گیربکس هلیکال چیست؟ بررسی کامل ساختار، عملکرد و انواع آن

اگر در حوزه صنایع مکانیکی، خطوط تولید یا سیستم‌های انتقال نیرو فعالیت دارید، احتمالاً نام گیربکس هلیکال (Helical Gearbox) را زیاد شنیده‌اید. این نوع گیربکس به دلیل راندمان بالا، عملکرد نرم، صدای کم و دوام زیاد، یکی از پرکاربردترین مدل‌های گیربکس صنعتی در جهان به شمار می‌رود.
در این مقاله، به زبان ساده اما تخصصی توضیح می‌دهیم که گیربکس هلیکال چیست، چگونه کار می‌کند، چه انواعی دارد، هنگام خرید باید به چه نکاتی توجه کنید و قیمت آن چگونه تعیین می‌شود.

تعریف گیربکس هلیکال به زبان ساده

گیربکس هلیکال نوعی از جعبه‌دنده صنعتی است که از چرخ‌دنده‌هایی با دندانه‌های مورب (زاویه‌دار) تشکیل شده است. این زاویه معمولاً بین ۱۵ تا ۳۰ درجه است و باعث می‌شود درگیری دندانه‌ها به صورت تدریجی انجام گیرد.
در نتیجه، انتقال نیرو در گیربکس هلیکال بسیار نرم‌تر، بی‌صدا‌تر و با بازده بالاتری نسبت به مدل‌های ساده یا حلزونی صورت می‌گیرد.

در واقع، تفاوت اصلی این گیربکس با مدل‌های معمولی در همین زاویه‌ی دندانه‌هاست؛ همین زاویه باعث می‌شود چندین دندانه به‌طور هم‌زمان درگیر شوند و فشار نیرو در سطح بیشتری پخش شود.

این ویژگی به افزایش عمر قطعات و کاهش استهلاک منجر می‌شود.

انواع گیربکس هلیکال

ساختار فنی گیربکس هلیکال

گیربکس هلیکال از اجزای زیر تشکیل می‌شود:

پوسته یا بدنه گیربکس: معمولاً از چدن یا آلومینیوم ساخته می‌شود تا مقاومت بالا در برابر فشار و حرارت داشته باشد.

چرخ‌دنده‌های مورب (Helical Gears): قلب اصلی گیربکس هستند که وظیفه انتقال نیرو را با زاویه مشخص برعهده دارند.

شافت ورودی و خروجی: محورهایی که گشتاور از موتور به گیربکس و سپس به دستگاه منتقل می‌شود.

یاتاقان‌ها و بلبرینگ‌ها: جهت جلوگیری از اصطکاک بیش از حد و افزایش طول عمر گیربکس.

روغن‌گیر و سیستم روان‌کاری: برای کاهش دما و اصطکاک بین دنده‌ها.

در مدل‌های صنعتی، از سیستم‌های خنک‌کاری یا روغن‌پاش خودکار نیز استفاده می‌شود تا در عملکردهای طولانی‌مدت از افزایش دما جلوگیری شود.

نحوه عملکرد گیربکس هلیکال

زمانی که موتور شروع به کار می‌کند، نیروی دورانی از طریق شافت ورودی به چرخ‌دنده‌های مورب منتقل می‌شود. زاویه دندانه‌ها باعث می‌شود نیرو به‌صورت پیوسته و نرم منتقل شود و درگیری بین دندانه‌ها تدریجی صورت گیرد.
به‌دلیل همین طراحی، گیربکس هلیکال لرزش و صدای کمتری نسبت به مدل‌های دندانه‌مستقیم (اسپرو) دارد و در خطوط تولید که نیاز به سکوت و پایداری بالا وجود دارد، انتخاب ایده‌آلی است.

انواع گیربکس هلیکال شافت مستقیم

طیف گسترده‌ای از گیربکس‌های هلیکال در بازار وجود دارد که هرکدام برای شرایط خاص طراحی شده‌اند. در ادامه، پرکاربردترین مدل‌ها را بررسی می‌کنیم:

1. گیربکس هلیکال شافت مستقیم (Inline Helical Gearbox)

رایج‌ترین نوع گیربکس هلیکال است.

محور ورودی و خروجی در یک راستا و موازی قرار دارند.

راندمان بالا (بیش از ۹۵٪) و صدای بسیار پایین دارد.

در صنایع بسته‌بندی، مواد غذایی، دارویی، نوار نقاله و خطوط مونتاژ استفاده می‌شود.

2. گیربکس هلیکال شافت موازی (Parallel Shaft)

مشابه مدل قبلی، اما طراحی صنعتی‌تر دارد.

برای انتقال توان‌های بالا در فضاهای محدود مناسب است.

معمولاً در صنایع سنگین مانند فولاد، سیمان، پتروشیمی و معدن کاربرد دارد.

3. گیربکس هلیکال مخروطی یا زاویه‌دار (Bevel Helical)

ترکیبی از چرخ‌دنده‌های مخروطی و مورب.

جهت نیرو را تا زاویه ۹۰ درجه تغییر می‌دهد.

در سیستم‌های انتقال قدرت با محورهای متقاطع استفاده می‌شود.

4. گیربکس هلیکال دوبل یا چند مرحله‌ای (Multi-stage Helical)

شامل چندین جفت چرخ‌دنده مورب است که گشتاور را در چند مرحله کاهش یا افزایش می‌دهند.

برای نسبت تبدیل‌های بالا و گشتاورهای سنگین مناسب است.

در کارخانه‌های فولاد، کوره‌ها و تجهیزات سنگین معدنی کاربرد دارد.

5. گیربکس هلیکال ترکیبی با حلزونی (Helical-Worm Gearbox)

ترکیب فناوری چرخ‌دنده‌های مورب و حلزونی.

صدای بسیار کم، گشتاور بالا و راندمان مناسب دارد.

برای دستگاه‌های آسانسور، بالابر و خطوط بسته‌بندی کوچک عالی است.

مزایا و نقاط قوت گیربکس هلیکال

راندمان انتقال بالا: تا ۹۸٪ در مدل‌های باکیفیت صنعتی.
صدای کم و ارتعاش پایین: مناسب برای محیط‌های حساس مانند صنایع غذایی و دارویی.
تحمل گشتاور بالا: به‌دلیل تماس چنددندانه‌ای در هر لحظه.
طول عمر زیاد: کاهش استهلاک و فرسایش قطعات.
نصب در حالت‌های مختلف: افقی، عمودی یا زاویه‌دار.
قابلیت سفارشی‌سازی: از نظر جنس پوسته، جنس دنده و نوع یاتاقان.

این ویژگی‌ها باعث شده‌اند گیربکس هلیکال به یکی از محبوب‌ترین انتخاب‌ها در بین مهندسان و طراحان خطوط صنعتی تبدیل شود.

مقایسه گیربکس هلیکال با سایر گیربکس‌ها
ویژگی‌ها هلیکال حلزونی اسپرو (دندانه‌مستقیم)
راندمان انتقال بسیار بالا متوسط متوسط
صدای عملکرد بسیار کم کم زیاد
گشتاور خروجی بالا بسیار بالا پایین‌تر
هزینه نگهداری کم متوسط متوسط
کاربرد صنعتی سنگین و نیمه‌سنگین سبک و متوسط سبک
طول عمر قطعات زیاد متوسط کم
کاربرد گیربکس هلیکال در صنایع مختلف

گیربکس‌های هلیکال در صدها نوع ماشین صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. مهم‌ترین کاربردها عبارت‌اند از:

خطوط نوار نقاله کارخانه‌ها

سیستم‌های حمل‌ونقل مواد

ماشین‌آلات بسته‌بندی و پرکن

صنایع فولاد، سیمان و معدن

صنایع غذایی و دارویی

سیستم‌های تهویه و پمپاژ آب

ماشین‌آلات تزریق پلاستیک

در تمامی این موارد، پایداری، دقت و راندمان بالا فاکتورهای حیاتی هستند که گیربکس هلیکال به‌خوبی تأمین می‌کند.

راهنمای خرید گیربکس هلیکال

قبل از خرید گیربکس هلیکال، باید فاکتورهای زیر را با دقت بررسی کنید:

فاکتور توضیح
توان موتور (kW) بر اساس بار واقعی سیستم انتخاب شود.
گشتاور خروجی (Nm) باید متناسب با مقاومت بار باشد.
نسبت تبدیل (Ratio) تعیین‌کننده سرعت و گشتاور خروجی است.
دور خروجی (rpm) بر اساس نیاز دستگاه تنظیم گردد.
جنس بدنه چدن خاکستری برای صنایع سنگین، آلومینیوم برای سبک.
نوع نصب افقی، عمودی، پایه‌دار یا فلنج‌دار.
برند سازنده برندهای معتبر جهانی یا داخلی انتخاب شوند.

برای خرید صنعتی، همیشه بهتر است از نمایندگی‌های معتبر و فروشگاه‌هایی که خدمات پس از فروش و گارانتی ارائه می‌دهند خرید کنید.

قیمت گیربکس هلیکال

قیمت این نوع گیربکس تحت تأثیر چند عامل کلیدی است:

توان و گشتاور خروجی: هرچه توان بیشتر، قیمت بالاتر.

نسبت تبدیل: مدل‌های چندمرحله‌ای گران‌ترند.

جنس پوسته: پوسته چدنی مقاوم‌تر و گران‌تر از آلومینیوم است.

برند: برندهای اروپایی مثل SEW، Bonfiglioli، Nord معمولاً قیمت بالاتری دارند.

کشور سازنده: تولیدات ایرانی یا چینی قیمت اقتصادی‌تری دارند.

به‌صورت تقریبی، قیمت گیربکس‌های هلیکال از چند میلیون تومان تا ده‌ها میلیون تومان متغیر است و برای پروژه‌های سنگین صنعتی ممکن است سفارشی‌سازی نیز لازم باشد.

نگهداری و افزایش عمر گیربکس هلیکال

برای افزایش طول عمر گیربکس و حفظ راندمان، موارد زیر را رعایت کنید:

روغن‌کاری منظم: استفاده از روغن دنده با گرید ISO VG220 یا VG320.

بررسی هم‌محوری شافت‌ها: ناهماهنگی باعث شکست یاتاقان‌ها می‌شود.

جلوگیری از اضافه‌بار: بیش‌بار دائم عامل اصلی خرابی دنده‌هاست.

بازرسی فصلی: کنترل سطح روغن، نشتی و صدای غیرعادی.

استفاده از لرزه‌گیرها: برای کاهش ارتعاش در دستگاه‌های سنگین.

در صنایع بزرگ، استفاده از سیستم مانیتورینگ دما و ارتعاش توصیه می‌شود تا هرگونه ایراد احتمالی به‌موقع شناسایی شود.

بهترین برندهای گیربکس هلیکال در ایران و جهان

SEW Eurodrive (آلمان) – معروف‌ترین برند جهان با دقت بالا و عمر طولانی.

Bonfiglioli (ایتالیا) – گیربکس‌های چندمرحله‌ای با کارایی بالا.

Nord Drivesystems (آلمان) – راندمان بالا، مناسب صنایع فولاد.

Motovario (ایتالیا) – گزینه اقتصادی و با کیفیت عالی.

پارسیان گیربکس (ایران) – تولیدکننده داخلی با خدمات گارانتی و قطعات موجود.

شاکرین (ایران) – مناسب برای پروژه‌های عمومی و اقتصادی.

گیربکس هلیکال با طراحی دقیق، راندمان فوق‌العاده و عملکرد نرم، یکی از بهترین گزینه‌ها برای انتقال نیرو در ماشین‌آلات صنعتی است.
این گیربکس علاوه بر کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر تجهیزات، قابلیت کار در شرایط سخت صنعتی را دارد. اگر به دنبال گیربکسی با دوام، کم‌صدا و دقیق هستید، هلیکال بهترین انتخاب برای شماست.

سوالات متداول انواع گیرکس هلیکال

۱. گیربکس هلیکال برای چه صنایعی مناسب‌تر است؟
برای صنایعی مانند فولاد، سیمان، مواد غذایی، معدن و خطوط بسته‌بندی که نیاز به انتقال گشتاور بالا و عملکرد پایدار دارند.

۲. تفاوت گیربکس هلیکال با حلزونی چیست؟
مدل هلیکال راندمان و عمر بیشتری دارد، درحالی‌که مدل حلزونی برای نسبت‌های تبدیل بسیار بالا مناسب‌تر است.

۳. چطور بفهمیم گیربکس هلیکال نیاز به سرویس دارد؟
افزایش صدا، لرزش غیرعادی یا کاهش توان خروجی نشانه‌های اصلی نیاز به سرویس هستند.

۴. آیا گیربکس هلیکال قابلیت نصب عمودی دارد؟
بله، با طراحی مخصوص فلنج‌دار می‌توان آن را به صورت عمودی نیز نصب کرد.

۵. بهترین روغن برای گیربکس هلیکال چیست؟
روغن صنعتی با پایه معدنی یا سنتتیک با ویسکوزیته ISO VG220 یا VG320 بسته به دما و فشار محیط.