گیربکس حلزونی چیست و چه ویژگی هایی دارد؟

گیربکس حلزونی (Worm gearbox) نوعی جعبه دنده با چرخ دنده های حلزونی شکل است که بین تولید کننده قدرت (موتور) و مصرف کننده قدرت قرار داده می‌شود تا نیرو را از محرک به متحرک انتقال دهد. انواع جعبه دنده‌های حلزونی عبارتند از گیربکس‌های مکعبی (کتابی) و دایره‌ ای. قیمت گیربکس حلزونی دایره ای، پایین‌تر از کتابی (مکعبی) است. به طور کلی، گیربکس‌های گرد و مکعبی، قدیمی ترین و پرمصرف ترین نوع گیربکس در صنعت هستند. جنس بدنه این محصولات از چدن و آلومینیوم است. امکان چرخش شفت خروجی با زاویه 90 درجه، از ویژگی و مزایای جعبه دنده‌های حلزونی است. از این رو، امکان نصب در جایگاه‌های مختلف را دارند. روغن کاری و نگهداری‌ این دستگاه‌ها آسان است. بیشترین کاربرد الکتروگیربکس های حلزونی در آسانسورهای خانگی، دستگاه‌های انتقال مواد اولیه و پرِس‌های صنعتی است. سهند، سپاهان، شاکرین اصفهان و رهنما، از شرکت های داخلی سازندۀ گیربکس حلزونی در کشور هستند.

گیربکس حلزونی (جعبه دنده) چیست؟

جعبه دنده هایی که از یک چرخ دنده حلزونی و یک مارپیچ فولادی برای انتقال حرکت و قدرت بین موتور و سیستم‌های مختلف استفاده می‌کند، گیربکس حلزونی یا جعبه دنده حلزونی نام دارند. همانند سایر انواع گیربکس، از جعبه دنده‌های حلزونی نیز برای کاهش سرعت و افزایش گشتاور در انتقال نیرو استفاده می‌شود. در این محصول، چرخ دنده های مارپیچ شکل، سرعت و گشتاور خروجی را تغییر می‌دهند. گیربکس های حلزونی علی رغم اندازۀ کوچک خود، به دلیل ساختار خاص چرخ‌دنده‌های حلزونی، قابلیت انتقال بارهای سنگین را دارند.

انواع گیربکس حلزونی

گیربکس های حلزونی به لحاظ شکل ظاهری، به دو صورت زیر ساخته می‌شوند:

1. گیربکس‌های حلزونی مکعبی (کتابی).
2. گیربکس‌های حلزونی دایره ای.

این دو نوع فقط به لحاظ شکل بدنه متفاوت هستند اما عملکرد یکسان و مشابهی دارند. انواع دایره‌ای خود در سری vf تولید می‌شود که در ادامه توضیح داده شده است.

گیربکس حلزونی دایره ای سری vf

جعبه دنده های حلزونی سری vf از نوع دایره ای هستند. حلزونی های سری vf کوچک هستند و به گیربکس‌های حلزونی کوچک و دستی نیز معروفند. از این رو، قابلیت نصب در فضاهای کوچک را دارند. گیربکس‌های vf با اتصال موتورهای الکتریکی، به الکتروموتور گیربکس دار حلزونی تبدیل می‌شوند. این اتصال از طریق کوپلینگ، تسمه پولی یا متصل کننده های این چنینی انجام می‌شود. سری vf ساختار ساده دارند، مقرون‌به‌صرفه هستند و  در رابطه با گزینه‌های نصب، انعطاف‌پذیری خوبی دارند. محصولات سری vf در صنایع غذایی، شیمیایی و دارویی قابل استفاده هستند.

در ساختار این گیربکس‌ها از چرخ دنده حلزونی ۹۰ درجه استفاده شده است. شفت ورودی می‌تواند به صورت توپر و توخالی با فلنج‌های استاندارد تولید شود.

نسبت تبدیل گیربکس های سری vf، از ۱:۷ تا ۱:۱۰۰ برای گیربکس تک مرحله‌ای است که با ترکیب دو عدد از این گیربکس‌ها می‌توان تا ۱:۱۰۰۰۰ تولید کرد. حدأکثر گشتاور خروجی 74 نیوتن متر برای کوچکترین اندازه و 4800 نیوتن متر برای بزرگترین اندازه این جعبه دنده است.

سری vf خود به دو دسته mvf و rvf تقسیم می‌شود.

گیربکس حلزونی دایره ای mvf

محصولات سری mvf در قسمت ورودی خود هالو شفت و فلنج اتصال دارند. از این رو، جعبه دنده های سری mvf را به موتورهای الکتریکی می‌توان متصل کرد که حتماً فلنج داشته باشند تا بتواند با این جعبه دنده کوپل شود.

جعبه دنده حلزونی دایره ای rvf

نوع دیگری از گیربکس های حلزونی دایره ای سری vf، rvfها هستند. این جعبه دنده ها، یک جفت چرخ دنده هلیکال دارند که روی شفت ورودی گیربکس مونتاژ شده است.

گیربکس حلزونی fc (فلنج دار)

جعبه دنده‌های حلزونی که در آن ها، جعبه دنده، ورودی شفت و خروجی شفت دارای فلنج باشد، گیربکس حلزونی فلنج دار گفته می‌شود. جعبه دنده‌های حلزونی فلنج دار به اختصار fc بیان می‌شوند. در شرایطی که نیاز به نصب گیربکس به صورت کوپل مستقیم باشد، از سری fc استفاده می‌شود. در این سری، جنس دنده معمولاً از فسفر برنج و جنس ماردون از فولاد است. گیربکس فلنج دار حلزونی، بر اساس اتصال فلنجی طراحی شده و نیازی به نصب پایه ندارد. این طراحی باعث می‌شود تا اتصال بخش موتور به گیربکس راحت‌تر صورت بگیرد. همچنین راندمان الکتروگیربکس را بالا می برد. گیربکس فلنج دار، در دو نوع تولید می‌شود:

1. فلنج بزرگ (F یا FF)
2. فلنج کوتاه (C یا FC)

اجزای اصلی گیربکس حلزونی

• ماردون (worm shaft) / (شفت ورودی با رزوه های مارپیچ)
• چرخ دنده حلزونی شکل (worn gearing)
• پوسته یا بدنۀ گیربکس (Nameplate)
• بلبرینگ (Bearing)
• اورینگ (Oring)
• فلنج ورودی (input flang)
• درپوش (Bore seal)
• کاسه نمد (Oil seal)

ماردون و چرخ دنده حلزونی شکل، دو قطعۀ اصلی در گیربکس‌های حلزونی است. این دو قطعه با زوایه 90 درجه نسبت به هم قرار گرفته‌اند. از این رو، در حین کار، با یکدیگر سایش پیدا می‌کنند. این سایش اصطکاک زیادی ایجاد می‌کند و در نتیجۀ آن، صدای زیادی ایجاد می‌شود.

ماردون یک قطعه شبیه به یک پیچ بزرگ است. این قطعه، گیربکس را به سر شفت محرک موتور اتصال می‌دهد تا به این ترتیب، نیرو از موتور الکتریکی به گیربکس وارد آید و چرخ دنده ها را وادار به چرخش کند. در گیربکس های حلزونی، شفت ورودی یا ماردون می‌تواند به دو صورت وجود داشته باشد:

1. سالید شفت: یک شفت نری تو پر است.
2. هالو شفت: در صورت استفاده از هالو شفت، موتور و گیربکس به طور مستقیم و توسط فلنج به هم متصل می‌شوند.

تعویض قطعات و تعمیر گیربکس

در بالا، اجزای اصلی جعبه دنده های حلزونی را معرفی کردیم. در صورت خراب شدن دستگاه، امکان تهیه قطعات و تعویض آن‌ها وجود دارد. اما خرید و تعویض قطعه فقط در مورد برندهای داخل کشور مقرون به صرفه و امکان پذیر است. تأمین قطعات گیربکس برندهای خارجی مشکل است یا اصلاً ممکن است در بازار داخل موجود نباشد و در صورت وجود، قیمت بالایی دارند. از این رو، پیشنهاد می شود با خراب شدن جعبه دنده حلزونی برند خارجی، به ویژه تا سایز 63، بجای تعمیر، اقدام به تعویض جعبه دنده نمایید.

مزایا و معایب گیربکس های دایره ای و مکعبی

گیربکس های حلزونی چه از نوع دایره‌ای باشد چه از نوع مکعبی، مزیت های زیر را دارد:

• گیربکس حلزونی به دلیل ابعاد و اندازه کوچک، قابلیت استفاده در فضاهای کوچک و محدود را نیز دارد.
• تعمیر و نگهداری آن‌ها آسان است.
• روغن کاری ساده و آسان در طول زمان مصرف.
• وجود خاصیت خود قفل شوندگی و عدم برگشت پذیری گیربکس در نسبت‌های تبدیل بالای 46. این ویژگی در برخی از سیستم ها، مثل بالابرها، که در زمان خاموشی موتور، بر شفت فشار جاذبه وارد می‌آید و باعث سقوط بار به پایین می‌شود، بسیار مناسب است.
• گیربکس حلزونی توانایی انتقال قدرت در زاویه 90 درجه را دارد. از این رو، در فضاهایی که نیاز به تغییر زوایه است، به راحتی قابل استفاده است.
• جعبه دنده های حلزونی این قابلیت را دارند که با سرعت ها و نیروهای مختلف سازگار شوند.
• قیمت گیربکس حلزونی نسبت به سایر انواع گیربکس (گیربکس خورشیدی و گیربکس هلیکال شفت) مناسب تر است.

کاستی گیربکس کتابی و دایره ای، راندمان پایین گیربکس و صدای آن است.

کاربردهای گیربکس های دایره ای و مکعبی (حلزونی)

در ماشین آلات، دستگاه ها و تجهیزاتی که عملکرد اصلی شان انتقال قدرت و کنترل یا کاهش سرعت است و به گشتاور بالایی نیاز است، گیربکس حلزونی کارآمد می باشد. از این جعبه دنده در ساخت ماشین آلات مربوط به صنایع زیر استفاده می شود.

• ساخت میکسرهای بتن ساختمان سازی (حلزونی سری fc).
• استفاده در صنایع کشاورزی و دریایی (حلزونی سری fc).
• استفاده در صنایع غذایی، دارو سازی و شیمیایی (سری vf).
• ساخت دستگاه‌های انتقال مواد اولیه.
•  استفاده در ساخت دستگاهای پرس‌ صنعتی.
• حرکت برف پاک کن و صندلی برقی در خودروها.
• استفاده در تجهیزات آسانسورهای خانگی.

لیست قیمت الکتروموتور جمکو

بهترین برندهای گیربکس حلزونی

علاوه بر چند شرکت داخلی که در تولید جعبه دنده‌های حلزونی فعالیت دارند و محصولات شان در کشور به فروش می‌رسد، محصولات تعدادی از شرکت های خارجی نیز در کشور به فروش می‌رسد.

جعبه دنده حلزونی برندهای داخلی

1. گیربکس حلزونی رستمی.
2. شاکرین صنعت سپاهان.
3. گیربکس شاکرین اصفهان.
4. برند سهند دور اصفهان.
5. گیربکس رهنما.

گیربکس حلزونی برند خارجی

1. برند NMRV چین.
2. گیربکس حلزونی SEW.
3. برند Bonfiglioli (بونفیلیولی).
4. گیربکس حلزونی ایلماز ترکیه.
5. گیربکس SITI ایتالیا.

سؤالات متداول

1. گیربکس حلزونی چیست؟ یک جعبه دنده با چرخ دنده‌های حلزونی شکل و یک شفت با رزوه های مارپیچ است که کارش کم کردن سرعت منبع ورودی و افزایش گشتاور خروجی است.
2. در گیربکس های حلرونی، چرخ دنده از چه نوعی است؟ از نوع حلزونی؛ البته برخی برندهای معتبر نظیر sew در کنار چرخ دنده حلزونی، از چرخ دنده هلیکال نیز استفاده می‌کنند و به این ترتیب، راندمان گیربکس را بالا می‌برند.
3. جنس چرخ دنده ها در جعبه دنده های حلزونی چیست؟ جنس چرخ دنده ها می‌تواند از نیکل – برنز، فسفر-برنز و یا آلومینیوم-برنز باشد. از این میان، استحکام و قیمت نیکل برنز بیشتر است. آلومینیوم-برنز قیمت پایین‌تری دارد، سبک تر بوده و برای کاربردهای سبک مناسب است.
4. راندمان گیربکس دایره ای و مکعبی (حلزونی) چقدر است؟ حدود 65% است.
5. چرا گیربکس حلزونی با وجود راندمان پایین، موارد استفادۀ متعددی دارد؟ به دلیل عدم برگشت پذیری و تنوع در نسبت تبدیل.
6. نسبت تبدیل گیربکس حلزونی چگونه محاسبه می‌شود؟ برای این کار، تعداد دنده‌های دنده حلزون را بر تعداد راههای تیغ تراش روی مارپیچ تقسیم کنید. به عنوان مثال، در یک گیربکس با 30 دندانه و مارپیچ 4، نسبت تبدیل گیربکس 7.5 (7.5 = 4÷30) است.
7. منظور از گیربکس 90 درجه چیست؟ گیربکسی که محور ورودی و خروجی آن باهم 90 درجه اختلاف زاویه داشته باشند. جعبه دنده حلزونی یک گیربکس 90 درجه است.
8. قیمت الکتروموتور گیربکس دار حلزونی نسبت به سایر موتورگیربکس ها با اندازه و گشتاور یکسان چگونه است؟ پایین تر است (حدود 20%).
9. برندها و شرکت‌های تولید کننده گیربکس حلزونی در کشور کدامند؟ برند موتیو ایتالیا، NMRV چین، گیربکس رستمی، شاکرین صنعت سپاهان، شاکرین کیربکس اصفهان، شرکت سهند دور اصفهان.