advertise

همه چیز در مورد چرخدنده صنعتی و عملکرد آن

چرخدنده‌ها مهم‌ترین اجزای گیربکس صنعتی هستند و نقش بسیار مهم در ساختار گیربکس و انتقال قدرت و تنظیم سرعت ایفا می‌کنند. در دنیای پرشتاب صنعت، جایی که ماشین‌آلات نیازمند حرکت بی‌وقفه و دقیق هستند، شرکت پویش گیربکس سامان با ارائه طیف وسیعی از چرخدنده‌های صنعتی خاص و با کیفیت، مهندسی حرکت را با تولید چرخدنده های با کیفیت به نمایش می گذارد. چرخ‌دنده‌ها می‌توانند با کاهش اصطکاک و بهینه‌سازی انتقال نیرو، کارایی سیستم را افزایش دهند که در نتیجه به کاهش مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی منجر می شود. چرخ‌دنده‌های صنعتی معمولاً از مواد مقاوم و با کیفیت ساخته می‌شوند که باعث افزایش عمر مفید و کاهش نیاز به تعمیر و نگهداری می‌شود. این ویژگی‌ها به کاهش هزینه‌های بلندمدت کمک می‌کند.
 گیربکس دور بالا (High Speed Gearbox) و چرخدنده های خاص چرخ دنده های دور بالا در بسیاری از اجزای ماشین آلات صنعتی از جمله کمپرسورها، ژنراتورها و درایوهای پمپ قابل استفاده هستند و بهبود قابل توجهی در عملکرد و همچنین انعطاف پذیری بسته بندی ایجاد می کند. سامان گیربکس به عنوان فناورسازنده این نوع از چرخدنده ها در کشور آماده همکاری با صنایع بزرگ کشور از جمله صنایع فولاد، صنایع نیروگاهی، پالایشگاه ها و پتروشیمی ها و صنایع دیگر می باشد.

سامان گیربکس > محصولات > چرخدنده
چرخدنده حلزونی

چرخدنده حلزونی

ناموجود
ارتباط با کارشناس
چرخدنده جناقی

چرخدنده جناقی

ناموجود
ارتباط با کارشناس
چرخدنده خورشیدی

چرخدنده خورشیدی

ناموجود
ارتباط با کارشناس
چرخدنده مخروطی

چرخدنده مخروطی

ناموجود
ارتباط با کارشناس
چرخدنده هلیکال

چرخدنده هلیکال

ناموجود
ارتباط با کارشناس

اصول کلی طراحی چرخدنده صنعتی و عملکرد آن

طراحی و ساخت چرخ‌دنده‌های صنعتی فرآیندی پیچیده و چند مرحله‌ای است که نیازمند دانش و تخصص بالایی است. این فرآیند با تحلیل دقیق نیازها و تعیین مشخصات عملکردی چرخ‌دنده‌ها آغاز می‌شود. در این مرحله، عواملی مانند بار، سرعت، شرایط کاری و نوع کاربرد به دقت بررسی و تحلیل می‌شوند. سپس، با استفاده از نرم‌افزارهای تخصصی، طراحی اولیه چرخ‌دنده‌ها انجام می‌شود. در این مرحله، ابعاد، نسبت دنده‌ها، نوع دندانه (مانند هلیکال، حلزونی، مخروطی و غیره) و جنس مواد اولیه مشخص می‌شوند. انتخاب مواد مناسب برای ساخت چرخ‌دنده‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. مواد باید با توجه به شرایط کاری، بار وارده و نوع کاربرد انتخاب شوند. معمولا از فولادهای آلیاژی با مقاومت بالا در برابر سایش، خوردگی و ضربه برای ساخت چرخ‌دنده‌های صنعتی استفاده می‌شود. پس از انتخاب مواد، فرآیند تولید آغاز می‌شود. این فرآیند شامل مراحل مختلفی مانند ماشین‌کاری دقیق، پردازش حرارتی (برای افزایش سختی و مقاومت) و کنترل کیفیت است. در مرحله کنترل کیفیت، دقت ابعاد، صافی سطح، تلرانس‌ها و سایر مشخصات فنی چرخ‌دنده‌ها بررسی و کنترل می‌شوند. در نهایت، پس از ساخت و کنترل کیفیت، چرخ‌دنده‌ها تحت تست‌های عملکردی قرار می‌گیرند تا از انطباق آنها با استانداردها و نیازهای کاربردی اطمینان حاصل شود.

انواع چرخ دنده های صنعتی با محورهای موازی

چرخ دنده های ساده (Spur gear)

چرخ دنده ساده جزو ساده ترین و پر مصرف ترین نوع دنده بوده که در آن محور هر دندانه با محور چرخدنده موازی است. این نوع دنده ها به هنگام درگیری حتما باید دارای محور های موازی باشند لذا در مجموعه ای از دنده های ساده همواره محورهای خروجی و ورودی همراستا هستند. این نوع چرخ دنده از پرکاربردترین نوع چرخ دنده استوانه ای می باشد. چرخ دنده های کوچک تر با تعداد دندانه ی کم تر، پینیون نامیده می شود و چرخ دنده ی بزرگ تر با تعداد دندانه های بیشتر چرخ دنده یا چرخ نامیده می شود . از عیوب این چرخ دنده ها می توان به ضربه به یکدیگر در هنگام حرکت نام برد که این ضربه باعث ایجاد صدا و تمرکز تنش بر روی دندانه ها می شود و در هر لحظه فقط یکی از دندانه ها به طور کامل با یکدیگر درگیر می شوند . این نوع از چرخ دنده ها برای تبدیل گشتاور و انتقال قدرت مناسب تر می باشند و در انواع صنایع سبک و سنگین مانند دستگاه خرد کن سنگ آهن اشاره کرد.

چرخ دنده شانه ای ساده

این نوع چرخ دنده برای تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی یا بلعکس استفاده می شود . این نوع چرخ دنده ها می تواند با هر نوع چرخ دنده ساده با هر تعداد دندانه درگیر شود. چرخ دنده شانه ای در اصل یک چرخ دنده ساده باشعاع بی نهایت بزرگ می باشد . کاربرد این نوع چرخ دنده در جعبه فرمان خودرو، در ترازو ها برای چرخاندن عقربه و … می باشد. از معایب این نوع چرخ دنده می توان به وجود لقی بین دنده ها اشاره نمود.

چرخدنده های خورشیدی (Planetary Gear)

یکی از علت های استفاده از مجموعه چرخ دنده ساده، رسیدن به دور و گشتاور مورد نیاز می باشد و برای این منظور نیازمند تعداد بالای چرخ دنده ساده می باشد که این امر سبب اتلاف انرژی، تداخل و جاگیری بسیار گیربکس می شود. یکی از روش های جلوگیری از مشکلات ذکر شده توسعه چرخ دنده های سیاره ای یا چرخ دنده خورشیدی می باشد که با نام چرخ دنده های سیکلوئید نیز یاد می شوند. چرخ دنده های خورشیدی عموما در گیربکس های خورشیدی (Planetary) استفاده می شود و عملکرد آن به این صورت است که دنده های آن در سطح داخل رینگ قرار گرفته اند. چرخ دنده های خورشیدی ساده می تواند با یک چرخ دنده ساده دیگر درگیر شود.

چرخ دنده های مارپیچ(Helical Gear)

نوع دیگری از دنده بوده که محور هر دنده یک خط صاف نیست و در واقع بخشی از یک مارپیچ است. این نوع دنده ها به علت درگیری ارام و تدریجی در طول دنده، از سروصدای کمتری نسبت به چرخدنده ساده برخوردارند. بر خلاف نوع ساده، محورهای این نوع چرخدنده لزوما موازی نیستند و میتوانند نسبت به هم متنافر نیز باشند. از دیگر نوع چرخ دنده با محور های موازی می توان چرخ دنده های مارپیچ نام برد که دراین نوع چرخ دنده ها خطوط دنده ها به صورت مارپیچ می باشد. این نوع چرخ دنده ها نسبت به نوع ساده قادر به انتقال گشتاور و نیروی بیشتری هستند و صدای کم تری ایجاد می کنند همچنین کم تر بودن صدا در دورهای بالا مشهود است. از دیگر مزیت های چرخ دنده های مارپیچ نسبت به نوع ساده درگیر بودن همیشگی بیش از یک دنده می باشد که باعث آغاز حرکت آهسته می شود و در نتیجه انتقال نیرو یکنواخت تر، ارتعاشات و سایش نیز کم تر می شود. از عیوب این نوع چرخ دنده ها ایجاد یک نیروی محوری نامطلوب می باشد. این نوع از چرخ دنده تقریبا در تمامی گیربکس خودروها کاربرد دارد.

چرخ دنده شانه ای مورب (Helical Rack)

چرخ دنده شانه ای مورب، چرخ دنده هایی به صورت اوریب یا زاویه دار می باشد که در هنگام حرکت دنده ی مقابل بر روی چرخ دنده، تعداد دندانه های درگیر نسبت به چرخ دنده های شانه ای ساده بیشتر بوده که موجب حرکت نرم تر، اصطکاک و لقی کم تری می شود و در نتیجه طول عمر بالاتری دارد. از مزیت این مدل نسبت به مدل چرخ دنده های ساده ظرفیت انتقال بار بیشتر می باشد. یکی از کاربردهای این چرخ دنده در دستگاه های CNC می باشد.

چرخ دنده های مارپیچ دوبل (جناغی)

چرخ دنده های مارپیچ دوبل(Double Helical Gear) دارای دندانه های مارپیچ به صورت چپ و راست هستند . دراین نوع چرخ دنده نیروهای محوری تولید شده باهم خنثی می شوند و در نتیجه بار محوری در آنها به وجود نمی آید . چرخ دنده های مارپیچ نیروی شعاعی و تراست را به محور وارد می کنند. هنگامی که نیروی تراست زیاد می شود استفاده از چرخ دنده های دوبل یا جناغی توصیه می شود. از کاربردهای این نوع چرخ دنده ها می توان به ماشین آلات سنگین و پمپ های دنده خارجی اشاره کرد. جالب است بدانید لوگوی شرکت خودرو سازی سیتروئن فرانسه به پاس تلاش های آندره سیتروئن در طراحی چرخ دنده های جناغی برگرفته از این نوع چرخ دنده هاست.

اجزای گیربکس صنعتی

پوسته گیربکس (casing)

پوسته گیربکس به‌عنوان محافظ اجزای داخلی عمل می‌کند و قطعات گیربکس را در جای خود نگه می‌دارد. همچنین از خروج سرو صدای قطعات به محیط ازراف جلوگیری میکند. این بخش از فلز یا آلیاژهای مقاوم ساخته می‌شود تا در برابر فشار و سایش مقاومت کند. پوسته گیربکس معمولا از جنس فولاد یا چدن و به دو روش جوشکاری و یا ریخته گری ساخته می شوند.

چرخ‌دنده‌ها (Gears)

چرخ‌دنده‌ها اجزای اصلی گیربکس هستند که حرکت را از یک محور به محور دیگر منتقل می‌کنند و سرعت و گشتاور را تغییر می‌دهند. انواع مختلف چرخ‌دنده‌ها شامل چرخ‌دنده‌های خورشیدی، مخروطی، هلیکال و … هستند. بسته به نوع گیربکس، چرخ‌دنده‌ها ممکن است از جنس فولاد سخت‌شده یا مواد مقاوم دیگر ساخته شوند.

شفت ورودی (Input Shaft)

شفت ورودی در گیربکس نقش انتقال نیروی مکانیکی از موتور یا منبع قدرت به سیستم گیربکس را بر عهده دارد. این شفت معمولاً تحت فشار و گشتاور زیاد قرار می‌گیرد و با چرخاندن چرخ‌دنده‌ها یا دیگر اجزای گیربکس، انرژی را به حرکت در می‌آورد.

شفت خروجی (Output Shaft)

شفت خروجی نیروی مکانیکی را از گیربکس به دیگر اجزای سیستم یا دستگاه‌های متصل به آن منتقل می‌کند. این شفت به‌طور مستقیم به چرخ‌ها یا دستگاه‌های مصرف‌کننده انرژی متصل می‌شود و سرعت و گشتاور لازم را برای انجام کار مورد نظر فراهم می‌آورد.

بلبرینگ‌ها (Bearings)

بلبرینگ‌ها برای کاهش اصطکاک و حمایت از حرکت چرخ‌دنده‌ها و محورهای گیربکس استفاده می‌شوند. آن‌ها به‌طور مستقیم از افزایش اصطکاک و سایش جلوگیری می‌کنند. بلبرینگ ها نیروهای شعاعی و محوری را جذب می کنند. معمولاً از جنس فلزات مقاوم مانند استیل یا برنز ساخته می‌شوند.

کاسه نمد (Seal)

کاسه نمد قطعه‌ای است که برای جلوگیری از نشت روغن یا گریس از داخل گیربکس و ورود گرد و غبار و آب به داخل آن استفاده می‌شود. این قطعه در محل تماس محورها و پوسته قرار می‌گیرد و به حفظ سیستم روانکاری و عملکرد مطلوب گیربکس کمک می‌کند.

سیستم روانکاری (Lubrication System)

سیستم روانکاری شامل روغن یا گریس است که برای کاهش اصطکاک و جلوگیری از سایش در گیربکس استفاده می‌شود. این سیستم به بهبود عملکرد گیربکس کمک می‌کند و عمر آن را افزایش می‌دهد. معمولاً از روغن‌های صنعتی با ویسکوزیته خاص برای شرایط کاری مختلف استفاده می‌شود.

واحد خنک کننده (Cooling System)

در برخی گیربکس‌های صنعتی، به‌ویژه در گیربکس‌های با ظرفیت بالا، برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، سیستم‌های خنک‌کننده وجود دارند. این سیستم‌ها ممکن است شامل رادیاتورهای خارجی یا سیستم‌های گردش هوا باشند.

چرخ دنده ها با محورهای غیر موازی و غیر متقاطع

چرخ دنده ها حلزونی(Worm Gear)

از ترکیب یک پیچ حلزون و یک چرخدنده حاصل می­شود. محاسبه نسبت تبدیل در این سیستم با بقیه دنده­ها متفاوت است و از نسبت تعداد دندانه چرخ به تعداد راه پیچ حلزون (۱راه، ۲ راه یا ۳ راه) محاسبه می­شود. مهم­ترین ویژگی آن برگشت ناپذیری است. یعنی تنها حلزون می­تواند چرخ را حرکت دهد و برعکس آن ممکن نیست. همین ویژگی باعث شده تا در بالابر ها، نوار نقاله ها و حتی پیچ کوک سازهای زهی کاربرد داشته باشند. هنگامیکه نیاز به کاهش زیاد دنده باشد از این نوع چرخ دنده استفاده می شود. چرخ دنده های حلزونی برای کاهش دور به نسبت ۲۰:۱ تا ۳۰۰:۱ استفاده می شوند. این نوع چرخ دنده به ازای کاهش سرعت، گشتاور را به مقدار زیادی افزایش می دهد و استفاده از این نوع چرخ دنده به روانکاری مناسبی نیاز دارد. در این مجموعه از یک حلزون (Worm) و چرخ حلزون (Worm Gear) استفاده می شود. از مزیت های این نوع چرخ دنده انتقال نیروی یک طرفه از حلزون به چرخ حلزون می باشد که به نوعی خود ترمزی و ترمز اضطراری محسوب می شود. از کاربرد این نوع چرخ دنده ها می توان به بالابرهای ساختمانی یا سیستم نوار نقاله اشاره کرد.

-چرخ دنده های مارپیچ متقاطع(Crossed Helical Gears)

نوعی از چرخ دنده های مارپیچ هستند که زاویه مارپیچ دنده های آنها مخالف هم هستند و در هنگام درگیری با یکدیگر، محورهای آنها با فاصله خاصی نسبت به هم و تحت زاویه و نسبت خاص (معمولا عمود بر هم) قرار می گیرند و فقط یک نقطه تماس بین آنها وجود دارد و به همین علت نیز میزان ظرفیت انتقال بار در این نوع چرخ دنده ها بسیار محدود است.

چرخ دنده های خاص

چرخ دنده پیشانی (Face Gear)

در واقع یک چرخ دنده شبه مخروطی است که زاویه بین دو چرخ دنده صرفا ۹۰ درجه می باشد. چرخ دنده کوچک یک چرخ دنده معمولی می باشد و چرخ دنده بزرگ به شکل یک دیسک لبه دار که دندانه های آن بر روی لبه ایجاد شده است و فرم دندانه های آن به طرف مرکز کمی شیب دار می باشد. تنها مزیت این نوع چرخ دنده ساخت راحت تر آن نسبت به چرخ دنده مخروطی ساده می باشد.

چرخ دنده حلزونی با پوشش(Double Enveloping Worm)

چرخ دنده حلزونی با پوشش دو طرفه (دو راهه) نوع خاصی از چرخ دنده حلزونی می باشد که ظرفیت انتقال گشتاور بسیاری را دارا می باشد و همزمان تمامی دنده های حلزون با چرخ حلزون در تماس می باشد. این نوع چرخ دنده حلزونی پیچیدگی بسیاری دارد و به همین علت کم تر تولید کننده ای این نوع از چرخ دنده را طراحی و تولید می کند.

چرخ دنده های هیپوئید(Hypoid Gear)

نوعی از چرخ دنده های مخروطی می باشد که به صورت خاص برای استفاده داخل دیفرانسیل خودروها کاربرد دارد که شامل طراحی و ساخت پیچیده ای می باشد. محور محرک چرخ دنده هیپوئید با محور متحرک آن متقاطع نیستد و از همین جهت امکان طراحی و ساخت خودرو با فاصله کم تر از زمین و در نهایت هندلینگ و مرکز ثقل بهتر ایجاد می شود. از نظر شباهت این نوع چرخ دنده شبیه چرخ دنده های مخروطی مارپیچ می باشد.

سوالات متداول