گیربکس مخصوص


گیربکس ها تجهیزاتی هستند که در  بسیاری از کارخانجات کاربرد دارند،اساسا گیربکس ها انتقال قدرت میدهند از یک ماشین به ماشین دیگر و نکته اساسی این است که ما متوجه شویم که گشتاور مورد نیاز برای دستگاهی که میخواهیم از گیربکس درآن استفاده کنیم چقدر است،در حقیقت گیربکس ها نیروی مکانیکی را از یک موتور انتقال میدهند به یک دستگاه و یا بالعکس به طور کلی در تمام گیربکس ها نیرو از طریق شافت انتقال پیدا میکند، در گیربکس ها چرخ دنده های مختلف وجود دارند که معمولا چرخ دنده کوچک تر پینیون نامیده می شود و چرخ دنده بزرگتر گیر یا همان دنده نامیده می شود. بسته به سرعت و گشتاور هر چرخ دنده میتوان سرعت و گشتاور دنده مقابل را بدست آورد.

انواع گیربکس صنعتی

گشتاور نیرویی است که به صورت چرخی به یک دنده وارد میشود، ترکیب چندین چرخ دنده در یک گیربکس باعث میشود که نیرو و گشتاور از یک طرف شافت به آن طرف گیربکس انتقال یابد،به طور مثال اگه دو دنده رو در نظر بگیریم دنده پنییون سرعت چرخ بالا تری دارد، و در حقیقت گشتاور کمتری تولید میکند و دنده مقابل گشتاور بیشتر و سرعت کمتری دارد،نسبت تبدیل گیربکس در حقیقت حاصل بدست آوردن همین نسبت چرخش دو دنده است

به عنوان مثال اگر دنده کوچک تر سه دور بزند و دنده بزرگتر یک دور بزند به این مجموعه یک گیربکس بانسبت یک به سه گفته میشود، و به طور کلی نسبت یک گیربکس ازتقسیم تعداد چرخش دنده به پنییون بدست می آید، به شافت که با سرعت بیشتر در گیربکس چرخش داره این پوت شافت گفته می شود یا شافت ورودی و شافتی که انتقال قدرت را برعهده دارد و باسرعت کمتری می چرخد شافت خروجی نام دارد، به عنوان مثال اگر یک گیربکس صنعتی دارای دو محور باشد و محور اول نسبتی یک به سه و محور دوم نسبتی یک به چهار داشته باشند نسبت تبدیل کل گیربکس ضریبی از سه و چها رخواهد بود که 1به 12 میشود ینی اگر شافت ورودی 12دور بچرخد شافت خروجی یک دور خواهد زد به طور کلی قدرت برابر با گشتاور ضرب در سرعت در حقیقت هرچه سرعت بیشتر باشد  گشتاور کمتر و هرچه گشتاور بیشتر باشد سرعت کمتر میشود.

 شناخت انواع گیربکس صنعتی

گشتاور در یک دنده برابر با نیرو ضرب در بازو گشتاور است. بازو گشتاور در حقیقت فاصله مرکز دنده تا آخرین نقطه دندانه ها است، این به این معنی است که اگر بازو گشتاور بیشتر باشد نیرو لازم برای چرخاندن دندانه گیربکس بیشتر خواهد بود، باتوجه به قانون بقای انرژی پس اگر گشتاور و نیرو در یک گیربکس در دنده اول باهم برابر باشد در نتیجه در دنده دوم قدرت خواهد بود و سرعت کمتر است، به عبارتی دیگر به دلیل اینکه انرژی ثابت است نیروی ورودی باید با نیروی خروجی برابر باشد در حقیقت گشتاور ضرب در سرعت در شافت با گشتاور ضرب در سرعت درشافت خروجی باید یکسان باشد و چون شافت خروجی سرعت کمتری دارد پس در گیربکس صنعتی گشتاور یا نیروی خروجی بیشتر خواهد بود

بیشتر درمورد انواع دنده بحث خواهیم کرد دنده ها یا مستقیم هستند (نیرو را به صورت مستقیم انتقال می دهند که میتوانند به صورت هلیکال یا ساده باشد ) یا می تواند به صورت بول هلیکال باشد که نیرو را به صورت 90 درجه منتقل می کند.


استانداردهایی که برای گیربکس صنعتی سرعت بالا طراحی شده را شرح دهید؟
گیربکس صنعتی دور بالا براساس استاندارد AGMA 421.05 چه شرایطی باید داشته باشد؟
استاندارد گیربکس صنعتی سرعت بالا مربوط به کدام نوع از گیربکس هاست؟
فرآیند تولید گیربکس های ساده با سرعت بالاچیست؟
صدای گیربکس از چیست؟
خطای انتقال در چرخدنده گیربکس چیست؟
علاوه بر خطای انتقال چه عوامل دیگر باعث ایجاد سر و صدا در چرخ دنده ها می شوند؟
تعریف واقعی خطای انتقال در گیربکس صنعتی چیست؟

استانداردهایی که برای گیربکس های سرعت بالا طراحی شده است

در اکتبر 1943 اولین استاندارد برای گیربکس صنعتی سرعت بالا به صورت آزمایشی ارئه و مورد پذیرش قرار گرفت که استاندارد AGMA 421.01 نام دارد. این استاندارد دارای فرمول هایی است که می تواند توان را برحسب اسب بخار و تنش های مجاز محاسبه کند و همچنین این استاندارد جدولی دارد که ضرایب کاربردی در آن درج شده است. استاندارد AGMA 421.01 همینطور دارای محتوایی است که  توانایی انجام بازنگری در عملیات حرارتی در این نوع گیربکس را ممکن می سازد. البته در استاندارد قبلی اشتباهات چاپی وجود داشت که این مشکل توسط استاندارد AGMA 421.04 که در سال 1957 انتشار یافت تصحیح شد. در سال 1959 با بررسی هایی درمورد استاندارد AGMA 421.04 انجام شد کارشناسان این امر تصمیم به بازنگری این استاندارد گرفتند و در راستای همین هدف استاندارد  AGMA 421.05برای توسعه طراحی و تولید و کابرد گیربکس های سرعت بالا در تاریخ 22 اکتبر 1963 منتشر و نقایص استاندارد قبلی نیز در آن تصحیح شد.

گیربکس صنعتی دور بالا براساس استاندارد AGMA 421.05 چه شرایطی باید داشته باشد؟

 براساس استاندارد AGMA 421.05 یک گیربکس هلیکال با شرایطی ذیل را دور بالا می نامیم:
در گیربکس های تک مرحله ای باید سرعت خطی گام مساوی یا بیشتر از 35 متر بر ثانیه بوده و اینکه سرعت دورانی آنها از 4500 دور بر دقیقه بیشتر باشد.
 در گیربکس های چند مرحله ای باید در حداقل یک مرحله آنها سرعت خطی گام مساوی یا بیشتر از 35 متر بر ثانیه بوده و سرعت خطی گام در مرحله های دیگر نیز نباید کمتر از میزان 8 متر بر ثانیه باشد.

استاندارد گیربکس سرعت بالا مربوط به کدام نوع از گیربکس هاست؟
 

معمولا استانداردی که برای گیربکس ها در نظر گرفته می شود درمورد گیربکس هلیکال است اما دیده شده در بخش های مختلفی از صنایع مثلا صنعت نفت از گیربکس های ساده با سرعت دورانی زیاد استفاده می شود. این امر یعنی استفاده از گیربکس ساده به جای گیربکس هلیکال راه حل مناسبی به نظر می آید زیرا هر دو دارای ماهیت درگیری هستند اما معمولا نیروهای محوری بزرگی در گیربکس هلیکال ایجاد می شوند که سبب به وجود آمدن مشکلاتی در یاتاقان بندی شافت خواهند شد.

فرآیند تولید گیربکس های ساده با سرعت بالاچیست؟

گیربکس های ساده ای وجود دارند که با سرعت زاویه ای بیشتر از 4000 دور بر دقیقه دوران می کنند و به همین دلیل نیز مورد توجه کارشناسان قرار دارد. فرآیند ساخت و تولید این گیربکس ها با گیربکس های ساده ای که در سرعت های پائین دوران می کنند متفاوت است که از جمله این تفاوت ها می توان به تلرانس و عملیات حرارتی انجام شده بر روی گیربکس دور بالا اشاره کرد. دانستن این نکته نیز خالی از لطف نیست که در بعضی از گیربکس صنعتی سرعت دوران گیربکس بزرگ 6000 دور بر دقیقه و سرعت دوران گیربکس های کوچک تا 23000 دور بر دقیقه نیز میتوان تولید کرد.

صدای گیربکس از چیست؟

در گیربکس صنعتی، شایع ترین دلیلی که می توان برای ایجاد سر و صدا پیدا کرد صدایی است که ناشی از برخورد دنده ها و به خصوص تماس نامناسب دو چرخ دنده با یکدیگر می باشد. وقتی در یک گیربکس صنعتی تعداد زیادی از چرخ دنده ها در کنار هم کار کنند طبیعتاً صدای زیادی را تولید خواهند کرد و برای کم کردن این صدا راهکارهای مختلفی می توان ارائه داد که در ادامه آمده است.

خطای انتقال در چرخدنده گیربکس چیست؟
 

مهم ترین عاملی که باعث ایجاد آلودگی صوتی از سوی گیربکس صنعتی می شود ناشی از چرخ دنده ها بوده که تماس دندانه های آنها باعث تولید صدا می شوند. وقتی دندانه ها با هم تماس پیدا می کنند که نیرو و حرکت از یک چرخ دنده به چرخ دنده روبرو انتقال یابد. این فرآیند را خطای انتقال که یکی از مهم‌ترین مکانیزم‌ های تحریک ارتعاش و سر و صدای چرخ‌‌دنده است، می گویند.

علاوه بر خطای انتقال چه عوامل دیگر باعث ایجاد سر و صدا در چرخ دنده ها می شوند؟
 

خطای انتقال مهم ترین عامل در ایجاد صدا در چرخ دنده یک گیربکس صنعتی است اما در کنار این عامل عوامل دیگری نیز روی صدای ناشی از چرخ دنده گیربکس تاثیر گذارند، از جمله: اصطکاک و گشتاور خمشی که در بعضی مواقع باعث ایجاد تحریک ارتعاشی و سروصدا در گیربکس صنعتی می‌شود.

ایجاد سر و صدا در چرخ دنده گیربکس صنعتی چند مرحله دارد؟

 فرآیند ایجاد سر و صدا در گیربکس طی سه مرحله رخ خواهد داد.
در مرحله اول طی درگیری چرخ دنده­ها که مهمترین دلیل ایجاد صدا در گیربکس صنعتی است ارتعاشاتی ایجاد می شود. مرحله دوم انتقال است. در این مرحله ارتعاشات ایجاد شده در مرحله اول به وسیله چرخ دنده، شافت و یاتاقان به بدنه منتقل می شوند. در مرحله سوم وقتی بدنه مرتعش باشد این ارتعاش باعث ایجاد تغییراتی در فشار هوای اطراف می شود و به صورت نویز دریافت خواهد شد.

تعریف واقعی خطای انتقال در گیربکس صنعتی چیست؟
 

در تعریف تئوری واژه خطای انتقال داریم که میزان چرخش تئوری چرخ‌دنده‌، θ_gear، باید به اندازه میزان چرخش پینیون، θ_pinion، باشد اما در عمل چنین نیست و تفاوت بین سرعت زاویه‌ای تئوری یا فرضی چرخ‌‌دنده، با سرعت زاویه‌ای واقعی یا اندازه‌گیری شده، به صورت خطای انتقال تعریف می‌شود.