مدیریت سایت برای انتخاب صحیح گیربکس صنعتی، سازنده نیاز به اطلاعاتی دارد که فقدان این اطلاعات میتواند در کارکرد بدون مشکل گیربکس تأثیر گذار باشد. اطلاعاتی از قبیل کاربرد، توان نامی ورودی، نوع محرک ورودی، دور ورودی، نسبت تبدیل، حداقل و حداکثر دمای محیط، تعداد استارت و استوپ و تجهیزات مورد نیاز متعلقه از قبیل درایو کمکی دور آرام، بک استوپ، سیستم روغنکاری اجباری و … و همچنین نقشه های گیربکس فعلی (در مواردی که هدف از انتخاب جایگزینی با گیربکس موجود است) همگی در انتخاب صحیح گیربکس سازی تأثیرگذار است.
مقدمه:
طبق داده های پژوهشی شرکت کابرو، در اکثر صنایع سنگین کشور، گیربکس های صنعتی از برند با کیفیتی تهیه شده اند ولی مصرف کننده با برخی از آنها بطور مداوم مشکل داشته و در کوتاه مدت گیربکس صنعتی دچار مشکل شده است. علت آن در خیلی از موارد انتخاب اشتباه گیربکس صنعتی توسط طراح خط تولید یا بعضا توسط سازنده بوده است. با فرض آنکه طراح خط و یا سازنده به امر انتخاب گیربکس صنعتی مسلط بوده باشد و یکی از مهمترین دلایلی که میتواند باعث انتخاب اشتباه گیربکس گردد، فقدان اطلاعات لازم اولیه است. البته در برخی موارد واحدهای درخواست کننده یا فنی این اطلاعات را به واحدهای خرید و تدارکات ارائه کرده اند و در پروسه نقل و انتقال اطلاعات برخی از آنها حذف شده و در نهایت به کسی که باید گیربکس را انتخاب نماید نرسیده است. لذا باید اولا سعی کنیم کلیه اطلاعات اولیه لازم به تأمین کننده رسیده باشد و ثانیا در بررسی پیشنهادات فنی مجددا بررسی کنیم تأمین کننده کلیه موارد را در نظر گرفته است. این مقاله به بررسی اطلاعات عمومی که برای انتخاب گیربکس صنعتی لازم است میپردازد تا علت ارائه و اهمیت آنها مشخص شود.
اطلاعات مهم در انتخاب گیربکس صنعتی
حال به بررسی اینکه چه اطلاعاتی نیاز است در اختیار سازندگان قرار گیرد تا گیربکس یا قطعات متناسب نیاز ما ارائه نمایند؟ و در صورت کسری اطلاعات هر کدام چه اهمیتی داشته و چه عواملی را تحت الشعاع قرار میدهد میپردازیم.
اما اطلاعاتی که در هر پروژه ای، چه بصورت جایگزین و چه بصورت پروژه جدید لازم است ارائه شود به قرار ذیل است:
کاربرد:
تمامی قطعات داخلی باید بسته به نوع کاربرد آنها به میزان service factor از توان در حال انتقال قوی تر باشند تا علاوه بر امکان انتقال توان و گشتاور مورد نیاز بتوانند ضربات و شوکهای کاربرد مورد نظر را نیز تحمل نماید. لذا دانستن کاربرد گیربکس در این خصوص برای سازنده الزامی است. در غیر اینصورت ممکن است گیربکس صنعتی انتخاب شده برای کاربرد مورد نظر ضعیف باشد.
نوع محرک ورودی:
محرک ورودی میتواند یک موتور الکتریکی، توربین، موتور پیستونی و یا غیره باشد. که هر کدام شوک متفاوتی را به ورودی گیربکس اعمال مینمایند. به عنوان مثال ضریب اطمینان لازم جهت یک گیربکس صنعتی با کاربرد معین و توان و دور ورودی مشخص برای وقتی که یک موتور پیستونی با سه سیلندر محرک میباشد نسبت به وقتیکه محرک از نوع موتور الکتریکی است، بیشتر میباشد زیرا موتور پیستونی شوک بیشتری را نسبت به یک موتور الکتریکی به گیربکس وارد مینماید.
توان نامی ورودی:
این نکته بسیار حائز اهمیت میباشد. زیرا به اشتباه برخی وقتی صحبت از توان به میان می آید با مراجعه به پلاک گیربکس توان آن را قرائت و اعلام مینمایند. حال آنکه در اکثر موارد سازنده بجای توان نامی ورودی توان مصرفی را که در زمان سفارش گذاری از طرف مشتری یا ماشین ساز اعلام گردیده بوده به عنوان توان ورودی در نظر گرفته و گیربکس را متناسب با آن انتخاب و تحویل داده است. ولی در حال حاضر به هر علتی از جمله افزایش ظرفیت، استهلاک خط و یا هرگونه تغییر در سیستم میتواند توان مصرفی تا توان نامی موتور بالا رفته باشد که بدان معنی است که دیگر گیربکس قبلی دارای ضریب اطمینان مشابه گذشته نخواهد بود و پایینتر آمده است. در این خصوص باید توان نامی را از روی دیتاشیت و یا پلاک موتور (محرک) قرائت و به سازنده اعلام نمود.
دور ورودی به گیربکس:
دور ورودی یکی از الزامات در ارائه مشخصات اولیه به سازنده میباشد تا بتواند علاوه بر محاسبات لازم در خصوص ضریب اطمینان قطعات تمهیدات لازم در خصوص انتخاب یاتاقانها، نحوه روغن رسانی، نوع روغن، میزان افزایش دما و غیره را محاسبه نماید.
در بسیار از موارد مشتری دور ورودی به گیربکس را تغییر داده ولی این تغییرات را به سازنده اعلام نمی نماید. این مسأله وقتی حائز اهمیت میگردد که با ثابت نگه داشتن توان، دور ورودی بوسیله تسمه و پولی، زنجیر و چرخ زنجیر و یا هر سیستم دیگری کاهش یابد و اکثرا این تفکر حاکم میباشد که کاهش دور ضرری به گیربکس وارد نمی آورد. در حالیکه با توجه به رابطه با در نظر داشتن توان ثابت وقتی دور کاهش یابد گشتاور افزایش میبابد و باعث میشود ضریب اطمینان کاهش یابد.
به عنوان مثال یک شرکت تولید میلگرد جهت خرید یکی از گیربکس های اصلی خط خود با فرض اینکه تنها حداکثر سرعت ورودی برای سازنده مهم میباشد اعلام مینماید که گیربکسی مناسب برای موتور 500 کیلووات و دور ورودی 2000 دور در دقیقه ارائه نماید. حال آنکه موتور مربوطه یک موتور DC با درایو خاص است که مشخصات ذیل را ایجاد مینماید:
0-1050-2000 rpm
0-500-500 Kw
این بدان معناست که دور ورودی بین 0 الی 2000 دور در دقیقه متغیر میباشد و در این بازه توان موتور از 0 الی 500 کیلووات تغییر مینماید. توان و دور در بازه بین صفر الی 1050 دور در دقیقه بطور خطی کاهش یا افزایش میابد ولی در بازه بین 1050 الی 2000 دور دقیقه توان ثابت میباشد. این بدان معناست که بیشترین توان و گشتاور در دور ورودی 500 دور در دقیقه میباشد و این نقطه یک نقطه بحرانی بوده که سازنده باید ضریب اطمینان را در این نقطه محاسبه نماید. حال آنکه طبق درخواست مشتری سازنده بر اساس توان و گشتاور در دور 2000 در دقیقه سایز خود را انتخاب و ارائه نموده است که در این دور گشتاور تقریبا نصف گشتاور در دور 1050 دور دقیقه میباشد. لذا چنانچه گیربکس صنعتی با ضریب اطمینان مناسب در دور ورودی 2000 خریداری گردد هر چه دور موتور از این مقدار در عمل کاهش یابد طبق مشخصات موتور گشتاور افزایش یافته و قطعات داخلی گیربکس در معرض خرابی زودرس قرار خواهند گرفت.
نسبت تبدیل:
نسبتی است بین دور ورودی و دور خروجی از گیربکس که معمولا با حرف i و یا ratio بیان میگردد. در گیربکس ها معمولا به دو نوع بیان میگردد یکی نسبت تبدیل نامی، اسمی یا Nominal و یکی نسبت تبدیل حقیقی، واقعی یا Actual که دارای چندین رقم اعشار میباشد. معمولا سازندگان بر اساس نیاز بازار گیربکس هایی با نسبت تبدیل نامی یکسان طراحی مینمایند ولی نسبت تبدیل حقیقی آنها میتواند بسته به نوع طراحی دنده ها تغییرات داشته باشد که معمولا این تغییرات به اندازه %3± میباشد. لازم به ذکر است نسبت تبدیل صرفا تابعی از تعداد دندانه های تک تک دنده ها میباشد و به سایز دنده ها، مدول آنها و غیره بستگی ندارد.
خرید گیربکس صنعتی با نسبت تبدیل نامی یکسان و نسبت تبدیل حقیقی متفاوت در اکثر موارد مشکلی برای خط تولید و یا تجهیزات ایجاد نمی نماید مگر آنکه سیستم محرک به نحوه باشد که یک تجهیز دوار همزمان با دو یا بیشتر از دو گیربکس در دوران باشد. به عنوان مثال آسیاب گلوله ای با دو درایو یا کوره خط سیمان با دو درایو و غیره که در این موارد باید همه گیربکس ها دارای نسبت تبدیل حقیقی یکسان طراحی شده باشند. لذا چنانچه قصد خرید گیربکس صنعتی با نسبت تبدیل دقیق یکسان از سازنده دیگری را داشته باشیم باید تعداد دندانه های تک تک دنده ها را به همراه موقعیت آنها اعلام نماییم تا سازنده امکان طراحی دنده های داخلی با تعداد دندانه یکسان و یا طراحی برای رسیدن به نسبت تبدیل دقیق یکسان را بررسی نماید.
حداقل و حداکثر دمای محیط
تمامی گیربکس ها با توجه به راندمان آنها مقداری از توان ورودی را به انرژی گرمایی تبدیل مینمایند. این انرژی گرمایی که در محل درگیری دنده ها و یا محل ساچمه های بلبرینگها تولید میگردند بوسیله روغن از آن محل انتقال میابند. طراح با توجه به نوع طراحی پوسته نوع سیستم روغنکاری و گرید روغن را انتخاب مینماید تا دمای گیربکس در حین کارکرد نسبت به دمای محیط بیش از حد مجاز بالاتر نرود. این بدان علت است که افزایش دمای گیربکس باعث انبساط قطعات داخلی و پوسته میگردد و معمولا ضریب انبساط پوسته نسبت به دنده ها بالاتر میباشد و افزایش دمای بیش از حد باعث افزایش فواصل مراکز و در نتیجه لقی بین دنده ها میگردد. مضاف بر اینکه ویسکوزیته روغن نیز در دمای بالا کاهش میباشد و ممکن است فیلم روغن بخوبی مابین دندانه ها و یا ساچمه های بلبرینگها تشکیل نگردد.
با توجه به اینکه حداکثر دمای محیط به چه میزان باشد میزان انتقال حرارت مابین پوسته و هوای اطراف تغییر مینماید و سازنده میتواند با علم به حداکثر دمای محیط در صورت نیاز از سیستمهای خنک کن کمکی همانند فن، کویلهای خنک کن، و سیستم روغنکاری اجباری و مبدل حرارتی استفاده نماید.
همچنین حداقل دمای محیط زمانی حائز اهمیت میباشد که گیربکس صنعتی دائم کار نبوده و شرایط محیطی آن در برخی ماههای سال در دمای محیط زیر صفر باشد. در این شرایط سازنده با تعبیه المنتهای حرارتی یا سیستم روغنکاری قبل از استارت دمای آن را به یک دمای ایده آل که معمولا 20 درجه سانتیگراد میباشد میرساند.
تعداد استارت و استوپ در ساعت
همانطور که در بحث ضریب اطمینان مطرح گردید. گیربکس و قطعات داخلی آن باید علاوه بر امکان انتقال توان و گشتاور در سرعتهای مدنظر بتوانند بر شوکهایی که بر اساس هر کاربرد به آن از طرف محرک یا متحرک وارد میگردند نیز مقاومت داشته باشند.
میزان استارت/استوپ در ساعت یکی از پارامترهایی است که باعث ایجاد شوک بر روی قطعات داخلی میگردد. به عنوان مثال فرض کنید یک گیربکس بصورت دائم کار میباشد و دیگری با کاربرد مشابه دارای 120 بار استارت/استوپ در ساعت میباشد. مسلما گیربکس دوم همیشه در معرض شوکهای وارده بر اثر هر بار استارت و استوپ میباشد و سازنده باید این مطلب را در طراحی خود در نظر گرفته باشد.
در صورت نیاز به هرگونه تجهیزات متعلقه از قبیل موتورگیربکس کمکی، بک استوپ و غیره لازم است سازنده از ابتدا این موضوع را مدنظر داشته باشد و در طراحی خود لحاظ نماید. همچنین در صورتیکه گیربکس صنعتی باید توسط سیستم های روغنکاری اجباری روغن رسانی شود و ما علاقه مندیم تا از همان سیستم روغنکاری فعلی استفاده نماییم باید مشخصات سیستم روغنکاری از قبیل تعداد موتور پمپ، دبی و فشار لاین ورودی، ظرفیت مبدل حرارتی و غیره به همراه سوییچ ها و نحوه برنامه ریزی آنها در برنامه PLC را به سازنده اعلام نماییم تا طراح پس از بررسی امکان استفاده از سیستم فعلی را بر روی گیربکس صنعتی خود تایید نماید.
چنانچه امکان تغییر فنداسیون میسر نمی باشد و حتما باید گیربکس صنعتی جدید با ابعاد نصب یکسان استفاده شود و تأمین کننده نیز شرکتی است که سازنده گیربکس فعلی نیست، لذا تأمین کننده جدید نیازمند نقشه های ذیل است تا بتواند یک گیربکس صنعتی را بطور خاص به نحوی طراحی نماید که علاوه بر داشتن مشخصات فنی از قبیل گشتاور، دور و ضریب اطمینان یکسان، ابعاد نصب یکسانی نیز داشته باشد. لذا در مواردی که گیربکس صنعتی جایگزین مورد نیاز است علاوه بر کلیه اطلاعاتی که در متن به آن اشاره شد باید موارد ذیل را نیز ارائه نمود:
· نقشه جانمایی شامل ابعاد مهم در نصب
· لیست قطعات داخلی (بخصوص بلبرینگ ها)
خریدار باید پس از ارائه مدارک فوق حتما از سازنده درخواست نماید تا قبل از شروع تولید، نقشه جانمایی را جهت بررسی و تایید فنی ارائه نماید تا مجددا ابعاد مهم در نصب را با نقشه گیربکس صنعتی فعلی مطابقت داده و از بروز هرگونه خطا و اشتباه جلوگیری بعمل آید.
نقشه جانمایی یا ابعاد مهم در نصب باید شامل کلیه ابعاد مهم در نصب از قبیل طول و قطر شافتهای ورودی و خروجی، موقعیت شافتهای ورودی و خروجی نسبت به یکدیگر، موقعیت مراکز شافتهای ورودی و خروجی از کف گیربکس و همچنین نسبت به پیچهای نصب و کلیه ابعادی که در نصب مهم هستند باشد.
لیست قطعات یدکی داخلی به خصوص آنجا بکار می آید که گیربکس صنعتی در معرض نیروهای شعاعی یا محوری خارجی از قبیل نیروهای محوری در برجهای خنک کن، همزن ها، سپراتورهای عمودی و غیره میباشد و سازنده جهت انتخاب مناسب بلبرینگ ها نیاز به مقادیر این نیروها دارد ولی مصرف کننده از جزئیات آنها بی اطلاع است. در این هنگام چنانچه گیربکس صنعتی فعلی چندین سال در حال کار بوده و هیچگاه در خصوص بلبرینگ ها دچار مشکل نگردیده است بدان معناست که نحوه آرایش و انتخاب بلبرینگ ها برای گیربکس صنعتی فعلی مناسب بوده و سازنده جدید نیز میتواند از همین سایز و چیدمان بلبرینگ ها استفاده نماید.
نتیجه گیری:
برای انتخاب یک گیربکس صنعتی مناسب باید هر سه عامل مصرف کننده، طراح خط تولید و سازنده بتوانند تبادل اطلاعات موثری با یکدیگر داشته باشند. در این مقاله سعی شد تا مجموعه اطلاعات عمومی که باید در اختیار سازنده قرار گیرد مورد بررسی قرار گیرد. البته بسته به نوع کاربرد گیربکس صنعتی، ممکن است اطلاعات دیگری نیز مورد نیاز باشد که در هر مورد سازنده آنها را سوال خواهد نمود.
از آنجا که جبران خرید و انتخاب نامناسب گیربکس صنعتی میتواند زمانبر و مستلزم صرف هزینه سنگین باشد پیشنهاد میگردد، واحدهای بازرگانی با تهیه چک لیست هایی، واحد فنی را ملزم به ارائه کامل اطلاعات نمایند و واحدهای بازرگانی نیز مجموعه کامل اطلاعات را به سازنده ارائه نمایند و اطمینان حاصل نمایند سازنده در پیشنهاد فنی خود تمامی موارد را لحاظ نموده است.
ضمنا میتوان به کمک شرکتهای معتبر متخصص در این زمینه اقدام به تهیه شناسنامه های فنی برای تک تک گیربکس ها نمود که در آن اطلاعات لازم برای هر گیربکس مندرج باشد تا در صورت نیاز به خرید بدون اتلاف وقت بتوان شناسنامه گیربکس را جهت اخذ استعلام استفاده نمود.