تفاوت ساختار انواع گیربکس ها و کاربرد های آن :

گیربکس چیست ؟

گیربکس در لغت نامه زبان فارسی به معنی جعبه دنده می باشد اما در اصطلاح یکی از ابزار های سیستم انتقال قدرت است که میان موتور (تولید کننده توان) و مصرف کننده توان (مانند دستگاه میکسر، تیکنر و غیره) قرار می گیرد. وظیفه اصلی گیربکس 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 و می توان با کم و زیاد کردن نسبت توسط مکانیزم داخل گیربکس، گشتاور مورد نیاز دستگاه را بدست آورد.

شایان ذکر است گیربکس ها در قالب دو دسته 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. 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 جهت رسیدن به سرعت بیشتر با گشتاور کمتر می باشد.

انواع موتور گیربکس :

گیربکس های 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 :

متداول ترین و پر مصرف ترین نوع گیربکس در صنعت است. 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. گیربکس حلزونی (مکعبی) حرکت سینماتیکی خود را از این دو قطعه تامین می کند. در گیربکس های حلزونی به دلیل ساختار و زاویه خروجی آن ها به دلیل متعامد بودن دارای کاربری های فراوانی است و به دلیل کارکرد نرم در سیستم های بالابر و همچنین آسانسور ها که نیاز به ایجاد گشتاور و راه اندازی نرم است، کاربرد فراوانی دارند. همچنین این گیربکس ها در کانوایر ها و سیستم های انتقال مواد کوچک کاربرد فراوان دارند. از دیگر فاکتورهای مهم در گیربکس حلزونی، عدم برگشت پذیری در نسبت های تبدیل بالای 30 است. از دیگر مزایای این گیربکس ها قابلیت نصب در هشت حالت متفاوت می باشد که باعث استفاده راحت این گیربکس ها گردیده است.

گیربکس هلیکال یا شافت مستقیم Helical Gearbox :

گیربکس های 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 آن ها (هلیکال) 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 ها بدین شکل می باشد که با کاهش دور باعث افزایش گشتاور در قسمت خروجی می شوند. این گیربکس بر اساس نوع طراحی در ابعاد متوسط قرار می گیرد و معمولا به الکتروموتور هایی با توان بین 0.35 تا 55 کیلووات کوپل می شوند.

گیربکس آویز 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 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 انتخاب بسیار عالی 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.

اساس کار این نوع گیربکس ها بدین شکل می باشد که با کاهش دور باعث افزایش گشتاور در قسمت خروجی می شوند.

این گیربکس را بر اساس نحوه اتصال می توان به سه بخش پایه دار، فلنچ دار و یا ارائه با هر دو تقسیم بندی کرد.

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 محورهای 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. 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 :

نوعی از گیربکس هلیکالی با توان گشتاور بسیار بالا، گیربکس های صنعتی می باشند. این گیربکس ها از نظر ظاهر و کارایی به تک محور، چند محور، قورباغه ای، شتری، روسی و زد Z  تقسیم می شود. معمولاً این نوع بر اساس وزن ارائه می شود و حداقل وزن آن 400 کیلوگرم است.

گیربکس صنعتی بنا به سفارش مصرف کننده و به صورت تک و 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 و 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 شوند. چرخ دنده 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 چرخدنده 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 دور متغیر Variable Speed Gearbox :

در بعضی از صنایع نیاز است تا دور الکتروموتور بدون ایجاد گشتاور قبل از ورود به گیربکس کاهش یا افزایش داشته باشد. وظیفه این کار بر عهده ابزاری به نام گیربکس دور متغیر است.

گیربکس دور متغیر بر اساس نوع طراحی به دسته های زیر تقسیم بندی می شود :

گیربکس دور متغیر تسمه پولی

گیربکس دور متغیر واریاتور

گیربکس دور متغیر هیدرولیکی معمولا نسبت دور این گیربکس تا 1 به 5 است.

گیربکس اکسترودر Extruder Gearbox :

نوعی از گیربکس است که در صنایع اکستروژن کارایی دارد.

نحوه عملکرد گیربکس ها :

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 دستگاهی که این خواسته را می تواند تامین کند، گیربکس نام دارد.

ماشین های ساده وسایلی هستند که بدون تغییر در مقدار کار، انجام آنرا آسان می کنند و یا به عبارت دیگر این گونه وسایل انسان را قادر می سازد که به کمک نیروی کم اجسام سنگین تری را جابجا کند این وسایل: اهرم ها، قرقره ها، جرثقیل ها، چرخ دنده ها و غیره می باشند.

اجزای تشکیل دهنده گیربکس ها :

چرخدنده ها: گیربکس ها اجزای مختلفی دارند که اصلی ترین جزء آنها چرخدنده ها می باشند که بسته به نوع گیربکس، شکل و جنس آنها متفاوت است.

پوسته گیربکس: 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 آنها از فولاد است.

بیرینگ Bearing یا یاتاقان : 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