ВИДИ ПЕРЕДАЧ, ЇХ ПЕРЕВАГИ І НЕДОЛІКИ.
У приводі осі з ЧПУ передача використовується для перетворення обертального руху валу двигуна в поступальний рух уздовж осі. Нижче перераховані найбільш широко використовувані види передач в станках ЧПУ. Ми залишимо за межами нашої статті екзотичні для DIY-сектора передачі, як лінійний серводвигун і лінійний кроковий двигун з причин практичного характеру, і розглянемо найпоширеніші.
Передача гвинт-гайка
Під передачею гвинт-гайка мається на увазі пара сталевий гвинт з трапецеидальной або метричної різьбою і гайка. Даний вид передачі є передачею з тертям ковзання і на практиці в свою чергу має кілька різновидів.
Самий бюджетний варіант. Будівельна шпилька взагалі не призначена для використання в верстатобудуванні, техпроцес її виготовлення націлений на застосування в будівельній сфері, внаслідок чого даний вид передачі володіє найповнішим набором недоліків - високою похибкою, низькою прямолінійністю, малими навантажувальними характеристиками, малої зносостійкість, високою тертям і т.д . Однак, все ж застосовується в DIY-верстатах, що виготовляються в навчальних цілях, внаслідок низької собівартості. Якщо Ви вирішили будь-що-будь зменшити витрати на передачу і поставити будівельну шпильку, обов'язково передбачте можливість заміни її на трапецеїдальний гвинт або ШВП! Швидше за все, верстат на будівельному шпильці не виправдає Ваших надій.
- Приводний гвинт з трапецеидальной або прямокутної різьбленням.
Гвинт з трапецеидальной різьбленням - найбільш распространних вид передачі в металообробних верстатах в минулому столітті і по теперішній час. Трапецеїдальні гвинти виробляються їх різних видів конструкційних вуглецевих сталей шляхом нарізки різьблення на сталевому прутки або її накатки. Накатні гвинти мають істотно кращі характерстікі, ніж нарізні. Широке застосування трапецеїдальних гвинтів обумовлюється їх широкою номенклатурою, доступністю на ринку гвинтів різних класів точності, від C10 до С3. Гайка на гвинт виготовляється з зносостійких матеріалів, таких, як поліаміди (капролон, нейлон), тефлон, бронза. Правильно розраховані і виготовлені трапецеїдальні передачі відрізняються високою зносостійкістю, тому що тертя йде з малим тиском (внаслідок порівняно великій поверхні тертя). На багатьох все ще працюють верстатах радянського виробництва пари стоять з моменту випуску верстата, і не змінювалися вже 30-40 років. Також на таких ходових гвинтах можливе використання розрізних гайок, що дозволяє за допомогою стиснення гайки регулювати натяг і вибирати з'являється з часом люфт. З мінусів варто відзначити, як не дивно, простоту виготовлення гвинта, що автоматично означає наявність безлічі виробників, з дуже широким розкидом показників якості. Бюджетні серії гвинтів виготовляються зі сталі # 45 без гарту поверхні, що може призвести до порушення прямолінійності гвинта (інакше кажучи, гвинти малого діаметра м'які і часто гнуться в процесі транспортування). До мінусів і плюсів одночасно відноситься висока тертя в передачі. З одного боку, це знижує ККД, потрібно більш потужний двигун для обертання гвинта. З іншого - тертя кілька демпфує обертальні коливання гвинта, що може бути корисним у випадку використання крокових двигунів (див. Резонанс крокових двигунів). Даний ефект, правда, виявлений досить слабо, і для боротьби з резонансом потрібні інші способи. Підводячи підсумок, можна сказати, що трапецеїдальний гвинт ще не втратив свого значення в якості передачі верстата з ЧПУ і з успіхом використовується в верстатах всіх класів.
- Кулько-гвинтові передача (див. Основну статтю: ШВП)
Зубчата передача
Зубчасті передачі, що застосовуються у верстатах з ЧПУ, бувають 2 видів
Ремінна передача використовується в тих випадках, коли маса рухомої частини невелика. Зубчастий ремінь розтягується вздовж осі і фіксується по кінцях спеціальними пластиками. Зубчастий шків надаватися безпосередньо на вал двигуна, закріпленого на рухомій частині (порталі), щільних обхват шківа ременем забезпечується натяжними роликами, які зазвичай виготовляються з відповідних за розміром радіальних шарикопідшипників. Головний мінус пасової передачі - властивості ременя. Незважаючи на те, що всі приводні ремені армовані сталевим або скловолоконних кордом, це не рятує його від розтягування, і чим довше ремінь, тим сильніше він буде тягнутися. Чим сильніше тягнеться ремінь, тим менше точність і нижче частота власних коливань - передача може потрапляти в потужний резонанс на найнеобхідніших частотах переміщень. Цей ефект можна знизити, закріпивши відрізок ременя на верстаті зубцями вгору, і наклавши на нього зубець-в зубець ще один ремінь, піднявши петлю, в яку розміщується шків. Як видно зі схеми, розтягування піддається його незначний по довжині відрізок, що нівелює зазначені вище недоліки. Ремінна передача дає м'який рух, якщо немає резонансу, на відміну від ШВП практично не боїться пилу і стружки, а також дозволяє регулювати натяг ременя для вибірки люфту, через що в першому наближенні найчастіше ремінні редуктори розглядаються як безлюфтовие. Ремені використовуються, як правило, там, де немає високих вимог по точності і мала маса порталу і навантаження на робочий інструмент - розкрійні верстати плазмового різання, пенорезкі.
Сталева зубчаста рейка використовується на широкоформатних розкроювальних верстатах плазмового та лазерного різання, портальних фрезерних верстатах широкого формату, форматно-розкроювальних верстатах, де використання ШВП неможливо через провисання гвинта, а також де потрібна висока швидкість переміщення. Передачі шестерня-рейка, також як і ШВП, виготовляються з певним класом точності. Найбільшого поширення набули зубчасті передачі класів С5, С7 і С8. Зубчаста рейка, також як і ремінь, "не боїться" пилу і стружки, але позбавлена нестачі розтяжності. Однак, при установці шестерні безпосередньо на вал двигуна передача брязкає і вібрує, що в поєднанні з резонансом крокової двигуна може перетворити Ваш верстат в відмінний вібростенд. Щоб цього уникнути, між двигуном і рейкою можна встановити пасової редуктор, що виконує демпфуючу функцію, або використовувати двигун з планетарним редуктором - тоді основну частину часу кроковий двигун буде працювати на високих швидкостях обертання, де резонанс практично не проявляється. Також можливим варіантом є застосування серводвигунів. Зубчаста рейка класів С5 і С7 за рідкісним винятком проводиться короткими відрізками довжиною близько 1000 мм, і для складання верстата її стикуються спеціальним чином.
Вибір передачі для верстата
Вибір передачі для верстата повинен базуватися на тих характеристиках, які для Вашого верстата найбільш критичні. Передачі гвинт-гайка застосовуються там, де немає високих вимог по точності і швидкості переміщень, якщо від передачі потрібно самоторможіння, а також в разі жорстких обмежень по бюджету. ШВП володіє найбільшим спектром застосування, ви можете купити ШВП з потрібним Вам класом точності, кроком, можливістю створення преднатяга і без неї. Єдиний випадок, коли ШВП не може бути використано - якщо від передачі потрібно самоторможіння, однак якщо мова про гальмування передачі в цілях безпеки (утримання шпиндельної бабки), то питання вирішується використанням електромагнітного гальма на двигуні, противагою і т.п. Рейка і ремінь застосовуються у верстатах з великим робочим полем - від 1.5 квадратних метрів і більше - перш за все для досягнення великої швидкості розкрою і неодружених переміщень. На верстатах таких розмірів не ставиться мета досягти точності в десятки мікрон, 0.2-0.3 мм в більшості випадків цілком достатньо, тому розтяжність ременя і точність рейкової передачі не є перешкодою для їх застосування. Разом, якщо у вас великий розкрійний верстат - першими кандидатами на розгляд будуть зубчаста рейка і ремінна передача. Якщо у вас настільний фрезерно-гравірувальний верстат для навчальних або хоббійних цілей, Вам підійде передача гвинт-гайка. Якщо ви будуєте верстат середнього формату для бізнесу, на виробництво, оптимальним вибором буде ШВП. Після вибору типу, вам слід визначитися з конкретними параметрами передачі.
Схожі статті
