پمپ دیافراگمی
دوزینگ پمپ
پمپ لجن کش
بوستر پمپ
پمپ طبقاتی
پمپ بشکه کش
پمپ آب خانگی
پمپ کف کش
پمپ دنده ای
پمپ پیستونی
لوب پمپ
پمپ سانتریفیوژ
ایستگاه پمپاژ و انتقال فاضلاب
بوستر پمپ آتش نشانی
پمپ شناور
پمپ روغن داغ
پمپ اسلاری
موتور پمپ
مونو پمپ
پمپ پلیمری
پمپ پریستالتیک
پمپ اسکرو
نصب و تعمیر پمپ
پمپ سیرکولاتور خطی
پمپ آب صابون
پمپ هموژنایزر
روتس بلوئر
دیفیوزر هوادهی
پمپ وکیوم روغنی
پمپ وکیوم آبی
گیربکس شافت مستقیم
گیربکس حلزونی
گیربکس کرانویل پینیون
گیربکس آویز شافت موازی
گیربکس خورشیدی
گیربکس صنعتی
گیربکس سایکلو
گیربکس دورمتغیر واریاتور
دیزل ژنراتور
موتور برق بنزینی
موتور برق گازوئیلی
گیربکس ها از اجزای حیاتی بسیاری از ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی محسوب می‌شوند. این دستگاه‌ها وظیفه انتقال قدرت از موتور به سایر بخش‌های سیستم را بر عهده دارند و به تنظیم سرعت و گشتاور کمک می‌کنند. عملکرد بهینه و قابل اعتماد گیربکس‌ها اهمیت زیادی در کارایی کلی سیستم‌های مکانیکی دارد. بدون یک گیربکس مناسب، انتقال موثر نیرو و حرکت دقیق امکان‌پذیر نخواهد بود. گیربکس‌ها به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که یکی از انواع پیشرفته و کارآمد آن‌ها، گیربکس‌های چند مرحلهای هستند؛ اما منظور از گیربکس چند مرحلهای چیست و چه کاربردی دارد؟
این نوع گیربکس‌ها با استفاده از چندین مرحله چرخ دنده، امکان دستیابی به نسبت‌های کاهش سرعت و افزایش گشتاور بالاتری را فراهم می‌کنند. در گیربکس‌های چند مرحلهای، مراحل مختلف به صورت هم‌مرکز یا سری با یکدیگر ترکیب می‌شوند تا قابلیت‌های بیشتری را برای کنترل حرکت و انتقال نیرو فراهم آورند؛ به همین دلیل از این گیربکس‌ها در صنایع مختلف استفاده می‌شود. توانایی تنظیم دقیق سرعت و گشتاور، کاهش مصرف انرژی و افزایش بازده، گیربکس‌های چند مرحلهای را به گزینه‌ای ایده‌آل برای بسیاری از کاربردهای تخصصی تبدیل کرده است. در ادامه، به بررسی دقیق‌تر این مسئله که گیربکس چند مرحلهای چیست و چه کاربردی دارد، خواهیم پرداخت.
منظور از گیربکس چند مرحلهای چیست؟
برای درک بهتر موضوع گیربکس چند مرحلهای چیست و چه کاربردی دارد، ساختار و عملکرد این قطعه را بررسی می‌کنیم. عمده استفاده از گیربکس ها برای کنترل حرکت و تغییر گشتاور و سرعت خروجی از موتور به قطعه متحرک است. استفاده از چرخ دنده کوچک‌تر با دندانه‌های کمتر که به آن پینیون می‌گویند، چرخ دنده بزرگ‌تر با دندانه‌های بیشتر را می‌چرخاند که در نتیجه افزایش گشتاور و کاهش سرعت دورانی بار را فراهم می‌کند. برای گیربکس‌هایی با چرخ دنده‌های ساده، هلیکال یا مخروطی، نسبت چرخ دنده که میزان افزایش گشتاور و کاهش سرعت را نشان می‌دهد را برابر با نسبت تعداد دندانه‌های روی چرخ دنده بزرگ‌تر به تعداد دندانه‌های چرخ دنده کوچک‌تر یا پینیون در نظر می‌گیرند.
نسبت چرخ دنده را می‌توان با تنظیم تعداد دندانه‌های چرخ دنده‌ها تعیین کرد، اما در کاربردهای واقعی، فراهم کردن نسبت‌های بزرگ چندان راحت نیست؛ زیرا با مشکلاتی همچون نیاز به پینیون بسیار کوچک، تنش‌های بالا در دندانه‌ها و محدودیت در انتقال گشتاور روبه‌رو می‌شود. در این حالت از گیربکس‌های چند مرحلهای استفاده می‌کنند تا موانع طراحی ماشین آلات را از بین ببرند. در واقع می‌توان گفت که گیربکس چند مرحلهای نوع خاصی از گیربکس است که با قرار دادن چند ردیف دنده در یک ساختار، قابلیت‌ها و کاربردهای متعددی را در اختیارتان قرار خواهد داد.
چگونه نسبت دنده گیربکس چند مرحلهای را محاسبه کنیم؟
در بحث گیربکس چند مرحلهای چیست و چه کاربردی دارد، باید با شیوه محاسبه نسبت دنده گیربکس آشنا شوید. برای اندازه‌گیری نسبت در یک گیربکس پلانتری تک فازی یا تک مرحلهای، باید عوامل مربوط به دنده راهانداز، دنده ثابت و بخش خروجی را مد نظر قرار دهید. منظور از دنده راهانداز در گیربکس‌های خورشیدی همان دنده خورشیدی بوده و با دنده حلقه‌ای ثابت و حامل، شافت گیربکس را به حرکت در می‌آورند. نسبت دنده را با ip (آی پی) مشخص می‌کنند که فرمول محاسبه آن به صورت یک به اضافه نسبت تعداد دندانه‌های دنده حلقوی به تعداد دندانه‌های دنده خورشیدی بیان می‌شود:
ip = 1 + Zr/Zs
این نوع جعبه دنده‌ها را از دو یا چند جفت دنده می‌سازند که در آن خروجی یک مرحله را به ورودی مرحله بعدی وصل می‌کنند. برای محاسبه نسبت دنده در این سیستم نیز از فرمول حاصل ضرب نسبت دنده‌های هر مرحله کمک می‌گیریم.
مثال:
فرض کنید گیربکس دو مرحلهای داریم که نسبت دنده‌های آن به شرح زیر است:
نسبت دنده مرحله اول: 5:1
نسبت دنده مرحله دوم: 3:1
در این صورت حاصل خروجی نسبت دنده‌ها برابر است با:
5:1 * 3:1 = 15:1
این به آن معنا است که گشتاور تحویل داده شده به بار، بدون در نظر گرفتن افت‌های انتقال، 15 برابر بیشتر از گشتاور موتور و سرعت تحویل شده به بار یک پانزدهم سرعت موتور خواهد بود.
گیربکس خورشیدی چیست؟
گیربکس‌های چند مرحلهای خورشیدی، با سایر گیربکس‌ها متفاوت هستند. اجزای تشکیل‌دهنده این گیربکس‌ها دنده‌های موازی بوده که مراحل مختلف آن‌ها به صورت هم‌مرکز قرار می‌گیرند که در نتیجه این ساختار، به نسبت‌های دنده بالاتری دست پیدا می‌کنید. این طراحی زمانی که نیاز به نسبت کاهش بالا دارید، نیز کارآمدتر از طرح‌های موازی عمل خواهد کرد. در گیربکس‌های چند مرحلهای معمولاً از انواع مختلفی از چرخ دنده‌ها استفاده می‌شود. برای مثال، مدل‌های خورشیدی عمودی را از یک مرحله خورشیدی و مرحله بعدی اسپیرال-مخروطی (bevel) می‌سازند.
همان‌طور که در مثال بالا نشان داده شد، مقدار کاهش در هر مرحله متفاوت است، اما گیربکس‌های چند مرحلهای را با نسبت چرخ دنده‌ای بالا در ورودی و نسبت کمتر در خروجی ارائه می‌دهند. این طراحی امکان افزایش گشتاور و کاهش سرعت در هر مرحله را فراهم کرده و در نتیجه، به عملکرد بهینه گیربکس کمک می‌کند.
بازده گیربکس چند مرحلهای
برای فهم دقیق‌تر موضوع گیربکس چند مرحلهای چیست و چه کاربردی دارد، بازده کلی آن را نیز محاسبه می‌کنند. بازده کل یک گیربکس چند مرحلهای یا تخمین مناسبی از آن، با ضرب کردن بازده‌های مراحل مختلف محاسبه می‌شود. لازم به ذکر است که در هر مرحله، جهت چرخش بین ورودی و خروجی معکوس می‌شود، در حالی که برای مرحله خورشیدی جهت چرخش بین ورودی و خروجی ثابت باقی می‌ماند.
در اکثر گیربکس‌های تک مرحلهای، جهت چرخش شفت‌های ورودی و خروجی عکس یکدیگر است، در حالی که در گیربکس‌های دو مرحلهای، تغییر اضافی در چرخش توسط مرحله دوم باعث می‌شود شفت خروجی با شفت ورودی در یک جهت شروع به چرخش کند. این مسئله برای مراحل بیشتر نیز صادق است و افزودن مراحل بیشتر به گیربکس، باعث تغییر مجدد جهت چرخش در هر مرحله می‌شود.
در برخی منابع آمده که اگرچه بازده تا حدی کاهش می‌یابد، اما گیربکس‌های چند مرحلهای نسبت‌های چرخ دنده‌ای بیشتری را نسبت به گیربکس‌های تک مرحلهای فراهم می‌کنند و این کار را در فضای کوچکی انجام می‌دهند که برای دستیابی به بهترین ترکیب از توانایی انتقال گشتاور، اینرسی پایین و بازده بالا بهینه شده است.
چرخ دنده‌های حلزونی، پیچیدگی چرخ دنده‌های قطاری یا چند مرحلهای را ندارند، اما نسبت‌های بسیار بالایی را در یک مرحله (تا 60:1 یا بیشتر) فراهم می‌کنند؛ هر چند که بازده آن‌ها نسبت به طرح‌های چند مرحلهای کاهش خواهد یافت.
جمع‌بندی
در این مقاله با مفهوم گیربکس چند مرحلهای چیست و چه کاربردی دارد، آشنا شدید. گیربکس‌ها که وظیفه انتقال قدرت و تنظیم سرعت و گشتاور در سیستم‌های مکانیکی را دارند، از اجزای اساسی در بسیاری از ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی به شمار می‌روند. گیربکس‌های چند مرحلهای یکی از انواع پیشرفته این دستگاه‌ها هستند که با استفاده از چندین مرحله چرخ دنده، امکان دستیابی به نسبت‌های کاهش سرعت و افزایش گشتاور بسیار بالاتری را فراهم می‌کنند. یکی از ویژگی‌های بارز گیربکس‌های چند مرحلهای، امکان دستیابی به نسبت‌های چرخ دنده‌ای بالا است که با طرح‌های تک مرحلهای قابل دستیابی نیست. به طور خلاصه، گیربکس‌های چند مرحلهای با ارائه نسبت‌های چرخ دنده‌ای بالا و توانایی انتقال گشتاور با بازدهی بالا، در فضای محدود، بهینه‌سازی ترکیب توانایی انتقال گشتاور، اینرسی پایین و بازده بالا را ممکن می‌سازند.
سوالات متداول
- گیربکس چند مرحلهای چیست و چه کاربردی دارد؟
گیربکس چند مرحلهای نوعی از گیربکس است که از چندین مرحله چرخ دنده تشکیل شده و با ترکیب مراحل مختلف، در کاربردهایی که نیاز به نسبت‌های کاهش سرعت و افزایش گشتاور بسیار بالاتری دارند به کار می‌رود.
- چرا گیربکس چند مرحلهای نسبت به گیربکس تک مرحلهای برتری دارد؟
گیربکس‌های چند مرحلهای امکان دستیابی به نسبت‌های چرخ دنده‌ای بالاتر را در فضای کوچک‌تری فراهم می‌کنند و بازده بالاتری دارند. همچنین می‌توانند ترکیب بهینه‌ای از انتقال گشتاور، اینرسی پایین و بازده بالا را ارائه دهند.
- تغییر جهت چرخش در گیربکس چند مرحلهای چگونه است؟
در هر مرحله از گیربکس، جهت چرخش بین ورودی و خروجی معکوس می‌شود. در گیربکس‌های تک مرحلهای، جهت چرخش شفت‌های ورودی و خروجی مخالف هم بوده، اما در دو مرحلهای جهت چرخش تغییر می‌کند.
بیشتر بخوانید:
گیربکس sew شافت مستقیم با آویز چه تفاوتی دارد؟
مشخصات و قیمت گیربکس حلزونی موتوواریو
گیربکس کاهنده چیست و چه مزایایی دارد؟
موتور برق گازی