для чего предназначен шпиндель
Что такое шпиндель?
Что такое шпиндель? Для чего используется?
Ниже приведу пример шпинделя токарно-винторезного станка:
Шпиндель это деталь какого то механизма, обычно станка по метало или дерево обработки, на который крепятся устройства крепления заготовок или напрямую заготовка для ей обработки.
Простыми словами это вал выходящий из редуктора (коробки передач) имеющий крепёжный элемент для навески патрона или устройства крепления заготовки.
Применяется как я уже написал шпиндель во основном в станках дерево и метало обработке.
Чтоб понять для чего он нужен, нужно понять, что при обработке заготовок (деталей) они испытывают разного рода нагрузку, а соответственно передают ей и тому элементу на который она закреплена. Поэтому электродвигатель приводящий станок или коробка передач не рассчитаны на перегрузку или значительную вибрацию, его корпус попросту не выдержит и расколется. Для этого используют промежуточную деталь шпиндель, он установлен в отдельном корпусе, на мощных способных противостоять перегрузке и вибрации промышленных подшипниках, а так же имеет элементы крепления (резьбу, шлицы, паз под шпонку и дт), надеюсь понятно объяснил.
Шпиндель токарного станка
Шпиндель – составная часть токарного станка, играющая важнейшую роль в процессе обработки заготовок. Он выполнен в виде вала с проделанным отверстием в виде конуса, предназначенного для установки инструментов. Шпиндель токарного станка изготавливается из высокопрочной стали, что необходимо для безопасной эксплуатации станка, долговечности детали и высокой точности выполняемых работ. Он считается главным элементом станка, так как остальные узлы и детали предназначены для обеспечения его работы.
Устройство
Шпиндель представляет собой стальной вал, впереди которого установлено крепление для рабочего инструмента. В классическом образе шпиндель установлен на высокоточных подшипниках качения. Для обеспечения необходимой точности работы в процессе эксплуатации на опоре шпинделя установлено специальное кольцо. Регулировка кольца происходит с помощью регулировочной гайки, Затягивание которой смещает гайку по шпинделю, что обеспечивает устранение образовавшихся в процессе работы зазоров
Конструкция шпинделя зависит от множества факторов, обычно от сферы назначения, типа и устройства станка, размеров и скорости работы. Раньше основой этого узла выступали подшипники, отклонение на которых достигало 1 мкм. На сегодняшний день требования к шпинделям усилились, поэтому современные образцы изготавливаются с применением магнитных или воздушных опор. Подобное решение позволяет добиться минимального отклонения, не превышающего 0,2 мкм.
Для более высокой точности, при которой погрешность обработки ниже 0,03 мкм, применяется особый способ привода. Шпиндель приводиться в движение и разгоняется с помощью маховика, но работы выполняется после отключения маховика и работе шпинделя за счет инерции.
Конструкция узла должна соответствовать следующим требованиям:
Обычно шпиндель не рассматривается как отдельная конструкция. Чаще всего рассматривается весь комплекс токарно-винторезного станка, включающий электродвигатель, привод, переднюю бабку и шпиндель. Электродвигатель можно менять, использовать даже силовые установки, работающие от постоянного тока. Главное, чтобы все составные части соответствовали электрической схеме станка.
Назначение шпинделя
Основным назначением шпиндельной бабки является фиксация рабочих инструментов (сверл, разверток, метчиков и других деталей). Обычно в конструкции используется вращающийся шпиндель, который применяется для снятия стружки, вырезания пазов и придания формы заготовкам. Через него происходит передача крутящего момента з электродвигателя на деталь, а также изоляция рабочего инструмента от вибрационных нагрузок, который принимает на себя подшипник. Фиксация инструмента происходит с помощью зажимного патрона, установленного на конце шпинделя.
Сборка и ремонт
Изначально настройка и сборка шпиндельной бабки производиться в заводских условиях, поэтому вмешиваться конструкцию узла не нужно. Все работы выполняют согласно ремонтной документации узла бабки шпиндельной. Дополнительную регулировку можно проводить после определенного срока эксплуатации, когда заметно ухудшение точности. Настройка проводится с помощью регулировочной шайбы.
На срок эксплуатации сильно влияет система электроторможения, схема устройства и настройки которой предоставляется производителем.
Ремонт шпинделя должен выполняться квалифицированным мастером, его сложность зависит от типа износа:
Главное, чтобы после ремонта не уменьшился диаметр шейки, если достичь того невозможно, шейка обтачивается и на нее надевается посадочная втулка из стали той же марки.
Качественная шпиндельная бабка токарного станка при правильной эксплуатации и уходе будет качественно выполнять свою работу весь эксплуатационный срок. Главное, периодически проверять износ узла и точность обработки заготовок.
Принцип работы шпиндельного двигателя
Принцип работы шпиндельного двигателя
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:
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:
Что такое шпиндель
В строительстве, металлообработке и деревообработке, а также в некоторых других сферах профессиональной деятельности, существуют термины, которые находятся на слуху у строителей и людей, кто хоть как-то знаком с этой темой. Но многие из них могут вызвать интерес неподготовленного человека, который может воспринять некоторые термины даже как ругательства. Примером таких слов может служить термин шпиндель. Что такое шпиднель?
Шпиндель, как правило, это элемент каких-либо устройств, используемых в производстве. И самым распространенным значением этого слова является ось вращения. Иногда, даже уместно употреблять эти слова как синонимы.
Как ось вращения, шпиндель может использоваться в станках, прядильных аппаратах, двигателях и других механических устройствах. Так, к шпинделю, как правило, крепится катушка, если он используется в прядильной машине как веретено.
Если рассматривать двигателестроение, то шпинделем в этом случае может называться передаточный вал от двигателя к прокатному валу, а также специальный элемент, осуществляющий передачу крутящего момента от двигателя к другим движущимся частям.
Также шпинделем могут называть и асинхронный двигатель со специальным валом, который используется для закрепления фрезы. Таким двигатели для работы используют переменный ток и используются как во фрезерных, так и в других типах станков, например, шлифовальных или точильных.
В производстве компьютерной технике также используется понятие шпинделя. В данном случае это вал, который крепит пластины жесткого диска и обеспечивает их вращение. Таким образом. Шпиндель также является и осью, и валом, и креплением одновременно, и также поворотным механизмом.
Можно сделать заключение о том, что шпиндель – это достаточно употребляемое слово в просторечии, которое может обозначать легкое ругательство, но реального значения этого слова многие не знают. Таким образом, шпиндель является всего лишь осью, валом или элементом вращения, который используется во многих сферах производства: машиностроении, разработке компьютерной технике, металлообработке, деревообработке и многих других сферах. Значит, что шпиндель очень даже важный элемент, вокруг которого крутится все, и который играет очень важную роль в производственной сфере. Получается, что слово шпиндель может являться не только ругательством, но и комплиментом.
Шпиндельный двигатель
Двигатель, предназначенный для вращения дисков, часто называют шпиндельным. Для связи с осью вращения дисков не используются шестерни или ремни – он всегда непосредственно связан с осью вращения. Двигатель обязан быть бесшумным – вибрация, передаваемая дискам, способна привести к ошибкам в процессе работы устройства.
Частота вращения двигателя строго определенна. Обычно данный показатель лежит в диапазоне от 3600 до 15000 оборотов в минуту и больше. Для стабилизации скорости используется управляющая схема с обратной связью, обеспечивающая требуемую точность. Таким образом, частота вращения контролируется в автоматическом режиме, и никаких устройств, позволяющих сделать это вручную, в устройстве не предусмотрено.
Шпиндели SKF
Шпиндели SKF.
. Чтобы заказать шпиндель заполните, пожалуйста, форму и отправьте нам по факсу или электронной почте
Обладая 80-летним опытом производства шпинделей, SKF может предоставить разнообразные конструктивные решения в области современных высокооборотных шлифовальных шпинделей наивысшего качества, отвечающих современным производственным требованиям.Учитывая широкий диапазон мощности шлифовальных шпинделей SKF, можно использовать один шпиндель для нескольких различных операций, экономя время на переналадку станков. Шпиндели изготавливаются из закаленных долговечных легированных сталей, что предотвращает повреждение поверхности на ранней стадии или заедание компонентов при сборке станков. Корпуса шпинделей имеют стандартные отраслевые диаметры; соединительные штуцеры систем смазки и охлаждения отвечают общепринятым мировым стандартам.
Компактные шпиндели представляют новое поколение шпинделей, разработанных подразделением Высокоточных Технологий SKF (SKF Precision Technologies) для удовлетворения растущих требований станкостроительной промышленности к сроку службы, рабочим характеристикам и универсальности. Новые компактные шпиндели – это стандартные, многоцелевые и универсальные шпиндели, пригодные для разнообразных режимов работы.
SKF – мировой поставщик шпинделей широкого ассортимента: от шпинделей с внешними приводом или встроенными моторами на основе подшипников качения до высокопроизводительных шпинделей с газодинамическими и магнитными подшипниками. Опыт и знания SKF в области технологии изготовления подшипников, датчиков и электронных устройств могут удовлетворить конкретные требования заказчиков к прецизионной механообработке.
Разъемные шпиндели для резания на тяжелых режимах и высоких скоростях с системами замены пластичной смазки
Система обнаружения повреждений шпинделей CDS
Система CDS (crash detection system) используется для контроля режимов работы станков и состояния шпинделей. Трехкоординатный виброметр измеряет вибрации на фланцевом конце шпинделя. Данные по вибрации подразделяются на 8 классов. Скорость шпинделя измеряется тем же или дополнительным датчиком скорости и подразделяется на 6 классов. Три термопары измеряют температуру двух главных подшипников и приводного двигателя. Минимальные, максимальные и средние значения этих температур для каждой пары классов (6 классов скорости х 8 классов вибрации = 48 комбинаций) сохраняются, и время работы в конкретном режиме суммируется. Кроме того, регистрируются данные о состояниях с максимальными значениями по температуре, вибрации или скорости с пометкой времени для последующих анализов в случае повреждения шпинделей.
Шпиндель станка: определение, назначение, устройство
Производственное оборудование получило весьма широкое распространение, так как за счет механизации процесса существенно повышается качество получаемого результата, снижается его стоимость, а также ускоряется процедура. Довольно большое распространение получило понятие шпинделя. Шпиндель станка устанавливается для фиксации инструментов, а также заготовок. Бытовой вариант исполнения напоминает фрезерный станок или дрель. Подробное описание того, что такое шпиндель во многом позволяет определить его предназначение и многие другие свойства. Рассмотрим особенности конструкции подробнее.
Устройство и характеристики
Практически все конструкции шпинделя схожи, однако технические характеристики могут существенно отличаться. Особенностями можно назвать нижеприведенные моменты:
Стоит учитывать, что стандартный ряд частот вращения во многом зависит не от устройства и где находится шпиндель, а от особенностей механизма привода. Производители фрезерных станков указывают стандартные значения частоты вращения шпинделя или диапазон. Некоторые устройства позволяют проводить плавную регулировку параметров. Также есть шпиндельный привод, который классифицируется по достаточно большому количеству признаков.
Особенности шпинделя для станка
Металлообработка является популярным направлением в промышленности, поскольку изделия из таких материалов широко применяются в быту и на производстве. В результате технического прогресса появились специализированные станки, с помощью которых изготавливать различные детали стало намного легче. Автоматические устройства позволили значительно повысить производительность труда токарей, а также уменьшили затрачиваемое время на эту работу. Создание таких агрегатов стало причиной:
Металлообрабатывающий станок со шпинделем Источник stanokcnc.ru
Фиксация шпинделя предусмотрена практически на всех металлообрабатывающих устройствах. Примером может служить токарный агрегат. При установке в него заготовки требуется ее надежное закрепление внутри. Работник, который обслуживает станок, располагает деталь в аппарате между бабками. Возле этих элементов установлены специальные держатели, за счет чего заготовка крепко фиксируется на своем месте.
Станок с деталями Источник stanokcnc.ru
Название детали произошло из немецкого языка и означает рабочий вал. В Германии словом Spindel называют веретено, а также все элементы, вращающиеся вокруг своей оси. Такое понятие применяется преимущественно в промышленности, особенно, связанной с машиностроением и обработкой материалов. Это устройство играет важную роль в работе всех технических аппаратов. Рабочий вал передает крутящий момент от двигателя машины к заготовке, таким образом ее обрабатывая. Фиксируется деталь специальным зажимом, который также помогает центрировать элемент.
Устройство станка для обработки материалов Источник stanokcnc.ru
Шпиндель к металлообрабатывающему станку Источник stanokcnc.ru
Принцип работы
Работа практически всех станков основана на использовании режущих инструментов. Классическая конструкция шпинделя позволяет проводить надежное крепление инструмента в скоростном или силовом режиме.
Рассматривая особенности шпинделя станка скоростного типа следует уделить внимание тому, что его предназначение заключается в срезании небольшого слоя металла с поверхности заготовки.
Ключевыми особенностями подобного процесса можно назвать следующее:
Применение шпинделя
Используется подобное устройство при создании самого различного оборудования и инструментов. Как ранее было отмечено, назначение заключается в фиксации инструментов и деталей. Область применения может быть существенно расширена за счет применения различной оснастки. Среди особенностей отметим следующее:
Ключевыми особенностями механизма можно назвать то, что оно обеспечивает надежное крепление инструмента и деталей даже при высокой осевой скорости и вращении.
Выбирая шпиндель
К выбору шпиндельного узла нужно подходить комплексно, учитывая все конструктивные особенности. При покупке шпинделя для модернизации станка, либо станочного оборудования в зависимости от типа шпиндельного узла анализу подлежат следующие моменты.
Если правильно подобрать шпиндель в зависимости от скорости вращения, то это обеспечит долговременное исправное функционирование подшипников, что в свою очередь снизит погрешности обработки заготовок. Тип опор влияет, прежде всего, на точность металлообработки и цену станка, так как, например, оборудование с гидростатическими подшипниками оснащается достаточно дорогостоящими масляными насосами. Как дополнительный критерий выбора шпиндельного узла можно рассмотреть наличие возможности его ремонта, что уменьшает стоимость эксплуатации, снижая расходы на замену шпинделя.
Классификация шпинделей
Выделяют несколько различных типов рассматриваемого устройства, все виды шпинделей станков фрезерной группы характеризуются своим определенными особенностями. Основными видами можно назвать:
На современном рынке доступно довольно большое количество различных шпинделей, которые могут устанавливаться на фрезерных станках. При этом классификация проводится по типу применяемой системы охлаждения, способу фиксации режущего инструмента и заготовки. Вариант исполнения с мощностью около 0,8 кВт может применяться для обработки небольших изделий, а также выполнения гравировки. Анкерный вариант исполнения распространен в меньшей степени, но все может применяться при в определенных случаях.
Шпиндель станка: определение, назначение, устройство
Производственное оборудование получило весьма широкое распространение, так как за счет механизации процесса существенно повышается качество получаемого результата, снижается его стоимость, а также ускоряется процедура. Довольно большое распространение получило понятие шпинделя. Шпиндель станка устанавливается для фиксации инструментов, а также заготовок. Бытовой вариант исполнения напоминает фрезерный станок или дрель. Подробное описание того, что такое шпиндель во многом позволяет определить его предназначение и многие другие свойства. Рассмотрим особенности конструкции подробнее.
Устройство и характеристики
Практически все конструкции шпинделя схожи, однако технические характеристики могут существенно отличаться. Особенностями можно назвать нижеприведенные моменты:
Стоит учитывать, что стандартный ряд частот вращения во многом зависит не от устройства и где находится шпиндель, а от особенностей механизма привода. Производители фрезерных станков указывают стандартные значения частоты вращения шпинделя или диапазон. Некоторые устройства позволяют проводить плавную регулировку параметров. Также есть шпиндельный привод, который классифицируется по достаточно большому количеству признаков.
Принцип работы
Работа практически всех станков основана на использовании режущих инструментов. Классическая конструкция шпинделя позволяет проводить надежное крепление инструмента в скоростном или силовом режиме.
Рассматривая особенности шпинделя станка скоростного типа следует уделить внимание тому, что его предназначение заключается в срезании небольшого слоя металла с поверхности заготовки.
Ключевыми особенностями подобного процесса можно назвать следующее:
Рассматривая принцип работы следует уделить внимание тому, что силовые и скоростные конструкции также имеют различный принцип работы. Силовые установки характеризуются следующими особенностями:
Сегодня вал шпинделя токарного станка не соединяется напрямую с мотором. Это связано с тем, что возникающая переменная нагрузка может привести к повреждению электрического двигателя. Чаще всего устанавливается клиноременная передача или комплект шестерен. За счет этого обеспечиваются наиболее безопасные условия эксплуатации.
Применение шпинделя
Используется подобное устройство при создании самого различного оборудования и инструментов. Как ранее было отмечено, назначение заключается в фиксации инструментов и деталей. Область применения может быть существенно расширена за счет применения различной оснастки. Среди особенностей отметим следующее:
Ключевыми особенностями механизма можно назвать то, что оно обеспечивает надежное крепление инструмента и деталей даже при высокой осевой скорости и вращении.
Классификация шпинделей
Выделяют несколько различных типов рассматриваемого устройства, все виды шпинделей станков фрезерной группы характеризуются своим определенными особенностями. Основными видами можно назвать:
На современном рынке доступно довольно большое количество различных шпинделей, которые могут устанавливаться на фрезерных станках. При этом классификация проводится по типу применяемой системы охлаждения, способу фиксации режущего инструмента и заготовки. Вариант исполнения с мощностью около 0,8 кВт может применяться для обработки небольших изделий, а также выполнения гравировки. Анкерный вариант исполнения распространен в меньшей степени, но все может применяться при в определенных случаях.
Как выбрать шпиндель?
Есть довольно много рекомендаций, касающихся непосредственного выбора шпинделя для фрезерного станка. Стоит учитывать тот момент, что шпиндель токарного станка существенно отличается, так как его предназначение заключается в креплении заготовки. Основными рекомендациями назовем нижеприведенные моменты:
Как правило, рассматриваемые устройства выполнены в универсальном виде. За счет этого есть возможность подобрать самый подходящий вариант исполнения для самых различных фрезерных станков.
В заключение отметим, что шпиндель является сложной конструкцией, которая предназначена для фиксации различных элементом на момент работы.
Именно поэтому его выбору следует уделять довольно много внимания, так как некачественная и ненадежная конструкция не сможет прослужить в течение длительного периода. Следует уделять внимание и правильности установки, так как допущенные ошибки могут стать причиной появления самых различных дефектов.