شنبه ۱۹ خرداد ۰۳ | ۲۰:۱۳ ۹ بازديد
با توجه به استفاده گسترده از گیربکس های حلزونی در صنایع مختلف و تنوع بالای انواع و مشخصات فنی این محصولات، انتخاب گیربکس حلزونی مناسب کمی سخت و پیچیده به نظر می رسد. انتخاب گیربکس حلزونی نیاز به بررسی عوامل مختلفی دارد، از جمله:
گشتاور خروجی
نسبت تبدیل گیربکس حلزونی
سرعت ورودی و خروجی
توان ورودی از الکتروموتور
توان خروجی گیربکس
سرویس فاکتور (ضریب کار)
بهترین راه برای بررسی این پارامترها، مطالعه کاتالوگ، دیتاشیت یا پلاک خوانی گیربکس صنعتی است، اما برای درک بهتر مفهوم آن ها پیشنهاد می کنیم تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.
جدول انتخاب گیربکس حلزونی
جدول انتخاب گیربکس حلزونی، نوعی مرجع برای انتخاب گیربکس مناسب برای هر کاربرد به شمار می آید؛ این جدول توسط تولیدکنندگان گیربکس در اختیار مشتریان قرار می گیرد و شامل اطلاعات زیر است.
پارامتر علامت نحوه محاسبه
توان ورودی KW1 (HP1) -
توان خروجی KW2 (HP2) KW1 (HP1)*η
بازده (راندمان) η KW2/KW1
دور ورودی n1 -
دور خروجی n2 -
نسبت تبدیل i n1/n2
گشتاور خروجی M2 9550*KW1/n2
ضریب کار SF -
البته اطلاعات دیگری مانند طریقه نصب گیربکس حلزونی، روان کننده مناسب، میزان بار مجاز روی گیربکس، حداکثر دما و رطوبت محیط و ساعات کارکرد گیربکس نیز اهمیت بالایی در انتخاب گیربکس حلزونی دارند و باید با توجه به نیازهای هر کاربرد بررسی شوند.
توان
توان یا قدرت گیربکس حلزونی، به دو بخش توان ورودی و خروجی تقسیم‌بندی می‌شود؛ توان ورودی، میزان توان مجاز برای الکتروموتور است که معمولاً در کاتالوگ گیربکس ذکر می‌شود و توان خروجی از حاصلضرب توان ورودی و راندمان گیربکس به‌دست می‌آید. توان ورودی یکی از مهم ترین پارامترهای جدول انتخاب گیربکس حلزونی است.
بازده یا راندمان
از جمله عوامل مؤثر در راندمان گیربکس حلزونی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
حرارت حین کار
نوع روانکار
مشخصات فنی گیربکس
نحوه عملکرد و سطح درگیری دنده‌ها
به‌طور کلی بازده این گیربکس‌ها در نسبت‌تبدیل‌های مختلف، متفاوت است اما گیربکس‌هایی با راندمان 65% گزینه‌ای ایده‌آل به شمار می‌روند.
نسبت تبدیل گیربکس حلزونی
نسبت تبدیل گیربکس حلزونی، از تقسیم دور ورودی به دور خروجی گیربکس به‌دست می‌آید و از مهم‌ترین عوامل در جدول انتخاب گیربکس حلزونی است. گاهی دور ورودی (دور الکتروموتور) را با مکانیزم‌هایی مانند تسمه و پولی کاهش می‌دهند؛ به عنوان مثال، اگر یک الکتروموتور 1500 دور با مکانیزم تسمه و پولی نسبت 1:2 (یعنی قطر پولی نصب شده روی شافت گیربکس دو برابر قطر پولی نصب شده روی شافت موتور باشد) به گیربکس متصل شود، دور ورودی گیربکس 750 دور در دقیقه خواهد بود. نسبت دنده یا نسبت تبدیل گیربکس حلزونی معمولاً با حرف i یا Ratio در پلاک و کاتالوگ گیربکس مشخص می‌شود.
گشتاور خروجی
یکی دیگر از عوامل اثرگذار در انتخاب گیربکس حلزونی، گشتاور خروجی است که معمولاً با علامت M2 یا Torque روی پلاک و کاتالوگ گیربکس حلزونی مشخص می‌شود. مقدار گشتاور ذکر شده در کاتالوگ و جداول، با توجه به بازده گیربکس محاسبه شده است و مقداری واقعی است که بر حسب نیوتون‌متر بیان شده است؛ توجه داشته‌باشید که گشتاور گیربکس انتخابی، حتماً باید مساوی یا کمی بیشتر از نیاز کاربرد باشد.
ضریب کار یا S.F
از آنجایی که گیربکس‌ها اغلب تحت بارهای متغیر کار میکنند، ضریب کار یا سرویس فاکتور مناسب نیز یکی دیگر از پارامترهای مهم در جدول انتخاب گیربکس حلزونی است. با توجه به ساعت کارکرد روزانه گیربکس، نوع بار و تعداد استارت/استپ در ساعت می توان ضریب کار مناسب را بر اساس جدول زیر انتخاب نمود:
مدت کار روزانه نوع بار Load مشخصات کار
8 تا 12 ساعت 2 تا 8 ساعت کمتر از 2 ساعت
1.25 1 0.9 عادی Normal کار مقطع با 10 استارت در ساعت یا کمتر
1.5 1.25 1 بیش بار سبک Light Overloads
1.75 1.5 1.25 بیش بار سنگین Heavy Overloads
1.75 1.5 1.25 عادی Normal کار مقطع یا پیوسته با بیش از 10 استارت در ساعت
2 1.75 1.5 بیش بار سبک Light Overloads
2.25 2 1.75 بیش بار سنگین Heavy Overloads
توجه: مقادیر جدول فوق در سه حالت باید در عدد 1.2 ضرب شوند:
موتور محرک احتراقی باشد.
گیربکس در جهت عکس کار کند.
گاهی بار از حد مجاز بالاتر رود.
محاسبات انتخاب موتور و گیربکس حلزونی
با شناخت بیشتر از معنا و مفهوم پارامترهای گفته شده، می‌توان محاسبات انتخاب موتور و گیربکس حلزونی را انجام داد؛ سه عامل مهم در جدول انتخاب گیربکس حلزونی، نسبت تبدیل (i)، توان ورودی (KW یا HP) و گشتاور خروجی گیربکس (M2) هستند.
مشخصات فنی گیربکس حلزنی VF
با توجه به اینکه الکتروموتورها با سرعت‌های مختلفی عرضه می‌شوند، جدول مشخصات گیربکس هم برای هر دور ورودی به صورت جداگانه بیان می‌شود.
گام اول:
ابتدا باید میزان توان و گشتاور مورد نیاز کاربرد را به‌دست‌آورید.
بازده گیربکس حلزونی حدود 0.65 در نظر گرفته شود و ضریب کار SF نیز از جدول مربوطه باید انتخاب شود.
رابطه توان و گشتاور درج شده در کاتالوگ با نیازهای کاربرد باید بر اساس فرمول زیر باشد:
M2 ≥ M*SF KW1 ≥ KW*SF/η
M و KW گشتاور و توان مورد نیاز هستند.
به این ترتیب مقادیر گشتاور (M2) و توان (KW1) مناسب گیربکس و موتور را در اختیار خواهیم داشت.
گام دوم:
پس از مشخص شدن گشتاور گیربکس و توان موتور، باید سرعت ورودی و خروجی و در نتیجه نسبت تبدیل را به‌دست‌آوریم؛ به‌عنوان مثال، اگر پروانه یک میکسر (همزن) باید حدود 30 دور در دقیقه بزند، با انتخاب یک الکتروموتور 1500 دور و گیربکس با نسبت تبدیل 1:50، شفت خروجی گیربکس با سرعت 30 دور در دقیقه چرخیده و نیاز دستگاه را برآورده می‌سازد.
گام آخر:
مرحله نهایی در انتخاب موتور و گیربکس حلزونی، مشخص نمودن نحوه اتصال این دو دستگاه است؛ به عنوان مثال برای کوپل مستقیم از گیربکس‌های حلزونی سری MVF که ورودی هالوشفت دارند استفاده می‌شود ولی اگر نیاز به شافت نری در ورودی گیربکس داشته‌باشیم باید از گیربکس‌های سری VF استفاده شود. جداول انتخاب گیربکس حلزونی برای هر تیپ و سری به صورت جداگانه در کاتالوگ ذکر می‌شود.
اکنون با توجه به محاسبات انجام شده، دور الکتروموتور، گشتاور خروجی گیربکس، نسبت تبدیل گیربکس و تیپ گیربکس مشخص شده و می‌توانید از صفحه مربوطه در کاتالوگ، گیربکس مناسب را انتخاب نمایید.
نحوه انتخاب گیربکس حلزونی
فرض کنید برای یک بالابر، به موتوری با توان حدودی 4.8 اسب بخار و گیربکسی با نسبت تبدیل 56 نیاز داریم؛ همچنین نحوه انتقال قدرت از موتور به گیربکس باید از طریق تسمه و پولی انجام شود. حال با توجه به مطالب گفته‌شده، محاسبات انتخاب موتور و گیربکس را مرحله به مرحله انجام می‌دهیم:
توان 4.8 اسب بین دو توان استاندارد 4 و 5.5 اسب بخار قرار دارد؛ لذا توان مورد نیاز موتور را 5.5 اسب بخار در نظر می گیریم.
همچنین با توجه به نوع کاربرد، نسبت تبدیل 1:56 را انتخاب می‌کنیم؛ زیرا گیربکس‌های حلزونی از نسبت دنده 40 به بالا دارای خاصیت عدم برگشت‌پذیری هستند. همچنین به دلیل استفاده از تسمه و پولی، ورودی گیربکس باید از نوع شفت باشد و به همین دلیل جداول مربوط به گیربکس‌های VF را بررسی می‌کنیم.
تصویر زیر یک نمونه جدول انتخاب گیربکس حلزونی تیپ VF را نمایش می‌دهد؛ اگر سرعت الکتروموتور انتخابی 1400 دور در دقیقه باشد (n1 در جدول زیر)، سه گزینه بر اساس نسبت تبدیل 56 وجود دارد که با کادر قرمز مشخص شده‌اند.
از میان گزینه‌های موجود، بهترین گزینه گیربکس حلزونی VF150 است که با توان الکتروموتور مطابقت دارد و با کادر سبز مشخص شده است.
مشخصات فنی گیربکس حلزونی سری VF150
کادر آبی: دور ورودی گیربکس (n1=1400)
کادر قرمز: همه گزینه‌های موجود بر اساس نسبت تبدیل
کادر سبز: بهترین گزینه با توجه به همه مشخصات مورد نیاز
هنگام انتخاب موتور و گیربکس، توان موتور نباید بیشتر از توان گفته شده در جدول انتخاب گیربکس حلزونی باشد؛ زیرا با ایجاد شوک و تنش، عمر گیربکس و سایر تجهیزات مرتبط را کاهش‌داده و به آن‌ها آسیب می‌رساند. علاوه بر این، موتورهای با توان بالاتر، قیمت بیشتری نیز دارند.
تیپ گیربکس حلزونی
یکی از روش‌های تشخیص تیپ گیربکس حلزونی بر اساس شکل ظاهری پوسته و نوع شفت‌ها است. شرکت‌های تولیدکننده گیربکس، نام‌های تجاری مختلفی برای این محصولات در نظر می‌گیرند؛ اما معمولاً این گیربکس‌ها با دو نوع پوسته تولید می‌شوند:
حلزونی شکل (دایره‌ای)
مکعبی (کتابی)
انواع گیربکس حلزونی کتابی و دایره ای
اگر شفت ورودی گیربکس‌های حلزونی شکل، از نوع سالید یا شفت نری باشد، نوع گیربکس VF و اگر از نوع هالو یا شفت مادگی باشد، گیربکس MVF است. گیربکس‌های مکعبی هم می‌توانند با شفت ورودی و خروجی سالید یا هالو تولید شوند.
هر یک از انواع گیربکس حلزونی بر اساس نوع خروجی، نحوه نصب و موقعیت الکتروموتور به گروه‌های دیگری تقسیم‌بندی می‌شود که در تیپ گیربکس حلزونی مشخص می‌شود؛ بنابراین تیپ گیربکس حلزونی اطلاعاتی درباره شکل ظاهری پوسته، نوع شفت‌ها، نحوه نصب گیربکس، موقعیت قرار الکتروموتور و نوع خروجی گیربکس به ما می‌دهد. در ادامه مقاله با نوع نصب گیربکس و انواع آن‌ها آشنا می‌شویم.
سایز گیربکس حلزونی
سایز گیربکس حلزونی مشخص‌کننده ابعاد گیربکس است و ابعاد کلی گیربکس، اندازه فلنج‌ها، قطر شفت ورودی و خروجی را بیان می‌کند.
سایزهای تیپ گیربکس مکعبی و حلزونی
نسبت تبدیل گیربکس حلزونی
نسبت تبدیل گیربکس حلزونی بر سرعت و گشتاور خروجی اثرگذار است؛ معمولاً بازه نسبت تبدیل گیربکس‌های حلزونی بین ۷ تا ۱۰۰ است. برای محاسبه نسبت تبدیل گیربکس‌های حلزونی باید تعداد دور ورودی گیربکس را تقسیم بر تعداد دور خروجی آن کرد. نسبت تبدیل به صورت مستقیم بر مهم‌ترین ویژگی گیربکس‌های حلزونی یعنی خود قفل‌شوندگی تأثیر می‌گذارد؛ برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه مقاله گیربکس برگشت‌ناپذیر یا خود قفل‌شونده را مطالعه فرمایید. نسبت تبدیل‌های رایج در این گیربکس‌ها عبارت‌اند از:
۱:۷.۵
۱:۱۰
۱:۱۵
۱:۲۰
۱:۲۵
۱:۳۰
۱:۴۰
۱:۵۰
۱:۶۰
۱:۸۰
۱:۱۰۰
نسبت های تبدیل گیربکس حلزونی
نحوه نصب گیربکس حلزونی
گیربکس‌های کتابی به دلیل شکل مکعبی خود، قابلیت نصب در تمامی جهت‌ها و حالات را داشته و نیازی به تغییر ساختار گیربکس ندارند؛ اما گیربکس‌های VF/MVF بر اساس نوع خروجی و نحوه نصب به ۶ دسته تقسیم‌بندی می‌شوند که در جدول زیر بیان شده است.
نحوه نصب گیربکس حلزونی گرد
تیپ گیربکس پایه فلنچ خروجی
N دارد ندارد
A
V
F ندارد دارد- پایه بلند
FC دارد- پایه کوتاه
P ندارد
جدول انتخاب گیربکس حلزونی
گاهی دسترسی به اطلاعات فنی گیربکس ها و تطبیق آن ها با نیازهای کاربرد کاری دشوار است. در ادامه چند جدول انتخاب گیربکس حلزونی که شامل تیپ، سایز، نسبت تبدیل، موتور قابل استفاده، قطر شفت ها، روغنکاری و سایر مشخصات این گیربکس ها است را می آوریم تا به راحتی و بر اساس نیاز خود، گیربکس مناسب را انتخاب نمایید.
جدول انتخاب گیربکس VF/MVF
سایز گیربکس نسبت تبدیل گیربکس توان موتور 1400 دور قابل استفاده با گیربکس بر حسب اسب بخار
VF/N MVF/N
63 7 3.2 2.5
10 2.5 2.5
15 2 2
19 1.5 1.5
24 1.5 1.5
30 1.3 1
38 1 1
45 0.78 0.75
64 0.61 0.5
80 0.5 0.5
100 0.44 0.5
86 7 7.9 5.5
10 6.3 5.5
15 4.6 4
20 3.4 3
23 3 3
30 3 3
40 2.2 2
46 2 2
56 1.5 1.5
64 1.3 1
80 1 1
100 0.8 0.75
110 7 15 5.5
10 11.5 5.5
15 8.7 5.5
20 6.2 5.5
23 5.1 4
30 5.3 4
40 4 4
46 3.3 3
56 3 3
64 2.3 2
80 1.8 1.5
100 1.5 1.5
130 7 24 12.5
10 18.1 12.5
15 14.4 12.5
20 10.8 10
23 9.4 7.5
30 8.9 7.5
40 7.3 7.5
46 6.1 5.5
56 4.7 4
64 4.1 4
80 3.2 3
100 2.4 2.5
150 7 32 20
10 24 20
15 17.8 15
20 15.4 15
23 13.3 12.5
30 11.5 10
40 10.1 10
46 8.8 7.5
56 6.7 5.5
64 5.8 5.5
80 4.6 4
100 3.6 3
185 7 56 30
10 41 30
15 28 25
20 27 25
30 15 15
40 16.8 15
50 13.3 12.5
60 10.3 10
80 7.7 7.5
100 5.8 5.5
210 7 73 50
10 59 50
15 44 40
20 36 30
30 25 25
40 23 20
50 18 15
60 14 12.5
80 10.5 10
100 8.3 7.5
250 7 100 60
10 83 60
15 60 60
20 52 50
30 32 30
40 30 30
50 23 20
60 20 20
80 13.7 12.5
100 10.5 10
نکته مهم: توان‌های گفته شده در جدول بالا، سطح تحمل گیربکس را نشان می‌دهند و برای انتخاب الکتروموتور باید نزدیکترین توانی که کمتر از این اعداد است، انتخاب شود.
جدول انتخاب گیربکس کتابی
سایز گیربکس نسبت تبدیل گیربکس توان موتور 1400 دور قابل استفاده با گیربکس بر حسب اسب بخار (HP)
30 7 0.25
10
15
20
25
30
40
50
60
80 0.12
40 7 0.5
10
15
20
25
30
40
50 0.25
60
80
100
50 7 1
10
15
20
25
30 0.75-1
40 0.75
50 0.5
60
80
100
63 7 2
10
15
20
25
30 1.5-2
40 1.5
50 1
60
80
100
75 7 3
10
15
20
25 2
30
40
50
60
80
100
90 7 5.5
10
15 4
20
25 3
30
40
50 2-3
60 2
80
100
110 7 10
10
15 7.5
20
25 5.5
30
40 4
50 3-4
60 2-3
80 2
100
130 7 20
10 15
15 10
20
25 7.5-10
30 7.5
40
50 4
60
80 3
100
150 7 30
10 25
15 20
20 10
25
30 7.5
40
50 5.5
60
80 4
100
نکته مهم: در برخی از برندها، نسبت تبدیل گیربکس حلزونی عددی حدودی است و ممکن است در واقعیت کمتر یا بیشتر از عدد گفته شده باشد؛ پیشنهاد می‌کنیم، پیش از انتخاب گیربکس با نسبت تبدیل مشخص با کارشناسان کالا صنعتی در ارتباط باشید تا به‌صورت دقیق‌تر مشخصات گیربکس را بررسی کنند.
جدول قطر شفت گیربکس حلزونی
قطر شفت ورودی و خروجی برای انتخاب تجهیزات مرتبط با گیربکس بسیار مهم است؛ به‌عنوان‌مثال برای کوپل کردن الکتروموتور با گیربکس باید قطر شفت ورودی گیربکس با شفت خروجی الکتروموتور هم اندازه باشند. در جدول قطر شفت گیربکس حلزونی، قطر شفت‌های ورودی و خروجی گیربکس‌های VF، MVF و کتابی را مشاهده می‌کنید.
جدول قطر شفت گیربکس VF و MVF
سایز گیربکس گیربکس VF گیربکس MVF
قطر شفت خروجی (mm) قطر شفت ورودی (mm) قطر شفت خروجی (mm) قطر شفت ورودی (mm)
63 25 18 25 14-19-24
86 35 25 35 19-24-28
110 40 - 40 24-28-38
130 45 30 45 28-38-42
150 50 35 50 28-38-42
185 60 40 60 38-42
210 90 48 90 -
250 110 55 110 -
جدول قطر شفت گیربکس کتابی
سایز گیربکس قطر شفت خروجی (mm) قطر شفت ورودی (mm)
25 11 9
30 14 11 و 9
40 18 11 و 14
50 25 14 و 19
63 25 19 و 24
75 28 24 و 28
90 35 24 و 28
110 42 24 و 28 و 38
130 45 28 و 38 و 42
150 50 38 و 42 و 48
نکته مهم: در گیربکس‌هایی که چند قطر شفت نوشته شده‌است، اندازه شفت بر اساس نسبت تبدیل تغییر می‌کند.
روغن کاری گیربکس حلزونی
روغنکاری گیربکس حلزونی مهم‌ترین اقدام برای نگهداری صحیح این تجهیزات است و بر طول عمر و راندمان آن اثرگذار است. تولیدکنندگان گیربکس، برخی از محصولات خود را به‌صورت روغنکاری شده ارائه میکنند؛ ولی سایر گیربکس‌ها باید پیش از استفاده طبق دستورالعمل سازنده روغنکاری شوند.
گیربکس‌های تیپ VF/MVF بدون روغن ارائه می‌شوند و حتماً پیش از استفاده باید با روغن مناسب که در کاتالوگ گیربکس حلزونی پیشنهاد شده، روان‌کاری شوند. اما گیربکس‌های کتابی سایز 30 تا 90، به‌صورت روغنکاری شده تولید می‌شوند و از سایز 110 تا 150 باید قبل از استفاده، روغنکاری شوند.
تیپ گیربکس N A-V FR-FC-FA-F-P
مقدار روغن ترکیبی مورد نیاز (لیتر) VF30 0.045
VF45 0.075
VF49 0.120
VF63 0.320
VF72 0.50
VF86 0.87
مقدار روغن مصرفی (لیتر) VF110 1.7 2.8
(PAM 2.4) 2.4
VF130 2.3 3.9
(PAM 3) 3
VF150 3 4.5
(PAM 4.3) 4.3
VF185 5 9.6
(PAM 7.8) 7.8
VF210 7.5 15
(PAM 11) 11
VF250 10.5 28.4
(PAM 22.6) 22.6
راندمان یا بهره وری گیربکس حلزونی
عواملی مانند درجه حرارت، نوع روغن، دور ورودی و خروجی و ... همگی بر راندمان یا بهره‌وری گیربکس حلزونی اثرگذارند. برای محاسبه راندمان فرمول‌های خاصی وجود دارد که در این مقاله به آن نمی‌پردازیم؛ ولی در نمودار زیر می‌توانید، اختلاف بازده تقریبی گیربکس‌های حلزونی و سایر گیربکس‌های صنعتی را مشاهده نمایید.
اختلاف بازده تقریبی گیربکس های حلزونی و سایر گیربکس های صنعتی
نتیجه گیری
با در نظر گرفتن تمامی موارد گفته‌شده، بهترین راه برای انتخاب گیربکس، استفاده از جداول موجود در کاتالوگ گیربکس حلزونی است؛ کاتالوگ گیربکس، حاوی اطلاعات زیادی در خصوص این دستگاه‌ها است، از جمله:
انتخاب گیربکس بر اساس نوع ماشین (همزن، بلوک زن، بالابر ...)
شرایط محیطی (دمای محیط، میزان رطوبت و گرد و غبار ...)
نوع محرک گیربکس (الکتروموتور، موتور احتراقی ...)
نوع انتقال قدرت از محرک به گیربکس (کوپلینگ، تسمه-پولی، کوپل مستقیم با فلنج ...)
نوع آرایش محورها
مقادیر مجاز بار شعاعی و بار پیشران
منبع:https://www.kalasanati.com/%D8%A7%D8%AE%D8%A8%D8%A7%D8%B1-%D9%88-%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%AA/%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%AA-%DA%AF%DB%8C%D8%B1%D8%A8%DA%A9%D8%B3/70/%D8%A7%D9%86%D8%AA%D8%AE%D8%A7%D8%A8-%DA%AF%DB%8C%D8%B1%D8%A8%DA%A9%D8%B3-%D8%AD%D9%84%D8%B2%D9%88%D9%86%DB%8C
گشتاور خروجی
نسبت تبدیل گیربکس حلزونی
سرعت ورودی و خروجی
توان ورودی از الکتروموتور
توان خروجی گیربکس
سرویس فاکتور (ضریب کار)
بهترین راه برای بررسی این پارامترها، مطالعه کاتالوگ، دیتاشیت یا پلاک خوانی گیربکس صنعتی است، اما برای درک بهتر مفهوم آن ها پیشنهاد می کنیم تا انتهای این مقاله همراه ما باشید.
جدول انتخاب گیربکس حلزونی
جدول انتخاب گیربکس حلزونی، نوعی مرجع برای انتخاب گیربکس مناسب برای هر کاربرد به شمار می آید؛ این جدول توسط تولیدکنندگان گیربکس در اختیار مشتریان قرار می گیرد و شامل اطلاعات زیر است.
پارامتر علامت نحوه محاسبه
توان ورودی KW1 (HP1) -
توان خروجی KW2 (HP2) KW1 (HP1)*η
بازده (راندمان) η KW2/KW1
دور ورودی n1 -
دور خروجی n2 -
نسبت تبدیل i n1/n2
گشتاور خروجی M2 9550*KW1/n2
ضریب کار SF -
البته اطلاعات دیگری مانند طریقه نصب گیربکس حلزونی، روان کننده مناسب، میزان بار مجاز روی گیربکس، حداکثر دما و رطوبت محیط و ساعات کارکرد گیربکس نیز اهمیت بالایی در انتخاب گیربکس حلزونی دارند و باید با توجه به نیازهای هر کاربرد بررسی شوند.
توان
توان یا قدرت گیربکس حلزونی، به دو بخش توان ورودی و خروجی تقسیم‌بندی می‌شود؛ توان ورودی، میزان توان مجاز برای الکتروموتور است که معمولاً در کاتالوگ گیربکس ذکر می‌شود و توان خروجی از حاصلضرب توان ورودی و راندمان گیربکس به‌دست می‌آید. توان ورودی یکی از مهم ترین پارامترهای جدول انتخاب گیربکس حلزونی است.
بازده یا راندمان
از جمله عوامل مؤثر در راندمان گیربکس حلزونی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
حرارت حین کار
نوع روانکار
مشخصات فنی گیربکس
نحوه عملکرد و سطح درگیری دنده‌ها
به‌طور کلی بازده این گیربکس‌ها در نسبت‌تبدیل‌های مختلف، متفاوت است اما گیربکس‌هایی با راندمان 65% گزینه‌ای ایده‌آل به شمار می‌روند.
نسبت تبدیل گیربکس حلزونی
نسبت تبدیل گیربکس حلزونی، از تقسیم دور ورودی به دور خروجی گیربکس به‌دست می‌آید و از مهم‌ترین عوامل در جدول انتخاب گیربکس حلزونی است. گاهی دور ورودی (دور الکتروموتور) را با مکانیزم‌هایی مانند تسمه و پولی کاهش می‌دهند؛ به عنوان مثال، اگر یک الکتروموتور 1500 دور با مکانیزم تسمه و پولی نسبت 1:2 (یعنی قطر پولی نصب شده روی شافت گیربکس دو برابر قطر پولی نصب شده روی شافت موتور باشد) به گیربکس متصل شود، دور ورودی گیربکس 750 دور در دقیقه خواهد بود. نسبت دنده یا نسبت تبدیل گیربکس حلزونی معمولاً با حرف i یا Ratio در پلاک و کاتالوگ گیربکس مشخص می‌شود.
گشتاور خروجی
یکی دیگر از عوامل اثرگذار در انتخاب گیربکس حلزونی، گشتاور خروجی است که معمولاً با علامت M2 یا Torque روی پلاک و کاتالوگ گیربکس حلزونی مشخص می‌شود. مقدار گشتاور ذکر شده در کاتالوگ و جداول، با توجه به بازده گیربکس محاسبه شده است و مقداری واقعی است که بر حسب نیوتون‌متر بیان شده است؛ توجه داشته‌باشید که گشتاور گیربکس انتخابی، حتماً باید مساوی یا کمی بیشتر از نیاز کاربرد باشد.
ضریب کار یا S.F
از آنجایی که گیربکس‌ها اغلب تحت بارهای متغیر کار میکنند، ضریب کار یا سرویس فاکتور مناسب نیز یکی دیگر از پارامترهای مهم در جدول انتخاب گیربکس حلزونی است. با توجه به ساعت کارکرد روزانه گیربکس، نوع بار و تعداد استارت/استپ در ساعت می توان ضریب کار مناسب را بر اساس جدول زیر انتخاب نمود:
مدت کار روزانه نوع بار Load مشخصات کار
8 تا 12 ساعت 2 تا 8 ساعت کمتر از 2 ساعت
1.25 1 0.9 عادی Normal کار مقطع با 10 استارت در ساعت یا کمتر
1.5 1.25 1 بیش بار سبک Light Overloads
1.75 1.5 1.25 بیش بار سنگین Heavy Overloads
1.75 1.5 1.25 عادی Normal کار مقطع یا پیوسته با بیش از 10 استارت در ساعت
2 1.75 1.5 بیش بار سبک Light Overloads
2.25 2 1.75 بیش بار سنگین Heavy Overloads
توجه: مقادیر جدول فوق در سه حالت باید در عدد 1.2 ضرب شوند:
موتور محرک احتراقی باشد.
گیربکس در جهت عکس کار کند.
گاهی بار از حد مجاز بالاتر رود.
محاسبات انتخاب موتور و گیربکس حلزونی
با شناخت بیشتر از معنا و مفهوم پارامترهای گفته شده، می‌توان محاسبات انتخاب موتور و گیربکس حلزونی را انجام داد؛ سه عامل مهم در جدول انتخاب گیربکس حلزونی، نسبت تبدیل (i)، توان ورودی (KW یا HP) و گشتاور خروجی گیربکس (M2) هستند.
مشخصات فنی گیربکس حلزنی VF
با توجه به اینکه الکتروموتورها با سرعت‌های مختلفی عرضه می‌شوند، جدول مشخصات گیربکس هم برای هر دور ورودی به صورت جداگانه بیان می‌شود.
گام اول:
ابتدا باید میزان توان و گشتاور مورد نیاز کاربرد را به‌دست‌آورید.
بازده گیربکس حلزونی حدود 0.65 در نظر گرفته شود و ضریب کار SF نیز از جدول مربوطه باید انتخاب شود.
رابطه توان و گشتاور درج شده در کاتالوگ با نیازهای کاربرد باید بر اساس فرمول زیر باشد:
M2 ≥ M*SF KW1 ≥ KW*SF/η
M و KW گشتاور و توان مورد نیاز هستند.
به این ترتیب مقادیر گشتاور (M2) و توان (KW1) مناسب گیربکس و موتور را در اختیار خواهیم داشت.
گام دوم:
پس از مشخص شدن گشتاور گیربکس و توان موتور، باید سرعت ورودی و خروجی و در نتیجه نسبت تبدیل را به‌دست‌آوریم؛ به‌عنوان مثال، اگر پروانه یک میکسر (همزن) باید حدود 30 دور در دقیقه بزند، با انتخاب یک الکتروموتور 1500 دور و گیربکس با نسبت تبدیل 1:50، شفت خروجی گیربکس با سرعت 30 دور در دقیقه چرخیده و نیاز دستگاه را برآورده می‌سازد.
گام آخر:
مرحله نهایی در انتخاب موتور و گیربکس حلزونی، مشخص نمودن نحوه اتصال این دو دستگاه است؛ به عنوان مثال برای کوپل مستقیم از گیربکس‌های حلزونی سری MVF که ورودی هالوشفت دارند استفاده می‌شود ولی اگر نیاز به شافت نری در ورودی گیربکس داشته‌باشیم باید از گیربکس‌های سری VF استفاده شود. جداول انتخاب گیربکس حلزونی برای هر تیپ و سری به صورت جداگانه در کاتالوگ ذکر می‌شود.
اکنون با توجه به محاسبات انجام شده، دور الکتروموتور، گشتاور خروجی گیربکس، نسبت تبدیل گیربکس و تیپ گیربکس مشخص شده و می‌توانید از صفحه مربوطه در کاتالوگ، گیربکس مناسب را انتخاب نمایید.
نحوه انتخاب گیربکس حلزونی
فرض کنید برای یک بالابر، به موتوری با توان حدودی 4.8 اسب بخار و گیربکسی با نسبت تبدیل 56 نیاز داریم؛ همچنین نحوه انتقال قدرت از موتور به گیربکس باید از طریق تسمه و پولی انجام شود. حال با توجه به مطالب گفته‌شده، محاسبات انتخاب موتور و گیربکس را مرحله به مرحله انجام می‌دهیم:
توان 4.8 اسب بین دو توان استاندارد 4 و 5.5 اسب بخار قرار دارد؛ لذا توان مورد نیاز موتور را 5.5 اسب بخار در نظر می گیریم.
همچنین با توجه به نوع کاربرد، نسبت تبدیل 1:56 را انتخاب می‌کنیم؛ زیرا گیربکس‌های حلزونی از نسبت دنده 40 به بالا دارای خاصیت عدم برگشت‌پذیری هستند. همچنین به دلیل استفاده از تسمه و پولی، ورودی گیربکس باید از نوع شفت باشد و به همین دلیل جداول مربوط به گیربکس‌های VF را بررسی می‌کنیم.
تصویر زیر یک نمونه جدول انتخاب گیربکس حلزونی تیپ VF را نمایش می‌دهد؛ اگر سرعت الکتروموتور انتخابی 1400 دور در دقیقه باشد (n1 در جدول زیر)، سه گزینه بر اساس نسبت تبدیل 56 وجود دارد که با کادر قرمز مشخص شده‌اند.
از میان گزینه‌های موجود، بهترین گزینه گیربکس حلزونی VF150 است که با توان الکتروموتور مطابقت دارد و با کادر سبز مشخص شده است.
مشخصات فنی گیربکس حلزونی سری VF150
کادر آبی: دور ورودی گیربکس (n1=1400)
کادر قرمز: همه گزینه‌های موجود بر اساس نسبت تبدیل
کادر سبز: بهترین گزینه با توجه به همه مشخصات مورد نیاز
هنگام انتخاب موتور و گیربکس، توان موتور نباید بیشتر از توان گفته شده در جدول انتخاب گیربکس حلزونی باشد؛ زیرا با ایجاد شوک و تنش، عمر گیربکس و سایر تجهیزات مرتبط را کاهش‌داده و به آن‌ها آسیب می‌رساند. علاوه بر این، موتورهای با توان بالاتر، قیمت بیشتری نیز دارند.
تیپ گیربکس حلزونی
یکی از روش‌های تشخیص تیپ گیربکس حلزونی بر اساس شکل ظاهری پوسته و نوع شفت‌ها است. شرکت‌های تولیدکننده گیربکس، نام‌های تجاری مختلفی برای این محصولات در نظر می‌گیرند؛ اما معمولاً این گیربکس‌ها با دو نوع پوسته تولید می‌شوند:
حلزونی شکل (دایره‌ای)
مکعبی (کتابی)
انواع گیربکس حلزونی کتابی و دایره ای
اگر شفت ورودی گیربکس‌های حلزونی شکل، از نوع سالید یا شفت نری باشد، نوع گیربکس VF و اگر از نوع هالو یا شفت مادگی باشد، گیربکس MVF است. گیربکس‌های مکعبی هم می‌توانند با شفت ورودی و خروجی سالید یا هالو تولید شوند.
هر یک از انواع گیربکس حلزونی بر اساس نوع خروجی، نحوه نصب و موقعیت الکتروموتور به گروه‌های دیگری تقسیم‌بندی می‌شود که در تیپ گیربکس حلزونی مشخص می‌شود؛ بنابراین تیپ گیربکس حلزونی اطلاعاتی درباره شکل ظاهری پوسته، نوع شفت‌ها، نحوه نصب گیربکس، موقعیت قرار الکتروموتور و نوع خروجی گیربکس به ما می‌دهد. در ادامه مقاله با نوع نصب گیربکس و انواع آن‌ها آشنا می‌شویم.
سایز گیربکس حلزونی
سایز گیربکس حلزونی مشخص‌کننده ابعاد گیربکس است و ابعاد کلی گیربکس، اندازه فلنج‌ها، قطر شفت ورودی و خروجی را بیان می‌کند.
سایزهای تیپ گیربکس مکعبی و حلزونی
نسبت تبدیل گیربکس حلزونی
نسبت تبدیل گیربکس حلزونی بر سرعت و گشتاور خروجی اثرگذار است؛ معمولاً بازه نسبت تبدیل گیربکس‌های حلزونی بین ۷ تا ۱۰۰ است. برای محاسبه نسبت تبدیل گیربکس‌های حلزونی باید تعداد دور ورودی گیربکس را تقسیم بر تعداد دور خروجی آن کرد. نسبت تبدیل به صورت مستقیم بر مهم‌ترین ویژگی گیربکس‌های حلزونی یعنی خود قفل‌شوندگی تأثیر می‌گذارد؛ برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه مقاله گیربکس برگشت‌ناپذیر یا خود قفل‌شونده را مطالعه فرمایید. نسبت تبدیل‌های رایج در این گیربکس‌ها عبارت‌اند از:
۱:۷.۵
۱:۱۰
۱:۱۵
۱:۲۰
۱:۲۵
۱:۳۰
۱:۴۰
۱:۵۰
۱:۶۰
۱:۸۰
۱:۱۰۰
نسبت های تبدیل گیربکس حلزونی
نحوه نصب گیربکس حلزونی
گیربکس‌های کتابی به دلیل شکل مکعبی خود، قابلیت نصب در تمامی جهت‌ها و حالات را داشته و نیازی به تغییر ساختار گیربکس ندارند؛ اما گیربکس‌های VF/MVF بر اساس نوع خروجی و نحوه نصب به ۶ دسته تقسیم‌بندی می‌شوند که در جدول زیر بیان شده است.
نحوه نصب گیربکس حلزونی گرد
تیپ گیربکس پایه فلنچ خروجی
N دارد ندارد
A
V
F ندارد دارد- پایه بلند
FC دارد- پایه کوتاه
P ندارد
جدول انتخاب گیربکس حلزونی
گاهی دسترسی به اطلاعات فنی گیربکس ها و تطبیق آن ها با نیازهای کاربرد کاری دشوار است. در ادامه چند جدول انتخاب گیربکس حلزونی که شامل تیپ، سایز، نسبت تبدیل، موتور قابل استفاده، قطر شفت ها، روغنکاری و سایر مشخصات این گیربکس ها است را می آوریم تا به راحتی و بر اساس نیاز خود، گیربکس مناسب را انتخاب نمایید.
جدول انتخاب گیربکس VF/MVF
سایز گیربکس نسبت تبدیل گیربکس توان موتور 1400 دور قابل استفاده با گیربکس بر حسب اسب بخار
VF/N MVF/N
63 7 3.2 2.5
10 2.5 2.5
15 2 2
19 1.5 1.5
24 1.5 1.5
30 1.3 1
38 1 1
45 0.78 0.75
64 0.61 0.5
80 0.5 0.5
100 0.44 0.5
86 7 7.9 5.5
10 6.3 5.5
15 4.6 4
20 3.4 3
23 3 3
30 3 3
40 2.2 2
46 2 2
56 1.5 1.5
64 1.3 1
80 1 1
100 0.8 0.75
110 7 15 5.5
10 11.5 5.5
15 8.7 5.5
20 6.2 5.5
23 5.1 4
30 5.3 4
40 4 4
46 3.3 3
56 3 3
64 2.3 2
80 1.8 1.5
100 1.5 1.5
130 7 24 12.5
10 18.1 12.5
15 14.4 12.5
20 10.8 10
23 9.4 7.5
30 8.9 7.5
40 7.3 7.5
46 6.1 5.5
56 4.7 4
64 4.1 4
80 3.2 3
100 2.4 2.5
150 7 32 20
10 24 20
15 17.8 15
20 15.4 15
23 13.3 12.5
30 11.5 10
40 10.1 10
46 8.8 7.5
56 6.7 5.5
64 5.8 5.5
80 4.6 4
100 3.6 3
185 7 56 30
10 41 30
15 28 25
20 27 25
30 15 15
40 16.8 15
50 13.3 12.5
60 10.3 10
80 7.7 7.5
100 5.8 5.5
210 7 73 50
10 59 50
15 44 40
20 36 30
30 25 25
40 23 20
50 18 15
60 14 12.5
80 10.5 10
100 8.3 7.5
250 7 100 60
10 83 60
15 60 60
20 52 50
30 32 30
40 30 30
50 23 20
60 20 20
80 13.7 12.5
100 10.5 10
نکته مهم: توان‌های گفته شده در جدول بالا، سطح تحمل گیربکس را نشان می‌دهند و برای انتخاب الکتروموتور باید نزدیکترین توانی که کمتر از این اعداد است، انتخاب شود.
جدول انتخاب گیربکس کتابی
سایز گیربکس نسبت تبدیل گیربکس توان موتور 1400 دور قابل استفاده با گیربکس بر حسب اسب بخار (HP)
30 7 0.25
10
15
20
25
30
40
50
60
80 0.12
40 7 0.5
10
15
20
25
30
40
50 0.25
60
80
100
50 7 1
10
15
20
25
30 0.75-1
40 0.75
50 0.5
60
80
100
63 7 2
10
15
20
25
30 1.5-2
40 1.5
50 1
60
80
100
75 7 3
10
15
20
25 2
30
40
50
60
80
100
90 7 5.5
10
15 4
20
25 3
30
40
50 2-3
60 2
80
100
110 7 10
10
15 7.5
20
25 5.5
30
40 4
50 3-4
60 2-3
80 2
100
130 7 20
10 15
15 10
20
25 7.5-10
30 7.5
40
50 4
60
80 3
100
150 7 30
10 25
15 20
20 10
25
30 7.5
40
50 5.5
60
80 4
100
نکته مهم: در برخی از برندها، نسبت تبدیل گیربکس حلزونی عددی حدودی است و ممکن است در واقعیت کمتر یا بیشتر از عدد گفته شده باشد؛ پیشنهاد می‌کنیم، پیش از انتخاب گیربکس با نسبت تبدیل مشخص با کارشناسان کالا صنعتی در ارتباط باشید تا به‌صورت دقیق‌تر مشخصات گیربکس را بررسی کنند.
جدول قطر شفت گیربکس حلزونی
قطر شفت ورودی و خروجی برای انتخاب تجهیزات مرتبط با گیربکس بسیار مهم است؛ به‌عنوان‌مثال برای کوپل کردن الکتروموتور با گیربکس باید قطر شفت ورودی گیربکس با شفت خروجی الکتروموتور هم اندازه باشند. در جدول قطر شفت گیربکس حلزونی، قطر شفت‌های ورودی و خروجی گیربکس‌های VF، MVF و کتابی را مشاهده می‌کنید.
جدول قطر شفت گیربکس VF و MVF
سایز گیربکس گیربکس VF گیربکس MVF
قطر شفت خروجی (mm) قطر شفت ورودی (mm) قطر شفت خروجی (mm) قطر شفت ورودی (mm)
63 25 18 25 14-19-24
86 35 25 35 19-24-28
110 40 - 40 24-28-38
130 45 30 45 28-38-42
150 50 35 50 28-38-42
185 60 40 60 38-42
210 90 48 90 -
250 110 55 110 -
جدول قطر شفت گیربکس کتابی
سایز گیربکس قطر شفت خروجی (mm) قطر شفت ورودی (mm)
25 11 9
30 14 11 و 9
40 18 11 و 14
50 25 14 و 19
63 25 19 و 24
75 28 24 و 28
90 35 24 و 28
110 42 24 و 28 و 38
130 45 28 و 38 و 42
150 50 38 و 42 و 48
نکته مهم: در گیربکس‌هایی که چند قطر شفت نوشته شده‌است، اندازه شفت بر اساس نسبت تبدیل تغییر می‌کند.
روغن کاری گیربکس حلزونی
روغنکاری گیربکس حلزونی مهم‌ترین اقدام برای نگهداری صحیح این تجهیزات است و بر طول عمر و راندمان آن اثرگذار است. تولیدکنندگان گیربکس، برخی از محصولات خود را به‌صورت روغنکاری شده ارائه میکنند؛ ولی سایر گیربکس‌ها باید پیش از استفاده طبق دستورالعمل سازنده روغنکاری شوند.
گیربکس‌های تیپ VF/MVF بدون روغن ارائه می‌شوند و حتماً پیش از استفاده باید با روغن مناسب که در کاتالوگ گیربکس حلزونی پیشنهاد شده، روان‌کاری شوند. اما گیربکس‌های کتابی سایز 30 تا 90، به‌صورت روغنکاری شده تولید می‌شوند و از سایز 110 تا 150 باید قبل از استفاده، روغنکاری شوند.
تیپ گیربکس N A-V FR-FC-FA-F-P
مقدار روغن ترکیبی مورد نیاز (لیتر) VF30 0.045
VF45 0.075
VF49 0.120
VF63 0.320
VF72 0.50
VF86 0.87
مقدار روغن مصرفی (لیتر) VF110 1.7 2.8
(PAM 2.4) 2.4
VF130 2.3 3.9
(PAM 3) 3
VF150 3 4.5
(PAM 4.3) 4.3
VF185 5 9.6
(PAM 7.8) 7.8
VF210 7.5 15
(PAM 11) 11
VF250 10.5 28.4
(PAM 22.6) 22.6
راندمان یا بهره وری گیربکس حلزونی
عواملی مانند درجه حرارت، نوع روغن، دور ورودی و خروجی و ... همگی بر راندمان یا بهره‌وری گیربکس حلزونی اثرگذارند. برای محاسبه راندمان فرمول‌های خاصی وجود دارد که در این مقاله به آن نمی‌پردازیم؛ ولی در نمودار زیر می‌توانید، اختلاف بازده تقریبی گیربکس‌های حلزونی و سایر گیربکس‌های صنعتی را مشاهده نمایید.
اختلاف بازده تقریبی گیربکس های حلزونی و سایر گیربکس های صنعتی
نتیجه گیری
با در نظر گرفتن تمامی موارد گفته‌شده، بهترین راه برای انتخاب گیربکس، استفاده از جداول موجود در کاتالوگ گیربکس حلزونی است؛ کاتالوگ گیربکس، حاوی اطلاعات زیادی در خصوص این دستگاه‌ها است، از جمله:
انتخاب گیربکس بر اساس نوع ماشین (همزن، بلوک زن، بالابر ...)
شرایط محیطی (دمای محیط، میزان رطوبت و گرد و غبار ...)
نوع محرک گیربکس (الکتروموتور، موتور احتراقی ...)
نوع انتقال قدرت از محرک به گیربکس (کوپلینگ، تسمه-پولی، کوپل مستقیم با فلنج ...)
نوع آرایش محورها
مقادیر مجاز بار شعاعی و بار پیشران
منبع:https://www.kalasanati.com/%D8%A7%D8%AE%D8%A8%D8%A7%D8%B1-%D9%88-%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%AA/%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%84%D8%A7%D8%AA-%DA%AF%DB%8C%D8%B1%D8%A8%DA%A9%D8%B3/70/%D8%A7%D9%86%D8%AA%D8%AE%D8%A7%D8%A8-%DA%AF%DB%8C%D8%B1%D8%A8%DA%A9%D8%B3-%D8%AD%D9%84%D8%B2%D9%88%D9%86%DB%8C
اطلاعات پلاک گیربکس صنعتی