Шпиндель — это вращающаяся ось в станке, используемом для выполнения операций с металлами. Шпиндель является жизненно важной частью станка и, как правило, представляет собой комбинированный узел, включающий оправку. Он содержит втулку, держатель инструмента, подшипники, жидкость для резки металла и контур охлаждения. Внутреннее устройство шпинделя имеет сложную структуру. Существуют различные типы шпинделей, но электрический шпиндель обладает высокой мощностью и точностью, поскольку он приводится в движение двигателем.
В связи с автоматизацией и необходимостью высокой скорости в металлообработке электрические шпиндели становятся все более популярными, особенно в высокоскоростной обработке. Они также полезны в прецизионном фрезерном оборудовании, поскольку их работа проще и точнее. Однако одним из недостатков электрических шпинделей является использование асинхронных двигателей. При интенсивной эксплуатации высокие потери в роторе приводят к накоплению и увеличению тепла внутри вала шпинделя, вызывая его расширение. В результате тепло от вала передается на подшипники, оси и другие части шпинделя, сокращая срок их службы.
Из-за вышеуказанного недостатка, связанного с асинхронными двигателями, производители станков начали использовать вместо них синхронные двигатели. В отличие от асинхронных двигателей, они не подвержены потерям в роторе. В результате ротор не потребляет электрическую энергию, и все потери происходят в статоре. Тепло затем легко отводится с помощью водяного охлаждения или других методов.
Что следует учитывать при выборе электрических шпинделей
Масляная смазкаВ электрических шпинделях обычно используются керамические шарикоподшипники, поскольку они устойчивы к коррозии, высоким температурам и многократному использованию, а также имеют длительный срок службы. Вращение приводит к выделению тепла из-за трения между маслом и подшипниками, что вызывает высыхание масла. Поэтому необходима повторная смазка.
Охлаждающая жидкость- Устройства охлаждения электрических шпинделей должны быть оснащены соответствующей охлаждающей жидкостью — водой или маслом. Шпиндели с водяным охлаждением имеют преимущество в более высокой скорости охлаждения, хотя для предотвращения образования ржавчины со временем необходимы ингибиторы коррозии. В шпинделях с масляным охлаждением такой проблемы нет, хотя они охлаждают станок медленнее.
Скорость вращения шпинделя- В зависимости от времени использования необходимо определить и соответствующим образом настроить скорость вращения шпинделя. Фактическая скорость обработки для достижения высокой силы резания обычно составляет 80% от максимальной скорости.8 Если требуется обработка на низкой скорости, она должна составлять не менее 10% от максимальной скорости.
Настройка
Как и многие другие механические детали, шпиндель также может быть изготовлен на заказ. Эти изготовленные на заказ моторные шпиндели могут использоваться для различных функций в высокотехнологичной обработке, таких как нарезка авиационных пропеллеров, обработка автомобильных шасси, обработка цилиндров двигателей и т. д.
Заключение
Электрические шпиндели широко используются в обрабатывающих центрах для выполнения многозадачных операций. Они повышают эффективность станков и позволяют легко выполнять прецизионную обработку. По этой причине электрические шпиндели применяются в горизонтальных, вертикальных, двухколонных и колонных обрабатывающих центрах.
