Ikuti saya di: 
Panduan Utama untuk Bantalan Spindel Alat Mesin CNC
Seiring berkembangnya teknologi, Alat mesin CNC diharapkan lebih presisi, efisien, dan andal dari sebelumnya. Untuk tetap kompetitif, perusahaan manufaktur perkakas mesin CNC berinvestasi dalam bantalan berkualitas tinggi untuk memastikan kinerja spindel yang optimal. Bantalan berkualitas tinggi dapat meningkatkan efisiensi dan keandalan spindel perkakas mesin, sehingga meningkatkan produksi dan mengurangi keausan pada mesin. Oleh karena itu, faktor-faktor yang dipertimbangkan saat memilih bantalan spindel perkakas mesin sangat penting untuk mendapatkan hasil yang akurat. Kapasitas beban, persyaratan kecepatan, kekakuan, pelumasan, kondisi lingkungan, dan tingkat kebisingan adalah pertimbangan utama yang memandu para insinyur saat memilih bantalan spindel. Dalam artikel ini, kita akan membahas jenis-jenis yang umum ditemukan pada spindel perkakas mesin dan cara mengevaluasi, memeriksa, dan memantau pengoperasian bantalan untuk memastikan kinerja yang optimal.
A spindel alat mesin mempunyai dua fungsi utama. Salah satunya adalah dengan memutar alat untuk memutar, menggiling, menggiling atau mengebor atau mengetuk benda kerja. Yang kedua adalah mengirimkan torsi dan kecepatan ke area pemotongan. Tujuan bantalan spindel peralatan mesin adalah untuk memandu pergerakan spindel secara tepat untuk memastikan kecepatan dan akurasi optimal. Bantalan mempengaruhi kecepatan, putaran, getaran, keakuratan dan suhu peralatan mesin, yang pada gilirannya mempengaruhi kualitas produk akhir yang diproduksi. Bantalan dapat dirancang untuk memudahkan pergerakan spindel pada sumbu melintang dan radial serta harus mampu menahan tekanan beban, suhu, dan kecepatan putaran spindel peralatan mesin yang tinggi.
Jenis bantalan spindel peralatan mesin
Ada lima jenis bantalan utama yang digunakan pada spindel peralatan mesin. Masing-masing jenis mempunyai kelebihan dan kekurangan masing-masing. Penting untuk memahami cara kerjanya dan perbedaan di antara keduanya sehingga Anda dapat memilih yang paling sesuai.
Sudut kontak antara bola bantalan kontak sudut dan jalur dalam dan luar memungkinkannya menahan beban aksial dalam satu arah dan sejumlah beban radial pada saat yang bersamaan. Oleh karena itu, mereka banyak digunakan dalam aplikasi presisi kecepatan tinggi yang mengutamakan akurasi dan kekakuan, seperti spindel peralatan mesin. Aubearing menawarkan bantalan spindel kontak sudut dalam ukuran mulai 6 hingga 360 mm, dengan berbagai pilihan bahan, konfigurasi, dan untuk memenuhi kebutuhan aplikasi spesifik. Keuntungan dari bantalan kontak sudut:
Sangat cocok untuk operasi kecepatan tinggi dan gesekan rendah;
Struktur kompak, ideal untuk mesin dengan kebutuhan ruang terbatas.
Tidak diperlukan penyesuaian untuk mendapatkan jarak bebas internal atau beban awal yang benar.
Bahu bagian bawah memungkinkan sejumlah besar bola ditampung dalam bantalan, sehingga menghasilkan kapasitas menahan beban yang relatif tinggi
Kekakuan yang sangat baik untuk meminimalkan defleksi selama pemrosesan, sehingga meningkatkan akurasi;
Bantalan rol silinder meningkatkan gerak dengan menggunakan silinder sebagai pengganti bola. Bantalan rol silinder terutama dirancang untuk membawa beban radial. Bantalan rol silinder terdiri dari cincin bagian dalam dan cincin luar, dan rol silinder dipasang dengan sangkar. Bantalan ini memberikan area permukaan kontak yang lebih besar untuk distribusi beban yang efektif. Bantalan rol silinder cocok untuk aplikasi kecepatan sedang hingga tinggi. Bantalan rol silinder tersedia dalam berbagai desain, seri berbeda, dan ukuran berbeda. Fitur dan manfaat menggunakan bantalan rol silinder untuk spindel peralatan mesin:
Kapasitas Beban Radial Tinggi: Bantalan rol silinder unggul dalam aplikasi yang memerlukan kapasitas beban radial besar, sehingga cocok untuk operasi pemesinan tugas berat.
Gesekan Rendah: Bantalan ini menunjukkan gesekan rendah selama pengoperasian, sehingga meningkatkan efisiensi dan mengurangi timbulnya panas
Cocok untuk aplikasi kecepatan tinggi: Dengan desain dan pelumasan yang tepat, bantalan rol silinder dapat mencapai kemampuan kecepatan tinggi
Masa pakai lebih lama dibandingkan bantalan bola dengan ukuran yang sama
Bantalan rol tirus dirancang untuk memikul beban majemuk yang bekerja secara bersamaan. Beban komposit meliputi gaya radial dan aksial. Garis-garis yang diproyeksikan dari jalur balap berpotongan pada titik yang sama pada sumbu bantalan, sehingga memberikan aksi bergulir yang sebenarnya. Bantalan rol tirus dirancang sedemikian rupa untuk memberikan torsi gesekan rendah selama pengoperasian. Daya dukung beban aksial bantalan rol tirus meningkat dengan meningkatnya sudut kontak. Sudut kontak bantalan rol tirus biasanya berkisar antara 10° hingga 30°. Bantalan rol tirus satu baris biasanya sesuai dengan bantalan rol tirus kedua. Dengan menerapkan preload, penerapan bantalan kaku dapat dicapai. Keuntungan dari bantalan rol tirus:
Bantalan rol tirus mampu memikul beban radial dan aksial, sehingga cocok untuk berbagai aplikasi peralatan mesin.
Bantalan ini menawarkan kekakuan dan stabilitas yang sangat baik, memastikan kinerja pemesinan yang presisi.
Bantalan rol tirus dikenal karena kinerjanya yang luar biasa dalam aplikasi yang berat
Bantalan bola keramik hibrida terdiri dari cincin baja AISI 52100 dan bola silikon nitrida (keramik). Bantalan keramik hibrida adalah isolator listrik yang sangat baik, memiliki kemampuan kecepatan sangat tinggi, dan bertahan lebih lama dibandingkan bantalan bola radial atau alur dalam standar. Bola keramik yang lebih keras memiliki kekasaran permukaan yang lebih tinggi tanpa menghilangkan material dari jalurnya. Bola keramik yang lebih ringan mengurangi risiko kerusakan Brinell palsu. Karena bola keramik 40% lebih kecil kepadatannya dibandingkan bola baja, bola keramik menghasilkan beban sentrifugal yang lebih kecil dan gesekan internal yang lebih rendah pada bantalan. Bantalan bekerja lebih dingin selama pengoperasian karena kepadatan dan gesekan yang lebih rendah. Biaya awal bantalan hibrida mungkin lebih tinggi daripada bantalan baja standar, namun perbedaannya dapat dengan cepat diatasi melalui penghematan perawatan. Karena sifat keramiknya, bantalan hibrida dapat bertahan hingga 10 kali lebih lama dibandingkan bantalan baja standar.
Bantalan hibrida memberikan kinerja kecepatan tinggi yang unggul, mengurangi timbulnya panas selama pengoperasian, dan mempercepat proses pemesinan
Bahan keramik meningkatkan ketahanan bearing terhadap korosi dan keausan, sehingga memperpanjang masa pakai
bantalan memberikan gesekan yang lebih rendah, membantu meningkatkan efisiensi dan kinerja alat berat secara keseluruhan
Sifat uniknya menjadikannya paling cocok untuk aplikasi spesifik yang memerlukan kinerja kecepatan tinggi dan ketahanan terhadap korosi.
Faktor yang Perlu Dipertimbangkan Saat Memilih Bantalan Spindel
Selama proses pemesinan CNC, bantalan spindel akan dipengaruhi oleh banyak faktor. Setiap pekerjaan pemesinan CNC adalah unik, namun fisikanya konstan. Memiliki pemahaman yang jelas tentang faktor-faktor ini akan membantu Anda membuat keputusan yang lebih baik yang akan meningkatkan keterampilan pemesinan Anda.
Persyaratan alat mesin CNC
Langkah pertama dalam proses pemilihan bantalan spindel adalah memperjelas persyaratan pengoperasian peralatan mesin CNC. Hal ini melibatkan pemahaman faktor-faktor seperti jenis beban (radial, aksial atau gabungan), kecepatan operasi, suhu dan kondisi lingkungan. Sifat penerapannya akan mempengaruhi pemilihan berbagai jenis bantalan, termasuk bantalan bola dalam alur, bantalan rol silinder, bantalan kontak sudut, dll.
Kapasitas beban dan persyaratan kecepatan
Kapasitas beban merupakan pertimbangan utama dalam pemilihan bantalan karena secara langsung menentukan kemampuan bantalan untuk mendukung beban yang diterapkan tanpa kegagalan dini. Insinyur perlu mengevaluasi kemampuan beban statis dan dinamis dari bantalan untuk menentukan beban maksimum yang mungkin dihadapi bantalan selama pengoperasian.
Peringkat beban dinamis (C) adalah spesifikasi utama yang disediakan oleh produsen bantalan dan mewakili beban di mana 90% dari rangkaian bantalan identik dapat beroperasi tanpa kegagalan lelah setelah satu juta putaran. Dengan menghitung beban bantalan dinamis ekuivalen (P), yang memperhitungkan berbagai komponen beban seperti beban radial dan aksial, para insinyur dapat mengevaluasi bagaimana kinerja bantalan dalam kondisi dunia nyata.
Kecepatan pengoperasian juga sama pentingnya, karena RPM yang terlalu tinggi dapat menyebabkan masalah serius seperti panas berlebih dan peningkatan tingkat keausan. Batas kecepatan bantalan (n_limit) menentukan kecepatan maksimum yang dapat ditahan bantalan tanpa efek buruk. Insinyur harus memastikan bahwa peringkat beban dinamis dan batas kecepatan bantalan memenuhi persyaratan spesifik aplikasi untuk menghindari kegagalan dini dan memastikan kinerja optimal.
Kekakuan dan presisi
Kekakuan sangat penting untuk spindel peralatan mesin berkecepatan tinggi karena pemosisian yang tepat dan defleksi minimal sangat penting untuk pembuatan komponen presisi. Bantalan yang sangat kaku memastikan poros dan komponen tetap pada posisi yang diinginkan, memastikan keakuratan dan kemampuan pengulangan.
Dua ukuran dasar kekakuan adalah kekakuan aksial (K_a) dan kekakuan radial (K_r). Kekakuan aksial mencerminkan ketahanan bantalan terhadap defleksi aksial ketika dikenai beban aksial, sedangkan kekakuan radial menunjukkan ketahanan bantalan terhadap defleksi radial ketika dikenai beban radial. Bantalan dengan nilai kekakuan lebih tinggi cocok untuk aplikasi yang memerlukan pemosisian presisi, seperti mesin CNC, robot, dan peralatan inspeksi medis.
Dalam rekayasa presisi, runout rendah dan runout aksial sangat penting untuk meminimalkan eksentrisitas selama rotasi. Bantalan dengan toleransi dimensi yang ketat, seperti yang memenuhi standar ABEC 7 atau lebih tinggi, memastikan nilai runout dan runout aksial yang rendah, membantu meningkatkan akurasi dan pengoperasian spindel peralatan mesin performa tinggi yang lebih lancar.
Kehidupan bantalan spindel
Masa pakai bantalan spindel sangat penting untuk memperkirakan interval perawatan dan keandalan sistem secara keseluruhan. Umur peringkat bantalan didefinisikan sebagai jumlah putaran atau jam pengoperasian sebelum kegagalan terjadi pada 90% kelompok bantalan yang identik dan dapat dihitung menggunakan rumus standar industri termasuk ISO 281 dan ASTM F2812. Perhitungan ini memperhitungkan faktor-faktor seperti beban, kecepatan, material, pelumasan, dan kondisi pengoperasian untuk memperkirakan masa pakai bantalan.
Keadaan lingkungan
Faktor lingkungan memiliki dampak yang signifikan terhadap pemilihan bantalan spindel, karena kondisi yang keras dapat menyebabkan keausan dini dan kegagalan. Faktor-faktor seperti kelembapan, debu, partikel, bahan kimia korosif, dll. dapat memengaruhi kinerja dan masa pakai bantalan. Untuk mengatasi tantangan ini, para insinyur dapat memilih bearing dengan fitur perlindungan tambahan: Bearing yang tersegel atau terlindung memberikan pertahanan yang efektif terhadap kontaminan, mencegah partikel eksternal menembus bearing dan mengurangi peluang untuk pemeliharaan. Misalnya, di lingkungan yang korosif, yang terbaik adalah menggunakan bantalan yang terbuat dari baja tahan karat, keramik, atau bahan tahan korosi lainnya untuk mengurangi efek bahan kimia.
Opsi pelumasan
Tepat pelumasan bantalan adalah fondasi untuk memperpanjang masa pakai bearing dan kinerja optimal. Fungsi pelumas adalah untuk mengurangi gesekan, menghilangkan panas dan mencegah keausan dan korosi. Pilihan jenis pelumas (oli atau gemuk) dan sifat-sifatnya (viskositas, aditif, dll.) bergantung pada faktor-faktor seperti kecepatan, suhu, beban, dan mekanisme penyegelan. Standar industri seperti ISO 281:2007 memberikan panduan dalam menentukan persyaratan pelumasan berdasarkan kondisi pengoperasian.
Kesimpulan
Spindle perkakas mesin hanya dapat menggunakan bantalan presisi berkualitas tinggi untuk menghasilkan komponen presisi. Pemilihan bantalan spindel peralatan mesin sangat penting dan harus akurat. Kurangnya pelumasan, jarak bebas, tingkat akurasi, sudut kontak, dan detail lainnya dapat menyebabkan kegagalan dini bantalan. Jika Anda siap meningkatkan kinerja bantalan spindel peralatan mesin Anda lebih jauh lagi, Anda bisa mengunjungi Aubearing. Di Aubearing, kami berkomitmen untuk menyediakan bantalan bola berkualitas, bantalan kontak sudut, bantalan rol silinder, bantalan rol tirus, dan bantalan keramik hibrida. Aubearing dirancang untuk memberikan presisi dan kinerja unggul, memastikan alat berat Anda bekerja pada kondisi terbaiknya.