انواع گیربکس صنعتی چیست و هر کدام چه ویژگی هایی دارند؟

گیربکس صنعتی یکی از اجزای اساسی ماشین آلات مورد استفاده در صنایع مختلف است. هدف استفاده از گیربکس های صنعتی را می توان افزایش گشتاور خروجی یا تغییر سرعت موتور RPM نامید. گیربکس صنعتی به این صورت کار می کند که شفت موتور به یک سر آن متصل می شود. سپس ضریب دنده، گشتاور خروجی و سرعت ارائه شده به وسیله آرایش دنده را مشخص می کند.

انواعی از گیربکس های صنعتی در تجهیزات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله شما را با ویژگی های اصلی آن ها و همچنین مزایا و کاربردهای هر نوع آشنا می کنیم.

انواع گیربکس صنعتی با توجه به عملکرد

گیربکس های صنعتی با توجه به عملکرد خود در تغییر سرعت و گشتاور به دو دسته گیربکس کاهنده و گیربکس افزاینده تقسیم می شوند.

گیربکس کاهنده برای کاهش سرعت ورودی از موتور و بهبود گشتاور تولیدی مورد استفاده قرار می گیرد. گیربکس کاهنده دارای چرخ دنده هایی است که انرژی را از یک محور محرک به محور محرک دیگر انتقال می دهند و به این ترتیب موجب کاهش سرعت ورودی می شوند.

گیربکس افزاینده درست در برابر گیربکس کاهنده قرار می گیرد و سرعت خروجی را افزایش می دهد. گیربکس افزاینده در واقع یک گیربکس مکانیکی با نسبت زیر واحد است که می تواند دارای چرخ دنده مارپیچی یا استوانه ای باشد.

در بعضی شرایط محدود، می توان از گیربکس های افزاینده به عنوان کاهنده سرعت نیز استفاده کرد. همچنین می توان از کاهنده ها برای افزایش سرعت استفاده کرد. برای مثال، گیربکس های کاهنده هلیکال و spur بهترین گزینه ها برای استفاده به عنوان افزاینده هستند. در این حالت، نسبت گیربکس، درجه بندی اسب بخار و سرعت ورودی تغییر می کند. اما نتایج ممکن است خیلی کاربردی نباشند.

انواع گیربکس با توجه به شکل دندانه ها

یکی از روش های دسته بندی گیربکس صنعتی، توجه به شکل و مشخصات دندانه های گیربکس است. بسیاری از گیربکس هایی که در کاربری های کنترل حرکت مورد استفاده قرار می گیرند، در دسته گیربکس های پیچ خورده یا Involute Gears هستند. برای مثال، می توان به گیربکس های helical و spur اشاره کرد. پروفایل دندانه های گیربکس پیچ خورده بر اساس پیچش دایره ای مشخص می شود.

گیربکس های سیکلوئیدی نوع دیگری از گیربکس های صنعتی هستند که با نسبت های بسیار بالا کار می کنند. دندانه های این نوع گیربکس به دو صورت حرکت می کنند. خارج از دایره گام و درون دایره گام پیش فرض. همچنین می توان به گیربکس های خورشیدی اشاره کرد که دندانه های آن ها به طور همزمان کار می کنند و سطوح بالایی از گشتاور را انتقال می دهند. در ادامه مقاله، به معرفی ویژگی ها و کاربردهای این گیربکس ها می پردازیم.

گیربکس هلیکال

گیربکس هلیکال که با شکل مارپیچی شناخته می شود، در درجه اول برای کاربری های سنگین مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از این نوع گیربکس صنعتی در صنایع پلاستیک، سیمان و لاستیک رایج است. کاربری های کم مصرف مانند خنک کننده ها و نوار نقاله ها نیز از مزایای گیربکس هلیکال بهره مند می شوند.

گیربکس هلیکال در دسته گیربکس های استوانه ای قرار می گیرد و دارای رد دندان مورب می باشد. این نوع چرخ دنده در مقایسه با چرخ دنده های ساده، نسبت تماسی بیشتری دارد و لرزش و سر و صدای کمتری تولید می کند. همچنین قادر به انتقال نیروی بیشتری است. به طور کلی، می توان گیربکس های هلیکال را به دو دسته تقسیم کرد. دسته اول، گیربکس هایی هستند که انرژی را میان قطعات موازی انتقال می دهند. دسته دوم، گیربکس هایی که نیرو را میان اجزای غیر موازی توزیع می کنند.

یک جفت چرخ دنده هلیکال دارای زاویه مارپیچ یکسانی می باشد، اما عقربه مارپیچ به صورت مخالف قرار می گیرد. به دلیل زاویه خاص دندانه ها نسبت به شفت موتور، در حین کار، بیش از یک دندانه می تواند تماس برقرار کند. این پیکربندی موجب تحمل بار بیشتری می شود و همچنین به چرخ دنده ها اجازه می دهد آرام تر و نرم تر عمل کنند.

ویژگی های گیربکس هلیکال، این نوع گیربکس صنعتی را به گزینه ای کم مصرف و جمع و جور تبدیل می کند. همچنین سطح بالایی از تعویض قطعات و مجموعه های فرعی را ارائه می کند. این ویژگی ها علاوه بر کاهش هزینه، در حفظ استاندارد و یکپارچگی اجزای صنعتی موثر هستند.

گیربکس سیکلوئیدی

گیربکس سیکلوئیدی

گیربکس های سیکلوئیدی نوعی دیگر از گیربکس های صنعتی هستند که با طراحی فشرده و قوی خود، نسبت کاهشِ سرعتِ بالایی را ارائه می کنند. ظرفیت بار بالا، استحکام و راندمان بالا از جمله ویژگی های گیربکس سیکلوئیدی محسوب می شود و آن را به انتخاب مناسبی برای کاربری هایی که به دقت و عملکرد قوی نیاز دارند تبدیل می کند.

گیربکس سیکلوئیدی از چند جز اصلی تشکیل می شود. یک شفت ورودی پرسرعت، یک میله سیکلوئیدی منفرد یا ترکیبی، دیسک سیکلوئیدی، غلتک ها و یک شفت خروجی با سرعت آهسته. شفت ورودی به درایو اکسنتریک متصل می شود و چرخش خارج از مرکز را برای میله سیکلوئیدی القا می کند. با چرخش دیسک، دندانه های آن با پین های چرخ دنده ثابت درگیر می شوند. دیسک همچنین دارای پین های غلتک مانندی است که حرکت را به شفت خروجی منتقل می کنند.

در چرخ دنده های مرکب، دو مسیر حرکت برای میله سیکلوئیدی مشاهده می شود. مسیر اول غلتک های موجود در محفظه را درگیر می کند و مسیر دوم روی شفت خروجی تاثیر می گذارد و گشتاور را افزایش و سرعت را کاهش می دهد.

گیربکس سیکلوئیدی مرکب می تواند بدون نیاز به مراحل انباشتگی، نسبت های بالایی را از 10:1 تا 300:1 ارائه دهد. در واقع گیربکس سیکلوئیدی از اصول چرخ دنده های سیکلوئیدی استفاده می کند تا استفاده از نسبت های بالا را با ظرفیت بار مناسب، واکنش پایدار و سایش کم برای صنایع فراهم کند.

از جمله مزایای این گیربکس صنعتی می توان به عملکرد بی صدا، نسبت های بالا در اندازه متراکم، ظرفیت بار ضربه ای و سایش کم اشاره کرد. در کاربری هایی مانند رباتیک، ساخت ماشین ابزار و فناوری پزشکی از گیربکس های سیکلوئیدی استفاده می شود. همچنین در بسیاری از موارد، این گیربکس ها می توانند جایگزین گیربکس های خورشیدی شوند.

گیربکس خورشیدی

گیربکس خورشیدی که با نام planetary gear هم شناخته می شود، نوعی سیستم چرخ دنده ای است که از چرخ دنده های spur تشکیل می شود. در این سیستم، یک چرخ دنده مرکزی به نام sun gear وجود دارد که به عنوان ورودی و محرک سیستم عمل می کند. سه یا چند چرخ دنده محرک که به آن ها سیاره گفته می شود، به دور چرخ دنده خورشیدی می چرخند. سیاره ها به طور مساوی در اطراف چرخ دنده خورشیدی توزیع و از داخل با یک چرخدنده حلقوی درگیر می شوند.

یکی از ویژگی های این نوع گیربکس صنعتی، امکان تعویض چرخ دنده های محرک و خورشیدی است. تعویض این دنده ها، استفاده از نسبت های متفاوت را برای گیربکس فراهم می کند. همانطور که اشاره شد، گیربکس خورشیدی از چرخ دنده های spur استفاده می کند. این چرخ دنده ها دارای زوایا و برش های خاص نیستند، اما از نظر شکل دندانه، پیچیدگی خاصی دارند. بنابراین با توجه به کاربرد مورد نظر، طراحی و محل تماس دندانه ها می تواند قدرت، گشتاور و پتانسیل سرعتی موجود را تعیین کند.

طیف گسترده ای از صنایع می توانند از گیربکس خورشیدی استفاده کنند. از خودروها و حتی دوچرخه ها گرفته تا برنامه های کاربردی انتقال صنعتی. تامین انرژی یکی دیگر از کاربردهای این گیربکس صنعتی است. همچنین می توان به کاربرد آن در صنایع فسفات، کارخانه های فولاد، چاپ سه بعدی، نوار نقاله های آسفالت و میکسرها اشاره کرد.

طراحی خاص گیربکس خورشیدی به آن اجازه می دهد نیرو را به صورت یکنواخت میان تمام محرک ها تقسیم کند. بنابراین می توان یک گشتاور قدرتمند ایجاد کرد. این نوع گیربکس همچنین به خاطر دقت و دوام بالای خود شناخته می شود. گیربکس خورشیدی در پیکربندی های مختلفی از جمله توپر و توخالی و با آپشن های مختلفی تولید می شود.

گیربکس حلزونی

گیربکس حلزونی

گیربکس های حلزونی در کنار گیربکس های هلیکال از پر مصرف ترین انواع گیربکس در صنایع محسوب می شوند. در بسیاری از موارد، می توان از گیربکس های هلیکال به جای حلزونی استفاده کرد. اما تحولات و تغییراتی در گیربکس های حلزونی صورت گرفته و موجب شده است ویژگی هایی رقابتی نسبت به گیربکس های هلیکال داشته باشند.

گیربکس حلزونی که با نام Worm Gearbox هم شناخته می شود، شامل یک شفت و یک بخش حلزونی است که با چرخ دندانه دار درگیر می شود و آن را به حرکت در می آورد. گیربکس حلزونی را می توان شکلی سنتی از گیربکس های صنعتی در نظر گرفت. نحوه کار این گیربکس به این صورت است که یک الکتروموتور انرژی چرخشی را برای آن فراهم می کند. سپس دندانه ها به چرخ فشار وارد می کنند و چرخ در برابر نیرو رانده می شود.

دلایلی از جمله نسبت کاهشیِ عالی موجب می شوند همچنان از گیربکس های حلزونی در صنایع استفاده شود. گیربکس حلزونی می تواند با تلاش اندک به یک نسبت کاهشی قابل توجه برسد. بنابراین می توان به منظور کاهش سرعت و افزایش گشتاور از آن استفاده کرد. این نوع گیربکس ها اجزای متحرک کمتری دارند و از فضای کمتری برای خرابی برخوردار هستند. همچنین معکوس کردن جهت قدرت یکی از ویژگی های قابل توجه آن ها محسوب می شود. در کاربری هایی مانند معدن، صنایع تولیدی و بسته بندی، ماشین آلات کوچک و سیستم های پله برقی از گیربکس حلزونی استفاده می شود.

گیربکس مخروطی

گیربکس مخروطی از چرخ دنده های مخروطی برای انتقال قدرت استفاده می کند. این چرخ دنده ها می توانند حرکت دورانی را میان شفت های ناموازی برقرار کنند. از جمله مزایای این گیربکس می توان به جمع و جور بودن، انتقال نیروی زیاد و کاهش ریسک لغزش اشاره کرد.

گیربکس هلیکال مخروطی یا Bevel Helical Gearbox با یک سری دندانه های منحنی روی صفحات مخروطی شناخته می شود. این گیربکس در ایجاد حرکت چرخشی میان شفت های ناموازی نقش دارد و در کاربری هایی مانند بخش معدن، معدن سنگ و نوار نقاله مورد استفاده قرار می گیرد.

گیربکس صنعتی سنگین و سبک

گیربکس صنعتی با توجه به کاربردهای مورد نظر صنایع طراحی و تولید می شود. گیربکس صنعتی سنگین به گیربکس هایی گفته می شود که برای کاربری های سنگین مناسب هستند. برای مثال، می توان به گیربکس مورد نیاز برای یک توربین بادی اشاره کرد. همچنین دیگر پروژه های بزرگی که نیاز به گیربکس افزاینده دارند.

در مقابل، بعضی صنایع نیاز به گیربکس صنعتی سبک دارند. گیربکس هایی با اندازه کوچک و جمع و جور که دارای استحکام بالا هستند و می توانند در نسبت مورد نیاز با کاهش سرعت، گشتاور را تقویت کنند.

موتور گیربکس

به طور کلی، انواعی از گیربکس صنعتی و الکتروموتور را می توان با یکدیگر ترکیب کرد تا بهترین تناسب را برای کاربری مورد نظر داشته باشند. برای مثال، گیربکس های خورشیدی و حلزونی را می توان با موتور PMDC یا الکتروموتورهای BLDC ترکیب کرد.

بعضی از ترکیب های گیربکس و موتور کارآمدتر و مقرون به صرفه تر از سایر ترکیب ها هستند. برای انتخاب بهترین ترکیب، باید بعضی موارد در نظر گرفته شوند. برای مثال، الزامات و کاربردهای مورد نیاز پروژه باید حتما بررسی شوند. در مرحله بعد، نوع موتور انتخاب می شود. سپس سرعت و گشتاور خروجی برای موتور گیربکس تعیین می شود. دیگر موارد مهم عبارت هستند از منبع برق ورودی، محیطی که پروژه در آن انجام می شود، اندازه و وزن موتور گیربکس و میزان سر و صدای آن.

جمع بندی

گیربکس صنعتی ابزار بسیار مفیدی برای بهبود بازده عملیاتی شرکت ها است. گیربکس ها نقش مهمی در تولید کالاها و محصولات دارند و همچنین به نگهداری سیستم های عملیاتی کمک می کنند. گیربکس های صنعتی به صورتی تولید می شوند که علاوه بر استحکام کافی، سر و صدای کمی تولید کنند و ظرفیت بار بیشتری را تحمل کنند. برای مثال، گیربکس های هلیکال می توانند راندمان بسیار بالایی ارائه دهند و بهترین استفاده را برای سیستم ها و ماشین آلات انتقال قدرت سنگین دارند.

برای خرید و سفارش یگربکس های صنعتی میتوانید با مجموعه رهاگیربکس تماس حاص نمایید.