donyasanat

گیربکس‌های خورشیدی به دلیل ساختار مکانیکی پیچیده و توانایی تغییر سرعت با نسبت‌های مختلف، در بسیاری ازفعالیت های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این گیربکس‌ها به دلیل امکان تنظیم دقیق سرعت و تغییر سرعت به طور پویا، برای انتقال قدرت بهینه و کنترل دقیق در سیستم‌های مکانیکی بسیار مفیدند. اما استفاده صحبح از این گیربکس ها مستلزم این است که بدانید گیربکس خورشیدی چیست؟ چه کاربردی دارد؟ نحوه عملکرد آن چگونه است؟ چه اجزایی دارد و به طور کلی با گیربکس خورشیدی آشنا شوید. در این مقاله از کالا صنعتی شما میتوانید با گیربکس خورشیدی بیشتر آشنا شوید.

گیربکس خورشیدی چیست؟
گیربکس خورشیدی یک نوع گیربکس است که از اصل عملکرد خورشید و سیاره‌ها برای تغییر سرعت و گشتاور در سیستم‌های مکانیکی استفاده می‌کند. این نوع گیربکس به دلیل ساختار منحصر به فرد خود، در انتقال قدرت و تغییر سرعت بین دو جزء مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. گیربکس خورشیدی اسامی مختلفی دارد و با نام های گیربکس اپی سیکلیک یا گیربکس سیاره ای، گیربکس ستاره ای، گیربکس دنده سیاره ای و یا گیربکس دنده خورشیدی معروف است. گیربکس ستاره ای از جهت اینکه بسیار مقاوم است، انتقال گشتاور بالایی دارد. در طراحی این گیربکس ها یک چرخ دنده خورشیدی در مرکز بوده و سایر چرخ دنده های سیاره ای در اطراف آن با پیکربندی مشخصی قرار گرفته اند و با طراحی خاص خود مزایایی مانند فشرده سازی و کم حجم تر شدن، راندمان بالا و تطبیق پذیری با کاربردهای مختلف را ارائه می دهند.

انواع گیربکس خورشیدی
گیربکس خورشیدی را از چند منظر می توان بررسی نمود و دسته بندی کرد.

انواع گیربکس خورشیدی از نظر کاربرد
از نظر کاربردی گیربکس های خورشیدی به دو دسته صنعتی و سروو موتور تقسیم می شود که در زیر به آنها اشاره شده است.

1) گیربکس خورشیدی صنعتی
این گیربکس اساسا برای اتصال به الکتروموتور طراحی شده است ولی برای کوپل شدن با هیدورموتور نیز می تواند ساخته شود. در صورت اتصال گیربکس خورشیدی به الکتروموتور صنعتی به آن الکتروگیربکس خورشیدی گفته می شود.

2) گیربکس خورشیدی سروو موتوری
این نوع گیربکس برای اتصال به سروو موتور و یا استپ موتور ساخته می شود و دارای لقی بسیار پایینی است به طوری که به آنها گیربکس خورشیدی زیرو بکلش (لقی صفر Zero Backlash) نیز گفته می شود. برای کاربردهای دقیق مثل ماشین CNC بسیار پرکاربرد است و به همین دلیل در بازار به گیربکس CNC نیز شناخته می شود.

انواع گیربکس خورشیدی از نظر جهت انتقال قدرت
جهت انتقال قدرت مستقیم: راستای ورودی و خروجی گیربکس یکسان بوده و انتقال قدرت بدون تغییر در راستای آن انجام می شود. گیربکس خورشیدی به صورت نرمال به این شکل تولید می شود.
جهت انتقال قدرت قائم: قدرت ورودی به گیربکس با 90 درجه اختلاف فاز در خروجی گیربکس انتقال می یابد. تمامی کارخانجات تولیدی این نوع گیربکس را به صورت سفارشی تولید می کنند.

انواع گیربکس خورشیدی از نظر نوع خروجی
خروجی گیربکس خورشیدی در انواع بسیار متنوعی قابل تولید است. حتی در مواردی با خروجی کاملا سفارشی نیز ساخته می شود اما تنوع انواع استاندارد آن به گونه ای است که به راحتی می توان یکی از آنها را با توجه به کاربرد مورد نظر انتخاب نمود. مهمترین و پرکاربردترین انواع خروجی گیربکس خورشیدی عبارتند از:

پایه دار با شافت خروجی تک خار

فلنجدار با شافت خروجی تک خار

خروجی مادگی هزارخاری

نحوه عملکرد گیربکس خورشیدی
همانطور که از نام آن پیداست، گیربکس خورشیدی با مکانیزم دنده خورشیدی (Planetary یا Internal) قدرت را انتقال می دهد. شایان ذکر است که گیربکس خورشیدی می تواند به صورت کاهنده و یا افزاینده مورد استفاده قرار بگیرد. مکانیزم عملکرد گیربکس خورشیدی به گونه ای است که دور ورودی به دنده مرکزی (دنده خورشیدی Sun Gear) وارد شده و از طریق دنده های سیاره ای (Planetary Gear) که روی یک دنده داخلی (Internal Gear) حرکت می کنند، باعث تغییر دور ورودی به گیربکس می شود.

نکته قابل توجه این است که نسبت تبدیل در هر مرحله گیربکس خورشیدی نهایتا 1:7 است لذا برای ایجاد نسبت تبدیل های بالاتر باید تعداد استیج ها یا مراحل کاهش دور را افزایش داد. به این ترتیب نسبت تبدیل تا 1:7 با یک استیج، نسبت تبدیل 1:7 تا 1:49 با دو استیج، نسبت تبدیل 1:49 تا 1:343 با سه استیج و... امکان پذیر است. دنده های گیربکس خورشیدی معمولا به صورت سوزنی (ساده Spur Gear) تولید می شوند که همین عامل باعث ایجاد سروصدا و داغ شدن سطح دندانه های گیربکس خواهد شد. ممکن است در مواردی (شرکت خاصی یا سفارش خاصی) دنده ها به صورت هلیکال ساخته شوند که در این صورت سطح درگیری دندانه ها بیشتر می شود و در نتیجه کاهش صدا، افزایش راندمان و کارکرد نرم تر مورد انتظار است.

اجزای گیربکس خورشیدی
چرخ دنده خورشیدی در مرکز قرار گرفته و به شفت ورودی متصل است؛ بنابراین نیروی ورودی به گیربکس ابتدا به این چرخ دنده اعمال می شود. چرخ دنده های سیاره ای در اطراف چرخ دنده خورشیدی قرار دارند و معمولاً توسط یک بازوی فلزی به حامل متصل می شوند تا ساختار و پیکربندی گیربکس تحت بار خراب نشود. در نهایت تمامی این چرخ دنده ها توسط یک حلقه با دندانه های خورشیدی احاطه می شوند و دندانه های آن ها با یکدیگر درگیر می شود. همانطور که قبلا بیان شد گیربکس خورشیدی به صورت کاهنده دور و افزاینده دور قابل استفاده است. مکانیزم حرکت و ساختار کلی گیربکس در هر دو حالت یکسان است. به طور کلی مهمترین اجزای گیربکس خورشیدی عبارتند از:

دنده خورشیدی
دنده های سیاره ای
دنده داخلی یا رینگی
کریر یا حامل
پوسته

مزایا و معایب گیربکس خورشیدی
همانطور که گفته شد گیربکس های خورشیدی مزایای منحصر به فردی دارند که در ادامه به برخی از آن ها می پردازیم:

یکی از مزایای گیربکس های خورشیدی دستیابی به چندین نسبت سرعت در یک گیربکس است؛ با تغییر دندانه های هر چرخ دنده و طراحی مجدد چیدمان آن ها می توان نسبت های سرعت متفاوتی بدست آورد.
دومین مزیت این گیربکس ها حجم فشرده تر آن ها نسبت به سایر گیربکس های صنعتی است. این گیربکس ها می توانند کاهش نسبت دنده بالایی را در یک بسته بندی نسبتاً کوچک ارائه دهند و برای کاربردهایی فضای محدودی دارند، مناسب هستند.
گیربکس های خورشیدی نسبت به سایر گیربکس های صنعتی، راندمان و سطح کارایی بالاتری دارند. این گیربکس های به دلیل طراحی خاص دندانه ها، لقی کمی دارند و برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالایی دارند، مناسب هستند.
آنچه گفتیم تنها بخش کوچکی از ویژگی های منحصر به فرد این گیربکس ها بود؛ امروزه گیربکس های خورشیدی به یکی از پر مصرف ترین و محبوب ترین انواع گیربکس صنعتی تبدیل شده اند و در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، هوافضا، روباتیک، ماشین آلات صنعتی، موتورهای هواپیما، توربین های بادی و ... استفاده می شوند. مهمترین مزایای گیربکس خورشیدی را می توان به این صورت بر شمرد:

حالت های مختلف خروجی گیربکس
راستای ورودی و خروجی مستقیم و 90 درجه (بنا به سفارش)
توزیع بار روی چند چرخ دنده به طور همزمان
لقی نسبتا پایین
راندمان بالا تا حدود 98%
ایجاد نسبت تبدیل های بسیار بالا (با اضافه کردن استیج) و دور بسیار پایین
تولید گشتاور بالا
عمر زیاد
مناسب برای اتصال به الکتروموتور، هیدروموتور (ئیدروموتور) و ...
گیربکس خورشیدی در کنار مزایای بسیار خوبی که دارد، مانند همه تجهیزات دیگر دارای یک سری نقاط ضعف نیز است که مهمترین آنها عبارتند از:

طراحی نسبتا پیچیده تر نسبت به انواع دیگر گیربکس
نیاز مداوم به روغنکاری
قیمت بالاتر نسبت به انواع دیگر گیربکس
کاربرد گیربکس خورشیدی در صنعت
با توجه به مزایای بسیار خوبی که برای گیربکس خورشیدی مطرح شد، کاربرد وسیع آن در صنایع مختلف بر کسی پوشیده نیست. به طوری که از دستگاه های روغن گیری گرفته تا صنایع نورد فولاد و ورق کاربرد دارد. شاخص ترین دلیلی که مصرف کنندگان از گیربکس خورشیدی استفاده می کنند، امکان تولید دور خروجی بسیار پایین و همچنین بازدهی بالای آن است. برای دستگاه هایی مثل میکسر، همزن صنعتی، شریدر، نورد فولاد سرد و گرم، تیکنر فاضلاب، مخازن هوادهی فاضلاب، دستگاه خردایش و سنگ شکن، کانوایر، رول فرمینگ و... می توان از گیربکس خورشیدی استفاده نمود. در زیر برخی از صنایع مهم مصرف کننده گیربکس خورشیدی بیان شده است:

صنایع غذایی
صنایع شیمیایی
کشاورزی
صنایع دریایی
آب و فاضلاب
صنایع معدنی
صنایع نساجی

مشخصات فنی گیربکس خورشیدی
گیربکس خورشیدی بر اساس شرایط تولید هر سازنده می تواند متفاوت باشد. اما به طور کلی محدوده تقریبی مهمترین مشخصات فنی گیربکس خورشیدی بدین صورت است:

محدوده نسبت تبدیل: از i=4 تا i=2000
محدوده توان: تا حدود 400 اسب بخار
محدوده گشتاور خروجی: تا حدود 400000 نیوتن متر

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%B3/138/%DA%AF%DB%8C%D8%B1%D8%A8%DA%A9%D8%B3-%D8%AE%D9%88%D8%B1%D8%B4%DB%8C%D8%AF%DB%8C-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA

گیربکس‌های خورشیدی به دلیل ساختار مکانیکی پیچیده و توانایی تغییر سرعت با نسبت‌های مختلف، در بسیاری ازفعالیت های صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این گیربکس‌ها به دلیل امکان تنظیم دقیق سرعت و تغییر سرعت به طور پویا، برای انتقال قدرت بهینه و کنترل دقیق در سیستم‌های مکانیکی بسیار مفیدند. اما استفاده صحبح از این گیربکس ها مستلزم این است که بدانید گیربکس خورشیدی چیست؟ چه کاربردی دارد؟ نحوه عملکرد آن چگونه است؟ چه اجزایی دارد و به طور کلی با گیربکس خورشیدی آشنا شوید. در این مقاله از کالا صنعتی شما میتوانید با گیربکس خورشیدی بیشتر آشنا شوید.

گیربکس خورشیدی چیست؟
گیربکس خورشیدی یک نوع گیربکس است که از اصل عملکرد خورشید و سیاره‌ها برای تغییر سرعت و گشتاور در سیستم‌های مکانیکی استفاده می‌کند. این نوع گیربکس به دلیل ساختار منحصر به فرد خود، در انتقال قدرت و تغییر سرعت بین دو جزء مکانیکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. گیربکس خورشیدی اسامی مختلفی دارد و با نام های گیربکس اپی سیکلیک یا گیربکس سیاره ای، گیربکس ستاره ای، گیربکس دنده سیاره ای و یا گیربکس دنده خورشیدی معروف است. گیربکس ستاره ای از جهت اینکه بسیار مقاوم است، انتقال گشتاور بالایی دارد. در طراحی این گیربکس ها یک چرخ دنده خورشیدی در مرکز بوده و سایر چرخ دنده های سیاره ای در اطراف آن با پیکربندی مشخصی قرار گرفته اند و با طراحی خاص خود مزایایی مانند فشرده سازی و کم حجم تر شدن، راندمان بالا و تطبیق پذیری با کاربردهای مختلف را ارائه می دهند.

انواع گیربکس خورشیدی
گیربکس خورشیدی را از چند منظر می توان بررسی نمود و دسته بندی کرد.

انواع گیربکس خورشیدی از نظر کاربرد
از نظر کاربردی گیربکس های خورشیدی به دو دسته صنعتی و سروو موتور تقسیم می شود که در زیر به آنها اشاره شده است.

1) گیربکس خورشیدی صنعتی
این گیربکس اساسا برای اتصال به الکتروموتور طراحی شده است ولی برای کوپل شدن با هیدورموتور نیز می تواند ساخته شود. در صورت اتصال گیربکس خورشیدی به الکتروموتور صنعتی به آن الکتروگیربکس خورشیدی گفته می شود.

2) گیربکس خورشیدی سروو موتوری
این نوع گیربکس برای اتصال به سروو موتور و یا استپ موتور ساخته می شود و دارای لقی بسیار پایینی است به طوری که به آنها گیربکس خورشیدی زیرو بکلش (لقی صفر Zero Backlash) نیز گفته می شود. برای کاربردهای دقیق مثل ماشین CNC بسیار پرکاربرد است و به همین دلیل در بازار به گیربکس CNC نیز شناخته می شود.

انواع گیربکس خورشیدی از نظر جهت انتقال قدرت
جهت انتقال قدرت مستقیم: راستای ورودی و خروجی گیربکس یکسان بوده و انتقال قدرت بدون تغییر در راستای آن انجام می شود. گیربکس خورشیدی به صورت نرمال به این شکل تولید می شود.
جهت انتقال قدرت قائم: قدرت ورودی به گیربکس با 90 درجه اختلاف فاز در خروجی گیربکس انتقال می یابد. تمامی کارخانجات تولیدی این نوع گیربکس را به صورت سفارشی تولید می کنند.

انواع گیربکس خورشیدی از نظر نوع خروجی
خروجی گیربکس خورشیدی در انواع بسیار متنوعی قابل تولید است. حتی در مواردی با خروجی کاملا سفارشی نیز ساخته می شود اما تنوع انواع استاندارد آن به گونه ای است که به راحتی می توان یکی از آنها را با توجه به کاربرد مورد نظر انتخاب نمود. مهمترین و پرکاربردترین انواع خروجی گیربکس خورشیدی عبارتند از:

پایه دار با شافت خروجی تک خار

فلنجدار با شافت خروجی تک خار

خروجی مادگی هزارخاری

نحوه عملکرد گیربکس خورشیدی
همانطور که از نام آن پیداست، گیربکس خورشیدی با مکانیزم دنده خورشیدی (Planetary یا Internal) قدرت را انتقال می دهد. شایان ذکر است که گیربکس خورشیدی می تواند به صورت کاهنده و یا افزاینده مورد استفاده قرار بگیرد. مکانیزم عملکرد گیربکس خورشیدی به گونه ای است که دور ورودی به دنده مرکزی (دنده خورشیدی Sun Gear) وارد شده و از طریق دنده های سیاره ای (Planetary Gear) که روی یک دنده داخلی (Internal Gear) حرکت می کنند، باعث تغییر دور ورودی به گیربکس می شود.

نکته قابل توجه این است که نسبت تبدیل در هر مرحله گیربکس خورشیدی نهایتا 1:7 است لذا برای ایجاد نسبت تبدیل های بالاتر باید تعداد استیج ها یا مراحل کاهش دور را افزایش داد. به این ترتیب نسبت تبدیل تا 1:7 با یک استیج، نسبت تبدیل 1:7 تا 1:49 با دو استیج، نسبت تبدیل 1:49 تا 1:343 با سه استیج و... امکان پذیر است. دنده های گیربکس خورشیدی معمولا به صورت سوزنی (ساده Spur Gear) تولید می شوند که همین عامل باعث ایجاد سروصدا و داغ شدن سطح دندانه های گیربکس خواهد شد. ممکن است در مواردی (شرکت خاصی یا سفارش خاصی) دنده ها به صورت هلیکال ساخته شوند که در این صورت سطح درگیری دندانه ها بیشتر می شود و در نتیجه کاهش صدا، افزایش راندمان و کارکرد نرم تر مورد انتظار است.

اجزای گیربکس خورشیدی
چرخ دنده خورشیدی در مرکز قرار گرفته و به شفت ورودی متصل است؛ بنابراین نیروی ورودی به گیربکس ابتدا به این چرخ دنده اعمال می شود. چرخ دنده های سیاره ای در اطراف چرخ دنده خورشیدی قرار دارند و معمولاً توسط یک بازوی فلزی به حامل متصل می شوند تا ساختار و پیکربندی گیربکس تحت بار خراب نشود. در نهایت تمامی این چرخ دنده ها توسط یک حلقه با دندانه های خورشیدی احاطه می شوند و دندانه های آن ها با یکدیگر درگیر می شود. همانطور که قبلا بیان شد گیربکس خورشیدی به صورت کاهنده دور و افزاینده دور قابل استفاده است. مکانیزم حرکت و ساختار کلی گیربکس در هر دو حالت یکسان است. به طور کلی مهمترین اجزای گیربکس خورشیدی عبارتند از:

دنده خورشیدی
دنده های سیاره ای
دنده داخلی یا رینگی
کریر یا حامل
پوسته

مزایا و معایب گیربکس خورشیدی
همانطور که گفته شد گیربکس های خورشیدی مزایای منحصر به فردی دارند که در ادامه به برخی از آن ها می پردازیم:

یکی از مزایای گیربکس های خورشیدی دستیابی به چندین نسبت سرعت در یک گیربکس است؛ با تغییر دندانه های هر چرخ دنده و طراحی مجدد چیدمان آن ها می توان نسبت های سرعت متفاوتی بدست آورد.
دومین مزیت این گیربکس ها حجم فشرده تر آن ها نسبت به سایر گیربکس های صنعتی است. این گیربکس ها می توانند کاهش نسبت دنده بالایی را در یک بسته بندی نسبتاً کوچک ارائه دهند و برای کاربردهایی فضای محدودی دارند، مناسب هستند.
گیربکس های خورشیدی نسبت به سایر گیربکس های صنعتی، راندمان و سطح کارایی بالاتری دارند. این گیربکس های به دلیل طراحی خاص دندانه ها، لقی کمی دارند و برای کاربردهایی که نیاز به دقت بالایی دارند، مناسب هستند.
آنچه گفتیم تنها بخش کوچکی از ویژگی های منحصر به فرد این گیربکس ها بود؛ امروزه گیربکس های خورشیدی به یکی از پر مصرف ترین و محبوب ترین انواع گیربکس صنعتی تبدیل شده اند و در صنایع مختلفی مانند خودروسازی، هوافضا، روباتیک، ماشین آلات صنعتی، موتورهای هواپیما، توربین های بادی و ... استفاده می شوند. مهمترین مزایای گیربکس خورشیدی را می توان به این صورت بر شمرد:

حالت های مختلف خروجی گیربکس
راستای ورودی و خروجی مستقیم و 90 درجه (بنا به سفارش)
توزیع بار روی چند چرخ دنده به طور همزمان
لقی نسبتا پایین
راندمان بالا تا حدود 98%
ایجاد نسبت تبدیل های بسیار بالا (با اضافه کردن استیج) و دور بسیار پایین
تولید گشتاور بالا
عمر زیاد
مناسب برای اتصال به الکتروموتور، هیدروموتور (ئیدروموتور) و ...
گیربکس خورشیدی در کنار مزایای بسیار خوبی که دارد، مانند همه تجهیزات دیگر دارای یک سری نقاط ضعف نیز است که مهمترین آنها عبارتند از:

طراحی نسبتا پیچیده تر نسبت به انواع دیگر گیربکس
نیاز مداوم به روغنکاری
قیمت بالاتر نسبت به انواع دیگر گیربکس
کاربرد گیربکس خورشیدی در صنعت
با توجه به مزایای بسیار خوبی که برای گیربکس خورشیدی مطرح شد، کاربرد وسیع آن در صنایع مختلف بر کسی پوشیده نیست. به طوری که از دستگاه های روغن گیری گرفته تا صنایع نورد فولاد و ورق کاربرد دارد. شاخص ترین دلیلی که مصرف کنندگان از گیربکس خورشیدی استفاده می کنند، امکان تولید دور خروجی بسیار پایین و همچنین بازدهی بالای آن است. برای دستگاه هایی مثل میکسر، همزن صنعتی، شریدر، نورد فولاد سرد و گرم، تیکنر فاضلاب، مخازن هوادهی فاضلاب، دستگاه خردایش و سنگ شکن، کانوایر، رول فرمینگ و... می توان از گیربکس خورشیدی استفاده نمود. در زیر برخی از صنایع مهم مصرف کننده گیربکس خورشیدی بیان شده است:

صنایع غذایی
صنایع شیمیایی
کشاورزی
صنایع دریایی
آب و فاضلاب
صنایع معدنی
صنایع نساجی

مشخصات فنی گیربکس خورشیدی
گیربکس خورشیدی بر اساس شرایط تولید هر سازنده می تواند متفاوت باشد. اما به طور کلی محدوده تقریبی مهمترین مشخصات فنی گیربکس خورشیدی بدین صورت است:

محدوده نسبت تبدیل: از i=4 تا i=2000
محدوده توان: تا حدود 400 اسب بخار
محدوده گشتاور خروجی: تا حدود 400000 نیوتن متر

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%B3/138/%DA%AF%DB%8C%D8%B1%D8%A8%DA%A9%D8%B3-%D8%AE%D9%88%D8%B1%D8%B4%DB%8C%D8%AF%DB%8C-%DA%86%DB%8C%D8%B3%D8%AA