مزایا گیربکس حلزونی

مزایا و معایب گیربکس حلزونی + معرفی انواع گیربکس

یکی از ارزان ترین و پرکاربردترین انواع گیربکس، گیربکس حلزونی می‌باشد که به نام گیربکس ملتهبی هم شناخته می‌شود. گیربکس را می‌توان در ماشین آلات صنعتی سبک مشاهده کرد. وظیفه گیربکس حلزونی SEWآلمان این است که توسط دو چرخ دنده نیرو را انتقال دهد. به این صورت که موتور آن با الکتروگیربکسی حلزونی درگیر می‌شود. درهنگام خرید در صورت نیازتان گیربکس حلزونی را همراه الکتروموتور مربوطه خریداری نمایید. البته می‌توان آن را به صورت تکی یا همان طور که گفته شد به صورت کپله شده با موتورنیز تهیه کنید.

به طور کلی، انواع گیربکس شامل ۵ نوع رایج Spur Gear (گیربکس خاردار یا سیاره ای)، Helical Gear (گیربکس هلیکال یا شافت مستقیم)، Bevel Gear (گیربکس بول)،  Worm Gear (گیربکس حلزونی) و Pinion Gear (گیربکس پینیون) می شود. هر کدام از این انواع گیربکس برای اهداف خاص و متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرند و بر اساس مدل انتقال قدرت خود متفاوت عمل می کنند.

مشخصات گیربکس حلزونی

دلیل نام گذاری این نوع گیربکس شباهت ظاهری آن به حلزون است ولی در مدل های دیگر این وسیله به شکل مکعبی ساخته شده است. این گیربکس یک محور و یک چرخ دنده که عموما از جنس آلومینیوم یا برنز است و به شکل حلزون ساخته می‌شود. این چرخدنده مقاومت بالایی دارد. قسمت های مختلف گیربکس های حلزونی عبارتند از:

• هاب کروی
• شافت و بلبرینگ

شافت به الکترو موتور وصل می‌شود. گیربکس ها مقاومت بالایی در مقابل لرزش و تکان های دستگاه از خود نشان می‌دهند و این به دلیل جنس بدنه شان می‌باشد که از چدن یا آلومینیوم است. ازمهم ترین پارامتر های اطلاعاتی گیربکس نسبت تبدیل گیربکس می‌باشد. مثلا گیربکس های حلزونی VF86 با دو ضریب ۴۸ به ۱ و ۵۶ به ۱ تولید می‌شوند.

اجزا گیربکس حلزونی

گیربکس حلرونی دارای اجزایی است که عبارتند از:

۱ – فلنج ورودی

۲ – ماردون دنده فولادی: دنده ماردون فولادی ورود گیربکس می‌باشد که با دنده خارجی که از جنس برنج است مماس می‌شود و وقتی دور موتور گیربکس کم می‌شود به صورت همزمان زاویه خروجی را ۹۰ درجه تغییر می‌دهد. به همین دلیل است که از گیر بکس حلزونی در مخازن میکسر های کوچک استفاده می‌کنند.

۳ – درپوش محفظه: در تماس با دنده ماردون در ورودی جعبه گیربکس می‌باشد.

۴ – دنده برنجی : این دنده باید مقاومت بالایی در برابر سایش داشته باشد به همین دلیل جنس آن معمولا از آلیاژ برنز ساخته می‌شود که به آن استحکام بالایی می‌بخشد.

۵ – پوسته گیربکس:جنس پوسته معمولا از آلومینیوم است و کار آن نگهداری دنده ها در داخل خود می‌باشد اما در موتور گیربکس های بزرگ تر که بیش تر از ۵۰۰ نیوتن گشتاور را می توانند تحمل کنند جنس پوسته معمولا از چدن است چرا که چدن نسبت به آلومینیوم توان تحمل بار بالا تری دارد. مقاومت گشتاور های حلزونی حدود ۴۰۰۰ نیوتن متر است.

مزایای گیربکس حلزونی

از آن جا که گیربکس های حلزونی ورودی فلنج استانداردی دارند می‌توان آن ها را روی الکتروموتور های فلنج دار B14 و B5 کوپل نمود. با داشتن ماردون حلزونی و چرخ دنده ها دیگ ضربه در آن ها وجود ندارد. هنگام راه اندازی بسیار نرم و بی صدا و دارای کم ترین ضربه هستند.

چرخ دنده های آن ها برگشت پذیری ندارند پس برای گشتاور هایی که حالت خنثی ندارند بهترین انتخاب هستند و از مزیت های مهم دیگر گیربکس های حلزونی این است که تنها با یک واسطه مناسب می‌توانیم آن ها را به حالت مرکب درآوریم. اما بهتر است به معایب گیربکسنیز در همین تیتر اشاره کنیم. این معایب شامل مصرفی بودن گیربکس و داشتن لقی بین چرخ دنده ها همین طور توان محدود آن که حدود ۲۰ اسب بخار است می‌باشند.

انواع گیربکس حلزونی

گیربکس های حلزونی را از دو لحاظ می‌توان تقسیم بندی کرد.

۱ – از لحاظ ظاهری

۲ – از لحاظ شافت ورودی و خروجی

انواع گیربکس حلزونی بر اساس ظاهر

ابتدا اجازه دهید که دو نوع از معتبر ترین و معروف ترین برند های طراحی و ساخت گیربکس را به شما معرفی نماییم این دو برند با نام های بونفیلیولی ( BONFIGLIOLI ) و برند موتو واریو ( MOTO VARIO ) ساخت کشور ایتالیا هستند. می‌توان به جرات گفت که سایر برند ها با توجه و تکیه بر مدل های تولیدی این دو برند گیربکس های خود را تولید و عرضه می‌کنند. البته در ایران هم شرکت هایی وجود دارند که در تولیدات انواع گیربکس فعالیت می‌نمایند مثل سهند و رهنما که اتفاقا برند های خوب و مطمئنی در زمینه ساخت گیربکس هستند.

گیربکس ها را در شکل دایره ای در تیپ ۸۶ و گیربکس چینی با تکیه بر شکل ظاهری.

گیربکس های موتو واریو از پراستفاده ترین انواع گیربکس در ایران می‌باشند.

انواع گیربکس حلزونی بر اساس شافت ورودی و خروجی

الف ) گیربکس های حلزونی سری vf یا گیربکس دستی که در قسمتی که به موتور متصل می‌شوند دارای شافت هستند. جعبه دنده را به دو شکل میشود حرکت داد که یکی با استفاده از هند ویل است که در آن نیروی دست شخص موجب حرکت جعبه دنده می‌شود و نوع دیگر از قدرت الکتروموتور استفاده می‌کند. در حالت اول اصطکاک کم و صدا بسیار ناچیز است ولی گشتاور بسیار بالا می‌باشد و گیربکس با کمک غیر مستقیم کلاچ و کوپلینگ و … می‌تواند قدرت بالایی پیدا کند.

ب ) گیربکس سری mvf: این سری با داشتن هالو شافت و فلنج در قسمت ورودی خیلی راحت تر به الکتروموتور وصل می‌شود و در ماشین هایی مثل تنور نانوایی و یا ادوات کشاورزی انواع بالا بر و … استفاده می‌شود.

ج ) گیربکس حلزونی سری fc: این سری گیربکس ها با ورودی شافت و خروجی آن ها دارای فلنج می‌باشد. در سری fc دارای ورودی شافت و در خروجی دارای فلنج می‌باشد.

د ) گیربکس ترکیب vf و Fc: این سری گیربکس ها خواص هر دو دسته را دارند و جنسشان از آلومینیوم و چدن است.

ه ) ترکیب mvf و fc: نحوه نصب آن ها بسیار ساده و بدون دردسر است و در تیپ های مختلفی در بازار وجود دارد. معمولا در صنایع دریایی و نیروگاه ها و ادوات کشاورزی از آن ها استفاده می‌شود.

موتور گیربکس حلزونی DC

موتور های گیربکس حلزونی DC انواع مختلفی دارند که با توجه به ویژگی های موردنظرتان باید آن ها را خریداری نمایید. موقع خرید باید دقت داشته باشید که قطر شفت ورودی و خروجی موتور ها با قطر شفت ورودی و خروجی گیربکس مطابقت داشته باشد تا مشکلی در کوپل شدن آن ها به وجود نیاید.

کاربرد گیربکس حلزونی

گیربکس ها از تعدادی چرخ دنده حلزونی ساخته شده اند که در صنعت کاربرد های فراوانی دارند.

     صنایع سرامیکی

انواع موتور های دنده ای، گیربکس نوار نقاله، گیربکس هاپر، گیربکس مارپیچ Ball از جمله گیربکس های حلزونی هستند که در صنایع سرامیک و ماشین آلات سرامیکی کاربرد دارند.

    صنایع پلاستیکی

گیربکس های الکترودر در این صنعت مورد استفاده هستند این گیربکس ها برای قالب های چرخشی استفاده می‌شوند. گیربکس لمینیت وگیربکس هایی که برای ساخت لوله های pvc استفاده می‌شوند در صنعت پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرند.

    صنایع سینمایی

انواع گیربکس های سیاره ای و مارپیچ در این صنعت مورد استفاده هستند. این گیربکس ها راندمان بالایی در مخلوط کن ها ایجاد می‌کنند.

    صنعت نساجی

از این گیربکس ها برای نقاله ها در صنت نساجی استفاده می‌شود.

    صنعت داروسازی

در دستگاه های قرص سازی از چرخ دنده های حلزونی استفاده می‌شود.

    کارخانجات رولنیگ

از گیربکس های پینیون ایستاده در کارخانجات رولینگ و بسته بندی برنامه های تختخواب استفاده می‌شود.

• صنایع ماشین آلات صابون
• صنایع ماشین آلات چوب
• صنایع ماشین آلات لمینیت
• صنایع ماشین آلات راه سازی

مزایا و معایب انواع گیربکس ها

در ادامه در مورد هر یک از انواع گیربکس ها: مزایا، معایب و کاربردهای انها صحبت خواهیم کرد.

گیربکس خاردار / Spur Gear

گیربکس خاردار یکی از مواردی است که پروفیل دندانه های موازی با محور چرخ دنده برش خورده است و برای انتقال قدرت در شفت های موازی استفاده می شود.

مزایای گیربکس خاردار

• آنها نسبت سرعت ثابت را ارائه می دهند.
• چرخ دنده ها بسیار قابل اعتماد هستند.
• چرخ دنده ها ساده ترین شکل را دارند و در نتیجه طراحی و ساخت آنها راحت تر است.
• اگر گیربکس خاردار را با گیربکس حلزونی با اندازه یکسان مقایسه کنید، کارآمدتر هستند.
• دندانه های گیریکس خاردار موازی محور آن است. بنابراین نیروی محوری تولید نمی کند و به همین منظور می توان آنها را به راحتی با استفاده از بلبرینگ نصب کرد.
• از آنها می توان برای انتقال مقدار زیادی از قدرت (حدود ۵۰۰۰۰ کیلو وات) استفاده کرد.

معایب گیربکس خاردار

• گیربکس های خاردار دارای چرخ دنده هایی با سرعت کم هستند.
• دندانه ها فشار زیادی را تجربه می کنند.
• آنها نمی توانند قدرت را بین شفت های غیر موازی انتقال دهند.
• آنها نمی توانند برای انتقال قدرت از راه دور استفاده شوند.
• چرخ دنده ها هنگام کار با سرعت بالا سر و صدای زیادی را ایجاد می کنند.
• در مقایسه با انواع دیگر گیربکس ها؛ به اندازه کافی قوی نیستند.

گیربکس هلیکال یا شافت مستقیم / Helical Gear

گیربکس هلیکال وسیله ای است که پروفیل دندانه های آن با توجه به محور چرخش چرخ دنده ها برش خورده است. از این نوع گیربکس برای انتقال روان قدرت در شفت های موازی با سر و صدای بسیار کم استفاده می شود.

مزایای گیربکس هلیکال

• دندانه های زاویه دار به تدریج به نسبت دندانه های گیربکس به هم می چسپند و باعث می شود که آنها آرامتر و بدون سر و صداتر کار کنند.
• این نوع گیربکس های بسیار با دوام هستند و برای کاربردهای با بار زیاد ایده آل هستند.
• در هر زمان بار آنها روی چندین دندانه توزیع می شود و در نتیجه ساییدگی کمتری ایجاد می شود.
• می تواند حرکت و قدرت را بین شافت های موازی با زاویع مستقیم منتقل کند.

معایب گیربکس هلیکال

یکی از معایب آشکار گیربکس هایکال؛ رانش ناشی از محور چرخ دنده است که باید توسط بلبرینگ های رانشی مناسب جا به جا شود و میزان بیشتری از اصطکاک کشویی بین دندانه های مشبک که اغلب با مواد افزودنی در روان کننده مورد استفاده قرار می گیرد ایجاد شود. بنابراین ما می توانیم بگوییم که گیربکس های هلیکال به دلیل هندسه منحصر به فرد در محور چرخ دنده باعث اتلافاتی می شوند.

کارایی گیربکس هلیکال کمتر است چون تماس های کشویی بین دندانه ها وجود دارد که به نوبه خود نیروی محوری محورهای چرخ دنده را تولید می کند و گرمای بیشتری را تولید می کند. بنابراین از دست دادن قدرت بیشتر و کارایی کمتر است.

گیربکس بول / Bevel Gear

گیربکس بول، گیربکسی است که دارای پروفیل دندانه روی یک سطح مخروطی شکل است که موازی با محور چرخ دنده برش خورده است. برای انتقال قدرت در شفت های عمود (شفت هایی که زاویه ۹۰ درجه دارند) استفاده می شود.

مزایای گیربکس بول

• این نوع گیربکس امکان تغییر زاویه کار را فراهم می آورد.
• تفاوت تعداد دندانه ها (قطر موثر) در هر چرخ باعث می شود مزیت مکانیکی تغییر کند. با افزایش یا کاهش سرعت نسبت به دندانه ها می توان نسبت چرخش بین چرخ ها را تغییر داد، این بدان معناست که با افزایش سرعت و گشتاور می توان چرخش و گشتاور چرخ دوم را نسبت به اولی تغییر داد.

معایب گیربکس بول

• باید دقیق نصب شود
• بلبرینگ شفت ها باید بتوانند نیروهای قابل توجهی را پشتیبانی کنند.

گیربکس حلزونی / Worm Gear

گیربکس حلزونی از پروفیل دندانه ای شبیه به پیچ استفاده می کند. برای انتقال قدرت در شفت های عمودی (شفت هایی که در زاویه ۹۰ درجه به هم می رسند) استفاده می شود. این دستگاه ها ساده هستند.

مزایای گیربکس حلزونی

• بدون سر و صدا و به صورت روان کار می کنند.
• خودشان قفل می شوند.
• فضای کمتری را اشغال می کنند.
• از آنها می توان برای کاهش سرعت و افزایش گشتاور استفاده کرد.
• نسبت سرعت بالا را می توان در یک مرحله بدست آورد.

معایب گیربکس حلزونی

• مواد گیربکس حلزونی گران هستند.
• درایوها دارای تلفات قدرت بالایی هستند.
• یک نقطه ضعف پتانسیل انجام اقدامات لغزشی قابل توجه است که منجر به کارایی پایین می شود.
• گرمای زیادی تولید می کنند.

گیربکس پینیون / Pinion Gear

گیربکس پینیون ؛ به سادگی یک چرخ دنده است که پروفیل دندانه ها موازی با محور چرخ دنده برش خورده است در حالی که رک به صورت نوار مستقیم با برش های دندانه ای مشابه چرخ دنده استفاده می شود.

مزایای گیربکس پینیون

• ارزان
• فشرده و جمع و جور
• قدرتمند
• ساده ترین راه برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی
• راک و پینیون کنترل راحت تر و جمع و جورتری را ارائه می دهد.

معایب گیربکس پینیون

• از آنجایی که قدیمی ترین گیربکس است؛ چرخ از نظر انرژی راحت ترین و تا حدودی گسترده تر است. با توجه به اصطکاک ظاهری؛ شما قبلا حدس می زنید که مقدار ورودی از نظر خروجی چقدر است؛ نیروی زیادی که به مکانیسم وارد می شود در غلبه بر اصطکاک مصرف می شود و به طور دقیق حدود ۸۰ درصد از نیروی کلی بر غلبه بر اصطکاک هدر می رود.
• راک و پینیون می توانند با سطوح خاصی از اصطکاک کار کنند. اصطکاک بسیار زیاد و مکانیسم بیشتر از حد معمول در معرض سایش قرار می گیرد و برای کار به نیروی بیشتری نیاز دارد.
• بدترین عیب راک و پینیون هم به دلیل اصطکاک ذاتی است که وجود دارد؛ یعنی همان نیرویی که در واقع باعث می شود همه چیز در مکانیسک کار کند. به دلیل اصطکاک، سایش دائمی دارد و احتمالا بعد از رمان معینی نیاز به تعویض دارد.

از آنجا که موارد اشاره شده در بالا پنج نوع گیربکس اصلی در بازار فعلی است،  انواع چرخ دنده هایی که برای کاربرد خاصی مورد استفاده قرار می گیرند بستگی به نحوه انتقال نیرو دارد. مزایا و معایب انواع گیربکس ها در بالا توضیح داده شده است و بر اساس آن می توانید تصمیم بگیرید که با چه نوع گیربکسی می توانید کار خود را شروع کنید.

منبع: فروشگاه متحد