گیربکس معمولا در مکانیزم کنترل حرکت برای تغییر سرعت و گشتاور خروجی از یک موتور به محرک استفاده می شود. این عمل با استفاده از چرخ دنده ها با سایزهای متفاوت انجام می شود که در گیربکس های کاهنده، چرخ دنده با تعداد دندانه های کمتر باعث حرکت چرخ دنده بزرگتر شده و در نتیجه سرعت چرخش بار را کاهش داده و گشتاور بیشتری تحویل آن خواهد داد.
چرا از گیربکس چند مرحله ای استفاده می شود؟
از نظر تئوری هر نسبت تبدیلی را برای گیربکس می توان با تنظیم تعداد دندانه های چرخ دنده محرک و متحرک تعیین کرد. اما در عملکرد واقعی برای طراحی نسبت تبدیل بالا چالش هایی مطرح می شود که می توان به موارد ذیل اشاره نمود:
- نیاز به چرخ دنده محرک بسیار کوچک
- فشار زیاد روی دندانه های چرخ دنده
- قابلیت های محدود انتقال گشتاور
لذا در طراحی گیربکس می توان با بهره گیری از گیربکس چند مرحله ای این مشکلات را برطرف کرد و به نسبت تبدیل مورد نظر دست یافت. برای این کار دو راهکار وجود دارد:
- استفاده از یک گیربکس چند مرحله ای (Multi Stage)
- استفاده از گیربکس مرکب (بیش از یک گیربکس)
در گیربکس های حلزونی برای دستیابی به نسبت تبدیل بیشتر از 1:100 و در گیربکس های خورشیدی برای نسبت تبدیل بیشتر از 1:7 باید از گیربکس چند مرحله ای استفاده کرد.
1) استفاده از یک گیربکس چند مرحله ای ( یا چند طبقه)
طراحی ساختار گیربکس چند مرحله ای
گیربکس چند مرحله ای از ترکیب دو یا چند جفت (یا مرحله یا استیج) از چرخ دنده ها تشکیل شده به طوری که خروجی هر مرحله به ورودی مرحله بعد متصل می شود و انتقال گشتاور انجام خواهد شد. برای ساخت گیربکس چند مرحله ای معمولا از سه روش زیر استفاده می شود:
- استفاده از چرخ دنده هایی با شافت موازی
- اعمال مراحل به صورت هم مرکز و پشت سر هم (مثل گیربکس خورشیدی چند مرحله ای)
- استفاده از چند نوع چرخ دنده در یک گیربکس
توجه داشته باشید در صورتی که نیاز به نسبت تبدیل (کاهش دور) بالایی مورد نظر باشد، حالت دوم یعنی استفاده از گیربکس چند مرحله ای خورشیدی اثربخشی بیشتری نسبت به روش اول دارد. در طراحی ممکن است از انواع مختلف چرخ دنده برای انتقال قدرت استفاده شود که در اغلب کاربرد ها همینطور است. مثلا برای ساخت یک گیربکس خورشیدی زاویه قائم از یک مرحله بول (Bevel) و یک یا چند مرحله خورشیدی استفاده می شود. در ویدئو زیر این مطلب به خوبی نشان داده شده است.
گیربکس RVF نیز جزو دسته سوم می باشد و در مصارف سنگین کاربرد زیادی دارد. این نوع گیربکس از یک جعبه دنده تقلیل دور اولیه و یک جفت چرخ دنده هلیکال (مارپیچ) تشکیل شده است. فضایی که چرخ دنده های هلیکال قرار گرفته اند از بخش حلزونی گیربکس مجزا بوده لذا به صورت جداگانه روغنکاری می شوند.
نسبت تبدیل گیربکس چند مرحله ای
عبارت است از حاصل ضرب نسبت تبدیل هر مرحله. به عنوان مثال اگر یک گیربکس چند مرحله ای از 3 مرحله با نسبت های 1:7 و 1:5 و 1:3 تشکیل شده باشد، نسبت تبدیل در خروجی گیربکس 1:105 (3*5*7=105) می باشد. بنابر این گشتاور خروجی گیربکس 105 برابر گشتاور ورودی به آن است و سرعت تحویل شده به بار به همین میزان کمتر می باشد.
2) استفاده از گیربکس مرکب
این روش در صنعت بسیار رایج بوده و برای ایجاد نسبت تبدیل های بالا از ترکیب چند گیربکس استفاده می شود. به عنوان مثال اگر دو گیربکس حلزونی VF با هم ترکیب شوند با نام VF/VF شناخته میشود. یعنی اگر یک گیربکس حلزونی VF86 با یک گیربکس حلزونی دیگر از نوع VF185 ترکیب شود، گیربکس VF86/185 را می سازند و نسبت تبدیلی تا حدود 3200 می تواند داشته باشد. برای ساخت یک گیربکس مرکب میتوان از انواع گیربکس کتابی یا مکعبی ( مانند گیربکس چینی NMRV و سری W سهند دور اصفهان و سری SHMRV گیربکس شاکرین ) نیز استفاده کرد که در صنایع و دستگاه های مختلف بسیار پرکاربرد بوده و طرفداران زیادی بین صنعتگران دارد.
نکته قابل توجه این است که برای کوپل کردن دو گیربکس حلزونی ( هم مدل VF و هم مدل مکعبی ) باید یک واسطه ساخته شود که متشکل از یک شافت واسطه و یک قطعه فلنج مانند می باشد. این شافت و واسطه ها به صورت آماده برای ترکیب های رایج و پر مصرف در بازار موجود می باشد، اما در موارد خاص می توان این واسطه را به صورت سفارشی ساخت.
به این ترتیب می توان با استفاده از گیربکس مرکب، به میزان کاهش دور مورد نظر دست پیدا کرد. اما باید توجه داشت که با این کار راندمان نهایی گیربکس کاهش می یابد به این ترتیب که راندمان نهایی حاصلضرب راندمان هر یک از گیربکس ها می باشد. کالا صنعتی به عنوان نماینده رسمی و عاملیت فروش همه برندهای گیربکس حلزونی مرجع مناسبی برای تهیه گیربکس مرکب می باشد. برای کسب اطلاعات بیشتر و دریافت خدمات مشاوره فنی و تخصصی می توانید با کارشناسان واحد گیربکس صنعتی سایت کالا صنعتی تماس بگیرید و یا از طریق رسانه های دیگر با ایشان ارتباط برقرار کنید.