کاربرد و ویژگی های گیربکس RAN

گیربکس RAN چیست؟

گیربکس RAN نوعی گیربکس صنعتی به شمار می رود که می تواند جهت انتقال قدرت را 90 درجه تغییر دهد که به همین خاطر به گیربکس 90 درجه نیز مشهور است. دلیل نام گذاری آن نیز به همین خاطر است، در واقع RAN کوتاه شده عبارت Right Angle به معنای زاویه قائمه است. این گیربکس ها با نسبت تبدیل های پایین مثل 1:1 ، 1:2 ، 1:3 تولید می گردند و پرکاربرد ترین آنها نسبت تبدیل 1:1 است. همچنین به توجه به خاصیت تغییر جهت انتقال قدرت به کاربر این امکان را می دهد که در کمترین فضای اشغال شده، تغییر جهت ورودی و خروجی گیربکس را داشته باشد. گیربکس RAN به لحاظ ظاهری و در نگاه اول بسیار شبیه به گیربکس حلزونی است ولی با بررسی ساختار داخلی آن تفاوت های آن با گیربکس حلزونی آشکار می شود.

کاربرد گیربکس RAN

مهمترین کاربرد این مدل از گیربکس ها در ماشین سازی ها است. این مدل از گیربکس ها وظیفه انتقال نیروی الکتروموتور با تغییر راستا به تجهیز را دارند. این نوع گیربکس با توجه به ویژگی هایی که در ادامه به آن می پردازیم، به عنوان کاهنده و افزاینده سرعت می تواند مورد استفاده قرار بگیرد و در نسبت های متفاوت وجود دارد. فن ها، توربین ها و کولینگ تاور ها از موارد پراستفاده گیربکس RAN است. علاوه بر این در مصارف کشاورزی برای انتقال قدرت و گشتاور تولید شده توسط گاردان تراکتور و تغییر جهت 90 درجه آن برای استفاده تجهیزات کشاورزی از گیربکس RAN استفاده فراوانی می شود. روش تولید رول فرمینگ برای شکل دهی به نوار ورق های فلزی یکی از صنایعی است که در آن از گیربکس رن RAN برای تغییر جهت گشتاور و همچنین سری سازی تجهیزات انتقال قدرت می توان استفاده نمود.

ویژگی ها و مزایای گیربکس RAN

1. راندمان بالا (بیش از 95%)
2. نحوه قرارگیری شافت ورودی و خروجی
3. تعمیر و نگهداری آسان

راندمان بالا (بیش از 95%)

انتقال قدرت در گیربکس RAN با استفاده از دنده های جناغی و پینیون انجام می گیرد. این در حالی است که یک گیربکس حلزونی مشابه از چرخ دنده و ماردون استفاده می کند. همین امر باعث می شود که میزان اتلاف انرژی و استهلاک برای چرخ دنده ها در گیربکس RAN کمتر باشد و در نتیجه بازدهی بسیار بالاتری نسبت به یک گیربکس حلزونی داشته باشد.

نحوه قرارگیری شافت ورودی و خروجی

شافت ورودی و شافت خروجی گیربکس RAN به صورت متعامد در پوسته گیربکس قرار گرفته اند و باعث می شود قدرت با 90 درجه تغییر در جهت، انتقال پیدا کند. یکی از ویژگی های بسیار کاربردی این نوع گیربکس این است که به راحتی و بدون هیچگونه مشکلی می توان ورودی و خروجی را باهم جابجا نمود. به این ترتیب می توان از همان گیربکس به عنوان کاهنده یا افزاینده سرعت بهره برد. همچنین می توان در مواردی که نیاز به سری سازی در خروجی وجود دارد، تعداد خروجی گیربکس را افزایش داد. به این معنا که با یک محرک به صورت هم زمان می توان چند دستگاه را راه اندازی نمود.

تعمیر و نگهداری آسان

گیربکس RAN با توجه به ساختاری که دارد (استفاده از دنده های جناغی یا اسپیرال) تا حد مناسبی می تواند بار همراه با نوسان یا شک را تحمل کند و با توجه به همین خاصیت شوک پذیر بودن و ضربه پذیر بودن نت آسانی دارد. از دیگر ویژگی های این نوع گیربکس می توان به موارد زیر اشاره نمود:

1. نصب آسان
2. دقت موقعیت دهی بالا
3. کم صدا بودن

هر محصولی با وجود ویژگی های خوب و مزایای خاص خود، ممکن است دارای معایبی نیز باشد. در مورد گیربکس RAN نیز باید توجه داشت که برای دورهای بالاتر از RPM 1600 ممکن است صدا یا ویبره به وجود بیاید که ناشی از عدم امکان سنگ زنی دنده است.

تعویض چرخ دنده گیربکس RAN

این مدل از گیربکس ها نسبت به گیربکس های معمولی که دارای چرخ دنده صاف هستند، نویز کمتری ایجاد می کنند. برای تعویض چرخ دنده گیربکس RAN نیاز است که هر دو چرخ دنده همزمان عوض شوند زیرا سازندگان این مدل از گیربکس ها چرخ دنده های هر مدل را به صورت دوتایی و متناسب با تلورانس های مربوطه می سازند.

قانون دست راست و چپ در گیربکس RAN

گیربکس های RAN راست

گیربکس های RAN راست دست گیربکس هایی هستند که قسمت نیمه بیرونی دندانه آن ها با راستای صفحه محوری در جهت ساعتگرد در یک راستا باشد. از دید یک ناظر بیرونی، نقطه میانی دندانه در واقع صفحه جلویی گیربکس است.

گیربکس های RAN چپ

گیربکس های RAN چپ دست گیربکس هایی هستند که قسمت نیمه بیرونی دندانه آن ها با راستای صفحه محوری در جهت پاد ساعتگرد در یک راستا باشد. از دید یک ناظر بیرونی، نقطه میانی دندانه در واقع صفحه جلویی گیربکس است.

توجه کنید که چرخ دنده پینیون همواره با قوانین دست مخالف حرکت می کنند. این موضوع شامل زمانی است که چرخ دنده ها داخلی باشند. قوانین مربوط به دست راست و چپ به صورت مشابه بر روی انواع چرخ دنده های دیگر مانند چرخ دنده هیپویید و چرخ دنده دندانه مورب کاربرد دارند.

چرخ دنده های هیپویید

چرخ دنده های هیپویید یکی از انواع چرخ دنده های مورب پیچشی هستند که محور چرخ دنده های آن یکدیگر را قطع نمی کند. شکل گیربکس های هیپویید به صورت هایپربولیک است در حالی که شکل گیربکس های RAN معمولی به صورت مخروطی است. در چرخ دنده هیپویید، پینیون خارج از محور بر روی چرخ اصلی قرار داده شده است تا هم قطر بیشتری داشته باشد و هم سطح تماسی بالاتر را در بر بگیرد. در طراحی چرخ دنده های مخروطی پینیون و صفحه در مقابل یکدیگر قرار گرفته و زاویه پیچش پینیون معمولا بیشتر از چرخ دنده است. پینیون هیپویید از لحاظ قطری بزرگتر از پینیون مورب است.

چرخ دنده های هیپویید شامل چند قسمت کشویی است که می توانند در بین چرخ دنده های پیچی و صاف قرار بگیرند. برای گیربکس های هیپویید روغن چرخ دنده خاصی نیاز است زیرا در حرکت های مختلف و تحت فشار بالا، این گیربکس نیاز به روغنکاری خاصی دارد. گیربکس های هیپویید دارای کاربری های مختلفی از جمله انتقال قدرت می باشند. این مدل از این گیربکس ها در کاربرد انتقال قدرت بازدهی بالاتری نسبت به گیربکس های ورم (worm) دارند. گیربکس های هیپویید دارای قدرت بیشتری در کنترل بار وارد بر چند دندانه به طور همزمان هستند. اگرچه چرخ دنده های مورب تنها یک بار بر روی دندانه را می توانند کنترل کنند. سطح تماس بالای گیربکس های هیپویید با روغنکاری مناسب می تواند کاملا بی صدا و با نویز پایین انجام شود.

زاویه پیچش

زاویه پیچش در چرخ دنده های مورب، به زاویه بین دنبال دندانه و المان مخروطی گفته می شود و نشان دهنده پیچش در دندانه مارپیچ است. در مواردی زاویه پیچش نشان دهنده زاویه پیچش متوسط در چرخ دنده ها است.

1. زاویه پیچش متوسط یک طراحی خاص برای زاویه پیچش در فاصله مخروطی میانگین در چرخ دنده مورب است.
2. زاویه پیچش بیرونی زاویه پیچشی است که چرخ دنده مورب در فاصله مخروطی بیرونی ایجاد می کند.
3. زاویه پیچش درونی زاویه پیچشی است که چرخ دنده مورب در فاصله مخروطی درونی ایجاد می کند.

مقایسه چرخ دنده های مورب پیچشی و هیپویید

چرخ دنده های هیپویید دارای عملکردی قدرتمند تر و آرام تر نسبت به چرخ دنده های مورب پیچشی هستند. چرخ دنده های هیپویید قابلیت استفاده در نسبت های کاهشی بالاتر را دارند اگر چه این مدل از چرخ دنده ها دارای عملکرد کشویی در طول دندانه هستند که بازدهی مکانیکی را کاهش می دهد. اتلاف انرژی در این چرخ دنده ها به صورت گرمای تولید شده بین صفحات چرخ دنده و سیال روغنکاری است. در طراحی اتومبیل ها چرخ دنده های هیپویید در قسمت عقبی خودرو مورد استفاده قرار می گرفت که در اتومبیل های امروزی بیشتر گرایش به سمت چرخ دندنه های مورب پیچشی است زیرا این مدل از چرخ دنده ها دارای بازدهی حرکتی بالاتری هستند.

کاربرد چرخ دنده های هیپویید

چرخ دنده های هیپویید در کامیون ها و وسایل نقلیه بزرگ که گشتاورهای بالایی را انتقال می دهند، همچنان مورد استفاده قرار می گیرد. بالاتر بودن انحراف (افست) چرخ دنده هیپویید موجب افزایش توان انتقال گشتاور در این چرخ دنده ها می شود. هر چند افزایش انحراف (افست) چرخ دنده موجب کاهش بازدهی مکانیکی و در نتیجه افزایش مصرف سوخت می شود. بنا به دلایل کاربردی امکان دارد یک چرخ دنده هیپویید با یک چرخ دنده مورب پیچشی جایگزین شود زیرا چرخ دنده مورب پیچشی به قطر بسیار بیشتری برای انتقال مقدار مشابه گشتاور نیاز دارد. افزایش سایز محور خودرو نیاز به افزایش جایگاه چرخ دنده ها و کاهش فاصله با زمین است.

از جمله مزایای دیگر چرخ دنده های هیپویید این است که چرخ دنده حلقه دیفرانسیل و پینیون ورودی هر دو به صورت هیپویید می باشند. این مزیت در اکثر خودروها موجب می شود تا پینیون به سمت انتهای چرخ اصلی (کرون) منحرف شود. این موضوع موجب افزایش سطح تماس دندانه ها و پایین امدن شفت می شود. هر چند افزایش طول محور شفت موجب کاهش بازدهی مکانیکی می شود.

تولید کنندگان گیربکس RAN

از آنجایی که گیربکس رن RAN یک نوع گیربکس خاص به شمار میرود، در بازار ایران نیز نسبت به گیربکس های پر کاربرد و پر استفاده، زمینه کاری ضعیف تری دارد. تولیدکنندگان خارجی مثل شرکت بونفیلیولی ایتالیا نمونه های بسیار با کیفیتی تولید کرده اند. در ایران نیز شرکت سهند دور اصفهان در دو کلاس RAN C و RAN W به صورت سفارشی اقدام به تولید این نوع گیربکس با نسبت های 1:1 تا 1:6.5 می کند. کالای استوک یا دست دوم نیز در بازار وجود دارد، به عنوان مثال گیربکس RAN فرانسوی استوک با نسبت 1:1 یکی از مواردی است که در بازار ایران به فروش می رسد.