آشنایی با توان گیربکس حلزونی و نحوه محاسبه آن

یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین قطعات کاهندۀ سرعت و همچنین افزایندۀ قدرت گیربکس حلزونی است. این نوع گیربکس دارای صدای بسیار کم و سایز کوچکی بوده و در عین حال راندمان بسیار بالایی دارد. این دستگاه جزء پرمصرف‌ترین گیربکس‌ها در بازار هست که از قطعات مختلفی تشکیل شده است. گیربکس‌ها اغلب با استانداردهای بین المللی تولید می‌شوند و در تولید آن تیمی از مجرب‌ترین متخصصان حضور خواهند داشت. قدرت گیربکس حلزونی به عوامل متعددی بستگی دارد. اگر می‌خواهید درباره گیربکس حلزونی و اینکه چه مزیت‌ها و معایبی در خودروها و دستگاه‌های صنعتی شما دارد بیشتر بدانید، این مطلب را با دقت مطالعه نمایید. چرا که در این متن ما سعی داریم شما را با ماهیت گیربکس حلزونی آشنا کرده و نحوۀ محاسبات در آن را به شما آموزش دهیم.

آنچه در این مطلب می‌خوانید:

• با گیربکس حلزونی بیشتر آشنا شویم
• وظیفه گیربکس چیست؟
• انواع گیربکس‌های حلزونی
  • گیربکس حلزونی کتابی
  • گیربکس WPKA
• اجزای گیربکس حلزونی
• محاسبات قدرت گیربکس حلزونی
• کاربرد گیربکس حلزونی
• تعریف قدرت گیربکس حلزونی
• جمع بندی

با گیربکس حلزونی بیشتر آشنا شویم

پیش از آنکه به سراغ محاسبات قدرت گیربکس حلزونی و سایر عوامل بپردازیم خوب است با ماهیت این قطعه بیشتر آشنا شوید و اجزای تشکیل دهنده و کار اصلی آن را بدانید. گیربکس‌های حلزونی در انواع مختلفی مانند فلنچ‌دار، هالو شافت و پایه‌دار در بازار موجود هستند. پوسته این قطعه از جنس آلومینیوم و چدن بوده که این جنس موجب می‌شود که گیربکس در لرزش‌ها و ارتعاشات بالا مقاومت بسیار خوبی داشته باشد. لازم به ذکر است که نگهداری و تعمیر این نوع گیربکس بسیار ساده است و این امر را می‌توان یکی از مزیت‌های این قطعه به حساب آورد. گیربکس‌های حلزونی به دلیل داشتن دنده‌های پیچ حلزونی و چرخ حلزونی به نسبت سایر مدل‌ها راندمان کمتری دارد که این راندمان معادل 0.7 است.
گیربکس حلزونی دارای شفت‌های خروجی و ورودی عمودی هستند که در مواردی از آن‌ها استفاده می‌شود که ضریب انتقال قدرت در موتور بالا باشد. مکانیزم این گیربکس قابلیت معکوس شدن و برگشت پذیری ندارد. این بدین معنی است که چرخ دنده قادر نخواهد بود چرخ حلزون را به خوبی بچرخاند. این نوع گیربکس‌ها اغلب ارزان قیمت‌تر هستند و صدای آن‌ها از گیربکس‌های خورشیدی بسیار کم‌تر است.

وظیفه گیربکس چیست؟

اگر تاکنون به نحوۀ فعالیت آسانسورها، بالابرها و نورافکن‌هایی که در بزرگراه‌ها وجود دارد دقت کرده باشید می‌بینید که همۀ این‌ها باید نیروی محرکه‌ای برای فعالیت داشته باشند. تابلوهای تبلیغاتی چرخشی، بالابرهای ساختمان‌ها و نانوایی‌ها همه نیازمند وسیله‌ای هستند که به آن گیربکس گفته می‌شود. گشتاور نیرویی است که به وسیله موتور تولید شده و باید به وسیله یک دستگاه  به ماشین آلات صنعتی انتقال پیدا کند. این دستگاه که همان گیربکس نام دارد که می‌تواند قدرت الکتروموتور را کنترل و تنظیم کند.
به طور کلی هر موتوری که بتواند مقدار مشخصی گشتاور و توان تولید کند از طریق گیربکس می‌تواند به سرعت دلخواه خود برسد، بدون اینکه گشتاور یا دور موتور را بالا ببرد. گیربکس وظایف متعددی دارد که از مهم‌ترین آن‌ها می‌توان به پیشگیری کردن از سرعت ناخواسته، تنظیم نمودن جهت حرکت در خودرو و کارکردن موتورها بدون حرکت اشاره نمود.

گیربکس‌ها از قطعات و اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند، مهم‌ترین قسمت گیربکس‌ها چرخ دنده‌ها هستند که با توجه به نوع گیربکس جنس‌ها و شکل های مختلفی دارند. در اجزای تشکیل دهنده گیربکس‌ها تعداد بسیار زیادی چرخ دنده قرار گرفته که بر روی هم سوار شده‌اند. بسته به میزان فعالیت هر کدام، گشتاور انتقالی و قدرت موتور مشخص می‌شود. گیربکس‌ها انواع مختلفی دارند.

انواع گیربکس‌های حلزونی

در مبحث قدرت گیربکس حلزونی باید بدانید که این دستگاه دارای انواع مختلفی در بازار است و یکی از پرکاربردترین گیربکس‌های صنعتی محسوب می‌شود. گیربکس حلزونی را با نام گیربکس نود درجه نیز می شناسند. از اجزای اصلی این گیربکس می‌توان به چرخ دنده و ماردون اشاره نمود که جنس هر دوی آن‌ها اغلب از برنج یا فولاد است.

از اجزای مهم این گیربکس بلبرینگ، هاب کروی و شافت هستند که در بخش‌های بعدی هر کدام از آن‌ها را به شما معرفی می‌کنیم. مکانیسم عملکرد و انتقال قدرت گیربکس حلزونی توسط درگیر شدن محور و چرخ دنده صورت می‌گیرد. طراحی این نوع گیربکس طوری است که در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
گیربکس حلزونی به طور عمده به دو دسته متفاوت تقسیم بندی می‌شود: گیربکس کتابی (NMRV) و گیربکس (WPKA) که در ادامه هر کدام از آن‌ها را معرفی خواهیم کرد.

گیربکس حلزونی کتابی

این نوع گیربکس به دلیل داشتن ویژگی‌های منحصر به فرد دارای کاربردهای زیادی در صنایع مختلف است. مهم‌ترین کاربردهای این گیبرکس حلزونی، در استفاده از بالابرهای ساختمانی، ماشین آلات، هواکش‌ها و دمنده‌ها، سیستم انتقال مواد، دیزل ژنراتور، کانوایر، نوار نقاله، حفر چاه و معدن، کمپرسور، ماشین‌های تراش، آسیاب، نانوایی، صنعت کاشی و سرامیک، میکسرها، صنعت بسته بندی، شیشه پرکنی و صنایع غذایی است. بهترین برندهای این گیربکس نیز SEW ROSSI, SitiT Yilmaz و Motovario هستند.

گیربکس WPKA

این مدل گیربکس حلزونی در نسبت‌ها و تیپ‌های مختلفی بین 7 الی 100 طراحی و تولید می‌شوند. این نوع دستگاه جزء پرفروش‌ترین و پرمصرف‌ترین گیربکس‌های صنعتی هستند که یکی از دلایل مهم این فروش بالا، داشتن انعطاف بسیار عالی برای نصب کردن آن در موقعیت‌های متفاوت است. این سری از گیربکس حلزونی دارای بدنه‌ای از جنس چدن و دنده‌هایی از جنس برنج هستند. گیربکس سری WP از بهترین و مرغوب‌ترین آلیاژها در صنعت تولید می‌شود. از این گیربکس در تیپ‌های 250، 210، 185، 150، 130، 110، 86، 63، 49 و 30 تولید می‌شود و با ترکیب کردن این تیپ‌ها با هم تبدیل‌های بسیار بالایی تا هزار را می‌توان به دست آورد.

اجزای گیربکس حلزونی

همانطور که گفتیم قدرت گیربکس حلزونی نسبت به سایر مدل‌ها بسیار بالاست و آن هم به دلیل داشتن اجزای قدرتمندی مانند چرخ دنده‌هاست. به طور کلی، اجزای تشکیل دهندۀ گیربکس‌های حلزونی عبارتند از:

• چرخ دنده
  چرخ دنده‌ها قطعات بسیار موثری در گیربکس محسوب می‌شوند که دارای کارایی و عملکرد بسیار بالایی هستند. چرخ دنده این نوع گیربکس‌ها می‌تواند دندانه صاف یا دندانه مارپیچ باشد. چرخ دنده مارپیچ در قیاس با چرخ دنده صاف، تماس زیادتری را در حین چرخش ایجاد می‌نماید که همین امر موجب بالاتر رفتن کارایی آن و عملکرد بسیار نرم در گیربکس می‌شود.
• پوسته
  پوسته گیربکس، پوشش دهنده بخش‌های درونی گیربکس حلزونی است که وظیفۀ آن مقاومت نمودن در مقابل لرزش‌ها و ارتعاشات بالاست. این پوسته دارای جنس آلومینیوم یا چدن است.
• بلبرینگ
  بلبرینگ نیرو و قدرت را در گیربکس انتقال می‌دهد. نیروهای شعاعی و محوری به وسیله بلبرینگ در گیربکس ورودی تولید شده و به خروجی گیربکس انتقال داده می‌شود.
• کاسه نمد
  در گیربکس حلزونی کاسه نمد وظیفه دارد تا از ورود رطوبت و گرد و غبار به داخل گیربکس جلوگیری کند.

محاسبات قدرت گیربکس حلزونی

گیربکس یا جعبه دنده متشکل از چند چرخ دنده بوده که به هم متصل هستند. در گیربکس‌ها یک چرخ دنده به وسیله موتور با گشتاور و سرعت، حرکت می‌کند. کار اصلی گیربکس‌ها تبدیل نمودن نیرو و همچنین سرعت ورودی آن به سرعت و نیرویی متفاوت در حین خروج است. این امر در حالی اتفاق می افتد که قدرت کلی را بتوان ثابت نگه داشت. برای اینکه بتوانیم مقدار گشتاور خروجی گیربکس را محاسبه کنیم باید نسبت تبدیل آن گیربکس را به دست آوریم. برای محاسبه گشتاور خروجی این قطعه باید ابتدا گشتاور موتور و همچنین الکتروموتوری که به آن وصل شده است را در اختیار داشت و پس از آن با داشتن نسبت‌های تبدیل گیربکس می‌توان گشتاور قدرت گیربکس حلزونی را محاسبه کرد. در مورد نحوۀ محاسبه قدرت گیربکس حلزونی باید با مولفه‌های زیر آشنا شوید:

• توان ورودی گیربکس حلزونی: KW1 ,HP1
• توان خروجی گیربکس حلزونی: KW2, HP2
• دور ورودی: n1
• دور خروجی: n2
• ضریب کار: S.F
• نسبت تبدیل i
• بازده گیربکس:p ɳ

برای محاسبۀ دور ورودی و خروجی این گیربکس معادله زیر را باید جای گذاری کنید:

N₂ = n1/i

برای تعیین نسبت تبدیل در این گیربکس می‌توان با شمردن تعداد دندانه چرخ دنده‌ خروجی و ورودی، نسبت تبدیل را به دست آورد. به این صورت که تعداد دندانه‌های ورودی را بر تعداد دندانه‌های خروجی تقسیم می‌کنیم و عددی که به آمد را به عنوان نسبت تبدیل در نظر می‌گیریم. چنانچه شرایط برای شمردن تعداد دندانه‌ها در گیربکس مهیا نبود می‌توانید به وسیله اندازه گرفتن قطر چرخ دنده ورودی و خروجی این نسبت را به دست آورید. در این روش باید قطر چرخ دنده خروجی را به قطر چرخ دنده ورودی تقسیم کنید.

کاربرد گیربکس حلزونی

حال که با محاسبات قدرت گیربکس حلزونی آشنا شدید، خوب است به طور کلی با کاربردهای این گیربکس آشنا شوید. این گیربکس‌ها را در صنایع مختلفی بکار می‌برند که مهم‌ترین آن‌ها موارد زیر هستند:

• کانوایرها
• سیستم انتقال مواد
• کاشی‌ها و سرامیک‌ها
• دیزل ژنراتور
• کمپرسورها
• پمپ‌های سیلندری
• نوار نقاله‌ها
• آسیاب‌ها
• میکسر بشکه‌ای
• خوردکن
• ماشین آلات غربالگری
• ماشین‌های آجر و بلوکه
• وزنده
• هواکش‌ها
• میکسرهای بتن
• ماشین‌های بسته بندی
• ماشین‌های شیشه پرکنی
• لرزاننده‌ها
• کوره‌های صنعتی
• گیربکس بالابر

و کاربردهای بسیار زیاد دیگری که همه و همه باعث شده‌اند این نوع گیربکس جزء پرفروش‌ترین قطعات در صنعت باشد.

تعریف قدرت گیربکس حلزونی

قدرت گیربکس حلزونی به گشتاوری گفته می‌شود که به وسیله گیربکس منتقل می‌شود. گشتاوری که در گیربکس ایجاد می‌شود به پارامترهای مختلفی وابسته و تابع چند پارامتر است. این پارامترها مانند توان حرکت، دور خروجی و راندمان قطعه هست. توان حرکت در گیربکس حلزونی شامل محرک‌های الکتریکی همانند محرک هیدرولیکی، الکتروموتور، هیدروموتور و محرک‌های دیگر بوده و دور خروجی نیز با توجه به میزان دور ورودی و همچنین نسبت تبدیل معین می‌گردد.

جمع بندی

گیربکس که از واژه لاتین Gear box گرفته شده است از تعداد زیادی چرخ دنده و یک محور تشکیل شده است. همه این اجزا درون یک باکس قرار گرفته اند و وظیفۀ تغییر گشتاور تولید شده و تنظیم سرعت را به عهده دارند. گیربکس‌های صنعتی اغلب راندمان بسیار بالایی دارند و در صنایع مختلف از آن‌ها استفاده می‌کنند. یکی از پرکاربردترین گیربکس‌های صنعتی، گیربکس حلزونی است که کاربرد زیادی در صنایع کاشی و سرامیک، ماشین آلات، بالابرها، میکسرها، هواکش‌ها خوردکن‌ها و صنایع دیگر دارند. از مزیت‌های استفاده از این گیربکس می‌توان به کنترل قدرت گیربکس حلزونی اشاره نمود.
اگر قصد خرید انواع مختلف گیربکس را دارید می توانید با شماره 33183-026 تماس بگیرید. شرکت مهندسی فن‌آوران رستاپاد اجرای پروژه های صنعتی شما را به بهترین شکل بر عهده خواهد گرفت. منتظر شما در رستاپاد هستیم.