Trục chính điện

Trục chính tốc độ cao là thành phần cốt lõi của máy cắt tốc độ cao, với sự cải thiện liên tục của yêu cầu tốc độ quay trục chính, bánh răng truyền thống - hệ thống truyền động tốc độ vành đai không thể đáp ứng yêu cầu do rung động riêng, tiếng ồn và các lý do khác, nhưng một loại mới của các thành phần chức năng - trục chính điện, kết hợp động cơ trục chính với trục chính của máy công cụ, nhận ra sự tích hợp của động cơ trục chính và trục chính của máy công cụ. Cảm biến điện tử được sử dụng để kiểm soát nhiệt độ của trục chính điện, cung cấp hệ thống tuần hoàn làm mát bằng nước hoặc dầu, để trục chính duy trì nhiệt độ không đổi khi quay tốc độ cao, nói chung có thể kiểm soát nhiệt độ cài đặt nhất định trong phạm vi 20 °~25 °, độ chính xác ± 0,7 °, đồng thời sử dụng bôi trơn sương mù dầu, vòng bi gốm lai và các công nghệ mới khác, làm cho trục chính không cần bảo trì, tuổi thọ cao và độ chính xác cao.

Trục chính điện lần đầu tiên được sử dụng trong máy mài tròn, vào những năm 1980, với sự phát triển và nhu cầu của máy CNC và công nghệ cắt tốc độ cao, công nghệ trục chính điện dần được áp dụng cho các máy CNC cao cấp như trung tâm gia công, máy phay CNC, trở thành một trong những thành tựu lớn của công nghệ máy trong những năm gần đây. Với sự phát triển của công nghệ máy công cụ, công nghệ cắt tốc độ cao và nhu cầu ứng dụng thực tế, mọi người đặt ra yêu cầu ngày càng cao về hiệu suất của trục chính điện của máy công cụ. Hiện nay, công nghệ của các công ty nước ngoài tham gia vào R&D và sản xuất trục chính điện của máy CNC tốc độ cao đại diện cho một mức độ cao trong lĩnh vực này. Trục chính điện được sản xuất bởi các công ty này có các tính năng sau: công suất cao, tốc độ quay cao; Áp dụng vòng bi tốc độ cao và độ cứng cao, chủ yếu là vòng bi gốm, vòng bi áp suất tĩnh lỏng, vòng bi bôi trơn không khí, vòng bi treo từ tính được sử dụng trong những dịp đặc biệt; Công nghệ gia công và lắp ráp chính xác cao; Hệ thống điều khiển phù hợp là mức độ cao, bao gồm hệ thống cân bằng tự động rôto, bôi trơn dầu và khí mang và hệ thống điều khiển chính xác, hệ thống điều khiển chính xác nhiệt độ làm mát rôto cố định và hệ thống điều khiển chính xác bù nhiệt độ biến dạng trục chính, v.v.

Công nghệ tích hợp trục chính điện

Trục chính điện là một tập hợp các thành phần, bao gồm trục chính điện và các phụ kiện của nó: trục chính điện, biến tần tần số cao, bôi trơn sương mù dầu, thiết bị làm mát, bộ mã hóa tích hợp, thiết bị thay đổi công cụ.

1. Công nghệ vòng bi tốc độ cao

Trục chính điện thường sử dụng vòng bi áp suất động, vòng bi gốm hỗn hợp, vòng bi treo điện từ. Ổ trục báo chí động có độ cứng và giảm xóc cao, có thể cải thiện đáng kể hiệu quả xử lý, cải thiện chất lượng xử lý, kéo dài tuổi thọ công cụ và giảm chi phí xử lý, hầu hết tuổi thọ ổ trục là vô hạn. Hiện nay, vòng bi gốm composite được sử dụng rộng rãi trong các đơn vị trục chính điện. Loại cơ thể lăn mang này sử dụng quả bóng gốm Si3N4 ép nóng. Vòng bi vẫn là vòng thép. Mức độ tiêu chuẩn hóa cao, cấu trúc máy không thay đổi nhiều và dễ bảo trì. Vòng bi treo điện từ có hiệu suất tốc độ cao tốt và độ chính xác cao, dễ dàng nhận ra chẩn đoán và giám sát trực tuyến. Tuy nhiên, do sự phức tạp của hệ thống đo lường và kiểm soát điện từ, loại vòng bi này đắt tiền và vẫn giữ giá cao trong một thời gian dài, và ngày nay nó không được sử dụng rộng rãi.

2, Công nghệ động cơ tốc độ cao

Trục chính điện là sản phẩm của động cơ điện và trục chính hợp nhất với nhau, rôto động cơ điện là bộ phận quay của trục chính, về mặt lý thuyết, trục chính điện có thể được coi là một loại động cơ tốc độ cao. Công nghệ then chốt là cân bằng động tốc độ cao;

3, bôi trơn

Bôi trơn của trục chính điện thường sử dụng bôi trơn dầu và khí định lượng theo thời gian; Bôi trơn dầu mỡ cũng có thể được sử dụng, nhưng tốc độ tương ứng nên được giảm. Thời gian có nghĩa là tiêm dầu mỗi lần trong một khoảng thời gian. Định lượng đề cập đến việc kiểm soát chính xác lượng dầu mỗi lần bôi trơn thông qua một thiết bị gọi là van định lượng. Dầu bôi trơn khí đề cập đến việc thổi dầu bôi trơn vào vòng bi gốm bằng khí nén. Kiểm soát lượng dầu là rất quan trọng, quá ít để bôi trơn; Quá nhiều, khi vòng bi quay ở tốc độ cao, nó sẽ nóng lên do sức đề kháng của dầu.

4, Thiết bị làm mát

Để tản nhiệt cho trục chính điện tốc độ cao càng sớm càng tốt, chất làm mát tuần hoàn thường được giới thiệu trên tường bên ngoài của trục chính điện, vai trò của thiết bị làm mát là duy trì nhiệt độ của chất làm mát.

5, Bộ mã hóa xung tích hợp

Để đạt được sự thay đổi công cụ tự động và chủ đề tấn công cứng nhắc, trục chính điện được xây dựng trong một bộ mã hóa xung để đạt được điều khiển góc pha chính xác và phối hợp với nguồn cấp dữ liệu.

6, Thiết bị thay đổi công cụ tự động

Để áp dụng cho trung tâm gia công, trục chính điện được trang bị thiết bị thay đổi công cụ tự động, bao gồm đĩa mùa xuân, xi lanh kéo, v.v.

7, Gắn thẻ cho công cụ cắt tốc độ cao

Công cụ cắt BT, ISO được biết đến rộng rãi, thực tế đã chứng minh không phù hợp với gia công tốc độ cao. Trong trường hợp này, các công cụ tốc độ cao như HSK, SKI xuất hiện.

8, Thiết bị biến tần tần số cao

Để đạt được tốc độ quay của trục chính điện hàng chục nghìn hoặc thậm chí hàng trăm nghìn vòng mỗi phút, cần phải sử dụng biến tần tần số cao để điều khiển động cơ điện tốc độ cao được xây dựng trong trục chính điện, tần số đầu ra của biến tần cần đạt hàng nghìn hoặc hàng nghìn hertz.

Trục chính điện thường gặp trục trặc:

1. Độ chính xác gia công giảm.

2. Độ hình trụ vượt quá phạm vi dung sai.

3. Trục chính nóng.

4. Tiếng ồn lớn, nhưng ít kháng hơn để xoay trục chính bằng tay.

(1) Phân tích lỗi

Trong quá trình kiểm tra tháo dỡ các bộ phận trục chính, nguyên nhân của sự cố được tìm thấy như sau:

① mỡ bôi trơn trục chính cơ khí của trung tâm gia công trộn lẫn với bụi và độ ẩm. Điều này là do khí nén được sử dụng trong trung tâm xử lý này không có thiết bị lọc và sấy tốt, vì vậy khi thổi khí nén, một lượng nhỏ bụi và hơi nước sẽ xâm nhập vào mỡ của ổ trục chính, dẫn đến bôi trơn kém, nhiệt và tiếng ồn lớn; Mặt định vị lỗ dùi trong trục chính có một chút trầy xước, lỗ dùi phối hợp không tốt với mặt dùi cán dao, có một chút thiên vị;

② Lực nén trước của vòng bi trục chính giảm và khe hở của vòng bi tăng lên;

③ Trục chính tự động kẹp một phần của đĩa lò xo mệt mỏi không thành công, dụng cụ không được thắt chặt toàn bộ, có một chút khe hở.

(2) Xử lý sự cố

Thay thế vòng bi trục chính và mỡ trong trung tâm gia công, điều chỉnh khe hở ổ trục, làm máy mài đơn giản, mài bằng tay bề mặt định vị lỗ côn bên trong trục chính, kiểm tra bằng phương pháp sơn, đảm bảo diện tích tiếp xúc của cán cạnh và lỗ côn định tâm trục chính lớn hơn 85%; Thay thế Butterfly Spring Đặt trục chính hoàn thiện trở lại hộp trục chính và kiểm tra nhịp xuyên tâm bằng đồng hồ đo, đầu gần 150mm nhỏ hơn 0,006mm và đầu xa nhỏ hơn 0,010mm. Xử lý thử, nhiệt độ trục chính tăng lên, tiếng ồn bình thường, độ chính xác xử lý đáp ứng yêu cầu của quá trình xử lý, sau đó khắc phục sự cố.

Các biện pháp cải tiến:

① Thêm thiết bị lọc và sấy khí nén, định kỳ làm trống bộ lọc, làm sạch hoặc thay thế phần tử lọc thường xuyên;

② Kiểm tra lỗ côn trục chính, độ sạch của tay cầm lưỡi và tình trạng phối hợp bất cứ lúc nào, kiểm tra xem máy sấy không khí có hoạt động bình thường hay không;

③ Sắp xếp hợp lý công nghệ chế biến để tránh thay đổi mạnh mẽ trong tỷ lệ loại bỏ vật liệu;

Nghiêm cấm vận hành quá tải, nếu có trục trặc thì phải báo sửa chữa kịp thời, không được vận hành mang bệnh.