پردازش گیربکس

گیربکس‌ها اجزای اصلی سیستم‌های انتقال قدرت مکانیکی هستند. آنها از طریق درگیری چرخ‌دنده‌های داخلی، انتقال قدرت، تنظیم سرعت و تبدیل گشتاور را تسهیل می‌کنند و همین امر آنها را به طور گسترده در زمینه‌های مختلفی مانند ماشین‌آلات صنعتی، انرژی بادی، حمل و نقل ریلی و کاربردهای دریایی سازگار می‌کند. عملکرد آنها مستقیماً راندمان انتقال، پایداری و عمر مفید کل ماشین‌آلات را تعیین می‌کند، در حالی که دقت فرآیند تولید، کلید تضمین عملکرد اصلی گیربکس‌ها است.

بر اساس ساختار انتقال قدرت، گیربکس‌ها عمدتاً به سه نوع طبقه‌بندی می‌شوند: گیربکس‌های سیاره‌ای، گیربکس‌های استوانه‌ای با شفت موازی و گیربکس‌های مخروطی با زاویه قائمه. گیربکس‌های سیاره‌ای، با پیکربندی دنده خورشیدی-چرخ‌دنده سیاره‌ای-چرخ‌دنده حلقه‌ای داخلی، تعادلی بین نسبت‌های انتقال قدرت بالا و اندازه جمع و جور ایجاد می‌کنند و آنها را برای کاربردهای با فضای محدود مانند انرژی باد و هوافضا مناسب می‌کنند. گیربکس‌های استوانه‌ای با شفت موازی ظرفیت تحمل بار بالایی دارند و گشتاور آنها تا 900 کیلونیوتن بر متر می‌رسد و معمولاً در ماشین‌آلات سنگین برای معدن و متالورژی استفاده می‌شوند. گیربکس‌های مخروطی با زاویه قائمه امکان تغییر مسیر قدرت 90 درجه را فراهم می‌کنند و در عین حال دقت بالا و ویژگی‌های کم صدا را ارائه می‌دهند که اغلب در خطوط انتقال مواد یافت می‌شوند. گیربکس‌ها که بر اساس کاربرد طبقه‌بندی می‌شوند، می‌توانند به عنوان گیربکس‌های تخصصی برای انرژی باد، مصارف صنعتی عمومی، حمل و نقل ریلی و انواع دیگر طبقه‌بندی شوند که تفاوت‌های قابل توجهی در دقت ماشینکاری و الزامات فرآیند در این کاربردها دارند.

ساخت گیربکس یک پروژه سیستماتیک است که شامل شکل‌دهی خام، برش دقیق، عملیات حرارتی، مونتاژ و بازرسی می‌شود. این پروژه عمدتاً حول سه جزء کلیدی می‌چرخد: محفظه، چرخ‌دنده‌ها و شفت‌ها. در مرحله شکل‌دهی خام، محفظه‌ها معمولاً از طریق فرآیندهای ریخته‌گری یا آهنگری تولید می‌شوند، در حالی که چرخ‌دنده‌ها و شفت‌ها از فولاد آلیاژی با استحکام بالا ساخته می‌شوند تا خواص مکانیکی اساسی تضمین شود. پس از شکل‌دهی، علامت‌گذاری و موقعیت‌یابی برای نشان دادن مکان‌های کلیدی ماشینکاری مانند سطوح جعبه تقسیم و سوراخ‌های یاتاقان مورد نیاز است و نقاط مرجعی را برای پردازش‌های بعدی فراهم می‌کند.

ماشینکاری محفظه برای اطمینان از دقت مونتاژ گیربکس‌ها اساسی است. این فرآیند با فرزکاری خشن سطوح جعبه تقسیم با استفاده از ماشین‌های فرز افقی و ماشینکاری خشن سوراخ‌های یاتاقان با ماشین‌های بورینگ و فرز آغاز می‌شود و مقادیر مجاز ماشینکاری یکنواخت باقی می‌ماند. سپس از مراکز ماشینکاری برای فرزکاری دقیق سطوح جعبه تقسیم استفاده می‌شود و از خطوط مرجع مانند خط مرکزی سوراخ‌های بزرگ یاتاقان روی محفظه بالایی و خطوط موازی سطح جعبه تقسیم برای تعیین دقیق مختصات ایکس وای زد استفاده می‌شود. برای افزایش دقت بورینگ دقیق بعدی، باید شیارهای مرجع روی دیواره‌های سوراخ محفظه و سطوح انتهایی فرزکاری شوند. پس از مونتاژ جعبه تقسیم، از یک لبه‌یاب سه‌بعدی برای موقعیت‌یابی استفاده می‌شود و پس از آن سوراخکاری دقیق سوراخ‌های یاتاقان برای اطمینان از دقت و صافی سیستم سوراخ انجام می‌شود و در نتیجه از انحرافات درگیری دنده پس از مونتاژ جلوگیری می‌شود.

اجزای شفت، به عنوان حامل‌های انتقال قدرت در گیربکس‌ها، به دقت ماشینکاری بسیار بالایی نیز نیاز دارند. ماشینکاری در درجه اول شامل تراشکاری، فرزکاری و سنگ‌زنی، با کنترل دقیق بر دقت ابعادی و زبری سطح ژورنال برای اطمینان از سازگاری کامل با یاتاقان‌ها و چرخ‌دنده‌ها است. این امر از ارتعاشات عملیاتی یا تلفات انتقال قدرت جلوگیری می‌کند و پایه محکمی برای پایداری کلی انتقال قدرت گیربکس ایجاد می‌کند.

مونتاژ و بازرسی مراحل پایانی فرآیند تولید هستند و به همان اندازه برای عملکرد نهایی گیربکس حیاتی می‌باشند. قبل از مونتاژ، قطعات باید کاملاً تمیز شوند تا لکه‌های روغن و بقایای فلزی از بین بروند و با روغن ضد زنگ پوشانده شوند. در طول مونتاژ، فاصله‌های مناسب چرخ‌دنده‌ها و یاتاقان‌ها باید به شدت کنترل شود و از گشتاور سفت کردن دقیق و اقدامات ضد شل شدن برای جلوگیری از شل شدن عملیاتی استفاده شود. مرحله بازرسی، آزمایش‌های غیرمخرب و فناوری‌های اندازه‌گیری دقیق را ترکیب می‌کند. از بوروسکوپ‌های فیبر نوری برای تشخیص ترک‌های ریز و بقایای خارجی روی سطوح چرخ‌دنده‌ها استفاده می‌شود، دستگاه‌های اندازه‌گیری مختصات دقت ابعادی را تأیید می‌کنند و شبیه‌سازی‌های دینامیکی، ویژگی‌های مش‌بندی را تجزیه و تحلیل می‌کنند و اطمینان حاصل می‌شود که محصول مطابق با استانداردهای طراحی است.

با پیشرفت در فناوری صنعتی، تولید گیربکس به سمت دقت، کارایی و هوشمندی بالاتر در حال تکامل است. کاربرد تجهیزات ماشینکاری سی ان سی و فناوری‌های شبیه‌سازی، کنترل دقیق پارامترهای فرآیند را امکان‌پذیر می‌سازد. طراحی‌های سبک و استفاده از مواد جدید، مصرف انرژی را کاهش داده و در عین حال استحکام را حفظ می‌کند. فرآیندهای ماشینکاری دقیق و کنترل کیفیت دقیق، در کنار هم، ارزش اصلی گیربکس‌ها را در سیستم‌های انتقال قدرت در صنایع مختلف تشکیل می‌دهند.