«Аналіз канструкцый шпіндзельных перадач у апрацоўчых цэнтрах»
У галіне сучаснай механічнай апрацоўкі апрацоўчыя цэнтры займаюць важнае месца дзякуючы сваім эфектыўным і дакладным магчымасцям апрацоўкі. Сістэма лічбавага праграмнага кіравання, як ядро кіравання апрацоўчым цэнтрам, кіруе ўсім працэсам апрацоўкі падобна чалавечаму мозгу. У той жа час шпіндзель апрацоўчага цэнтра эквівалентны чалавечаму сэрцу і з'яўляецца крыніцай асноўнай вылічальнай магутнасці апрацоўчага цэнтра. Яго важнасць відавочная. Таму пры выбары шпіндзеля апрацоўчага цэнтра трэба быць надзвычай асцярожным.
Шпіндзелі апрацоўчых цэнтраў можна ў асноўным класіфікаваць на чатыры тыпы ў залежнасці ад іх структуры трансмісіі: шпіндзелі з зубчастым прывадам, шпіндзелі з раменным прывадам, шпіндзелі з прамым злучэннем і электрычныя шпіндзелі. Гэтыя чатыры структуры трансмісіі маюць свае характарыстыкі і розныя хуткасці кручэння, і яны маюць унікальныя перавагі ў розных сцэнарыях апрацоўкі.
I. Шпіндзель з зубчастым прывадам
Хуткасць кручэння шпіндзеля з зубчастым прывадам звычайна складае 6000 аб/мін. Адной з яго асноўных характарыстык з'яўляецца добрая калянасць шпіндзеля, што робіць яго вельмі прыдатным для апрацоўкі цяжкіх дэталяў. У працэсе апрацоўкі цяжкіх дэталяў шпіндзель павінен быць здольны вытрымліваць вялікую сілу рэзання без бачнай дэфармацыі. Шпіндзель з зубчастым прывадам якраз адпавядае гэтаму патрабаванню. Акрамя таго, шпіндзелі з зубчастым прывадам звычайна абсталяваны шматшпіндзельнымі станкамі. Шматшпіндзельныя станкі звычайна павінны апрацоўваць некалькі дэталяў адначасова або сінхронна апрацоўваць некалькі частак адной дэталі, што патрабуе высокай стабільнасці і надзейнасці шпіндзеля. Метад зубчастай перадачы можа забяспечыць плаўнасць і дакладнасць перадачы магутнасці, тым самым гарантуючы якасць апрацоўкі і эфектыўнасць шматшпіндзельных станкоў.
Хуткасць кручэння шпіндзеля з зубчастым прывадам звычайна складае 6000 аб/мін. Адной з яго асноўных характарыстык з'яўляецца добрая калянасць шпіндзеля, што робіць яго вельмі прыдатным для апрацоўкі цяжкіх дэталяў. У працэсе апрацоўкі цяжкіх дэталяў шпіндзель павінен быць здольны вытрымліваць вялікую сілу рэзання без бачнай дэфармацыі. Шпіндзель з зубчастым прывадам якраз адпавядае гэтаму патрабаванню. Акрамя таго, шпіндзелі з зубчастым прывадам звычайна абсталяваны шматшпіндзельнымі станкамі. Шматшпіндзельныя станкі звычайна павінны апрацоўваць некалькі дэталяў адначасова або сінхронна апрацоўваць некалькі частак адной дэталі, што патрабуе высокай стабільнасці і надзейнасці шпіндзеля. Метад зубчастай перадачы можа забяспечыць плаўнасць і дакладнасць перадачы магутнасці, тым самым гарантуючы якасць апрацоўкі і эфектыўнасць шматшпіндзельных станкоў.
Аднак шпіндзелі з зубчастай перадачай таксама маюць некаторыя недахопы. З-за адносна складанай канструкцыі зубчастай перадачы выдаткі на вытворчасць і абслугоўванне адносна высокія. Акрамя таго, зубчастыя перадачы будуць генераваць пэўны шум і вібрацыю падчас працэсу перадачы, што можа паўплываць на дакладнасць апрацоўкі. Акрамя таго, эфектыўнасць зубчастай перадачы адносна нізкая, і яна спажывае пэўную колькасць энергіі.
II. Шпіндзель з раменным прывадам
Хуткасць кручэння шпіндзеля з раменным прывадам складае 8000 аб/мін. Такая структура перадачы мае некалькі істотных пераваг. Па-першае, простая канструкцыя з'яўляецца адной з яе асноўных характарыстык. Раменная перадача складаецца з шківаў і рамянёў. Канструкцыя адносна простая і лёгкая ў вырабе і мантажы. Гэта не толькі зніжае вытворчыя выдаткі, але і робіць абслугоўванне і рамонт больш зручнымі. Па-другое, лёгкасць вытворчасці таксама з'яўляецца адной з пераваг шпіндзеляў з раменным прывадам. Дзякуючы простай канструкцыі, вытворчы працэс адносна лёгка кантраляваць, што можа забяспечыць высокую якасць і эфектыўнасць вытворчасці. Акрамя таго, шпіндзелі з раменным прывадам маюць моцную буферную здольнасць. Падчас працэсу апрацоўкі шпіндзель можа падвяргацца розным ударам і вібрацыям. Эластычнасць рамяня можа гуляць добрую буферную ролю і абараняць шпіндзель і іншыя кампаненты перадачы ад пашкоджанняў. Акрамя таго, пры перагрузцы шпіндзеля рамень будзе праслізгваць, што эфектыўна абараняе шпіндзель і прадухіляе пашкоджанні з-за перагрузкі.
Хуткасць кручэння шпіндзеля з раменным прывадам складае 8000 аб/мін. Такая структура перадачы мае некалькі істотных пераваг. Па-першае, простая канструкцыя з'яўляецца адной з яе асноўных характарыстык. Раменная перадача складаецца з шківаў і рамянёў. Канструкцыя адносна простая і лёгкая ў вырабе і мантажы. Гэта не толькі зніжае вытворчыя выдаткі, але і робіць абслугоўванне і рамонт больш зручнымі. Па-другое, лёгкасць вытворчасці таксама з'яўляецца адной з пераваг шпіндзеляў з раменным прывадам. Дзякуючы простай канструкцыі, вытворчы працэс адносна лёгка кантраляваць, што можа забяспечыць высокую якасць і эфектыўнасць вытворчасці. Акрамя таго, шпіндзелі з раменным прывадам маюць моцную буферную здольнасць. Падчас працэсу апрацоўкі шпіндзель можа падвяргацца розным ударам і вібрацыям. Эластычнасць рамяня можа гуляць добрую буферную ролю і абараняць шпіндзель і іншыя кампаненты перадачы ад пашкоджанняў. Акрамя таго, пры перагрузцы шпіндзеля рамень будзе праслізгваць, што эфектыўна абараняе шпіндзель і прадухіляе пашкоджанні з-за перагрузкі.
Аднак шпіндзелі з раменным прывадам не ідэальныя. Пасля працяглага выкарыстання рамень будзе зношвацца і старэць, і яго трэба рэгулярна замяняць. Акрамя таго, дакладнасць раменнай перадачы адносна нізкая, што можа паўплываць на дакладнасць апрацоўкі. Аднак у выпадках, калі патрабаванні да дакладнасці апрацоўкі не асабліва высокія, шпіндзель з раменным прывадам усё яшчэ з'яўляецца добрым выбарам.
III. Шпіндзель з прамым злучэннем
Шпіндзель з прамым злучэннем прыводзіцца ў рух шляхам злучэння шпіндзеля і рухавіка праз муфту. Такая трансмісійная канструкцыя характарызуецца вялікім кручэннем і нізкім спажываннем энергіі. Хуткасць кручэння перавышае 12000 аб/мін і звычайна выкарыстоўваецца ў высакахуткасных апрацоўчых цэнтрах. Здольнасць шпіндзеля з прамым злучэннем працаваць з высокай хуткасцю дае яму вялікія перавагі пры апрацоўцы дэталяў з высокай дакладнасцю і складанай формы. Ён дазваляе хутка выконваць апрацоўку рэзкай, павышаць эфектыўнасць апрацоўкі і адначасова забяспечваць якасць апрацоўкі.
Шпіндзель з прамым злучэннем прыводзіцца ў рух шляхам злучэння шпіндзеля і рухавіка праз муфту. Такая трансмісійная канструкцыя характарызуецца вялікім кручэннем і нізкім спажываннем энергіі. Хуткасць кручэння перавышае 12000 аб/мін і звычайна выкарыстоўваецца ў высакахуткасных апрацоўчых цэнтрах. Здольнасць шпіндзеля з прамым злучэннем працаваць з высокай хуткасцю дае яму вялікія перавагі пры апрацоўцы дэталяў з высокай дакладнасцю і складанай формы. Ён дазваляе хутка выконваць апрацоўку рэзкай, павышаць эфектыўнасць апрацоўкі і адначасова забяспечваць якасць апрацоўкі.
Перавагі шпіндзеля з прамым злучэннем таксама заключаюцца ў высокім ККД перадачы. Паколькі шпіндзель непасрэдна злучаны з рухавіком без іншых перадаткавых злучэнняў пасярэдзіне, страты энергіі зніжаюцца, а каэфіцыент выкарыстання энергіі паляпшаецца. Акрамя таго, дакладнасць шпіндзеля з прамым злучэннем таксама адносна высокая і можа задаволіць патрабаванні да больш высокай дакладнасці апрацоўкі.
Аднак шпіндзель з прамым злучэннем мае і некаторыя недахопы. З-за высокай хуткасці кручэння патрабаванні да рухавіка і муфты таксама адносна высокія, што павялічвае кошт абсталявання. Акрамя таго, шпіндзель з прамым злучэннем будзе выпрацоўваць вялікую колькасць цяпла падчас працы на высокай хуткасці і патрабуе эфектыўнай сістэмы астуджэння для забеспячэння нармальнай працы шпіндзеля.
IV. Электрашпіндзель
Электрычны шпіндзель аб'ядноўвае шпіндзель і рухавік. Рухавік — гэта шпіндзель, а шпіндзель — рухавік. Яны аб'яднаны ў адно цэлае. Дзякуючы ўнікальнай канструкцыі ланцуг перадачы электрычнага шпіндзеля практычна зводзіцца да нуля, што значна паляпшае эфектыўнасць і дакладнасць перадачы. Хуткасць кручэння электрычнага шпіндзеля складае ад 18000 да 40000 аб/мін. Нават у развітых замежных краінах электрычныя шпіндзелі з выкарыстаннем магнітных падшыпнікаў левітацыі і гідрастатычных падшыпнікаў могуць дасягаць хуткасці кручэння 100000 аб/мін. Такая высокая хуткасць кручэння робіць іх шырока выкарыстоўванымі ў высакахуткасных апрацоўчых цэнтрах.
Электрычны шпіндзель аб'ядноўвае шпіндзель і рухавік. Рухавік — гэта шпіндзель, а шпіндзель — рухавік. Яны аб'яднаны ў адно цэлае. Дзякуючы ўнікальнай канструкцыі ланцуг перадачы электрычнага шпіндзеля практычна зводзіцца да нуля, што значна паляпшае эфектыўнасць і дакладнасць перадачы. Хуткасць кручэння электрычнага шпіндзеля складае ад 18000 да 40000 аб/мін. Нават у развітых замежных краінах электрычныя шпіндзелі з выкарыстаннем магнітных падшыпнікаў левітацыі і гідрастатычных падшыпнікаў могуць дасягаць хуткасці кручэння 100000 аб/мін. Такая высокая хуткасць кручэння робіць іх шырока выкарыстоўванымі ў высакахуткасных апрацоўчых цэнтрах.
Перавагі электрычных шпіндзеляў вельмі прыкметныя. Па-першае, з-за адсутнасці традыцыйных кампанентаў трансмісіі канструкцыя больш кампактная і займае менш месца, што спрыяе агульнаму дызайну і кампаноўцы апрацоўчага цэнтра. Па-другое, хуткасць рэагавання электрычнага шпіндзеля высокая, і ён можа дасягнуць высокахуткаснага рэжыму працы за кароткі час, павышаючы эфектыўнасць апрацоўкі. Акрамя таго, дакладнасць электрычнага шпіндзеля высокая і можа задаволіць патрэбы ў надзвычай высокіх патрабаваннях да дакладнасці апрацоўкі. Акрамя таго, шум і вібрацыя электрычнага шпіндзеля невялікія, што спрыяе стварэнню добрых умоў апрацоўкі.
Аднак электрычныя шпіндзелі таксама маюць некаторыя недахопы. Патрабаванні да тэхналогіі вытворчасці электрычных шпіндзеляў высокія, а кошт адносна высокі. Акрамя таго, абслугоўванне электрычных шпіндзеляў больш складанае. У выпадку няспраўнасці патрэбныя прафесійныя тэхнікі для абслугоўвання. Акрамя таго, электрычны шпіндзель будзе выпрацоўваць вялікую колькасць цяпла падчас працы на высокай хуткасці і патрабуе эфектыўнай сістэмы астуджэння для забеспячэння яго нармальнай працы.
Сярод распаўсюджаных апрацоўчых цэнтраў існуюць тры тыпы шпіндзеляў з трансмісійнай структурай, якія з'яўляюцца адносна распаўсюджанымі, а менавіта шпіндзелі з раменным прывадам, шпіндзелі з прамым злучэннем і электрычныя шпіндзелі. Шпіндзелі з зубчастым прывадам рэдка выкарыстоўваюцца на апрацоўчых цэнтрах, але яны адносна распаўсюджаныя на шматшпіндзельных апрацоўчых цэнтрах. Шпіндзелі з раменным прывадам звычайна выкарыстоўваюцца на невялікіх і вялікіх апрацоўчых цэнтрах. Гэта звязана з тым, што шпіндзель з раменным прывадам мае простую канструкцыю і высокую буферную ёмістасць, і можа адаптавацца да патрэб апрацоўкі апрацоўчых цэнтраў розных памераў. Шпіндзелі з прамым злучэннем і электрычныя шпіндзелі звычайна часцей выкарыстоўваюцца на высакахуткасных апрацоўчых цэнтрах. Гэта звязана з тым, што яны характарызуюцца высокай хуткасцю кручэння і высокай дакладнасцю і могуць задаволіць патрабаванні высакахуткасных апрацоўчых цэнтраў да эфектыўнасці і якасці апрацоўкі.
У заключэнне, канструкцыі трансмісіі шпіндзеляў апрацоўчых цэнтраў маюць свае перавагі і недахопы. Пры выбары неабходна ўлічваць канкрэтныя патрэбы апрацоўкі і бюджэт. Калі патрабуецца апрацоўка цяжкіх аб'ёмаў рэзання, можна выбраць шпіндзель з зубчастым прывадам; калі патрабаванні да дакладнасці апрацоўкі не асабліва высокія і жадаецца простая канструкцыя і нізкі кошт, можна выбраць шпіндзель з раменным прывадам; калі патрабуецца высокая хуткасць апрацоўкі і высокая дакладнасць апрацоўкі, можна выбраць шпіндзель з прамым злучэннем або электрычны шпіндзель. Толькі выбар адпаведнай канструкцыі трансмісіі шпіндзеля дазваляе максімальна рэалізаваць прадукцыйнасць апрацоўчага цэнтра, павысіць эфектыўнасць і якасць апрацоўкі.