Analýza současného stavu technické konotace vysoce výkonných ložisek obráběcích strojů v mé zemi

Vřeteno obráběcího stroje je základní součástí obráběcího stroje a jeho funkcí je pohánět nástroj (brusný kotouč) nebo obrobek tak, aby se otáčel za účelem dosažení vysokorychlostního přesného obrábění. S neustálým zlepšováním požadavků moderního průmyslu na přesnost zpracování obráběcích strojů a efektivitu zpracování mají obráběcí stroje stále vyšší požadavky na výkon vřetena. Tradiční koncepce vysokorychlostního vřetena bylo obtížné plně popsat technickou konotaci vřeten obráběcích strojů.

Vysoce výkonné vřeteno obráběcího stroje se vztahuje na vřeteno obráběcího stroje s dobrou rychlostí, přesností, tuhostí, charakteristikami přizpůsobení výkonu a točivého momentu, vysokou spolehlivostí a vysokým nákladovým výkonem za předpokladu uspokojivé přesnosti zpracování a účinnosti zpracování.

Hlavní hřídel obráběcího stroje lze rozdělit na valivá ložiska (kuličkové ložisko s kosoúhlým stykem, válečkové ložisko), kapalinové kluzné ložisko (dynamické tlakové ložisko, statické tlakové ložisko, dynamické a statické tlakové ložisko), plynové ložisko a magnetické závěsné ložisko podle typ použitého ložiska. Podle spojení s motorem jej lze rozdělit na mechanické vřeteno a elektrické vřeteno.

Elektrické vřeteno je nový typ součásti vřetena, která integruje funkci vřetena obráběcího stroje s funkcí motoru. Eliminuje potřebu řemenového nebo ozubeného převodu. Má vysokou rychlost, vysokou přesnost, široký rozsah nastavení rychlosti a nízké vibrace a hluk. , Má výhody rychlého startu a přesného zastavení. Nahrazení tradičních mechanických vřeten elektrickými vřeteny je hlavním trendem ve vývoji průmyslu obráběcích strojů.

Elektrické vřeteno lze podle typu motoru rozdělit na asynchronní elektrovřeteno a synchronní elektrovřeteno s permanentními magnety.

Z hlediska objektivních potřeb průmyslu obráběcích strojů jsou elektrovřetena s kuličkovými ložisky s kosoúhlým stykem, elektrovřetena s kapalinovým (dynamickým) statickým tlakem a elektrovřetena s plynovými ložisky nejen středem zájmu rozvoje trhu, ale také středem zájmu akademického výzkumu . Pro rychloběžná valivá ložiska jsou nejvhodnější kuličková ložiska s kosoúhlým stykem. Mají výhody nízkého třecího odporu, nízké spotřeby energie, nízké ceny a snadné serializace a standardizace. Mají vysokou mezní rychlost, vysokou přesnost a vysokou tuhost. Používají se v obráběcích centrech, CNC frézkách, soustruzích, vnitřních bruskách a široce používané vysokorychlostní gravírovací a frézovací stroje. Hlavní technický problém spočívá ve zlepšení přesnosti, životnosti a spolehlivosti. Kapalné (dynamické) a statické tlakové vřeteno je podepřeno filmem kapalného oleje, který má výrazný efekt vyrovnání chyb a tlumení a snížení vibrací. Přesnost otáčení je mnohem vyšší než u vřetena valivých ložisek. Jeho tuhost je vysoká, opotřebení je malé a životnost je dlouhá. Obráběcí stroj byl široce používán a jeho hlavní technická obtíž spočívá v řízení nárůstu teploty a tepelné deformace vřetena při vysoké rychlosti. Elektrovřeteno s plynovým ložiskem je podepřeno plynovým filmem a přesnost otáčení a mezní rychlost jsou vyšší než u kapalinového (dynamického) statického piezoelektrického vřetena a elektrického vřetena valivých ložisek. Jeho tepelná stabilita je dobrá a není vhodný pro ultra přesné obráběcí stroje a vrtačky desek plošných spojů (PCD) Nepostradatelné součásti jádra, jeho nedostatky jsou nízká nosnost a vysoké procesní požadavky.

Magnetická závěsná ložiska jsou také důležitým typem způsobu podpory vřetena s vysokou mezní rychlostí a bez opotřebení během provozu. Technická obtíž spočívá v tom, jak zlepšit dynamickou tuhost a tlumicí výkon pro dosažení vysoké rychlosti při zajištění vysoké přesnosti obrábění. Hlavním výzkumným obsahem vřetena magnetické levitace je řízení charakteristik mechanického systému a elektromagnetických charakteristik