4 تفاوت گیربکس هلیکال و حلزونی

گیربکس‌ها از جمله مهم‌ترین و پرکاربردترین قطعات صنعتی بوده و در کاربردهای مختلفی استفاده می‌شوند؛ وظیفه یک گیربکس صنعتی، انتقال نیرو و گشتاور از الکتروموتور به سایر دستگاه‌های مرتبط است. گیربکس‌های صنعتی را معمولاً بر اساس نوع چرخ‌دنده‌های بکار رفته در آن‌ها دسته‌بندی می‌کنند که در این میان دو نوع هلیکال و حلزونی، از پرکاربردترین انواع گیربکس به شمار می‌آیند.

علی‌رغم اینکه هر دو نوع گیربکس هلیکال و حلزونی برای هدف مشترکی ساخته شده‌اند؛ اما از نظر طراحی، عملکرد، کارایی و کاربرد با یکدیگر تفاوت‌هایی دارند. در این مقاله به بررسی 4 تفاوت گیربکس هلیکال و حلزونی می‌پردازیم؛ با ما همراه باشید.

انواع گیربکس حلزونی و هلیکال

انواع گیربکس حلزونی بر اساس شکل ظاهری و پوسته به دو تیپ کتابی و VF و در نهایت قیمت الکتروموتور تک فاز گیربکسی دسته‌بندی می‌شوند؛ البته هر دو تیپ بر اساس نوع شفت‌های (محور) ورودی و خروجی به انواع دیگری نیز تقسیم‌بندی می‌شوند.

در مقابل، گیربکس‌های هلیکال بر اساس نحوه قرارگیری محورها به گروه‌های زیر تقسیم می‌شوند:

• گیربکس هلیکال مستقیم
• گیربکس هلیکال آویز و محور موازی
• گیربکس مخروطی یا بول هلیکال

تفاوت‌های گیربکس هلیکال و حلزونی

تفاوت‌های گیربکس هلیکال و حلزونی را از ۴ جنبه مختلف بررسی می‌کنیم:

1.  ساختار
2.  عملکرد
3.  راندمان
4.  قیمت الکتروموتور تک فاز گیربکسی

ساختار گیربکس

اولین تفاوت گیربکس‌های هلیکال و حلزونی در ساختار و نوع چرخ‌دنده‌های آن‌ها است. گیربکس‌های هلیکال از تعدادی چرخ‌دنده هلیکال یا مارپیچ استفاده می‌کنند؛ این دندانه‌ها به‌صورت مورب و با زاویه نسبت به محور چرخ‌دنده بریده شده و تماس بین آن‌ها به‌صورت تدریجی رخ می‌دهد. محورهای گیربکس هلیکال می‌توانند به‌صورت مستقیم، موازی هم و یا عمود بر هم باشند؛ این ویژگی، استفاده از گیربکس‌های هلیکال را در تمامی کاربردهای صنعتی امکان‌پذیر نموده است. این گیربکس‌ها را می‌توان انواع الکتروموتور تک‌فاز و سه‌فاز به‌وسیله فلنج یا تسمه و پولی متصل نمود.شفت ورودی و خروجی گیربکس‌های هلیکال را می‌توان در دو نوع سالید شفت (شفت نری) و هالو شفت (شفت مادگی) سفارش داد.

در مقابل گیربکس‌های حلزونی از یک ماردون و چرخ‌دنده حلزونی استفاده می‌کنند؛ ماردون، محور ورودی گیربکس بوده و به شکل میله‌ای فولادی با تعدادی رزوه (مانند یک پیچ) است. دندانه‌های ماردون با دندانه‌های چرخ‌دنده حلزونی مشبک شده و در نهایت محور خروجی گیربکس را به چرخش در می‌آورد. محورهای گیربکس حلزونی، عمود بر هم بوده و نیروی ورودی را با زاویه ۹۰ درجه منتقل می‌کنند. انواع گیربکس حلزونی را نیز می‌توان با موتورهای سه‌فاز و تک‌فاز، به‌وسیله فلنج یا تسمه و پولی متصل نمود. یکی از مزایای گیربکس‌های حلزونی، ابعاد و وزن کوچک‌تر آن‌ها است؛ گیربکس‌های حلزونی، به‌خصوص تیپ کتابی را می‌توان در تمام جهت‌ها نصب و استفاده نمود. شفت ورودی و خروجی این نوع گیربکس هم بسته به نیاز کاربرد، می‌توان به‌صورت شفت نری یا هالوشفت باشد.

هر دو گیربکس را می‌توان با نسبت تبدیل‌های متنوعی خریداری نمود؛ نسبت تبدیل گیربکس، بیان‌کننده میزان کاهش سرعت ورودی از الکتروموتور در خروجی گیربکس است؛ در واقع این نسبت مشخص می‌کند که شفت ورودی گیربکس چند دور باید بچرخد تا شفت خروجی یک دور بزند. نسبت تبدیل را با تقسیم سرعت ورودی به خروجی می‌توان محاسبه کرد. گیربکس‌های حلزونی معمولاً نسبت تبدیلی بین ۷ تا ۱۰۰ دارند، ولی گیربکس‌های هلیکال را می‌توان در بازه نسبت تبدیل گسترده‌تری سفارش داد.

عملکرد گیربکس

هر دو نوع گیربکس هلیکال و حلزونی، از نوع کاهنده هستند؛ یعنی سرعت ورودی الکتروموتور را کاهش داده و در خروجی گیربکس گشتاور افزایش می‌یابد. اگرچه به دلیل استفاده از مکانیزم‌های مختلف، عملکرد این دو گیربکس تا حدودی با هم متفاوت هستند

گیربکس‌های هلیکال به دلیل استفاده از دندانه‌های مورب و درگیری تدریجی آن‌ها، عملکرد نرم‌تری داشته و صدای کمتری در حین کار دارند؛ همچنین، ساختار دندانه‌های هلیکال باعث می‌شود تا لقی کمتری نسبت به گیربکس‌های حلزونی داشته باشند.

در مقابل، گیربکس‌های حلزونی، به دلیل اصطکاک بالای ماردون و چرخ‌دنده، هم صدای بیشتری دارند و هم اتلاف حرارتی بیشتری نسبت به گیربکس هلیکال دارند. اما گیربکس‌های حلزونی دارای ویژگی منحصربه‌فردی هستند که در هیچ گیربکس دیگری پیدا نمی‌شود. انواع گیربکس حلزونی در نسبت تبدیل‌های مشخص، دارای خاصیت خود قفل‌شوندگی هستند؛ ولی در گیربکس‌های هلیکال این قابلیت وجود ندارد.

بازدهی یا راندمان گیربکس

گیربکس‌های هلیکال و حلزونی از نظر بازدهی و راندمان نیز با یکدیگر متفاوت هستند. ساختار دندانه‌های گیربکس هلیکال و درگیری تدریجی آن‌ها، اتلاف انرژی را کاهش داده و در نتیجه راندمان گیربکس افزایش می‌یابد. به‌طورکلی راندمان گیربکس‌های هلیکال حدود ۹۰% و بیشتر است.

اما گیربکس‌های حلزونی دارای اصطکاک بیشتر و خنک‌کنندگی ضعیف‌تری نسبت به گیربکس‌های هلیکال هستند؛ همین موضوع باعث شده تا راندمان این گیربکس‌ها تا حد زیادی کاهش یابد؛ راندمان انواع گیربکس حلزونی، حداکثر ۸۰% تخمین زده می‌شود.

قیمت الکتروموتور تک فاز گیربکسی

باتوجه‌به موارد گفته شده، قیمت الکتروموتور تک فاز گیربکسی هلیکال به دلیل راندمان بالاتر، عملکرد قابل ‌اطمینان و پیچیدگی ساختار، از گیربکس‌های حلزونی بیشتر است؛ البته برای بسیاری از کاربردهای صنعتی، قیمت الکتروموتور تک فاز گیربکسی ارزان‌تر انواع گیربکس‌های حلزونی، جزو مزیت‌های آن‌ها به شمار می‌رود.

 جمع‌بندی

گیربکس‌های هلیکال و حلزونی، دو مورد از محبوب‌ترین و پرکاربردترین انواع گیربکس‌های صنعتی هستند؛ این دو گیربکس با مشخصات فنی مختلفی ارائه می‌شوند و انتخاب آن‌ها نیازمند بررسی دقیق نیازهای کاربرد موردنظر است. بااین‌حال، گیربکس‌های هلیکال بیشتر برای کاربردهای سنگین‌تر صنعتی استفاده می‌شوند، اما گیربکس‌های حلزونی به دلیل قیمت مناسب‌تر در کاربردهای سبک‌تری مانند بالابرهای ساختمانی نیز استفاده می‌شوند. همچنین در کاربردهایی که به برق سه‌فاز دسترسی ندارند، باتوجه‌به اینکه قیمت الکتروموتور تک‌فاز بیشتر از سه‌فاز است، می‌توان با انتخاب گیربکس حلزونی، هزینه‌ها را تا حدی کاهش داد.