همه چیز درباره گیربکس حلزونی | بررسی اجزا، عملکرد و کاربردهای صنعتی
گیربکس حلزونی (Worm Gearbox) نوعی جعبه‌دنده با چرخ‌دنده‌های حلزونی شکل است که بین تولیدکننده قدرت (موتور) و مصرف‌کننده قدرت قرار می‌گیرد تا نیرو را از محرک به متحرک انتقال دهد. این نوع گیربکسها در دو مدل مکعبی (کتابی) و دایره‌ای تولید می‌شوند. معمولاً قیمت گیربکس حلزونی دایره‌ای کمتر از نوع کتابی (مکعبی) است. به‌طور کلی، گیربکس‌های گرد و مکعبی از قدیمی‌ترین و پرکاربردترین انواع گیربکس در صنعت محسوب می‌شوند.
بدنه این محصولات معمولاً از چدن یا آلومینیوم ساخته میشود. از ویژگی‌های مهم جعبه‌دنده‌های حلزونی می‌توان به امکان چرخش شفت خروجی با زاویه ۹۰ درجه اشاره کرد که باعث قابلیت نصب در موقعیت‌های مختلف میشود. همچنین روغنکاری و نگهداری آسان از دیگر مزایای این گیربکسها است.
الکتروگیربکس‌های حلزونی بیشترین کاربرد را در آسانسورهای خانگی، دستگاه‌های انتقال مواد اولیه و پرس‌های صنعتی دارند. از جمله تولیدکنندگان داخلی گیربکس حلزونی در ایران می‌توان به شرکت‌های سهند، سپاهان، شاکرین اصفهان و رهنما اشاره کرد.
برای مشاهده، مقایسه و خرید انواع گیربکس حلزونی با مشخصات فنی و قیمت به‌روز، می‌توانید به وب‌سایت نوین پمپ برسام مراجعه کنید.
گیربکس حلزونی چیست؟
گیربکس حلزونی گیربکس حلزونی یکی از پرکاربردترین انواع گیربکسها در صنایع و ماشین‌آلات است که وظیفه آن انتقال توان دورانی بین دو محور متقاطع با زاویه ۹۰ درجه می‌باشد. در این نوع گیربکس، انتقال نیرو توسط یک حلزون (پیچ استوانه‌ای شکل) و یک چرخ حلزون (چرخ‌دنده دایره‌ای) انجام می‌گیرد.
نحوه عملکرد گیربکس حلزونی به این صورت است که یک محرک، معمولاً الکتروموتور، توان چرخشی را به حلزون وارد میکند. پیچ‌های حلزون با دنده‌های چرخ حلزون درگیر شده و باعث چرخش چرخ حلزون می‌شوند، در نتیجه توان از محرک به متحرک منتقل می‌گردد. ویژگی اصلی این نوع چرخدندهها، افزایش گشتاور و کاهش سرعت دورانی با نسبت‌هایی تا ۱:۳۰۰ و حتی بیشتر است.
از نظر دینامیکی، درگیر شدن حلزون و چرخ حلزون ترکیبی از غلتش و لغزش را ایجاد میکند. در نسبت‌های کاهش بالا، لغزش بر غلتش غالب میشود که منجر به افزایش اصطکاک، تولید گرما و کاهش راندمان مجموعه چرخ‌دنده خواهد شد.
این گیربکسها از نظر ساختار، مکانیزم و عملکرد، نوعی گیربکس حلزونی کلاسیک محسوب می‌شوند و در بسیاری از تجهیزات صنعتی مانند بالابرها، نوار نقالهها، وسایل حمل‌ونقل و ماشین‌آلات مختلف کاربرد دارند. یکی از ساده‌ترین و ملموس‌ترین نمونه‌های استفاده از این مکانیزم، در تنظیم سیم گیتار آکوستیک دیده میشود.
عملکرد گیربکس صنعتی حلزونی
همان‌طور که در بخش‌های پیشین به اجزای موتور گیربکس حلزونی اشاره شد، بخش ماردون که همواره به چرخ‌دنده متصل است، به‌صورت مداوم در حال چرخش بوده و با گردش خود، چرخ‌دنده را نیز به حرکت وادار میکند.
در واقع، انرژی حرکتی چرخ‌دنده از طریق ماردون تأمین میشود، با این تفاوت که انتقال نیرو در جهت معکوس (از چرخ‌دنده به ماردون) امکان‌پذیر نیست. همین ویژگی باعث میشود گیربکس پمپ حلزونی در کاربردهایی که نیاز به قفل خودکار مکانیکی یا جلوگیری از برگشت حرکت دارند، گزینه‌ای مناسب باشد.
انواع گیربکس حلزونی
گیربکس‌های حلزونی نیز مانند سایر انواع گیربکس‌های صنعتی، برای استفاده در شرایط و صنایع مختلف در مدل‌های گوناگونی تولید می‌شوند. به‌طور کلی، این گیربکسها در سه دسته اصلی زیر قرار می‌گیرند:
- گیربکس حلزونی پایه‌دار
- گیربکس حلزونی فلنچ‌دار
- گیربکس حلزونی هالو شافت
بدنه گیربکس معمولاً از آلومینیوم ساخته میشود و ساختار آن شامل شافت، هاب کروی شکل و بلبرینگ است. این نوع گیربکسها قابلیت اتصال مستقیم از طریق شافت به الکتروموتور را دارند.
در بخش مواد به‌کاررفته نیز، معمولاً چرخ‌دنده از فولاد، هاب کروی از برنز و شافت از آلیاژهای فولادی مقاوم ساخته میشود. این ترکیب موجب استحکام بالا، عملکرد روان و طول عمر زیاد در شرایط کاری سنگین می‌گردد.
اجزای گیربکس حلزونی
گیربکس حلزونی به دلیل چینش خاص چرخدندهها و شباهت ظاهری مکانیزم آن به حلزون، با این نام شناخته میشود. این نوع گیربکس معمولاً در مدل‌های کتابی یا مکعبی تولید میشود و از اجزای مکانیکی دقیق و مستحکم تشکیل شده است.
خلاصه اجزای اصلی گیربکس حلزونی
- چرخدندهها (ماردون و چرخ‌دنده حلزون)
- پوسته گیربکس
- یاتاقان‌ها و بلبرینگ‌ها
- آببندها و کاسه‌نمدها (سیل)
اجزای اصلی گیربکس شامل:
- پوسته (بدنه گیربکس): معمولاً از آلومینیوم یا چدن ساخته میشود تا در عین سبک بودن، مقاومت بالایی در برابر فشار و حرارت داشته باشد.
- شافت و هاب کروی: برای انتقال نیرو بین بخش‌های مختلف گیربکس استفاده می‌شوند و با دقت بالا ماشین‌کاری می‌گردند.
- یاتاقان‌ها و بلبرینگ‌ها: وظیفه تحمل نیروهای محوری و شعاعی و کاهش اصطکاک در حین چرخش را دارند و نقش مهمی در افزایش عمر مفید گیربکس ایفا میکنند.
- آببندها، اُرینگ‌ها و کاسه‌نمدها: برای جلوگیری از نشت روغن و نفوذ گردوغبار به داخل گیربکس استفاده می‌شوند.
- هواکش و فلنج ورودی: جهت تهویه و اتصال مستقیم به الکتروموتور طراحی شده‌اند.
در گیربکس‌های هالو شافت، شافت الکتروموتور به‌صورت مستقیم به گیربکس متصل میشود، در حالی که در مدل‌های ورودی شافت از کوپلینگ برای اتصال استفاده می‌گردد. این طراحی امکان نصب آسان و انعطاف بالا در کاربردهای مختلف را فراهم میکند.
چرخ‌دنده ماردون یا مارپیچ
ماردون در ورودی گیربکس قرار دارد و مستقیماً به الکتروموتور متصل است. جنس آن از فولاد آلیاژی سخت‌کاری‌شده است تا در برابر فشار و سایش مقاوم باشد. برای کاهش صدا و بهبود عملکرد، سطح دندانه‌های ماردون سنگ‌زنی دقیق میشود.
جنس ماردون معمولاً از فولاد آلیاژی 1.7027 (20Cr4 – 5120 / G51200) است که حاوی کروم، نیکل و مولیبدن می‌باشد. در طی عملیات حرارتی کربونیزه و کوئنچ، سختی سطحی آن تا حدود ۶۲ راکول (56–62 HRC) افزایش یافته و ضخامت لایه سخت تا ۰٫۳ تا ۰٫۵ میلی‌متر می‌رسد.
چرخ‌دنده حلزون
چرخ‌دنده حلزون معمولاً از جنس برنز قلع‌دار (Tin Bronze CuSn10-1 – CC480K) ساخته میشود. این دنده‌ها دارای سطح صاف یا مارپیچ بوده و به‌گونه‌ای طراحی می‌شوند که در تماس با ماردون، کمترین اصطکاک و بیشترین بازده را داشته باشند.
چرخ‌دنده برنجی نقش فداشونده دارد، یعنی در صورت بروز استهلاک، ابتدا دنده برنجی آسیب می‌بیند تا از خرابی سایر اجزا جلوگیری شود. این بخش باید در برابر سایش و فشار بالا مقاوم باشد.
یاتاقان‌ها و بلبرینگ‌ها
یاتاقان‌ها وظیفه تحمل و هدایت نیروهای محوری و شعاعی وارد بر گیربکس را بر عهده دارند. این قطعات باعث چرخش روان ماردون، چرخ‌دنده و شافت‌ها شده و از بروز لرزش یا صدا جلوگیری میکنند. به‌علاوه، یاتاقان‌ها با کاهش اصطکاک، افزایش عمر مفید گیربکس حلزونی را تضمین میکنند.
شفت‌های ورودی و خروجی در گیربکس حلزونی
شفت‌های ورودی و خروجی میله‌های فلزی توپر یا توخالی هستند که وظیفه اصلی آن‌ها انتقال نیرو به اجزای داخلی گیربکس و ایجاد چرخش در چرخدندهها است. این شفتها از جنس فولاد مقاوم ساخته می‌شوند تا در برابر فشار، گشتاور بالا و سایش دوام بالایی داشته باشند.
در انواع موتور گیربکس حلزونی، بخش ورودی و خروجی به دو صورت طراحی میشود:
- مدل دارای شافت ورودی: در این نوع، برای اتصال گیربکس به قوای محرکه یا الکتروموتور، از کوپلینگ استفاده میشود تا انحرافات و ناهم‌محوری بین شافت‌ها برطرف گردد و انتقال نیرو با دقت بیشتری انجام شود.
- مدل هالو شافت (شافت توخالی): در این مدل، شافت الکتروموتور به‌صورت مستقیم و بدون نیاز به کوپلینگ به گیربکس متصل میشود. برای این کار از خار روی شافت و اتصال فلنج الکتروموتور به پوسته گیربکس استفاده میشود که باعث نصب سریع‌تر و عملکرد روان‌تر سیستم خواهد شد.
در زمان خرید محفظه حلزونی استیل یا گیربکس حلزونی، توجه به نوع شافت ورودی و خروجی بسیار مهم است، زیرا انتخاب صحیح آن متناسب با نوع الکتروموتور و شرایط کاری، موجب افزایش راندمان، طول عمر و ایمنی مجموعه انتقال قدرت میشود.
آببندها (کاسه‌نمدها) در گیربکس حلزونی
آببندها یا کاسه‌نمدها نقش بسیار مهمی در عملکرد صحیح گیربکس حلزونی دارند. وظیفه اصلی آن‌ها جلوگیری از نشتی واسکازین (روغن گیربکس) در نواحی ورودی، خروجی و اطراف شافت‌ها است. علاوه بر این، آببندها از ورود گردوغبار، رطوبت و آلودگی‌های محیطی به داخل پوسته گیربکس جلوگیری میکنند و در نتیجه، عمر مفید و راندمان گیربکس را افزایش میدهند.
در ساخت گیربکس‌های جدید، معمولاً از سیل‌های دو فنره و نیمه‌فلزی استفاده میشود تا کیفیت آب‌بندی، مقاومت در برابر حرارت و دوام در شرایط صنعتی سخت بهبود یابد. انتخاب صحیح نوع آببند هنگام خرید مکانیکال سیل یا قطعات آب‌بندی گیربکس حلزونی اهمیت زیادی دارد، زیرا تأثیر مستقیم بر عملکرد طولانی‌مدت و کاهش نیاز به سرویس دارد.
اندازه و جنس گیربکس صنعتی حلزونی
یکی از ویژگی‌های جذاب گیربکس‌های حلزونی، قابلیت تولید در ابعاد و اندازه‌های بسیار کوچک است. این خاصیت باعث میشود بتوان از گیربکس حلزونی کوچک برای راه‌اندازی گیربکس‌های بزرگ‌تر یا استفاده در سیستم‌های ترکیبی بهره برد. همچنین، ابعاد فشرده این گیربکسها امکان نصب آن‌ها را در ماشین‌آلات متحرک یا دستگاه‌هایی که نیاز به جابه‌جایی مداوم دارند فراهم میکند.
از نظر استحکام، گیربکس‌های حلزونی بسیار مقاوم هستند. ماردون‌ها معمولاً از فولاد سخت‌کاری‌شده و در برخی موارد از فولاد سنگ‌خورده ساخته می‌شوند تا تحمل فشار، گشتاور و اصطکاک بالا را داشته باشند. این استحکام و مقاومت مکانیکی بالا باعث میشود گیربکس در برابر سایش و استهلاک بسیار مقاوم بوده و طول عمر کاری آن افزایش یابد.
قابلیت نصب و انعطاف در کاربرد
جالب است بدانید که گیربکس‌های حلزونی کتابی یکی از پرکاربردترین انواع گیربکس حلزونی قابلیت نصب در شش حالت مختلف را دارند. این انعطاف در نحوه نصب، باعث میشود از آن‌ها بتوان در خطوط انتقال صنایع مختلف مانند تولید کاشی و سرامیک، مواد غذایی و تجهیزات بسته‌بندی استفاده کرد.
در نتیجه، ابعاد فشرده، استحکام بالا و قابلیت نصب متنوع، گیربکس‌های حلزونی را به یکی از گزینه‌های ایده‌آل برای استفاده در سیستم‌های صنعتی مدرن تبدیل کرده است.
سخن پایانی
گیربکس حلزونی یکی از پرکاربردترین و قدیمی‌ترین انواع گیربکس‌های صنعتی است که به دلیل طراحی فشرده، عملکرد نرم، افزایش گشتاور و کاهش سرعت دورانی در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. ساختار ساده، قابلیت نصب در زوایای مختلف، روغنکاری آسان و طول عمر بالا از مهم‌ترین مزایای این نوع گیربکس محسوب میشود.
در هنگام انتخاب و خرید گیربکس حلزونی، باید به عواملی همچون نوع شافت (ورودی یا هالو شافت)، جنس بدنه و چرخدندهها، نسبت تبدیل، توان موتور و شرایط کاری سیستم توجه ویژه‌ای داشت. همچنین، استفاده از قطعات باکیفیت مانند آببند مناسب، ماردون فولادی مقاوم و چرخ‌دنده برنزی مرغوب تأثیر مستقیمی بر عملکرد و دوام مجموعه دارد.
برای مشاهده مشخصات فنی، قیمت و دریافت مشاوره خرید می‌توانید به وب‌سایت نوین پمپ برسام مراجعه کنید و بهترین مدل گیربکس حلزونی متناسب با نیاز خود را انتخاب نمایید.
سوالات متداول درباره گیربکس حلزونی
-
گیربکس حلزونی چه کاربردی دارد؟
این نوع گیربکس در تجهیزاتی مانند نوار نقالهها، بالابرها، میکسرها، آسانسورهای خانگی و ماشین‌آلات صنعتی سبک و متوسط استفاده میشود. -
تفاوت گیربکس حلزونی مکعبی و دایره‌ای در چیست؟
مدل‌های دایره‌ای قیمت پایین‌تری دارند و برای کاربردهای سبک مناسب‌اند، در حالی‌که مدل‌های مکعبی (کتابی) از نظر استحکام و قابلیت نصب در زوایای مختلف برتر هستند. -
چرا در گیربکس حلزونی از چرخ‌دنده برنجی استفاده میشود؟
چرخ‌دنده برنجی خاصیت فداشوندگی دارد و در برابر سایش مقاوم است. در صورت بروز اصطکاک زیاد، ابتدا دنده برنجی آسیب می‌بیند تا از خرابی سایر بخش‌های گیربکس جلوگیری شود. -
آیا امکان برگشت حرکت در گیربکس حلزونی وجود دارد؟
خیر، یکی از ویژگی‌های منحصربه‌فرد این گیربکسها عدم برگشت‌پذیری حرکت است، یعنی نیرو از چرخ‌دنده به ماردون منتقل نمی‌شود. -
روغنکاری گیربکس حلزونی چگونه انجام میشود؟
این گیربکسها معمولاً با روغن واسکازین روانکاری می‌شوند. بررسی سطح روغن و تعویض دورهای آن برای جلوگیری از سایش و افزایش عمر گیربکس ضروری است. -
مزیت خرید مکانیکال سیل و آببند باکیفیت برای گیربکس حلزونی چیست؟
استفاده از آببندها و مکانیکال سیل‌های استاندارد مانع نشت روغن و ورود آلودگی به داخل گیربکس میشود و از خرابی زودرس و کاهش راندمان جلوگیری میکند.
