Вариатор станка: назначение и принцип работы

Вариатор – это установка для передачи крутящего момента, передаточное отношение которой меняется плавно, без ступеней.

Вариаторы распространены во многих видах оборудования, наиболее широкое применение они получили в станках – фрезерных, сверлильных, дерево- и металлообрабатывающих, режущих и так далее. Первые вариаторы были запатентованы именно для применения в станкостроении.

С помощью вариатора изменяется скорость вращения заготовки в процессе ее обработки.

Вариатор состоит из трех основных элементов – пары шкивов и натянутого между ними ремня с зубьями, изготовленного с добавлением вулканизированной резины.


Вариатор станка


Шкивы состоят из пары дисков конусообразной формы, один из которых имеет способность к движению, а второй закрепляется неподвижно. Один из шкивов является ведущим, второй – ведомым.

Корректировка передаточного отношения осуществляется за счет движения незафиксированного диска ведомого шкива. Изначально диски ведомого шкива раздвинуты, для увеличения скорости вращения заготовки они сдвигаются.


Чем ближе диски шкива друг к другу, тем больше его рабочий радиус. Максимальная скорость вращения заготовки достигается при большом радиусе ведомого шкива и малом радиусе ведущего.


Давление на диск ведущего шкива осуществляется через упорный подшипник.

Переключение скорости на старых моделях станков производится вручную. Для этого оборудование выключают, после чего ремень перемещают из одного положения в другое.

На современных станках для изменения передаточного отношения достаточно перевести рычаг в нужное положение без выключения устройства.


Износ вариатора: основные причины

Одним из основных факторов, оказывающих влияние на ресурс вариатора, является трение его сопряженных частей. Значительному износу подвергается опорная часть подвижного диска и сопряженная с ней поверхность вала.

В процессе перемещения дисков шкивов между деталями возникает высокое трение, приводящее к истиранию компонентов.

Вследствие этого между компонентами шкива возникает люфт, движение диска становится скачкообразным, нарушается процесс регулирования скорости вращения заготовок и работа станка в целом.

Естественный физический износ вариатора может стать критическим – без возможности восстановления. Заполнение очень большого люфта может стать проблемой.


Вариатор станка


Поэтому необходимо использовать смазочные материалы, призванные снижать трение и износ вариатора.

Пластичные и жидкие смазки не в полной мере подходят для данного применения.

Во-первых, они требуют частого обновления, так как испаряются, загрязняются, окисляются. Это увеличивает стоимость и время технического обслуживания станка.

Во-вторых, липкие материалы часто попадают на внутренние поверхности дисков, что приводит к проскальзыванию ремня.

Еще один элемент, который подвергается повышенному износу, – ремень. Для снижения периодичности замены необходимо изначально покупать качественный ремень, дешевые аналоги истираются очень быстро.

Также причиной быстрого износа вариатора может стать несовершенная конструкция деталей.


Восстановление вариаторов

Одним из способов восстановления работоспособности вариатора является нанесение на сопряженные поверхности дисков шкивов антифрикционные твердосмазочные покрытия, такие как Modengy 1005 и Modengy 1014. Они образуют на деталях тонкий смазочный слой, который минимизирует дальнейший износ деталей.

Вариатор станка для производства упаковки из гофрокартона

Наиболее эффективно использование таких материалов на этапе изготовления деталей вариатора, так как восстановить большой зазор с помощью лишь покрытий не получится.

Применение покрытий позволяет устранить небольшой зазор, повысить плавность перемещения деталей и значительно повысить ресурс вариатора.

Покрытия не нуждаются в обновлении на протяжении всего срока службы вариатора.

Восстановление вариаторов в большинстве случаев предполагает замену ремней.


Понять, что ресурс ремня подошел к концу, можно по наличию внешних повреждений, а также уменьшению ширины.


Поменять ремень не сложно. Например, для установки новой ленты в вариатор токарно-винторезного станка достаточно снять нижний шкив, который поджимается пружиной, после чего извлечь изношенный ремень, установить новую ленту и установить шкив обратно.