Introduzione
Nella lavorazione moderna, il mandrino elettrico è un componente chiave per ottenere lavorazioni ad alta precisione e una produzione efficiente. Comprendere la struttura del mandrino elettrico, le funzioni e i requisiti del motore del mandrino, la configurazione dei cuscinetti, il sistema di lubrificazione e il sistema di raffreddamento è essenziale per garantire il funzionamento efficiente del mandrino elettrico. Quindi qual è la struttura del mandrino elettrico?
La forma strutturale del mandrino CNC
Due principali forme strutturali del mandrino del router CNC:
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Il motore è installato tra i cuscinetti anteriore e posteriore del mandrino
Questa forma strutturale dell'elettromandrino ha due supporti anteriori e posteriori. Grazie alle dimensioni assiali relativamente piccole, la rigidità complessiva del mandrino è migliore e la potenza è più significativa. Questo design è particolarmente adatto per macchine utensili CNC ad alta velocità e può fornire eccellente stabilità e rigidità.
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Il motore è installato dietro il cuscinetto posteriore del mandrino.
In questo design, il motore e la scatola del mandrino sono disposti nella direzione assiale del mandrino. Questa struttura può accorciare efficacemente la dimensione radiale dell'estremità anteriore del mandrino, il che è vantaggioso per la dissipazione del calore del motore. Tuttavia, la lunghezza assiale del mandrino è relativamente grande. Pertanto, questa forma strutturale è spesso utilizzata in piccole macchine utensili CNC ad alta velocità.
Motore mandrino
Il motore del mandrino è un componente essenziale del mandrino elettrico e i suoi parametri tecnici determinano direttamente le prestazioni del mandrino elettrico. Attualmente, ci sono due tipi comuni di motori del mandrino elettrico:
Motore sincrono AC
I motori sincroni AC hanno un volume più piccolo, tempi di avviamento più brevi, potenza e coppia maggiori a parità di coppia e una minore perdita di potenza del rotore, il che può migliorare efficacemente le prestazioni termiche dei mandrini elettrici. Pertanto, sono adatti per mandrini elettrici ad alta velocità.
Motore asincrono AC
I motori asincroni AC hanno un prezzo moderato, hanno velocità limite elevate, sono facili da manutenere e hanno sistemi di controllo semplici. Sebbene le loro prestazioni potrebbero essere migliori di quelle dei motori sincroni, presentano comunque dei vantaggi in alcune applicazioni.
Cuscinetti del mandrino
I cuscinetti del mandrino sono uno dei componenti principali dei mandrini elettrici, che influenzano direttamente l'alta velocità e l'alta precisione dei mandrini elettrici. I seguenti punti devono essere considerati quando si selezionano i cuscinetti:
Cuscinetti a sfere in ceramica
I cuscinetti a sfere in ceramica sono realizzati in materiali ceramici a bassa densità e resistenti alle alte temperature, che possono aumentare significativamente la velocità limite, pur avendo un aumento di temperatura inferiore e una maggiore rigidità. I cuscinetti a sfere in ceramica a contatto angolare sono spesso selezionati per supportare i mandrini elettrici grazie alle loro prestazioni ad alta velocità e alla forte capacità di carico.
Cuscinetti magnetici
I cuscinetti magnetici non raggiungono alcun contatto meccanico tramite controllo intelligente, possono raggiungere il doppio della velocità dei cuscinetti volventi e sono adatti per macchine utensili ad altissima velocità e potenza. Tuttavia, a causa degli elevati costi di produzione e dei problemi di riscaldamento, la gamma di applicazione è ristretta.
Lubrificazione del mandrino elettrico
La lubrificazione del mandrino elettrico forma principalmente una pellicola di olio lubrificante sulla superficie di attrito del cuscinetto attraverso il lubrificante, riduce l'usura e l'attrito e garantisce un buon funzionamento. La lubrificazione aiuta anche a dissipare il calore e a mantenere la temperatura media di lavoro del cuscinetto. Una lubrificazione adeguata può prolungare la durata utile del cuscinetto e migliorare l'efficienza operativa del mandrino elettrico.
Sistema di raffreddamento del mandrino elettrico
Il mandrino elettrico genererà molto calore durante il funzionamento ad alta velocità, quindi è necessario progettare un sistema di raffreddamento efficace. Le misure di raffreddamento primarie includono:
Dispositivo di raffreddamento
Il dispositivo di raffreddamento è installato sulla parete esterna dell'elettromandrino e riesce a mantenere la temperatura dell'elettromandrino bassa durante il funzionamento facendo circolare il refrigerante, evitando così danni causati da temperature eccessive.
Codificatore
L'encoder viene utilizzato per controllare con precisione il mandrino elettrico, realizzare il cambio automatico dell'utensile, controllare lo stato di avvio e arresto del mandrino ATC, maschiare, filettare e altre funzioni.
Cambio utensile automatico
L'installazione di un cambio utensile automatico sul mandrino elettrico può migliorare l'efficienza lavorativa del centro di lavorazione.
Metodo di selezione degli strumenti
Per esigenze di lavorazione ad alta velocità, è opportuno utilizzare utensili ad alta velocità che soddisfino le condizioni di lavorazione al posto degli utensili tradizionali, per soddisfare i requisiti di alta velocità.
Dispositivo di conversione di frequenza ad alta frequenza
Per raggiungere l'elevata velocità del mandrino elettrico, pari a decine di migliaia o addirittura centinaia di migliaia di giri al minuto, è necessario un dispositivo di conversione di frequenza ad alta frequenza e la frequenza di uscita del convertitore di frequenza deve raggiungere migliaia o diverse migliaia di hertz.
Conclusione
Comprendere la forma strutturale del mandrino elettrico, le funzioni e i requisiti del motore del mandrino, la configurazione dei cuscinetti, il sistema di lubrificazione e il sistema di raffreddamento è fondamentale per ottimizzare le prestazioni del mandrino elettrico. Ogni componente svolge un ruolo importante nel funzionamento complessivo del mandrino elettrico. Attraverso una selezione e una configurazione ragionevoli, è possibile migliorare la stabilità, l'efficienza e la durata del mandrino elettrico.
Riepilogo FAQ basato sull'articolo
D1: Quali sono le due principali forme strutturali dei mandrini elettrici?
A1: Le principali forme strutturali dei mandrini elettrici includono il motore installato tra i cuscinetti anteriore e posteriore del mandrino, adatto per macchine utensili CNC ad alta velocità, e il motore installato dietro il cuscinetto posteriore del mandrino, adatto per piccole macchine utensili CNC ad alta velocità.
D2: Quali sono le principali differenze tra motori sincroni e motori asincroni?
A2: I motori sincroni sono di piccole dimensioni, hanno un tempo di avviamento breve, potenza e coppia elevate e una bassa perdita di potenza del rotore, il che li rende adatti ai mandrini elettrici ad alta velocità; mentre i motori asincroni hanno un prezzo moderato, hanno una velocità limite elevata e sono facili da manutenere, il che li rende adatti ad alcune applicazioni.
D3: Quali sono i tipi più comuni di cuscinetti per mandrini elettrici?
A3: I tipi comuni di cuscinetti per mandrini elettrici includono cuscinetti a sfere in ceramica e cuscinetti a sospensione magnetica. I cuscinetti a sfere in ceramica sono adatti per applicazioni ad alta velocità, mentre i cuscinetti magnetici sono adatti per macchine utensili ad altissima velocità e ad alta potenza.
D4: Qual è lo scopo principale della lubrificazione del mandrino elettrico?
A4: Lo scopo principale della lubrificazione del mandrino elettrico è quello di ridurre l'usura e l'attrito dei cuscinetti, garantirne il buon funzionamento e avere un effetto di dissipazione del calore.
D5: Quali sono le principali misure del sistema di raffreddamento del mandrino elettrico?
A5: Il sistema di raffreddamento del mandrino elettrico comprende principalmente un dispositivo di raffreddamento, un encoder a impulsi integrato, un cambio utensile automatico, un metodo di serraggio utensile idoneo e un dispositivo di conversione di frequenza ad alta frequenza.
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