Introducción
En el mecanizado moderno, el husillo eléctrico es un componente clave para lograr un mecanizado de alta precisión y una producción eficiente. Comprender la estructura del husillo eléctrico, las funciones y los requisitos del motor del husillo, la configuración de los cojinetes, el sistema de lubricación y el sistema de refrigeración es esencial para garantizar el funcionamiento eficiente del husillo eléctrico. Entonces, ¿cuál es la estructura del husillo eléctrico?
La forma estructural del husillo CNC
Dos formas estructurales principales del husillo del enrutador CNC:
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El motor está instalado entre los cojinetes delantero y trasero del husillo.
Esta forma estructural del husillo eléctrico tiene dos soportes delanteros y traseros. Debido al tamaño axial relativamente pequeño, la rigidez general del husillo es mejor y la potencia es más significativa. Este diseño es particularmente adecuado para máquinas herramienta CNC de alta velocidad y puede proporcionar una excelente estabilidad y rigidez.
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El motor está instalado detrás del cojinete trasero del husillo.
En este diseño, el motor y la caja del husillo están dispuestos en la dirección axial del husillo. Esta estructura puede acortar eficazmente el tamaño radial del extremo delantero del husillo, lo que es beneficioso para la disipación de calor del motor. Aun así, la longitud axial del husillo es relativamente grande. Por lo tanto, esta forma estructural se utiliza a menudo en pequeñas máquinas herramienta CNC de alta velocidad.
Motor de husillo
El motor del husillo es un componente esencial del husillo eléctrico y sus parámetros técnicos determinan directamente el rendimiento del husillo eléctrico. En la actualidad, existen dos tipos comunes de motores de husillo eléctrico:
Motor síncrono de CA
Los motores síncronos de CA tienen un volumen menor, un tiempo de arranque más corto, mayor potencia y par con el mismo par y menor pérdida de potencia del rotor, lo que puede mejorar eficazmente el rendimiento térmico de los husillos eléctricos. Por lo tanto, son adecuados para husillos eléctricos de alta velocidad.
Motor asíncrono de corriente alterna
Los motores asíncronos de corriente alterna tienen un precio moderado, velocidades límite elevadas, son fáciles de mantener y tienen sistemas de control simples. Si bien su rendimiento podría ser mejor que el de los motores síncronos, aún tienen ventajas en algunas aplicaciones.
Cojinetes de husillo
Los cojinetes de husillo son uno de los componentes principales de los husillos eléctricos, que afectan directamente a la alta velocidad y precisión de los husillos eléctricos. Se deben tener en cuenta los siguientes puntos al seleccionar los cojinetes:
Rodamientos de bolas de cerámica
Los rodamientos de bolas de cerámica están hechos de materiales cerámicos de baja densidad y resistentes a altas temperaturas, que pueden aumentar significativamente la velocidad límite al mismo tiempo que tienen un aumento de temperatura menor y una mayor rigidez. Los rodamientos de bolas de cerámica de contacto angular se seleccionan a menudo para soportar husillos eléctricos debido a su rendimiento de alta velocidad y su gran capacidad de carga.
Cojinetes magnéticos
Los cojinetes magnéticos no tienen contacto mecánico gracias a un control inteligente, pueden alcanzar el doble de velocidad que los cojinetes de rodillos y son adecuados para máquinas herramienta de alta potencia y velocidad ultraalta. Sin embargo, debido al alto costo de fabricación y a los problemas de calentamiento, el rango de aplicación es limitado.
Lubricación de husillos eléctricos
La lubricación del husillo eléctrico forma principalmente una película de aceite lubricante sobre la superficie de fricción del cojinete a través del lubricante, lo que reduce el desgaste y la fricción y garantiza un buen funcionamiento. La lubricación también ayuda a disipar el calor y mantener la temperatura de trabajo promedio del cojinete. Una lubricación adecuada puede prolongar la vida útil del cojinete y mejorar la eficiencia operativa del husillo eléctrico.
Sistema de enfriamiento del husillo eléctrico
El husillo eléctrico generará mucho calor durante el funcionamiento a alta velocidad, por lo que es necesario diseñar un sistema de refrigeración eficaz. Las principales medidas de refrigeración incluyen:
Dispositivo de enfriamiento
El dispositivo de enfriamiento está instalado en la pared exterior del husillo eléctrico, lo que puede mantener el husillo eléctrico a baja temperatura durante el funcionamiento haciendo circular refrigerante para evitar daños causados por temperatura excesiva.
Codificador
El codificador se utiliza para controlar con precisión el husillo eléctrico, realizar el cambio automático de herramienta, controlar el estado de inicio y parada del husillo ATC, roscar, roscar y otras funciones.
Cambiador automático de herramientas
La instalación de un cambiador automático de herramientas en el husillo eléctrico puede mejorar la eficiencia de trabajo del centro de mecanizado.
Método de selección de herramientas
Para las necesidades de mecanizado de alta velocidad, se deben utilizar herramientas de alta velocidad que cumplan con las condiciones de mecanizado en lugar de herramientas tradicionales para cumplir con los requisitos de alta velocidad.
Dispositivo de conversión de frecuencia de alta frecuencia
Para lograr la alta velocidad del husillo eléctrico de decenas de miles o incluso cientos de miles de revoluciones por minuto, se requiere un dispositivo de conversión de frecuencia de alta frecuencia, y la frecuencia de salida del convertidor de frecuencia debe alcanzar miles o varios miles de hercios.
Conclusión
Comprender la forma estructural del husillo eléctrico, las funciones y los requisitos del motor del husillo, la configuración de los cojinetes, el sistema de lubricación y el sistema de refrigeración es fundamental para optimizar el rendimiento del husillo eléctrico. Cada componente desempeña un papel importante en el funcionamiento general del husillo eléctrico. Mediante una selección y una configuración razonables, se pueden mejorar la estabilidad, la eficiencia y la vida útil del husillo eléctrico.
Resumen de preguntas frecuentes basadas en el artículo
P1: ¿Cuáles son las dos formas estructurales principales de los husillos eléctricos?
A1: Las principales formas estructurales de los husillos eléctricos incluyen el motor instalado entre los cojinetes delantero y trasero del husillo, que es adecuado para máquinas herramienta CNC de alta velocidad, y el motor instalado detrás del cojinete trasero del husillo, que es adecuado para pequeñas máquinas herramienta CNC de alta velocidad.
Q2: ¿Cuáles son las principales diferencias entre los motores síncronos y los motores asíncronos?
A2: Los motores síncronos son de tamaño pequeño, tienen un tiempo de arranque corto, alta potencia y torque, y baja pérdida de potencia del rotor, lo que los hace adecuados para husillos eléctricos de alta velocidad; mientras que los motores asincrónicos tienen un precio moderado, tienen una velocidad límite alta y son fáciles de mantener, lo que los hace adecuados para algunas aplicaciones.
P3: ¿Cuáles son los tipos comunes de rodamientos para husillos eléctricos?
A3: Los tipos más comunes de cojinetes para husillos eléctricos incluyen cojinetes de bolas de cerámica y cojinetes de suspensión magnética. Los cojinetes de bolas de cerámica son adecuados para aplicaciones de alta velocidad, mientras que los cojinetes magnéticos son adecuados para máquinas herramienta de alta potencia y velocidad ultraalta.
P4: ¿Cuál es el objetivo principal de la lubricación del husillo eléctrico?
A4: El objetivo principal de la lubricación del husillo eléctrico es reducir el desgaste y la fricción de los rodamientos, garantizar su buen funcionamiento y tener un efecto de disipación de calor.
Q5: ¿Cuáles son las principales medidas del sistema de refrigeración del husillo eléctrico?
A5: El sistema de enfriamiento del husillo eléctrico incluye principalmente un dispositivo de enfriamiento, un codificador de pulso incorporado, un cambiador automático de herramientas, un método de sujeción de herramientas adecuado y un dispositivo de conversión de frecuencia de alta frecuencia.
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