Станки САУНО. Высокоточные шариковые винтовые приводы.
На современном рынке гравировального оборудования представлены станки различных моделей. На первый взгляд все станки похожи. На самом деле разные станки имеют разные конструкции. И в первую очередь станки различаются по конструкции используемых координатных приводов.
Компанией САУНО при разработке станка был проведен анализ различных типов конструкций приводов. Мы не стали снижать стоимость станка за счет использования в конструкции дешевых механических узлов. Небольшая экономия в стоимости оборачивается увеличением эксплуатационных расходов, невозможностью добиться хорошего качества и необходимостью частых регулировок.
Проблемы в работе приводов станка отражаются на качестве гравировки. На рисунке приведены типичные признаки ухудшения качества гравировки: строчность (1), пропуски строк (2), полосы (3), смещение строк, неровные края (4).
Важно отметить, что в случае низкой точности приводов станка дефекты, влияющие на гравировку, невозможно устранить регулировкой или ремонтом узлов станка.
Компания САУНО использует в своих станках только шариковые винтовые приводы (ШВП) немецкого производства. За более чем десятилетнюю эксплуатацию в гравировальных мастерских всего мира станки САУНО зарекомендовали себя как точные, надежные и долговечные машины. И во многом благодаря первоклассной механике. Сравним шариковый винтовой привод, используемый в станках САУНО, с другими видами приводов, а именно с ременным приводом и приводом с зубчатой рейкой.
Ременной привод
Ременной привод (черная коробка - корпус редуктора)
Биения ремня при гравировке
В ременном приводе используется кольцевой зубчатый ремень, натянутый на два шкива. Ведущий шкив связан с электродвигателем через редуктор. Недостатки ременного привода:
- Ременной привод не рекомендуется использовать в пыльной среде. Но при работе гравировального станка образуется каменная пыль.
- Под действием каменной пыли ремень теряет эластичность, растягивается и подвергаются повышенному истиранию. Результат - ухудшение точности позиционирования и люфты в приводе. Как следствие - строчность и ухудшение четкости гравировки.
- Растяжение ремня при его износе вызывает биения в различных диапазонах скоростей перемещения привода станка. Биения передаются на гравировальную головку и инструмент. Качество гравировки ухудшается.
Вывод - при работе в пыльной среде ременной привод подвергается ускоренному износу. Требуется периодическая регулировка натяжения и/или замена ремня.
Привод с зубчатой рейкой
В реечной передаче зубчатая шестерня, вращаясь, движется по зубчатой рейке. Для того, чтобы получить необходимую точность перемещения, в реечной передаче обычно используется редуктор. Недостатки зубчатой рейки:
- Невысокая точность из-за наличия люфта в соединении рейка-шестерня и в шестернях редуктора. Результат - строчность и ухудшение четкости гравировки (смотри рисунок выше).
- Компенсация люфта методами программной коррекции, наклоном корпуса станка или натяжными элементами (эластичной резиной, пружинами) ненадежна, так как величина люфта имеет тенденцию к увеличению в процессе эксплуатации. Необходимость ручных регулировок снижает надежность системы.
Шариковый винтовой привод (ШВП)
Привод ШВП
Приводы ШВП станка САУНО. Винт регулировки натяга (1), пыльники (2).
Шариковый винтовой привод (ШВП) состоит из винта и гайки с винтовыми канавками-дорожками, в которых размещены десятки шариков. Перемещение шариков происходит по замкнутой траектории. Привод ШВП отличается от обычного винтового привода тем, что в ШВП вместо трения скольжения работает трение качения (шарики).
В станках САУНО используются приводы ШВП немецкого производства. К преимуществам ШВП станка САУНО относятся:
- Малые потери на трение, низкий износ, а следовательно, долгий срок службы. Проверено на практике, что станки САУНО работают без замены приводов более десяти лет.
- Высокая точность и быстродействие, плавный ход, отсутствие биений.
- Отсутствие люфта. Можно возразить, что со временем вследствие износа компонентов в любом винтовом приводе появляются зазоры и люфт. В станках САУНО привод ШВП имеет специальный винт для регулировки натяга (смотри фото выше). Для компенсации эксплуатационного износа достаточно слегка затянуть винт. Данная регулировка требуется нечасто - раз в несколько лет.
- Защита от пыли. Для работы в условиях гравировальных мастерских приводы ШВП станков САУНО защищены пыльниками (смотри фото). Пыльники защищают гайку ШВП и шарики от попадания пыли внутрь.
Линейные направляющие станков САУНО
Во всех гравировальных станках используются направляющие той или иной конструкции. Конструкция направляющих - важное условие качества и надежности работы. В настоящее время в станках САУНО используются линейные направляющие с подшипниками качения, т.н. "слайд-блоками" (рис.1, 2). Внутри подшипников, как и в приводах ШВП, находятся шарики. Благодаря шарикам значительно снижается трение и износ. Линейные направляющие с подшипниками качения высокоточные, безлюфтовые и долговечные. Предусмотрена регулировка натяга шариков.
Рис.1. Линейная направляющая и слайд-блок
Рис.2. Такие направляющие работают на станках САУНО
На станках САУНО ранних модификаций использовались различные конструкции линейных направляющих, приведенные на рис.3..5. Мы давно отказались от таких технических решений, хотя в некоторых станках других производителей такие узлы используются и сегодня.
Рис.3. Подшипник, катящийся по направляющей
Рис.4. Роликовые опоры
Рис.5. Направляющая трения скольжения
- Подшипниковая направляющая (рис.3) имеет невысокую точность, сложна в настройке и регулировке. Загрязнение пылью приводит к заклиниванию подшипника, резкому и неравномерному увеличению трения, ухудшению качества изображения. В пыльной среде подшипник постепенно стирает поверхность направляющей (линейки), что приводит к усиленному трению и еще большему износу.
- Роликовые опоры (рис.4) имеют невысокую точность и люфт. Роликовые опоры чрезвычайно сложны в настройке и регулировке. Малейшая неточность настройки вызывает заклинивание привода.
- Направляющие трения скольжения не имеют шариков (рис.5), а потому быстро изнашиваются, особенно в пыльной среде. Износ приводит к увеличению люфта. Устранить люфт можно лишь заменой втулок трения.