گیربکس های سرعت متغیر در ریسندگی – واریاتور اصطکاکی

تهیه و تدوین: قاسم حیدری، فوق لیسانس تکنولوژی نساجی

تصور کنید که در طراحی اسکلت آهنی یک ساختمان، با توجه به محاسبات مهندسی، تیر آهن ۱۲ مناسب برای یک قسمت از ساختمان باشد. حالا فرض کنید بجای استفاده از تیرآهن ۱۲، از تیر آهن ۱۶ استفاده شود. چه اتفاقی می افتد؟

تنها با بررسی محاسبات طراحی اسکلت و با بررسی هزینه ساختن اسکلت، می توان هدر رفت منابع را متوجه شد. در جهانی که دائما رقابت تولید کنندگان نزدیک و نزدیکتر می شود، چنین بی ملاحظه گری هایی سبب عدم توان رقابت و حذف تولیدکننده می شود.

حالا فرض را بر این بگذارید که در طراحی یک ماشین صنعتی، از تجهیزات الکتریکی و مکانیکی بیشتری استفاده شود که طراحی ماشین بدون کمترین محدودیت عملکرد ماشین، بدون آن تجهیزات هم قابل انجام باشد. بدین ترتیب، تجهیزات اضافی سبب افزایش قیمت ماشین و کاهش رقابت پذیری آن کمپانی سازنده ماشین آلات می شود. تغییر سرعت در الکتروموتورها به روش های مختلف می تواند صورت گیرد.

در صورتیکه تغییر سرعت و گشتاور ثابتی مدنظر باشد، از گیربکس های کاهنده استفاده می شود. این صحیح است که استفاده از اینورتر فرکانس موتور باعث می شود قابلیت های فراوانی در تنظیم سرعت الکتروموتور محقق شود اما آیا تجهیزات دیگری هست که با هزینه کمتر بدون اینورتر به سرعت های متغیر مورد نظر دسترسی پیدا کرد.

درصورتیکه بازه ای از سرعت های مختلف نیاز باشد، تغییر سرعت توسط اینورترهای تغییر فرکانس می باشند. اینورتر تغییر فرکانس در مواردی استفاده می شود که نیاز به تغییرات با دفعات بالا و با مقادیر و شیب خاصی بدون توقف باشد. استارت نرم الکتروموتورها باعث صرفه جویی در مصرف برق نیز می گردد.

در صورتیکه تغییر سرعت در دفعات کم و بصورت پله ای مورد نیاز باشد و توقف الکتروموتور بلامانع باشد، از پولی ها و چرخ دنده های قابل تعویض استفاده می شود. ادر روش نیاز به تجهیزات مکانیکی بیشتر و اقدامات سرویس و نگهداری و خرابی و تعمیر بیشتری است و تعویض آن به سرعت انجام نمی شود.

حالا در نظر بگیرید که تعویض بدون وقفه و با دقت پایین و به تعداد دفعات کم مد نظر باشد. در این صورت می توان از گیربکس های سرعت متغیر استفاده کرد.گیربکس های سرعت متغیر اصطکاکی یکی از این نوع گیربکس ها می باشد که اخیرا در ریسندگی بسیار متداول شده است.

موارد مصرف این گیربکس شامل سرعت حرکت نوار نقاله های انتقال الیاف در حلاجی مثل ماشین عدل شکن و میکسر، موتور تغذیه گرانول به کریستالایزر می توان نام برد. از مزیت های استفاده از گیربکس سرعت متغیر نسبت به سایر مکانیزم ها، میسر بودن بکارگیری آنها در شرایط کاری همراه با پرز و در تماس با توده الیاف در حال می باشد.

متناسب با رنج تغییر سرعت مدنظر، تغییر سرعت توسط دو گیربکس انجام می شود. گیربکس چرخ دنده ای اول با نسبت بالا و ثابت، سرعت را کاهش می دهد و گیربکس اصطکاکی بازه سرعت قابل تغییر را فراهم می کند.

از مزیت های واریاتور اصطکاکی می توان به مواردی همچون بدون پس زدن ضربه و بدون لرزش بودن، قابلیت اطمینان اور-لود بالا، قابلیت تغییر سرعت در حین عملکرد یا در حالت توقف، بدون خوردگی و رد انداختن در سرعت های ثابت طولانی مدت جهت تنظیم سرعت پیوسته (step less) نام برد.

قاعده عملکرد: قیف مخروطی توسط شفت موتور با سرعت ثابت می چرخد که توسط نیروی فنر در تماس با رینگ گرافیتی نگه داشته می شود. نیروی بین دو زء بصورت یکنواخت و اتوماتیک توسط بادامک تنظیم می شود به محض اینکه گشتاور نیرو در شفت خروجی تنظیم و تغییر پیدا می کند.

برای سرعت های مختلف، قیف مخروطی بین موقعیت اول که سرعت ورودی و خروجی برابر است تا موقعیت دوم که نسبت آنها ۱ به ۵ است قابل تغییر است.

سرعت خروجی توسط یک شیر فلکه که بالای گیربکس نصب است انجام می شود. این شیر فلکه به دو طریق باعث بالا و پایین شدن موقعیت رینگ گذافیتی و قیف مخروطی می شود. اول از طریق تغییر زاویه موتور نیبت به گیربکس و دوم توسط بالا و پایین کردن سلپورت قیف مخروطی.

اجزای اصلی: ۷- قیف مخروطی ۱۰- ریل کشویی ساپورت قیف مخروطی ۱۹- شفت خروجی ۳۳- فنر تماس قیف مخروطی با رینگ گرافیتی ۳۴- فلنج شفت خروجی ۳۴- رینگ گرافیتی شفت خروجی ۳۹- ساپورت قیف استوانه ای

انتخاب واریاتور مناسب از طریق محاسبات و جدول های ارئه شده توسط سازنده آن به راحتی میسر است.

در این مطلب، واریاتورهای اصطکاکی معرفی گردید. علاوه بر واریاتورهای اصطکاکی، گیربکس های سرعت متغیر انواع مختلف دیگری نیز دارند که در مطالب بعدی معرفی خواهند شد.