گیربکس صنعتی ابزاری است که برای انتقال و جهت تنظیم قدرت موردنیاز دستگاههای صنعتی از طریق کاهش یا افزایش نیروی گشتاور موتور استفاده میشود. به عبارتی این گیربکس بخشی از سیستم انتقال انرژی است که در تمامی صنایع کاربرد دارد. گیربکسها به دلیل عملکرد و تأثیری که در سیستم انتقال نیرو ایجاد میکنند، از اهمیت بسیار بالایی برخوردارند. انواعی از گیربکس صنعتی در بازارهای جهانی وجود دارند که باوجود وظایف نسبتاً مشابهی که دارند، عملکرد متفاوتی را میتوانند ارائه دهند. درواقع این ویژگیهای ذاتی انواع گیربکس است که عملکرد و درنتیجه، کاربرد آن را متمایز میسازد. با ما همراه باشید تا با انواع گیربکس صنعتی و کاربردشان در صنایع آشنا شوید.
فهرست مطالب
انواع گیربکس صنعتی و کاربردشان در صنایع
همانطور که گفتیم تنظیم قدرت از طریق کاهش یا افزایش گشتاور صورت میگیرد. با افزایش سرعت، گشتاور کاهش مییابد و با کاهش سرعت نیز، گشتاور زیاد میشود. به همین دلیل میتوان برای تغییر جهت دوران نیز از گیربکس صنعتی استفاده کرد. انواع گیربکس صنعتی برای مصارف متعددی از جمله در صنایع دفاعی، غذایی، شیمیایی، مس، فولاد، سیمان، نفت، گاز، پتروشیمی، کاشی و سرامیک و… مورداستفاده قرار میگیرند. همچنین از گیربکسهای صنعتی در آسانسورها، جرثقیل، قرقرهها و اهرمها نیز استفاده میشود.
مهمترین تقسیمبندی گیربکسهای صنعتی عبارت است از:
گیربکس های صنعتی بر اساس عملکرد
- گیربکس افزاینده
- گیربکس کاهنده
گیربکس های صنعتی بر اساس نوع چرخ دنده
- گیربکس خورشیدی یا سیارهای
- گیربکس هلیکال
- گیربکس بول هلیکال
- گیربکس حلزونی
- گیربکس ایندکس یا ایستگاهی
- گیربکس کرانویل پینیون
گیربکس های صنعتی براساس نسبت تبدیل
- گیربکس دو محور
- گیربکس سه محور
- گیربکس چهار محور
گیربکس صنعتی کاهنده
گیربکسهای صنعتی کاهنده بین موتور و متحرک قرار میگیرند و با کاهش دور الکتروموتور، گشتاور و دور خروجی موردنیاز را تأمین میکنند. در خروجی این نوع از گیربکسهای صنعتی سرعت کم و قدرت بالا را مشاهده میکنیم.
گیربکس افزاینده
گیربکسهای صنعتی افزاینده همانند گیربکسهای کاهنده بین موتور و متحرک قرار میگیرد؛ اما در این نوع از گیربکسها با افزایش دور الکتروموتور، گشتاور و دور خروجی موردنیاز تأمین میشود که عموماً قدرت کمتر و سرعت بیشتری را در پی خواهد داشت. در برخی از صنایع بخصوص صنایع نیروگاهی، صنایع پالایشگاهی و صنایع پتروشیمی نیاز به گیربکس صنعتی با دور بالا است که در این موارد از این نوع گیربکسهای صنعتی استفاده میشود.
انواع گیربکس صنعتی کاهنده شامل موارد زیر است:
گیربکس خورشیدی
گیربکس خورشیدی، یک دنده خورشیدی، دو یا چند دنده هرزگرد و یک دنده رینگی دارد. دنده خورشیدی در مرکز این گیربکس واقع شده و دنده رینگی نیز بهگونهای قرار گرفته که از یک طرف با دنده خورشیدی و از طرف دیگر با دنده رینگی به طور دائم درگیر است و حول محورش میچرخد. محورهای هر کدام از این دندههای خورشیدی و رینگی میتوانند بهعنوان محور ورودی یا خروجی در گیربکس به کار روند. گیربکسهای خورشیدی بهطورکلی بسته به میزان کاهش دور، از طبقات مختلف تشکیل میشوند. در هر طبقه نسبتهای دور به طور معین و بهصورت مستقل کم میشود.
اجزای گیربکس خورشیدی شامل موارد زیر است:
- دنده گیربکس سیارهای
- پینیون
- استیج گیربکس شامل کریر پینیون رینگی است.
- کریر خورشیدی Carrier
- دنده رینگی
- پوسته گیربکس
کاربرد گیربکس خورشیدی در صنعت
گیربکس خورشیدی در صنایع متعددی کاربرد دارد که میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- صنایع غذایی و کشاورزی
- صنایع مکانیک و توربین بادی
- صنایع شیمیایی و صنایع پلاستیک
- صنایع معدن و صنایع سیمان
- صنایع بستهبندی
- صنایع فولاد و مس
- صنایع آب و فاضلاب
- حملونقل و باربری
- صنایع شیشه و سرامیک و صنایع چوب
- صنایع کاغذ
- صنایع نفت و گاز و پتروشیمی
- رولینگ و نوار نقاله
- کانوایر و بچینگ
گیربکس هلیکال (شافت مستقیم)
گیربکسهای هلیکال دارای دندانههای زاویهدار یا بدون زاویه هستند و متناسب با آن میتوانند انتقال نیرو در جهتهای مختلف داشته باشند. این گیربکسها نسبت به گیربکسهای معمولی نویز کمتری دارند و همچنین به دلیل سطح تماس بالاتر دندانههایشان، ارتعاشات کمتری تولید میکنند و بازدهی بالایی دارند.
موتور گیربکس شفت مستقیم متناسب با توانایی گیربکس برای انتقال نیرو نصب میشود. همانطور که از اسم گیربکس مارپیچ پیداست، دندانههای این مدل از گیربکسها حالت ساده ندارند. بزرگترین مزیت استفاده از گیربکس شفت مستقیم نسبت به گیربکسهای معمولی این است که این مدل از گیربکسها نیروی محوری تولید نمیکنند. نیروی محوری بر اثر حرکت لغزشی دندانهها روی یکدیگر به وجود میآید. همچنین نیروی عرضی بر روی شفت ورودی گیربکس وارد شده که متناسب با اجزای داخلی گیربکس به سمت شفت خروجی هدایت میشود. این نیروها میتواند میزان گشتاور خروجی از گیربکس را به شکل قابلتوجهی محدود کند تا اجزای گیربکس دچار خرابی و استهلاک نشوند.
اجزای گیربکس هلیکال (شافت مستقیم)
- الکتروموتور
- دری واسطه
- پوسته گیربکس
- دنده سرشافتی
- دنده هلیکال
- پیچ تغذیه واسکازین
- شافت خروجی
- پیچ تخلیه واسکازین
- دنده مارپیچ
- شافت دنده
کاربرد گیربکس های هلیکال یا شافت مستقیم
یکی از پرکاربردترین گیربکسها در صنایع مختلف، گیربكس هلیكال است. گیربكس هلیكال فلنج دار برای موارد عمود نصب مانند میكسرها و نوع پایهدار بیشتر در خطوط انتقال مواد استفاده میشود.
گیربکس حلزونی
گیربکس حلزونی یکی از قدیمیترین انواع گیربکس است که از یک ماردون با رزوه مارپیچی که با یک چرخدنده درگیر تشکیل شده است. چرخدنده گیربکس حلزونی در مقایسه با گیربکس معمولی دارای دندانههای کمی زاویهدار و خمیده است. این گیربکس حرکت چرخشی ورودی را 90 درجه تغییر جهت میدهد. شافت مارپیچ از جنس فولاد و دنده از جنس برنج است. گیربکسهای حلزونی در سایزهای بزرگ و کوچک طراحی و ساخته میشوند و میتوان از این مدل گیربکسها در فضاهای کوچک نیز استفاده کرد.
اجزای گیربکس حلزونی
- چرخدندهها
- پوسته گیربکس
- بلبرینگ
- کاسهنمد
کاربرد گیربکس حلزونی
گیربکسهای حلزونی به دلیل کاربردشان در ابعاد مختلف ارائه میشوند. به دلیل مزایای زیاد این گیربکسها در صنعت شاهد استفاده گسترده از آنها هستیم. باتوجهبه نحوه قرارگیری خاص دندهها و زاویه بین آنها (معمولاً در نسبتهای بالاتر از 40/1)، گیربکس حلزونی برگشتپذیری خیلی کمی دارد که این یکی از مزیتهای گیربکس حلزونی بوده و بهعنوان گیربکس بالابر، آسانسور و… بسیار کاربرد دارد.
یکی از ویژگیهای منحصربهفرد گیربکسهای حلزونی امکان استفاده از آنها برای دستگاههایی است که جابهجا میشوند. باتوجهبه ابعاد کوچک و نصب آسان این گیربکسها امکان جابهجایی و انتقال آنها بهسادگی انجام میشود.
گیربکس ایندکس یا ایستگاهی
ایندکس به معنای حرکت به سمت موقعیت جدید، سریع و آسان ولی دقیق است. هنگام موقعیت گذاری، چند صد میلیمتر یا حتی چند هزارم میلیمتر دقت دارد. معمولاً زمانی که ایندکس به کار میرود، مختص به چرخش اشاره داد. طراحی ساماندهی این گیربکسها از نظر زمانی بسیار بالا و دقیق است که در هر زاویهای که سخت شود در همان زاویۀ ایستگاهی توقف میکند، خلاص شده و حرکت میکند.
کاربرد گیربکس ایندکس (ایستگاهی)
انواع گیربکس صنعتی ایستگاهی که بهعنوان ایندکسهای ثابت کار میکنند، برای مشارکت بقیۀ ایستگاهها از پروفیل حرکتی استفاده میکنند که مستقیماً متوقف میشوند. طرحهای انعطافپذیرتر گیربکس ایستگاهی از تنظیم سرو موتور یا موتور DC با یک اینکودر استفاده میکنند. گیربکسهایی که از VFD استفاده میکنند، میتوانند حرکتدادن cam به موتور در سرعت کنونی و توقف کنونی و سپس توقف، تکرار کنند. این مسئله امکان dial park را برای یک ثانیه تا چند ساعت فراهم میکند.
مجموعهٔ گیربکس ایستگاهی، یک حرکت سادهٔ ورودی را به حرکت خروجی نوسان دار و پلهای تبدیل میکند که برای هر کاربردی بهینه میشود. بدنهها از چدن، آهن و آلومینیوم ساخته میشوند.
گیربکس کرانویل پینیون
یکی از پرکاربردترین گیربکسها در صنعت و سیستمهای انتقال قدرت، گیربکس کرانویل پینیون است. این گیربکسها برای انتقال قدرت یا تقسیم قدرت یک نیروی محرکه دوار از طریق زاویه از پیش مشخص شده در صنایع کاربرد گستردهای دارد. نام این گیربکس از نام چرخدندههایی که در آن بهکاررفته، گرفته شده است. در گیربکس کرانویل دو چرخدنده به نامهای کرانویل و پینیون استفاده شدهاند. هر دوی این چرخدندهها به شکل مخروطی هستند که از دندانههای ساده یا مخروطی تشکیل شدهاند. نحوه قرارگیری چرخدنده کرانویل، چرخدنده پینیون و درگیری دندانههای آنها با یکدیگر بهگونهای است که محور این دو چرخدنده با یکدیگر معمولاً زاویه ۹۰ درجه میسازد. در برخی از طراحیها برای موارد خاص که مصرفکننده نیاز دارند این زاویه میتواند کمتر یا بیشتر از 90 درجه باشد. گیربکس کرانویل پینیون یا گیربکس شفت بغل ساختاری شبیه به گیربکس شفت مستقیم دارد با این تفاوت که محور خروجی زاویه 90 درجه با محور ورودی دارد.
نسبت تبدیل گیربکس کرانویل پینیون پایین است و عمدتاً بهصورت تکمرحلهای ساخته میشود. نسبت انتقال این نوع از گیربکس بین 1:1 تا 1:5 است.
اجزای تشکیل دهنده گیربکس کرانویل پینیون
- چرخدنده (Gear): اصلیترین اجزای گیربکس کرانویل، چرخدنده است که به شکلهای ساده وجود دارد.
- محور ورودی و خروجی (Shaft): شافت، میلهای فولادی بوده که چرخدندهها روی آن نصب میشوند و در دو نوع Hollow یا توپر (Solid) طراحی میشود.
- پوسته (Shell): محفظهای است که جنس آن معمولاً از چدن ریختهگری استفاده میشود. پوسته چرخدندهها و سایر قطعات گیربکس را در خود جا میدهد و از آنها محافظت میکند.
- کاسهنمد (Seal): این قسمت برای نشت روغن داخل پوسته به بیرون و همچنین ورود عوامل محیطی مثل گردوغبار به داخل پوسته استفاده میشود.
- یاتاقان (Bearing): برای خنثیکردن بار شعاعی و محوری که به شفت وارد میشود، مورداستفاده قرار میگیرد.
- درپوش کنترل روغن و بازبینی: این دریچه برای کنترل و بازبینی شرایط روغن و قطعات داخل پوسته گیربکس استفاده میشود.
کاربرد گیربکس کرانویل پینیون
این گیربکسها کاربردهای متنوعی دارند و بهخصوص در شرایطی که نیاز به چرخاندن محور دوران به یکگوشه (90 درجه) باشد یا در مواقعی که چندین دستگاه توسط موتور تحریک شود، مناسب است که این نوع کاربرد غالباً در خطوط اتوماسیون و خطوط تولید کارخانهها یافت میشود. برخی از نمونههای کاربرد گیربکس کرانویل پینیون در ادامه گفتهایم:
- صنعت مس و فولاد
- صنایع سیمان
- صنایع کاشی و سرامیک
- صنایع بستهبندی
- صنایع تولید روی و سرب
- صنایع غذایی
- دستگاههای خطوط شستشو
- صنعت داروسازی
- حوضچههای تهنشینی در صنایع آب و فاضلاب
- صنایع نفت و گاز و پتروشیمی
- صنایع دریایی
- نورد، رولینگ، نوار نقاله، سنگشکن معادن
- کانوایرهای صنعتی
- رستورانهای گردان، شهربازیها و…
گیربکس دور متغیر
دستهای از گیربکسهای صنعتی هستند که قابلیت تغییر دور در آنها از کم به زیاد است. به این دسته از گیربکسها، گیربکس دور متغیر گفته میشود. گاهی در استفاده از گیربکس اتفاق میفتد که به یک دور متغیر نیاز داریم مثلاً rpm 100 که از یک موتور گیربکس معمولی استفاده میکنیم. درحالیکه در خیلی از مواقع ما نیاز داریم که یک دور نسبی داشته باشیم مثلاً (20-100 rpm) گیربکس ما بچرخد در این جور مواقع پیشنهاد میشود که از گیربکس دور متغیر استفاده شود.
کاربرد گیربکس دور متغیر در صنعت
- دستگاههای بازیافت
- صنایع تولید قطعات پلاستیکی
- رنگ رزیهای نخ و پارچه
- ماشینهای نخریسی
- انواع نوار نقالهها و نوارهای خطی حملکننده مواد و ماشینهای بستهبندی اتوماتیک
- کارخانهها تولید نوشابه
- ماشینهای سیمپیچی اتوماتیک
- دستگاههای سنگبری
برای مثال در صنایعی چون دوکهای نساجی با افزایش قطر دوک نیاز است سرعت دوران نیز تغییر کند تا از بروز اشکال در جمعکردن نخها جلوگیری شود که این امر بهصورت مکانیکی یا بهصورت الکترونیکی انجام میشود.
گیربکس آویز
گیربکسهای آویز از جمله گیربکسهای سایز متوسط هستند که دامنه گشتاور آن حدود 80 تا 18000 نیوتن متر است. این گیربکسها به دلیل قابلیت چند محور بودن میتوانند نسبتهای تبدیل بالایی ایجاد کنند که بهموازات این مسئله قابلیت ایجاد گشتاورهای بالایی را نیز دارند و در مواردی که نیاز به گشتاورهای بالا و کارکرد بهصورت دائم باشد، مانند دستگاههای میکسر یا سیستمهای محرک خطی در جرثقیلهای سقفی چندکاره انتخاب بسیار عالی بهحساب میآید. گیربکسهای آویز مانند گیربکسهای هلیکال چرخدندههایی با امتداد پروفیل مورب نسبت به امتداد شافت دارند و تنها تفاوت دو گیربکس در این است که ساختارشان چندمحوری بهصورت موازی هستند. همچنین این نوع جعبهدندهها به دلیل حجم بالایی از روغن بهصورت دائمی دارای ظرفیت حرارتی بالایی نسبت به سایر جعبهدندههای هلیکال هستند که این امر باعث میشود که عمر کارکرد گیربکس بالا برود و دندهها نیز زودتر تخریب نشود.
کاربردهای گیربکس آویز
به طور معمول از گیربکسهای آویز در وینچ سقفی، راهبر جرثقیل سقفی، بالابرهای سقفی و مخازن، کانوایرها و… استفاده میشود. این گیربکسها به دلیل داشتن موازی بودن شفت ورودی و خروجی و همچنین ابعاد فیزیکی مناسب و کمحجم یکی از اصلیترین گیربکسهای مورداستفاده بهعنوان گیربکس راهبر جرثقیل سقفی است. دلیل دیگر استفاده از این نوع گیربکس در راهبر جرثقیلها، هلیکال بودن دندهها است؛ چون که برای راهبرها باید از یک جفت گیربکس استفاده کرد که سرعتشان دقیقاً یکی بوده و لقی آنها تاحدامکان پایین یا میزان لقی کاملاً یکسانی داشته باشند. از این گیربکس در بسیاری از کارخانهها استفاده میشود.
نحوه عملکرد گیربکس های صنعتی
گیربکس صنعتی بخش بسیار مهمی از سیستم انتقال انرژی است که در میان تولیدکننده و مصرفکننده توان نصب میشود. گیربکسهای صنعتی علاوه بر اینکه انرژی مکانیکی را از الکتروموتور به دستگاه مصرفکننده توان انتقال میدهند، میتوانند تغییراتی نیز در سرعت دوران و گشتاور ایجاد کنند. درواقع بسته به محل نصب و کاربرد گیربکس، انتظارات از این ماشین متفاوت خواهد بود. بسیاری از موتورهای الکتریکی سرعت دوران بالایی تولید میکنند؛ درحالیکه مصرفکننده توان به گشتاور بیشتری نیاز دارد. گیربکس در اینجا باتوجهبه نیاز مصرفکننده، سرعت دوران را کاهش داده و گشتاور موردنیاز دستگاه را تولید میکند. این نوع گیربکس را گیربکس صنعتی کاهنده مینامند.
مشکلات و ایرادهای رایجی که در گیربکسهای صنعتی وجود دارد، بهصورت زیر است:
- صدای غیرعادی در گیربکسها میتواند به دلیل مقدار کمروغن، وجود جرم خارجی، خرابی خار یا جای خار، تراز نبودن محل نصب و… باشد.
- لرزش غیرعادی در گیربکس میتواند به دلیل شل بودن محل نصب گیربکس، وجود جرم خارجی، شل بودن اتصالات و کوپلینگ، آسیبدیدگی بیرینگ و توان کم الکتروموتور باشد.
- دمای بالای گیربکس در صورت کمبودن مقدار یا غلظت روغن گیربکس و توان بالای الکتروموتور اتفاق میافتد.
- نشت روغن در گیربکس نیز ناشی از میزان زیاد روغن، شل بودن یا خرابی درپوش و همچنین خرابی آببندها است.
اجزای اصلی گیربکس صنعتی
انواع گیربکس صنعتی از چند اجزای اصلی به وجود آمده است. شکل، نوع، جنس یا تعداد این اجزاء در گیربکسهای مختلف، متفاوت است. بهطورکلی، اجزای تشکیلدهنده گیربکس عبارت است از:
چرخدنده
چرخدندهها که با چرخش خود بهدور محور موجب انتقال توان ورودی میشوند، ممکن است فولادی، برنزی یا… باشند. نوع چرخدندهها نیز باتوجهبه نوع گیربکس متغیر خواهد بود مهمترین انواع چرخدنده شامل موارد زیر است:
- چرخدنده ساده Spur
- چرخدنده مارپیچ Helical
- چرخدنده مخروطی Bevel
- چرخدنده حلزونی Worm
- چرخدنده خورشیدی Internal یا Planetary
پوسته گیربکس
محفظه که اجزای مختلف گیربکس در آن قرار میگیرد، پوسته گیربکس نامیده میشود. به طور معمول داخل پوسته، روغن برای حرکت چرخدندهها ریخته میشود. این پوسته در جنسهای مختلفی مانند آلومینیوم، چدن، چدن داکتیل، چدن ریختهگری و… ساخته میشود.
شافت ها
شافتها در گیربکسهایی به کار میروند که اتصال آنها به الکتروموتور و مصرفکننده توان بهصورت مستقیم و بدون نیازی بهواسطه باشد. جنس شافتها فولادی و مقاوم در برابر زنگزدگی و خوردگی است.
بلبرینگ و یاتاقان
بلبرینگ یکی دیگر از اجزای تشکیلدهنده گیربکس است که در صورت وجود شافت، برای تحمل انواع بارمحوری و شعاعی آن به کار میرود. برای انواع گیربکس، بلبرینگ خاصی استفاده میشود. مثلاً برای گیربکسهای سنگینکار بلبرینگهای باکیفیتتر استفاده میشود.
کاسه نمد
کاسهنمد که با نام نشتبند نیز شناخته میشود، از ورود گردوغبار، آب و… به داخل ماشین و صدمه دیدن بیرینگها جلوگیری میکند
پیچ روغن
پیچهای روغنی روی گیربکسها وجود دارند که برای تخلیه یا کنترل سطح روغن مورداستفاده قرار میگیرند. همچنین پیچ تخلیه هوای داغ داخل گیربکس روی پوسته اکثر گیربکسهای صنعتی جاگذاری شده است.
مهمترین مشخصه های خرید گیربکس صنعتی
بهتر است برای خرید گیربکس صنعتی مهمترین مشخصهها را بهخوبی بشناسید تا بتوانید در هنگام خرید از آنها استفاده کنید.
- نسبت تبدیل گیربکس صنعتی: نسبت تبدیل از طریق حاصل تقسیم دور خروجی به دور ورودی گیربکس به دست میآید. بهعبارتدیگر اگر نسبت تبدیل گیربکس N باشد، بهازای هر N دوری که محرک در یک دقیقه بزند، خروجی گیربکس یک دور در دقیقه میچرخد. برای گیربکسهای مختلف، دامنه نسبت تبدیل متفاوت است. بهعنوانمثال، برای گیربکس حلزونی نسبت تبدیل 1:7 تا 1:100 تولید میشود. نکته قابلتوجه این است که برخی گیربکسها با چند مرحله کاهش دور، گشتاور بالاتری تولید میکنند و نسبت تبدیل کل گیربکس معادل حاصلضرب نسبت تبدیل هر گیربکس در هم است.
- شافت ورودی و شافت خروجی: ورودی گیربکس میتواند از نوع سالید شافت، هالو شافت، فلنج دار و… باشد. خروجی گیربکس نیز میتواند بهصورت سالید شافت، هالو شافت مادگی، شافت نری و فلنج دار و… تولید شود. برای خرید گیربکسهای صنعتی باید نوع ورودی و خروجی آن کاملاً مشخص باشد. باید توجه داشت که به گیربکسی که قسمت خروجی آن بهصورت سالید شافت ساده (بدون فلنج) باشد اصطلاحاً گیربکس پایهدار نیز گفته میشود.
بازرگانی نیلویی نمایندگی و تأمینکننده گیربکسهای برند DEG و گیربکسهای برند کامدکس است. برای مشاوره و راهنماییهای لازم در هنگام خرید گیربکس صنعتی و ارائه قیمت بهروز آنها با کارشناسان متخصص ما در ارتباط باشید.
4 پاسخ
نوع حرکت گیربکس های ایندکس انعطاف پذیره ؟ یا مثل گیربکس های دیگه محدودیت حرکتی داره؟
بله نوع حرکت های گیربکس ایندکس کاملا انعطاف پذیره . فقط تنها محدودیت این نوع گیربکس ها مکانیزم فیزیکی اونه که باعث ایجاد یه سری محدودیت جزئی میشه
کارآمدترین و بهترین گیربکس کدام نوع گیربکس است؟!
سلام دوست عزیز. انتخاب بهترین نوع گیربکس بستگی به نیاز و نوع فعالیت شما دارد. برای دریافت مشاوره فنی رایگان با کارشناسان ما تماس بگیرید.