنده های آنها (هلیکال) با حرکت یک نقطه در امتداد سطح دنده انجام می شود. در این گیربکس ها به علت کاستن صدا و درگیری نرم چرخ دنده ها، در سیستم های انتقال نیرو به کار می روند و می توانند در دورها و توان های بالاتری نسبت به دنده های ساده استفاده شوند. اساس کار این نوع گیربکس ها بدین شکل می باشد که با کاهش دور باعث افزایش گشتاور در قسمت خروجی می شوند. تفاوت دنده­های مورب با دنده­های صاف در تولید صدا و سطح تماس است. از آن­جا که سطح تماس بین دو دنده در حالت مورب بیشتر از حالت راست است، بنابراین بازدهی این توع دنده بیشتر و تولید صدای کمتری دارد.

گیربکس هلیکال

گیربکس آویز

گیربکس­های آویزبه دلیل قابلیت چند محور بودن توانایی ایجاد نسبت های تبدیل بالایی را دارند که به موازات این مسئله قابلیت ایجاد گشتاورهای بالایی را نیز دارند و در مواردی که نیاز به گشتاور های بالا و کارکرد به صورت دائم کار می باشد، همانند دستگاه های میکسر و یا سیستم های محرک خطی در جرثقیل های سقفی چند کاره انتخابی بسیارعالی است. گیربکس های آویز همانند گیربکس های هلیکال ساختار چرخ دنده هایی با امتداد پروفیل مورب نسبت به امتداد شفت دارند تنها تفاوتشان در این است که دارای ساختار چند محوری به صورت موازی می باشند. همچنین این نوع از جعبه دنده ها به دلیل حجم بالایی از روغن به صورت دائمی دارای ظرفیت حرارتی بالایی نسبت به سایر جعبه دنده های هلیکال هستند که در این امر خود باعث بالا رفتن عمر کارکرد گیربکس و عدم تخریب زود هنگام دنده ها می شود. از دیگر مزایای این گیربکس ها توانایی انتقال توان به چند شفت خروجی به صورت همزمان است. البته شایان ذکر است که در ازای بار وارده به هر شفت خروجی، توان شفت دیگر کاسته می­ شود.

گیربکس آویز

گیربکس کرانویل پینیون (Crown Wheel Pinion Gearbox)

گیربکس ­های کرانویل تشکیل شده است از تعدادی چرخدنده هلیکال و دو چرخدنده که قابلیت انتقال گشتاور در زاویه 90 درجه را ایجاد می کنند. به منظور انتقال نیرو در محور های متعامد و غیر متعامد و متنافر نیاز به سیستم درگیری دنده ها در دو سطح مورب بوده که توسط چرخ دنده های مخروطی مارپیچ تامین می گردد. در گیری پروفیل دنده های مخروطی مارپیچ به صورت همزمان بوده و عملکرد نرمی نسبت به دنده های مخروطی ساده دارند و می توانند گشتاورهای بالاتری را بدون ضربه و صدا به نرمی انتقال دهند.

گیربکس کرانویل

 مارپیچی bevel

گیربکس­های ترکیبی

بنا به سفارش مصرف کننده و به صورت تک و یا کوپله شده با موتور، که همان موتور گیربکس یا الکتروگیربکس می باشد تولید می گردد. بسته به نوع کاربرد و خواست ه­ایی که از گیربکس وجود دارد، شکل طراحی و ساخت آن­ها متفاوت است.

گیربکس ترکیبی

 گیربکس­های خورشیدی (Planetary Gearbox)

امروزه در صنایع سبک و سنگین برای کاهش و یا افزایش دور، در صورت بالا بودن نسبت تبدیل و توان های بسیار بالا در فضاهای محدود و راندمان بالای گیربکس، از این نوع گیربکس­ها استفاده می شود. گیربکس­ های خوشیدی با قابلیت استفاده در دورهای بالا و توان های بالا یکی از پرکاربرد ترین چرخ دنده ها در صنایع نوین معرفی شده اند این نوع گیربکس­ ها  در دو نوع تک استیج و یا چند استیج طراحی و تولید می گردد. در این نوع گیربکس ها امکان بدست آوردن دورهای ایده آل در محدوده بین 0/5 تا 800 دور در دقیقه قابل دستیابی می باشد. نسبت تبدیل در هر طبقه گیربکس بین 3 تا 7 متغیر است.

گیربکس خورشیدی

 

 گیربکس خورشیدی

پارامترهای دخیل در انتخاب گیربکس

  1. توان ورودی ( منظور قدرت الکترو موتور با واحد کیلو وات یا اسب بخار )

  2. دور ورودی ( دور چرخش شافت الکترو موتور در دقیقه )

  3. دور خروجی ( دور چرخش شافت خروجی گیر بکس در دقیقه )

  4. اندازه گشتاور خروجی ( معمولاً بر حسب واحد نیوتن متر سنجیده می شود )

  5. نسبت تبدیل ( از تقسیم عدد دور خروجی بر عدد دور ورودی بدست می آید)

  6. نوع ماشینی که برای آن انتخاب شده است

  7. دمای محیط

  8. شرایط محیط مانند گرد و خاکی بودن، رطوبتی بودن، یخ زدگی، استوایی

  9. موتور محرک ( نوع و مشخصات )

  10. نوع انتقال بین موتور گیربکس ( مستقیم ، از طریق کوپلینگ کلاچ ، واریاتور)

  11. آرایش محورها

  12. مقدار بار شعاعی و یا پیشران و علل آن

 

در پایان دوست دارم شما را با مبحث دیگری آشنا نمایم که با مقاله فوق بی ارتباط نمی باشد. " روغن یا گریس در روانکاری الکترو موتورها - قسمت اول " و " روغن یا گریس در روانکاری الکترو موتورها - قسمت دوم " و " 20 عامل مهم در خرید الکتروموتور "

نظرات کاربران

نظر خود را ثبت نمایید

CAPTCHA code