طراحی گیربکس صنعتی

مهندسی معکوس جعبه دنده

شاید اغراق نباشد اگر بگوییم گیربکس یا جعبه دنده قلب ماشین آلات، دستگاه ها و تجهیزات صنعتی است. به همین خاطر است که در بیشتر موارد، یک محصول با کیفیت در کلاس جهانی از یک Gearbox عالی استفاده می کند. شما اگر بهترین موتور را هم داشته باشید و آن را به یک جعبه دنده کاهنده بی کیفیت متصل کنید، خیلی سریع دستگاه و محصول خراب می شود. شاید در تبلیغ خیلی از خودرو ها شنیده باشید که مثلا استفاده از گیربکس شرکت آیسین ژاپن را به عنوان برگ برنده خود استفاده می کنند. با این توضیح ها، برای طراحی یا مهندسی معکوس جعبه دنده یا گیربکس، بهتر است از خدمات مهندسی یک شرکت با سابقه و حرفه ای استفاده کنید تا محصول شما عمر مفید بالایی داشته باشد و به خاطر خرابی گیربکس اعتبار برند، آسیب نبیند.

طراحی گیربکس نیاز به دانش فنی و آشنایی با فرآیندهای ساخت و تلرانس ها دارد.

طراحی چرخدنده صنعتی با سالیدورکز 

Gearbox design and reverse engineering with Solidworks

گیربکس به صورت کلی وظیفه تغییر دور خروجی و در تغییر گشتاور موتور را بر عهده دارد. در اکثر موارد گیربکس و یا جعبه دنده - Gearbox or transmission با اتصال مکانیکی به موتور الکتریکی و یا موتور احتراق داخلی، دور خروجی را کاهش داده و گشتاور را افزایش داده و در مواردی زاویه و موقعیت محور ورودی و خروجی را بر طبق طراحی انجام شده تغییر می دهند. 

سوالی که در بسیاری از موارد مطرح می شود این است که چرا از ابتدا دور موتور را در هنگام طراحی به میزان مورد نظر انتخاب نمی کنند؟

دلیل این مساله هزینه بسیار بالای خرید موتورهایی است که دور پایین و گشتاور بالایی دارند. به عنوان مثال موتور های الکتریکی که با برق AC - جریان متناوب کار می کنند معمولا دارای 4 پل و سرعت دورانی 1500 دور در دقیقه هستند. در نتیجه قیمت موتور الکتریکی با دور بسیار کم بسیار زیاد است و در عین حال قطعات مورد نیاز برای تعمیر این نوع موتور به راحتی در دسترس نیست.

جعبه دنده و یا گیربکس در صنعت علاوه بر کاهش دور و افزایش گشتاور، وظیفه دیگری را نیز بر عهده دارد. در اکثر موارد، زمانی که مجموعه محرک دچار مشکل شده و صدمه می بیند، گیربکس به عنوان عضو فدا شونده در طراحی عمل کرده و از آسیب دیدن موتور جلوگیری خواهد نمود.

گیربکس صنعتی از بخش های مختلفی تشکیل شده است که عبارت اند از چزخدنده ها، بدنه یا  گیربکس، برینگ ها یا یاتاقان ها، کاسه نمد یا اورینگ و مجموعه نگهدارنده روغن.

وظیفه چرخدنده در گیربکس

چرخدنده ها مهمترین بخش متحرک جعبه دنده هستند و وظیفه دارند دور ورودی را به نسبت مشخصی تغییر داده و یا جهت محور ورودی انتقال توان را تغییر می دهند. تغییر دور و گشتاور و نیز تغییر جهت محور انتقال توان به وسیله مجموعه از چرخدنده ها قابل انجام است. برخی از انواع چرخدنده که در گیربکس ها استفاده می شوند عبارتند از :

مجموعه چرخدنده حلزونی

مجموعه چرخدنده هلیکال

مجموعه چرخدنده ساده

مجموعه چرخدنده مخروطی

مجموعه چرخدنده خورشیدی یا سیاره ای

انتخاب نوع چرخدنده و طراحی مدول، گام، جنس و ... چرخدنده ها در گیربکس نیازمند دانش و تجربه مناسب در حوزه طراحی و ساخت است. برای انتخاب نوع چرخدنده مناسب برای گیربکس موارد بسیار زیادی از قبیل، نسبت دنده، میزان گشتاور، میزان صدای تولیدی، راندمان گیربکس و حساسیت گیربکس در کل سیستم باید مورد بررسی قرار گیرد. همچنین استفاده از نرم افزارهای انتخاب چرخدنده می تواند کمک زیادی به طراحی گیربکس نماید.

موارد مهمی که در طراحی و انتخاب چرخدنده باید مورد بررسی قرار بگیرد عبارت است از 

- نوع چرخدنده

- مدول چرخدنده

- تعداد دندانه ها

- ضخامت دنده ها 

- زاویه فشار چرخدنده

- جنس چرخدنده

- میزان گشتاور و سرعت دورانی دنده

انواع چرخدنده هایی که در گیربکس های صنعتی استفاده می شوند

وظیفه پوسته یا بدنه گیربکس چیست

پوسته گیربکس وظیفه محافظت از چرخدنده های، برینگ ها و اجزای داخلی جعبه دنده را بر عهده دارد. در عین حال محل قرارگیری و نصب گیربکس توسط پوسته و بدنه تعیین می شود. وظیفه های دیگری که بدنه گیر بکس بر عهده دارد، انتقال حرارت، جلوگیری از ورود آب، رطوبت و گرد خاک به داخل و ایجاد محل قرار گیری برینگ ها و شفت ها است. جهت طراحی و تولید بدنه و پوسته گیربکس باید عوامل بسیار زیادی مانند، جنس پوسته، وزن بدنه، نوع عایق بنده، نحوه اتصال و ... در طراحی مورد بررسی قرار گیرد. استفاده از نرم افزارهای تحلیل تنش و شبیه سازی نیروها و گشتاور های وارد به بدنه گیربکس، کمک قابل توجهی به طراحی مناسب و مطمئن پوسته جعبه دنده می کند.

عملکرد یاتاقان، برینگ و شفت در جعبه دنده

شفت ها، یاتاقان ها و سایر اجزا جعبه دنده، وظیفه دارند که علاوه بر نگهداری محورها و چرخدنده ها در موقعیت صحیح، بستر مناسب برای حرکت و چرخش اجزا را در بهترین حالت ممکن مهیا کنند. برای اطمینان از عملکرد صحیح محورها و برینگ ها می توان از نرم افزارهای شبیه سازی و از سیمولیشن های استاتیک و دینامیک برای محاسبه ضریب اطمینان عملکرد شفت استفاده نمود.

چه نوع گیربکس را می توانیم بومی سازی کرده و در داخل ایران بسازیم؟

برای اینکه ساخت داخل یا مهندسی معکوس یک محصول توجیه اقتصادی داشته باشد، مهمترین مساله تیراژ تولید و قیمت نمونه خارجی مشابه است. به عنوان مثال موتورگیربکس آسانسور یکی از گزینه هایی است که هم تولید داخلی به خاطر قیمت بالای نمونه های ایتالیایی و آلمانی آن توجیه دارد و هم تیراژ فروش آن در بازار مناسب است. 

اگر نمونه دیگری را بخواهیم برای شما عزیزان مثال بزنیم، گیربکس و سیستم کاهنده دور موتورایز ولو یا اکچواتور است که شرکت آراکو در این حوزه توانسته است اولین اکچواتور(MOV-Motor operated valve) را با کسب دانش فنی، به صورت کامل طراحی کند و طبق نظر کارفرما به مرحله تولید برساند.

تصویر نمونه اکچواتور و گیربکس طراحی شده توسط شرکت آراکو که به تولید رسیده است.

با توجه به شرایط موجود و بالا بودن نرخ ارز و همچنین مشکلات متعدد در حوزه واردات گیربکس های صنعتی، شرکت آراکو آمادگی دارند طراحی و مهندسی معکوس گیربکس و جعبه دنده های صنعتی را با استفاده از نرم افزارهای روز دنیا و با تجربه ای مناسب به انجام رساند.

چارت فرآیند خدمات مهندسی معکوس محصول و طراحی دستگاه 

استراتژی شرکت آراکو و استفاده از نرم افزار مدلسازی سه بعدی و مهندسی سالیدورک(سالیدورکس)، این امکان را فراهم می کند که علاوه بر بررسی کامل نمونه مدلسازی شده پیش از تولید، امکان ایجاد تغییرات ظاهری و عملکردی را نیز بررسی نماید. همچنین شرکت آراکو در حوزه خدمات مهندسی معکوس و طراحی گیربکس و چرخدنده با استفاده از نرم افزارهای شبیه سازی و سیمولیشن، شرایط عملکرد سیستم جعبه دنده و قطعات مختلف گیربکس را بررسی نموده و بدین ترتیب ضریب اطمینان و عمر مفید گیربکس تولید شده، افزایش می یابد.

 

مهندسی معکوس و طراحی گیربکس صنعتی

طراحی و مدلسازی سه بعدی چرخدنده حلزونی

طراحی و محاسبات چرخدنده خورشیدی و سیاره ای

طراحی و مدلسازی بدنه و پوسته گیربکس 

انجام پروژه صنعتی با سالیدورک - سالیدورکز  Solidworks

شرکت آراکو - محمد قربانعلی بیک

شماره تماس مستقیم : 09124780268

شماره تماس شرکت : 02166561974-02166129745

وبسایت: www.araco.ir

مشاهده نمونه پروژه های آراکو در اینستاگرام :  https://www.instagram.com/araco.ir

کانال آپارت آراکو - فیلم فارسی آموزش سالیدورکس : https://www.aparat.com/araco.ir