معرفی انواع گیربکس صنعتی و کاربرد آن

۱. گیربکس کاهنده (Reducer)

گیربکس کاهنده یا کاهنده دور، عمومی‌ترین نام در میان انواع گیربکس صنعتی است که به هر نوع گیربکسی گفته می‌شود که دور خروجی آن از دور ورودی کمتر باشد. در واقع کاهنده یک واژه عمومی است و بسیاری از گیربکس‌های حلزونی، هلیکال و کتابی در دسته کاهنده‌ها قرار می‌گیرند. وظیفه اصلی کاهنده، کاهش سرعت چرخش و افزایش گشتاور است. برای خرید گیربکس صنعتی بر روی لینک درج شده کلیک کنید.

گیربکس‌های کاهنده بسته به نوع چرخ‌دنده و ساختار داخلی می‌توانند در نسبت‌های تبدیل مختلف از ۱:۱ تا چند هزار به یک تولید شوند. در صنایع سنگین مانند فولاد، سیمان، معدن و پتروشیمی، کاهنده‌ها نقش بسیار مهمی ایفا می‌کنند. برای مثال در نوار نقاله‌های معادن، یک الکتروموتور با دور ۱۵۰۰ دور در دقیقه به کمک یک کاهنده به دور ۳۰ تا ۵۰ دور در دقیقه تبدیل می‌شود تا مواد به‌آرامی جابه‌جا شوند.

مزیت اصلی کاهنده‌ها در میان انواع گیربکس صنعتی، تنوع بالا در طراحی و قابلیت سفارشی‌سازی برای گشتاورهای بسیار زیاد است. از معایب نسبی آن‌ها نیز می‌توان به ابعاد بزرگ در توان‌های بالا و نیاز به روغن‌کاری منظم اشاره کرد.

۲. گیربکس حلزونی

گیربکس حلزونی یکی از پرکاربردترین انواع گیربکس صنعتی است که از دو جزء اصلی تشکیل شده است: یک ماردون (پیچ حلزونی) و یک چرخ‌دنده حلزونی. محور ورودی معمولاً به ماردون متصل است و محور خروجی از مرکز چرخ‌دنده حلزونی خارج می‌شود. زاویه بین محور ورودی و خروجی در این نوع معمولاً ۹۰ درجه است.

ویژگی بارز گیربکس حلزونی، قابلیت ایجاد نسبت تبدیل بالا در یک مرحله است. به‌عنوان مثال با یک مرحله درگیری ماردون و چرخ‌دنده می‌توان به نسبت ۱:۶۰ یا حتی ۱:۱۰۰ دست یافت. این ویژگی باعث کاهش حجم و وزن گیربکس نسبت به کاهنده‌های چندمرحله‌ای می‌شود. همچنین به دلیل اصطکاک بالای بین ماردون و چرخ‌دنده، این گیربکس‌ها معمولاً خاصیت خودقفل‌شوندگی دارند؛ یعنی در نسبت‌های بالا، بار نمی‌تواند از سمت خروجی محور ورودی را بچرخاند. این خاصیت در بالابرها، آسانسورها و نوار نقاله‌های شیب‌دار بسیار ارزشمند است. برای اطلاع از قیمت گیربکس حلزونی بر روی لینک درج شده کلیک کنید.

از نظر کاربرد، گیربکس حلزونی در دستگاه‌های بسته‌بندی، میکسرهای صنعتی، خطوط انتقال مواد، ماشین‌آلات تزریق پلاستیک، بالابرهای ساختمانی و بسیاری تجهیزات دیگر به‌کار می‌رود. با این حال باید توجه داشت که راندمان این نوع از انواع گیربکس صنعتی به دلیل اصطکاک لغزشی بین ماردون و چرخ‌دنده پایین‌تر از انواع هلیکال است؛ در نسبت‌های بالا راندمان ممکن است به ۵۰ تا ۷۰ درصد کاهش یابد. به همین دلیل برای توان‌های بالا و کار مداوم بهتر است از گزینه‌های دیگر استفاده شود یا خنک‌کاری مناسب پیش‌بینی شود.

۳. گیربکس کتابی

گیربکس کتابی نامی است که در بازار ایران برای گروهی از کاهنده‌های هلیکال با محورهای موازی و بدنه‌ای که به شکل کتاب باز و بسته می‌شود، به‌کار می‌رود. این نام‌گذاری به دلیل شکل ظاهری بدنه است که از دو نیمه تشکیل شده و با پیچ به یکدیگر متصل می‌شوند؛ مانند یک کتاب که باز و بسته می‌شود. از نظر فنی، گیربکس کتابی معمولاً شامل چرخ‌دنده‌های هلیکال با یک، دو یا سه مرحله کاهش دور است.

یکی از مزایای مهم گیربکس کتابی، راندمان بالای آن نسبت به گیربکس حلزونی است. چرخ‌دنده‌های هلیکال درگیری نرم‌تر و سطح تماس بیشتری دارند و در نتیجه تلفات اصطکاکی کمتری ایجاد می‌کنند. راندمان این نوع معمولاً بالای ۹۵ درصد در هر مرحله است. همچنین ساختار دو تکه بدنه، تعمیر و نگهداری را آسان‌تر می‌کند؛ زیرا با باز کردن پیچ‌ها می‌توان به چرخ‌دنده‌ها و یاتاقان‌ها دسترسی پیدا کرد.

گیربکس کتابی در صنایع فولاد، سیمان، نوار نقاله‌های سنگین، سنگ‌شکن‌ها، آسیاب‌ها و میکسرهای بزرگ استفاده می‌شود. محدودیت این نوع در میان انواع گیربکس صنعتی آن است که نسبت تبدیل در هر مرحله کمتر از گیربکس حلزونی است؛ بنابراین برای نسبت‌های خیلی بالا به چند مرحله نیاز است که ابعاد را بزرگ‌تر می‌کند. با این وجود برای توان‌های متوسط تا سنگین، انتخاب بسیار مناسبی است.

۴. گیربکس VF

گیربکس VF در واقع نام تجاری یکی از سری‌های شناخته‌شده گیربکس حلزونی است که توسط شرکت‌های اروپایی تولید شده و در بازار ایران به همین نام رایج شده است. بسیاری از مصرف‌کنندگان، واژه VF را به‌عنوان یک نوع مستقل در میان انواع گیربکس صنعتی می‌شناسند. از نظر فنی، گیربکس VF یک گیربکس حلزونی با طراحی بهینه و بدنه‌ای جمع‌وجور است که معمولاً از آلیاژ آلومینیوم یا چدن ساخته می‌شود.

مشخصه اصلی گیربکس VF، ابعاد کوچک، وزن کم و نصب آسان است. این گیربکس‌ها اغلب با فلنج ورودی برای اتصال مستقیم الکتروموتور و شفت خروجی توپر یا توخالی عرضه می‌شوند. نسبت تبدیل‌های متنوع از حدود ۱:۵ تا ۱:۱۰۰ در دسترس است و به دلیل طراحی ماژولار، امکان نصب در موقعیت‌های مختلف وجود دارد.

کاربرد گیربکس VF بیشتر در صنایع سبک و متوسط مانند صنایع غذایی، دارویی، بسته‌بندی، خطوط مونتاژ، نوار نقاله‌های سبک و دستگاه‌های پرکن است. در مقایسه با گیربکس حلزونی سنتی، VF معمولاً دارای کیفیت سطح بهتر، آب‌بندی قوی‌تر و راندمان کمی بالاتر است. با این حال همچنان محدودیت راندمان گیربکس حلزونی را دارد و برای توان‌های بالا توصیه نمی‌شود. با این وجود به دلیل قیمت مناسب و فراوانی در بازار، یکی از پرطرفدارترین انواع گیربکس صنعتی در ایران است.

۵. گیربکس هلیکال

گیربکس هلیکال به گیربکسی گفته می‌شود که در آن از چرخ‌دنده‌های مارپیچ یا هلیکال استفاده شده است. دندانه‌های این چرخ‌دنده‌ها نسبت به محور چرخش زاویه‌دار هستند و به همین دلیل درگیری آن‌ها تدریجی و نرم‌تر از چرخ‌دنده‌های ساده است. این ویژگی باعث کاهش صدا، لرزش و تنش‌های ضربه‌ای می‌شود. برای خرید گیربکس هلیکال با ما تماس بگیرید.

گیربکس هلیکال ممکن است به صورت شفت موازی یا شفت عمود طراحی شود. نوع شفت موازی رایج‌تر است و در آن محور ورودی و خروجی در یک راستا یا موازی با هم قرار دارند. در برخی مدل‌ها نیز از ترکیب چرخ‌دنده‌های هلیکال و مخروطی برای تغییر زاویه ۹۰ درجه استفاده می‌شود که به آن گیربکس بول هلیکال گفته می‌شود و در بخش بعدی بررسی خواهد شد.

از مزایای گیربکس هلیکال می‌توان به راندمان بالا، قابلیت تحمل بارهای زیاد، طول عمر طولانی و کارکرد کم‌صدا اشاره کرد. این نوع در میان انواع گیربکس صنعتی برای کاربردهای سنگین و مداوم بهترین انتخاب محسوب می‌شود. صنایع سیمان، فولاد، پتروشیمی، نیروگاه‌ها، صنایع کاغذ و کارخانه‌های تولید آسفالت از مهم‌ترین مصرف‌کنندگان گیربکس هلیکال هستند.

البته قیمت گیربکس هلیکال معمولاً بالاتر از حلزونی است و برای نسبت‌های خیلی بالا نیاز به چند مرحله دنده دارد که باعث افزایش طول و وزن می‌شود. اما در مجموع به دلیل راندمان بالا و کاهش هزینه‌های انرژی در بلندمدت، در توان‌های متوسط تا بالا توجیه اقتصادی بسیار خوبی دارد. پارتاک صنعت در زمینه فروش انواع گیربکس‌های صنعتی فعالیت داشته و این محصولات را بدون واسطه به بازار عرضه می‌کند.

۶. گیربکس شافت مستقیم سری R و G

گیربکس شافت مستقیم سری R و G به خانواده‌ای از کاهنده‌های هلیکال با محورهای هم‌مرکز گفته می‌شود که ورودی و خروجی آن‌ها روی یک خط قرار دارند. این طراحی باعث کاهش فضای نصب و سادگی در کوپلینگ مستقیم با الکتروموتور می‌شود. سری R معمولاً با پایه و فلنج خروجی توپر عرضه می‌شود و برای نصب افقی یا عمودی در ماشین‌آلات مختلف مناسب است.

سری G اغلب به‌صورت شفت سوار (Shaft Mount) با شفت خروجی توخالی و بازوی گشتاور طراحی می‌شود. در این حالت گیربکس مستقیماً روی شفت محرک نصب می‌شود و نیاز به کوپلینگ و هم‌محورسازی دقیق حذف می‌شود. این ویژگی در نوار نقاله‌ها، میکسرها، پمپ‌ها و ماشین‌آلات بسته‌بندی بسیار کارآمد است.

راندمان گیربکس شافت مستقیم سری R و G مشابه سایر انواع هلیکال بالای ۹۵ درصد است و از آنجا که درگیری دنده‌ها از نوع غلتشی است، سایش و تولید حرارت کمتری نسبت به گیربکس حلزونی دارند. این نوع از انواع گیربکس صنعتی برای کاربردهایی که نیاز به انتقال مستقیم و کم‌صدا دارند، گزینه‌ای بسیار مناسب به‌شمار می‌رود.

۷. گیربکس بول هلیکال

گیربکس بول هلیکال یا به بیان فنی‌تر گیربکس مخروطی-هلیکال، نوعی از انواع گیربکس صنعتی است که از ترکیب چرخ‌دنده‌های مخروطی (Bevel) و هلیکال ساخته می‌شود. وظیفه چرخ‌دنده مخروطی در این گیربکس، تغییر جهت محور چرخش به میزان ۹۰ درجه است و چرخ‌دنده‌های هلیکال نیز کاهش دور و افزایش گشتاور را انجام می‌دهند.

ساختار بول هلیکال به‌گونه‌ای است که محور ورودی و خروجی نسبت به هم زاویه قائمه دارند. این ویژگی در ماشین‌آلاتی که نیاز به تغییر جهت انتقال قدرت دارند بسیار مهم است. به‌عنوان مثال در بسیاری از نوار نقاله‌های صنعتی، الکتروموتور به‌صورت افقی نصب می‌شود اما محور محرک نوار در جهت عرضی قرار دارد. گیربکس بول هلیکال این تغییر جهت را همراه با کاهش دور به‌خوبی انجام می‌دهد.

راندمان گیربکس بول هلیکال به دلیل استفاده از دنده‌های هلیکال و مخروطی با کیفیت خوب، معمولاً بالای ۹۰ درصد است. این نوع از انواع گیربکس صنعتی در صنایع سنگین مانند فولاد، معدن، سیمان، کشتی‌سازی و تجهیزات انتقال مواد کاربرد فراوان دارد. از مزایای آن می‌توان به تحمل بارهای شعاعی و محوری زیاد، قابلیت نصب در فضاهای محدود و عمر کاری بالا اشاره کرد. از معایب آن نیز قیمت بالا و حساسیت به روان‌کاری مناسب است.

۸. گیربکس قورباغه‌ای

گیربکس قورباغه‌ای یک نام عامیانه و رایج در بازار ایران برای نوع خاصی از کاهنده‌های کوچک و جمع‌وجور است که معمولاً از ترکیب چرخ‌دنده حلزونی و چرخ‌دنده هلیکال یا ساده ساخته می‌شوند. علت نام‌گذاری آن شکل ظاهری بدنه است که شباهت زیادی به بدن قورباغه دارد؛ محفظه‌ای کوچک با دو برجستگی در طرفین که محل نصب یاتاقان‌ها و شفت‌هاست.

گیربکس قورباغه‌ای اغلب در توان‌های پایین و نسبت‌های تبدیل متوسط به بالا استفاده می‌شود. این نوع از انواع گیربکس صنعتی در دستگاه‌های کوچک مانند همزن‌های صنعتی سبک، نوار نقاله‌های کوتاه، دستگاه‌های بسته‌بندی، درب‌های اتوماتیک، میزهای دوار و تجهیزات آزمایشگاهی کاربرد دارد. به دلیل ابعاد کوچک، نصب آن در فضاهای محدود آسان است.

مزیت اصلی گیربکس قورباغه‌ای قیمت پایین، سادگی ساخت و نگهداری آسان است. اما نباید از آن انتظار تحمل گشتاورهای بسیار بالا یا کار مداوم در شرایط سخت را داشت. در بسیاری از موارد، این گیربکس با موتورهای کوچک به صورت یکپارچه عرضه می‌شود و برای کارهای سبک و متوسط گزینه اقتصادی مناسبی است. در مجموع گیربکس قورباغه‌ای را می‌توان زیرمجموعه‌ای از گیربکس‌های کاهنده با طراحی خاص دانست که در بازار ایران جایگاه خود را پیدا کرده است.

مقایسه انواع گیربکس صنعتی از نظر راندمان و کاربرد

برای انتخاب صحیح از میان انواع گیربکس صنعتی، لازم است تفاوت‌های کلیدی آن‌ها را در یک نگاه مرور کنیم:

• راندمان: گیربکس هلیکال، شافت مستقیم R و G و بول هلیکال معمولاً راندمان بالای ۹۰ درصد دارند، در حالی که گیربکس حلزونی و VF در نسبت‌های بالا ممکن است راندمان ۵۰ تا ۷۵ درصد داشته باشند. گیربکس کتابی نیز به دلیل استفاده از دنده هلیکال راندمان خوبی دارد.
• نسبت تبدیل: گیربکس حلزونی و VF امکان ایجاد نسبت‌های بالا در یک مرحله را فراهم می‌کنند. در مقابل گیربکس هلیکال و کتابی برای نسبت‌های بالا به چند مرحله نیاز دارند.
• زاویه محور: در گیربکس حلزونی، VF و بول هلیکال معمولاً زاویه ورودی و خروجی ۹۰ درجه است. در گیربکس کتابی و هلیکال شفت موازی، محورها موازی یا در یک راستا قرار دارند. گیربکس شافت مستقیم R و G نیز محور هم‌مرکز دارند.
• قابلیت خودقفل‌شوندگی: گیربکس حلزونی و VF در نسبت‌های بالا می‌توانند خودقفل‌شونده باشند، اما گیربکس هلیکال، کتابی و شافت مستقیم R و G این خاصیت را ندارند.
• ظرفیت گشتاور: گیربکس هلیکال، بول هلیکال و شافت مستقیم R و G برای گشتاورهای سنگین مناسب‌ترند. گیربکس حلزونی و VF برای توان‌های کم تا متوسط و گیربکس قورباغه‌ای برای توان‌های پایین به کار می‌روند.

جدول مقایسه انواع گیربکس صنعتی

راهنمای انتخاب انواع گیربکس صنعتی

هنگام انتخاب از میان انواع گیربکس صنعتی باید به چند عامل اصلی توجه کرد:

1. توان و گشتاور مورد نیاز: ابتدا باید گشتاور خروجی و توان الکتروموتور مشخص شود. سپس از کاتالوگ سازنده، گیربکسی انتخاب شود که گشتاور نامی آن از گشتاور مورد نیاز بیشتر باشد.
2. نسبت تبدیل: نسبت دور ورودی به خروجی با توجه به سرعت نهایی مورد نیاز فرایند تعیین می‌شود.
3. شرایط محیطی: دما، رطوبت، گرد و غبار و مواد شیمیایی می‌توانند بر نوع آب‌بندی و جنس بدنه تأثیر بگذارند.
4. نوع بار: بارهای ضربه‌ای مانند سنگ‌شکن نیاز به گیربکس مقاوم‌تری مانند هلیکال، بول هلیکال یا شافت مستقیم R و G دارند، در حالی که بارهای یکنواخت مانند نوار نقاله سبک با گیربکس حلزونی یا VF نیز به‌خوبی کار می‌کنند.
5. راندمان و هزینه انرژی: در توان‌های بالا، راندمان پایین گیربکس حلزونی باعث اتلاف انرژی و افزایش دمای روغن می‌شود. در این موارد گیربکس هلیکال یا کتابی با وجود قیمت اولیه بالاتر، در بلندمدت اقتصادی‌تر است.
6. فضای نصب: اگر فضای نصب محدود است، گیربکس VF یا قورباغه‌ای به دلیل ابعاد جمع‌وجور گزینه‌های مناسبی هستند. در صورت نیاز به تغییر جهت ۹۰ درجه، بول هلیکال یا حلزونی انتخاب می‌شوند. برای محورهای هم‌مرکز و نصب مستقیم نیز گیربکس شافت مستقیم سری R یا G توصیه می‌شود.

جمع‌بندی

به‌طور خلاصه، انتخاب از میان انواع گیربکس صنعتی باید بر اساس گشتاور، نسبت تبدیل، راندمان و فضای نصب انجام شود. گیربکس‌های حلزونی و VF برای نسبت‌های بالا و بارهای سبک تا متوسط، هلیکال، کتابی و بول هلیکال برای کار سنگین و مداوم، و قورباغه‌ای و شافت مستقیم R و G برای کاربردهای خاص و فشرده مناسب‌اند. توصیه می‌شود پیش از خرید حتماً با کاتالوگ سازنده و متخصصان مشورت شود.

سوالات متداول