انواع گیربکس صنعتی + مزایا و معایب هر کدام

گیربکس های صنعتی یکی از قسمت های ضروری در فرآیندهای صنعتی هستند که برای انتقال و تنظیم سرعت، گشتاور و جهت حرکت در ماشین آلات گوناگون به کار می‌روند. این ابزارها به خصوص در صنایع سنگین، ماشین آلات فرآیندی، تجهیزات حمل ونقل، و بسیاری از فرآیندهای تولیدی دیگر کاربرد دارند. مجموعه نیرو گیربکس ارائه دهنده انواع گیربکس صنعتی، در این بخش به معرفی انواع گیربکس صنعتی و کاربرد آن خواهد پرداخت.

گیربکس صنعتی ابزارهایی هستند که برای کاهش یا افزایش سرعت چرخش و در عین حال تغییر گشتاور در ماشین آلات مورد استفاده قرار می گیرند. اساساً یک گیربکس صنعتی شامل مجموعه‌ای از دنده ها، شافت ها و بلبرینگ ها است که درون یک محفظه فلزی قرار دارند. این دستگاه ها در انواع گوناگونی تولید می شوند که هرکدام ویژگی های خاص خود را دارند و در صنایع خاصی استفاده می شوند.

گیربکس های صنعتی معمولاً به دو دسته تقسیم می شوند:

• گیربکس های افزاینده: این گیربکس ها به منظور افزایش سرعت در ماشین آلات استفاده می شوند.
• گیربکس های کاهنده: این نوع گیربکس ها برای کاهش سرعت و افزایش گشتاوراستفاده می شوند.

انواع گیربکس صنعتی

.1 گیربکس های حلزونی

گیربکس های حلزونی یکی از انواع گیربکس های پرکاربرد در صنایع گوناگون هستند که در آن ها از یک دنده حلزونی برای انتقال حرکت استفاده می‌شود. این گیربکس ها معمولاً برای انتقال گشتاور در زاویه 90 درجه به کار می‌روند.

ویژگی ها:

• گیربکس های حلزونی می‌توانند نسبت تبدیل بالایی داشته باشند.
• ساختار این گیربکس ها طوری است که به آسانی می‌توانند گشتاورهای بالا را انتقال دهند.
• معمولاً به خاطر ساختار خاص، حرکت آن ها نرم و بدون صدا است.

مزایا:

• نسبت تبدیل بالا: این گیربکس ها قادر به ارائه نسبت تبدیل های بزرگ هستند، که برای کاهش سرعت در کاربردهایی با گشتاور بالا مفید است.
• نرمی و بی صدایی: به خاطر نوع طراحی، حرکت در گیربکس های حلزونی معمولاً نرم و بی صدا است.
• قابلیت در جهت گیری های مختلف: این گیربکس ها توانایی انتقال حرکت در جهات گوناگون را دارند.

معایب:

• کارایی پایین: این گیربکس ها در مقایسه با سایر انواع گیربکس ها، کارایی کمتری دارند و معمولاً مقداری از انرژی در اثر اصطکاک هدر می‌رود.
• قابلیت محدود در گشتاور: این گیربکس ها توانایی انتقال گشتاورهای بسیار بالا را ندارند.
• فرسایش دنده ها: به خاطر اصطکاک زیاد، دنده های حلزونی امکان دارد به طور سریع تر فرسوده شوند.

2.گیربکس های کرم و دنده‌ای

این نوع گیربکس ها از دنده های مارپیچی یا دنده های هلیکال برای انتقال حرکت استفاده می کنند. گیربکس های هلیکال یکی از انواع گیربکس های پرکاربرد در صنعت هستند و به خصوص در مواردی که نیاز به انتقال قدرت با دقت بالا و راندمان بالا وجود دارد، استفاده می‌شود.

ویژگی ها:

• دارای دنده های مارپیچی که با زاویه خاصی به هم متصل می‌شوند.
• انتقال نیرو به صورت صاف و با کمترین ارتعاش و نویز انجام می‌گیرد.
• می‌توانند نسبت تبدیل نسبتاً بالایی داشته باشند.

مزایا:

• راندمان بالا: گیربکس های هلیکال کارایی بسیار بالایی دارند زیرا اصطکاک کمتری نسبت به گیربکس های حلزونی دارند.
• عملکرد بی صدا و صاف: انتقال قدرت در این گیربکس ها به طور روان و بدون ایجاد نویز است.
• انتقال گشتاور بالا: این گیربکس ها قادر به انتقال گشتاورهای بالا با راندمان بالا هستند.

معایب:

• هزینه بالا: به خاطر طراحی پیچیده و نیاز به دقت بالا در ساخت، هزینه تولید این گیربکس ها معمولاً بالاتر از دیگر انواع گیربکس ها است.
• نیاز به نگهداری: گیربکس های هلیکال برای عملکرد بهینه نیاز به نگهداری مکرر دارند.

3.گیربکس های دنده ساده

گیربکس های دنده ساده یکی از قدیمی ترین و ساده ترین انواع گیربکس ها هستند. این گیربکس ها معمولاً در انتقال قدرت و سرعت از شافت های موازی استفاده می‌شوند.

ویژگی ها:

• گیربکس های دنده ساده از دنده هایی با دندانه های صاف و موازی برای انتقال حرکت استفاده می کنند.
• این گیربکس ها از نظر ساختار نسبتاً ساده هستند و نیاز به نگهداری خاصی ندارند.

مزایا:

• سادگی و قیمت پایین: گیربکس های دنده ساده به خاطر طراحی ساده، هزینه تولید کمتری دارند.
• راندمان بالا: این گیربکس ها در مقایسه با گیربکس های حلزونی راندمان بالاتری دارند.
• سازگاری با انواع موتور: گیربکس های دنده ساده معمولاً با اکثر انواع موتورهای الکتریکی سازگاری دارند.

معایب:

• صدای زیاد: این نوع گیربکس ها معمولاً در حین کار صدای زیادی تولید می کنند.
• استفاده محدود در انتقال قدرت: گیربکس های دنده ساده معمولاً برای کاربردهایی با گشتاور بالا مناسب نیستند.

4. گیربکس های سیاره‌ای

گیربکس های سیاره‌ای از مجموعه‌ای از دنده ها به صورت سیاره‌ای استفاده می کنند. این نوع گیربکس ها برای انتقال قدرت و گشتاور با دقت بالا در اندازه های کوچک استفاده می‌شوند.

ویژگی ها:

• در گیربکس های سیاره‌ای، دنده ها به صورت دایره‌ای حول یک دنده مرکزی (دنده خورشیدی) حرکت می‌کند.
• این گیربکس ها به خاطر ساختار خاص خود، می توانند نسبت تبدیل های بالایی را در ابعاد کوچک ارائه دهند.

مزایا:

• راندمان بالا: گیربکس های سیاره‌ای بسیار کارآمد هستند و معمولاً در کاربردهایی که نیاز به دقت و قدرت بالا دارند استفاده می‌شوند.
• حجم کوچک: این گیربکس ها می توانند قدرت و گشتاور بالایی را در ابعاد کوچک منتقل کنند.
• عملکرد عالی تحت بارهای سنگین: گیربکس های سیاره‌ای برای کار تحت بارهای سنگین و شرایط سخت بسیار مناسب هستند.

معایب:

• پیچیدگی بالا: طراحی و ساخت این گیربکس ها پیچیده است و نیاز به دقت بالا در تولید دارند.
• هزینه بالا: به علت پیچیدگی و استفاده از مواد با کیفیت بالا، هزینه گیربکس های سیاره‌ای معمولاً بیشتر از انواع دیگر گیربکس ها می‌باشد.

5. گیربکس های دنده‌ای مخروطی

گیربکس های دنده‌ای مخروطی برای انتقال حرکت در زاویه های گوناگون (معمولاً 90 درجه) طراحی شده‌اند. در این گیربکس ها، دنده ها به صورت مخروطی در هم گیر می کنند.

ویژگی ها:

• انتقال حرکت در زاویه های گوناگون (معمولاً 90 درجه) انجام می‌شود.
• این گیربکس ها معمولاً در سیستم های چرخشی که نیاز به تغییر جهت دارند، استفاده می‌شوند.

مزایا:

• تغییر جهت حرکت: گیربکس های دنده‌ای مخروطی قادر به تغییر جهت حرکت در سیستم های چرخشی هستند.
• کاربرد گسترده: این گیربکس ها در صنایع گوناگون مثل خودروسازی، معدن، و صنایع دریایی استفاده می‌شوند.

معایب:

• فرسایش زیاد: به خاطر زاویه دار بودن دنده ها، این گیربکس ها نسبت به سایر انواع گیربکس های صنعتی، فرسایش بیشتری دارند.
• صدا و لرزش زیاد: در بعضی از کاربردها، گیربکس های دنده‌ای مخروطی امکان دارد صدای زیادی تولید کنند.

انتخاب گیربکس مناسب برای کاربردهای صنعتی مختلف

انتخاب گیربکس مناسب برای یک کاربرد صنعتی، یکی از جنبه های مهم در طراحی سیستم های انتقال قدرت است. گیربکس ها ابزارهایی هستند که برای انتقال حرکت از یک منبع قدرت به یک بار استفاده می شوند و نقش مهمی در کنترل سرعت، گشتاور و جهت حرکت دارند. یک گزینه نادرست می‌تواند به کاهش کارایی، افزایش هزینه های نگهداری، یا حتی خرابی سیستم منجر شود. بنابراین، انتخاب گیربکس مناسب به عنوان یک تصمیم کلیدی در طراحی و عملکرد سیستم های صنعتی، باید با دقت زیادی انجام شود.

1.اصول اولیه انتخاب گیربکس

قبل از انتخاب گیربکس مناسب، مهم است که با اصول اولیه عملکرد گیربکس ها آشنا شوید. گیربکس ها به طور کلی برای انتقال گشتاور از یک محور به محور دیگر در ماشین آلات و سیستم های صنعتی استفاده می شوند. ویژگی های اصلی گیربکس ها شامل موارد زیر است:

• گشتاور: مقدار نیرویی که گیربکس قادر به انتقال آن است.
• نسبت تبدیل: نسبت سرعت ورودی به سرعت خروجی. این نسبت تعیین می‌کند که چقدر سرعت موتور باید کم شود یا یا زیاد شود.
• سرعت : سرعت چرخش محورها در گیربکس، که باید متناسب با نیاز سیستم باشد.
• اندازه و وزن: ابعاد و وزن گیربکس تأثیر زیادی بر فضای موجود در کارخانه یا محل نصب دارند.
• نوع دنده: نوع دنده ها و آرایش آن ها (حلزونی، هلیکال، دنده ساده و غیره) بر کارایی، نویز و عمر مفید گیربکس تأثیر می‌گذارند.
• محیط کار: شرایط محیطی مثل دما، رطوبت، گردوغبار، و دیگر عوامل محیطی می‌توانند تأثیر زیادی بر انتخاب نوع گیربکس داشته باشند.

2. انتخاب گیربکس بر اساس نوع کاربرد صنعتی

گیربکس های صنعتی در صنعت خودروسازی

در صنعت خودروسازی، گیربکس ها برای انتقال قدرت از موتور به چرخ ها استفاده می‌شوند. این گیربکس‌ها معمولاً برای کار با سرعت های بالا و گشتاورهای متوسط طراحی می‌شوند. مهم ترین ویژگی هایی که در انتخاب گیربکس برای خودروها باید در نظر گرفته شوند عبارتند از:

• نسبت تبدیل دقیق: در خودروها، به خصوص خودروهای دستی، نسبت تبدیل باید به طور دقیق انتخاب شود تا عملکرد بهینه در سرعت های مختلف حاصل شود.
• راندمان بالا: گیربکس ها باید راندمان بالایی داشته باشند تا از هدررفت انرژی جلوگیری شود. استفاده از گیربکس های هلیکال یا سیاره‌ای می‌تواند کارایی بالاتری در مقایسه با گیربکس های دیگر داشته باشد.
• وزن سبک: برای کاهش وزن کلی خودرو، گیربکس ها باید سبک و جمع وجور باشند.

انتخاب گیربکس مناسب: در این صنعت معمولاً از گیربکس های دنده ساده، هلیکال یا سیاره‌ای استفاده می شود. گیربکس های سیاره‌ای برای خودروهایی که نیاز به انتقال گشتاور بالا و در عین حال کاهش اندازه دارند، مناسب هستند.

گیربکس ها در صنایع سنگین (معدن، فولاد و کشاورزی)

در صنایع سنگین همچون معدن، فولاد، و کشاورزی، گیربکس ها به طور معمول برای انتقال گشتاورهای بسیار بالا و سرعت های کم استفاده می شوند. در این صنایع، فشار کاری و شرایط محیطی طوری است که گیربکس ها باید عملکرد مطلوبی تحت بارهای سنگین داشته باشند. ویژگی های این گیربکس ها عبارتند از:

• گشتاور بالا: گیربکس ها باید توانایی انتقال گشتاورهای بسیار بالا را داشته باشند.
• مقاومت به بارهای شوک: گیربکس ها باید قادر به تحمل بارهای ناگهانی و شوک های ناشی از تغییرات سریع در بار یا شرایط کاری باشند.
• قابلیت کار در شرایط سخت: دماهای بالا، رطوبت، گردوغبار، و محیط های خورنده از جمله چالش های محیطی هستند که گیربکس باید در آن ها کار کند.

انتخاب گیربکس مناسب: در این صنایع، معمولاً از گیربکس های حلزونی یا گیربکس های دنده‌ای مخروطی استفاده می شود. گیربکس های حلزونی به دلیل نسبت تبدیل بالا و انتقال گشتاور در زاویه 90 درجه مناسب هستند. از سوی دیگر، گیربکس های دنده‌ای مخروطی برای انتقال حرکت در زاویه های گوناگون و برای تحمل بارهای سنگین کاربرد دارند.

گیربکس ها در صنعت نساجی

در صنعت نساجی، گیربکس ها برای کنترل دقیق سرعت و گشتاور استفاده می شوند. این صنعت نیاز به گیربکس هایی دارد که بتوانند سرعت را با دقت کنترل کرده و در عین حال راندمان بالا و هزینه تعمیر و نگهداری کم را فراهم کنند. ویژگی های مورد نیاز عبارتند از:

• دقت در کنترل سرعت: کنترل دقیق سرعت برای فرآیندهایی همچون بافندگی و پارچه بافی ضروری است.
• راندمان بالا: گیربکس ها باید کارایی بالا و اصطکاک کم داشته باشند تا از اتلاف انرژی جلوگیری کنند.
• ساختار ساده: برای تسهیل نگهداری و کاهش هزینه ها، گیربکس ها باید طراحی ساده‌ای داشته باشند.

انتخاب گیربکس مناسب: گیربکس های هلیکال به خاطر طراحی ساده و کارایی بالا، برای این صنعت مناسب هستند. این گیربکس ها معمولاً در فرآیندهایی که نیاز به سرعت های متفاوت و دقت بالا دارند، استفاده می‌شوند.

گیربکس ها در صنایع غذایی و دارویی

صنایع غذایی و دارویی به خصوص در فرآیندهایی که به طور مستقیم با کیفیت محصولات در ارتباط هستند، نیازمند گیربکس های با عملکرد دقیق و قابلیت اطمینان بالا هستند. از آنجا که این صنایع با مواد غذایی و دارویی در تماس هستند، گیربکس ها باید ویژگی های خاصی همچون سهولت در نظافت و مقاومت در برابر خوردگی را داشته باشند.

ویژگی های مورد نیاز عبارتند از:

• سهولت در تمیزکاری: گیربکس ها باید طراحی هایی داشته باشند که تمیز کردن آن راحت باشد.
• مقاومت در برابر خوردگی: مواد به کاررفته باید مقاوم در برابر خوردگی باشند تا در محیط های مرطوب و در تماس با مواد غذایی یا دارویی دچار آسیب نشوند.
• عملکرد بی صدا و دقیق: کارایی و دقت بالا در کنترل سرعت از اهمیت زیادی برخوردار است.

انتخاب گیربکس مناسب: در این صنایع، معمولاً از گیربکس های هلیکال یا گیربکس های سیاره‌ای با محفظه های استنلس استیل استفاده می شود. این گیربکس ها هم کارایی بالا دارند و هم برای محیط های بهداشتی مناسب هستند.

3.محاسبات و مشخصات فنی در انتخاب گیربکس

برای انتخاب گیربکس مناسب، نیاز به محاسبات دقیق است که متخصصین مجموعه نیرو گیربکس می توانند به شما کمک کنند. در این بخش نیز بعضی از مهم ترین پارامترهایی که باید در نظر داشت راه بررسی خواهیم کرد:

• گشتاور ورودی و خروجی: باید محاسبه شود که گیربکس توانایی تحمل گشتاور ورودی از موتور و انتقال آن به بار خروجی را داشته باشد.

• سرعت ورودی و خروجی: سرعت موتور ورودی و سرعت مورد نیاز در بار خروجی باید با توجه به نسبت تبدیل گیربکس محاسبه شود.
• نسبت تبدیل: نسبت تبدیل باید با دقت محاسبه شود تا سرعت خروجی مطابق با نیاز سیستم باشد. نسبت های گوناگون دنده ها می توانند سرعت و گشتاور را به طور متفاوتی تغییر دهند.
• تعیین ابعاد و وزن گیربکس: ابعاد و وزن گیربکس باید متناسب با فضای نصب و ظرفیت بار دستگاه های گوناگون انتخاب شوند.

گیربکس های صنعتی در انواع مختلفی وجود دارند که هرکدام بسته به نوع طراحی و کاربرد، مزایا و معایب خاص خود را دارند. انتخاب گیربکس مناسب برای یک کاربرد صنعتی، فرآیندی پیچیده است که نیاز به توجه به جزئیات مختلف دارد. با انتخاب درست نوع گیربکس، می‌توان به بهینه سازی عملکرد ماشین آلات صنعتی کمک کرد و از هدررفت انرژی و افزایش هزینه ها جلوگیری نمود. نگهداری پیشگیرانه و ارزیابی های منظم تنها راه برای اطمینان از عملکرد بهینه گیربکس ها در درازمدت است. برای دریافت مشاوره حرفه ای برای خرید گیربکس صنعتی می توانید با متخصصین مجموعه نیرو گیربکس به نشانی www.niroumotor.com تماس حاصل نمایید.