전동 스핀들은 지난 10년간 CNC 공작기계 분야에 등장한 신기술로 공작기계 스핀들과 스핀들 모터를 통합한 '핵심' 부품이다. - 속도 CNC 공작 기계 및 그 성능은 공작 기계의 고속 가공 성능을 직접적으로 결정합니다.
전동 스핀들은 고속 정밀 부품이기 때문에 정기적인 유지 관리가 매우 필요합니다. 전기 스핀들의 정기적인 유지 관리는 다음과 같습니다:
1. 전기 스핀들의 축방향 런아웃은 일반적으로 0.002mm(2μm)가 필요하며 1년에 두 번 테스트해야 합니다.
2. 전기 스핀들에 있는 테이퍼 구멍의 방사형 런아웃은 일반적으로 0.002mm(2μm)가 필요하며 1년에 2번 테스트해야 합니다.
3. 전기 스핀들 맨드릴 선단부(250mm)의 방사형 런아웃에 대한 일반적인 요구 사항은 0.012mm(12μm)이며, 1년에 두 번 테스트해야 합니다.
4. 버터플라이 스프링의 인장력 요구 사항은 16~27KN(예: HSK63)이며 1년에 두 번 테스트해야 합니다.
5. 도구를 놓을 때 브로치 바의 돌출 거리는 10.5±0.1mm(예: HSK63)이며, 1년에 4회 테스트됩니다.
스핀들이 고속 회전할 때 발생하는 심각한 발열 분석 및 처리 과정:
전동 스핀들 작동 시 발생하는 발열 및 온도 상승 문제는 언제나 화두였습니다. 연구의. 전기 스핀들 장치 내부에는 두 가지 주요 열원이 있습니다. 하나는 스핀들 베어링이고 다른 하나는 내장된 메인 모터입니다.
전동 스핀들 유닛의 가장 두드러진 문제점은 내장된 메인 모터에서 발생하는 열이다. 메인 모터는 스핀들 베어링 옆에 있기 때문에 메인 모터의 방열 문제가 잘 해결되지 않으면 공작 기계의 신뢰성에도 영향을 미칩니다. 주요 솔루션은 외부 순환과 내부 순환의 두 가지 유형으로 구분되는 순환 냉각 구조를 사용하는 것입니다. 냉각 매체는 물 또는 오일이 될 수 있으므로 모터와 전면 및 후면 베어링을 완전히 냉각할 수 있습니다.
스핀들 베어링은 전기 스핀들의 핵심 지지대이자 전기 스핀들의 주요 열원 중 하나입니다. 현재 대부분의 고속 전기 스핀들은 앵귤러 콘택트 세라믹 볼 베어링을 사용합니다. 세라믹 볼 베어링은 다음과 같은 특성을 가지고 있기 때문입니다.
① 볼의 무게가 가벼워서 원심력과 동적 마찰 토크가 작습니다.
②온도 상승에 따른 열팽창이 적어 베어링의 예압력이 안정적입니다.
③ 탄성 변형이 적고 강성이 높으며 수명이 길다. 전기 스핀들의 높은 작동 속도로 인해 스핀들 베어링의 동적 및 열 성능에 대한 엄격한 요구 사항이 있습니다. 스핀들의 정상적인 작동을 보장하려면 합리적인 예압과 양호하고 충분한 윤활이 필요합니다.
오일 미스트 윤활을 사용하고 분무기 발전기의 입구 압력은 0.25~0.3MPa이며 20# 터빈 오일을 선택하고 오일 방울 속도는 80~100방울/분으로 제어됩니다. 윤활유 미스트는 베어링을 완전히 윤활할 뿐만 아니라 많은 양의 열을 제거합니다. 전방 베어링과 후방 베어링 사이의 윤활유 분포는 매우 중요한 문제이므로 엄격하게 제어해야 합니다. 공기 흡입구의 단면적은 전면과 후면의 연료 분사구 단면적의 합보다 크고, 배기는 각 분사구의 분사 각도가 15° 각도로 이루어져야 합니다. 축에 오일 미스트가 베어링 작업 영역에 직접 분사되도록 합니다.
전기 스핀들 유지 관리 프로세스의 핵심 사항:
1. 전기 스핀들의 손상에 따라 정적 및 동적 방사형 런아웃, 리프팅 간격 및 축 이동을 측정합니다.
2. 집에서 만든 특수 도구를 사용하여 전동 스핀들을 분해하세요. 로터 유격과 마모를 청소하고 측정합니다.
3. 옵션 베어링. 각 베어링 세트의 내부 구멍과 외부 직경의 일관성 오류는 0.002~0.003mm 이하여야 하며, 슬리브의 내부 구멍과의 간격은 0.004~0.008mm, 스핀들과의 간격은 0.0025~0.005mm여야 합니다. 실제 작업에서는 양손의 엄지손가락을 사용하여 베어링을 슬리브에 밀어 넣는 것이 가장 좋습니다. 너무 조이면 베어링 외부 링이 변형되고 베어링 온도가 너무 높아지면 연삭 헤드의 강성이 감소합니다.
4. 베어링 청소는 베어링의 정상적인 작동과 수명을 보장하는 중요한 부분입니다. 압축 공기에 포함된 단단한 입자가 전동면을 거칠게 만들 수 있으므로 베어링에 압축 공기를 불어넣지 마십시오.
5. 테이퍼 베어링이나 앵귤러 콘택트 볼 베어링의 경우 베어링 설치 방향에 주의해야 합니다. 그렇지 않으면 회전 정확도 요구 사항이 충족되지 않습니다. 조립 오류를 제거하고 조립 품질을 보장하기 위해 조립 공정 전반에 걸쳐 특수 도구가 사용됩니다.
6. 슬리브의 내부 구멍이 변형되거나 진원도가 허용 오차를 벗어나거나 베어링과의 맞춤이 너무 느슨할 경우 국부 전기 도금을 사용하여 보정한 다음 요구 사항에 맞게 접지할 수 있습니다. 이 방법은 저널에서도 사용할 수 있습니다.
7. 전기 스핀들의 둥근 너트, 오일 씰 커버 및 기타 부품의 끝면은 베어링의 내부 링과 외부 링의 끝면과 밀착됩니다. 나사산 부분과 끝면이 매우 높으며 착색 방법을 사용할 수 있습니다. 접촉률이 8인 경우 조립된 전기 스핀들을 축 방향으로 조정해야 합니다(조정 중에 인장 스프링 눈금을 사용하여 측정). 동시에 조립 공정 요구 사항이 충족될 때까지 정적 및 동적 방사형 런아웃과 리프팅 간격을 측정해야 합니다. 만났다.
9. 기계 작동 중 조립 및 열 변형과 같은 요인의 영향을 제외하고 기계의 실제 작동 조건에서 동적 밸런싱 도구를 사용하여 특정 회전 속도에서 로터의 균형을 동적으로 조정합니다.
전기 스핀들의 일반적인 결함에 대한 유지 관리 분석 및 문제 해결 방법:
1. 스핀들 가열
(1) 스핀들 베어링의 예압력이 너무 큽니다. , 스핀들이 회전하게 됩니다. 마찰이 너무 크면 스핀들의 온도가 급격히 상승합니다.
문제 해결 방법: 스핀들 베어링 예압을 재조정하면 문제를 해결할 수 있습니다.
(2) 스핀들 베어링이 연삭되거나 손상되면 스핀들이 회전할 때 과도한 마찰이 발생하여 스핀들 온도가 급격히 상승합니다.
문제 해결 방법: 새 베어링을 교체하면 문제를 해결할 수 있습니다.
(3) 스핀들 윤활유가 더럽거나 불순물이 포함되어 있으면 스핀들이 회전할 때 과도한 저항이 발생하여 스핀들 온도가 상승합니다.
문제 해결 방법: 스핀들 박스를 청소하고 오일을 다시 교환하여 제거합니다.
(4) 스핀들 베어링의 윤활 그리스가 고갈되거나 과도하게 윤활 그리스가 있으면 스핀들 회전 중에 과도한 저항과 마찰이 발생하여 스핀들 온도가 상승합니다.
문제 해결 방법: 그리스를 다시 도포하여 문제를 해결하세요.
2. 강한 절삭 중에 스핀들이 정지합니다.
(1) 스핀들 모터와 스핀들을 연결하는 전달 벨트가 너무 느슨하여 스핀들 전달 토크가 너무 작아지고 강절삭 중에 스핀들 토크가 부족하면 알람이 발생하고 CNC 공작기계가 자동으로 정지합니다.
문제 해결 방법: 스핀들 구동 벨트의 장력을 다시 조정하여 문제를 해결합니다.
(2) 스핀들 모터와 스핀들을 연결하는 전달 벨트 표면에 오일이 묻어 있어 스핀들이 구동될 때 전달 벨트가 미끄러지는 현상이 발생합니다. 알람이 생성되고 CNC 공작 기계가 자동으로 정지됩니다.
문제 해결 방법: 휘발유나 알코올로 닦은 후 깨끗이 닦아 문제를 해결하세요.
(3) 장시간 사용 후 스핀들 모터와 스핀들을 연결하는 전달 벨트가 고장나서 스핀들 모터 토크가 전달되지 않습니다. 강한 절삭 중에 스핀들 토크가 부족합니다. , 알람이 생성되고 CNC 공작 기계가 자동으로 정지됩니다.
문제 해결 방법: 스핀들 구동 벨트를 새 것으로 교체하십시오.
(4) 스핀들 전달 메커니즘의 클러치 및 커플링이 너무 느슨하거나 마모되어 스핀들 모터 토크 전달 오류가 너무 크고 강력한 절삭 중에 스핀들이 강하게 진동합니다. 알람이 생성되고 CNC 공작 기계가 자동으로 정지됩니다.
문제 해결 방법: 클러치나 커플링을 조정하거나 교체하여 문제를 해결하세요.
3. 스핀들이 작동할 때 과도한 소음
(1) 스핀들 부품의 동적 균형이 좋지 않으면 스핀들이 회전할 때 과도한 진동이 발생하여 작동 소음이 발생합니다.
문제 해결 방법: 공작 기계 제조업체의 전문가가 모든 스핀들 구성 요소의 동적 균형을 다시 확인하고 디버그해야 합니다.
(2) 주축 전달 기어가 마모되어 기어 맞물림 간격이 너무 커지고 주축 회전시 충격 진동이 너무 커서 작동 소음이 발생합니다.
문제 해결 방법: 공작기계 제조업체의 전문가가 주축 전달 기어를 검사, 수리 또는 교체해야 합니다.
(3) 스핀들 지지 베어링이 거칠어지거나 손상되어 스핀들 회전 유격이 너무 커지고 회전 시 충격과 진동이 너무 커서 작동 소음이 발생합니다.
문제 해결 방법: 베어링을 검사, 수리 또는 교체하려면 공작 기계 제조업체의 전문가가 필요합니다.
(4) 스핀들 전동 벨트가 느슨하거나 마모되어 스핀들이 회전할 때 과도한 마찰이 발생하여 작동 소음이 발생합니다.
문제 해결 방법: 전송 벨트를 조정하거나 교체하여 문제를 해결하십시오.
4. 공구를 클램핑할 수 없습니다.
(1) 디스크 스프링의 변위가 너무 작아 스핀들 그리퍼와 클램핑 장치가 올바른 위치에 도달할 수 없으며 공구를 고정할 수 없습니다.
문제 해결 방법: 디스크 스프링의 스트로크 길이를 조정하여 문제를 해결하세요.
(2) 스프링 척이 손상되어 스핀들 클램핑 장치가 공구를 클램핑할 수 없습니다.
문제 해결 방법: 스프링 척을 새 것으로 교체하세요.
(3) 디스크 스프링이 고장나서 스핀들 그래버와 클램핑 장치가 올바른 위치로 이동할 수 없고 공구를 클램핑할 수 없습니다.
문제 해결 방법: 디스크 스프링을 새 것으로 교체하세요.
(4) 공구 핸들의 당김 못이 너무 길어서 스핀들 그리퍼와 클램핑 장치에 닿아 올바른 위치로 이동할 수 없고 공구를 고정할 수 없습니다.
문제 해결 방법: 리벳을 조정하거나 교체하고 올바르게 설치하여 문제를 해결합니다.
5. 클램핑 후 공구를 풀 수 없습니다.
(1) 공구 언클램핑 유압 실린더의 압력과 스트로크가 충분하지 않습니다.
문제 해결 방법: 유압과 주행 스위치 위치를 조정하여 문제를 해결하세요.
(2) 디스크 스프링이 너무 세게 눌려 스핀들 클램핑 장치가 올바른 위치로 완전히 이동할 수 없고 공구가 해제될 수 없습니다.
문제 해결 방법: 디스크 스프링의 너트를 조정하고 스프링 압력을 줄여 너트를 제거합니다.
전기 스핀들은 소형 구조, 경량, 작은 관성, 작은 진동, 저소음, 빠른 응답 등의 장점을 가지고 있습니다. 기어 전달을 줄이고 공작 기계 형상 설계를 단순화하며 용이합니다. 스핀들 포지셔닝을 실현하는 것은 이상적인 구조의 고속 스핀들 장치의 중요한 부분입니다. 고속 CNC 공작기계의 가장 중요한 부품인 전동 스핀들의 성능은 머시닝 센터의 핵심 부품인 전동 스핀들의 가공 정밀도와 생산 효율을 크게 좌우합니다. 스핀들은 공작 기계 스핀들과 AC 서보 모터 샤프트를 하나로 결합합니다. 즉 스핀들 모터의 고정자와 로터가 스핀들 어셈블리 내부에 직접 설치되며 정밀한 동적 균형 보정 후 회전 정확도가 좋습니다. 벨트 기어 전동 쌍을 더 이상 사용하지 않는 내장형 전자 스핀들 유형으로 완벽한 고속 스핀들 유닛을 형성하여 공작 기계 스핀들 시스템의 "제로 전송"을 실현합니다. 전원 공급 후 로터가 스핀들을 직접 구동하여 작동합니다.