گیربکس

1_ گیربکس چیست؟

گیربکس در اصطلاح، یکی از ابزارهای سیستم انتقال قدرت است که میان موتور و مصرف کننده توان قرار می گیرد. گیربکس در بخش های مختلف صنعتی وظیفه ایجاد تغییر در سرعت دوران و گشتاور مورد نیاز را دارد.

2_ انواع گیربکس صنعتی و کاربرد آن ها:

گیربکس های صنعتی یکی از اصلی‌ترین اجزا در موتورها و ماشین‌های بزرگ و کوچک صنعتی هستند. گیربکس صنعتی وظیفه تنظیم سرعت و انتقال نیروی موتور را دارد و همچنین در مواقعی جهت نیرو را تغییر میدهد. برای مثال ممکن است نیروی رفت و برگشتی تولیدی موتور توسط گیربکس به نیروی دورانی تبدیل شود. به همین دلیل، در صنعت شاهد انواع گیربکس صنعتی هستیم. گیربکس صنعتی با توجه به نوع کاربرد خود برای مصارف مختلف انتخاب خواهد شد.

کاربرد گیربکس صنعتی:

افزایش نیروی موتور

کاهش یا افزایش سرعت موتور

تغییر جهت نیروی موتور

3_ انواع گیربکس صنعتی با توجه به دسته‌بندی‌های مختلف:

نوع تقسیم بندی گیربکس ها متفاوت است. در نتیجه قیمت گیربکس صنعتی در این دسته بندی‌ها هم ممکن است، متفاوت باشد. مهمترین تقسیم‌بندی‌ گیربکس‌های صنعتی عبارتند از:

1_3_ براساس نوع عملکرد

• گیربکس‌های کاهنده: گیربکس‌های کاهنده معمولا بین محرک و متحرک (موتور و جسم متحرک) قرار گرفته و گشتاور مورد نیاز را تولید می‌کنند. این نوع گیربکس‌ها سرعت دور موتور را کاهش داده و گشتاور خروجی را افزایش می‌دهند.یعنی نسبت کاهش دور و افزایش گشتاور در آن ها به صورت معکوس است. در نتیجه هرچه سرعت دور موتور کاهش پیدا کند، گشتاور افزایش می‌یابد. گیربکس‌های کراینویل پینیون و هلیکال وگیربکس‌های آویز نمونه هایی از گیربکس‌های کاهنده هستند.
• گیربکس‌های فزاینده:گیربکس های فزاینده عملکردی کاملا عکس گیربکس‌های کاهنده دارند و در صنایع بزرگ مانند صنایع پالایشگاهی (به دلیل نیاز به سرعت دور موتور بیشتر) مورد استفاده قرار می‌گیرند. برخی از گیربکس‌های خورشیدی نمونه ای ازگیربکس فزاینده هستند.

 

2_3_ براساس نوع چرخ‌دنده

• گیربکس شافت موازی
• گیربکس خورشیدی
• گیربکس نود درجه

3_3_ براساس نسبت تبدیل

• گیربکس دو محور
• گیربکس سه محور
• گیربکس چهار محور

 

4_ نحوه عملکرد گیربکس

گیربکس برای انتقال توان مکانیکی از یک منبع تولید توان به یک مصرف کننده به کار می رود. هماهنگی میان گشتاور و سرعت دورانی منبع تولید توان با مصرف کننده توسط یک واسطه به نام گیربکس تامین میشود.

 

 

5_ چند نمونه گیربکس:

1_5_ گیربکس آویز یا شافت موازی (Parallel Shaft Gearbox)

گیربکس های آویز توانایی ایجاد نسبت های تبدیل بالا به دلیل قابلیت چند محور بودن و همچنین قابلیت ایجاد گشتاورهای بالایی را نیز دارند و در مواردی که نیاز به گشتاورهای بالا و کارکرد به صورت دائم کار می باشد انتخاب بسیار مناسبی هستند. این گیربکس ها ساختار چرخ دنده هایی با امتداد پروفیل مورب نسبت به امتداد شفت دارند همانند گیربکس های هلیکال و تنها تفاوتشان با گیربکس هلیکال در این است که دارای ساختار چند محوری به صورت موازی می باشند. این نوع از جعبه دنده دارای ظرفیت حرارتی بالایی نسبت به سایر جعبه دنده های هلیکال هستند که این امر باعث بالا رفتن عمر کارکرد گیربکس و عدم تخریب زود هنگام دنده ها می شود.

 

 

2_5_ گیربکس هلیکال یا شافت مستقیم (Helical Gearbox)

گیربکس هلیکال به دلیل ساختار مارپیچ چرخ دنده های آن به این نام معرفی میشود.این چرخ‌‌دنده‌ها در راستای پروفیل‌های مورب نسبت به امتداد شافت گیربکس نیروی موتور را بر اساس ساختار هلیکال با حرکت یک نقطه در طول سطح دنده‌ها انتقال می‌دهند. این گیربکس ها در دورها و توان های بالاتر نسبت به دنده های ساده استفاده میشوند. نحوه کار این نوع گیربکس به این شکل است که با کاهش دور، باعث افزایش گشتاور در قسمت خروجی میشوند. این نوع گیربکس معمولا به الکتروموتور هایی با توان بین 0.35 تا 55 کیلووات کویل میشوند. 

انواع گیربکس هلیکال عبارتند از:

گیربکس‌های هلیکال فلنج‌دار، گیربکس‌های هلیکال پایه فلنج‌دار، گیربکس‌های هلیکال پایه‌دار، گیربکس‌های هلیکال به همراه گلدانی خروجی، گیربکس‌های هلیکال یک طبقه یا چند طبقه

مزایای استفاده از گیربکس هلیکال عبارتند از:

تولید حداقل صدا، بازده بالا، کارکرد بی‌نقص در سرعت‌های بالا، لرزش و تنش کم و جزئی، توانایی انتقال گشتاور و قدرت در سطح بالا، تعمیر و نگهداری راحت و بی‌دردسر، نسبت تبدیل بالا، روغن‌کاری ساده، استهلاک پایین

هنگام انتخاب این نوع گیربکس باید به موارد زیر توجه کرد:

دور ورودی موتور، دور خروجی مورد نیاز، توان ورودی موتور، گشتاور خروجی مورد نیاز، نسبت تبدیل، ابعاد، فرم گیربکس و فضای در اختیار

 

 

 

3_5_ گیربکس خورشیدی (Planetary Gearbox)

امروزه برای کاهش یا افزایش دور در صنایع، در صورت بالا بودن نسبت تبدیل و توان های بسیار بالا در فضاهای محدود و راندمان بالای گیربکس، از گیربکس خورشیدی استفاده می شود. چرخ دنده های خورشیدی در نسخه های تک استیج و چند استیج  پایه‌دار، فلنج‌دار و شافت‌دار  ، طراحی و تولید می گردند این چرخ دنده ها یکی از پرکاربردترین چرخ دنده ها در صنایع نوین معرفی شده اند زیرا قابلیت استفاده در دورها و توان های بالا  را دارند.

 

 

 

4_5_ گیربکس سایکلو

گیربکس سایکلو یکی از جدیدترن و پیشرفته ترین گیربکس ها می باشد که مقاومت بالایی در بارهای شدید دارد و علت آن هم توزیع بار یکسان و بدون لقی است. شکل ظاهری این گیربکس همانند گیربکس خورشیدی است اما در آن به جای دنده پینیون، بلبرینگ با چرخش نامتعارف به کار رفته است.

 

 

5_5_ گیربکس حلزونی (Worm Gearbox)

گیربکس حلزونی، متداول ترین گیربکس در صنعت است. این گیربکس از یک ماردون فولادی که سخت کاری پیوسته شده و سنگ خورده و یک چرخ دنده حلزونی از جنس غالبا برنز ریخته گری تشکیل شده است که حرکت سینماتیکی خود را از این دو قطعه تامین می کند. گیربکس های حلزونی به دلیل ساختار و زاویه خروجی آنها و با توجه به متعامد بودن، مناسب کاربردهای فراوانی هستند. مانند کانوایرها و سیستم های انتقال مواد کوچک، دمنده‌ها، هواکش‌ها، دیزل ژنراتور. یکی از مهم ترین ویژگی های این گیربکس ها عدم برگشت پذیری در نسبت های تبدیل بالای 30 است. از دیگر مزایای این گیربکس ها می توان به قابلیت نصب در 8 حالت متفاوت اشاره کرد که باعث استفاده راحت این گیربکس ها گردیده است. این گیربکس‌ها به‌ دلیل استهلاک بالاتر، در صنایعی مانند فولاد و سیمان کاربرد چندانی ندارند.گیربکس های حلزونیدر نمونه های مختلف پایه‌دار، فلنج‌دار و هالو شافت با پوسته چدن یا آلومینیوم ساخته می‌شوند.

 

 

 

6_5_ گیربکس کرانویل پینیون (Crown Wheel Pinion Gearbox)

گیربکس های کرانویل از تعدادی چرخ دنده هلیکال و دو چرخ دنده که قابلیت انتقال گشتاور در زاویه 90 درجه را ایجاد می کنند تشکیل شده است. به منظور انتقال نیرو در محورهای متعامد، غیر متعامد و متنافر، نیاز به سیستم درگیری دنده ها در دو سطح مورب بوده که توسط چرخ دنده های مخروطی مارپیچ تامین می گردد. درگیری پروفیل دنده های مخروطی مارپیچ به صورت همزمان بوده و عملکرد نرمی نسبت به دنده های مخروطی ساده دارند و می توانند بدون ضربه و صدا گشتاورهای بالاتری را به نرمی انتقال دهند.

 

 

جدول وزن آهن آلات

محاسبه وزن میلگرد:

میلگرد وزن=شعاعmm*شعاعmm*3.14*طولmm*7.81000

 

 

جدول وزن میلگرد 12 متری:

وزن شاخه 12 متری میلگرد((kg	سایز میلگرد((mm
5	8
8	10
11	12
15	14
19	16
24	18
30	20
36	22
47	25
58	28
76	32
96	36

 

 

جدول وزن تیرآهن:

وزن شاخه 12 متر(kg)	وزن شاخه 1 متر(kg)	عرض بال	ضخامت جان	ضخامت بال	ارتفاع	سایز تیرآهن
124.8	10.4	64	4.4	6.3	120	IPE12
154.8	12.9	73	4.7	6.9	140	IPE14
189.6	15.8	82	5	7.4	160	IPE16
225.6	18.8	91	5.3	8	180	IPE18
268.8	22.4	100	5.6	8.5	200	IPE20
314.4	26.2	110	5.9	9.2	220	IPE22
368.4	30.7	120	6.2	9.8	240	IPE24
433.2	36.1	135	6.6	10.2	270	IPE27
506.4	42.2	150	7.1	10.7	300	IPE30

 

جدول وزن ناودانی های سنگین:

وزن شاخه 12 متری(kg/m)	وزن شاخه 6 متری(kg/m)	ارتفاع ناودانی(h)	عرض بال((b	وزن هر متر شاخه((kg/m	سایز ناودانی (mm)
103.8	51.9	80	45	8.65	80
127.2	63.6	100	50	10.6	100
160.8	80.4	120	55	13.4	120
192.0	96.0	140	60	16	140
223.2	111.6	160	65	18.6	160

 

جدول وزن ناودانی های سبک:

وزن شاخه 12 متری(kg/m)	وزن شاخه 6 متری(kg/m)	ارتفاع ناودانی(h)	عرض بال(b)	وزن هر متر شاخه(kg/m)	سایز ناودانی(mm)
84.6	42.3	80	40	7.05	80
103.08	51.54	100	46	8.59	100
124.8	62.4	120	52	10.40	120
147.6	73.8	140	58	12.30	140
170.4	85.2	160	64	14.20	160

 

محاسبه وزن نبشی:

وزن نبشی (kg)=(kgcm3) چگالی*(m)طول*(mm)ضخامت*(mm)نبشی های بال طول مجموع 1000

 

 

وزن شاخه 12 متری(kg/m)	وزن شاخه 6 متری(kg/m)	وزن هر متر(kg/m)	ضخامت بال(t/mm)	طول بال(h/mm)	سایز نبشی(mm)
16.32	8.16	1.36	3	30	L30*30*3
21.36	10.68	1.78	4	30	L30*30*4
25.08	12.54	2.09	4	35	L35*35*4
29.04	14.52	2.42	4	40	L40*40*4
35.64	17.82	2.97	5	40	L40*40*5
36.72	18.36	3.06	4.5	45	L45*45*4.5
36.72	18.36	3.06	4	50	L50*50*4
45.24	22.62	3.77	5	50	L50*50*5
53.64	22.82	4.47	6	50	L50*50*6
54.84	27.42	4.57	5	60	L60*60*5
65.04	32.52	5.42	6	60	L60*60*6
85.08	42.54	7.09	8	60	L60*60*8
81.96	40.98	6.83	7	65	L65*65*7
76.56	38.28	6.38	6	70	L70*70*6
88.56	44.28	7.38	7	70	L70*70*7
82.2	41.1	6.85	6	75	L75*75*6
107.88	53.94	8.99	8	75	L75*75*8
115.56	57.78	9.63	8	80	L80*80*8
142.8	71.4	11.9	10	80	L80*80*10
115.32	57.66	9.61	7	90	L90*90*7
130.8	65.4	10.9	8	90	L90*90*8
146.4	73.2	12.2	9	90	L90*90*9
160.8	80.4	13.4	10	90	L90*90*10
146.4	73.2	12.2	8	100	L100*100*8
180	90	15	10	100	L100*100*10
213.6	106.8	17.8	12	100	L100*100*12

 

محاسبه وزن پروفیل:

 

سایز پروفیل مربعی	ضخامت(mm)	ضلع(mm)	مساحت سطح مقطع (میلیمتر مربع)	وزن هر متر (kg/m)	وزن شاخه 6 متری (kg)
40*2.9	2.9	40	423	3.32	19.92
40*4	4	40	562	4.41	26.46
50*2.9	2.9	50	539	4.23	25.38
50*4	4	50	722	5.67	34.02
60*2.9	2.9	60	655	5.14	30.84
60*4	4	60	882	6.93	41.58
60*5	5	60	1080	8.47	50.82
70*3.2	3.2	70	846	6.64	39.84
70*4	4	70	1040	8.18	49.08
70*5	5	70	1280	1	60
80*3.6	3.6	80	1090	8.55	51.3
80*4.5	4.5	80	1340	10.5	63
80*5.6	5.6	80	1640	12.9	77.4
90*3.6	3.6	90	1230	9.68	58.08
90*4.5	4.5	90	1520	11.9	71.4
90*5.6	5.6	90	1860	14.6	87.6
100*4	4	100	1520	12	72
100*5	5	100	1880	14.7	88.2
100*6.3	6.3	100	2330	18.3	109.8
120*4.5	4.5	120	2050	16.1	96.6
120*5.6	5.6	120	2510	19.7	118.2
120*6.3	6.3	120	2800	22	132
140*5.6	5.6	140	2960	23.3	139.8
140*7.1	7.1	140	3700	29	174
140*8.8	8.8	140	4500	35.3	211.8
160*6.3	6.3	160	3770	29.6	177.6
160*8	8	160	4700	36.9	221.4
160*10	10	160	5740	45.1	270.6
180*6.3	6.3	180	4280	33.6	201.6
180*8	8	180	5340	41.9	251.4
180*10	10	180	6540	51.4	308.4
200*6.3	6.3	200	4780	37.5	225
200*8	8	200	5980	46.9	281.4
200*10	10	200	7340	57.6	345.6
220*6.3	6.3	220	5280	41.5	249
220*8	8	220	6620	52	312
220*10	10	220	8140	63.9	383.4
260*7.1	7.1	260	7050	55.4	332.4
260*8.8	8.8	260	8640	67.8	406.8
260*11	11	260	1060	83.6	501.6
280*8	8	280	8540	67	402
280*10	10	280	10500	82.8	496.8
280*12.5	12.5	280	13000	102	612
320*10	10	320	12100	95.3	571.8
320*12.5	12.5	320	15000	118	708
320*16	16	320	18800	148	888
360*10	10	360	13700	108	648
360*12.5	12.5	360	17000	133	798
360*16	16	360	21400	168	1008
400*12.5	12.5	400	19000	149	894
400*16	16	400	23900	188	1128
400*20	20	400	29400	231	1386

 

 

سایز پروفیل مستطیلی	عرض(mm)	طول(mm)	ضخامت(mm)	مساحت سطح مقطع (میلیمتر مربع)	وزن هر متر (kg/m)	وزن شاخه 6 متری (kg)
50*30*2.9	30	50	2.9	423	3.32	19.92
50*30*4	30	50	4	562	4.41	26.46
60*40*2.9	40	60	2.9	539	4.23	25.38
60*40*4	40	60	4	722	5.67	34.02
70*40*2.9	40	70	2.9	597	4.69	28.14
70*40*4	40	70	4	802	6.3	37.8
80*40*2.9	40	80	2.9	655	5.14	30.84
80*40*4	40	80	4	882	6.93	41.58
80*40*5	40	90	5	1080	8.47	50.82
90*50*3.2	50	90	3.2	846	6.64	39.84
90*50*4	50	90	4	1040	8.18	49.08
90*50*5	50	100	5	1280	10	60
100*50*3.6	50	100	3.6	1020	7.98	47.88
100*50*4.5	50	100	4.5	1250	9.83	58.98
100*50*5.6	50	100	5.6	1530	12	72
100*60*3.6	60	100	3.6	1090	8.55	51.3
100*60*4.5	60	100	4.5	1340	10.5	63
100*60*5.6	60	100	5.6	1640	12.9	77.4
120*60*4	60	120	4	1350	10.6	63.6
120*60*5	60	120	5	1660	13	78
120*60*6.3	60	120	6.3	2050	16.1	96.6
140*80*4	80	140	4	1670	13.1	78.6
140*80*5	80	140	5	2060	16.2	97.2
140*80*6.3	80	140	6.3	2550	20	120
160*90*4.5	90	160	4.5	2120	16.6	99.6
160*90*5.6	90	160	5.6	2590	20.4	122.4
160*90*7.1	90	160	7.1	3220	25.3	151.8
180*100*5.6	100	180	5.6	2930	23	138
180*100*7.1	100	180	7.1	3640	28.6	171.6
180*100*8.8	100	180	8.8	4420	34.7	208.2
200*120*6.3	120	200	6.3	3770	29.6	177.6
200*120*8	120	200	8	4700	36.9	221.4
200*120*10	120	200	10	5740	45.1	270.6
220*120*6.3	120	220	6.3	4020	31.6	189.6
220*120*8	120	220	8	5020	39.4	236.4
220*120*10	120	220	10	6140	48.2	289.2
260*140*6.3	140	260	6.3	4780	37.5	225
260*140*8	140	260	8	5980	46.9	281.4
260*140*10	140	260	10	7340	57.6	345.6
260*180*6.3	180	260	6.3	5280	41.5	249
260*180*8	180	260	8	6620	52	312
260*180*10	180	260	10	8140	63.9	383.4
280*180*7.1	180	280	7.1	6200	48.7	292.2
280*180*8.8	180	280	8.8	7590	59.6	357.6
280*180*11	180	280	11	9320	73.2	439.2
280*220*8	220	280	8	7580	59.5	357
280*220*10	220	280	10	9340	73.3	439.8
280*220*12.5	220	280	12.5	11500	90.1	540.6
320*180*8.8	180	320	8.8	8290	65.1	390.6
320*180*10	180	320	10	9340	73.3	439.8
320*180*12.5	180	320	12.5	11500	90	540
320*220*8.8	220	320	8.8	8990	70.6	423.6
320*220*10	220	320	10	10100	79.6	477.6
320*220*12.5	220	320	12.5	12500	97.9	587.4
360*220*10	220	360	10	10900	85.9	515.4
360*220*12.5	220	360	12.5	13500	106	636
360*220*16	220	360	16	16900	132	792
400*260*11	260	400	11	13700	108	648
400*260*14.2	260	400	14.2	17400	137	822
400*260*17.5	260	400	17.5	21100	166	996

 

وزن پروفیل(کیلوگرم)=تعداد*طول به کار رفته بر اساس متر*وزن مخصوص پروفیل بر اساس کیلوگرم

 

 

وزن لوله فولادی:

وزن هر متر(kg)	ضخامت لوله (mm)	قطر لوله (mm)	قطر لوله(inch)
0.51	1	21.3	2/1
0.63	1.25	21.3	2/1
0.74	1.5	21.3	2/1
0.97	2	21.3	2/1
1.21	2.5	21.3	2/1
1.45	3	21.3	2/1
0.66	1	26.7	4/3
0.79	1.25	26.7	4/3
0.96	1.5	26.7	4/3
1.24	2	26.7	4/3
1.52	2.5	26.7	4/3
1.81	3	26.7	4/3
0.83	1	33.7	1
1.02	1.25	33.7	1
1.23	1.5	33.7	1
1.61	2	33.7	1
1.94	2.5	33.7	1
2.32	3	33.7	1
2.68	3.5	33.7	1
3.05	4	33.7	1
1.04	1	42.2	1.4_1
1.28	1.25	42.2	1.4_1
1.54	1.5	42.2	1.4_1
2.01	2	42.2	1.4_1
2.48	2.5	42.2	1.4_1
2.95	3	42.2	1.4_1
3.48	3.5	42.2	1.4_1
3.85	4	42.2	1.4_1
1.19	1	48.3	2/1-1
1.48	1.25	48.3	2/1-1
1.77	1.5	48.3	2/1-1
2.32	2	48.3	2/1-1
2.88	2.5	48.3	2/1-1
3.41	3	48.3	2/1-1
3.94	3.5	48.3	2/1-1
4.45	4	48.3	2/1-1
1.49	1	60.3	2
1.85	1.25	60.3	2
2.21	1.5	60.3	2
2.93	2	60.3	2
3.64	2.5	60.3	2
4.32	3	60.3	2
5.01	3.5	60.3	2
5.62	4	60.3	2
6.26	4.5	60.3	2
6.94	5	60.3	2
7.57	5.5	60.3	2
8.18	6	60.3	2
4.38	2	88.9	3
5.46	2.5	88.9	3
6.51	3	88.9	3
7.56	3.5	88.9	3
8.58	4	88.9	3
9.58	4.5	88.9	3
10.57	5	88.9	3
11.74	5.5	88.9	3
12.51	6	88.9	3
5.68	2	114.3	4
6.98	2.5	114.3	4
8.838	3	114.3	4
9.76	3.5	114.3	4
11.18	4	114.3	4
12.43	4.5	114.3	4
13.75	5	114.3	4
15.21	5.5	114.3	4
16.26	6	114.3	4