گیربکس چیست؟
گیربکس در لغت نامه زبان فارسی به معنی جعبه دنده می باشد اما در اصطلاح، یکی از ابزارهای سیستم انتقال قدرت است که میان موتور (تولید کننده توان) و مصرف کننده توان (مانند دستگاه میکسر، تیکنر و غیره) قرار می گیرد.
| تماس با شرکت گذرگاه | |
| ادرس: | تهران ضلع شمالی میدان هفتم تیر ساختمان تجاری ادری نگین ابی طبقه اول واحد ۱۰۲ |
| تلفن: | ۰۲۱۸۸۸۲۰۰۸۹ |
| همراه1: | 09353234729 |
| همراه2: | 09122039983 |
| همراه3: | 09123505979 |
وظیفه اصلی گیربکس بدون لقی، ایجاد تغییر در سرعت دوران و گشتاور مورد نیاز جهت استفاده در بخش های مختلف صنعتی است. به عبارت دیگر این ماشین ها بعد از موتور یا سر راه وسایل صنعتی قرار می گیرند که می توان با کم و زیاد کردن نسبت، توسط مکانیزم داخل گیربکس، گشتاور مورد نیاز دستگاه را بدست آورد. گیربکس ها در قالب دو دسته تولید می شوند:
- گیربکس های کاهنده: این نوع از گیربکس ها بین محرک و متحرک قرار می گیرند که دور مورد نیاز را تامین می کنند و در تیپ های مختلفی ساخته می شوند. شایان ذکر است که اکثر گیربکس ها در این دسته قرار دارند.
- گیربکس های افزاینده: در برخی صنایع تولید انرژی به طور مثال توربین های بادی و همچنین در صنایع بالا دستی و پالایشگاهی، نیاز به گیربکس های افزاینده یا دور بالا برای تغییرات سرعت و گشتاور به منظور رسیدن به سرعت بیشتر با گشتاور کمتر می باشد.
انواع موتور گیربکس
گیربکس های صنعتی انواع مختلفی دارند که برخی از آنها عبارتند از:
گیربکس حلزونی (Worm Gearbox)
گیربکس حلزونی، متداول ترین و پر مصرف ترین نوع گیربکس در صنعت است. این نوع از گیربکس ، متشکل از یک ماردون فولادی که سخت کاری پیوسته شده و سنگ خورده و یک چرخ دنده حلزونی از جنس غالبا برنز ریخته گری شده است. گیربکس حلزونی (مکعبی) حرکت سینماتیکی خود را از این دو قطعه تامین می کند. در گیربکس های حلزونی به دلیل ساختار و زاویه خروجی آنها و با توجه به متعامد بودن، مناسب کاربری های فراوانی است و با توجه به کارکرد نرم در سیستم های بالابر و همچنین آسانسورها که نیاز به ایجاد گشتاور و راه اندازی نرم است، کاربرد دارند.
همچنین گیربکس مکعبی در کانوایرها و سیستم های انتقال مواد کوچک نیز استفاده می شود. عدم برگشت پذیری در نسبت های تبدیل بالای 30، یکی از فاکتورهای مهم در گیربکس حلزونی به شمار می رود. از دیگر مزایای این گیربکس ها می توان به قابلیت نصب در 8 حالت متفاوت اشاره کرد که باعث استفاده راحت این گیربکس ها گردیده است.
گیربکس هلیکال یا شافت مستقیم (Helical Gearbox)
گیربکس های هلیکال شامل تعدادی چرخ دنده هستند که دارای ساختار مارپیچ یا هلیکال می باشند، به همین دلیل به این نام معرفی می شوند. این نوع چرخ دنده از دسته چرخ دنده های ساده ولی با امتداد پروفیل مورب نسبت به امتداد شفت می باشد. انتقال نیرو در این نوع جعبه دنده با توجه به ساختار هلیکال چرخ دنده های آنها با حرکت یک نقطه در امتداد سطح دنده انجام می شود.
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 بدین شکل می باشد که با کاهش دور، باعث افزایش گشتاور در قسمت خروجی می شود. این گیربکس بر اساس نوع طراحی در دسته گیربکس های با ابعاد متوسط قرار می گیرد و معمولا به الکتروموتورهایی با توان بین 0.35 تا 55 کیلووات کوپل می شوند. این گیربکس را بر اساس نحوه اتصال می توان به سه دسته پایه دار، فلنج دار یا ارائه با هر دو نوع (پایه فلنج) تقسیم بندی کرد.
گیربکس آویز یا شافت موازی (Parallel Shaft Gearbox)
گیربکس های آویز به 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 گشتاورهای بالا و کارکرد به صورت دائم کار می باشد (همانند دستگاه های میکسر یا سیستم های محرک خطی در جرثقیل های سقفی چند کاره) انتخاب بسیار مناسبی است.
گیربکس های آویز همانند گیربکس های هلیکال، ساختار چرخ دنده هایی با امتداد پروفیل مورب نسبت به امتداد شفت دارند و 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 این امر باعث بالا رفتن عمر کارکرد گیربکس و عدم تخریب زود هنگام دنده ها می شود.
گیربکس کرانویل پینیون (Crown Wheel Pinion Gearbox)
گیربکس های کرانویل تشکیل شده است از تعدادی چرخ دنده هلیکال و دو چرخ دنده که قابلیت انتقال گشتاور در زاویه 90 درجه را ایجاد می کنند. به منظور انتقال نیرو در محورهای متعامد، 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. درگیری 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 صنعتی (Industrial Gearbox)
گیربکس های صنعتی، نوعی از گیربکس هلیکالی با توان گشتاور بسیار بالا می باشند. این گیربکس ها از نظر ظاهر و کارایی به تک محور، چند محور، قورباغه ای، شتری، روسی و زد (Z) تقسیم می شوند. این نوع گیربکس معمولا بر اساس وزن ارائه می شود و حداقل وزن آن 400 کیلوگرم است. گیربکس صنعتی بنا به سفارش مصرف کننده و به صورت تک یا کوپل شده با موتور که همان موتور گیربکس یا الکتروگیربکس می باشد، تولید می گردد.
گیربکس خورشیدی (Planetary Gearbox)
امروزه در صنایع سبک و سنگین برای کاهش یا افزایش دور، در صورت بالا بودن نسبت تبدیل و توان های بسیار بالا در فضاهای محدود و راندمان بالای گیربکس، از گیربکس خورشیدی استفاده می شود. چرخ دنده های خورشیدی با قابلیت استفاده در دورها و توان های بالا یکی از پرکاربردترین چرخ دنده ها در صنایع نوین معرفی شده اند که در دو نوع تک استیج و چند استیج، طراحی و تولید می گردند. در این نوع گیربکس، امکان بدست آوردن دورهای ایده آل در محدوده بین 0.5 تا 800 دور در دقیقه وجود دارد و نسبت تبدیل در هر طبقه گیربکس، بین 3 تا 7 متغیر است.
گیربکس دور متغیر
در بعضی از صنایع نیاز است تا دور الکتروموتور، بدون ایجاد گشتاور، قبل از ورود به گیربکس کاهش یا افزایش یابد که وظیفه این کار بر عهده ابزاری به نام گیربکس دور متغیر است. گیربکس دور متغیر بر اساس نوع طراحی به دسته های دور متغیر تسمه پولی، دور متغیر واریاتور و دور متغیر هیدرولیکی تقسیم بندی می شود.
گیربکس سایکلو
گیربکس سایکلو یکی از جدیدترن و پیشرفته ترین گیربکس ها می باشد که به دلیل توزیع بار یکسان و بدون لقی، مقاومت بالایی در بارهای شدید دارد. شکل ظاهری این گیربکس همانند گیربکس خورشیدی است اما در آن به جای دنده پینیون، بلبرینگ با چرخش نامتعارف به کار رفته است.
گیربکس سروو موتور
تفاوت گیربکس سروو موتور با سایر گیربکس ها در ایجاد کاهش سرعت و تطبیق اینرسی در موتور می باشد. همچنین این گیربکس یکی از کم هزینه ترین و مقاوم ترین گیربکس ها می باشد. برای دریافت اطلاعات بیشتر از این نوع گیربکس می توانید به صفحه گیربکس سروو موتور مراجعه نمایید.
نحوه عملکرد گیربکس
گیربکس، ماشینی است که برای انتقال توان مکانیکی از یک منبع تولید توان به یک مصرف کننده و همچنین برآورده ساختن گشتاور و سرعت دورانی مورد نیاز مصرف کننده به کار می رود. گیربکس در واقع یک واسطه منبع توان و مصرف کننده توان می باشد که بین منبع توان و مصرف کننده موجب ایجاد انعطاف پذیری می شود. به دلیل هماهنگ بودن گشتاور و سرعت دورانی منبع تولید توان با مصرف کننده، نیاز به ماشینی که بتواند این هماهنگی را به صورت یک واسطه برقرار کند امری ضروری به نظر می رسد و دستگاهی که این خواسته را می تواند تامین کند، گیربکس نام دارد.
ماشین های ساده، وسایلی هستند که بدون تغییر در مقدار کار، انجام آن را آسان می کنند یا به عبارت دیگر این گونه وسایل (اهرم ها، قرقره ها، جرثقیل ها، چرخ دنده ها و غیره)، انسان را قادر می سازند که به کمک نیروی کم، اجسام سنگین تری را جابجا کند. در زیر برخی از عوامل موثر در انجام کار شرح داده شده است:
کار (W): هرگاه نقطه اثر نیرویی تغییر مکان پیدا کند می گوییم کار انجام شده است. بنابراین برای انجام کار نیاز به دو عامل نیرو (F) و تغییر مکان (d) می باشد.
W = F × d
نیرو (F): نیرو عاملی است که باعث حرکت، تغییر حرکت 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 این گونه موارد از ترکیب آنها نیروی معادلی بدست می آورند که به تنهایی بتواند اثر همه نیروها را داشته باشد که این نیرو را نیروی برآیند می نامند.
گشتاور (τ): نیرویی که بخواهد قطعه ای را حول محوری بگرداند در قطعه مورد نظر، تولید گشتاور می نماید.
با توجه به اینکه مقدار کار (W) نیز از حاصل ضرب مقدار نیرو در تغییر مکان بدست می آید، لذا گشتاور و کار می توانند واحد مشترک N.M را داشته باشند ولی می بایست توجه داشت که مقدار آنها در یک قطعه گردنده، مساوی نمی باشد. به عنوان 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 های دقیق بدون لقی
گیربکس های دقیق (precision gearbox) گیربکس هایی هستند که دقت موقعیت دهی بالا و لقی بسیار کم دارند. از این گیربکس های در صنایع حساس مانند رباتیک، دستگاههای ماشین کاری دقیق، تجهیزات موقعیت دهی، دستگاه های بسته بندی، تجهیزات پزشکی، دوربین های مراقبتی، دستگاه های ناوبری و امنیتی و … استفاده می شود.
یکی از تولید کنندگان این گیربکس ها شرکت اسپینیا است. اسپینیا شرکت مهندسی مدرن در کشور اسلواکی است که از سال 1999 میلادی، در ساخت و توسعه گیربکس های دقیق با نام تجاری TwinSpin به فعالیت مشغول است. این گیربکس ها در رده محصولات Hi-Tech دسته بندی می شوند و قابلیت تحمل نیروهای محوری و شعاعی زیاد (به دلیل استفاده از رولربیرینگ) توام با دقت بالا در یک محصول فشرده ارائه می دهد. محصولات این شرکت برای محلهایی که نیاز به نسبت تبدیل بالا، دقت حرکت بالا، لقی صفر zero backlash ، ظرفیت گشتاور بالا، صلبیت زیاد، ابعاد کم برای مونتاژ در فضاهای کوچک و وزن کم مناسب است.
گیربکسهای Twinspin بر اساس مکانیزم جدید با دقت بالا و بیرینگ محوری و شعاعی طراحی شده است. بنابراین با محصولی جدید رو به رو هستیم. اصطلاح twinspin معرف ترکیب دنده های کاهنده بسیار دقیق سیکلوئیدی به همراه بیرینگ محوری-شعاعی در یک مجموعه ی واحد است. این مفهوم جدید انتقال قدرت، اجازه می دهد تا به طور مستقیم در مفصل ربات ها، میزهای دوار، و سیستمهای مختلف انتقال قدرت به کار رود.