گیربکس خورشیدی

اگر در پروژه‌ های صنعتی به سیستم مکانیکی با نسبت تبدیل بالا در فضای کم نیاز داشته باشید و بخواهید از قابلیت دیفرانسیلی برای تقسیم قدرت بین بخش‌های مختلف دستگاه استفاده کنید، انواع گیربکس خورشیدی بهترین گزینه هستند. گیربکس‌ هایی که با قابلیت حرکت مستقیم و یا حرکت معکوس طراحی ‌شده و میتوان با آنها انواع سناریوی کنترل اتوماتیک هر نوع دستگاه در ابعاد صنعتی را طراحی کرد.

گیربکس سیاره‌ای (خورشیدی) با طراحی نسبتاً پیچیده و گرانقیمت توانایی کار مداوم با صدای آرام و حرکتی بسیار نرم را دارد و به ‌راحتی بارهای ضربه‌ای را تحمل می‌ کند. برای خرید گیربکس خورشیدی می‌ توانید از فروشگاه اینترنتی پیکاتک استفاده کنید. در ادامه با روش طراحی، انواع، قابلیت‌ های کاربردی و راهنمای خرید این نوع گیربکس آشنا می شوید.

گیربکس خورشیدی چیست؟

گیربکس سیاره ای یا همان خورشیدی (Planetary Gearbox) نوعی سیستم انتقال قدرت است که در طراحی آن از چرخش دنده‌های متحرک (سیاره‌ای) حول یک دنده مرکزی (خورشیدی) استفاده شده است و تمام این مجموعه داخل یک رینگ دنده‌‌ای قرار دارند. این گیربکس‌ ها در ابعادی کوچک طراحی‌ شده و در عین ‌حال می‌توانند گشتاور بسیار بالایی را تولید نمایند. همچنین قادر به کنترل سرعت با نسبت تبدیل متنوع در فضایی کوچک هستند که آنها را برای طراحی گیربکس اتوماتیک خودروها، توربین‌های بادی، سیستم‌های رباتیکی و حتی ماشین‌آلات سنگین مناسب می‌کند.

گیربکس‌ های سیاره‌ای از قابلیت جانمایی هم‌ محور برای طراحی سیستم‌ های محرک فشرده برخوردار هستند و می‌ توانند نیروهای بزرگ ضربه‌ای را در میان چند چرخ‌دنده تقسیم کرده و عملاً بارهای شوک با ضربات ناگهانی را تحمل نمایند. این در حالی است که قادر به تولید حرکتی نرم، کنترل‌پذیر و آرام هستند.

گیربکس خورشیدی چگونه کار می‌ کند؟

گیربکس خورشیدی یا سیاره‌ای یکی از پیشرفته‌ ترین و کارآمدترین سیستم‌ های انتقال قدرت است که به‌ دلیل ساختار خاص خود، امکان ایجاد نسبت تبدیل کاهنده، مستقیم و افزایشی را فراهم می‌ کند. این گیربکس از یک دنده خورشیدی در مرکز، چند دنده سیاره‌ای در اطراف آن و یک دنده رینگی با دندانه داخلی تشکیل شده است.

دنده‌ های سیاره‌ای هم‌زمان با دنده خورشیدی و رینگی درگیر هستند و انتقال نیرو از چند مسیر موازی انجام می‌ شود که این موضوع باعث توزیع یکنواخت بار و افزایش تحمل گشتاور می‌ گردد. مکانیزم عملکرد گیربکس خورشیدی بر اساس ثابت کردن یکی از اجزا و به حرکت درآوردن دو جزء دیگر است که منجر به ایجاد نسبت‌ های تبدیل مختلف می‌ شود:

• نسبت تبدیل کاهنده (Reduction): در این حالت، دنده رینگی ثابت می‌ شود، ورودی به دنده خورشیدی اعمال می‌گردد و خروجی از حامل سیاره‌ ها گرفته می‌ شود.
• نسبت تبدیل مستقیم (Direct Drive – نسبت 1:1): در این حالت، معمولاً دو عضو (مثلاً خورشیدی و رینگ) به یکدیگر قفل می‌ شوند. در نتیجه کل مجموعه به‌صورت یکپارچه می‌ چرخد.
• نسبت تبدیل افزایشی (Overdrive): در این حالت، دنده خورشیدی ثابت می‌ شود، ورودی به حامل سیاره‌ها اعمال می‌ گردد و خروجی از دنده رینگی گرفته می‌ شود.

انواع گیربکس خورشیدی

گیربکس‌های خورشیدی با جانمایی چندین نوع دنده را می‌توان از چند منظر دسته‌بندی کرد. به ‌عنوان مثال با توجه به نوع دنده‌ها در مدل‌های ساده، اسپار و یا مناسب بارهای سنگین و هلیکال با دنده مورب دسته‌بندی می‌کنند. حتی در دنیای مهندسی برای طراحی و نحوه قرارگیری رینگ بیرونی از مکانیزم‌های مختلف کواکسیال و یا شفت موازی استفاده ‌شده است. با این ‌حال مهمترین دسته‌ بندی به شرح زیر است:

بر اساس تعداد مراحل (Stages)

• گیربکس‌ خورشیدی تک‌ مرحله‌ای (Single Stage): شامل یک مجموعه دنده خورشیدی، سیاره‌ای و رینگ است و معمولاً نسبت تبدیل تا ۱۰:۱ دارد. مناسب برای کاربردهای با سرعت بالا و گشتاور متوسط.
• گیربکس‌ خورشیدی دو مرحله‌ای (Two Stage): شامل دو مجموعه پشت سر هم خورشیدی–سیاره‌ای است و نسبت تبدیل تا حدود ۵۰:۱ را ارائه می‌ دهد. کاربرد صنعتی برای ماشین‌آلات متوسط و سنگین دارد.
• گیربکس‌ خورشیدی چندمرحله‌ای (Multi-Stage): شامل سه یا چند مجموعه است و نسبت تبدیل چند صد به یک تولید می‌کند. این نوع برای کاربردهای نیازمند گشتاور بالا و حرکت نرم، مانند توربین‌های بادی و ماشین‌آلات سیمان و فولاد استفاده می‌ شود.

بر اساس کاربرد و اندازه

• گیربکس‌ خورشیدی صنعتی: برای اتصال به الکتروموتورها یا هیدروموتورها و تولید گشتاور بالا؛ گاهی به آن‌ها «الکتروگیربکس» گفته می‌ شود.
• گیربکس‌ خورشیدی کوچک: برای سروو و استپ‌ موتورها، با بک‌ لش بسیار کم، مناسب کاربردهای دقیق مثل رباتیک و ماشین‌های CNC؛ در بازار با عنوان «گیربکس CNC» شناخته می‌ شوند.

مزایای گیربکس خورشیدی

گیربکس‌ های خورشیدی به شکلی طراحی شده‌اند تا با تغییر عضو ثابت بتوان نسبت دنده در عملکرد آنها را تعویض کرد و به ‌همین سادگی یک مکانیزم انتقال توان بدون ضربه را ایجاد نمود. همین قابلیت کافی است تا از سیستم چرخ‌دنده خورشیدی برای طراحی خودروهای مدرن امروزی استفاده کنند. مزایای این نوع گیربکس صرفاً در انعطاف‌ پذیری نسبت تبدیل نیست، بلکه قابلیت‌ های ویژه دیگری نیز دارند. مانند:

• توانایی انتقال گشتاور بالا در حجم کوچک مناسب برای استفاده در فضاهای محدود
• تلفات انرژی بسیار کم با راندمان بالای 98درصد
• قابلیت توزیع متقارن بار بین چند دنده، کاهش تنش خمشی و افزایش عمر مفید
• درگیری پیوسته دنده‌ها و حذف ضربات متناوب برای تولید حرکت نرم و کم‌صدا
• امکان دستیابی به طیف وسیعی از نسبت دنده در یک فضای فشرده و محدود
• طراحی کواکسیال (هم‌محور) و کاهش نیاز به فضای نصب
• قابلیت اطمینان بالا در مواجهه با بارهای ضربه‌ای

معایب گیربکس خورشیدی

گیربکس‌ سیاره‌ای با وجود تمام مزایایی که در تغییر نسبت تبدیل و یا تحمل بارهای ضربه‌ای دارند، بدون عیب نیستند و نصب آنها در برخی شرایط و بسیاری پروژه‌ها چالش‌ برانگیز است. مواردی مانند:

• هزینه ساخت و ماشین‌کاری بسیار بالا
• مونتاژ و تعمیر برای جایگذاری دقیق دنده‌های سیاره‌ای و تنظیم پیچیده فاصله‌ها
• حساسیت زیاد به آلودگی روغنی و خرابی سریع دنده‌ها
• احتمال افزایش اصطکاک در سرعت‌های بسیار بالا و تولید گرمای زیاد
• محدودیت در نسبت تبدیل تک مرحله‌ای
• دارای سیستم ترمز و قفل کننده پیچیده

کاربرد گیربکس خورشیدی

گیربکس‌های سیاره‌ای یا همان خورشیدی به ‌دلیل چگالی توان بالا، طراحی هم محور و قابلیت کارکرد مطمئن توانایی استفاده در طیف وسیعی ماشین‌آلات سبک و سنگین را دارند. برخی از کاربردهای اصلی این نوع گیربکس‌ها را با جزئیات بررسی می‌کنیم:

🔹گیربکس اتوماتیک خودروها (CUT)

مکانیزم خورشیدی در گیربکس CUT نه برای تعویض دنده بلکه برای کنترل هوشمند تقسیم قدرت است. از این سیستم به‌ طور گسترده برای طراحی خودروهای هیبریدی و عملکرد همزمان دو موتور بنزینی و الکتریکی استفاده ‌شده است. در این ساختار موتور بنزینی به دنده خورشیدی و موتور برقی به دنده رینگی متصل هستند و خروجی گیربکس نیز از دنده‌های سیاره‌ای تأمین می‌شود. به این ترتیب تغییر دور هر کدام از موتورها با در نظر گرفتن عملکرد موتور دیگر بدون آنکه تداخلی میان آنها وجود داشته باشد، به‌ طور پیوسته تغییر سرعت را کنترل می‌کنند. در این ‌صورت موتور برقی خودرو عملاً نقش دنده مجازی را دارد.

🔹طراحی دیفرانسیل مرکزی در خودروهای چهار چرخ متحرک (AWD)

دیفرانسیل‌های خورشیدی در خودروهای چهار چرخ متحرک (AWD/4WD) به ‌عنوان دیفرانسیل مرکزی برای تقسیم هوشمند قدرت بین محور جلو و عقب با جبران اختلاف سرعت کارایی دارد. در این خودروها توان موتور به دنده‌های سیاره‌ای منتقل می‌شود. همچنین چرخ‌های جلو به دنده خورشیدی و چرخ‌های عقب به دنده رینگی متصل هستند. به ‌این ‌ترتیب خودرو از قابلیت قفل شدن در مسیرهای لغزنده نیز برخوردار است.

🔹صنایع معدنی

در صنایع معدنی از قابلیت عالی این گیربکس‌ها برای تحمل بارهای ضربه‌ای، کوبنده و مداوم استفاده‌ شده است. در یک دستگاه سنگ‌شکن زمانیکه فک خرد کننده در حال اعمال نیرو است، به ناگهان مرحله شکست سنگ اتفاق افتاده و ضرباتی با قدرت انفجاری تولید می‌شود. اما دنده‌های سیاره‌ای به ‌راحتی این ضربات سنگین را پخش کرده و گیربکس می‌تواند بارهای تهاجمی را تحمل نماید و حتی برای کارهای طولانی و ضربات مداوم ۲۴ ساعته استفاده شود.

🔹ربات‌ های صنعتی و سیستم‌ های اتوماسیون

در رباتیک صنعتی نقش گیربکس‌های خورشیدی برای افزایش دقت، تکرارپذیری و طراحی فشرده است. درست برخلاف ماشین‌آلات سنگین که به ‌دنبال قابلیت‌های تحمل ضربه و تولید گشتاور بالای این نوع گیربکس هستند، در صنعت رباتیک تمرکز بر قابلیت کنترل حرکتی و حذف لقی است. از طرفی فضای داخل مفصل ربات‌های صنعتی بسیار محدود است و قاعدتاً هیچ گیربکسی نمی‌تواند به مانند مدل‌های هم‌محور با بدنه باریک خورشیدی در این فضای محدود جا گرفته و عملکرد دقیق و کنترل شده داشته باشد.

🔹توربین‌ های بادی

ساخت توربین‌های بادی از جمله مهمترین قابلیت‌های کاربرد گیربکس خورشیدی است. در این توربین‌ها مکانیزم دنده‌های خورشیدی و سیاره‌ای وظیفه دارند تا سرعت کم پره‌ها را به سرعت بالای ژنراتور تولید برق در محدوده فراتر از rpm 1800 برسانند. پره‌های توربین بادی نیروی گشتاوری بسیار بالایی تولید می‌کنند، اما گیربکس سیاره ای در حالت افزاینده این نیرو را میان دنده‌های سیاره‌ای تقسیم کرده و سپس حرکت یکنواخت برای سرعت بالای ژنراتور را تأمین می‌کند. حتی حضور این سیستم آ‌نقدر مؤثر است که می‌تواند شوک‌های ناگهانی حاصل از تغییر بار در اثر تغییر سرعت باد را تحمل نماید.

🔹ماشین‌ آلات راهسازی (بیل مکانیکی و لودر)

گیربکس خورشیدی مهمترین سیستم مکانیکی انتقال قدرت برای طراحی ماشین‌آلات راه‌سازی مانند بیل مکانیکی یا لودر است. به ‌عنوان مثال برای طراحی بخش کابین چرخان به ‌علت اشغال فضای بسیار محدود و قابلیت تولید گشتاور لحظه‌ای بالا در شروع حرکت یا توقف ناگهانی از چنین گیربکس‌هایی استفاده می‌کنند. حتی برای طراحی حرکت مکانیکی بیل یا چنگک نیز از گیربکس سیاره‌ای استفاده می‌شود، زیرا قابلیت تولید حرکت نرم زیر بارهای سنگین را دارد.

قیمت گیربکس خورشیدی

قیمت گیربکس خورشیدی به چند عامل اصلی بستگی دارد و عدد ثابتی برای آن نمیتوان تعیین کرد. مهم‌ترین عامل، تعداد مراحل و ظرفیت گشتاور است؛ مدل‌ های چند‌مرحله‌ای و سایز بزرگ که برای کاربردهای سنگین صنعتی طراحی شده‌اند، قیمت بالاتری نسبت به مدل‌ های تک‌مرحله‌ای و کوچک دارند.

عامل بعدی نوع ورودی و خروجی و نحوه نصب است. گیربکس‌های با شافت خاص، طراحی سفارشی یا اتصالات ویژه معمولاً گران‌تر هستند. همچنین نوع دنده (ساده یا هلیکال) بر قیمت اثر می‌گذارد؛ دنده‌های هلیکال به دلیل صدای کمتر و دوام بیشتر، هزینه ساخت بالاتری دارند. در نهایت برند سازنده و کیفیت ساخت نقش تعیین‌کننده‌ای دارد. برندهای معتبر به دلیل دقت ماشینکاری، طول عمر بیشتر و استانداردهای بالاتر، معمولاً قیمت بیشتری نسبت به مدل‌های اقتصادی دارند.

برندهای برتر تولید کننده انواع گیربکس خورشیدی

گیربکس‌ سیاره ای نماد برتری تکنولوژی در ماشین کاری و تولید تجهیزات پیچیده و پیشرفته است. در هر کدام از این گیربکس‌ها تعداد زیادی چرخ دنده تعبیه شده که ساخت هر کدام از آنها نیازمند به‌ دقت بالا در فرایندهای ماشین‌کاری و مونتاژ قطعات دارد. از این ‌رو تعداد کمی از برندهای بین‌المللی و ایرانی در این زمینه فعالیت می‌ کنند. بهترین برندهای تولید کننده گیربکس خورشیدی در بازار ایران به قرار زیر هستند:

• Sew ساخت آلمان
• Neugart ساخت آلمان
• Bonfiglioli ساخت ایتالیا
• Rossi ساخت ایتالیا
• Yilmaz ساخت ترکیه
• Sumitomo ساخت ژاپن
• Hansen ساخت بلژیک

علاوه ‌بر این برخی شرکت‌های باسابقه ایرانی نیز در زمینه طراحی و تولید گیربکس‌های خورشیدی فعالیت می‌کنند. برند شاکرین ساخت اصفهان برترین شرکت ایرانی در این زمینه است. علاوه ‌بر آن می‌توان از محصول برندهای شهباز، سهند و توکا نیز یاد کرد.

راهنمای خرید گیربکس خورشیدی

در هنگام خرید انواع گیربکس خورشیدی به ‌دلیل تنوع در ساختار و حساسیت‌های طراحی و کاربردی نمی‌توان صرفاً به قیمت محصول نگاه کرد. بلکه لازم است تا تک‌ به ‌تک مؤلفه‌های فنی محصولات مختلف را ارزیابی کرده و مطمئن شوید که برای خرید یک گیربکس کاملاً هدفمند و همسو با نیازهایتان سرمایه‌گذاری کرده‌اید. در این‌باره کافی است گام ‌به ‌گام این مراحل را سپری کنید:

☑️مشخصات فنی و نیاز واقعی سیستم را بررسی کنید

قبل ‌از هر چیز باید اطلاعات کافی از توان موتور در سمت ورودی گیربکس داشته باشید. همچنین باید بدانید که سرعت موتور چه مقدار است؟ و در سمت خروجی به چه مقدار سرعتی نیاز دارید؟ اما بحرانی‌ترین مرحله ارزیابی گشتاور مورد نیاز پروژه است، زیرا گیربکس خورشیدی باید توانایی پوشش این گشتاور را داشته باشد.

☑️ ارزیابی نسبت تبدیل

نسبت تبدیل پارامتری کلیدی در گیربکس است که مشخص می‌کند سرعت و گشتاور خروجی نسبت به ورودی چه مقدار تغییر می‌کند. به‌عبارت ساده‌تر، اگر نسبت تبدیل بزرگ باشد سرعت خروجی کاهش یافته اما گشتاور افزایش می‌یابد (حالت کاهنده)، و اگر نسبت تبدیل کوچک یا معکوس باشد سرعت خروجی بیشتر شده و گشتاور کاهش پیدا می‌کند (حالت افزاینده). بنابراین انتخاب صحیح نسبت تبدیل مستقیماً بر عملکرد، توان انتقالی و هماهنگی گیربکس با نیاز واقعی سیستم اثر می‌گذارد.

☑️بررسی نوع چیدمان و روش نصب گیربکس

در این مرحله حتماً باید بررسی کنید که به چه نوع مکانیزم و چینش دنده‌ها و یا روش نصب گیربکس نیاز دارید. به ‌عنوان مثال مدل‌های کواکسیال (هم‌محور) که در آنها ورودی و خروجی در یک راستا هستند، از همه کاربردی‌تر است. اما برخی مدل‌های خاص با شفت موازی نیز طراحی می‌شوند. همچنین حتماً نوع نصب فلنجی یا پایه‌دار را در نظر بگیرید.

☑️ارزیابی شرایط محیطی

از آنجا که تمام گیربکس‌های خورشیدی نسبت‌ به کیفیت روغن و وجود هر نوع ذره جامد داخل روغن به ‌شدت حساس هستند، در این مرحله باید محصول نهایی را با در نظر گرفتن شرایط محیطی انتخاب کنید. به ‌عنوان مثال روغن روانکاری برای نصب گیربکس در هوای عمدتاً گرم و یا عمدتاً سرد متفاوت است. همچنین توجه به درجه حفاظت IP برای جلوگیری از ورود گرد و غبار معیار انتخاب کاملاً استراتژیک است.

☑️اعتبار برند و شرکت تأمین‌ کننده را ارزیابی کنید

در گام‌ های قبل به‌ خوبی و با در نظر گرفتن تمام جزئیات فنی می‌دانید که به چه نوع گیربکس خورشیدی با چه نسبت تبدیل در چه محیطی نیاز دارید. حالا وقت آن است که محصول مورد نظر را در سطح بازار و از برندی صاحب نام و شرکت تأمین‌ کننده معتبر تهیه کنید.

خرید گیربکس خورشیدی از پیکاتک

فروشگاه اینترنتی پیکاتک به‌عنوان مرجع تخصصی تجهیزات انتقال قدرت، مجموعه‌ای متنوع از گیربکس‌های خورشیدی صنعتی را با کیفیت تضمین‌شده، قیمت رقابتی و همراه با مشاوره فنی ارائه می‌ کند. در کنار گیربکس خورشیدی، انواع گیربکس‌ های حلزونی و هلیکال نیز در سبد محصولات این مجموعه موجود است تا بتوانید متناسب با نیاز کاربردی خود بهترین گزینه را انتخاب کنید.

برای خرید، به ابتدای همین صفحه مراجعه کرده و پس از بررسی مشخصات فنی و مقایسه قیمت‌ها، مدل مناسب را انتخاب نمایید. همچنین برای دریافت راهنمایی تخصصی و استعلام قیمت روز می‌ توانید با کارشناسان فروش پیکاتک تماس بگیرید تا انتخابی دقیق و مطمئن داشته باشید.