Зубчатый ремень для станка ЧПУ

Зуб на зуб не попадает – явно точность пострадает

Нестандартность задач, которые решаются при помощи лазерных гравировальных и режущих станков, предъявляет специфические требования к функциям некоторых узлов и механизмов данного типа оборудования. Конструктивные решения направлены на то, чтобы в каждой группе деталей и комплектующих, из которых состоит тот или иной операционный блок, использовать максимум их достоинств и нивелировать недостатки.

Особенности кинематики

Пошаговые двигатели, применяемые в лазерной технике, способны обеспечить угловое перемещение своей оси на десятитысячные доли градуса. Эти микронные вращения необходимо преобразовать в столь же малые по величине линейные передвижения лазерной трубки, что гарантирует высочайшую точность ее позиционирования и разрешающую способность на уровне 10 мкм.

С другой стороны, расстояния, на которые перемещается режущий блок во время работы, могут исчисляться метрами, а паспортная точность позиционирования должна сохраняться в пределах 0,015-0,025 мм. При этом необходимо обеспечить максимально возможную скорость достижения заданной точки в пространстве координат, чтобы добиться высокой производительности оборудования.

Жестким требованиям синхронности при взаимодействии элементов кинематической системы лазерного оборудования наиболее соответствует ременная передача с использованием зубчатых ремней.

Достоинства и недостатки зубчатых ремней

Отличие зубчатых ремней от плоских, круглых или клиновых заключается в том, что они передают движение не за счет большого усилия натяжения на шкивах, а за счет зацепления зубьев ремня и соответствующих звездочек на валу шагового двигателя и исполнительного механизма. Данный принцип взаимодействия определяет их специфические характеристики:

• Точность и синхронность передачи движения
• Надежность работы на больших скоростях
• Отсутствие проскальзывания
• Низкая инерционность при передаче разнонаправленного движения
• Низкий уровень вибраций во время прерывистой нагрузки
• Высокий КПД
• Постоянство и высокое значение передаточного числа
• Долговечность, бесшумность работы
• Превосходные свойства подобных систем передачи движения обусловлены не только их конструктивными особенностями, но и технологией производства самих зубчатых ремней.

Материалом для их изготовления служит полиуретановая основа, армированная по всей длине стекловолоконным или металлическим кордом, представляющим собой крученые синтетические нити или плетеные стальные тросы диаметром в несколько десятых долей миллиметра.

Поверхность, на которой сформированы зубья, покрывается слоем нейлоновой ткани, обладающей антифрикционными свойствами. Такое покрытие препятствует быстрому истиранию поверхности, надолго сохраняя ее геометрические параметры, что является залогом стабильности динамических характеристик изделия.

Подобная структура делает ремень прочным, устойчивым к растяжению и одновременно гибким, эластичным, обеспечивая его высокую надежность, равномерность хода в условиях знакопеременного движения и меняющихся нагрузок.

Среди недостатков зубчатых ремней можно выделить несколько большую стоимость по сравнению с другими типами аналогичных изделий и повышенные требования к соосности валов двигателя и приводного механизма. Но эти условные минусы теряются на фоне преимущественных свойств, необходимых для использования в лазерном оборудовании.

Технические характеристики зубчатых ремней

Маркировка ремней, наносимая на внешней стороне, позволяет определить их параметры и типоразмер. Изделия с профилем зубьев в виде трапеции имеют обозначение, соответствующее дюймовой системе: MXL, XL, L и т. п. или европейской: Т5, Т10, Т20, Т5DL. В первом случае, буквы соответствуют коду шага зубьев, например, MXL – шаг 2,032 мм, L – 9,525 мм. В европейской классификации величина шага отражена цифрой в маркировке.

Обозначения, применяемые к ремням с полукруглым профилем, MTD5M, MTD8M, RPP5 несут информацию о величине шага и типе зубьев.