Как зубчатые рейки повышают производительность станков с ЧПУ

Обработка деталей выполняется станками с ЧПУ в двух или трех плоскостях. Для работы с изделием требуется линейное перемещение. Движение обеспечивается реечно-зубчатой передачей. Основной компонент в таких механизмах — это зубчатая рейка для ЧПУ, от надежности которой зависит производительность станка.

Спецификация

Зубчатая рейка представлена плоским механизмом с зубьями одинакового размера на одной стороне. Используется в реечно-зубчатых передачах со следующим рабочим циклом:

• шестерня передается крутящий момент от вала двигателя;
• перемещаясь по дорожке, вращающая шестерня обеспечивает последовательное движение;
• закрепленный шпиндель перемещается к нужному положению.

Диаметр шестерни с длиной дорожки могут быть любыми и ограничиваются лишь рабочей областью, по которой перемещается механизм станка. Используется в установках большой мощности, для которых не подходят шарико-винтовые передачи (ШВП).

Больше распространены прямозубые рейки с перпендикулярным расположением зубьев относительно дорожки. При работе действует равномерная нагрузка на все точки трущихся поверхностей. Косозубые дорожки обеспечивают тихую работу, но происходит ускоренный износ крайней поверхности. Станок приходится чаще обслуживать.

Особенности

Ввиду специфики у зубчатой рейки, есть плюсы и минусы, влияющие на работу и обслуживание станков ЧПУ. Чтобы выделить особенности, стоит сравнивать механизмы с прямым конкурентом — ШВП.

Достоинства

Как элемент передачи механизм зубчатой рейки имеет много плюсов:

• Износостойкость. Рейка более толстая, полнотелая, способна выдерживать значительные нагрузки. При этом устойчивость не сильно превосходит ШВП из-за наличия менее прочных шестерен.
• Свободный монтаж. Большая рабочая поверхность позволяет присоединить шпиндель в удобном месте. Исключается проблема сложного доступа к механизму.
• Большая теплоемкость. Рейка ввиду размеров нагревается дольше шестерен с втулками. Увеличивается допустимое время работы на холостом ходу.

Для поддержания перечисленных качеств рейка выпускаются из низколегированной стали высшей марки ст45 мили С45Е.

Зубчатые рейки для станков имеют плюсы и относительно обслуживания:

• Большая рабочая площадь. При закреплении допускается небольшое линейное (но не радиальное) отклонение. Следовательно, не требуется точная балансировка, критически важная для ШВН.
• Не страшно запыление. Передача не выходит из строя при от пыли, мелких частиц. Однако попадание стружек не допускается.

Напоследок стоит отметить доступность. Выбор зубчатой рейки делается только по размеру зубьев и диаметру шестерни. Компоненты передачи недорогие ввиду простоты технологии производства.

Недостатки

Несмотря на достоинства, реечные механизмы имеют минусы, которые связаны с конфигурацией самой передачи:

• Шумная работа. С ростом крутящего момента вала мотора на ведомые элементы увеличивается нагрузка, шум и вибрации. Последние могут привести к разрушению ведущей шестерни.
• Ступенчатое изменение передаточного числа. Положение рабочего механизма станка меняется с шагом относительно зубья рейки, ввиду чего невозможна точная обработка.
• Низкое передаточное отношение. Линейное перемещение не превышает 7-кратного значения углового расстояния шестерни.

Ввиду этих ограничений невозможно использовать все качества рейки максимально.

Обслуживание

Перед запуском оборудования требуется очистить трущиеся поверхности передачи от грязи и жирности. Сначала удаляется крупный мусор, далее влажная и сухая протирка. Очищенные поверхности обрабатываются сухими или пластичными смазками. После запускается оборудование.

Смазка для зубчатых реек подбирается по руководству производителя передачи. Обслуживание выполняется по инструкции к применению материалов. Если для компонентов даются разные значения, стоит руководствоваться рекомендациям по шестерни как более уязвимого элемента передачи.

Практическое использование

Учитывая высокую прочность и относительную точность, реечно-зубчатая конфигурация эффективна для непрерывного выпуска деталей среднего размера. Оснащаемые станки ЧПУ распространены для массовой обработки заготовок и типовых деталей. Высокая надежность зубчатой рейки минимизирует число поломок и остановок на предприятии. А простота конструкции уменьшает время обслуживания. Повышается общая производительность.

Реечно-зубчатая передача встречается у дерево- и металлообрабатывающих станков с резаками, сварочных установок, штамповочных машин. Также встречается в иных механизмах с поступательным движением — транспортеры, козловые краны, подъемники и ворота.

Помощь в выборе можно получить у сотрудников ООО “КМК Гранд Плюс” по телефону +375 (44) 552-70-70. Для консультации можно оставить заявку на эл.почту info@grand.by или посетить офис по адресу г.Минск, ул. Городецкая 40, оф. 4.