Яка може бути частота обертання шпинделя, moscowshpindel

Шпинделем прийнято називати обертову частину верстата, фрезерного або токарного. Якщо розглядати токарний верстат, то на шпинделі, в патроні закріплюється заготовка, а якщо розглядати фрезерний - то обертається фреза. Так як розміри заготовок і фрез можуть дуже відрізнятися один від одного, то і обороти шпинделя можуть варіюватися в дуже великих межах.

Нагадаємо, що визначальним параметром для розрахунку швидкості обертання шпинделя, є швидкість різання, з чого випливає що чим більше розмір заготовки для токарної обробки і чим більше діаметр фрези, тим менші потрібні обороти. Для токарних верстатів характерні обороти від 100 і менше до 3000 об / хв, які порівняно легко отримати, використовуючи звичайні асинхронні двигуни разом з коробкою передач або перетворювачем частоти.

Те ж стосується і звичайних вертикальних фрезерних верстатів, у яких обертів рідко перевищують 3000 ... 5000 об / хв, так як вони в основній своїй масі призначені для силового фрезерування фрезами великого діаметра.

По-іншому йде справа для шпинделів сучасних обробних центрів і простіших портальних фрезерних верстатів, а також гравірувальних машин. Нещодавно з'явилася технологія високошвидкісної обробки матеріалів набула масового поширення з огляду на появу прийнятних за ціною високошвидкісних шпинделів.

Основною метою, до якої прагнуть виробники високошвидкісних шпинделів і верстатів є підвищення продуктивності операцій фрезерування, і особливо фрезерування дрібним інструментом з діаметром менше 3 мм.

Вище ми розглянули шпинделі, побудовані на основі асинхронної трифазної машини і класичних підшипниках. Подальше зростання швидкості обертання в такій схемі утруднений через наявність механічного тертя і кінцевої точності виготовлення підшипників. Тому на самих висококласних шпинделях використовують газодинамічні підшипники, що живляться стисненим повітрям. Також існують моделі шпинделів побудованих на основі повітряної турбіни. Шпинделі такої конструкції при правильній експлуатації виключно надійні і мають довгий термін служби.

Однак повернемося до шпинделям, побудованим на основі асинхронної машини. Асинхронний двигун має один істотний недолік - неможливість роботи на частотах значно нижче номінальної. Зі зниженням частоти обертання падає і вихідний момент шпинделя. Хоча сучасні перетворювачі і можуть поліпшити ситуацію, принципово змінити її не можна. Ситуацію ускладнює специфічне застосування асинхронного двигуна в якості шпинделя, так як зазвичай знижені обороти потрібні для обертання великого інструменту, з яким потрібно якраз вищий момент.

Практичні значення нижньої межі оборотів лежать в діапазоні 20 ... 30% від максимальних заявлених оборотів шпинделя, вони сильно залежать від виконуваної завдання й навантаження на двигун. Також зауважимо, що заявлені максимальні оберти не є фізичною межею. Всі високошвидкісні шпинделі можна легко розганяти до 120% від номінальних оборотів і навіть вище, але при цьому слід пам'ятати, що ресурс підшипників може різко знизитися.

Резюмуючи все вищевикладене можна сказати, що не існує універсального шпинделя з великим діапазоном оборотів. Правильно підібрати розмір, потужність і максимальні оберти шпинделя можна лише чітко позначивши завдання, для вирішення якої він буде використовуватися.