Всем привет!
Я закончил второй цикл про интерфейсы оправок и виды выходных концов шпинделей.
Подведем итог:
1. Заметка про стандарты: ГОСТ, DIN, ANSI, JIS, ISO.
2. Заметка про SK, BT, BBT, BigPlus и их отличия.
3. Заметка про HSK: типы, размеры и специфика назначения.
4. Заметка про PSC и Capto.
5. Заметка про KM4X - самый современный стандарт оправок.
6. Заметка про виды концов токарных шпинделей.
Дальше начнём разбирать самый базовый и интересный блок — «компоненты шпинделей».
Разберёмся, из чего состоит шпиндель на компонентном уровне, какая есть вариативность и как это влияет на технические характеристики.
А пока всем хороших выходных!
Напомню, что даже после простоя станка на 3 дня, шпиндель нужно обкатать. ;-)
Я закончил второй цикл про интерфейсы оправок и виды выходных концов шпинделей.
Подведем итог:
1. Заметка про стандарты: ГОСТ, DIN, ANSI, JIS, ISO.
2. Заметка про SK, BT, BBT, BigPlus и их отличия.
3. Заметка про HSK: типы, размеры и специфика назначения.
4. Заметка про PSC и Capto.
5. Заметка про KM4X - самый современный стандарт оправок.
6. Заметка про виды концов токарных шпинделей.
Дальше начнём разбирать самый базовый и интересный блок — «компоненты шпинделей».
Разберёмся, из чего состоит шпиндель на компонентном уровне, какая есть вариативность и как это влияет на технические характеристики.
А пока всем хороших выходных!
Напомню, что даже после простоя станка на 3 дня, шпиндель нужно обкатать. ;-)
👍13❤5🤝1
Всем привет!
Сегодня поговорим про компоненты шпиндельных узлов.
Прежде чем начать, нужно понять, какие бывают шпиндели и чем они отличаются. Есть две большие группы шпинделей:
- Шпиндели, вращающие изделие.
- Шпиндели, вращающие инструмент.
Любой из этих шпинделей может приводиться в движение одним из следующих способов:
- Внешний привод посредством вынесенного мотора через ременную или зубчатую передачу, либо через муфту.
- Встроенный мотор в конструкцию, часто называемый мотор-шпиндель.
Вариативность шпинделей велика и связана со спецификой обработки различных изделий. Мы возьмем для примера самый нагруженный различными компонентами фрезерный мотор-шпиндель Franz Kessler и рассмотрим его компоненты. У нас есть:
- 3D-модель этого шпинделя для наглядности.
- Сборочный чертеж для более детального обсуждения.
- Фотографии всех компонентов после разборки шпинделя.
- Маркировки всех компонентов.
У нас есть всё! Мы возьмем 3D-модель, чтобы наглядно посмотреть, из каких основных и крупных узлов состоит шпиндель. К этой модели мы будем обращаться, а далее углубимся с помощью чертежей и фотографий.
А пока просто посмотрим на основные компоненты:
1. Корпус
2. Фланцы
3. Вал
4. Мотор
5. Система фиксации (шток с пружинами)
6. Цанга
7. Датчики системы фиксации
8. Подшипники
9. Цилиндр
10. Система позиционирования (энкодер и колесо энкодера)
11. Лабиринтные уплотнения
12. Рубашки охлаждения
13. Ротационное соединение
14. Фитинги и подводящие каналы
15. Система торможения вала (фрикцион или хирт)
16. Дополнительные датчики (вибрация, термопары, специальные контроллеры)
#состав_шпинделя
Сегодня поговорим про компоненты шпиндельных узлов.
Прежде чем начать, нужно понять, какие бывают шпиндели и чем они отличаются. Есть две большие группы шпинделей:
- Шпиндели, вращающие изделие.
- Шпиндели, вращающие инструмент.
Любой из этих шпинделей может приводиться в движение одним из следующих способов:
- Внешний привод посредством вынесенного мотора через ременную или зубчатую передачу, либо через муфту.
- Встроенный мотор в конструкцию, часто называемый мотор-шпиндель.
Вариативность шпинделей велика и связана со спецификой обработки различных изделий. Мы возьмем для примера самый нагруженный различными компонентами фрезерный мотор-шпиндель Franz Kessler и рассмотрим его компоненты. У нас есть:
- 3D-модель этого шпинделя для наглядности.
- Сборочный чертеж для более детального обсуждения.
- Фотографии всех компонентов после разборки шпинделя.
- Маркировки всех компонентов.
У нас есть всё! Мы возьмем 3D-модель, чтобы наглядно посмотреть, из каких основных и крупных узлов состоит шпиндель. К этой модели мы будем обращаться, а далее углубимся с помощью чертежей и фотографий.
А пока просто посмотрим на основные компоненты:
1. Корпус
2. Фланцы
3. Вал
4. Мотор
5. Система фиксации (шток с пружинами)
6. Цанга
7. Датчики системы фиксации
8. Подшипники
9. Цилиндр
10. Система позиционирования (энкодер и колесо энкодера)
11. Лабиринтные уплотнения
12. Рубашки охлаждения
13. Ротационное соединение
14. Фитинги и подводящие каналы
15. Система торможения вала (фрикцион или хирт)
16. Дополнительные датчики (вибрация, термопары, специальные контроллеры)
#состав_шпинделя
✍9❤🔥3👍2
Корпус шпинделя
Что можно рассказать про корпус:
Форма:
1. Круглая
2. Прямоугольная
3. Сложная форма
Функционал:
1. Корпус с подготовкой под рубашку охлаждения.
2. Корпус с интегрированной рубашкой охлаждения.
Во всех фрезерных станках чаще всего встречаются шпиндели цилиндрической формы. Правило хорошего тона — это plug and play, когда в станок установлен шпиндель с интегрированной рубашкой охлаждения. В более дешевых станках корпус станины может выполнять функцию рубашки охлаждения.
В токарно-фрезерных станках, где инструментальный шпиндель является поворотной осью, корпус шпинделя обычно имеет сложную форму — опорный фланец с каналами под гидравлику и пневматику, а также может быть выполнен в виде полукруга, квадрата, шестиугольника или любой другой формы по выбору конструктора.
Для поворотных осей стандартизация отсутствует.
Для цилиндрических корпусов наблюдается стандартизация посадочных диаметров в станину:
150, 170, 190, 202, 212, 230, 240, 270, 280 мм.
Хотя с диаметрами всё более-менее стандартизировано, длины шпинделей и крепления к станине фланцем остаются без чётких стандартов, что создаёт сложности в взаимозаменяемости шпинделей.
Если на вашем станке стоит шпиндель Weiß или Step-tec, найти аналог по габаритам будет непросто.
Но при наличии большого желания всё возможно.
Можно много рассказать про корпус с интегрированными опорами и опорами, соединяемыми с основным корпусом, а также о допусках и требованиях к геометрии шпиндельных корпусов.
Однако мы сосредоточимся на функционале и эксплуатации.
Если у вас возникнут вопросы за пределами текущего обсуждения, не стесняйтесь писать в комментарии или отправлять личные сообщения — я постараюсь ответить или подскажу, в какой литературе можно найти дополнительную информацию.
Ссылка на подобранный материал
#состав_шпинделя
Что можно рассказать про корпус:
Форма:
1. Круглая
2. Прямоугольная
3. Сложная форма
Функционал:
1. Корпус с подготовкой под рубашку охлаждения.
2. Корпус с интегрированной рубашкой охлаждения.
Во всех фрезерных станках чаще всего встречаются шпиндели цилиндрической формы. Правило хорошего тона — это plug and play, когда в станок установлен шпиндель с интегрированной рубашкой охлаждения. В более дешевых станках корпус станины может выполнять функцию рубашки охлаждения.
В токарно-фрезерных станках, где инструментальный шпиндель является поворотной осью, корпус шпинделя обычно имеет сложную форму — опорный фланец с каналами под гидравлику и пневматику, а также может быть выполнен в виде полукруга, квадрата, шестиугольника или любой другой формы по выбору конструктора.
Для поворотных осей стандартизация отсутствует.
Для цилиндрических корпусов наблюдается стандартизация посадочных диаметров в станину:
150, 170, 190, 202, 212, 230, 240, 270, 280 мм.
Хотя с диаметрами всё более-менее стандартизировано, длины шпинделей и крепления к станине фланцем остаются без чётких стандартов, что создаёт сложности в взаимозаменяемости шпинделей.
Если на вашем станке стоит шпиндель Weiß или Step-tec, найти аналог по габаритам будет непросто.
Но при наличии большого желания всё возможно.
Можно много рассказать про корпус с интегрированными опорами и опорами, соединяемыми с основным корпусом, а также о допусках и требованиях к геометрии шпиндельных корпусов.
Однако мы сосредоточимся на функционале и эксплуатации.
Если у вас возникнут вопросы за пределами текущего обсуждения, не стесняйтесь писать в комментарии или отправлять личные сообщения — я постараюсь ответить или подскажу, в какой литературе можно найти дополнительную информацию.
Ссылка на подобранный материал
#состав_шпинделя
👍9⚡1🤝1
Моторы - конструкция и причины выхода из строя
В корпус шпинделя установлен мотор.
Есть основные производители моторов.
В японских и тайваньских шпинделях это будет, скорее всего, Fanuc.
У европейских производителей шпинделей вариативность моторов чуть выше: E+A, Siemens, Rexroth, Etel, Cedс, Parker, Kessler.
В моторах есть 2 больших типа:
- Асинхронные и Синхронные.
Подробнее при желании можно почитать тут.
Для нас важно следующее:
Синхронные более мощные, при одинаковых размерах, и у них постоянный крутящий момент, который не меняется от оборотов шпинделя, но управлять ими сложнее.
Из исполнения можно выделить также 2 типа:
- В залитом компаунде и без него.
Тут остановимся подробнее. Для чего нужен компаунд и можно ли без него.
Сразу скажу, что без него можно.
Компаунд нужен для лучшего отвод тепла от мотора, уменьшения риска пробоя при статике и загрязнениях и более технологическое производство, так как компаунд сохнет «на полке», а не в печи, как лаковое покрытие изоляции.
Отсюда самый важный вывод: если нужно перемотать мотор, то можно отойти от компаунда и сделать обмотку, покрытую лаком — все будет работать.
Что еще нужно знать про шпиндельные моторы:
1. Нормальный температурный режим — до 50 градусов Цельсия, хотя производители пишут, что до 90 градусов это норма.
2. Нагрузка на мотор при холостом ходе не должна превышать 10 процентов. Если значительно выше, нужно проводить процедуру адаптации мотора.
3. Основные параметры записаны в таблице моторов; после перемотки может потребоваться ручная корректировка.
4. Температуру мотора контролируют термопары; если термопара вышла из строя, то всегда есть запасная. Правило хорошего тона — наличие четырех термопар в моторе.
#состав_шпинделя
#причины_поломок
В корпус шпинделя установлен мотор.
Есть основные производители моторов.
В японских и тайваньских шпинделях это будет, скорее всего, Fanuc.
У европейских производителей шпинделей вариативность моторов чуть выше: E+A, Siemens, Rexroth, Etel, Cedс, Parker, Kessler.
В моторах есть 2 больших типа:
- Асинхронные и Синхронные.
Подробнее при желании можно почитать тут.
Для нас важно следующее:
Синхронные более мощные, при одинаковых размерах, и у них постоянный крутящий момент, который не меняется от оборотов шпинделя, но управлять ими сложнее.
Из исполнения можно выделить также 2 типа:
- В залитом компаунде и без него.
Тут остановимся подробнее. Для чего нужен компаунд и можно ли без него.
Сразу скажу, что без него можно.
Компаунд нужен для лучшего отвод тепла от мотора, уменьшения риска пробоя при статике и загрязнениях и более технологическое производство, так как компаунд сохнет «на полке», а не в печи, как лаковое покрытие изоляции.
Отсюда самый важный вывод: если нужно перемотать мотор, то можно отойти от компаунда и сделать обмотку, покрытую лаком — все будет работать.
Что еще нужно знать про шпиндельные моторы:
1. Нормальный температурный режим — до 50 градусов Цельсия, хотя производители пишут, что до 90 градусов это норма.
2. Нагрузка на мотор при холостом ходе не должна превышать 10 процентов. Если значительно выше, нужно проводить процедуру адаптации мотора.
3. Основные параметры записаны в таблице моторов; после перемотки может потребоваться ручная корректировка.
4. Температуру мотора контролируют термопары; если термопара вышла из строя, то всегда есть запасная. Правило хорошего тона — наличие четырех термопар в моторе.
#состав_шпинделя
#причины_поломок
👍6❤5🤝1🆒1
Причины типовых неисправностей:
1. Залитие мотора: СОЖ через ротационное соединение или охлаждающая жидкость через рубашку охлаждения.
2. Неисправности энкодера: Как следствие, неправильное управление и перегрузки.
3. Статика: Продукты износа внутри шпинделя вызывают статическое электричество и приводят к межвитковому замыканию.
4. Перетирание силовых кабелей: Замыкание на корпус.
5. Конденсат внутри мотора: Из-за неправильного температурного режима охлаждающей жидкости мотора. Температура жидкости должна быть не ниже на 5 градусов, чем температура в цеху.
6. Механические повреждения обмотки.
7. Перегрев мотора: Перегрузки и работа в неправильных режимах, отсутствие охлаждения.
8. Электрические перенапряжения: Скачки напряжения в сети, отсутствие активных защит и стабилизаторов.
Специфические причины:
1. Некачественная охлаждающая жидкость, которая разъест уплотнения рубашки охлаждения, что приведет к залитию мотора.
2. Выход из строя термопары контроля температуры и работа без защиты. Любой перегрев останется незамеченным и скорее всего приведет к поломке.
3. Выход из строя обратных клапанов в системе подачи СОЖ и воздуха. Большие риски проникновения жидкостей внутрь шпинделя.
4. Плохая подготовка воздуха: Влажный или загрязненный.
Ссылка на подобранный материал
#причины_поломок
1. Залитие мотора: СОЖ через ротационное соединение или охлаждающая жидкость через рубашку охлаждения.
2. Неисправности энкодера: Как следствие, неправильное управление и перегрузки.
3. Статика: Продукты износа внутри шпинделя вызывают статическое электричество и приводят к межвитковому замыканию.
4. Перетирание силовых кабелей: Замыкание на корпус.
5. Конденсат внутри мотора: Из-за неправильного температурного режима охлаждающей жидкости мотора. Температура жидкости должна быть не ниже на 5 градусов, чем температура в цеху.
6. Механические повреждения обмотки.
7. Перегрев мотора: Перегрузки и работа в неправильных режимах, отсутствие охлаждения.
8. Электрические перенапряжения: Скачки напряжения в сети, отсутствие активных защит и стабилизаторов.
Специфические причины:
1. Некачественная охлаждающая жидкость, которая разъест уплотнения рубашки охлаждения, что приведет к залитию мотора.
2. Выход из строя термопары контроля температуры и работа без защиты. Любой перегрев останется незамеченным и скорее всего приведет к поломке.
3. Выход из строя обратных клапанов в системе подачи СОЖ и воздуха. Большие риски проникновения жидкостей внутрь шпинделя.
4. Плохая подготовка воздуха: Влажный или загрязненный.
Ссылка на подобранный материал
#причины_поломок
Папка из Облака Mail
15- Моторы
Скачивайте файлы из папки или сохраняйте к себе в Облако
👍8❤3👌1🤝1
Валы шпинделей: какие бывают и сколько стоят
Если шпиндель — сердце станка, то вал шпинделя — миокард.)))
Ключевое в вале шпинделя — это интерфейс выходного конца.
Для инструментальных:
- SK,
- BT,
- HSK,
- PSC,
- KM4X.
Для токарных:
- DIN,
- JIS,
- ANSI со всей кучей разнообразия, или, по-простому, конус, фланец, резьба.
Бывают и комбинированные истории — токарный конус типа A с дополнительным внутренним конусом HSK. Но это специфика и конкретное видение конструктора.
Шпиндельный вал — сложное изделие. Сложность изготовления заключается в высоких допусках, обычно 3 или 4 класс точности — допуски в 2-3 мкм.
Помимо внешней поверхности, нужно изготовить и внутреннюю поверхность под конкретную систему фиксации инструмента.
Очень важен материал и термическая обработка — материалы должны быть минимально подвержены естественному старению, например, ХВГ сталь. А в процессе изготовления количество циклов искусственного старения может быть и 5, и 10.
Всё это делается для того, чтобы со временем вал не повело, не выгнуло, и он оставался идеально ровным на весь срок эксплуатации.
В дорогостоящих шпинделях все поверхности вала шлифованные, даже резьбы.
А высшая степень прецизионности — вал без резьб, тогда вся сборка идет посредством фланцев. Это сложнее, но зато жестче и точнее. Так, к примеру, делает Studer.
Выходя за рамки темы:
По конструктиву:
- Цельные,
- Составные (вал из двух частей, вал со сменным конусом, вал в вале),
- С эксцентричными поверхностями (вагури для силового шлифования).
По виду термической обработки:
- Цельнокаленные,
- С твердым поверхностным слоем: цементированные/азотированные.
И, на последок, стоимость вала для нашего Franz Kessler, который мы рассматриваем, при изготовлении одной штуки примерно составит 500 000 - 1 000 000 рублей.
И эти цены примерно одинаковы для любого региона в мире.
Ссылка на подобранный материал
#состав_шпинделя
Если шпиндель — сердце станка, то вал шпинделя — миокард.)))
Ключевое в вале шпинделя — это интерфейс выходного конца.
Для инструментальных:
- SK,
- BT,
- HSK,
- PSC,
- KM4X.
Для токарных:
- DIN,
- JIS,
- ANSI со всей кучей разнообразия, или, по-простому, конус, фланец, резьба.
Бывают и комбинированные истории — токарный конус типа A с дополнительным внутренним конусом HSK. Но это специфика и конкретное видение конструктора.
Шпиндельный вал — сложное изделие. Сложность изготовления заключается в высоких допусках, обычно 3 или 4 класс точности — допуски в 2-3 мкм.
Помимо внешней поверхности, нужно изготовить и внутреннюю поверхность под конкретную систему фиксации инструмента.
Очень важен материал и термическая обработка — материалы должны быть минимально подвержены естественному старению, например, ХВГ сталь. А в процессе изготовления количество циклов искусственного старения может быть и 5, и 10.
Всё это делается для того, чтобы со временем вал не повело, не выгнуло, и он оставался идеально ровным на весь срок эксплуатации.
В дорогостоящих шпинделях все поверхности вала шлифованные, даже резьбы.
А высшая степень прецизионности — вал без резьб, тогда вся сборка идет посредством фланцев. Это сложнее, но зато жестче и точнее. Так, к примеру, делает Studer.
Выходя за рамки темы:
По конструктиву:
- Цельные,
- Составные (вал из двух частей, вал со сменным конусом, вал в вале),
- С эксцентричными поверхностями (вагури для силового шлифования).
По виду термической обработки:
- Цельнокаленные,
- С твердым поверхностным слоем: цементированные/азотированные.
И, на последок, стоимость вала для нашего Franz Kessler, который мы рассматриваем, при изготовлении одной штуки примерно составит 500 000 - 1 000 000 рублей.
И эти цены примерно одинаковы для любого региона в мире.
Ссылка на подобранный материал
#состав_шпинделя
👍5❤2💯1🤝1
👍6❤🔥1🤝1