Как построить лучший станочный шпиндель

Шпиндели поддерживают вращающиеся элементы в широком спектре машин. Например, в металлорежущих станках подшипники шпинделя (https://nastanok.ru/shpindeli) обеспечивают стабильность системы, обеспечивая качество поверхности и точность обрабатываемых деталей. Такие подшипники должны быть очень жесткими и прочными, чтобы выдерживать механические нагрузки, а также должны иметь низкий уровень трения и высокую термическую устойчивость для обеспечения высоких скоростей.

image_ymxvzw-__blog1575448306

Глобальный поставщик автомобильной и промышленной продукции Schaeffler недавно помог ведущему производителю станков удвоить срок гарантии на мотор-шпиндели, в том числе предложив неограниченное количество часов работы шпинделя в течение гарантийного периода за счет использования высокоскоростных подшипников шпинделя, изготовленных из Vacrodur, нового высокопроизводительного сталь для подшипников качения, разработанная Schaeffler. Мировой производитель станков смог разработать мотор-шпиндели, демонстрирующие исключительную надежность и значительно более длительный срок службы по сравнению с обычными шпинделями, особенно в тяжелых условиях эксплуатации.

Компания Schaeffler предоставила Design News информацию об этом варианте использования, и мы задали Э. Р. Мунцу, старшему инженеру по прикладным программам промышленной автоматизации Schaeffler, несколько вопросов о Vacrodur и будущих возможностях.

Какие материалы обычно используются для подшипников шпинделя?
Мунц: Исторически сложилось так, что в большинстве случаев для подшипников качения использовалась сталь 100Cr6. Усилия по улучшению скоростных характеристик и надежности подшипников шпинделя включали использование гибридных подшипников с керамическими телами качения.

Однако использование керамических тел качения зашло далеко не так далеко, как улучшение характеристик подшипника шпинделя. Когда производители станков выполняли капитальный ремонт и ремонт своих шпинделей, они неоднократно обнаруживали, что керамические шарики остаются неповрежденными. Между тем, кольца подшипников уже демонстрировали признаки усталостного разрушения, такие как точечная коррозия и трещины.

Следующим шагом в эволюции материала обойм подшипников стала разработка сталей с высоким содержанием азота, таких как материал Schaeffler Cronidur. В течение многих лет это было предложение премиум-класса для производителей шпинделей, раздвигающих границы возможностей нагрузки и скорости. Но теперь дальнейшее совершенствование инструментов, а также повышенные требования к пропускной способности и времени безотказной работы привели к необходимости в еще более прочных подшипниках шпинделя.

Чему могут научиться разработчики других типов шпинделей из этого примера?
Мунц: Современное состояние станков постоянно меняется. Инструменты и процессы требуют более высоких скоростей вращения шпинделя, чем когда-либо прежде. Требования к большей производительности требуют более высоких нагрузок и скоростей подачи, которые отражаются на шпинделе. Исторически сложилось так, что номинальная производительность станка определяется ограничениями шпинделя, а это означает, что более прочный шпиндель может дать более производительный станок.

Правильно спроектированный и используемый шпиндель должен безотказно служить долгие годы. К сожалению, рабочая среда станка часто является жесткой с охлаждающей жидкостью, стружкой, загрязнениями и случайными авариями. Подшипники Vacrodur позволяют машинам работать дольше даже после возникновения повреждений, вызванных указанными выше условиями эксплуатации. Это позволяет ремонтным бригадам планировать время простоя, когда это более удобно.

Какие другие приложения могли бы выиграть от производительности Vacrodur?
Мунц: Шпиндели существуют не только в мире станков. В частности, высокоскоростные шпиндели используются в деревообработке, производстве композитов, аэрокосмической промышленности, медицинских устройствах, насосах, вентиляторах, компрессорах, турбокомпрессорах, гироскопах, стабилизаторах и десятках подобных вращающихся систем. Некоторые из этих применений доводят обычные подшипники до предела своих возможностей. Многие из этих приложений критически важны для производства и не могут допустить незапланированного отключения из-за внезапного и катастрофического сбоя. Подшипники Vacrodur должны не только продлевать номинальный срок службы машины, но и обеспечивать запас прочности в конце этого срока службы.

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *