Какой двигатель использовать для шпинделя

Какой двигатель использовать для шпинделя

Статья посвящена общему представлению о шпиндель-моторах, особенностях конструкции, а также их применения в промышленности.

В традиционном понимании шпиндель — это вал, который оснащен зажимным устройство для инструмента или заготовки, на который посредство ременной передачи передается крутящий момент от отдельного привода.

Мотор-шпиндель или иначе называемый электрошпиндель — это шпиндель, обладающей совмещённой конструкцией вала и двигателя. Совмещённый с валом электродвигатель исторически впервые появился на внутришлифовальных и сверлильных станках, где нужны большие обороты при малых диаметрах инструмента.

Шпиндель-мотор представляет собой корпус со статором, внутрь которого помещён вал с пакетом ротора. На передней и задней части вала устанавливаются высокоскоростные радиально-упорный подшипники, для обеспечения жесткости и точности, а также для восприятия осевых нагрузок.

В электрошпинделях создают преднатяг подшипников для увеличения жесткости. Чаще передние подшипники представляют собой дуплексные пары, иногда триплексы, в зависимости от параметров мотора и области его применения, что влияет на величину и разнообразность нагрузок, а так как большую часть напряжения воспринимает именно передний подшипниковый узел, его и усиливаю.

Сзади, чаще с завода стоят одиночные шарико-радиальные подшипники под преднатягом пружин, посредством чего такой подшипник работает, как радиально-упорный и способен к восприятия части несильных осевых нагрузок.

Вообще мотор шпиндели конструктивно похожи и как правило состоят из двух опор и самого электродвигателя (ротор и статор) Однако существует масса вариаций конструкции подшипниковых узлов, все это зависит от назначения шпинделя.

Например скоростные гравировальные и внутришлифовальные имеют по одной опоре спереди и сзади и преднатягом, заданным с помощью пружин, а чисто фрезерные моторы, как правило, имеют мощную переднюю опору по схеме DB, воспринимающую все нагрузки, и более мелкий подшипник сзади, поддерживающий вал и воспринимающий часть радиальной нагрузки через рычаг образованый инструментом, опорой и валом.

Мотор-шпиндель подключается к частотному преобразователю, посредством которого асинхронный двигатель раскручивает до необходимой частоты и, соответственно, нужных оборотов вала.

Широкое распространение мотор-шпниделей связано именно с развитием и удешевлением полупроводниковой преобразовательной техники, до этого момента преобразователи могли занимать целый шкаф и иметь вес десятки килограмм.

Шпиндель-моторы бывают двух видов: с автоматической и ручной сменой инструмента. Отличия у этих двух видом электрошпинделей выражаются в особенностях их конструкции.

Шпиндель-моторы с автоматической сменой инструмента конструктивно представляют собой корпус асинхронного электродвигателя с валом и пакетом ротора, а также внутри самого вала располагается механизм захвата инструментальной оправки.

В качестве зажимного элемента могут выступать металлические шарики или же металлические лепестки (под оправки стандарта HSK), для примера ниже показано фото механизма с металлическими шариками в качестве элемента зажима, сделанное во время ремонта шпиндель-мотора HSD ES919A:

Читайте также:  На горячий или холодный двигатель заливать тосол

Шпиндель-моторы с ручной сменой инструмента конструктивно проще, чем с автосменой. Для шпинделей с ручной сменой существует целый ряд стандартов присоединения инструмента.

Например, на фрезерных очень популярен внутренний конус 8 градусов стандарта ER, есть и другие варианты внутреннего конуса. на шлифовальниках распространено простое цилиндрическое крепление с резьбовым хвостовиком, на шлифовальных моторах с инструментами большого диаметра (диски) распространен внешний конус 1:5 или 1:10 так как в подобных электрошпинделях нет пружины, а вместо самого захватного элемента выступает резьба на валу, на которую накручивается инструментальная гайка с цангой соответствующего размера.

Мотор-шпиндели имеют 2 типа охлаждения: жидкостное (при жидкостном охлаждении охлаждающая жидкость циркулирует под давлением внутри корпуса по специально отведенным каналам); воздушное (может быть реализовано с помощью охлаждающего вентилятора на задней части шпинделя или же посредством воздушного потока от пневматической системы). Жидкостная нужна для эффективного отвода тепла из небольшого и высоконагруженного двигателя и там, где очень много агрессивной пыли и брызги жидкости.

Воздушное охлаждение используется там, где среда не такая агрессивная, например, деревообработка, к тому же это проще конструктивно и дешевле.

Подобные мотор-шпинделя применяются при обработке различных типов материала, начиная от деревообработки и цветных мягких сплавов и до обработки чёрных металлов.

Высокоскоростные электрошпиндели имеют достаточно высокую популярность в области деревообработки. С автоматической сменой чаще всего устанавливаются на деревообрабатывающих центрах, с ручной сменой на станках, где обработка ведётся, большую часть, одним инструментов и не требует быстрой, постоянной смены.

Для примера представлены шпиндель-мотор с автоматической и ручной сменой инструмента.

С автоматической сменой инструмента HSD ES929 5.5 kW:

Источник

Асинхронный двигатель вместо шпинделя

#1 OFFLINE abrist

  • Пользователи+
  • 71 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Из:Сокол

    Подскажите, какой асинхронный двигатель можно поставить вместо шпинделя для фрезерования металла?

    Видел такой:

    Я так понимаю, там стоит голова с цангой и шкивы на ремне:

    #2 OFFLINE 3D-BiG

  • Модератор
  • 13 312 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Город: Ареал обитания — вся страна, но обычно встречаюсь в Новосибирске.
    • Интересы: Полежать на диване, пофлудить на форуме.
    • Из:СССР

    Шпиндели ременные и асинхронные двигатели для шпинделей даже у нас в стране продаются под такие задачи. Возьмите и как указал гугланите и будет вам счастье.

    Лужу, паяю, станки ЧПУ починяю.
    G01 придумали трусы. Реальные пацаны фрезеруют на G00.

    Отверстия с точностью ниже 14 квалитета называются дырками.

    #3 OFFLINE abrist

  • Пользователи+
  • 71 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Из:Сокол

    асинхронные двигатели для шпинделей

    Это подразумевается шпиндельные серводвигатели? Не везде продаются, да еще и ценник 40т.р. Хотя, нашел по 5т.р. АИР какой-то от IEK. еще и с обраткой как-то можно использовать.

    Читайте также:  Троит двигатель после переключения с газа на бензин

    Сервак понятно — удобно, стабильно. А как насчет синхронного трехфазника, как с таким работать через ремень и ЧП, можно получить хорошие результаты? Работа по стали фрезой, например, 8-12мм или по алюминьке 8-14мм.

    Задумался. а есть такие сервы, чтобы поставить с головкой и использовать ее можно было и по стали и по дереву, пластику? Посмотрел сервак шпиндельный, у него 1450-6000 об/мин, маловато для мягких материалов будет. Других не бывает?

    Сообщение отредактировал abrist: 03 Январь 2020 — 17:45

    #4 OFFLINE 3D-BiG

  • Модератор
  • 13 312 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Город: Ареал обитания — вся страна, но обычно встречаюсь в Новосибирске.
    • Интересы: Полежать на диване, пофлудить на форуме.
    • Из:СССР

    Это подразумевается асинхронные двигатели, а не серваки, которые обычно бывают синхронными, и которые используют если помимо вращения фрезы вам важно еще и конкретный угол поворота. Если сервак в качестве привода, то надо будет не просто ремень, а зубчатый ремень. Простона приведенных вами фотах нарисованы именно асинхронники, а не серваки.

    Сообщение отредактировал 3D-BiG: 03 Январь 2020 — 17:52

    Лужу, паяю, станки ЧПУ починяю.
    G01 придумали трусы. Реальные пацаны фрезеруют на G00.

    Отверстия с точностью ниже 14 квалитета называются дырками.

    #5 OFFLINE abrist

  • Пользователи+
  • 71 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Из:Сокол

    Это подразумевается асинхронные двигатели, а не серваки

    я имею в виду про Шпиндельный асинхронный двигатель с энкодером (сервак) на дакстоне, а не простой сервак. это к слову. типа у них серваки обычные есть, и есть серваки шпиндельные.

    подскажите, пожалуйста, как асинхроник себя ведет вообще в такой работе, на какую мощность примерно ориентироваться? передача через зубчатый ремень, конечно, например, 3:1, чтобы понизить обороты и повысить момент. Просто со сталью никогда не работал, не считая школы (токарник 15 минут) и ВУЗа с теорией

    #6 OFFLINE тот еще наладчик

  • Пользователи+
  • 672 сообщений
    • Из:екатеринбург

    Сообщение отредактировал тот еще наладчик: 03 Январь 2020 — 18:48

    #7 OFFLINE 3D-BiG

  • Модератор
  • 13 312 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Город: Ареал обитания — вся страна, но обычно встречаюсь в Новосибирске.
    • Интересы: Полежать на диване, пофлудить на форуме.
    • Из:СССР

    я имею в виду про Шпиндельный асинхронный двигатель с энкодером (сервак) на дакстоне, а не простой сервак. это к слову. типа у них серваки обычные есть, и есть серваки шпиндельные. подскажите, пожалуйста, как асинхроник себя ведет вообще в такой работе, на какую мощность примерно ориентироваться? передача через зубчатый ремень, конечно, например, 3:1, чтобы понизить обороты и повысить момент. Просто со сталью никогда не работал, не считая школы (токарник 15 минут) и ВУЗа с теорией

    Читайте также:  Дистанционный запуск двигателя автомобиля шерхан

    Везет: В ВУЗ-е с теорией, а я вообще электронщик. А асинхронник с энкодером в заднице это в основном для стабилизации оборотов.

    Сообщение отредактировал 3D-BiG: 03 Январь 2020 — 21:52

    Лужу, паяю, станки ЧПУ починяю.
    G01 придумали трусы. Реальные пацаны фрезеруют на G00.

    Отверстия с точностью ниже 14 квалитета называются дырками.

    #8 OFFLINE abrist

  • Пользователи+
  • 71 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Из:Сокол

    А асинхронник с энкодером в заднице это в основном для стабилизации оборотов.

    я про такие:

    даркстон называет их «Шпиндельные серводвигатели CTB».

    Подскажите, пожалуйста, если делать коснтрукцию, как на 1-м фото, на какую мощность асинхроника, под 220/380В и какими оборотами нужно смотреть для фрез хотя бы 8мм по стали (подобной работы очень мало и редкто, выровнять плоскость, например, но планируется), не быстро, чтобы хоть как-то работало, но стабильно. чтобы понять, стоит ли заморачиваться этим асинхронным двигателем или обычный шпиндель поставить и успокоиться на алюминьках.

    Сообщение отредактировал abrist: 03 Январь 2020 — 22:41

    #9 OFFLINE 3D-BiG

  • Модератор
  • 13 312 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Город: Ареал обитания — вся страна, но обычно встречаюсь в Новосибирске.
    • Интересы: Полежать на диване, пофлудить на форуме.
    • Из:СССР

    Вопрос ясен, отвечаю — не знаю. С такими задачами не работал.

    Лужу, паяю, станки ЧПУ починяю.
    G01 придумали трусы. Реальные пацаны фрезеруют на G00.

    Отверстия с точностью ниже 14 квалитета называются дырками.

    #10 OFFLINE niksooon

  • Cтарожил
  • 1 525 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Из:Кашира

    какими оборотами нужно смотреть для фрез хотя бы 8мм

    Уважающие себя производителе фрез пишут данные по режимам резания прямо на упаковке оных . вас в принципе должно заинтересовать в первую очередь рекомендуемая скорость резания . На её основании и беря в расчет диаметр фрезы нетрудно рассчитать необходимые обороты . Потребную мощность рассчитать несколько сложнее -учитывается материал заготовки ,диаметр фрезы ,подача на зуб глубина за проход и тд. той-же самой 8-й если ковырять сталь по 0.1мм за проход то и поллитра ,0.5 кВт хватит ,а если загнать ее по самое небалуй то и 5ти кВт будет не хватать. Если не поплохело от написанного рекомендую скачать в сети калькулятор режимов резания Walter , если научиться им правильно пользоваться то он и по режимам резания параметры посчитает и заветную цифру по мощности шпинделя выдаст.

    Сделанное правильно — красиво. Если сделанное тебе не нравится — то и работать оно будет хреново. Перевари, пересверли, выпили заново — ну, или хотя бы покрась.

    #11 OFFLINE Ganch_er

  • Пользователи+
  • 758 сообщений
    • Пол: Мужчина
    • Город: КИЕВ
    • Из:Киев

    или обычный шпиндель поставить и успокоиться на алюминьках.

    Источник

    Adblock
    detector