گیربکس هلیکال چیست؟

گیربکس یکی از مهم‌ترین اجزا برای کارکرد موتورهای مکانیکی و الکتریکی مختلف است؛ یکی از جدیدترین گیربکس‌ها که کاربردهای صنعتی بی‌شماری هم دارد، گیربکس هلیکال یا گیربکس شفت مستقیم نام دارد که در انواع مختلف وارد بازار شده است. مهم‌ترین شاخصه هلیکال که باعث مزیت رقابتی آن هم شده است، راندمان فوق‌العاده آن است که در بیشتر مواقع به بالای ۹۰ درصد هم می‌رسد؛ درحالی‌که بازده سایر گیربکس‌ها مانند گیربکس حلزونی و گیربکس مکعبی بسیار کمتر از این عدد است.

مزایای جذاب گیربکس هلیکال از جمله قابلیت کارکرد با سرعت بالا، کمترین صدا و نصب در شرایط کاری مختلف موتور، باعث شده است تا تعداد کاربردهای این گیربکس بسیار بیشتر شود. در این مقاله، شما را با این گیربکس از نوع هلیکال آشنا می‌کنیم و اطلاعات کاملی درباره انواع گیربکس هلیکال و کاربردهای آن ارائه می‌دهیم. به نظر شما چرا گیربکس هلیکال در صنایع مختلف و متنوع کاربرد زیادی دارند؟

آشنایی بیشتر با ساختار گیربکس پرکاربرد هلیکال

همان‌طور که اشاره کردیم، گیربکس آن هم از نوع هلیکال یکی از گیربکس‌های صنعتی پرکاربرد در صنایع امروزی است که دارای مجموعه‌ای از زوج دنده‌ها در درون یک پوسته است؛ اگر از نزدیک به یک گیربکس هلیکال نگاه کنید، متوجه وجود دو یاتاقان یا محورهای چرخشی در هر دو طرف آن می‌شوید؛ دلیل اصلی نام‌گذاری این گیربکس به نام هلیکال (چرخشی) وجود همین یاتاقان‌ها و همچنین شکل مارپیچی چرخ‌دنده آن است؛ این ویژگی‌های گیربکس هلیکال باعث می‌شود تا یک زاویه مورب و نه صاف بین امتداد محور چرخ‌دنده و امتداد دنده‌ها به وجود آید که موجب واردشدن فشار کمتر به چرخ‌دنده‌ها می‌شود و عمر طولانی گیربکس پرکاربرد هلیکال را در اثر کاهش استهلاک شاهد باشیم.

همان‌طور که می‌دانید هر الکتروموتور یک محور دارد که انتقال نیرو از طریق آن صورت می‌گیرد؛ محور خروجی گیربکس‌های هلیکال، دقیقاً هم‌راستا با محور الکتروموتور است که باعث انتقال مستقیم نیرو با تلفات کم به موتور می‌شود. فولاد و چدن موادی هستند که بیشترین استفاده را در ساختار پوسته هلیکال دارند. ساختمان گیربکس هلیکال در حالت کلی شباهت‌هایی هم به گیربکس‌های مکعبی و گیربکس‌های حلزونی دارد؛ تنها تفاوت گیربکس هلیکال و حلزونی این است که در این گیربکس‌‌ها، تنها یک نوع چرخ‌دنده با یک محور وجود دارد، درحالی‌که در گیربکس نوع هلیکال باتوجه‌به کاربردهای متنوع آن، اجزا تشکیل‌دهنده ثابت نیستند و در برخی از انواع این گیربکس‌ها، چند نوع چرخ‌دنده با چندین محور وجود دارد. متداول‌ترین گیربکس‌های هلیکال از دو چرخ‌دنده به‌صورت عمود بر یکدیگر ساخته می‌شوند که نوع پینیون هم نام‌گذاری می‌شود. ویژگی این گیربکس‌ها امکان تغییر گشتاور به میزان ۹۰ درجه و انتقال نیرو در جهات مختلف است. بر اساس کاربری‌های مختلف، انواع گیربکس‌های هلیکال به ۳ دسته کلی پایه‌دار، گیربکس فلنچ‌دار و گیربکس‌های همراه با پایه و فلنچ تقسیم‌بندی می‌شوند؛ در ادامه بیشتر راجع به این دسته‌بندی‌ها صحبت می‌کنیم.

مزایای استفاده از گیربکس هلیکال

به بعضی از مزایای گیربکس هلیکال در قسمت قبلی اشاره کردیم؛ اما واقعیت این است که ساختار هلیکال مزایای زیادی در این نوع گیربکس‌ها ایجاد می‌کند؛ از نظر مکانیکی تولید سرعت و گشتاور بالا در کاربردهای صنعتی بسیار اهمیت دارد؛ باوجوداینکه سرعت چرخش محور در خروجی گیربکس هلیکال بسیار کمتر از محور ورودی آن است (که باعث کاهش اصطکاک و تلفات می‌شود)، اما گشتاور خروجی حاصل شده چندین برابر گشتاور ورودی قدرت دارد که باعث امکان استفاده از آن در گشتاور و سرعت‌های بالا می‌‌شود.

ساختمان هلیکال به نحوی است که فضای بسیار زیادی برای تعمیر و نگهداری قطعات آن مخصوصاً یاتاقان‌های لغزشی و چرخ‌دنده‌ها تعبیه شده است؛ در کنار انواع گیربکس هلیکال، از انواع چرخ‌دنده‌ها هم مانند چرخ‌دنده سینگل، چرخ‌دنده دوبل و یا چرخ‌دنده شاه‌ماهی در گیربکس‌های هلیکال استفاده می‌شود که باعث تنوع کاربری آن در صنایع مختلف شده است. از دیگر مزایای گیربکس هلیکال، می‌توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

• به دلیل استفاده از فولاد و چدن، گیربکس هلیکال از استحکام و مقاومت فوق‌العاده‌ای برخوردار است.
• هلیکال امکان استفاده از چرخ‌دنده‌ها در نسبت دورهای مختلف دارد.
• نگهداری راحت و عمر طولانی هلیکال، کاربردهای صنعتی آن را بسیار بیشتر کرده است.

معرفی ویژگی های گیربکس هلیکال

اشاره کردیم که گیربکس هلیکال از یک یا چندین چرخ‌دنده به‌صورت چرخشی تشکیل شده است؛ از برجسته‌ترین ویژگی‌های گیربکس هلیکال، کار آن با تولید کمترین صدا است. همچنین برای کارکرد بهتر در بخش خروجی، یک عملکرد ترمزی برای هلیکال در نظر گرفته شده است که استفاده از آن در نسبت دورهای مختلف را آسان‌تر می‌کند.

انتقال گشتاور و نیرو از گیربکس پرکاربرد هلیکال یا از طریق کوپلاژ مستقیم انجام می‌شود و یا به‌وسیله تجهیزاتی مانند چرخ زنجیر و کوپلینگ، از چرخ‌دنده‌ها به محور خروجی منتقل می‌شود. در گیربکس‌های نوع دوم، با وجود ساختمان ساده چرخ‌دنده‌ها، امتداد آنها نسبت به پروفیل اصلی به‌صورت مورب نسبت به امتداد شفت اصلی قرار می‌گیرد. نحوه عملکرد کلی گیربکس هلیکال برای افزایش سرعت و گشتاور در خروجی، کاهش دور چرخ‌دنده‌ها و تنظیم زاویه نسبت به شفت اصلی است.

تنوع کاربرد گیربکس هلیکال در صنعت

مزایای گیربکس هلیکال و ویژگی‌های جذاب آن، باعث شده تا از این نوع گیربکس در کاربردهای صنعتی مختلف استفاده شود، در ادامه به معرفی برخی از مهم‌ترین کاربردهای گیربکس هلیکال در صنعت می‌پردازیم:

• صنعت پتروشیمی، نفت و گاز
• صنعت مس و فولاد
• صنایع خودرو و ماشین‌سازی
• صنعت تغذیه و صنایع غذایی
• صنعت دریایی
• صنعت پزشکی و داروسازی
• صنعت بسته‌‌بندی
• صنعت کشاورزی و پرورش گل‌وگیاه
• کوره‌های القایی و وینچ‌ها
• آسانسور و بالابر
• صنعت حمل‌ونقل
• جرثقیل‌های بزرگ

توسعه تکنولوژی و ارائه روش‌های جدید برای طراحی و تولید گیربکس‌های هلیکال، باعث شده است تا کاربرد این گیربکس در صنایع مختلف گسترش یابد.

انواع گیربکس‌ های هلیکال در صنعت

گیربکس هلیکال یا گیربکس شفت مستقیم به ۳ دسته‌بندی کلی تقسیم‌بندی می‌شود که در ادامه به معرفی و کاربرد آنها می‌پردازیم:

گیربکس پایه‌ دار

علت نامگذاری این نوع از گیربکس‌ها، این است که از طریق پایه به الکتروموتور نصب می‌شوند؛ توان خروجی این نوع از گیربکس هلیکال، عددی بین ۱۳ تا ۴۵ کیلووات است؛ قطر شفت خروجی بین ۲۲ تا ۱۰۰ میلی‌متر است که سرعتی بین ۱۶ تا ۴۰ دور در دقیقه دارند.

گیربکس فلنج‌ دار

گیربکس‌های فلنج‌دار قابلیت نصب به صورت افقی و عمودی را نسبت به شفت اصلی دارند و مشخصات آن‌ها مثل سرعت ظاهری، توان خروجی و اندازه قطر شفت خروجی دقیقا مثل گیربکس هلیکال پایه‌دار است.

گیربکس پایه و فلنج‌ دار (دو سر شفت)

زمانی که نیاز است نیروی محرک گیربکس به ورودی آن انتقال داده شود، از گیربکس دو سر شفت استفاده می‌شود؛ هیدروموتورهایی که در صنایع کشاورزی استفاده می‌شوند، بیشترین نیاز را به این نوع گیربکس دارند.

یک نوع دیگر این گیربکس‌های هلیکال به ام گیربکس شفت مستقیم مرکب هم وجود دارند که از دو شفت بزرگ و کوچک در آنها استفاده شده است؛ هنگام شروع به کار موتور، شفت کوچکتر گیربکس هلیکال مرکب وارد عمل می‌شود و برای تغییر سرعت و گشتاور هم شفت بزرگ‌تر دخالت می‌کند؛ از این نوع گیربکس بیشتر برای سرعت‌های کمتر از ۱۶ دور در دقیقه استفاده می‌شود.

تابه‌حال از کدام سه نوع گیربکس استفاده کرده‌اید، اگر تجربه‌ای در این زمینه دارید با ما به اشتراک بگذارید.

نحوه نگهداری و تعمیر گیربکس هلیکال

برای عملکرد بهتر گیربکس‌های هلیکال، نیاز است تا در بازه‌های زمانی مختلف نسب به بازدید و تعمیر آن‌ها اقدام شود؛ اقداماتی مانند روان‌کاری و تعویض روغن باید بر اساس دستورالعمل‌های کاتالوگ گیربکس هلیکال و به صورت منظم انجام شود. روان‌کاری باعث عمر بیشتر چرخ‌دنده‌های گیربکس، جلوگیری از خوردگی و فرسایش و افزایش بازدهی می‌شود.

همچنین روغن‌کاری در بازه‌های زمانی مختلف، عملکرد گیربکس را به صورت نرم با صدای کمتر ممکن می‌کند؛ اگر از گیربکس نوع هلیکال در صنایع بزرگ و حساس استفاده می‌کنید، حتما باید از دانش متخصصین مکانیک در این حوزه برای تعمیر و بازدید از آن‌ها بهره ببرید. با توجه به نوع کاربری خودتان در صنایع مختلف، می‌توانید نسبت به خرید بهترین گیربکس‌های هلیکال اقدام کنید.