گیربکس

اشتراک :

گیربکس چیست؟

گیربکس در لغت نامه زبان فارسی به معنی جعبه دنده می باشد اما در اصطلاح یکی از ابزار های سیستم انتقال قدرت است که میان موتور (تولید کننده توان) و مصرف کننده توان (مانند دستگاه میکسر، تیکنر و غیره) قرار می گیرد. وظیفه اصلی گیربکس ایجاد تغییر در سرعت دوران و گشتاور مورد نیاز جهت استفاده در بخش های مختلف صنعتی است به عبارت دیگر این ماشین ها، بعد از موتور یا سر راه وسایل صنعتی قرار می گیرند و می توان با کم و زیاد کردن نسبت توسط مکانیزم داخل گیربکس، گشتاور مورد نیاز دستگاه را بدست آورد.

شایلن ذکر است گیربکس ها در قالب دو دسته تولید می شوند:

  1. گیربکس های کاهنده: این نوع از گیربکس ها بین محرک و متحرک قرار می گیرد و دور مورد نیاز را تامین می کند و در تیپ های مختلفی ساخته می شوند. شایان ذکر است که اکثر گیربکس ها در این دسته قرار دارند.
  2. گیربکس های افزاینده: در برخی صنایع تولید انرژی به طور مثال توربین های بادی و همچنین در صنایع بالا دستی و پالایشگاهی نیاز به گیربکس های افزاینده یا دور بالا برای تغییرات سرعت و گشتاور جهت رسیدن به سرعت بیشتر با گشتاور کمتر می باشد.

انواع گیربکس صنعتی

گیربکس های صنعتی انواع مختلفی دارند و در بازار به نام های گوناگونی شناخته می شوند که برخی از آن ها عبارتند از:

1. گیربکس حلزونی (Worm Gearbox)

متداول ترین و پر مصرف ترین نوع گیربکس در صنعت است. این نوع از گیربکس ها متشکل از یک ماردون فولادی که سخت کاری پیوسته شده و سنگ خورده است و یک چرخدنده حلزونی از جنس غالبا برنز ریخته گری شده است. گیربکس حلزونی (مکعبی) حرکت سینماتیکی خود را از این دو قطعه تامین می کند. در گیربکس های حلزونی به دلیل ساختار و زاویه خروجی آن ها به دلیل متعامد بودن دارای کاربری های فراوانی است و به دلیل کارکرد نرم در سیستم های بالابر و همچنین آسانسور ها که نیاز به ایجاد گشتاور و راه اندازی نرم است، کاربرد فراوانی دارند. همچنین این گیربکس ها درکانوایر ها وسیستم های انتقال مواد کوچک کاربرد فراوان دارند. از دیگر فاکتورهای مهم در گیربکس های حلزونی، عدم برگشت پذیری در نسبت های تبدیل بالای 30 است. از دیگر مزایای این گیربکس ها قابلیت نصب در هشت حالت متفاوت می باشد که باعث استفاده راحت این گیربکس ها گردیده است.

گیربکس حلزونی

2. گیربکس هلیکال یا شافت مستقیم (Helical Gearbox)

گیربکس های هلیکال شامل تعدادی چرخدنده هستند که دارای ساختار مارپیچ یا هلیکال می باشند و به همین دلیل به این نام معرفی می شوند. این نوع چرخدنده ها از دسته چرخدنده های ساده ولی با امتداد پروفیل مورب نسبت به امتداد شفت می باشند. انتقال نیرو در این نوع جعبه دنده ها با توجه به ساختار چرخ دنده های آن ها (هلیکال) با حرکت یک نقطه در امتداد سطح دنده انجام می شود. این گیربکس ها به علت کاستن صدا و درگیری نرم چرخ دنده ها در سیستم های انتقال نیرو به کار می روند و می توانند در دور ها و توان های بالاتری نسبت به دنده های ساده استفاده شوند. اساس کار این نوع گیربکس ها بدین شکل می باشد که با کاهش دور باعث افزایش گشتاور در قسمت خروجی می شوند. این گیربکس بر اساس نوع طراحی در ابعاد متوسط قرار می گیرد و معمولا به الکتروموتور هایی با توان بین 0.35 تا 55 کیلو وات کوپل می شوند.

اساس کار این نوع گیربکس ها بدین شکل می باشد که با کاهش دور باعث افزایش گشتاور در قسمت خروجی می شوند.

این گیربکس را بر اساس نحوه اتصال می توان به سه بخش پایه دار، فلنچ دار و یا ارائه با هر دو تقسیم بندی کرد. 

گیربکس هلیکال

3. گیربکس آویز (Parallel Shaft Gearbox)

گیربکس های آویز به دلیل قابلیت چند محور بودن توانایی ایجاد نسبت های تبدیل بالایی را دارند که به موازات این مسئله قابلیت ایجاد گشتاورهای بالایی را نیز دارند و در مواردی که نیاز به گشتاور های بالا و کارکرد به صورت دائم کار می باشد، همانند دستگاه های میکسر و یا سیستم های محرک خطی در جرثقیل های سقفی چند کاره انتخاب بسیار عالی است .گیربکس های آویز همانند گیربکس های هلیکال ساختار چرخ دنده هایی با امتداد پروفیل مورب نسبت به امتداد شفت دارند تنها تفاوتشان در این است که دارای ساختار چند محوری به صورت موازی می باشند. همچنین این نوع از جعبه دنده ها به دلیل حجم بالایی از روغن به صورت دائمی دارای ظرفیت حرارتی بالایی نسبت به سایر جعبه دنده های هلیکال هستند که در این امر خود باعث بالا رفتن عمر کارکرد گیربکس و عدم تخریب زود هنگام دنده ها می شود.

گیربکس آویز

4. گیربکس کرانویل پینیون (Crown Wheel Pinion Gearbox)

گیربکس های کرانویل تشکیل شده است از تعدادی چرخدنده هلیکال و دو چرخدنده که قابلیت انتقال گشتاور در زاویه 90 درجه را ایجاد می کنند. به منظور انتقال نیرو در محور های متعامد و غیر متعامد و متنافر نیاز به سیستم درگیری دنده ها در دو سطح مورب بوده که توسط چرخ دنده های مخروطی مارپیچ تامین می گردد. در گیری پروفیل دنده های مخروطی مارپیچ به صورت همزمان بوده و عملکرد نرمی نسبت به دنده های مخروطی ساده دارند و می توانند گشتاورهای بالاتری را بدون ضربه و صدا به نرمی انتقال دهند.

گیربکس کرانویل

5. گیربکس صنعتی (Industrial Gearbox)

نوعی از گیربکس هلیکالی با توان گشتاور بسیار بالا گریبکس های صنعتی می باشند. این گیربکس ها از نظر ظاهر و کارایی به تک محور، چندمحور، قورباغه ای، شتری، روسی و زد (Z) تقسیم می شود. معمولاً گیربکس صنعتی بر اساس وزن ارائه می شود و حداقل وزن آن 400 کیلوگرم است.

گیربکس های صنعتی بنا به سفارش مصرف کننده و به صورت تک و یا کوپل شده با موتور که همان موتور گیربکس یا الکتروگیربکس می باشد تولید می گردد.

گیربکس صنعتی

6. گیربکس خورشیدی (Planetary Gearbox)

امروزه در صنایع سبک و سنگین برای کاهش و یا افزایش دور در صورت بالا بودن نسبت تبدیل و توان های بسیار بالا در فضا های محدود و راندمان بالای گیربکس، از گیربکس خورشیدی استفاده می شوند. چرخ دنده های خوشیدی با قابلیت استفاده در دورهای بالا و توان های بالا یکی از پرکاربرد ترین چرخ دنده ها در صنایع نوین معرفی شده اند این نوع چرخدنده ها در دو نوع تک استیج و یا چند استیج طراحی و تولید می گردد.در این نوع گیربکس ها امکان بدست آوردن دور های ایده آل در محدوده بین 5/0 تا 800 دور در دقیقه قابل دستیابی می باشد. نسبت تبدیل در هر طبقه گیربکس بین 3 تا 7 متغیر است.

گیربکس خورشیدی

7.گیربکس دور متغیر

واریاتور

در بعضی از صنایع نیاز است تا دور الکتروموتور بدون ایجاد گشتاور قبل از ورود به گیربکس کاهش یا افزایش داشته باشد. وظیفه این کار بر عهده ابزاری به نام گیربکس دور متغیر است. گیربکس دور متغیر بر اساس نوع طراحی به دسته های زیر تقسیم بندی می شود:

  • گیربکس دور متغیر تسمه پولی
  • گیربکس دور متغیر واریاتور
  • گیربکس دور متغیر هیدرولیکی معمولا نسبت دور این گیربکس تا 1 به 5 است. 

8.گیربکس اکسترودر

گیربکس صنعتی اکسترودر

نوعی از گیربکس صنعتی است که در صنایع اکستروژن کارایی دارد. در بخش گیربکس اکسترودر توضیحات جامع تری ارائه شده است.

نحوه عملکرد گیربکس

گیربکس ماشینی است که برای انتقال توان مکانیکی از یک منبع تولید توان به یک مصرف کننده و همچنین برآورده ساختن گشتاور و سرعت دورانی مورد نیاز مصرف کننده به کار می رود. گیربکس در واقع یک واسطه منبع توان و مصرف کننده توان می باشد که بین منبع توان و مصرف کننده موجب ایجاد انعطاف پذیری می شود.

به دلیل هماهنگ بودن گشتاور و سرعت دورانی منبع تولید توان با مصرف کننده نیاز به ماشینی که بتواند این هماهنگی را به صورت یک واسطه برقرار کند امری ضروری به نظر می رسد دستگاهی که این خواسته را می تواند تامین کند گیربکس نام دارد.

گیربکس

ماشین های ساده وسایلی هستند که بدون تغییر در مقدار کار، انجام آن را آسان می کنند و یا به عبارت دیگر این گونه وسایل انسان را قادر می سازد که به کمک نیروی کم اجسام سنگین تری را جابجا کند این وسایل: اهرم ها، قرقره ها، جرثقیل ها، چرخ دنده ها و غیره می باشند. در زیر برخی برخی از عوامل موثر در انجام کار شرح داده شده است:

کار (W): هرگاه نقطه اثر نیرویی تغییر مکان پیدا کند گوییم کار انجام شده است. بنابراین برای انجام کار نیاز به دو عامل نیرو (F) و تغییر مکان (d) می باشد.

W = F × d (کار)

نیرو (F): نیرو عاملی است که باعث حرکت، تغییر حرکت و یا تغییر فرم در اجسام می گردد. اجسام مختلف و قطعات ماشین آلات ممکن است در آن واحد تحت تاثیر نیرو های مختلفی قرار گیرند که مقدار، امتداد جهت و نقطه اثر آن ها با هم متفاوت باشد. در این گونه موارد از ترکیب آن ها نیروی معادلی بدست می آورند که به تنهایی بتواند اثر همه نیرو ها را داشته باشد این نیرو را نیروی برایند می نامند.

گشتاور (τ): نیرویی که بخواهد قطعه ای را حول محوری بگرداند در قطعه مورد نظر تولید گشتاور می نماید.

با توجه به اینکه مقدار کار (W) نیز از حاصل ضرب مقدار نیرو در تغییر مکان بدست می آید لذا گشتاور و کار می توانند واحد مشترک N.M را داشته باشد ولی بایستی توجه داشت که مقدار آن ها در یک قطعه گردنده مساوی نمی باشد. بعنوان مثال در دستگاه لنگی که با نیروی ثابتی می گردد گشتاور ثابت مانده ولی مقدار کار به نسبت مسافتی که نیرو طی می کند تغییر می یابد.

نحوه محاسبه گشتاور خروجی الکتروگیربکس

τ=(P×9550)/ω

  • τ: گشتاور (نیوتن بر متر)
  • P: توان (کیلو وات)
  • ω: دور خروجی (دور بر دقیقه)

اجزای تشکیل دهنده گیربکس
  1. چرخدنده ها: گیربکس ها اجزای مختلفی دارند که اصلی ترین جز آن ها چرخدنده ها می باشند که بسته به نوع گیربکس، شکل و جنس آن ها متفاوت است.
  2. پوسته گیربکس: دنده ها درون آن قرار می گیرند و جنس آن معمولا از چدن ریخته گری شده است.
  3. شافت های ورودی و خروجی: این شافت ها می توانند به صورت سوراخ (HOLLOW) و یا شافت (Solid) باشند و جنس آن ها از فولاد است.
  4. بیرینگ (Bearing) یا یاتاقان: برای تحمل بار های شعاعی و محوری شافت های گیربکس استفاده می شوند.
  5. نشت بند (seal) یا کاسه نمد: برای حفاظت بیرینگ ها از عوامل خارجی مثل گرد و غبار و همچنین نگهداری از روغن داخل پوسته استفاده می شود.
  6. درپوش کنترل روغن و بازبینی
  7. کاسه نمد

اجزای گیربکس

استاندارد های گیربکس صنعتی

در سال 1943 میلادی استانداردی با نام AGMA421.01 برای گیربکس های صنعتی ارائه شد. با استفاده از این گیربکس می توان مقدار توان گیربکس بر حسب اسب بخار و مقدار تنش های مجاز را اندازه گیری کرد. همچنین در این استاندارد نکاتی در خصوص عملیات حرارتی نیز ارائه شده است.

استاندارد AGMA 421.05 در سال 1963 با تغییراتی جهت تصحیح نمودن استاندارد های قبلی و نیز برای توسعه در نحوه طراحی و عمل کرد گیربکس ارائه شد.

برای مثال در گیربکس هلیکال بر اساس استاندارد AGMA 421.05 داریم:

  • اگر گیربکس های تک مرحله ای باشد، سرعت خطی گام ≥ m/s 35 و سرعت دورانی آن RPM 4500 باید باشد.
  • اگر گیربکس چند مرحله ای باشد، در حداقل یک مرحله سرعت خطی گام ≥ m/s 35 و در مراحل دیگر نباید کمتر از 8 m/s باشد.

نحوه نگهداری گیربکس

بر اساس نوع گیربکس و شرایط محیط، برای طولانی تر شدن عمر مفید آن اقداماتی صورت می پذیرد. به طور مثال در گیربکس خورشیدی، بازدید سطح روغن باید به صورت دوره ای و در زمان کوتاه باشد. برای اطلاع از شرایط نگهداری به کاتالوگ دستگاه مراجعه فرمایید.

مفهوم لقی در گیربکس

به فضای خالی بین دو چرخدنده درگیر لقی (Backlash) می گویند. این لقی می تواند به دو صورت استاتیکی و دینامیکی باشد. اگر صرفا لقی مطلق اندازه گیری شود به آن لقی استاتیکی و اگر اختلاف بین نیروی انتقالی محاسبه گردد، لقی پویا یا دینامیکی گویند.

معمولا در بین انواع چرخدنده ها به دلیل آسان نمودن فرآیند ساخت و ماشین کاری، بر اساس استاندارد ساخت، لقی وجود دارد. فضا لقی موجود در بین چرخدنده ها را می توان با روغن پوشش داد. روغن علاوه بر خنک کاری قطعات موجب کاهش اصطکاک میان دنده ها می شود.

تاریخچه ساخت گیربکس

شواهد تاریخی نشان می دهد مردم یونان باستان اجسامی شبیه به چرخدنده های امروزی که از جنس چوب بود را ساختند و با چربی حیوانی سطح تماس بین زوج دنده ها را روغن کاری می کردند. با این ابزار اجسام سنگین همچون مصالح را جا به جا کرده و یا برای انتقال آب از سطحی به سطح دیگر استفاده می کردند.

گیربکس های امروزی در واقع از قرن هجدهم میلادی همزمان با انقلاب صنعتی در انگلستان و در صنعت نساجی ساخته شدند. اگر چه چرخدنده های امروزی پیشرفت بسیاری از نمونه های گذشته کرده است اما یقیناً در آینده نسل جدیدی از گیربکس با قابلیت های بهتر و با ابعاد مناسب تری را شاهد خواهیم بود.

دیدگاه خود را با ما در میان بگذارید
امتیاز:





دیدگاه کاربران
محمد احمدبیگی
 ارسال شده در : ﺳﻪشنبه 07 بهمن 1399

با سلام و عرض ادب خدمت شما و تمامی همکاران گروه صنعتی فامکو من یک سوال دارم، من می خوام یه بالابر درست کنم که میخواد ۴۰۰ کیلو وزن جابجا کنه تا ارتفاع ۵۰ متر با سرعت پایین از کجا بفهمم که چه نسبت گیربکسی و چه موتوری باید استفاده کنم؟ اگر لطف کنین و معادله ریاضی این مسئله رو بیان کنین ممنون میشم.

user1@web24.ir
 ارسال شده در : چهارشنبه 08 بهمن 1399

سلام، همکاران واحد مشاوره فنی با شما تماس خواهند گرفت.

یاسر قیاسی
 ارسال شده در : پنجشنبه 18 دی 1399

خیلی عالی بود.

مدیر سایت
 ارسال شده در : شنبه 20 دی 1399

ممنون از شما جناب قیاسی عزیز...

صادق حقیقی
 ارسال شده در : دوشنبه 24 آذر 1399

بسیارعالی و جذاب است محصولات شما، چون ما در صنعت تولید میلگرد فعالیت می کنیم با این گریبکسها سروکار داریم جسارتا شما قطعات یدکی این گریبکسها هم دارید؟

مدیر سایت
 ارسال شده در : دوشنبه 24 آذر 1399

سلام جناب حقیقی، ممنون از شما، بله اکثر قطعات یدکی گیربکس های موجود است، در صورت تمایل بفرمایید تا کراشناسان ما با شما تماس بگیرند.

فرهاد
 ارسال شده در : شنبه 15 آذر 1399

سلام، ضمن تشکر از سایت و مطالب خوبتون، یک سوال دارم. برای موتور 12 ولت 2500 دور و توان 300 وات، اگر بخوام گیربکسی انتخاب کنم که سرعت خروجی 30 دور بر دقیقه باشه، چه گیربکسی رو پیشنهاد میدین؟

مدیر سایت
 ارسال شده در : یکشنبه 16 آذر 1399

سلام، ممنون از شما، می بایست از گیربکس های مینیاتوری سری خاص استفاده نمایید و متاسفانه هایپر صنعت فامکو این نوع گیربکس ها را تامین نمی کند.

میلاد گلیج
 ارسال شده در : دوشنبه 10 آذر 1399

سلام، یک میکسر (بلنجر) دارم که گیربکسش اذیتم میکنه یکسال بیشتر کار نکرده و متاسفانه چینی هست میخوام عوض کنم گیربکسش رو، میشه راهنماییم کنید. گیربکس یه الکتروموتور سه فاز دور ۱۴۰۰ وصله و دور خود گیربکس ۶۰ دور در دقیقه هست.

مدیر سایت
 ارسال شده در : ﺳﻪشنبه 11 آذر 1399

سلام، همکاران واحد مشاوره فنی با شما تماس خواهند گرفت.

محسن پیری
 ارسال شده در : یکشنبه 09 آذر 1399

سلام، بنده یه گیربکس ۱۸۵ دارم که رو یه میکسر بتن سوار بوده. حالا دنده برنجیش کچل کرده و میخوام تعویض کنم. لطفا" بفرمایید که آیا شما چنین خدماتی رو ارائه میدین چنانچه ارائه میدین، قیمت اش بفرمایید. متشکرم

مدیر سایت
 ارسال شده در : دوشنبه 10 آذر 1399

سلام، همکاران واحد تعمیرات با شما تماس خواهند گرفت.

سرهنگ مهندس سید صیاد هاشمی
 ارسال شده در : یکشنبه 20 مهر 1399

با سپاس از زحمات شما بزرگواران و استفاده از نوشته ها، آیا میشه با استفاده از گیربکس های خورشیدی دور ۱۵۰۰۰ در دقیقه را به حدود ۳۰۰ دور رساند؟

مدیر سایت
 ارسال شده در : دوشنبه 21 مهر 1399

سلام، ممنون از شما، از نظر فنی حداکثر دور ورودی مجاز در گیربکسهای خورشیدی ۳۵۰۰ دور در دقیقه می باشد و لذا برای ۱۵۰۰۰ دور باید گیربکس سفارشی توسط کمپانی سازنده طراحی و ساخته شود.

محمد رحمانی
 ارسال شده در : یکشنبه 13 مهر 1399

با عرض سلام خدمت دوستان و همه دست اندرکاران صنعتی فامکو که به این شکل زيبا و رسا و تاثیرگذار محصولات صنعتی خود را با کارآیی علمی در صنایع به اشتراک گذاشتن وسطح علمی از صنايع را در صنعت کشور بالا برده که تمام استاد کاران که بصورت تجربی در فعالیت هستند با مطالعه این مطالب علمی، بتوانند بهترین متریال را برای کار یا پروژه خودانتخاب کنند، با تشکر فراوان، محمد رحمانی، دزفول

مدیر سایت
 ارسال شده در : یکشنبه 13 مهر 1399

جناب رحمانی عزیز، سلام و خدا قوت، ما هم خدا را شاکر و سپاسگذار هستیم که همراهانی همچون شما داریم، عزیزانی که وقت خود را صرف مطالعه علمی و دقیق تر می کنند و این موضوع مایه دلگرمی ما شده و باعث می گردد تا ثابت قدم تر از قبل در این مسیر قدم برداریم. لطف عالی مستدام...

قنبرزاده
 ارسال شده در : ﺳﻪشنبه 18 شهریور 1399

خیلی خوب بود، سپاس

مدیر سایت
 ارسال شده در : ﺳﻪشنبه 18 شهریور 1399

ممنون از شما دوست گرامی...

محمد سهیلی
 ارسال شده در : دوشنبه 13 مرداد 1399

درود بر زحمتکشان عرصه صنعت، گیربکس مخصوص دستگاه اکسترودر در کانال نمی بینم چرا؟

مدیر سایت
 ارسال شده در : ﺳﻪشنبه 14 مرداد 1399

سلام، گیربکس ها کاربری های بسیار متعددی دارند که یکی از آنها استفاده در اکسترودر ها می باشد، در صفحات مختلف سایت و در بخش انواع گیربکس به این موضوع اشاره شده است.

امیر رستم نژادی
 ارسال شده در : یکشنبه 29 تیر 1399

سلام وقت بخیر، برای ساخت دستگاه نورد طلاسازی چه گیربکسی مناسب هست؟ و هزینه آن چقدره؟ گیربکس یکطرفه و دوطرفه، ممنون از شما

مدیر سایت
 ارسال شده در : دوشنبه 30 تیر 1399

سلام، همکاران واحد مشاوره فنی با شما تماس خواهند گرفت.

ایمان زارعی
 ارسال شده در : ﺳﻪشنبه 03 تیر 1399

با سلام، من نقشه یک تجهیز مکانیکی دارم که مشخصات موتور و گیربکس آن در این سند به این شرح می باشد: KH127_TR87DRE132S4BE5HR - 4kw 3.5 RPM، لطفا در رابطه با انتخاب نوع گیربکس، الکتروموتور و شفت خروجی از گیربکس راهنمایی بفرمایید.

مدیر سایت
 ارسال شده در : ﺳﻪشنبه 03 تیر 1399

سلام، همکاران واحد مشاوره فنی با شما تماس خواهند گرفت.

آرش فریدونی
 ارسال شده در : پنجشنبه 08 خرداد 1399

سلام من یک دستگاه موتور گیربکس جهت هم زدن آب نمک می خواستم میشه راهنمایی کنید؟ ابعاد مخزن 130 ارتفاع، قطر 100 سانت که مقدار 40سانت هم نمک داخل مخزن هست.

مدیر سایت
 ارسال شده در : شنبه 10 خرداد 1399

سلام، همکاران واحد مشاوره فنی با شما تماس خواهند گرفت.