بررسی جامع گیربکس های خورشیدی

طراحی این محصول به این صورت است که یک چرخ دنده خورشیدی در مرکز قرار گرفته شده و چند چرخ دنده خورشیدی دیگر به صورت جفت شده با این چرخ دنده مرکزی به حول محور مرکزی آن به گردش در می آیند. به همین دلیل به این گیربکس صنعتی، گیربکس سیاره ای نیز گفته می شود.

آشنایی با اجزای گیربکس خورشیدی و نحوه عملکرد آن‌ها

گیربکس خورشیدی یا سیاره‌ای، یکی از پرکاربردترین و قوی‌ترین انواع گیربکس‌ها در صنعت است. این نوع گیربکس به‌خاطر طراحی خاصش، می‌تواند در حجم کم، نیروی زیادی را با دقت بالا منتقل کند. هماهنگی درست اجزای داخلی آن، نقش بسیار مهمی در عملکرد کلی سیستم دارد.

در ادامه با اجزای اصلی گیربکس خورشیدی و نقش هر کدام از آن‌ها آشنا می‌شویم:

1. شافت ورودی: این بخش، نیروی مکانیکی را از موتور یا منبع محرک می‌گیرد و آن را به چرخ‌دنده مرکزی گیربکس منتقل می‌کند.
2. چرخ‌دنده خورشیدی (مرکزی): این چرخ‌دنده در وسط گیربکس قرار دارد. وقتی نیرو از شافت ورودی به آن منتقل می‌شود، شروع به چرخیدن می‌کند و حرکت را به چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای منتقل می‌نماید.
3. چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای (پینیون یا هرزگرد): این‌ها چرخ‌دنده‌های کوچکی هستند که به‌صورت دایره‌وار اطراف چرخ‌دنده خورشیدی قرار گرفته‌اند. این چرخ‌دنده‌ها، نیروی چرخ‌دنده مرکزی را می‌گیرند و همزمان با چرخیدن، با چرخ‌دنده حلقه‌ای (رینگی) هم درگیر می‌شوند. وظیفه آن‌ها، تنظیم سرعت چرخش و میزان گشتاور خروجی گیربکس با توجه به شرایط مورد نیاز دستگاه است.
4. چرخ‌دنده رینگی (حلقه‌ای): این چرخ‌دنده به شکل یک حلقه بزرگ طراحی شده که دندانه‌های آن در قسمت داخلی قرار دارند. چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای داخل این حلقه قرار گرفته و با آن درگیر هستند. وظیفه اصلی آن، ایجاد تعادل در سیستم و کمک به جهت‌دهی چرخش است. گاهی هم بخشی از نیرو را منتقل می‌کند.
5. کریر (نگهدارنده چرخ‌دنده‌ها): کریر یا حامل سیاره‌ای، قطعه‌ای است که چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای را در جای خود نگه می‌دارد و باعث می‌شود آن‌ها به درستی دور چرخ‌دنده مرکزی بچرخند. این بخش در نهایت نیرو را به شافت خروجی انتقال می‌دهد.
6. شافت خروجی: بعد از اینکه نیرو در داخل گیربکس تبدیل و تنظیم شد، از طریق این محور به بخش بعدی سیستم یا دستگاه منتقل می‌شود.
7. بلبرینگ‌ها (یاتاقان‌ها): بلبرینگ‌ها کمک می‌کنند تا قطعات متحرک گیربکس، به‌راحتی و بدون اصطکاک زیاد حرکت کنند. آن‌ها همچنین باعث افزایش طول عمر گیربکس می‌شوند.
8. آب‌بندها (مهر و موم‌ها): این قطعات مانع نشت روغن از گیربکس می‌شوند و از ورود گرد و غبار، خاک یا رطوبت نیز به داخل گیربکس جلوگیری می‌کنند. عملکرد درست آب‌بندها برای سلامت کل مجموعه بسیار مهم است.
9. پوسته گیربکس: همه اجزای گیربکس درون یک پوسته محکم و مقاوم قرار دارند. این پوسته نقش محافظ را دارد و از قطعات داخلی در برابر ضربه، آلودگی، رطوبت و دیگر عوامل محیطی محافظت می‌کند.
10. ترمز و فیلتر (در برخی مدل‌ها): در بعضی مدل‌های خاص، از ترمز برای کاهش سرعت یا متوقف کردن حرکت گیربکس استفاده می‌شود. همچنین، فیلترها وظیفه دارند روغن یا روان‌کننده داخل گیربکس را از آلودگی‌هایی مثل گردوغبار، براده فلز، ذرات یا سایر ناخالصی‌ها پاک نگه دارند. این تجهیزات بیشتر در کاربردهای دقیق و حساس استفاده می‌شوند.

نحوه عملکرد گیربکس خورشیدی

نحوه کارکرد گیربکس های خورشیدی وابسته به توقف یا چرخش اعضای آن است. یعنی اگر عضوی از چرخ دنده های آن بایستد، عضو دیگری می چرخد و باعث بالا رفتن سرعت و به نسبت آن کم شدن سرعت (گشتاور) و گردش بر عکس می شود.

مواردی که گفته شد از لحاظ نحوه عملکرد کار، وابسته به این است که کدام عضو ایستاده و کدام عضو در حال چرخش است. پس می توان نتیجه گرفت که:

• زمانی سرعت کم می شود که چرخدنده رینگی در حال گردش باشد و چرخ دنده خورشیدی بایستد که در این حالت سرعت مجموعه داخلی آن آرام تر می شود.
• زمانی سرعت زیاد می شود که دو مورد اتفاق بیفتد. یکی چرخ دنده خورشیدی ایستاده باشد و مجموعه گردش کند و دیگری اگر رینگی بایستد و مجموعه گردش کند؛ در نتیجه چرخ دنده خورشیدی تندتر (از مجموعه) گردش می کند و باعث بالا رفتن سرعت می شود.

منتقل شدن مستقیم: دو عضو گیربکس اگر به یکدیگر قفل بشوند یا سرعت چرخش آن ها مساوی باشد، همه ی چرخ دنده ها مانند هم کار می کنند.

دنده عکس (عقب): اگر قفسه ایستاده باشد و چرخ دنده خورشیدي گردش کند نه تنها هرزگردها، هرز می شوند بلکه رینگی را برخلاف جهتی که داشته به گردش در می آورد.

خلاص: زمانی که کلاج ها، بست ها و باندهای قفل کننده درگیری نداشته باشد، موتور باری را متحمل نمی شود در این صورت حالت استارت است.

معایب و مزایای گیربکس خورشیدی

اگر بخواهیم منصفانه عیبی از این گیربکس صنعتی بگیریم، فقط می توان به قیمت بالای آن اشاره کرد که البته با توجه به راندمان و کارایی بالای آن نسبت به سایر گیربکس های صنعتی، طبیعی است که قیمت بالاتری داشته باشد.

برخی از مزایای گیربکس های خورشیدی عبارت اند از:

• در مقایسه با گیربکس های مشابه خود مانند هلیکال، حجم کمتری را اشغال می کند و فضای کمتری را در بر می گیرد.
• در مواقع قطع و وصل و استارت های متداول، تنش های بسیار کمی دارد.
• در مقایسه با گیربکس حلزونی و هلیکال، کارایی بسیار بالاتری را در اختیار مصرف کننده قرار می دهد.
• به دلیل حفظ توازن در تقسیم بار بین چرخ دنده ها، طول عمر و دوام بالایی در برابر فشار های بیشتر خواهد داشت.
• توانایی کوپل شدن با انواع الکتروموتور به سادگی و با سرعت بالا.
• در این گیربکس به دلیل طراحی چند مرحله یا چند طبقه ای، به بازه وسیعی از نسبت تبدیل می توان دست یافت.
• در سایزهای پایین، نیز تنوع در استیج، قدرت کاهندگی و قیمت به چشم می خورد به همین دلیل طیف انتخاب محدود نیست.
• گشتاور گیربکس خورشیدی در بازه بسیار متنوعی قرار دارد و مقادیری نظیر 395000 Nm و بیشتر را نیز پوشش می دهد.