Listwy i koła zębate modułowe

Budowa i działanie

Listwa zębata i zębnik (rack and pinion) to para elementów zamieniająca ruch obrotowy silnika na ruch liniowy lub odwrotnie. Listwa zębata (rack) to prosta szyna z uzębieniem na górnej lub bocznej powierzchni montowana wzdłuż osi ruchu. Zębnik (pinion) to małe koło zębate montowane na wale silnika lub reduktora – przy obrocie zębnik toczy się po listwie przesuwając wózek lub samą głowicę napędową. System rack and pinion stosowany przy długich osiach liniowych gdzie śruba toczna byłaby za długa lub za droga – listwa zębata może mieć dowolną długość przez łączenie odcinków. Efektywność napędu 95–98%, wysoka prędkość ruchu do kilku m/s, nieograniczona długość osi.

Typy listew i zębników

Listwy zębate proste (spur rack) – zęby prostopadłe do osi listwy, tańsze, wyższy poziom hałasu, do zastosowań bez wymagań cichości. Listwy zębate helikalne (helical rack) – zęby skośne, cicha i płynna praca, wyższa nośność przy tym samym module, do precyzyjnych osi CNC i portali. Listwy hartowane i szlifowane – dokładność klasy 5–7 (DIN 3962) do precyzyjnych osi z wymaganiami pozycjonowania. Listwy cementowane i hartowane indukcyjnie – do wysokich obciążeń przy dużych prędkościach. Listwy ze stali nierdzewnej – do środowisk korozyjnych, spożywczych i chemicznych. Zębniki stalowe i żeliwne – dobrane do modułu listwy, dostępne z otworem do wału lub z kołnierzem montażowym.

Parametry doboru

Moduł (m) – podstawowy parametr określający rozmiar zębów. Listwa i zębnik muszą mieć identyczny moduł. Standardowe moduły: 1, 1,5, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10. Wyższy moduł = większe zęby = wyższa nośność. Długość listwy – składana z odcinków standardowej długości (500 mm, 1000 mm, 2000 mm) przez łączenie na styk. Przy łączeniu ważne precyzyjne ustawienie – błąd fazy zębów przy łączeniu powoduje skok siły przy przejeździe łączenia. Materiał i obróbka – surowa (najtańsza), hartowana indukcyjnie (wyższe obciążenia), cementowana i hartowana (najwyższa twardość), szlifowana (najwyższa dokładność).

Zastosowanie

Bramy przemysłowe przesuwne – listwa zębata wzdłuż dolnej szyny bramy, zębnik na silniku napędowym. Portale kartezjańskie i plotery CNC – oś X z listwą zębatą przy długich odległościach powyżej 3–4 m. Maszyny laserowe i plazmowe – oś ruchu głowicy przez rack and pinion. Suwnice i systemy regałowe – napęd poziomy przy dużych prędkościach i długościach. Obrabiarki specjalne – długie osie przy wymaganiu wysokiej prędkości i siły.

Najczęściej zadawane pytania

Kiedy rack and pinion zamiast śruby tocznej?

Śruba toczna jest lepsza przy: długości osi poniżej 3–4 m, wysokiej dokładności pozycjonowania (poniżej 0,05 mm), niskich prędkościach (poniżej 1 m/s). Rack and pinion jest lepszy przy: długości powyżej 3–4 m (śruba byłaby zbyt giętka i droga), wysokich prędkościach (powyżej 1–2 m/s), dużych siłach przy umiarkowanej dokładności, nieograniczonej długości osi przez łączenie odcinków listwy.

Jak połączyć dwie listwy zębate bez skoku siły?

Precyzyjne łączenie listew wymaga ustawienia fazy zębów w miejscu łączenia – zęby obu odcinków muszą tworzyć ciągłość podziałki bez skoku. Metoda: przyłóż drugi odcinek listwy do pierwszego i przesuń wzdłuż osi aż zębnik wchodzi w zazębienie płynnie bez oporu w miejscu łączenia. Przy wysokich wymaganiach dokładności listwy szlifowane mają ścięte końce umożliwiające precyzyjne dopasowanie. Listwy helikalne łączą się trudniej niż proste ze względu na kąt skoku – przy łączeniu helikalnych wymagane specjalne oprzyrządowanie.

Jak smarować listwę zębatą?

Listwę zębatą smaruj smarem NLGI 0 lub 1 (rzadszy niż standardowy NLGI 2 – lepiej wnika między zęby) co 50–200 godzin pracy zależnie od prędkości i środowiska. Do automatycznego smarowania stosuj smarownicę automatyczną z głowicą szczotkową lub natryskową wzdłuż listwy – ciągłe smarowanie przy ruchu. W środowiskach z kurzem i zanieczyszczeniami smaruj częściej – zanieczyszczenia wymieszane z smarem ścierają powierzchnię zębów. Przy listwach nierdzewnych stosuj smar bez chlorków – chlorki korodują stal nierdzewną.

Dobór i dostawa

Obsługujemy klientów z Wrocławia, Dolnego Śląska i całej Polski. Zapraszamy do kontaktu – dobór techniczny, wycena i dostawa w krótkim terminie.