مدیریت سایت چکیده:
گیربکس صنعتی که کار انتقال قدرت را در صنایع مختلف انجام می دهند، شامل انواع مختلفی است که در این مقاله ما به تعریف انواع چرخ دنده در گیربکس های صنعتی پرداخته ایم. این انواع شامل: چرخدنده های ساده، مارپیچ، جناغی، خورشیدی، مخروطی و حلزونی میشوند.
مقدمه
گیربکس صنعتی چیست؟
گیربکس صنعتی دستگاهی است که برای انتقال قدرت بکار می رود.
در گیربکس های صنعتی، سرعت و گشتاور به یکدیگر تبدیل می گردند بدین معنی که در گیریکس های صنعتی کاهنده وظیفه گیربکس صنعتی این است که با کاهش سرعت خروجی، گشتاور خروجی هم افزایش می یابد و به همین دلیل است که مقدار مدولاسیون چرخ دنده ها در استیج های متوالی افزایش می یابد و همچنین در گیربکس های صنعتی افزاینده، با افزایش سرعت دورانی مقدار گشتاور کاهش می یابد.
در گیربکس های صنعتی اختلاف توان ورودی وخروجی به میزان راندمان آن گیر بکس بستگی دارد، معمولا گیربکس های صنعتی راندمان های بالا دارند بنابراین اگر فرض شود که راندمان گیربکس صنعتی 100 %باشد مقدار توان ورودی وخروجی یکسان خواهد بود . هر چه راندمان گیر بکس در اثر خطا های ساخت بیشتر کاهش یابد، توان تلف شده به پارامتر هایی چون دما، ارتعاش و صدا تبدیل خواهد گردید.
کاربرد گیربکس های صنعتی در صنایع کشور بسیار زیاد می باشد و معمولا ، گیربکس های صنعتی جزء قطعات حساس و تجهزات گران قیمت محسوب می گردند، لذا تهیه و نگهداری این تجهیزات نیازمند آموزش های ویژه برای مهندسین و دست اندرکاران این صنایع می باشد.
تغییرات سرعت و تغییرات گشتاور در گیربکس های صنعتی ایجاب می کند که مقوله ی طراحی، شامل دانش فنی، که تامین کننده هندسه قطعات و چرخ دنده ها، نوع متریال وتأمین مواد اولیه، سیکل عملیات حرارتی چرخ دنده ها و سیستم های نوین کنترل کیفیت و روش های مدرن اندازه گیری هندسه چرخ دنده ها بعد از ساخت و اینکه هر دستگاه مولد چرخ دنده توانایی تولید چرخ دنده، تا چه کلاس دقتی را دارا می باشد مورد توجه مهندسین و همچنین مدیران خرید این تجهیزات قرار بگیرد و آنها را در ارزیابی تأمین کنندگان این تجهیزات و قطعات توانمند سازد.
طراحی و چیدمان بیرینگ ها در گیربکس های صنعتی تابع تیپ و نوع چرخ دنده های بکار رفته در طراحی گیربکس صنعتی می باشد آنالیز نیرو های ایجاد شده که ناشی از نوع چرخ دنده ها و همچنین پارامتر سرعت دورانی در انتخاب نوع بیرینگ موثر می باشد، همین پارامتر ها بعلاوه طراحی بدنه پوسته ی گیربکس ، سیستم روان کاری چرخ دنده ها و بیرینگ ها را تعیین و معین خواهد نمود، لذا شناخت انواع چرخدنده هایی که درگیربکس های صنعتی بکار می رود از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.
انواع چرخ دنده ها در گیربکس های صنعت
چرخ دنده ساده :
طراحی و ساخت این نوع چرخ دنده ها بسیار ساده می باشد این چرخدنده ها در گیربکس های صنعتی با محور موازی و گیر بکس های خورشیدی ودنده های رو باز بکار می رود، زاویه مورب بین چرخ دنده و محور دوران وجود ندارد لذا در گیربکس هایی که از چرخدنده های ساده استفاده می شود نیروی محوری ایجاد نمی گردد .راندمان هر استیج این چرخدنده ها در صورت تولید صحیح حدود 99% می باشد.
– تماس بین دو چرخدنده در هر لحظه خاص به صورت یک خط راست است. بدین لحاظ این چرخ دنده ها قادرند نیروهای سنگین را انتقال دهند.
– سر و صدای این گیر بکس ها نسبت به نوع هلیکال (مورب) اندکی بیشتر است.
چرخ دنده مارپیچ :
زاویه هلیکس که بر روی سطح خارجی چرخ دنده ایجاد می شود دلیل نام گذاری این تیپ چرخدنده ها است ، زاویه بین محور دوران و سطح چرخدنده را زاویه هلیکال می نامند این تیپ چرخ دنده ها معمولا در گیر بکس های محور موازی کاربرد دارد. چنانچه مجموع جبری زاویه هلیکال هر دو چرخدنده صفر باشد، محور ها موازی خواهند بود این تیپ دنده ها درمحور های متنافر هم ( تصاویر محور های متقاطع ) کاربرد دارند در برخی از ماشین های ابزار تولید جهت تغییر جهت دوران از این نوع دنده ها استفاده می گردد.دراغلب گیربکس های صنعتی که در صنایع کاربرد دارند عمدتا از این نوع چرخ دنده ها استفاده شده است ، راندمان این نوع هم در هر استیج حدود 99% می باشد. غلتش این چرخدنده ها بر روی هم بسیار نرم است لذا سر و صدای کمتری تولید می کنند.بدلیل وجود زاویه ی هلیکال ، در این چرخدنده ها نیروی محوری ایجاد می گردد بنابراین طراحان از رول بیرینگ های مخروطی و یا رولببرینگ های بشکه ای در یاتاقان ها استفاده می کنند از دیگر مزایای این نوع چرخدنده ها (در یک پهنای مساوی) این نوع دنده ها توان بیشتری را نسبت به چرخدنده های ساده انتقال می دهند.
چرخ دنده های جناغی:
کاربرد این چرخ دنده هادر گیربکس های محور موازی است، انتقال توان بیشتر در یک فضای کم و استفاده از بیرینگ های ارزان تر (بدلیل این که نیروی محوری در این طرح ها صفر می گردد) از دیگر مزایای این چرخ دنده ها است، ماشین آلات تولید دقیق چنین چرخ دنده هایی بسیار گرانتر می باشد در صورت ایجاد خطای ساخت عملا نصف توان محاسبه شده انتقال پیدا می کند وتحت این شرایط بسیار سریع چرخ دنده تخریب می گردد. استفاده از نوع خاصی از رولر بیرینگ ها در هر استیج این گیر بکس ها باعث می گردد که خطا های ساخت بهبود یابند.
چرخ دنده های خورشیدی:
هر استیج این چرخدنده ها شامل حداقل 5 تا 8 عدد چرخدنده ساده می باشد .در هر استیج مقدار انتقال توان چندین برابر ( 3 تا 6 برابر ) می گردد ( در مقایسه با گیربکس های محور موازی با مدول و پهنای یکسان ). در یک حجم بسیارکم این گیربکس ها انتقال گشتاور و توان بیشتری صورت می گیرد .
طراحی و ساخت و مونتاژ این تیپ چرخدنده هاکه جدید تر می باشد نیازمند آموزش های خاصی می باشد . نگهداری وپایش این گیربکس ها نیاز به دقت بیشتری دارد . در طراحی این گیربکس ها از بیرینگ های ارزانتری می توان استفاده نمود .
چرخدنده های مخروطی:
در گیربکس های صنعتی سه نوع چرخ دنده مخروطی داریم:
چرخدنده مخروطی راست دندانه
چرخدنده مخروطی مارپیچ
چرخدنده مخروطی هیپوئید
چرخ دنده مخروطی راست دندانه:
مشابه چرخدنده ساده بر روی یک پروفیل مخروط ایجاد می شود ( امتداد محور های دوران در یک صفحه هستند و همدیگر را قطع می کنند )
چرخ دنده های مخروطی مارپیچ:
مشابه چرخدنده های هلیکال بر روی پروفیل مخروط ایجاد می شود و زاویه مورب دارد ( امتداد محورهای دوران در یک صفحه هستند و همدیگر را قطع می کنند )
چرخ دنده مخروطی هیپوئید:
امتداد محور های دوران پینیون و کرانویل در یک صفحه نیستند و هم دیگر را قطع نمیکنند (این تیپ چرخ دنده های مخروطی دردیفرانسیل خودرو کاربرد دارد)
استفاده یک استیج از این چرخدنده ها در طراحی گیربکس های صنعتی باعث می گردد که محور ورودی وخروجی گیربکس بر همدیگر عمود باشند و این موضوع در صنایع از اهمیت ویژه ای برخوردار می شود به گونه ای که فضای استقرار گیربکس های صنعتی را در سایت به صورت بهینه درمی آورد.
راندمان چرخ دنده های مخروطی نسبت به هلیکال اندکی کمتر می باشد .دستگاه های تولید کننده ی این چرخدنده بسیار گرانتر هستند نوع محاسبات ساخت این چرخ دنده ها بستگی به دانش فنی سازنده آن دستگاه دارد.
چرخ دنده حلزونی:
گیربکس های حلزونی شامل 2 چرخدنده هستند، چرخدنده ورودی را مارپیچ می گویند و چرخدنده مقابل آن را چرخ حلزون می نامند تصاویر محور های دوران این چرخدنده ها بر همدیگر عمودند، نوع تماس در این تیپ چرخدنده ها از نوع غلتش و لغزش بصورت همزمان می باشد. وجود لغزش باعث ایجاد حرارت بیشتر در این گیربکس ها میگردد ، به همین دلیل است که معمولا چرخ حلزون را از جنس فسفر برنر تولید می کنند. از دیگر مزایای این چرخدنده ها ارزانتر بودن قیمت آن و امکان پدیده خود قفل کنی ، برای زوایای کوچک هلیکس (معمولا یک راهه ها ) می باشد. از جمله معایب این چرخدنده ها این است که، جهت کار های مداوم و طولانی مناسب نمی باشند . به همین دلیل این تیپ گیربکس ها در خط تولید کارخانجات سیمان و فولاد کمتر بکار می رود. این نوع چرخدنده ها به سه نوع تقسیم میشوند :
Cylindrical Worm With Globoid Wheel
Globoid Worm With Cylindrical Wheel
Globoid Worm With Globoid Wheel
worm-gear