گیربکس‌ها از جمله تجهیزات صنعتی کاربردی هستند که امروزه در بسیاری از ماشین‌آلات وجود داشته و برای تغییر انرژی، افزایش یا کاهش گشتاور، کاهش و افزایش سرعت و … به کار می‌روند. گیربکس‌ها می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند و هر کدام از آنها از ویژگی‌ها، قابلیت‌ها و کاربردهای متعددی برخوردارند. گیربکس‌های دور متغیر از جمله گیربکس‌های صنعتی هستند که در زمان‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرند که نیاز به دور نسبی باشد و از دور ثابت استفاده نشود. در ادامه مطلب به بررسی کامل گیربکس دور متغیر، ویژگی‌ها و کاربردهای آن پرداخته می‌شود.
گیربکس دور متغیر چیست؟
گیربکس دور متغیر یا واریاتور در حقیقت برای انتقال گشتاور تولید موتورهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد، با این تفاوت که این گیربکس قابلیت تغییر دور از کم به زیاد (کاهش به صورت مکانیکی دور به میزان 0.9 تا 0.1 دور خروجی) را دارد. واریاتور زمانی مورد استفاده قرار خواهد گرفت که نیازی به دور ثابت نباشد و باید از دور نسبی بهره برد. نحوه طراحی این گیربکس به این صورت است که قادر است دور موتور را تا 5 برابر کاهش یا افزایش بدهد و از نسبت تبدیل 1 به 5 برخوردار است. در بسیاری از ماشین‌آلات صنعتی نمی‌توان از گیربکس‌های معمولی، گیربکس کاهنده و … استفاده کرد چرا که تجهیزات نیازمند تغییر گشتاور، تغییر قدرت یا تغییر سرعت خواهند بود و حتماً باید از گیربکس‌هایی با داشتن قابلیت تغییر دور استفاده کنند. گیربکس‌های دور متغیر به واسطه نحوه عملکرد و نحوه طراحی ویژه‌ای که دارند موجب افت توان موتور نخواهند شد و همواره به بهبود عملکرد آن کمک می‌کنند.
مزایای گیربکس دور متغیر
همان‌طور که گفته شد گیربکس‌ها می‌توانند تنوع بالایی داشته باشند و بر اساس فاکتورهای مختلفی دسته‌بندی شوند و هر کدام می‌توانند مزیت‌های متعددی داشته باشند. گیربکس‌های واریاتور در مقایسه با سایر گیربکس‌ها می‌توانند مزیت‌های ویژه‌ای داشته باشند که کاهش تنش کششی در خروجی مهم‌ترین آنها است. در حقیقت تغییر سرعت به میزان کم و زیاد به صورت آرام و سریع می‌تواند تنش‌های کششی را در این گیربکس‌ها کاهش بدهد. دیگر مزیت این گیربکس‌ها وجود سیستم‌های هوشمند است که امکان تغییر دور به صورت الگوریتم کار دائمی را به آنها می‌دهد. از مهم‌ترین مزیت‌های گیربکس دور متغیر می‌توان موارد زیر را عنوان کرد:
- این گیربکس‌ها از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردارند و می‌توانند با محیط‌های مختلف سازگار باشند.
- قطعات و اجزای این گیربکس‌ها از کیفیت بالایی برخوردارند در حالی که بسیار مقرون‌به‌صرفه می‌باشند.
- طول عمر بالایی داشته و راندمان آنها نیز بالا خواهد بود.
- نصب و استفاده از این گیربکس‌ها بسیار ساده و راحت است.
- این گیربکس‌ها دارای ضریب گشتاور خروجی مناسبی بوده و از طریق دور موتور قادر به کاهش سرعت خواهند بود.
- دارای قابلیت تنظیم دور ناحیه سرعت هستند و در برابر عواملی همچون سایش، خوردگی، شوک و … مقاومت بالایی دارند.
- این گیربکس‌ها نفوذناپذیر بوده، در هر محیطی قابل استفاده بوده و می‌توان آنها را به صورت عمودی و افقی به کار برد.
مکانیسم عملکرد گیربکس دور متغیر
گیربکس‌های دور متغیر همچون بلوئر و سایر تجهیزات صنعتی می‌توانند مکانیسم عملکردی منحصربه‌فردی داشته باشند. در این گیربکس‌ها تسمه پولی با تغییر در فاصله پولی باعث تغییر حالت در تسمه انتقال نیرو خواهد شد. این کار به این شیوه خواهد بود که با تغییر حالت پولی و با کوچک شدن آن میزان فشار تسمه افزایش یافته و سرعت آن بالا می‌رود و این رویه می‌تواند به صورت معکوسی نیز رخ بدهد. این گیربکس از طریق انتقال قدرت توسط یک مخروطی اصطکاکی که بر روی شفت موتور قرار می‌گیرد و یک رینگ اصطکاکی که روی محور فولادی گیربکس قرار دارد ایجاد خواهد شد.
مکانیسم عمل گیربکس دور متغیر از طریق انتقال قدرت به‌وسیله یک مخروط اصطکاکی که بر روی شفت موتور قرار می‌گیرد و یک رینگ اصطکاکی که بر روی محور فولادی گیربکس می‌باشد، ایجاد می‌شود. در این گیربکس صفحات بادمکی کلاچ وظیفه تنظیم میزان گشتاور و دور خروجی را بر عهده دارند. همچنین یک فنر در مرکز شفت واریاتور قرار دارد که قادر به نظم دهی فشار بین مخروط اصطکاکی و رینگ خواهد بود.
کاربردهای اصلی گیربکس دور متغیر
گیربکس‌های واریاتور به واسطه ویژگی‌ها، مزیت‌ها و تنوعی که دارند می‌توانند کاربردهای متعددی داشته باشند که مهم‌ترین آنها شامل مواردی استفاده از کمپرسور باد در صنعت بسته بندی، بسته‌بندی اتوماتیک در ماشین‌های نخ‌ریسی، استفاده در دستگاه سنگ‌بری، سیم‌پیچی اتوماتیک، رنگرزی، صنعت فولاد، صنعت پلاستیک، صنایع پلیمری و … هستند. البته باید توجه داشت که نگهداری گیربکس‌های واریاتور شرایط خاصی دارد که مهم‌ترین آنها عدم‌تغییر سرعت در حالت سکون، توجه به نحوه اتصال گیربکس، روغن‌کاری بلبرینگ‌های سوزنی و … هستند.
انواع گیربکس دور متغیر
گیربکس‌های دور متغیر بر اساس نحوه طراحی، مکانیسم عملکردی و فاکتورهای مختلفی دسته‌بندی می‌شوند و می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند. از رایج‌ترین گیربکس‌های دور متغیر می‌توان موارد زیر را عنوان کرد:
گیربکس ذغالی
در این گیربکس‌ها دور مطلق صفر وجود ندارد و نمی‌توان با هیچ سیستمی خروجی دور صفر را ایجاد کرد. سیستم انتقال این گیربکس به وسیله یک صفحه و ذغال انجام می‌شود. قطر ذغال با باز و بسته شدن این صفحه و ذغال تغییر می‌کند و با این کار دور گیربکس نیز تغییر خواهد کرد.
گیربکس دندانه‌ای یا سیاره‌ای
در این گیربکس‌ها از یک سیستم سیاره‌ای استفاده می‌شود به‌گونه‌ای که از طریق یک فرفره که در وسط قرار گرفته است قطر دنده زیاد شده و گیربکس کار می‌کند. چنانچه این گیربکس در کیفیتی قرار داده شود که صفر کار کند و خروجی صفر باشد باید یک الحاقی به نام دیفرنشیال differential به این سیستم بسته شود.
گیربکس هیدرولیک
در این گیربکس‌ها دور متغیر با استفاده از یک سیستم هیدرولیکی کم یا زیاد می‌شود و در مقایسه با سایر گیربکس‌ها می‌تواند مزیت‌های متعددی داشته باشد که مهم‌ترین آنها امکان نظم دهی دور موتور به‌گونه‌ای است که خروجی گیربکس صفر شده و هیچ دوری نزند.
گیربکس تسمه‌ای
این گیربکس نیز همانند گیربکس ذغالی دور مطلق صفر ندارد و در آن دو فولی وجود دارد که با تغییر این قطر این فولی ها، تغییر نسبت دور صورت می‌گیرد. این گیربکس‌ها در مقایسه با سایر گیربکس‌ها فضای بیشتری نیاز خواهند داشت و از سایر گیربکس‌ها طول عمر خواهد داشت.
گیربکس سری S پوسته چدنی
این گیربکس‌ها از جنس چدن ساخته می‌شود و شامل طیف زیادی از مدل‌های با فلنج ها، پایه‌های مختلف و… هستند و در 7 سایز مختلف تولید و عرضه می‌شوند. این گیربکس‌ها به صورت موتوردار نیز در دسترس هستند و در نسخه SD با دیفرانسیل آن نیز می‌توان سرعت‌های نزدیک به صفر را استفاده کرد.
گیربکس سری TXF پوسته آلومینیوم
این گیربکس‌ها هم از جنس از جنس آلومینیوم ساخته می‌شوند و می‌توانند تنوع بالایی از نظر وزن، سایز و ابعاد داشته باشند و کاربردهای صنعتی متعددی خواهند داشت.
نکات مهم در انتخاب و خرید گیربکس دور متغیر
برای خرید گیربکس‌های دور متغیر لازم است که به نکات و فاکتورهای مختلفی توجه داشت که مهم‌ترین آنها شامل مواردی همچون نوع ماشین مورد استفاده، دمای محیط کاری، شرایط کاری و میزان آلودگی های محیطی، میزان رطوبت، نوع و مشخصات موتور محرک، نوع انتقال بین موتور گیربکس و الکتروموتور، آرایش محورهای گیربکس، میزان بار شعاعی و یا پیشران و … هستند.
جمع‌بندی نهایی
گیربکس دور متغیر برای انتقال گشتاور تولید موتورهای صنعتی استفاده شده و قابلیت تغییر دور از کم به زیاد را دارد و زمانی استفاده می‌شود که نیازی به دور ثابت نباشد و باید از دور نسبی بهره برد. این گیربکس‌ها انواع مختلفی همچون گیربکس تسمه‌ای، ذغالی، هیدرولیک و … دارند و می‌توانند کاربردهای صنعتی متعددی داشته باشند چرا که در مقایسه با گیربکس‌های معمولی از مزیت‌های متعددی برخوردارند.
