هدف استفاده از گیربکس صنعتی، تغییر در میزان گشتاور و دور دریافتی از موتور است. گیربکس از 2 قسمت اصلی شافت (محور) و چرخ دنده تشکیل شده است که با اتصال و درگیری این 2 بخش، گیربکس کار می کند و نسبت تبدیل، گشتاور و دور خروجی به دست می آید.
در هر کدام از انواع گیربکس، نحوه قرارگیری شافت و چرخ دنده ها متفاوت است و همین مورد باعث طراحی و تولید مدل های مختلف گیربکس، برای کارهای مختلف شده است.
اگر می خواهید که در مورد طراحی، اجزا و عملکرد گیربکس های صنعتی اطلاعات بیشتر و تخصصی تری داشته باشید، مقاله گیربکس صنعتی چیست را مطالعه نمایید.
در این مقاله گیربکس های صنعتی را بر اساس ویژگی های مختلفی تقسیم بندی و بررسی می کنیم.
تقسیم بندی بر اساس نوع چرخ دنده:
- گیربکس حلزونی
- گیربکس هلیکال
- گیربکس خورشیدی
- گیربکس کرانویل پینیون
- گیربکس مخروطی
تقسیم بندی بر اساس محور:
- شافت مستقیم
- شافت موازی
- شافت بغل
تقسیم بندی بر اساس مکانیزم:
- گیربکس کاهنده
- گیربکس افزاینده
بررسی انواع گیربکس های صنعتی بر اساس نوع چرخ دنده
در ابتدا گیربکس ها را بر اساس نوع چرخ دنده بررسی می کنیم.
گیربکس حلزونی
به دلیل شکل ظاهری، نوع قرارگیری و حرکت چرخ دنده ها نسبت به یکدیگر، گیربکس حلزونی گفته می شود. گیربکس حلزونی از حداقل 2 چرخ دنده ساخته شده است؛ چرخ دنده اول که استوانه ای شکل است همان شافت مارپیچ است که به آن ماردون هم می گویند و دیگری یک چرخ دنده دایره ای است که به آن چرخ دنده برنجی می گویند.
نیروی ورودی به ماردون که عضو محرک است، وارد می شود سپس باعث چرخش چرخ دنده دایره ای شکل یا متحرک می شود.
معمولا جنس چرخ دنده ماردون، استوانه ای از فولاد است که در برابر بار، فشار و ضربات سنگین ورودی، مقاومت بیشتری داشته باشد و جنس چرخ دنده دایره ای از برنج است برای این که به صورت نرم و آرام کار کند.
این مدل به کم مصرف بودن و سرعت کم معروف است، به طوری که می تواند نسبت تبدیل 1 به 100 را در فضایی کوچک رائه دهد. برای همین در شرایطی استفاده می شود که کاهش سرعت چشمگیر و افزایش گشتاور بالایی بخواهیم.
مزیتی که این گیربکس دارد این است ماردون می تواند چرخ دنده برنجی را بچرخاند اما برعکس آن ممکن نیست. این ساختار برای مواقعی که نیاز است چرخ دنده ها قفل شوند یا گیربکس نباید در جهت برعکس چرخش انجام دهد، مناسب است. به این ویژگی، خاصیت خود قفل شونده می گویند.
انواع گیربکس حلزونی
در ادامه با انواع گیربکس حلزونی آشنا می شویم:
- گیربکس کتابی یا گیربکس مکعبی: سری NRV و NMRV
- گیربکس حلزونی دایره ای: سری VF و MVF
- گیربکس حلزونی پایه فلنج: سری VF FC و MVF FC
بیشتر بدانید ⇐ بررسی جامع گیربکس حلزونی
گیربکس NRV و NMRV
در مواردی که به دور خروجی کم و گشتاور بالا نیاز است، استفاده می شوند. به دلیل شکل ظاهری، به آن ها گیربکس کتابی یا گیربکس مکعبی هم می گویند. تفاوت NRV و NMRV در نوع ورودی آن ها است. NRV ورودی شافت است و NMRV ورودی فلنج و هالو شافت است.
گیربکس کتابی یا مکعبی به شکل پایه دار تولید می شود.
گیربکس VF و MVF
این مدل ها از لحاظ ساختاری، مشابه دسته قبلی هستند و تفاوت آن ها در شکل ظاهری است که گیربکس حلزونی دایره ای هم گفته می شوند. تفاوت VF و MVF مانند دسته قبلی در نوع ورودی و خروجی آن ها است. مدل VF ورودی با شافت است و مدل MVF ورودی با فلنج یا هالو شافت است.
گیربکس VF و MVF، با پایه طراحی می شوند.
گیربکس VF FC و MVF FC
کلمه FC که در کنار اسم دو مدل VF و MVF قرار دارد، در واقع نشان دهنده تفاوت ظاهری دراین 2 مدل گیربکس است. در گیربکس های VF FC و MVF FC از فلنج برای پایه گیربکس استفاده شده است که به آن ها پایه فلنج می گویند.
گیربکس هلیکال
نام این گیربکس، از نوع چرخ دنده آن گرفته شده است. در این گیربکس از چرخ دنده های مارپیچ یا هلیکال استفاده شده است که تحمل توان بالا و انتقال نیروی زیادی دارند. معمولا تعداد چرخ دنده های هلیکالی گیربکس، زوج هستند.
انواع گیربکس هلیکال
به دلیل ویژگی هایی که چرخ دنده های هلیکال دارند جز پر مصرف ترین ها هستند و به همین دلیل در گیربکس های مختلف با طراحی های متفاوت، استفاده می شوند.
گیربکس های هلیکال به صورت پایه دار و بدون پایه و با ورودی و خروجی های متفاوت شافت، هالو شافت و فلنج تولید می شوند که به صورت شافت مستقیم، چند محور و آویز هستند و در ادامه آن ها را معرفی می کنیم.
بیشتر بدانید ⇐ بررسی تخصصی گیربکس هلیکال و ویژگی های آن
شافت مستقیم
در گیربکس هلیکال شافت مستقیم، همان طور که از نام آن مشخص است محور ورودی و خروجی در یک راستا و به صورت مستقیم هستند که اصلی ترین و ساده ترین مدل هلیکال است.
چند محور
در گیربکس های چند محور از چرخ دنده هلیکال و کرانویل پینیون استفاده می شود اما معمولا از چرخ دنده هلیکال استفاده می شود تا گشتاور بالایی داشته باشیم.
این مدل گیربکس از لحاظ اندازه و وزن، از 2 مدل دیگر یعنی هلیکال شافت مستقیم و آویز بزرگتر است و به همین دلیل جز گیربکس های سنگین حساب می شود.
متداول ترین گیربکس چند محور، گیربکس روسی است که با نام گیربکس قورباغه ای یا سری pm هم شناخته می شود.
حداکثر نسبت تبدیل در گیربکس روسی تا 1 به 100 است اما در مدل های خاص و سفارشی می تواند نسبت تبدیل های بالاتری هم داشته باشند.
ویژگی گیربکس روسی قورباغه ای تحمل شوک و بارهای سنگین است و ایراد آن ها اندازه بزرگ و وزن زیاد است.
آویز
گیربکس آویز و شافت مستقیم از برخی لحاظ مثل نوع چرخ دنده ای که استفاده می کنند، مشابه یکدیگر هستند اما ظاهر آن ها با یکدیگر متفاوت است.
یکی از دلایل تفاوت ظاهری این است که برای استفاده از گیربکس شافت مستقیم، محدودیت فضای نصب داریم اما به ویژگی چرخ دنده هلیکال نیاز داریم، به همین دلیل از گیربکس آویز استفاده می شود.
یکی از مدل های خاص گیربکس آویز، گیربکس SN است. به دلیل طراحی و مدل آن، که می توان گیربکس را به الکتروموتور آویزان کرد در دسته گیربکس آویز قرار می گیرند. بیشترین کاربرد این مدل گیربکس، استفاده در جرثقیل و نوار نقاله ها است.
نکته: گیربکس آویز، نوعی از گیربکس شافت موازی است.
گیربکس خورشیدی
این گیربکس اسامی دیگری مانند گیربکس سیاره ای دارد اما رایج ترین اسم آن گیربکس خورشیدی است. اسم آن از شکل قرارگیری و نوع حرکت چرخ دنده های درون گیربکس گرفته شده است. به این صورت که یک چرخ دنده در وسط قرار دارد و معمولا 3 چرخ دنده دیگر که درون یک حلقه یا رینگ قرار دارند، به دور آن می چرخند.
چرخ دنده ای که در مرکز قرار دارد نیروی ورودی را از طریق شافت ورودی دریافت می کند. در این مدل چون همزمان چند چرخ دنده با هم درگیر هستند، وزن و بار به طور یکنواخت بین چرخ دنده ها پخش می شود و گشتاور بسیار بالایی به دست می آید که راندمان را تا حدود 97 درصد افزایش می دهد.
بیشتر بدانید ⇐ بررسی جامع گیربکس های خورشیدی
همچنین به 2 صورت تک استیج که ساده ترین مدل است و چند استیج تولید می شوند. در مدل چند استیج، تعداد چرخ دنده های خورشیدی بیشتری در یک راستا قرار دارند. زمانی که به گشتاور بیشتری نیاز است از مدل چند طبقه استفاده می شود.
اکثر گیربکس های خورشیدی به صورت شافت مستقیم و با ورودی های شافت، هالو شافت و فلنج هستند اما در برخی موارد با ورودی 90 درجه هم طراحی و تولید می شوند. خروجی گیربکس های خورشیدی هم به شکل شافت تک خاری، هزار خاری و فلنج است و برای استفاده های متفاوت می توانند به صورت ترکیبی باشند.
داشتن این تنوع زیاد در ورودی و خروجی، از دلایل محبوبیت و کاربرد گسترده آن ها است.
2 مدل خاص برای گیربکس های خورشیدی داریم که گیربکس سروو موتور و گیربکس هیدرو موتور هستند. در این 2 مدل ورودی گیربکس برای اتصال و کوپل شدن با سروو موتورها و هیدرو موتورها طراحی شده است.
به بیان ساده تر، برخی گیربکس های خورشیدی به جای اتصال به الکتروموتورها به سروو موتور و هیدرو موتور وصل می شوند که به آن ها گیربکس سروو موتور و گیربکس هیدرو موتور می گویند.
گیربکس کرانویل پینیون
نام آن از چرخ دنده های کرانویل و پینیون گرفته شده است. در این مدل گیربکس، شافت خروجی نسبت به شافت ورودی زاویه 90 درجه ای دارد. انتقال نیرو در این مدل گیربکس، از طریق درگیر شدن چرخ دنده های کرانویل و پینیون با یکدیگر اتفاق می افتد.
برای استفاده در سرعت بالا، دندانه های چرخ دنده، صاف و مستقیم هستند و برای سرعت های پایین و دقت زیاد از دندانه های مارپیچی استفاده می شود. در ادامه مطلب و در بخش انواع گیربکس کرانویل پینیون، کامل تر توضیح می دهیم.
انواع گیربکس کرانویل پینیون یا بول هلیکال
گیربکس های کرانویل پینیون، بر اساس مدل چرخ دنده هایی که استفاده می کنند، طبقه بندی می شوند.
چرخ دنده مدل کرانویل پینیون و چرخ دنده مدل بول هلیکال بسیار شبیه به هم هستند که در ادامه انواع چرخ دنده ها را معرفی می کنیم. مدل Hypoid، کرانویل پینیون است و مدل های Straight و Spiral، بول هلیکال هستند.
گیربکس های کرانویل پینیون با ورودی و خروجی های شافت، هالو شافت و فلنج و به شکل پایه دار طراحی و تولید می شوند.
مقایسه چرخ دنده کرانویل پینیون و چرخ دنده های بول هلیکال
مدل Hypoid
در این مدل، چرخ دنده پینیون در وسط محور چرخ دنده کرانویل قرار ندارد و کمی از محور مرکزی کرانویل فاصله دارد.
مدل Straight یا مستقیم
این مدل، ساده ترین نوع چرخ دنده بول هلیکال است. دندانه های این چرخ دنده به صورت مستقیم و صاف هستند. این مدل برای مواردی که به سرعت بالا نیاز داریم مناسب است.
مدل Spiral یا مارپیچ
این مدل، پیچیده ترین نوع چرخ دنده بول هلیکال است. دندانه های آن، به صورت مارپیچ هستند. این طراحی باعث می شود که تماس بین دندانه ها به آرامی افزایش یابد و زمان تماس هم بیشتر باشد. از این مدل در تجهیزات و دستگاه هایی که دقت بالا می خواهد، استفاده می شود.
گیربکس مخروطی
در این مدل گیربکس از چرخ دنده هایی به اسم Miter یا مخروطی استفاده می شود که خیلی زیاد شبیه به چرخ دنده بول هلیکال است.
این مدل چرخ دنده معمولا نسبت 1به 1 دارد. یعنی هم تعداد دندانه چرخ دنده ها با هم برابر است و هم ابعاد چرخ دنده ها یکسان است. اما در بعضی از طراحی ها، ابعاد چرخ دنده ها متفاوت است و تا نسبت های کوچک مثل 1 به 6 هم پشتیبانی می کند.
شکل دندانه های این چرخ دنده می تواند از هر 2 مدل مستقیم یا مارپیچ باشند و در مدل های خاصی از گیربکس ها مانند گیربکس RAN استفاده می شوند.
گیربکس های مخروطی با ورودی و خروجی شافت و به صورت پایه دار تولید می شوند.
بررسی انواع گیربکس های صنعتی بر اساس محور
در حالت دومی که برای دسته بندی انواع گیربکس صنعتی وجود دارد، تقسیم بندی بر اساس قرارگیری محور ورودی و محور خروجی نسبت به یکدیگر است که به 3 دسته شافت مستقیم، شافت موازی و شافت بغل تقسیم بندی می شوند.
گیربکس شافت مستقیم
در این مدل گیربکس، محور ورودی و محور خروجی به صورت مستقیم و در یک راستا قرار دارند. گیربکس های هلیکال و خورشیدی از جمله گیربکس های شافت مستقیم هستند.
گیربکس شافت موازی
در گیربکس شافت موازی، شافت ورودی و خروجی به صورت موازی با هم قرار دارند برای همین به آن ها گیربکس شافت موازی می گویند.
گیربکس های شافت موازی دارای دو یا چند محور هستند که چرخ دنده های متصل به هر محور با یکدیگر درگیر هستند.
کارکرد آن ها به این صورت است که یک چرخ دنده در محور ورودی گیربکس قرار دارد که نیروی (دور) ورودی را از منبع تامین کننده مانند انواع الکتروموتور دریافت می کند و به چرخ دنده محور بعدی انتقال می دهد.
چرخ دنده گیربکس های شافت موازی، معمولا از نوع هلیکال هستند.
گیربکس شافت بغل
گیربکس های شافت بغل به دلیل این که محور ورودی و خروجی بر هم عمود هستند یعنی زاویه 90 درجه ای با هم دارند، به گیربکس 90 درجه هم معروف هستند.
گیربکس شافت بغل به دلیل امکان نصب در حالت های متنوع، از پر مصرف ترین مدل های گیربکس در کاربرد های مختلف هستند.
بررسی انواع گیربکس های صنعتی بر اساس مکانیزم
یکی از ویژگی هایی که در انتخاب گیربکس تاثیر دارد، افزایش یا کاهش دور خروجی گیربکس نسبت به دور ورودی است که از الکتروموتور دریافت می شود. طبق این ویژگی، گیربکس ها به 2 دسته کاهنده و افزاینده تقسیم می شوند.
گیربکس کاهنده
گیربکس کاهنده به گیربکس هایی گفته می شود که دور ورودی از موتور محرک را از طریق درگیری چرخ دنده ها کاهش می دهند و همچنین گشتاور خروجی را افزایش می دهند.
بیش از 90 درصد نیاز های مصرف کنندگان گیربکس صنعتی، با گیربکس های کاهنده برطرف می شود و تمامی گیربکس هایی که در بالا گفته شد، از نوع کاهنده هستند؛ چون عموما در کاربرد های مختلف به گیربکس هایی نیاز است که سرعت دور ورودی را کاهش دهند و همچنین گشتاور ورودی را افزایش دهند.
گیربکس افزاینده
گیربکس افزاینده به گیربکس هایی گفته می شود که دور ورودی از موتور محرک را از طریق درگیری چرخ دنده ها افزایش می دهند و همچنین گشتاور خروجی را کاهش می دهند.
در گیربکس افزاینده، عدد نسبت تبدیل کوچکتر از 1 است و در هر طبقه از این گیربکس سرعت چرخش محور افزایش پیدا می کند.
در گیربکس افزاینده چرخ دنده ای که تعداد دندانه ی بیشتری دارد در ابتدا قرار می گیرد و ترتیب چرخ دنده ها از بزرگ به کوچک است.
معمولا گیربکس های افزاینده دارای چرخ دنده ی خورشیدی هستند اما از چرخ دنده های هلیکالی هم در گیربکس افزاینده می شود.
معرفی برترین برندهای گیربکس صنعتی
الان در مورد انواع گیربکس صنعتی اطلاعاتی داریم و بهتر است با برترین برندهای گیربکس آشنا شویم تا برای خرید گیربکس، مشکلی نداشته باشیم.
ابتدا با برند های معتبر تولید کننده گیربکس ایرانی آشنا می شویم سپس سراغ گیربکس چینی و سایر گیربکس های خارجی می رویم و توضیح می دهیم که هر برند چه مدل گیربکس هایی را تولید می کند.
برندهای ایرانی:
- گیربکس سهند: حلزونی، قورباغه ای، SN و Ran
- گیربکس پولادین پارت: هلیکال شافت مستقیم
- گیربکس اصفهان ترنج: حلزونی
- گیربکس پارس گرجی: بول هلیکال، هلیکال شافت مستقیم و آویز
- گیربکس شاکرین صنعت: حلزونی
برندهای خارجی:
- گیربکس فلندر: چند محور و خورشیدی
- گیربکس Sew: هلیکال شافت مستقیم، حلزونی، کرانویل پینیون، چند محور و آویز
- گیربکس موتوواریو: هلیکال شافت مستقیم، حلزونی، کرانویل پینیون، چند محور و آویز
- گیربکس ایلماز: خورشیدی، هلیکال شافت مستقیم، حلزونی، کرانویل پینیون، چند محور و آویز
- گیربکس بونفیلیولی: خورشیدی، هلیکال شافت مستقیم، حلزونی، کرانویل پینیون، چند محور و آویز
جمع بندی
در این مقاله تلاش کردیم تا انواع گیربکس صنعتی را توضیح دهیم. شناخت انواع گیربکس ها بسیار مهم است چون باید اطلاع داشته باشیم که چه مدل هایی با چه ویژگی هایی وجود دارد تا برای خرید انواع گیربکس صنعتی بهترین انتخاب را داشته باشیم.
در نهایت به دلیل نیاز به دانش فنی و وجود حساسیت بالا در انتخاب گیربکس صنعتی، اگر به راهنمایی و مشاوره نیاز داشتید می توانید با کارشناسان فروش شهباز موتور ارتباط برقرار نمایید.
سوالات متداول
- طراحی گیربکس های کوپل مستقیم با موتور به چه صورت هستند؟
برای کوپل مستقیم گیربکس با الکتروموتور به گیربکس با ورودی هالو شافت نیاز است.
روی شافت خروجی الکتروموتور، دندانه هایی به عنوان چرخ دنده تراشیده می شود و با چرخ دنده بعدی که در گیربکس قرار دارد درگیر می شود.
گیربکس های کرانویل پینیون، آویز و هلیکال قابلیت کوپل مستقیم با الکتروموتور را دارند و برای اتصال گیربکس و الکتروموتور، به فلنج روی الکتروموتور نیازی نیست.
- چه زمانی از گیربکس های مرکب یا چند مرحله (استیج) برای تغییر سرعت استفاده می شود؟
به دلیل این که گیربکس های تک استیج نهایتا از یک نسبت تبدیل مشخص (با توجه به مدل چرخ دنده) پشتیبانی می کنند، در کاربرد هایی که نیاز به دور خروجی بسیار پایین و گشتاور خروجی بسیار بالا دارند از این دو طراحی گیربکس استفاده می شود.
اگر در رابطه با این مقاله سوالی دارید، می توانید از طریق کامنت برای ما ارسال کنید. کارشناسان ما در اسرع وقت پاسخگوی شما عزیزان خواهند بود.