استاد دانشگاه های ملی و بین المللی، گروه مجموعه مدیریت، علوم پایه و مهندسی

گیربکس به عنوان یکی از ارکان اصلی سیستم انتقال قدرت، نقش حیاتی در تطابق گشتاور و سرعت بین موتور و چرخ ها ایفا می کند و خرابی آن می تواند منجر به توقف طولانی مدت و خسارت های مالی قابل توجه شود. این مقاله با مرور جامع انواع گیربکس های دستی، خودکار، پیوسته متغیر و دوکلاچه، مواد و فرآیندهای ساخت، روانکاری، و نیز تحلیل داده های تجربی حاصل از بیش از ۵۰۰۰ گیربکس در کاربردهای خودرویی، صنعتی و توربین های بادی، وضعیت کنونی قابلیت اطمینان این سیستم را مورد بررسی قرار می دهد. یافته های حاصل از داده ها نشان می دهد که میانگین عمر مفید گیربکس های خودروهای سواری ۲۵۰۰۰۰ کیلومتر و شایع ترین مکانیسم های خرابی شامل خستگی پوسته ای با ۳۸ درصد، سایش ساینده با ۲۹ درصد و شکست ترد دندانه ها با ۱۸ درصد است. در خودروهای الکتریکی، گشتاور بالای لحظه ای باعث افزایش ۳۳ درصدی نرخ خرابی نسبت به خودروهای بنزینی شده است. استفاده از نانوافزودنی گرافن در روغن گیربکس، سایش دندانه ها را تا ۶۷ درصد کاهش داده و ضریب اصطکاک را از ۰.۰۹۸ به ۰.۰۵۱ بهبود می بخشد. روش های تشخیص خرابی مبتنی بر شبکه های عصبی کانولوشنی، نوع خرابی را با دقت ۹۷.۵ درصد و شدت آن را با دقت ۹۱.۳ درصد شناسایی می کنند. در توربین های بادی دریایی، میانگین زمان بین خرابی ها تنها ۱۸ ماه و هزینه تعمیر هر رویداد به طور متوسط ۱۲۰۰۰۰ دلار است. این مقاله ضمن نتیجه گیری بر ضرورت توسعه مواد پیشرفته، روانکارهای هوشمند و سیستم های پایش وضعیت مبتنی بر یادگیری ماشین، ده پیشنهاد مشخص برای پژوهش های آتی شامل چرخ دنده های هیبریدی سرامیکی-فلزی، نانو روانکارهای مغناطیسی و ربات های بازرس خودکار ارائه می دهد.

کلیدواژه ها:

گیربکس ، خستگی پوسته ای ، سایش دندانه ، قابلیت اطمینان ، روانکاری نانو ، تشخیص خرابی ، خودرو الکتریکی ، توربین بادی