Анализ статуса-кво технического значения подшипников для высокопроизводительных станков в моей стране

Шпиндель станка является основным компонентом станка, и его функция заключается в приведении инструмента (шлифовального круга) или заготовки во вращение для достижения высокоскоростной точной обработки. С постоянным улучшением требований современной промышленности к точности и эффективности обработки станков предъявляются все более высокие требования к производительности шпинделя. Традиционная концепция высокоскоростного шпинделя трудно полностью описать техническую составляющую шпинделей станков.

Высокопроизводительный шпиндель станка относится к шпинделю станка с хорошей скоростью, точностью, жесткостью, характеристиками соответствия мощности и крутящего момента, высокой надежностью и высокими затратами при условии обеспечения точности обработки и эффективности обработки.

Главный вал станка можно разделить на подшипник качения (радиально-упорный шарикоподшипник, роликовый подшипник), жидкостный подшипник скольжения (подшипник динамического давления, подшипник статического давления, подшипник динамического и статического давления), газовый подшипник и подшипник магнитной подвески в соответствии с тип используемого подшипника. В зависимости от соединения с двигателем его можно разделить на механический шпиндель и электрический шпиндель.

Электрический шпиндель — это новый тип компонента шпинделя, который объединяет функцию шпинделя станка с функцией двигателя. Это устраняет необходимость в ременной передаче или зубчатой ​​передаче. Он обладает высокой скоростью, высокой точностью, широким диапазоном регулировки скорости, низким уровнем вибрации и шума. , Его преимущества заключаются в быстром запуске и точной остановке. Замена традиционных механических шпинделей электрическими шпинделями является основной тенденцией развития станкостроения.

Электрический шпиндель можно разделить на асинхронный электрический шпиндель и синхронный электрический шпиндель с постоянными магнитами в зависимости от типа двигателя.

С точки зрения объективных потребностей станкостроительной промышленности, электрические шпиндели с радиально-упорными шарикоподшипниками, электрические шпиндели с жидкостным (динамическим) статическим давлением и газовые подшипниковые электрические шпиндели находятся не только в центре внимания развития рынка, но и в центре внимания академических исследований. . Радиально-упорные шарикоподшипники наиболее подходят для высокоскоростных подшипников качения. Они обладают такими преимуществами, как низкое сопротивление трению, низкое энергопотребление, низкая стоимость, а также простота сериализации и стандартизации. Они имеют высокую предельную скорость, высокую точность и высокую жесткость. Они используются в обрабатывающих центрах, фрезерных станках с ЧПУ, токарных станках, внутренних шлифовальных станках, а также широко используются высокоскоростные гравировальные и фрезерные станки. Основная техническая трудность заключается в повышении точности, ресурса и надежности. Шпиндель жидкостного (динамического) и статического давления поддерживается пленкой жидкого масла, которая оказывает значительный эффект выравнивания ошибок, а также демпфирования и снижения вибрации. Точность вращения намного выше, чем у шпинделя с подшипником качения. Его жесткость высокая, износ небольшой, срок службы долгий. Станок получил широкое распространение, и его основная техническая трудность заключается в контроле повышения температуры и термической деформации шпинделя на высоких скоростях. Электрический шпиндель с газовым подшипником поддерживается газовой пленкой, а точность вращения и предельная скорость выше, чем у жидкостного (динамического) статического пьезоэлектрического шпинделя и электрического шпинделя с подшипником качения. Его термическая стабильность хорошая, и он не подходит для сверхточных станков и сверлильных станков для печатных плат (PCD). Незаменимые основные компоненты, его недостатками являются низкая несущая способность и высокие технологические требования.

Подшипники с магнитной подвеской также являются важным типом метода поддержки шпинделя, поскольку они имеют высокую предельную скорость и не изнашиваются во время работы. Техническая трудность заключается в том, как улучшить динамическую жесткость и характеристики демпфирования для достижения высокой скорости при обеспечении высокой точности обработки. Основным содержанием исследования шпинделя магнитной левитации является контроль характеристик механической системы и электромагнитных характеристик.