گیربکس‌های صنعتی دارای انواع مختلفی هستند که از آن‌ها در صنایع مختلف بهره می‌گیرند. درواقع اغلب صنایع بدون بهره‌گیری از گیربکس‌ها نمی‌توانند به کار خود ادامه دهند و موتور تولید آن‌ها از کار خواهد افتاد. دو مورد از پرکاربردترین گیربکس‌های صنعتی موجود در بازار، انواع هلیکال و حلزونی هستند که قصد داریم در این مقاله به مقایسه ویژگی‌ها و تفاوت آن‌ها بپردازیم.
فهرست مطالب
تفاوت کار گیربکس های حلزونی و هلیکال
کار گیربکس‌ها، انتقال توان از الکتروموتور به دستگاه مصرف‌کننده توان است؛ اما ماشین گیربکس در اصل برای ایجاد تغییراتی در انرژی مکانیکی و تأمین گشتاور مناسب با مصرف‌کننده توان بکار می‌رود. گیربکس‌هایی مانند انواع حلزونی و هلیکال با کاهش سرعت دوران، گشتاور بیشتری را در خروجی منتقل می‌کنند. به این تیپ گیربکس‌ها، گیربکس کاهنده می‌گویند. در مقابل، گیربکس‌های افزاینده را نیز داریم که با افزایش سرعت دوران، از میزان گشتاور انتقالی می‌کاهند.
ویژگی های گیربکس حلزونی
گیربکس حلزونی را می‌توانیم به‌عنوان پرفروش‌ترین، ارزان‌ترین و پرکاربردترین جعبه‌دنده صنعتی نیز معرفی کنیم. این گیربکس از محور و چرخ‌دنده‌ای برنزی یا آلومینیومی تشکیل شده است که با ایجاد سروصدای اندک، در ارتباط با یکدیگر قرار گرفته و ماشین گیربکس را به کار وامی‌دارند. این دنده‌ها از آلیاژی ساخته می‌شوند که بتواند در برابر سایش مقاومت بالایی نشان دهد.
در صورت قطع شدن توان ورودی از الکتروموتور، این چرخ‌دنده‌ها از حرکت می‌ایستند و قفل می‌شوند. به‌این‌ترتیب، در دستگاه‌هایی مانند آسانسور با ارائه این قابلیت که عدم بازگشت‌پذیری نامیده می‌شود، از خطر سقوط، ریسک‌های جانی و خسارت مالی جلوگیری می‌کند. اگرچه این قابلیت به دلیل فشاری که به چرخ‌دنده‌ها وارد می‌کند، موجب کاهش سطح تماس، تحمل فشار، عمر مفید و راندمان گیربکس می‌شود. گیربکس‌های حلزونی را می‌توان به‌صورت مستقیم به منبع و مصرف‌کننده توان متصل کرد. این امر موجب کاهش فضای موردنیاز برای اتصال گیربکس می‌شود.
ویژگی های گیربکس هلیکال
گیربکس هلیکال بعد از انواع خورشیدی، بالاترین راندمان را در میان انواع گیربکس صنعتی دارد. نام‌گذاری گیربکس هلیکال به دلیل نوع چرخ‌دنده‌ای است که در ساختار آن به کار رفته است. چرخ‌دنده‌های هلیکال یا مورب با برخورداری از ساختار منحصربه‌فرد خود، سطح تماس بیشتری ایجاد می‌کنند. این امر موجب افزایش تحمل فشار و درعین‌حال، کاهش سروصدای تولیدی می‌شود. جنس فولادی این چرخ‌دنده‌ها نیز از تحمل فشار بالای گیربکس حمایت می‌کند.
گیربکس هلیکال که با نام شافت مستقیم نیز آن را می‌شناسیم، یکی از پرراندمان‌ترین و پربازده‌ترین جعبه‌دنده‌های صنعتی است. زمانی که از بازده صحبت می‌کنیم، منظور ما کاهش افت حرارتی است. زمانی که گیربکس از سرعت دوران می‌کاهد، باید گشتاور را به همان نسبت افزایش دهد و موجب اتلاف انرژی نشود. با توجه به این نکته، گیربکس هلیکال را می‌توان یک گیربکس پربازده معرفی کرد. یکی دیگر از ویژگی‌های منحصربه فرد گیربکس شافت مستقیم، تغییر جهت ۹۰ درجه‌ای گشتاور ورودی در عین انتقال آن است.
مقایسه ساختار گیربکس حلزونی و هلیکال
گیربکس‌های حلزونی و هلیکال از چندین جهت با یکدیگر متفاوت هستند. این تفاوت می‌تواند از لحاظ عملکرد، کاربرد در صنایع، محل نصب و… باشد. پیش‌ازاین خواندید که کار گیربکس حلزونی چیست و هلیکال‌ها از چه ویژگی‌های منحصربه‌فردی برخوردارند. به‌این‌ترتیب، در ادامه مهم‌ترین تفاوت‌ها و شباهت‌های گیربکس هلیکال و حلزونی را موردبررسی قرار می‌دهیم.
- چرخ‌دنده‌ها: گیربکس‌های صنعتی را شاید بتوان مجموعه‌ای از محورها تعریف کرد که در ارتباط با یکدیگر قرارگرفته‌اند و مزایا و تغییراتی در سیستم انتقال انرژی ایجاد می‌کنند. بر این اساس، تفاوت اساسی و پایه‌ای میان گیربکس‌های حلزونی و هلیکال، چرخ‌دنده‌های متفاوت آن‌ها است.
گیربکس حلزونی از دو چرخ‌دنده برنزی یا آلومینیومی تشکیل شده است که از مقاومت، استحکام و پایداری مطلوبی برخوردارند. این در حالی است که چرخ‌دنده‌های گیربکس هلیکال از نوع مورب و از جنس فولاد آلیاژی هستند. ساختار مورب چرخ‌دنده‌ها علاوه بر اینکه موجب افزایش درگیری چرخ‌دنده‌ها با یکدیگر، تحمل فشار بیشتر و افزایش راندمان گیربکس می‌شود، صدای کمتری نیز ایجاد می‌کند. جنس فولادی چرخ‌دنده‌های هلیکال نیز تحمل فشار و تنش آن‌ها نسبت به انواع ساده و معمولی را کاهش می‌دهد. - راندمان: یکی از اصلی‌ترین و مهم‌ترین تفاوت گیربکس‌های حلزونی و هلیکال، راندمان آن‌ها است. همان‌طور که پیش‌تر بیان شد، گیربکس هلیکال با راندمان بالای ۹۰ درصد، به‌عنوان یکی از کاربردی‌ترین گیربکس‌های صنعتی شناخته می‌شود. اگرچه راندمان این گیربکس از انواع خورشیدی با راندمان نزدیک به ۹۸ درصد، کمتر است؛ اما در مقایسه با گیربکس حلزونی همچنان حرف بیشتری برای گفتن دارد.
- عدم برگشت‌پذیری: یکی از ویژگی‌های منحصربه فرد گیربکس‌های حلزونی، عدم برگشت‌پذیری آن‌ها است. به این معنا که اگر انرژی مکانیکی از طرف منبع قطع شود، امکان برگشتن چرخ‌دنده‌ها وجود ندارد. چنین قابلیتی بیشتر در بالابرها و آسانسورها که امکان سقوط در یا برگشت آن‌ها در صورت قطعی موتور وجود دارد، بسیار حائز اهمیت است. گیربکس‌های هلیکال از این قابلیت بی‌بهره هستند. به همین دلیل، در برخی مدل‌های آن از ترمز برای ایجاد قابلیت عدم برگشت‌پذیری و ارتقاء سطح امنیت بهره می‌گیرند.
- نسبت تبدیل: یکی دیگر از پارامترهای مهم در هنگام انتخاب گیربکس، نسبت تبدیل آن‌ها است. نسبت تبدیل گیربکس درواقع مؤلفه‌ای است که بعد از توان موتور از اهمیت بالایی برخوردار است؛ زیرا میزان گشتاور خروجی را مشخص می‌کند. درواقع می‌توان ادعا کرد که یافتن گیربکس‌هایی با نسبت تبدیل بسیار بالا در حد انواع هلیکال بسیار دشوار است. این گیربکس‌ها می‌توانند گشتاور خروجی بالایی ارائه دهند؛ به‌گونه‌ای که گیربکس‌های حلزونی قادر به رقابت با آن‌ها نباشند.
- نحوه اتصال به ورودی و خروجی: گیربکس‌های هلیکال و حلزونی هردو امکان اتصال مستقیم به الکتروموتور و دستگاه مصرف‌کننده توان را ایجاد می‌کنند. این اتصال با استفاده از شافت، هالو شافت و فلنج میسر می‌شود. بنابراین، به فضای کمتری برای نصب جعبه‌دنده نیاز است و امکان استفاده از آن در دستگاه‌هایی مانند میکسرهای کوچک، نوار نقاله‌ها و امثال آن‌ها وجود دارد.
صنایعی که از گیربکس‌های صنعتی بهره می‌گیرند، بسیار زیاد هستند. تفاوت گیربکس هلیکال و حلزونی در کاربرد آن‌ها در صنایع نیز مؤثر است؛ اما درعین‌حال ممکن است از هردو آن‌ها در یک صنعت واحد استفاده شود. معمولاً از این گیربکس‌ها در صنایعی مانند صنعت کاشی و سرامیک، بالابرها، کانوایرهای کوچک، صنایع غذایی، صنعت بسته‌بندی و… بهره می‌گیرند. این جعبه‌دنده‌ها بسته به اینکه وارداتی هستند یا تولید داخلی و یا اینکه از چه کشوری (آلمان، ایتالیا، ترکیه، ژاپن یا چین) از کیفیت متفاوتی برخوردارند. بنابراین، در هنگام انتخاب گیربکس موردنظر خود، به برند و کشور تولیدکننده نیز توجه داشته باشید.
