Štrukturálna analýza a aplikácie rozdiely v elektrickom vretene, mechanickom vretene a hydrostatickom vretene

Mechanické vreteno je os, ktorá sa používa na riadenie obrobku alebo nástroja na otáčanie na stroji a je dôležitou súčasťou strojového stroja. Jeho základná štruktúra zahŕňa hlavne vreteno, ložiská a prevodové časti (napríklad prevodové stupne alebo kladky). Ako rotujúca časť jadra, vreteno nesie veľkú zodpovednosť prenosu pohybu a krútiaceho momentu. Jeho presnosť výroby a kvalita materiálu majú významný vplyv na presnosť spracovania. Ložiská sa používajú na podporu vretena, aby sa zabezpečila jeho stabilná rotácia. Bežné sú valcovacie ložiská a posuvné ložiská. Valcové ložiská majú malý koeficient trenia a citlivé spustenie, ktoré sú vhodné pre príležitosti vysokej rýchlosti a zaťaženia svetla; Posuvné ložiská fungujú dobre pri podmienkach nízko rýchlosti a vysokého zaťaženia a vyžadujú hladký pohyb. Prevodové časti prenášajú energiu z motora do vretena cez ozubené kolesá alebo kladky, aby sa dosiahla konverzia rýchlosti a prenos krútiaceho momentu. ​

Vďaka svojej relatívne jednoduchej štruktúre a nízkym nákladom na výrobu a údržbu sa mechanické vreteny široko používajú v bežných obrábacích strojoch, ako sú bežné súprava, frézovacie stroje a iné polia a môžu spĺňať všeobecné požiadavky na presnosť. Ovrobovacie úlohy, ako je drsné obrábanie častí, vŕtacie a mletie, s nízkymi požiadavkami na presnosť. Z dôvodu veľkého počtu prepojení prenosu sa však počas prenosu energie náchylní vyskytujú náchylné a presnosť spracovania a kvalita povrchu sú obmedzené, čo sťažuje splnenie vysokorýchlostných a vysokorýchlostných požiadaviek na spracovanie. ​

Elektrické vreteno je inovatívna technológia, ktorá integruje vreteno strojov a vretenového motora, ktorá realizuje „nulovú prevodovku“. Jeho štruktúra sa skladá hlavne z motora bez puzdra, vretena, ložiskov, krytu jednotky vretena, pohonného modulu a chladiaceho zariadenia. Rotor motora je pritlačený do jedného s vretenom. Ako priama rotujúca komponent je stator nainštalovaný v kryte vretenej jednotky cez chladiaci oblek. Vreteno je podopreté prednými a zadnými ložiskami, aby sa zabezpečila presnosť rotácie. ​

Hnatý modul sa používa na riadenie rýchlosti motora, aby sa splnili rôzne požiadavky na spracovanie. Pretože vysokorýchlostná prevádzka elektrického vretena bude generovať veľa tepla, chladiace zariadenie je rozhodujúce. Zvyčajne sa na odstránenie tepla a udržiavanie tepelnej stability vretena sa zvyčajne používa chladenie oleja alebo chladenie vodou. Vstavaný kódovač si môže uvedomiť presnú spätnú väzbu o polohe a rýchlosti vretena, ktorá je vhodná pre automatizované riadenie spracovania. ​

Výhody elektrického vretena sú významné. Pretože neexistuje žiadny medziprodukt prenosu, štruktúra je kompaktná a objem je malý, čo znižuje podlahovú plochu. Jeho vysoká rýchlosť môže dosiahnuť desiatky tisíc alebo dokonca stovky tisíc revolúcií za minútu, čo je vhodné na vysokorýchlostné rezanie, ako je napríklad spracovanie zliatiny titánu a zliatiny hliníka v leteckom poli, čo môže výrazne zlepšiť účinnosť spracovania. Zároveň má vysokú presnosť, nízke vibrácie a hluk a môže dosiahnuť spracovanie na úrovni mikrónu alebo dokonca vyššej presnosti. Všeobecne sa používa v odvetviach s prísnymi požiadavkami na presnosť, ako je výroba plesní a spracovanie presných dielov. Náklady na elektrické vretená sú však vysoké, údržba je náročná a požiadavky na prostredie používania a technickú úroveň prevádzkovateľov sú tiež vysoké.

Hydrostatické vreteno funguje založené na princípe hydrostatickej rovnováhy a je zložené hlavne z plynových hydrostatických ložísk alebo kvapalných hydrostatických ložísk a prenosových zariadení. Ako príklad, ktorý vezmeme plynové hydrostatické vreteno, prechádza medzi ložiskom a vretenom vysokotlakový plyn, aby vytvoril jednotný plynový film, ktorý zavesí vreteno a spôsobuje, že vreteno nemá priamy kontakt s ložiskom, čím sa výrazne znižuje trenie a vibrácie a dosahuje vysokú presnosť a vysokú stabilitu rotačného pohybu.

Pracovný princíp kvapalného hydrostatického vretena je podobný. Tlakový olej sa čerpá do medzery v ložisku cez vonkajšie vysokotlakové čerpadlo, čím sa vytvorí olejový film s kapacitou zaťaženia na podporu prevádzky vretena. Prevodové zariadenie hydrostatického vretena sa všeobecne skladá z motora a podporného príslušenstva. Príslušenstvo zahŕňajú senzory, kódovače, teplotné senzory atď., Ktoré sa používajú na monitorovanie a riadenie stavu prevádzky vretena. ​

Hydrostatické vreteno má extrémne vysokú presnosť rotácie, ktorá môže dosiahnuť submikron alebo dokonca vyššie úrovne. Je vhodný na spracovanie ultra presnosti, ako je brúsenie optických šošoviek, ultra presné otáčanie a ďalšie polia. Môže spracovať výrobky s extrémne nízkou drsnosťou povrchu a extrémne vysokou presnosťou tvaru. Vďaka jeho vysokej rigiditnej charakteristikách je deform vretena veľmi málo, keď je vystavená reznej sile, čo vedie k zabezpečeniu presnosti spracovania a kvality povrchu. Hydrostatické vreteno však vyžaduje komplexný systém prívodu vzduchu alebo dodávky oleja, náklady na zariadenie sú vysoké, požiadavky na údržbu sú prísne a čistota pracovného prostredia je tiež vysoká, čo obmedzuje rozsah jeho aplikácie. ​

Pri výbere typu vretena je potrebné komplexne zvážiť viac faktorov, ako sú úlohy spracovania, presné požiadavky a rozpočet na náklady.

Pre bežné mechanické spracovanie, ako je hrubé spracovanie všeobecných častí a hromadná výroba s nízkymi požiadavkami na presnosť, môžu mechanické vreteny uspokojiť potreby v dôsledku ich nízkej ceny a pohodlnej údržby.

Ak hľadáte vysokorýchlostné a vysokorýchlostné spracovanie, ako je letecký priestor, presné formy, výroba výrobkov 3C a ďalšie priemyselné odvetvia, elektrické vretená sú lepšou voľbou. Aj keď sú náklady vyššie, môže výrazne zlepšiť efektívnosť spracovania a kvalitu produktu. ​

Pokiaľ ide o spracovanie ultra presnosti, ako je výroba optických komponentov, spracovanie polovodičových čipov atď., Presnosť a stabilita rotácie vretena sú mimoriadne vysoké. Hydrostatické vreteno sa stalo jedinou voľbou vďaka svojim jedinečným výhodám, aj keď sú náklady na vybavenie a údržbu vysoké. V skutočnej výrobe môžu podniky zvážiť aj prijatie metódy zmiešanej konfigurácie podľa vlastných charakteristík technológie spracovania, pričom rôzne typy vretien spolupracujú na tom, aby poskytovali úplnú hru svojim príslušným výhodám a maximalizovali výhody spracovania.

Kontaktovať teraz