الکتروموتور و گیربکس دو ابزار اساسی در علم مکانیک و صنعت هستند که در انتقال نیروهای الکتریکی به نیروهای مکانیکی و در نهایت در اجرای انواع وظایف صنعتی به‌کار می‌روند. الکتروموتور به‌عنوان یک منبع قدرت الکتریکی موثر و گیربکس به‌عنوان یک ابزار تعادل و تنظیم‌کننده در انتقال نیروها و افزایش گشتاور در دستگاه‌های صنعتی ارتقا می‌یابند. کاربرد الکتروموتور و گیربکس در خطوط صنعتی به‌عنوان ابزارهای حیاتی بسیار گسترده است.
الکتروموتور چیست؟
الکتروموتور، دستگاه ماشینی است که توانایی تبدیل انرژی الکتریکی به حرکت مکانیکی را دارد. به‌طورکلی، زمانی‌که یک هادی جریان الکتریسیته را حمل می‌کند، در تاثیر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی به سمت هادی اعمال می‌شود که به آن اثر میدان مغناطیسی می‌گویند. بسیاری از موتورها به‌صورت چرخشی عمل می‌کنند، اما موتورهای خطی نیز وجود دارند.
هر الکتروموتور دارای دو قسمت متحرک و ثابت است؛ قسمت متحرک به نام روتور و قسمت ثابت در داخل موتور به نام استاتور نام دارد. به‌دلیل وجود گشتاوری که به علت نیروی ایجاد شده توسط میدان مغناطیسی در استاتور پدید می‌آید، روتور به دور محور خود چرخانده می‌شود.
الکتروموتورها معمولا با استفاده از جریان مستقیم (DC) یا جریان متناوب (AC) به‌عنوان منبع تغذیه خود عمل می‌کنند. در یک دسته‌بندی کلی، موتورهای الکتریکی را می‌توان به سه دسته اصلی تقسیم کرد:
الکتروموتور جریان مستقیم (DC)
این نوع الکتروموتورها با استفاده از برق DC عمل می‌کنند و به‌طور گسترده در لوازم‌خانگی، ماشین‌آلات و وسایل نقلیه مورداستفاده قرار می‌گیرند. زمانی که یک الکتروموتور DC به برق تغذیه متصل می‌شود، یک میدان مغناطیسی در استاتور موتور ایجاد می‌شود. این میدان مغناطیسی باعث جذب و دفع آهنربای روتور می‌شود و در نتیجه، حرکت روتور را ایجاد می‌کند.
یکی از ویژگی‌های مثبت الکتروموتورهای DC، قابلیت کنترل دقیق سرعت آنها نسبت به موتورهای AC است. نصب و راه‌اندازی الکتروموتورهای DC نسبت به موتورهای AC به‌راحتی انجام می‌شود. به‌علاوه، این موتورها قابلیت راه‌اندازی فوری، توقف و معکوس را دارند که این امکان را به ارمغان می‌آورد که بتوان عملکرد تجهیزات تولید را به‌دقت کنترل کرد. به‌همین دلیل، موتورهای DC در صنعت به‌اندازه موتورهای القایی سه‌فاز گسترده‌تر به‌کار می‌روند.
الکتروموتور جریان متناوب (AC)
الکتروموتورهای جریان متناوب به دو گروه تک‌فاز و سه‌فاز تقسیم می‌شوند و از محبوب‌ترین انواع الکتروموتورها در صنعت به‌شمار می‌روند. این الکتروموتورها در انواع مختلف و با ویژگی‌های متنوع در بازار عرضه می‌شوند. بااین‌حال، متداول‌ترین نوع موتور الکتریکی که در صنایع مختلف مانند پمپ‌ها و فن‌ها استفاده می‌شود، موتورهای قفس سنجابی هستند.
الکتروموتورهای خاص
الکتروموتورهای دیگری نیز در صنعت مورداستفاده قرار می‌گیرند که برای نیازهای خاص و ویژه طراحی شده‌اند. این دسته از الکتروموتورها شامل الکتروموتورهای پله‌ای، بدون جاروبک، هیسترزیس موتور، روتور رلوکتانسی و یونیورسال می‌شوند. اجزای اصلی این الکتروموتورهای خاص نیز شامل استاتور، روتور، شفت و پوسته است که عملکردی مشابه با اجزای موتورهای AC و DC دارد.
گیربکس چیست؟
گشتاوری که توسط موتور تولید می‌شود، باید به‌طور متناسب با نیازهای خودرو، به چرخ‌ها انتقال یابد. این وظیفه انتقال و کنترل این توان به‌وسیله گیربکس یا جعبه‌دنده خودرو صورت می‌پذیرد. به‌عبارت‌دیگر، گیربکس به راننده این امکان را می‌دهد که خودرو را با سرعت‌های مختلف در شرایط گوناگون کنترل کند.
اهمیت این بخش از خودرو در آن است که هر موتوری قابلیت تولید یک مقدار خاص از توان و گشتاور را دارد. بااین‌حال، با استفاده از گیربکس، می‌توان به‌سرعت مطلوب رسید بدون اینکه نیاز باشد دور موتور و گشتاور آن افزایش یابد. گیربکس علاوه‌بر این وظیفه اصلی، وظایف دیگری را نیز انجام می‌دهد.
اجزا و قطعات گیربکس
گیربکس‌ها باتوجه‌به اهمیت بالای خود، از ترکیب متنوعی از قطعات تشکیل شده‌اند. بخش حیاتی این سیستم چرخ‌دنده‌های گیربکس هستند که در انواع و اشکال مختلف بسته به نوع گیربکس مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ساختار گیربکس، چرخ‌دنده‌های زیادی به‌صورت تدریجی روی یکدیگر قرار می‌گیرند و به‌تناسب عملکرد هر یک، میزان انتقال قدرت و گشتاور از موتور به چرخ‌ها تعیین می‌شود.
هر چرخ‌دنده نمایانگر یکی از دنده‌های موجود در دسته‌دنده (سرعت دنده) داخل کابین خودرو است. اجزای دیگر گیربکس‌ها عبارتند از:
- پوسته گیربکس
- شافت ورودی یا محور کلاچ
- شافت واسط یا محور زیر
- شافت خروجی یا محور اصلی
- یاتاقان یا بیرینگ گیربکس
- دسته‌دنده
- میل ماهک
- ماهک
- کشویی دنده
- دنده‌برنجی
- کاسه‌نمد یا عایق نشت
- چرخ‌دنده‌ها
انواع گیربکس را بشناسید
گیربکس از ساده‌ترین شکل در اولین خودروی مدرن جهان (بنز)، تنها به‌صورت دو سرعته مورد استفاده قرار می‌گرفت و با پیشرفت علم مکانیک این سیستم نیز پیشرفت‌های فراوانی کرد و به‌مرور به انواع آن اضافه شد. اکنون سه دسته بزرگ جعبه‌دنده وجود دارد:
- گیربکس‌های دستی
- گیربکس‌های اتوماتیک یا خودکار
- گیربکس‌ها نیمه‌خودکار
در حال‌حاضر، مردم به‌طورکلی با دو نوع اتوماتیک و دستی گیربکس آشنایی دارند و تنها با اشاره به ویژگی دستی یا خودکار بودن جعبه‌دنده‌ها در توصیف خصوصیات فنی یک خودرو مشغول به ار می‌شوند. اطلاعات در این زمینه به‌طورکلی آمده‌اند که در مدل‌های گیربکس دستی، راننده باید دستی در فرایند تغییر دنده‌ها دخالت کند و تغییرات سرعت را انجام دهد. درحالی‌که در مدل‌های اتوماتیک، تغییر دنده‌ها به طور خودکار و بدون نیاز به دخالت اپراتور خودرو اتفاق می‌افتد.
الکتروموتور و گیربکس در خطوط تولید و صنعتی چه کاربردی دارد؟
از الکتروموتور در تمامی صنایع برای تبدیل نیروی الکتریکی به نیروی مکانیکی استفاده می‌شود. گیربکس نیز برای افزایش گشتاور و قدرت و کاهش دور الکتروموتور برای انجام کارها به‌کار می‌رود. در واقع، گیربکس به راننده این امکان را می‌دهد تا خودرو را با سرعت‌های مختلف در شرایط مختلف کنترل کند. اهمیت این قسمت ازاین‌جهت است که هر الکتروموتور قابلیت تولید یک‌میزان مشخص از توان و گشتاور را دارد، اما با استفاده از گیربکس، می‌توان بدون افزایش دور الکتروموتور و گشتاور آن، به‌سرعت مطلوب رسید.
کاربرد الکتروموتور و گیربکس در صنایع کاشی و سرامیک
در صنایع کاشی و سرامیک، از الکتروموتور و گیربکس‌های شافت مستقیم، حلزونی، خورشیدی، آویز و صنعتی قورباغه‌ای در کانوایرها، بال میل‌ها، میکسرها، دستگاه‌های سنگ‌شکن، و کوره‌های پخت کاشی استفاده می‌شود.
کاربرد الکتروموتور و گیربکس در خطوط صنعتی کارخانه سیمان
در صنایع سیمان، از الکتروموتور و گیربکس‌های شافت مستقیم، حلزونی، خورشیدی، آویز و صنعتی قورباغه‌ای در کانوایرها، بال‌میل‌ها، میکسرها، دستگاه‌های سنگ‌شکن، استاکرها، ریکلایمرها، سیلوهای همگن‌ساز، کمپرسورها، پری‌هیترها، و کوره‌های دوار استفاده می‌شود.
کاربرد الکتروموتور و گیربکس در خطوط صنعتی فولاد
در صنایع فولاد، از الکتروموتورهای معمولی و ضدانفجار و گیربکس‌های شافت مستقیم، گیربکس‌های کرانویل‌پینیون، گیربکس‌های حلزونی، گیربکس‌های آویز، گیربکس‌های خورشیدی و گیربکس‌های صنعتی قورباغه‌ای استفاده می‌شود. آنها در واحدهای سنگ‌شکنی، خط تولید کنسانتره، کانوایرهای انتقال مواد، واحد آسیاب آهک، واحد مخلوط‌سازی، واحد گندله‌سازی، واحد سرند محصول، واحد تصفیه‌خانه، واحد نورد کاربرد دارند.
کاربرد الکتروموتور و گیربکس در خطوط صنعتی خودرو
در صنایع تولید خودرو، از الکتروموتور و گیربکس‌های حلزونی، شافت مستقیم، کرانویل، صنعتی قورباغه‌ای در واحدهای اختلاط مواد، واحد کلندر، واحد بید‌سازی، پخت تایر، بافتینگ، سمنت‌زنی، و پرکن استفاده می‌شود.
کاربرد الکتروموتور و گیربکس در خطوط صنعتی تولید MDF
در صنایع تولید MDF، از الکتروموتورهای معمولی و گیربکس‌های حلزونی، گیربکس‌های اکسترودری، گیربکس‌های شافت مستقیم، گیربکس‌های صنعتی قورباغه‌ای و گیربکس‌های کرانویل کاربرد دارند. آنها در دستگاه‌های خردکن، دستگاه‌های الک خرده چوب، دستگاه‌های آسیاب هاب دیسکی و اکسترودرها، دستگاه‌های خشک‌کن الیاف، خطوط فرمینگ و پرس‌ها، دستگاه‌های سنباده‌زنی، و دستگاه‌های روکش استفاده می‌شوند.
نکات مهم در خرید الکتروموتور
در زمان انتخاب و خرید الکتروموتور، ابتدا باید به نوع فاز (تک یا سه) و ولتاژ برق محل نصب توجه کنید. انتخاب الکتروموتورها بر اساس مشخصه‌هایی نظیر توان، دور و نحوه نصب انجام می‌پذیرد. درصورتی‌که توان الکتروموتور مشخص نیست، می‌توانید با درنظرگرفتن گشتاور خروجی مورد نیاز، توان را مشخص کنید.
توان به واحد کیلووات و گشتاور به واحد نیوتن متر بیان می‌شود. دور الکتروموتور نیز بر اساس دور نهایی انتخاب می‌شود و معمولا به دورهای 900، 1400 یا 2900 دور در دقیقه است.
الکتروموتورها را می‌توانید بر روی پایه نصب کنید و اگر الکتروموتور به‌طور مستقیم به گیربکس کوپل شود، باید در خروجی دارای فلنج باشد. نوع فلنج می‌تواند باتوجه‌به نیازهای مشتری به‌صورت کوچک (B14) یا بزرگ (B5) تولید شود. باید توجه داشت که پوسته الکتروموتورها از جنس چدن یا آلومینیوم است و این انتخاب بر اساس شرایط کاری، وزن مورد نیاز و میزان لرزش دستگاه صورت می‌گیرد.
نکات مهم در خرید گیربکس
گیربکس صنعتی نقش بسزایی در تبدیل نیروهای مکانیکی به قدرت ایفا می‌کند. این وظیفه باعث ارتقا کارایی و افزایش عمر مفید انواع دستگاه‌های صنعتی می‌شود. بنابراین، برای خرید و انتخاب مناسب گیربکس و انواع آن، باید به نکات مهمی توجه کرد.
این نکات شامل شرایط عملکردی دستگاه، نوع روغن مورد استفاده، نحوه نصب، روش‌های روانکاری، و مکان نصب آن هستند. نکات دیگری که در زمان خرید و دریافت قیمت گیربکس باید به آنها توجه شود عبارتند از:
- نوع ماشینی که گیربکس در آن نصب می‌شود.
- شرایط عملیاتی گیربکس، از جمله میزان رطوبت، گردوخاک، شرایط آب‌وهوا و عوامل محیطی دیگر.
- نوع و مشخصات موتور محرک.
- نحوه ترتیب محور انتقال قدرت.
- نوع انتقال دور میان موتور و گشتاور که ممکن است از طریق کوپلینگ، دور متغیر، کلاچ یا به‌صورت مستقیم صورت گیرد.
- میزان بار شعاعی یا محوری و عوامل ایجادکننده آن.
جمع‌بندی
نقش بسیار حیاتی الکتروموتور و گیربکس در بهبود عملکرد دستگاه‌های صنعتی و افزایش بهره‌وری در فرآیندهای تولید و انتقال نیروهای مکانیکی آشکار می‌شود. همواره تلاش‌های بیشتری برای بهینه‌سازی و ارتقا عملکرد این دو ابزار اساسی صورت می‌گیرد تا نیازهای متغیر صنایع مختلف را به بهترین شکل ممکن برآورده سازند. ازاین‌رو، تحقیقات و پیشرفت‌های فناوری در زمینه‌های الکتروموتور و گیربکس برای پیشبرد صنایع مختلف و ایجاد پایداری و اثربخشی بیشتر در فرآیندهای تولیدی و صنعتی اهمیت دارد.
سوالات متداول
الکتروموتور چیست و چگونه کار می‌کند؟
الکتروموتور یک دستگاه الکتریکی است که انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می‌کند. این تبدیل انرژی به‌وسیله تاثیر یک میدان مغناطیسی بر روی یک هادی حامل جریان الکتریکی انجام می‌شود.
گیربکس چه کاربردی دارد و چگونه عمل می‌کند؟
گیربکس یک سیستم مکانیکی است که برای تنظیم سرعت و گشتاور در انتقال نیروهای مکانیکی به‌کار می‌رود.
چگونه می‌توان گیربکس را انتخاب کرد؟
عواملی مانند نوع ماشین، شرایط محیطی (مانند دما و رطوبت)، ویژگی‌های موتور، نحوه آرایش محور انتقال قدرت، و میزان بارهای شعاعی و محوری مهم در انتخاب گیربکس هستند.
چگونه روغن مناسب گیربکس را انتخاب کنیم؟
انتخاب روغن برای کاری گیربکس بستگی به دمای محیط و نیازهای کاری دستگاه دارد. برای دماهای معمولی، روغن معدنی و در دماهای بالا به روغن‌های با ویسکوزیته بالاتر نیاز است.
چگونه الکتروموتور و گیربکس در خطوط صنعتی به کار می‌روند؟
الکتروموتور و گیربکس در خطوط صنعتی برای انتقال نیروهای الکتریکی به نیروهای مکانیکی و تنظیم سرعت و گشتاور به‌منظور بهینه‌سازی عملکرد دستگاه‌ها و خطوط تولید به‌کار می‌روند.
الکتروموتورهای سه فاز چگونه عمل می‌کنند؟
الکتروموتورهای سه‌فاز با دریافت برق سه فازه، میدان مغناطیسی ایجاد می‌کنند که باعث چرخش روتور می‌شود و انرژی الکتریکی به حرکت مکانیکی تبدیل خواهد شد.
چرا الکتروموتورهای DC برای کنترل دقیق سرعت مورد استفاده قرار می‌گیرند؟
الکتروموتورهای DC از قابلیت کنترل دقیق سرعت برخوردار هستند که این ویژگی آنها را برای برنامه‌هایی که نیاز به سرعت متغیر دارند، مناسب می‌سازد.