CNC-tööpinkide spindlilaagrite ülim juhend

CNC-tööpinkide spindlilaagrite ülim juhend

Tehnika arenedes, CNC tööpingid Eeldatakse, et need on täpsed, tõhusad ja usaldusväärsed kui kunagi varem. Konkurentsis püsimiseks investeerivad CNC-tööpinke tootvad ettevõtted kvaliteetsetesse laagritesse, et tagada oma spindlite optimaalne jõudlus. Kvaliteetsed laagrid võivad parandada tööpinkide spindlite tõhusust ja töökindlust, suurendades seeläbi tootmist ja vähendades masinate kulumist. Seetõttu on tööpinkide spindlilaagrite valimisel arvesse võetud tegurid täpsete tulemuste saamiseks väga olulised. Koormusvõime, kiirusnõuded, jäikus, määrimine, keskkonnatingimused ja müratase on peamised kaalutlused, mida insenerid spindlilaagrite valimisel juhivad. Selles artiklis käsitleme tööpinkide spindlite tüüpe ja seda, kuidas hinnata, kontrollida ja jälgida laagrite tööd, et tagada optimaalne jõudlus.

Mis on spindlilaagrid?

A tööpingi spindel on kaks peamist funktsiooni. Üks on tööriista pööramine töödeldava detaili treimiseks, freesimiseks, lihvimiseks või puurimiseks või koputamiseks. Teine on pöördemomendi ja kiiruse edastamine lõikealale. Tööpinkide spindlilaagrite eesmärk on täpselt juhtida spindli liikumist, et tagada optimaalne kiirus ja täpsus. Laagrid mõjutavad tööpinkide kiirust, pöörlemist, vibratsiooni, täpsust ja temperatuuri, mis omakorda mõjutab valmistatava lõpptoote kvaliteeti. Laagreid saab konstrueerida nii, et need hõlbustaksid spindli liikumist põiki- ja radiaalteljel ning peavad vastu pidama koormussurvele, temperatuurile ja tööpingi spindli suurele pöörlemiskiirusele.

SKF-Spindli-laagrid

Tööpinkide spindlilaagrite tüübid

Tööpinkide spindlites kasutatakse viit peamist tüüpi laagreid. Igal tüübil on oma eelised ja puudused. Oluline on mõista nende toimimist ja erinevusi nende vahel, et saaksite valida sobivaima.

Kuulide vaheline kontaktnurk nurkkontaktlaagrid ning sisemine ja välimine jooksurada võimaldavad neil toetada aksiaalseid koormusi ühes suunas ja teatud hulga radiaalseid koormusi samal ajal. Seetõttu kasutatakse neid laialdaselt kiiretes täppisrakendustes, kus täpsus ja jäikus on kriitilise tähtsusega, näiteks tööpinkide spindlid. Aubearing pakub nurkkontaktiga spindlilaagreid suurustes 6 kuni 360 mm, millel on mitu materjali, konfiguratsiooni ja konkreetsete rakenduste vajaduste rahuldamiseks. Nurkkontaktlaagrite eelised:

Nurkkontaktsed laagrid

Sobib väga kiireks tööks ja väikese hõõrdumise korral;
Kompaktne struktuur, sobib ideaalselt piiratud ruumivajadusega masinatele.
 Õige sisemise kliirensi või eelkoormuse saavutamiseks pole vaja reguleerida.
Alumine õlg võimaldab mahutada laagrisse suure hulga kuule, mille tulemuseks on suhteliselt suur kandevõime
Suurepärane jäikus, et minimeerida läbipainde töötlemise ajal, parandades seeläbi täpsust;

Silindrilised rull-laagrid suurendage liikumist, kasutades kuulide asemel silindreid. Silindrilised rull-laagrid on mõeldud peamiselt radiaalkoormuse kandmiseks. Silindrilised rull-laagrid koosnevad sisemisest ja välimisest rõngast ning silindrilised rullid on fikseeritud puuriga. Need laagrid pakuvad suuremat kontaktpinda koormuse tõhusaks jaotamiseks. Silindrilised rull-laagrid sobivad keskmise ja suure kiirusega rakendusteks. Silindrilised rull-laagrid on saadaval paljudes disainides, erinevates seeriates ja erineva suurusega. Tööpinkide spindlite silindriliste rull-laagrite kasutamise omadused ja eelised:

Silindrilised rull-laagrid
  • Suur radiaalne kandevõime: silindrilised rull-laagrid on suurepärased rakendustes, mis nõuavad suurt radiaalset kandevõimet, muutes need sobivaks raskete töötlemistoimingute jaoks.

  • Madal hõõrdumine: nendel laagritel on töötamise ajal väike hõõrdumine, suurendades seeläbi tõhusust ja vähendades soojuse teket

  • Sobib suure kiirusega rakendustele: õige konstruktsiooni ja määrimisega võivad silindrilised rull-laagrid saavutada suure kiiruse

  • Pikem kasutusiga kui sama suurusega kuullaagritel

Koonusrull-laagrid on ette nähtud üheaegselt mõjuvate liitkoormuste kandmiseks. Komposiitkoormused hõlmavad radiaalseid ja aksiaalseid jõude. Jooksude projekteeritud jooned ristuvad laagritelje ühises punktis, tagades seega tõelise veeremise. Koonusrull-laagrid on konstrueeritud nii, et need tagavad töö ajal väikese hõõrdemomendi. Koonusrull-laagrite aksiaalne kandevõime suureneb kokkupuutenurga suurenedes. Koonusrull-laagrite kokkupuutenurk on tavaliselt vahemikus 10° kuni 30°. Üherealised koonusrull-laagrid vastavad tavaliselt teisele koonusrull-laagrile. Eelkoormuse rakendamisega on võimalik saavutada jäikade laagrite rakendusi. Koonusrull-laagrite eelised:

Koonusrull-laagrid
  • Koonusrull-laagrid on võimelised kandma nii radiaalset kui ka aksiaalset koormust, muutes need sobivaks mitmesuguste tööpinkide jaoks.

  • Need laagrid pakuvad suurepärast jäikust ja stabiilsust, tagades täpse töötlustulemuse.

  • Koonusrull-laagrid on tuntud oma suurepärase jõudluse poolest nõudlikes rakendustes

Hübriidkeraamilised kuullaagrid koosnevad AISI 52100 terasrõngastest ja räninitriidi (keraamilistest) kuulidest. Hübriidkeraamilised laagrid on suurepärane elektriisolaator, neil on äärmiselt suur kiirus ja need kestavad kauem kui tavalised radiaal- või sügava soonega kuullaagrid. Kõvematel keraamilistel kuulidel on suurem pinnakaredus, ilma materjali võistlusteelt eemaldamata. Kergemad keraamilised pallid vähendavad Brinelli valekahjustuste ohtu. Kuna keraamilised kuulid on 40% väiksema tihedusega kui teraskuulid, tekitavad need väiksemat tsentrifugaalkoormust ja väiksemat sisehõõrdumist laagrites. Laagrid töötavad töö ajal palju jahedamalt tänu väiksemale tihedusele ja hõõrdumisele. Hübriidlaagrite esialgne maksumus võib olla kõrgem kui tavalistel teraslaagritel, kuid vahe korvab kiiresti hoolduse säästmise. Keraamika omaduste tõttu võivad hübriidlaagrid kesta kuni 10 korda kauem kui tavalised teraslaagrid.

Hübriid-keraamilised kuullaagrid
  • Hübriidlaagrid tagavad suurepärase jõudluse suurel kiirusel, vähendavad soojuse teket töö ajal ja kiirendavad töötlemisprotsesse

  • Keraamilised materjalid suurendavad laagrite vastupidavust korrosioonile ja kulumisele, pikendades sellega töökindlust

  • laagrid tagavad väiksema hõõrdumise, aidates parandada tõhusust ja masina üldist jõudlust

  • Nende ainulaadsete omaduste tõttu sobivad need kõige paremini spetsiifiliste rakenduste jaoks, mis nõuavad kiiret jõudlust ja korrosioonikindlust.

Tegurid, mida tuleb spindlilaagrite valimisel arvestada

CNC-töötlusprotsessi ajal mõjutavad spindli laagrit paljud tegurid. Iga CNC-töötlustöö on ainulaadne, kuid füüsika on konstantne. Nende tegurite selge mõistmine aitab teil teha paremaid otsuseid, mis viivad teie töötlusoskused uutele kõrgustele.

CNC-tööpinkide nõuded

Spindli laagrite valimise esimene samm on CNC-tööpinkide töönõuete selgitamine. See hõlmab selliste tegurite mõistmist nagu koormuse tüüp (radiaalne, aksiaalne või kombineeritud), töökiirus, temperatuur ja keskkonnatingimused. Rakenduse olemus mõjutab erinevate laagritüüpide valikut, sealhulgas sügava soonega kuullaagrid, silindrilised rull-laagrid, nurkkontaktlaagrid jne.

Nõuded kandevõimele ja kiirusele

Kandevõime on laagrite valikul esmatähtis, kuna see määrab otseselt laagri võime taluda rakendatud koormusi ilma enneaegse rikketa. Insenerid peavad hindama laagri staatilist ja dünaamilist koormust, et määrata kindlaks maksimaalne koormus, mida laager võib töö ajal kokku puutuda.

Dünaamiline koormusreiting (C) on laagritootjate pakutav põhispetsifikatsioon ja see näitab koormust, mille juures 90% identsete laagrite komplektist saab töötada ilma väsimustõrketa pärast miljonit pööret. Arvutades ekvivalentse dünaamilise laagrikoormuse (P), mis võtab arvesse erinevaid koormuse komponente, nagu radiaal- ja aksiaalkoormusi, saavad insenerid hinnata, kuidas laager reaalsetes tingimustes toimib.

Töökiirus on sama oluline, kuna liiga kõrge pöörete arv võib põhjustada tõsiseid probleeme, nagu ülekuumenemine ja suurenenud kulumiskiirus. Laagri kiiruspiirang (n_limit) määrab maksimaalse kiiruse, mida laager talub ilma kahjulike mõjudeta. Enneaegse rikke vältimiseks ja optimaalse jõudluse tagamiseks peavad insenerid tagama, et laagri dünaamiline koormusväärtus ja kiiruspiirang vastavad rakenduse erinõuetele.

Jäikus ja täpsus

Jäikus on kiirete tööpinkide spindlite puhul ülioluline, sest täpne positsioneerimine ja minimaalne läbipaine on täppisosade valmistamisel üliolulised. Väga jäigad laagrid tagavad, et võllid ja komponendid jäävad ettenähtud asendisse, tagades täpsuse ja korratavuse.

Kaks põhilist jäikuse mõõdikut on aksiaalne jäikus (K_a) ja radiaalne jäikus (K_r). Aksiaalne jäikus peegeldab laagri vastupidavust aksiaalsele läbipaindele, kui see allub aksiaalsele koormusele, samas kui radiaalne jäikus näitab laagri vastupidavust radiaalsele läbipaindele radiaalkoormuse korral. Kõrgema jäikuse väärtusega laagrid sobivad täpset positsioneerimist nõudvate rakenduste jaoks, nagu CNC-masinad, robotid ja meditsiinilise kontrolli seadmed.

Täppistehnikas on madal ja aksiaalne väljavool kriitilise tähtsusega, et minimeerida ekstsentrilisust pöörlemise ajal. Tiheda mõõtmete tolerantsiga laagrid, näiteks need, mis vastavad ABEC 7 või kõrgematele standarditele, tagavad madalad väljajooksu ja aksiaalse väljajooksu väärtused, aidates parandada suure jõudlusega tööpinkide spindlite täpsust ja sujuvamat tööd.

Spindli laagri eluiga

Spindli laagrite eluiga on kriitilise tähtsusega hooldusintervallide ja süsteemi üldise töökindluse prognoosimiseks. Laagrite nimiväärtus on defineeritud kui pöörete või töötundide arv, enne kui 90% identsete laagrite rühmast tekib rike, ja seda saab arvutada tööstusstandardi valemite, sealhulgas ISO 281 ja ASTM F2812 abil. Need arvutused võtavad laagrite tööea hindamiseks arvesse selliseid tegureid nagu koormus, kiirus, materjal, määrimine ja töötingimused.

Keskkonnatingimused

Keskkonnategurid mõjutavad spindli laagrite valikut märkimisväärselt, kuna karmid tingimused võivad põhjustada enneaegset kulumist ja rikkeid. Sellised tegurid nagu niiskus, tolm, osakesed, söövitavad kemikaalid jne võivad mõjutada laagrite jõudlust ja kasutusiga. Nende probleemide lahendamiseks võivad insenerid valida täiendavate kaitsefunktsioonidega laagrid: Tihendatud või varjestatud laagrid pakuvad tõhusat kaitset saasteainete eest, takistades väliste osakeste tungimist laagrisse ja vähendades hooldusvõimalusi. Näiteks söövitavas keskkonnas on kemikaalide mõju leevendamiseks kõige parem kasutada roostevabast terasest, keraamikast või muust korrosioonikindlast materjalist laagreid.

Määrimisvalikud

korralik laagrite määrimine on laagrite pikendamise ja optimaalse jõudluse alus. Määrdeainete ülesanne on vähendada hõõrdumist, hajutada soojust ning vältida kulumist ja korrosiooni. Määrdeaine tüübi (õli või määre) ja omaduste (viskoossus, lisandid jne) valik sõltub sellistest teguritest nagu kiirus, temperatuur, koormus ja tihendusmehhanism. Tööstuslikud standardid, nagu ISO 281:2007, annavad juhiseid määrimisnõuete määramiseks töötingimuste põhjal.

Järeldus

Tööpinkide spindlid saavad täppisosade tootmiseks kasutada ainult kvaliteetseid täppislaagreid. Tööpinkide spindlilaagrite valik on ülioluline ja peab olema täpne. Määrimise, kliirensi, täpsusastme, kontaktnurga ja muude detailide puudumine võib põhjustada laagri enneaegse rikke. Kui olete valmis oma tööpinkide spindlilaagrite jõudlust veelgi kaugemale viima, otsige Aubearingist kaugemale. Aubearingis oleme pühendunud kvaliteetsete kuullaagrite, nurkkontaktlaagrite, silindriliste rull-laagrite, koonusrull-laagrite ja hübriidkeraamiliste laagrite pakkumisele. Aubearing on loodud pakkuma ülimat täpsust ja jõudlust, tagades teie masina parima töötamise.