Высокоскоростной вращающийся узел шпинделя станка

Описание конструкции
Один канал для охлаждающей жидкости или MQL
Данная технология обеспечивает неограниченную работу в сухом режиме без давления среды
Конструкция с полным проходом, беспрепятственный проход, предотвращение остаточных примесей
Ротор с резьбовым соединением, установленный на подшипниках, легко монтируется
Двухугольный шарикоподшипник с угловым контактом
Лабиринтная конструкция и несколько больших отверстий для слива жидкости, обеспечивающих защиту шарикоподшипников
В сбалансированном механическом уплотнении используется карбид кремния, который отличается длительным сроком службы даже в суровых условиях эксплуатации
Корпус из анодированного алюминия, обеспечивающий коррозионную стойкость

Описание товара:
1. Дренажная система в герметичном корпусе типа «лабиринт» также может обеспечить защиту подшипников
2. Высокоточные подшипники работают стабильно, без вибрации
3. Ротор из закаленной нержавеющей стали
4. Пружины из нержавеющей стали, установленные снаружи рабочей среды
5. Превосходная сбалансированная герметизация обеспечивает низкий уровень трения
6. Корпус изготовлен из алюминиевого сплава
7. Износостойкая, термостойкая и ударопрочная обшивка из карбида вольфрама

В динамичном мире современного производства точность и скорость имеют решающее значение. Поскольку станки с ЧПУ эксплуатируются на пределе своих возможностей для обеспечения более жестких допусков и сокращения времени цикла, базовое оборудование должно соответствовать этим требованиям. Сердцем этой высокопроизводительной системы является шпиндель станка. Однако настоящим незаметным героем, позволяющим этому шпинделю безупречно работать в экстремальных условиях, является высокоскоростной вращающийся узел шпинделя станка.

Если вы хотите максимально повысить эффективность обработки, продлить срок службы инструмента и сократить затратные простои, крайне важно понимать, как работает этот важнейший компонент и как за ним ухаживать.

Что такое высокоскоростной вращающийся узел шпинделя станка?

Вращающийся соединитель шпинделя станка (часто называемый ротационным соединителем) представляет собой прецизионное механическое устройство, предназначенное для подачи жидкостей — таких как жидкая охлаждающая смесь, смазочно-режущее масло, воздух или туман — из неподвижной подающей линии во вращающийся шпиндель станка.

Вращающийся соединитель, являющийся одной из наиболее важных деталей шпиндельного узла, располагается в верхней или задней части шпинделя. Он является центральным элементом системы подачи охлаждающей жидкости через шпиндель, обеспечивая прямой проход жидкости через вал шпинделя и вывод её из режущего инструмента. Такая система прямой подачи удаляет стружку из зоны резания и значительно снижает нагрев, что позволяет выполнять более глубокие, быстрые и точные пропилы.

Передовые технологии: проектирование для высоких скоростей

Для работы высокоскоростного шпиндельного соединения при обработке с ЧПУ требуется конструкция, способная выдерживать огромные центробежные силы, трение и давление жидкости.

Выбор подходящей технологии уплотнения

При оценке ротационного соединения инженеры часто сравнивают преимущества механического уплотнения и гидростатических ротационных соединений.

• Механические уплотнения: В их конструкции используются уплотнительные поверхности с пружинным прижимом и высокой степенью полировки, которые прижимаются друг к другу, удерживая жидкость. Они отличаются надежностью и экономичностью и подходят для большинства стандартных и высокоскоростных применений.
• Гидростатические соединения: В них используется микроскопическая жидкая пленка, которая удерживает уплотнительные поверхности в разъединённом состоянии. Поскольку поверхности никогда физически не соприкасаются, они обеспечивают работу без трения, что делает их идеальным решением для сверхвысокоскоростных применений, где требуется минимальный износ.

• Материалы имеют значение

  Срок службы ротационного соединения в значительной степени зависит от материалов уплотнительных поверхностей. Среди производителей часто ведется дискуссия о том, какие уплотнительные поверхности лучше: из карбида кремния или из карбида вольфрама. Карбид кремния отличается невероятной твёрдостью, лёгкостью и превосходной теплопроводностью, что делает его отличным материалом для отвода тепла. Карбид вольфрама, хотя и тяжелее, обладает непревзойдённой прочностью и устойчивостью к экстремальным механическим ударам.

  Кроме того, при современной механической обработке зачастую возникает необходимость в эксплуатации деталей без жидкой смазки. В таких случаях крайне важно использовать специальные уплотнения, предназначенные для работы шпинделей в сухом режиме. Эти уплотнения обладают самосмазывающимися свойствами (например, благодаря использованию специального углеродного графита), что позволяет предотвратить катастрофические поломки при использовании сжатого воздуха или газов вместо жидкой смазки.

  Эффективность в проектировании

  Чтобы избежать излишней нагрузки на двигатель шпинделя, производители уделяют особое внимание разработке высокоскоростных вращательных соединений с низким крутящим моментом. Благодаря минимизации трения и сопротивления, создаваемых внутренними уплотнениями, шпиндель может гораздо быстрее разгоняться и тормозить, что позволяет экономить энергию и сокращать общее время цикла.

• 

• Управление гидродинамикой и регулирование температуры

• При работе с режущим инструментом на скорости 20 000 об/мин и более крайне важно обеспечить достаточную пропускную способность ротационного соединения при высоких оборотах. Если соединение ограничивает поток жидкости на высоких скоростях, режущий инструмент не будет получать достаточное количество охлаждающей жидкости, что приведет к его быстрому износу и ухудшению качества обработки поверхности.

  Правильная подача жидкости также играет огромную роль в регулировании теплового расширения в шпинделях станков. При вращении шпиндели выделяют тепло, что приводит к незначительному расширению металлического вала. Даже термическое расширение на несколько микрон может привести к браку высокоточной детали. Подавая охлажденную охлаждающую жидкость непосредственно через центр шпинделя с помощью ротационного соединения, вы поддерживаете стабильную температуру сердечника шпинделя, обеспечивая безупречную точность.

  Кроме того, многие современные предприятия переходят на более экологичные и эффективные методы охлаждения, такие как системы подачи смазки с минимальным расходом (MQL). Вместо того чтобы заливать деталь жидкостью, системы MQL используют ротационный узел для подачи мелкодисперсного аэрозоля из воздуха и масла непосредственно на режущую кромку. Это обеспечивает идеальную смазку практически без потерь.