معرفی انواع گیربکس صنعتی، کاربرد و مزایا

انواع گیربکس های صنعتی، از حلزونی کم‌صدا برای فضاهای محدود گرفته تا خورشیدی پرقدرت برای بارهای سنگین، هر یک کاربردهای ویژه‌ای در صنایع مختلف دارند. گیربکس‌های هلیکال با انتقال نیروی یکنواخت، کرانویل پینیون با زاویه ۹۰ درجه و نوع مخروطی با طراحی منحصربه‌فرد، گزینه‌هایی متنوع برای کارکردهای صنعتی هستند.

تقسیم‌بندی گیربکس‌ها به کاهنده و افزاینده هم انتخاب را برای کاربردهایی مثل خطوط تولید، معدن یا نیروگاه‌ها آسان‌تر می‌کند. انتخاب صحیح گیربکس، راندمان ماشین‌آلات را بالا می‌برد و هزینه‌های نگهداری را کاهش می‌دهد. در این مقاله، با ویژگی‌ها و کاربردهای انواع گیربکس صنعتی آشنا می‌شوید تا با آگاهی کامل، بهترین گزینه را برای بهینه‌سازی عملکرد تجهیزات خود انتخاب کنید.

گیربکس صنعتی چیست و چه کاربردی دارد؟

پیش از بررسی مدل‌ها، بهتر است ابتدا با کاربرد انواع گیربکس صنعتی و نقش آن در عملکرد ماشین‌آلات مختلف آشنا شویم. گیربکس صنعتی وظیفه انتقال قدرت و کنترل سرعت را در ماشین‌آلات بر عهده دارد.

این قطعه مکانیکی با کنترل گشتاور و سرعت موتور، نقش موثری در عملکرد تجهیزات صنایع مختلف از جمله مواد غذایی، فولاد، معدن، سیمان و بسیاری حوزه‌های دیگر ایفا می‌کند. گیربکس‌های صنعتی دارای مدل‌های مختلفی هستند که هر یک متناسب با شرایط عملکردی و ویژگی‌هایشان، کاربردهای خاصی دارند.

انواع گیربکس صنعتی بر اساس نوع قطعات

از آن‌جایی که انتخاب نوع مناسب گیربکس تاثیر مستقیمی بر سطح دوام، عملکرد و بهره‌وری سیستم دارد، در ادامه انواع گیربکس صنعتی را بررسی می‌کنیم:

گیربکس حلزونی

گیربکس حلزونی یکی از پرکاربردترین انواع گیربکس صنعتی کوچک به‌شمار می‌آید که قابلیت نصب در فضاهای محدود و کوچک را دارد. این نوع خاص از گیربکس صنعتی، از یک محور مارپیچ و یک چرخ‌دنده حلزونی تشکیل شده است. ساختار خاص آن باعث می‌شود تا این گیربکس در عین عملکرد نرم و کم‌صدا، گشتاور بالایی در خروجی تولید کند.

خودقفل‌شوندگی (عدم برگشت‌پذیری)، قابلیت نصب راحت و هزینه نگهداری پایین از ویژگی‌های کلیدی گیربکس حلزونی هستند. گیربکس حلزونی محبوبیت بالایی در میان انواع گیربکس صنعتی دارد؛ اما عملکرد و عمر مفید آن به عوامل مختلفی همچون انتخاب برند معتبر، رعایت نکات نگهداری صحیح مثل روغن‌کاری منظم و مواردی از این دست وابسته است.

از مزایای مهم انواع گیربکس حلزونی صنعتی می‌توان به پتانسیل بالای آن‌ها در ارائه نسبت تبدیل زیاد (مثلا 1:100) در فضاهای کوچک و محدود اشاره کرد. کاربرد اصلی گیربکس‌های حلزونی در نوار نقاله‌ها، ماشین‌آلات سبک صنعتی، بالابرها و آسانسورها و دستگاه‌های انتقال است. در ادامه شما را با مدل‌های رایج آن بیشتر آشنا می‌کنیم:

گیربکس حلزونی دایره‌ای (Round Shape)

این نوع گیربکس حلزونی، دارای بدنه‌ای گرد است که از یک شفت مارپیچی و یک چرخ‌دنده برنجی تشکیل می‌شود. گیربکس حلزونی دایره‌ای در کاهش سرعت و افزایش گشتاور در فضاهای کوچک کاربرد دارد. این نوع گیربکس برای کارکردهای سبک تا متوسط طراحی شده است و از مدل‌های معروف آن می‌توان به سری VF و MVF اشاره کرد.

گیربکس حلزونی مکعبی (Compact Shape)

این نوع قطعه صنعتی که به آن گیربکس حلزونی کتابی هم گفته می‌شود، دارای بدنه چهارگوش است و به‌دلیل طراحی جمع‌وجور، در دستگاه‌های صنعتی کاربرد زیادی دارد. این گیربکس برای کاهش سرعت و افزایش گشتاور استفاده می‌شود و آن را غالبا با سری مدل‌های NRV و NMRV می‌شناسند.

گیربکس پایه فلنج حلزونی

گیربکس پایه فلنجی یکی دیگر از انواع گیربکس های صنعتی حلزونی است که در آن به جای استفاده از پایه‌های معمولی، از فلنج (صفحه گرد اتصال) برای نصب استفاده می‌شود. مزیت آن‌ها نصب سریع و استحکام بیشتر است. مدل‌های VF FC و MVF FC از رایج‌ترین نمونه‌های این نوع به‌شمار می‌روند.

گیربکس خورشیدی

در میان انواع گیربکس صنعتی، گیربکس خورشیدی یا گیربکس سیاره‌ای (Planetary Gearbox)، قدمت کمتری دارد. شافت خروجی این گیربکس هم‌مرکز با شافت موتور قرار می‌گیرد. طراحی داخلی منحصربه‌فرد این مدل باعث شده است تا بتواند گشتاور بسیار بالا را در ابعادی کوچک منتقل کند. همچنین وزن آن در مقایسه با بسیاری از گیربکس‌ها بیش از ۵۰ درصد کاهش یافته است.

اجزای گیربکس صنعتی از سه بخش کلیدی، چرخ‌دنده خورشیدی (مرکزی)، چرخ‌دنده‌های سیاره‌ای که دور چرخ‌دنده خورشیدی می‌چرخند و رینگ، تشکیل یافته است. از گیربکس خورشیدی در صنایع فولاد و معدن، تجهیزات نیروگاهی، خطوط تولید خودکار، جرثقیل‌ها، ماشین‌آلات ساختمانی و صنایع نفت، گاز و پتروشیمی استفاده می‌شود.

ویژگی‌های کلیدی گیربکس خورشیدی

برای انتخاب دقیق و آگاهانه از میان انواع گیربکس صنعتی، شناخت ویژگی‌های عملکردی هر مدل ضروری است. در این بخش، مهم‌ترین مشخصات گیربکس خورشیدی را مرور می‌کنیم:

• قابل استفاده در نسبت‌های تبدیل مختلف: متناسب با نیاز می‌توان چند طبقه گیربکس خورشیدی را با هم ترکیب کرد و نسبت تبدیل دلخواه را به‌دست آورد.
• عمر طولانی و استهلاک کم: در صورت روغن‌کاری اصولی و درست، گیربکس‌های خورشیدی دارای عمر مفید طولانی‌مدتی هستند.درباره انواع روغن صنعتی بیشتر بخوانید.
• طراحی ماژولار و قابل سفارشی‌سازی: ساختار انعطاف‌پذیر گیربکس خورشیدی، اتصال به انواع موتور یا سایر گیربکس‌ها را ممکن می‌کند؛ همچنین نصب آن به‌صورت عمودی، افقی یا معکوس امکان‌پذیر است.
• راندمان بسیار بالا: ساختار گیربکس خورشیدی به‌گونه‌ای است که چند دنده هم‌زمان نیرو را منتقل می‌کنند؛ بنابراین انرژی کمتر هدر می‌رود و راندمان آن به حدود ۹5 درصد می‌رسد.

گیربکس کرانویل پینیون

گیربکس کرانویل پینیون یکی دیگر از انواع گیربکس صنعتی به‌شمار می‌رود که از دو چرخ‌دنده مخروطی تشکیل شده است؛ چرخ‌دنده بزرگ‌تر کرانویل و چرخ‌دنده کوچک‌تر پینیون نام دارد. در این ساختار، شافت خروجی نسبت به شافت ورودی زاویه‌ای ۹۰ درجه دارد و انتقال نیرو از طریق درگیری مستقیم این دو چرخ‌دنده انجام می‌گیرد.

برای سرعت‌های بالا، از دندانه‌های صاف و مستقیم استفاده می‌شود، در حالی که در کاربردهای کم‌سرعت، دندانه‌های مارپیچی به‌کار می‌روند تا دقت عملکرد افزایش پیدا کند. تفاوت‌های ساختاری و کاربردی این گیربکس با مدل‌های خورشیدی و حلزونی در جدول زیر مقایسه شده‌اند.

کاربردهای اصلی گیربکس کرانویل پینیون

• ماشین‌آلات صنعتی: در دستگاه‌هایی مثل تجهیزات برش، حمل‌ونقل مواد، نقاله‌ها و غیره.
• صنایع فولاد و معادن: برای تغییر جهت حرکت در خطوط سنگین و انتقال گشتاور در فضای زاویه‌دار.
• کشاورزی و ماشین‌آلات راه‌سازی: در ماشین‌های تراکتور، برداشت و ادوات کشاورزی برای انتقال نیرو با زاویه خاص.

گیربکس هلیکال

نام گیربکس هلیکال از نوع چرخ‌دنده‌های به‌کاررفته در ساختار آن گرفته شده است. برای طراحی این گیربکس از چرخ‌دنده‌های مارپیچ و هلیکال استفاده می‌شود که قدرت بالایی در انتقال نیرو دارند. این نوع گیربکس صنعتی را می‌توان در انواع پایه‌دار، بدون پایه و با ورود و خروجی متفاوت شافت، فلنج و هالوشافت تولید کرد.

بر همین اساس، این گیربکس صنعتی به سه دسته کلی آویز، چندمحور و شافت مستقیم تقسیم می‌شود که در ادامه به بررسی هرکدام می‌پردازیم:

• شافت مستقیم: در این مدل محور ورودی و خروجی در یک راستا و به‌صورت مستقیم در نظر گرفته می‌شود و یکی از ساده‌ترین مدل هلیکال به‌شمار می‌رود.
• چندمحور: گیربکس هلیکال چندمحور از چند ردیف چرخ‌دنده مارپیچ برای انتقال قدرت بهره می‌برد. این گیربکس قادر است در چند مرحله سرعت را کاهش دهد و طراحی چندمحوره آن، نیرو را به شکلی یکنواخت و بدون لغزش منتقل می‌کند.
• آویز: این نوع گیربکس هلیکال بدون نیاز به پایه و به‌صورت مستقیم روی شفت دستگاه نصب می‌شود؛ به همین دلیل فضای کمی اشغال می‌کند و راندمان بالایی دارد.

گیربکس مخروطی

از دیگر انواع گیربکس صنعتی می‌توان به گیربکس مخروطی اشاره کرد. در این گیربکس از چرخ‌دنده‌هایی به اسم «Miter» و مخروطی استفاده می‌شود که شباهت زیادی به چرخ‌دنده بول هلیکال دارند. این مدل چرخ‌دنده‌ها معمولا دارای نسبت 1:1 هستند و تعداد دندانه چرخ‌دنده‌ها با هم برابر است. در ساخت این گیربکس از دو چرخ‌دنده با دندانه‌های مورب مورد استفاده قرار می‌گیرد که یکی روی شفت ورودی و دیگری روی شفت خروجی قرار دارد.

در جدول زیر، تفاوت‌های این مدل با گیربکس کرانویل پینیون را بررسی می‌کنیم:

انواع گیربکس صنعتی بر اساس مکانیزم

توجه به مکانیزم عملکرد گیربکس، نقش مهمی در انتخاب صحیح آن دارد. از این نظر، گیربکس‌های صنعتی به دو دسته اصلی کاهنده و افزاینده تقسیم می‌شوند:

• گیربکس‌های کاهنده: برای کاهش سرعت و افزایش گشتاور مورد استفاده قرار می‌گیرند. اغلب گیربکس‌های صنعتی نظیر خورشیدی، هلیکال و حلزونی در این گروه قرار دارند.
• گیربکس‌های افزاینده: هدف از به‌کارگیری این مدل، افزایش سرعت خروجی و کاهش گشتاور است. این نوع گیربکس‌ها بیشتر در صنایعی مانند پالایشگاه‌ها و نیروگاه‌ها که به سرعت بالا نیاز دارند، استفاده می‌شوند.

انتخاب گیربکس مناسب؛ عامل کلیدی عملکرد بهینه تجهیزات صنعتی

در این مقاله تلاش کردیم تا انواع گیربکس صنعتی را متناسب با کاربرد و عملکردی که دارند، بررسی کنیم. انتخاب درست گیربکس صنعتی نه‌تنها موجب افزایش راندمان و کاهش هزینه نگهداری تجهیزات می‌شود؛ بلکه تأثیر مثبتی بر طول عمر ماشین‌آلات بر جای می‌گذارد.

مشاوره با متخصصان فنی و درنظرگرفتن شرایط عملیاتی مانند دمای محیط، نوع کاربرد، میزان بار، فضای نصب و مواردی از این دست، در انتخاب درست گیربکس صنعتی لازم و ضروری است. حال باتوجه به توضیحات گفته‌شده در این مقاله، به نظر شما بهترین نوع گیربکس برای صنعت موردنظر شما کدام نوع است؟ نظرات خود را برای ما بنویسید.

سوالات متداول

در انتخاب گیربکس صنعتی مناسب باید به چه عواملی توجه کرد؟

عواملی مانند سرعت مورد نیاز، شرایط محیطی، میزان گشتاور، نوع کاربرد، فضای نصب در دستگاه و ویژگی‌های فنی تجهیزات، همگی در انتخاب صحیح تاثیرگذار هستند.

کدام نوع گیربکس صنعتی برای فضای محدود مناسب‌تر است؟

گیربکس‌های خورشیدی به‌دلیل طراحی فشرده و راندمان بالا، گزینه مناسبی برای چنین فضاهایی هستند.

چرا راندمان گیربکس حلزونی پایین‌تر از سایر مدل‌ها است؟

این موضوع به‌دلیل تماس لغزشی میان پیچ و چرخ‌دنده حلزونی است که باعث می‌شود تا بخشی از انرژی به شکل گرما تلف شود.