مجله شیبا صنعت
آشنایی با انواع گیربکس صنعتی
انواع گیربکس صنعتی | معرفی، کاربرد و راهنمای انتخاب گیربکس در شیبا صنعت
گیربکس صنعتی یا جعبهدنده یکی از اجزای مهم در بسیاری از ماشینآلات صنعتی است که برای انتقال قدرت، تغییر سرعت و افزایش یا کاهش گشتاور مورد استفاده قرار میگیرد. گیربکس بین منبع محرک، مانند الکتروموتور، و دستگاه مصرفکننده قرار میگیرد و با توجه به نسبت تبدیل خود، سرعت و گشتاور خروجی را تغییر میدهد.
گیربکسهای صنعتی از نظر نوع چرخدنده، نحوه قرارگیری شفتها و مکانیزم انتقال قدرت انواع مختلفی دارند. به همین دلیل، هر مدل برای شرایط کاری، میزان بار، سرعت، فضای نصب و کاربرد مشخصی طراحی شده است. از گیربکس حلزونی و هلیکال گرفته تا گیربکس خورشیدی، کرانویل پینیون و قورباغهای، هرکدام ویژگیها و محدودیتهای خاص خود را دارند.
دستهبندی انواع گیربکس صنعتی
گیربکسهای صنعتی را میتوان بر اساس معیارهای مختلفی مانند نوع چرخ دنده، نحوه قرارگیری شفتهای ورودی و خروجی و مکانیزم عملکرد دستهبندی کرد. این دستهبندی به شناخت بهتر ساختار گیربکسها و انتخاب مدل مناسب برای هر کاربرد کمک میکند.
دسته بندی بر اساس نوع چرخ دنده
یکی از مهمترین روشهای دستهبندی گیربکسها، بررسی نوع چرخ دنده گیربکس و ساختار انتقال نیرو در آنهاست. از رایجترین مدلهای گیربکس صنعتی بر اساس نوع چرخدنده میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- گیربکس حلزونی
- گیربکس خورشیدی یا سیارهای
گیربکس هلیکال - گیربکس کرانویل پینیون
- گیربکس مخروطی
- گیربکس قورباغهای یا روسی
هر یک از این گیربکسها از نظر ساختار، نسبت تبدیل، میزان گشتاور، راندمان، سرعت خروجی، نحوه نصب و شرایط کاری با یکدیگر تفاوت دارند و انتخاب آنها باید متناسب با نیاز ماشینآلات انجام شود.
دسته بندی بر اساس نحوه قرارگیری شفت
یکی دیگر از روشهای دستهبندی گیربکسهای صنعتی، بررسی موقعیت شفت ورودی و خروجی نسبت به یکدیگر است. بر این اساس، گیربکسها در سه گروه اصلی قرار میگیرند:
- گیربکس شفت مستقیم: شفت ورودی و خروجی در یک راستا قرار دارند.
- گیربکس شفت موازی یا آویز: شفت ورودی و خروجی به صورت موازی قرار گرفتهاند.
- گیربکس شفت بغل یا زاویهدار: شفت ورودی و خروجی نسبت به یکدیگر زاویه دارند و در بسیاری از مدلها این زاویه ۹۰ درجه است.
این نوع دستهبندی بیشتر به نحوه نصب، فضای موردنیاز و جهت انتقال نیرو مربوط میشود و لزوماً به نوع چرخدنده گیربکس ارتباط ندارد.
دسته بندی بر اساس مکانیزم عملکرد
از نظر تأثیر گیربکس بر سرعت و گشتاور خروجی نیز میتوان گیربکسها را به دو گروه اصلی تقسیم کرد:
- گیربکس کاهنده: سرعت خروجی را نسبت به ورودی کاهش داده و گشتاور خروجی را افزایش میدهد.
- گیربکس افزاینده: سرعت خروجی را نسبت به ورودی افزایش داده و در مقابل، گشتاور خروجی کاهش پیدا میکند.
گیربکسهای کاهنده در ماشینآلات صنعتی کاربرد بسیار گستردهتری دارند؛ زیرا در بسیاری از تجهیزات، کاهش دور الکتروموتور و افزایش گشتاور موردنیاز است.
گیربکسهای تخصصی بر اساس کاربرد
در کنار دستهبندیهای بالا، برخی گیربکسها برای یک فرآیند یا ماشینآلات مشخص طراحی میشوند و نمیتوان آنها را صرفاً بر اساس نوع چرخدنده در یک گروه قرار داد. گیربکس اکسترودر و جک اسکرو از جمله این مدلهای تخصصی هستند.
- گیربکس اکسترودر: برای انتقال توان و گشتاور از الکتروموتور به ماردون دستگاه اکسترودر طراحی میشود و در خطوط تولید پلاستیک، پلیمر و فرآیندهای اکستروژن کاربرد دارد.
- جک اسکرو: برای تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی و جابهجایی یا تنظیم دقیق بار استفاده میشود و در بالابرها، سیستمهای تنظیم ارتفاع و تجهیزات موقعیتدهی کاربرد دارد.
بررسی انواع گیربکس صنعتی بر اساس نوع چرخدنده
1. گیربکس حلزونی
گیربکس حلزونی یکی از پرکاربردترین مدلهای گیربکس صنعتی است که به دلیل ساختار ساده، ابعاد مناسب و امکان ایجاد نسبت تبدیل بالا، در بسیاری از ماشینآلات صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد. این گیربکس از دو بخش اصلی شامل ماردون (شفت حلزونی) و چرخدنده حلزونی تشکیل شده است. ماردون نیروی ورودی را دریافت کرده و با چرخاندن چرخدنده، سرعت و گشتاور خروجی را تغییر میدهد.
ماردون معمولاً از فولاد ساخته میشود تا در برابر فشار و سایش مقاومت مناسبی داشته باشد و چرخدنده حلزونی نیز در بسیاری از مدلها از آلیاژهای برنزی ساخته میشود تا اصطکاک و سایش کاهش پیدا کند. پوسته این گیربکسها نیز با توجه به تیپ و کاربرد میتواند از آلومینیوم یا چدن ساخته شود.
مهمترین ویژگیهای گیربکس حلزونی عبارتند از:
- طراحی ساده و ابعاد نسبتاً جمعوجور
- قیمت اقتصادی و وزن مناسب در مدلهای آلومینیومی
- امکان دستیابی به نسبت تبدیلهای بالا در فضای محدود
- مناسب برای کاربردهایی که به کاهش سرعت و افزایش گشتاور نیاز دارند.
- امکان نصب در وضعیتهای مختلف
- تنوع در نوع ورودی و خروجی
- عملکرد مناسب در بسیاری از کاربردهای عمومی صنعتی
نکته: خاصیت خودقفلشوندگی در گیربکسهای حلزونی به نسبت تبدیل، زاویه مارپیچ و طراحی گیربکس بستگی دارد و نباید آن را ویژگی قطعی تمام مدلهای حلزونی در نظر گرفت.
اجزای اصلی گیربکس حلزونی
اجزای اصلی این گیربکس معمولاً شامل موارد زیر است:
- ماردون فولادی
- چرخدنده حلزونی
- شفت و محور
- بلبرینگ
- فلنج
- پوسته یا بدنه
مدلهای رایج گیربکس حلزونی
گیربکسهای حلزونی از نظر شکل بدنه و نحوه اتصال، در مدلهای مختلفی تولید میشوند که از جمله آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- گیربکس کتابی یا مکعبی: سری NRV و NMRV
- گیربکس حلزونی دایرهای: سری VF و MVF
- گیربکس حلزونی فلنجدار: سری VF/FC و MVF/FC
گیربکس NRV و NMRV
گیربکسهای NRV و NMRV به دلیل شکل مکعبی بدنه، با عنوان گیربکس کتابی یا مکعبی نیز شناخته میشوند و در کاربردهایی که به کاهش دور و افزایش گشتاور نیاز است، مورد استفاده قرار میگیرند. تفاوت اصلی این دو مدل در نوع ورودی و نحوه اتصال آنهاست.
گیربکس VF و MVF
مدلهای VF و MVF از نظر عملکرد شباهت زیادی به مدلهای مکعبی دارند، اما بدنه آنها طراحی دایرهای دارد. تفاوت این دو مدل نیز بیشتر به نوع ورودی و نحوه اتصال مربوط میشود.
گیربکس VF/FC و MVF/FC
در مدلهای VF/FC و MVF/FC، از فلنج برای نصب گیربکس استفاده میشود. این طراحی برای کاربردهایی مناسب است که نحوه نصب و فضای موجود، استفاده از اتصال فلنجی را ضروری میکند.
2. گیربکس خورشیدی
گیربکس خورشیدی یا سیارهای یکی از مدلهای پیشرفته انتقال قدرت است که به دلیل طراحی فشرده، راندمان مناسب و توانایی انتقال گشتاور بالا، در بسیاری از کاربردهای صنعتی سنگین مورد استفاده قرار میگیرد. نام این گیربکس از نحوه قرارگیری چرخدندههای آن گرفته شده است، بهگونهای که یک چرخدنده مرکزی یا خورشیدی در مرکز قرار دارد و چند چرخدنده سیارهای در اطراف آن حرکت میکنند.
در این ساختار، چند چرخدنده به صورت همزمان درگیر هستند و همین موضوع باعث توزیع مناسب بار بین اجزای سیستم میشود. در مدلهای چندمرحلهای یا چند استیج، مراحل بیشتری برای انتقال قدرت در نظر گرفته میشود تا امکان دستیابی به نسبت تبدیل و گشتاور بالاتر فراهم شود.
گیربکسهای خورشیدی میتوانند با ورودی شفت، هالو شفت یا فلنج و با خروجیهایی مانند شفت، هزارخار و فلنج تولید شوند. نوع اتصال و آرایش ورودی و خروجی نیز بر اساس کاربرد و طراحی دستگاه انتخاب میشود.
مهمترین ویژگیهای گیربکس خورشیدی عبارتند از:
- توانایی انتقال گشتاور بالا
- مناسب برای کاربردهای سنگین صنعتی
- ابعاد نسبتاً فشرده نسبت به توان انتقالی
- راندمان بالا
- لقی کم در مدلهای دقیق
- تحمل مناسب بارهای شعاعی و محوری در مدلهای مناسب
- قابلیت استفاده در دورهای ورودی بالا
- طول عمر مناسب در صورت انتخاب و نگهداری صحیح
- تنوع در نوع ورودی و خروجی
مدلهای خاص گیربکس خورشیدی
برخی گیربکسهای خورشیدی برای اتصال مستقیم به تجهیزات خاص طراحی میشوند. از جمله آنها میتوان به گیربکس سروو موتور و مدلهای مورد استفاده همراه با هیدروموتور اشاره کرد. انتخاب این مدلها به نوع موتور، گشتاور موردنیاز، سرعت و شرایط کاری دستگاه بستگی دارد.
3. گیربکس هلیکال
گیربکس هلیکال از چرخدندههای مارپیچی یا هلیکال استفاده میکند که به دلیل شکل دندانهها، امکان انتقال توان و گشتاور بالا را با عملکردی نرم و یکنواخت فراهم میکنند. در بسیاری از مدلهای این خانواده، محور ورودی و خروجی در یک راستا قرار دارند و به همین دلیل به برخی از آنها گیربکس شافت مستقیم نیز گفته میشود.
این مدل به دلیل راندمان مناسب، صدای نسبتاً کم، تحمل بار بالا و تنوع در طراحی، در صنایعی مانند نوار نقاله، معادن، صنایع نفت و گاز، آسانسور و لیفت، کمپرسورها، صنایع پلاستیک، صنایع غذایی و آب و فاضلاب کاربرد دارد.
مهمترین ویژگیهای گیربکس هلیکال عبارتند از:
- راندمان بالا
- انتقال گشتاور مناسب
- لرزش و صدای کم
- طول عمر مناسب
قابلیت کار در سرعتهای مختلف - امکان نصب در وضعیتهای مختلف
- تنوع در نوع ورودی و خروجی
- مناسب برای کاربردهای صنعتی مداوم
مدلهای رایج گیربکس هلیکال
گیربکسهای هلیکال در طراحیهای مختلفی از نظر نحوه قرارگیری شفت و روش نصب تولید میشوند. برای آشنایی با تفاوت گیربکسهای شفت مستقیم، موازی و بغل، در بخش «بررسی انواع گیربکس صنعتی بر اساس محور» این موضوع را بهصورت جداگانه بررسی کردهایم.
4. گیربکس کرانویل پینیون
گیربکس کرانویل پینیون یکی از مدلهای پرکاربرد برای انتقال قدرت با تغییر جهت محور است. در این گیربکس، محور خروجی نسبت به محور ورودی معمولاً با زاویه 90 درجه قرار میگیرد و انتقال نیرو توسط چرخدندههای مخروطی انجام میشود.
این گیربکس در مقایسه با مدلهای حلزونی، از نظر مکانیزم انتقال قدرت شباهت بیشتری به گیربکسهای دندهای دارد و در بسیاری از مدلها میتواند راندمان مناسبی را در کنار تحمل بار بالا ارائه دهد. به دلیل ابعاد مناسب و امکان نصب در زوایای مختلف، در کاربردهای صنعتی متنوعی استفاده میشود.
ویژگیهای مهم گیربکس کرانویل پینیون عبارتند از:
- راندمان مناسب
- انتقال گشتاور بالا
- تغییر جهت محور با زاویه 90 درجه
- مقاومت مناسب در برابر بار و ضربه
- تنوع در نوع ورودی و خروجی
- امکان استفاده از شفت، هالو شفت و فلنج
- مناسب برای برخی کاربردهای سنگین صنعتی
انواع چرخدنده در گیربکسهای کرانویل پینیون
این گروه را میتوان بر اساس شکل دندانه و طراحی چرخدنده به مدلهای مختلفی تقسیم کرد:
- Hypoid: در این طراحی، محور پینیون نسبت به محور مرکزی کرانویل جابهجا شده است.
- Straight: دندانهها به صورت مستقیم طراحی شدهاند و ساختار سادهتری دارند.
- Spiral: دندانهها به صورت مارپیچ هستند و درگیری تدریجیتر دندانهها باعث عملکرد نرمتر و انتقال مناسبتر نیرو میشود.
5. گیربکس مخروطی
گیربکس مخروطی از چرخدندههای مخروطی برای انتقال نیرو بین محورهایی با زاویه مشخص استفاده میکند. در بسیاری از کاربردها، این نوع گیربکس برای تغییر جهت انتقال قدرت مورد استفاده قرار میگیرد و بسته به طراحی میتواند نسبت تبدیل متفاوتی داشته باشد.
در برخی مدلها، نسبت انتقال نزدیک به 1:1 است و در طراحیهای دیگر میتوان نسبتهای متفاوتی ایجاد کرد. دندانههای چرخدنده مخروطی نیز میتوانند به صورت مستقیم یا مارپیچ طراحی شوند.
ویژگیهای گیربکس مخروطی عبارتند از:
- راندمان مناسب
- امکان تغییر جهت محور
- طراحی متنوع
- امکان استفاده از ورودی و خروجی شفت
- مناسب برای کاربردهایی با نسبت تبدیل مشخص
6. گیربکس قورباغهای یا روسی
گیربکس قورباغه ای یا روسی که با عنوان سری PM نیز شناخته میشود، یکی از مدلهای قدیمی و شناختهشده برای کاربردهای سنگین است. این گیربکس به دلیل ساختار مقاوم و استفاده از چرخدندههای جناغی، توانایی انتقال گشتاور بالا و تحمل بارهای سنگین را دارد.
یکی از کاربردهای این مدل، استفاده به عنوان جایگزین برای برخی گیربکسهای حلزونی بزرگ در شرایطی است که به طول عمر و تحمل بار بیشتری نیاز وجود دارد. البته گیربکس قورباغهای معمولاً ابعاد و وزن بیشتری دارد و برای همه کاربردها گزینه مناسبی نیست.
مهمترین ویژگیهای گیربکس قورباغهای عبارتند از:
- توانایی تحمل گشتاور بالا
- مناسب برای بارهای سنگین
- ساختار مقاوم
- تعمیر و نگهداری نسبتاً ساده
- دسترسی مناسبتر به قطعات در برخی مدلها
- طول عمر مناسب در شرایط کاری صحیح
از محدودیتهای این گیربکس نیز میتوان به وزن و ابعاد زیاد و لقی بیشتر نسبت به برخی طراحیهای جدید اشاره کرد.
کاربرد انواع گیربکس صنعتی
هر گیربکس برای شرایط مشخصی از انتقال قدرت طراحی میشود و عواملی مانند میزان گشتاور، سرعت خروجی، نوع بار، فضای نصب و نحوه قرارگیری شفتها در تعیین کاربرد آن نقش دارند. به همین دلیل، یک مدل گیربکس ممکن است برای یک دستگاه انتخاب مناسبی باشد، اما برای دستگاهی دیگر عملکرد مطلوبی نداشته باشد. در ادامه، کاربرد رایج مدلهای معرفیشده را بررسی میکنیم.
کاربرد گیربکس حلزونی
گیربکس حلزونی بیشتر در تجهیزاتی استفاده میشود که کاهش دور و افزایش گشتاور در کنار ابعاد مناسب و نصب نسبتاً ساده مورد نیاز است. این مدل برای بسیاری از ماشینآلات عمومی و کاربردهایی که فشار کاری بسیار سنگین نیست، انتخاب متداولی محسوب میشود.
از جمله کاربردهای آن میتوان به نوار نقالهها، تجهیزات انتقال مواد، دستگاههای بستهبندی، ماشینآلات صنعتی سبک و نیمهسنگین، بالابرها و برخی تجهیزات کشاورزی اشاره کرد.
کاربرد گیربکس خورشیدی
گیربکس خورشیدی زمانی اهمیت بیشتری پیدا میکند که دستگاه به گشتاور بالا در فضای محدود نیاز داشته باشد. در این ساختار، نیرو بین چند چرخدنده توزیع میشود و همین ویژگی امکان استفاده از آن را در تجهیزات با بارهای بالا فراهم میکند.
این مدل در ماشینآلات سنگین، تجهیزات معدنی، خطوط تولید، ماشینآلات فرآوری، تجهیزات انتقال قدرت و برخی دستگاههای دقیق صنعتی کاربرد دارد. مدلهای خاص آن نیز میتوانند برای اتصال به سرووموتورها و سیستمهایی که کنترل دقیق حرکت اهمیت دارد، استفاده شوند.
کاربرد گیربکس هلیکال
گیربکس هلیکال به دلیل انتقال نرم نیرو، راندمان مناسب و توانایی کارکرد مداوم، در بسیاری از خطوط صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد. این مدل بهخصوص زمانی مناسب است که دستگاه برای مدت طولانی تحت بار کار میکند و پایداری انتقال قدرت اهمیت دارد.
نوار نقالهها، خطوط تولید، ماشینآلات صنایع معدنی و فولاد، تجهیزات انتقال مواد، کمپرسورها، ماشینآلات صنایع پلاستیک، تجهیزات صنایع غذایی و سیستمهای آب و فاضلاب از جمله کاربردهای رایج این گیربکس هستند.
کاربرد گیربکس کرانویل پینیون
یکی از مهمترین دلایل استفاده از گیربکس کرانویل پینیون، امکان انتقال نیرو و تغییر مسیر حرکت بین محورهای غیرهمراستا است. این ویژگی باعث میشود در دستگاههایی که فضای نصب یا جهت قرارگیری شفتها محدود است، کاربرد زیادی داشته باشد.
از این گیربکس میتوان در نوار نقالهها، تجهیزات انتقال مواد، خطوط تولید، ماشینآلات صنعتی، سیستمهای اتوماسیون و تجهیزاتی که نیاز به تغییر جهت انتقال نیرو دارند استفاده کرد.
کاربرد گیربکس مخروطی
گیربکس مخروطی برای سیستمهایی مناسب است که در آنها انتقال حرکت بین محورهایی با زاویه مشخص مورد نیاز است. بسته به نوع طراحی، میتوان از آن برای تغییر جهت حرکت یا انتقال قدرت با نسبت تبدیل مشخص استفاده کرد.
این مدل در ماشینآلات صنعتی، تجهیزات مکانیکی، سیستمهای انتقال قدرت زاویهای، خطوط تولید و برخی ماشینآلاتی که آرایش خاص محورهای ورودی و خروجی دارند مورد استفاده قرار میگیرد.
کاربرد گیربکس قورباغهای یا روسی
گیربکس قورباغهای یا روسی بیشتر برای شرایطی ساخته شده است که بار، گشتاور و فشار کاری بالا وجود دارد. ساختار مقاوم این مدل باعث شده در برخی ماشینآلات سنگین که دوام مکانیکی اهمیت زیادی دارد، مورد استفاده قرار گیرد.
از کاربردهای آن میتوان به نوار نقالههای سنگین، تجهیزات انتقال مواد، ماشینآلات صنعتی بزرگ و برخی خطوط تولید با بار کاری بالا اشاره کرد.
کاربرد گیربکس جک اسکرو
گیربکس جک اسکرو از نظر کاربرد با گیربکسهای معمولی که وظیفه اصلی آنها کاهش دور و افزایش گشتاور است، تفاوت دارد. این سیستم زمانی استفاده میشود که لازم باشد حرکت دورانی به حرکت خطی تبدیل شود و یک بار با سرعت و موقعیت مشخص جابهجا یا تنظیم شود.
به همین دلیل، جک اسکرو در بالابرها، میزهای قابل تنظیم، تجهیزات تنظیم ارتفاع، ماشینآلات صنعتی، سیستمهای موقعیتدهی و مکانیزمهای جابهجایی بار کاربرد دارد. ظرفیت بار، سرعت حرکت، طول کورس و شرایط کاری از عوامل مهم در انتخاب این سیستم هستند.
کاربرد گیربکس اکسترودر
گیربکس اکسترودر برای ماشینآلاتی طراحی شده است که در آنها موتور باید توان و گشتاور لازم را به ماردون یا اسکرو دستگاه اکسترودر منتقل کند. شرایط کاری این ماشینآلات باعث میشود گیربکس مورد استفاده، متناسب با بار و نیروهای واردشده در فرآیند اکستروژن انتخاب شود.
این مدل بیشتر در خطوط تولید پلاستیک و پلیمر، دستگاههای اکستروژن و سایر فرآیندهایی که مواد توسط ماردون جابهجا و فرآوری میشوند کاربرد دارد. در این تجهیزات، علاوه بر توان و دور، تحمل نیروهای محوری و پایداری عملکرد گیربکس نیز اهمیت زیادی دارد.
بررسی انواع گیربکس صنعتی بر اساس محور
یکی دیگر از روشهای دستهبندی گیربکسهای صنعتی، بررسی نحوه قرارگیری شفت ورودی و خروجی نسبت به یکدیگر است. این ویژگی علاوه بر تأثیر بر طراحی گیربکس، در نحوه نصب، فضای موردنیاز و انتقال نیرو نیز اهمیت دارد. بر این اساس، گیربکسها را میتوان در سه گروه اصلی شفت مستقیم، شفت موازی و شفت بغل قرار داد.
1. گیربکس شفت مستقیم
در گیربکس شفت مستقیم، محور ورودی و خروجی در یک راستا قرار دارند و نیرو پس از عبور از مجموعه چرخدندهها در همان راستا به خروجی منتقل میشود. این ساختار برای تجهیزاتی که فضای نصب در امتداد محور موتور و دستگاه فراهم است، گزینه مناسبی محسوب میشود.
گیربکسهای هلیکال و برخی مدلهای گیربکس خورشیدی در گروه گیربکسهای شفت مستقیم قرار میگیرند و با توجه به راندمان، ظرفیت گشتاور و نوع کاربرد، در ماشینآلات و تجهیزات صنعتی مختلف استفاده میشوند.
2. گیربکس شفت موازی
در گیربکس شفت موازی، شفت ورودی و خروجی در دو محور موازی قرار دارند. انتقال نیرو در این گیربکس از طریق چند مجموعه چرخدنده انجام میشود و به همین دلیل میتوان آن را برای کاربردهایی که محدودیت فضای نصب در راستای مستقیم وجود دارد، به کار برد.
چرخدندههای هلیکال در بسیاری از گیربکسهای شفت موازی استفاده میشوند و این ساختار امکان انتقال گشتاور مناسب و تحمل بارهای صنعتی را فراهم میکند. گیربکس آویز یکی از شناختهشدهترین انواع این گروه است و در تجهیزاتی مانند نوار نقالهها و ماشینآلات صنعتی کاربرد زیادی دارد.
3. گیربکس شفت بغل
در گیربکس شفت بغل، محور ورودی و خروجی نسبت به یکدیگر زاویه ۹۰ درجه دارند. به همین دلیل این مدل برای دستگاههایی مناسب است که نیاز دارند جهت انتقال نیرو نسبت به محور موتور تغییر کند.
گیربکسهای کرانویل پینیون و برخی مدلهای گیربکس حلزونی در این گروه قرار میگیرند. طراحی زاویهدار شفتها باعث میشود این گیربکسها در شرایطی که فضای نصب محدود است یا خروجی با زاویه نسبت به موتور موردنیاز است، کاربرد مناسبی داشته باشند. تنوع در نحوه نصب و نوع ورودی و خروجی نیز امکان استفاده از آنها را در ماشینآلات و خطوط صنعتی مختلف فراهم میکند.
بررسی انواع گیربکس صنعتی بر اساس مکانیزم
یکی دیگر از روشهای دستهبندی گیربکسها، توجه به نسبت سرعت ورودی و خروجی است. در این دستهبندی، گیربکس با توجه به اینکه سرعت محور خروجی را نسبت به محور ورودی کاهش یا افزایش میدهد، در دو گروه کاهنده و افزاینده قرار میگیرد. انتخاب هرکدام از این دو نوع، به نیاز دستگاه، دور موردنظر و میزان گشتاور موردنیاز بستگی دارد.
1. گیربکس کاهنده
گیربکس کاهنده برای کاهش دور خروجی و افزایش گشتاور نسبت به محور ورودی استفاده میشود. در این مدل، نیروی ورودی از الکتروموتور وارد گیربکس شده و با عبور از مجموعه چرخدندهها، سرعت دوران کاهش پیدا میکند و در مقابل، گشتاور خروجی افزایش مییابد.
گیربکسهای کاهنده پرکاربردترین نوع گیربکس در ماشینآلات صنعتی هستند و در بسیاری از تجهیزاتی که به سرعت پایینتر و گشتاور بالاتر نیاز دارند استفاده میشوند. بسیاری از گیربکسهای معرفیشده مانند حلزونی، هلیکال، خورشیدی، کرانویل پینیون و قورباغهای در کاربردهای مختلف بهصورت کاهنده استفاده میشوند. گیربکس اکسترودر و جک اسکرو نیز بسته به طراحی و کاربرد، ساختار انتقال قدرت متفاوتی دارند و انتخاب آنها باید بر اساس نیاز دستگاه انجام شود.
2. گیربکس افزاینده
گیربکس افزاینده برخلاف مدل کاهنده، برای افزایش سرعت دوران محور خروجی نسبت به محور ورودی طراحی میشود. در این حالت، با افزایش سرعت خروجی، گشتاور قابل انتقال در خروجی کاهش پیدا میکند؛ بنابراین این نوع گیربکس زمانی استفاده میشود که سرعت بالاتر از سرعت ورودی اهمیت بیشتری داشته باشد.
در گیربکس افزاینده، نسبت تبدیل کمتر از ۱ است و طراحی مجموعه چرخدندهها به گونهای انجام میشود که محور خروجی با سرعت بیشتری نسبت به محور ورودی دوران کند. این نوع گیربکس در کاربردهای خاص صنعتی مورد استفاده قرار میگیرد و انتخاب آن باید بر اساس سرعت موردنیاز، توان ورودی و گشتاور خروجی انجام شود.
مقایسه انواع گیربکس صنعتی
| نوع گیربکس | نوع انتقال | راندمان | گشتاور | فضای نصب | کاربرد رایج |
|---|---|---|---|---|---|
| حلزونی | زاویهدار | متوسط | متوسط | کم | تجهیزات عمومی و نوار نقاله |
| هلیکال | مستقیم/موازی | بالا | بالا | متوسط | خطوط تولید و انتقال مواد |
| خورشیدی | مستقیم | بالا | بسیار بالا | کم | صنایع سنگین و دقیق |
| کرانویل پینیون | ۹۰ درجه | بالا | بالا | متوسط | انتقال قدرت زاویهای |
| مخروطی | زاویهدار | بالا | متوسط | متوسط | تغییر جهت انتقال نیرو |
| قورباغهای | چندمحوره | بالا | بسیار بالا | زیاد | کاربردهای سنگین |
| جک اسکرو | تبدیل دورانی به خطی | — | وابسته به طراحی | وابسته به مدل | بالابر و موقعیتدهی |
| اکسترودر | انتقال قدرت به ماردون | بالا | بالا | وابسته به دستگاه | خطوط اکستروژن |
جمعبندی
انتخاب گیربکس مناسب تنها به نوع و اندازه آن محدود نمیشود و باید عواملی مانند توان ورودی، نسبت تبدیل، دور خروجی، گشتاور موردنیاز، شرایط کاری و فضای نصب را در نظر گرفت. همچنین هماهنگی صحیح الکتروموتور و گیربکس و همراستایی شفتها هنگام نصب اهمیت زیادی دارد و میتواند از ایجاد لرزش، استهلاک زودهنگام و کاهش راندمان سیستم جلوگیری کند.
با توجه به تنوع گیربکسهای صنعتی و تفاوت عملکرد هر مدل، انتخاب نادرست میتواند باعث کاهش عمر تجهیزات و افزایش هزینههای تعمیر و نگهداری شود. بنابراین اگر برای انتخاب گیربکس مناسب دستگاه یا خط تولید خود تردید دارید، بهتر است پیش از خرید با کارشناسان شیبا صنعت مشورت کنید تا بر اساس توان موتور، گشتاور، دور خروجی و شرایط کاری، گزینه مناسبتری انتخاب شود.
سوالات متداول
1- چند نوع گیربکس صنعتی وجود دارد؟
تعداد گیربکسهای صنعتی به نوع دستهبندی بستگی دارد. از رایجترین مدلها میتوان به گیربکس حلزونی، هلیکال، خورشیدی، کرانویل پینیون، مخروطی و قورباغهای اشاره کرد. همچنین گیربکسها را میتوان بر اساس نحوه قرارگیری شفت و مکانیزم عملکرد نیز دستهبندی کرد.
2- تفاوت گیربکس حلزونی و هلیکال چیست؟
گیربکس حلزونی معمولاً ساختار سادهتر و قیمت اقتصادیتری دارد و در بسیاری از کاربردهای عمومی صنعتی استفاده میشود. گیربکس هلیکال نیز به دلیل راندمان مناسب و انتقال نرمتر نیرو، برای بسیاری از کاربردهای مداوم و بارهای بالاتر گزینه مناسبی است. انتخاب بین این دو به توان، گشتاور، دور خروجی، شرایط کاری و نحوه نصب بستگی دارد.
3- گیربکس خورشیدی چه مزیتی نسبت به بقیه دارد؟
گیربکس خورشیدی در ابعاد کوچک، توان و گشتاور بالایی تولید میکند و برای فضاهای محدود و کاربردهای دقیق صنعتی گزینه بسیار مناسبی است.
4- از کجا بفهمیم کدام نوع گیربکس برای کار ما مناسب است؟
انتخاب نوع گیربکس به عواملی مثل توان موتور، میزان گشتاور موردنیاز، شرایط کاری (دما، رطوبت، گردوغبار)، فضای نصب و نوع صنعت بستگی دارد. مشاوره با کارشناس فنی قبل از خرید توصیه میشود.
