Друзья,
Я хотел поделиться кой-каким опытом на эту тему. Лет десять назад у меня появилась привычка и возможность потрошить принтеры, сканеры, CD-приводы, и прочую оргтехнику на предмет утилизации моторов, шестерен, зубчатых ремней, и стальных шлифованных стержней. Здесь население приносит очень много всякой техники на муниципальный пункт сбора мусора и вторсырья, и можно взять что угодно домой для разборки, а потом снова привезти обратно то, что осталось. Я этим пользуюсь регулярно.
Всем советую не проходить мимо использованных или выброшенных тонер-картриджей для
ДОМАШНИХ лазерных принтеров и МФУ (многофункциональных устройств). В такой технике картриджи имеют небольшой объем порошка, и размер в целом, и поэтому для вращения валиков, рыхлителей, и барабанов там используются довольно мелкозубые шестерни (модуль примерно 0,5-0,6).
Картриджи от КРУПНОЙ ОФИСНОЙ техники нам
менее подходят, - ибо там все движущиеся детали - более нагруженные и объемные, и тамошние шестерни - гораздо крупнее (обычно модуль 1 - 1,5)
Итак, если видите "ненужные" плоские тонкие картриджи
толщиной в ладонь, типа изображенных на картинке, то они могут сослужить хорошую службу любителю механического творчества:
Обычно шестерни сразу видны через окна в корпусе картриджа, и их пригодность для моделей можно оценить сразу (для правильного понимания размеров: на одной из фотографий видна головка винта, - ее размер около 3 мм):
На мой взгляд, интерес представляют прежде всего:
1) шестерни диаметром до 20 мм
2) шестерни с шагом зуба (на глазок) около 1 - 1,5 мм
3) особенно ценны для меня шестерни с косым зубом, т.к. они работают плавнее и бесшумнее, чем прямозубые. Хотя и прямозубые я тоже беру.
Демонтаж шестерен трудностей обычно не представляет (достаточно отвинтить пару хорошо видимых винтов сбоку картриджа и снять пластиковую фигурную крышку).
Только обязательно будьте готовы к неожиданному высыпанию из корпуса очень летучего и пачковитого порошка-тонера. Как минимум - подстелите газетку. Я также слышал, что категорически не рекомендуется вдыхать частицы тонера, так что разборка на открытом воздухе, в респираторе и тонких резиновых перчатках - вполне оправдана.
Шестерни почти всегда просто надеты на валы (с лыской или без), или на пластиковые неподвижные шпеньки, так что снимаются с них за 3 секунды. Если видите шестерню с лыской, снятую с
пластикового вала, то советую как минимум выкусить кусачками и фрагмент пластикового вала с лыской, - иногда это избавляет от изготовления нового вала с лыской. На фотографиях обратите внимание на черные пластиковые кусочки, - это и есть фрагменты пластиковых валов. Они иногда не менее ценны при работе, чем сами шестерни.
Вынутые из каждого устройства косозубые шестерни рекомендую не просто бросить в коробочку с другими разными шестернями, а хранить строго отдельно, в составе группы, работавшей ВМЕСТЕ (например, сложить всю группу в пакетик. Я обычно нанизываю всю группу на кусок проволоки, и скручиваю ее концы в кольцо).
Дело в том, что косозубые шестерни критичны не только по модулю зуба (величине шага зубьев), но и по направлению зубьев: в кинематической цепочке по очереди стоят шестерни с
правым и
левым наклоном зубьев. Поэтому, лучше состав группы не нарушать, чтобы потом не потерять случайно какую-нибудь шестерню. Помните особенность косозубых шестерен: потеря одной левой шестерни лишает возможности использовать две остальные правые (и наоборот) - две правые просто не зацепятся между собой.
И еще несколько замечаний:
- часто встречаются комбинированные (двухступенчатые) шестерни с венцами двух разных диаметров, отлитые сразу одной деталью. Пугаться этого не стоит. Конечно, довольно редко настолько везет, что такую комбинацию можно без переделки использовать в своей конструкции, но и такое иногда бывает. Но кроме того, не составляет проблемы разделить эти два венца в токарном станке (или во вращающемся патроне дрели), используя лобзик с тонкой пилкой в качестве инструмента. Венцы лобзиком разделяются идеально, а легкая остаточная "махристость" пластика по торцам зубьев легко снимается потом острым токарным резцом. Зато вы получаете возможность выбирать из большего числа вариантов сочетания венцов.
- если шестерня имеет лыску, то это не проблема, т.к. при необходимости лыску можно аккуратно сточить: сначала узким модельным ножом, или бормашиной, потом круглыми надфилями, и окончательно придать круглую геометрию отверстию с помощью сверла (вручную) или развертки (вручную).
- если шестерня имеет лыску в отверстии, и вы заранее выкусили фрагмент пластикового вала (скажем, диаметром 4 мм) с такой же лыской, то этот пластиковый фрагмент легко приспосабливается в качестве адаптера: я просверливаю его сверлом 1,95 мм, насаживаю на стальной вал 2 мм с натягом, и сверху сажаю с натягом его же "родную" шестерню. Если делать сверление и подготовку в токарном станке с цангой, то результат - вполне эстетичен и не имеет биений. Иногда для устойчивости добавляю точеный латунный или дюралевый фланец. Предвижу вопрос: "зачем выкусывать какие-то шпеньки из картриджа, - не проще ли изготовить металлический переходник, и сточить на нем лыску напильником ?". Ответ простой: все зависит от скорости вращения будущего вала с этой шестерней. Лыска на металлической втулке на медленно вращающемся валу проблем не создаст. А на быстро вращающемся валу (например, на валу двигателя) асимметричная лыска создает разбаланс масс (центр масс втулки и надетой на нее шестерни смещен от оси вращения), и это чревато вибрацией. Шестерня сделана из легкого пластика, и разбаланс ее массы невелик, а ассиметрия металлической детали - гораздо более критична при быстром вращении. Поэтому я предлагаю использовать в качестве переходной втулки пластиковый фрагмент родного вала: он такой же легкий, как и шестерня, и проблема смещения центра масс не возникает.
- не пугайтесь того, что внутренние диаметры некоторых шестерен оказываются иногда большими (4-5-6 и даже 8 мм). Несложно выточить переходные дюралевые втулки, причем удобнее втулки с небольшим заплечиком для упора. Конечно, я имею ввиду, что у пользователя есть хоть какой-то токарный станок и оснастка.
- напоминаю, что добиться точной и прочной фиксации втулки (или шестерни) на стальном валу можно либо очень точным сверлением и развертыванием втулки (для прессовой посадки), либо (если посадка получилась все-таки скользящей), - каплей спиртового плотного раствора канифоли. Спирт испаряется, и канифоль намертво прихватывает деталь к валу. Если потом надо деталь демонтировать - чуть подогреваем ее (или вал) теплым паяльником, - до размягчения канифоли, - и стягиваем детали с вала.
- ацетатный пластик описанных шестеренок имеет хороший ресурс, и работает бесшумно. Смазка средней густоты дополнительно улучшает качество работы и бесшумность.
- косозубые шестерни имеют еще одну особенность: при работе возникают ОСЕВЫЕ усилия на шестернях, валах, и подшипниках. Поэтому плохо закрепленная (слабо насаженная) шестерня может со временем "сползти" с переходной втулки, или съехать со своего места вдоль по валу, на котором она сидит. Впрочем, такой же особенностью обладает и червяк. Помните об этом, конструируя втулки и подшипники, и обдумывая способы крепления на валу.
Мне очень нравятся эти косозубые шестерни, - советую не проходить мимо такого ценного ресурса. Дополнительные вышеописанные нюансы конструирования ИМХО с лихвой окупаются плавностью хода и бесшумностью таких зубчатых передач.
В качества примера приведу несколько фотографий построения редуктора на таких зубчатых колесах.
На оси диаметром 2 мм видна насаженная пластиковая переходная втулка с лыской. Также видна лыска в отверстии шестерни. Из латуни выточен небольшой фланец - для упора и создания массы (защиты от потенциальных вибраций, вызванных наличием лыски)
Собрано
Вал установлен по месту в подшипниках, надеты на место стаканы карданов.
Видно, что первая шестерня напрессована на дюралевую втулку (позже она посажена с канифолью на вал двигателя). А вторая шестерня будет зажата между двух шарикоподшипников с заплечиками, и весь пакет будет закреплен на неподвижной оси латунным колечком на канифольном растворе.
На вышеприведенной фотографии видно, что каждая шестерня изготовлена путем разрезания пополам одной широкой шестерни. Такие широкие, как в тонер-картридже, они в локомотиве не нужны.
Шестерни надеты на валы, все закреплено канифолью.
Фрагмент трансмиссии в сборе. В зацеплении 3 шестерни.