גירים חלזוניים – הפתרון המושלם להכפלת מומנט הכוח

08_worm_gear.jpgלא אחת נוצר מצב שבו יש צורך בכוח רב על מנת להניע מערכת. גיר חלזוני הוא אחד הפתרונות הטובים ביותר להכפלת מומנט בעת הפעלת מערכות. המבנה הייחודי שלהם כמו גם צורת הפעולה שלהם מאפשרים להם לבצע פעולות שבמקרים אחרים היו דורשות כוח רב, מסכנות את המנוע או את גלגלי השיניים ולא היו מספקות את התוצאה הדרושה. היתרון הנוסף הוא שניתן להשתמש ביכולת שלהם לשמש כמעצור.

מה בין גירים חלזוניים לגירים רגילים

מערכת הילוכים רגילה (גיר) מאיצה מנוע באמצעות גלגלי שיניים, כשהשינוי בגודל של גלגלי השיניים משנה את תאוצת המנוע. גירים חלזוניים הם שילוב בין גלגל שיניים לבורג הנע בצורת תולעת או חלזון (וזה מקור השם. באנגלית הוא קרוי worm gear – גיר תולעתי, שם שעלולות להיות לו קונוטציות שליליות בעברית).

התפקיד של גיר תולעתי איננו להאיץ, אלא להכפיל את מומנט הכוח, כאשר יש צורך לסובב משקל כבד או להרים משטח כבד. מנוע רגיל איננו יעיל במקרה כזה, שכן השיניים עלולות להישבר. גיר חלזוני מפחית את הסיכוי לשבירת השיניים ומגדיל את הסנכרון בין חרכי ה"תולעת" לשיניים. באיטיות אבל בעקביות מסובב הבורג החלזוני את השיניים, המסובבות את הגלגל וגורמות לביצוע הפעולה הרצויה של המנוע.

גירים חלזוניים ההיגיון שלהם ולמה הם נחוצים

גיר כאמור מכפיל את מומנט הכוח. העיקרון דומה לזה של מטחנת בשר ידנית. איש איננו יכול לטחון בשר בידיו בלבד, אבל ה"תולעת" שבתוך מטחנת הבשר מאפשרת טחינה באמצעות הפעלת כוח פיזי סביר, גם של בני אדם חלשים מבחינה פיזית. שמים בשר בצידה האחד של ה"תולעת" וסיבוב פשוט של ידית המכונה מפעיל על הבשר לחץ כל כך חזק, עד שהוא נטחן ויוצא מצידה השני של המכונה.
ישנם מצבים רבים שבהם נחוץ גיר כאמור: מיקסרים תעשייתיים גדולים המערבלים בכל זמן נתון בצקים או חומרים אחרים בכמויות גדולות, כשפעולת הערבול הולכת ונעשית קשה ככל שהבצק מתקשה, יכולים להיות מופעלים באמצעות מנוע קטן וחסכוני יחסית, שמכפיל הכוח שלו גדל עשרת מונים באמצעות גירים חלזוניים.

מצב נוסף הוא הרמה של משטחים כבדים, דוגמת במה בעת הופעה. כמעט בכל במה יש מערכות האמורות להעלות ולהוריד אותה בהתאם לצרכים. המערכות הללו כוללות כמעט תמיד גירים חלזוניים. שערים אלקטרוניים נעזרים גם הם בגיר חלזוני. שוב, השערים הללו כבדים ואילולי הגיר כאמור היו דרושים מנועים חזקים בהרבה, שלמרות החוזק שלהם לא היו מספקים את התוצאה הרצויה .