Направляющие и ШВП — теория. Урок 2: чем двигают каретку
Направляющая задаёт, куда ехать. Этот урок — о том, что толкает : четыре передачи, вертикальная ось, которая не должна падать, и готовый модуль вместо сборки из деталей.
Зачем это нужно
Фото: Glenn McKechnie, Wikimedia Commons, лицензия CC BY-SA 3.0
В первом уроке мы разделили на две части. Направляющая ведёт каретку по прямой. Привод её толкает.
Двигатель крутится, а каретке нужно ехать прямо. Превратить одно в другое — работа передачи. Передач четыре: винт скольжения, , зубчатый ремень и зубчатая рейка.
Гайка скользит по резьбе. Просто, тихо, недорого, может держать груз сам
Между винтом и гайкой катятся шарики. Точно и быстро, но груз сам не держит
Двигатель тянет зубчатый ремень, каретка едет на нём. Очень быстро и длинно, точность ниже
Шестерня катится по зубчатой рейке. Ход любой длины и большое усилие
Менеджеру по направляющим это нужно по трём причинам.
- Клиент просит «направляющую», а нужна ему вся ось.
- От передачи зависят точность, скорость и то, каким длинным может быть .
- Самая дорогая ошибка — груз на вертикальной оси падает, когда выключили питание.
Четыре передачи
Почти любая линейная ось с мотором толкает каретку одним из четырёх способов. Разберём каждый по одной схеме: как работает, где встречается, в чём выигрывает и в чём проигрывает.
Сначала две цифры, которыми описывают передачи.
Винт с шагом 4 мм при одном и том же двигателе едет вдвое медленнее, чем винт с шагом 8 мм, но толкает с вдвое большей силой. Это как передачи у велосипеда: на низкой едешь медленно, но в гору легко.
Если клиент говорит «рейка модуль 2», это про размер зуба, а не про длину.
Не путай модуль зуба с готовым линейным модулем — о нём в конце урока.
Переключай вкладки и нажимай на точки.
Какая передача подойдёт
Четыре оси у разных клиентов. Что их толкает, скорее всего?
Подборщик передачи
Три ответа клиента — и понятно, о какой передаче разговор. Конкретную модель и размер подбирает инженер.
Ответь на три вопроса — подборщик назовёт передачу и объяснит почему.
Вертикальная ось
На горизонтальной оси выключенный двигатель — это просто остановка. На вертикальной груз тянет вниз всё время, и вопрос один: удержит его передача или нет. Нажми на точки.
Нажимай на точки — почему одна ось стоит, а другая едет вниз
Держит ли винт скольжения груз, зависит от числа заходов. У многозаходного винта рядом идут две-три нитки резьбы — заходы, и гайка за оборот проезжает не один шаг, а два или три.
По ГОСТ 24739-81 такой винт обозначают так: «Tr 20×8(P4)».
Свойство передачи держать груз без двигателя называют . Норматива на него нет — это свойство конкретной пары винта и гайки. Общее правило такое:
Однозаходный винт скольжения с трапецеидальной резьбой. Под сильной вибрацией может понемногу проседать, поэтому на ответственной вертикали тормоз ставят всё равно.
ШВП, зубчатый ремень, зубчатая рейка. И многозаходный винт скольжения с большим перемещением за оборот — он держит плохо или не держит вовсе. Здесь нужен тормоз.
Елисей отвечает на просьбу «быстрее» и не замечает, что вместе с передачей клиент теряет удержание груза. Мирон начинает с безопасности.
Удержит ли ось
Три вертикальные оси. Что скажешь или предложишь?
Готовый модуль или детали
Ось можно собрать из деталей: рельсы, каретки, винт, гайка, опоры, двигатель. А можно купить готовый : всё уже собрано в одном корпусе и выставлено на заводе. Кто что выбирает, зависит от того, что за клиент перед тобой.
приезжает собранным
Когда: у клиента нет своего конструктора или нет времени; нужна стандартная ось для автоматизации; важно, чтобы ось заработала сразу.
Что спросить: ход, нагрузку, скорость, ориентацию оси и какой двигатель будет.
ось собирает клиент
Когда: клиент сам проектирует станок; нужны свои размеры; ремонт уже работающей машины — там меняют изношенную деталь, а не всю ось.
Что спросить: что именно меняют, маркировку старой детали и в каком состоянии сопряжённая — рельс под кареткой, винт под гайкой.
Модуль или детали
Три запроса. Что предложить?
Итог второго урока
- Знаешь четыре передачи — винт скольжения, ШВП, зубчатый ремень, зубчатую рейку — и в чём каждая выигрывает и проигрывает.
- По ходу, точности и скорости понимаешь, какая передача стоит или нужна у клиента.
- Читаешь «Tr 20×4» и «Tr 20×8(P4)» и понимаешь, что шаг резьбы меняет скорость и силу.
- Помнишь главный вопрос по вертикальной оси: что будет при отключении питания. ШВП, ремень, рейка и многозаходный винт груз сами держат плохо или не держат вовсе — нужен тормоз.
- Отличаешь запрос на готовый модуль от запроса на детали и знаешь, что спросить в каждом случае.
Что сделать перед третьим уроком
Подъёмник, ось Z станка, лифт подачи. Узнай, какая там передача и есть ли у двигателя тормоз
Определи: это ремонт или новая ось? Если новая — была ли речь о готовом модуле