Зубчатая рейка и шестерня станка: характеристики передачи
Передача «рейка-шестерня» – это механизм, предназначенный для преобразования крутящего момента, возникающего при движении шестерни, в поступательное движение.
Зубчатые рейки с шестернями устанавливаются для обеспечения прямолинейного перемещения исполнительного узла станка.
Основная классификация разделяет зубчатые рейки на прямозубые и косозубые.
Рейки с прямыми зубьями обладают относительной дешевизной, работают при меньших скоростях перемещения и характеризуются невысоким трением.
Косозубые рейки, напротив, более дорогостоящие в изготовлении, но отличаются тихой и плавной работой, повышенной мощностью, возможностью работы при высоких скоростях. При этом в зацеплении возникает повышенное трение – данный тип реек нуждается в более тщательном обслуживании и подборе смазочных материалов.
Зубчатые рейки различаются не только формой зубьев и прочностью материала изготовления. Важным параметром, который следует учитывать при выборе оборудования, является шаг – расстояние между зубьями рейки. Этот показатель влияет на разрешение и точность, поэтому обязательно учитывается при проектировании и производстве станочного оборудования.
Модуль (размер) зубьев указывает на способность рейки выдерживать высокие нагрузки. Чем больше зубья, тем более высокая грузоподъемность у передачи. Однако при увеличении размера уменьшается разрешение и снижается плавность перемещения передачи.
Все эти факторы обязательно учитываются при подборе зубчатой рейки для станка. Благодаря своим характеристикам, реечная передача широко распространена во многих отраслях промышленности для обеспечения движения исполнительных механизмов станков.
Зубчатая рейка с шестерней применяется в станках с ЧПУ различного назначения – фрезерных для обработки древесины, полимеров, металлообработки – сверления, нарезания резьбы, в токарных, кромкооблицовочных и других станках. Высока целесообразность ее установки в станках, требующих высокой жесткости и протяженности перемещения рабочего инструмента, в которых при этом нет необходимости в высокой точности позиционирования передачи.
Также от других систем прямолинейного перемещения, таких как ШВП и винтовые передачи скольжения реечные передачи отличаются высоким КПД, работоспособностью практически в любых условиях.
Обслуживание зубчатой рейки станка с ЧПУ
Реечная передача не относится к числу узлов, требующих частого и тщательного обслуживания. Однако, для обеспечения штатной работы необходимо периодически осматривать, очищать, смазывать и ремонтировать детали.
Раннее обнаружение сломанных или изношенных зубьев позволяет своевременно произвести ремонт или замену деталей до появления критического износа. Благодаря этому удается сократить издержки.
Дополнительные меры по обслуживанию зубчатой рейки могут быть необходимы при эксплуатации узла в сложных условиях – экстремальные температуры, воздействие агрессивных сред, повышенная влажность.
В процессе работы зубчатая рейка накапливает пыль, частицы металлической или деревянной стружки и другие абразивные частицы. Поэтому чистка и смазывание узла является одним из главных требований к обеспечению его надежной и стабильной эксплуатации на длительный срок.
Смазка зубчатой рейки станка ЧПУ
Выбор смазки для зубчатой рейки станка с ЧПУ не является сложной задачей, однако требует учета нескольких факторов.
Во-первых, ввиду эксплуатации в среде, содержащей мелкий абразив, рекомендуется использовать смазочные материалы, не притягивающие пыль.
Сегодня на рынке смазочных материалов доступны сухие смазки, разработанные и идеально подходящие для эксплуатации в запыленной среде.
Во-вторых, смазки должны удобно наноситься без необходимости разборки узла, чтобы упрощать обслуживание станка. Для этого преимущественно используются материалы в аэрозольных баллонах, которые характеризуются высокой проникающей способностью – поступают в труднодоступные места, мигрируя по всей площади поверхности при движении узла.
В-третьих, смазочные материалы для реечных передач должны обладать высокими антифрикционными свойствами, чтобы снижать трение в режиме скольжения при высоких нагрузках.
По всем этим критериям для смазывания передачи «рейка-шестерня» подходят сухие адаптивные смазочные материалы. Они наносятся на рейку из аэрозольного баллона, после испарения растворителя из состава на деталях остается высокодисперсный порошок твердых смазочных материалов.
В процессе трения порошок мигрирует по всей площади контакта, заполняет впадины микрорельефа поверхности и создает тонкий сухой смазочный слой.
Для реечных передач с парами «металл-полимер» используется смазочный материал на основе тефлона
За счет простоты конструкции, высокой надежности и легкости в обслуживании зубчатые рейки находят широкое распространение во многих отраслях промышленности и быту, в частности в конструкции станков.