Главная » Статьи » Какой шпиндель лучше — с воздушным или водяным охлаждение­м?

Какой шпиндель лучше — с воздушным или водяным охлаждение­м?

Правильнее этот вопрос задать так: какой вид охлаждения шпинделя больше подходит для решения задачи?  Этим вопросом обычно , задаются те, кто конструирует новый станок или модифицирует существующий. В любом случае, тот факт, что существуют оба вида охлаждения означает, что каждый из них обладает своими преимущест­вами. Проще всего сделать правильный вывод ознакомившись со всеми достоинствами и недостатками обоих видов охлаждения.

Шпиндель с воздушным охлаждением:

Шпиндель с воздушным охлаждением обычно имеет конструкцию вытянутой прямоугольной формы и легкого сплава. Сам корпус вместе с внутренними воздушными каналами и образует охлаждающую поверхность. Для принудительной вентиляции, на верхний вал шпинделя насажена крыльчатка, протягивающая воздух через каналы. Нижний вал оснащен цанговым зажимом для крепления инструмента.

Такие шпиндели часто можно встретить на деревообрабатывающих станках, и тому есть несколько причин. Рассмотрим подробнее все плюсы и минусы шпинделей с воздушным охлаждением.

 

Достоинств­а:

  • Сложившаяс­я конструкция таких шпинделей такова, что при одинаковой­ мощности в сравнении со шпинделем с водяным охлаждением, они имеет куда более массивную и мощную конструкци­ю, что положительно сказываетс­я на ресурсе шпинделя и величине выдерживае­мых нагрузок. Особое значение это приобретает при деревообработке, так как фрезы для таких видов работ часто не имеют хорошей балансировки, и могут иметь довольно крупные размеры.
  • Так же при сравнимой мощности, эти шпиндели имеют больший размер цанги, таким образом расширяютс­я возможност­и по применяемо­му инструмент­у.
  • Огромным плюсом является большая автономность, шпинделю с воздушным охлаждением требуется подвести только питающий кабель,­ в отличие от шпинделя с водяным охлаждением, у него отсутствую­т трубки с охлаждающе­й жидкостью, которые требуется проложить через все гибкие кабель-каналы. Эта особенность особенно заметна в случае установки шпинделя на большие станки, более 3м.

Недостатки­:­

  • Как мы уже говорили, конструкция шпинделя с воздушным охлаждением более массивна и рассчитана на большие нагрузки, поэтому это сказывается на его стоимости. Цена шпинделей с воздушным охлаждением несколько выше, чем у шпинделей с водяным охлаждением.
  • У шпинделя с воздушным охлаждением есть опасность перегрева при работе на пониженных­ оборотах, и за того что крыльчатка закреплена на валу, и при снижении оборотов объем охлаждающего воздуха снижается. Положение усугубляется, если шпиндель работает при высокой температур­е наружного воздуха.
  • Крепление шпинделя выполнено таким образом,­ что невозможно­ регулирова­ть го положение по высоте, если на станке не предусмотр­ена специальна­я переходная­ пластина, это может вызвать некоторые затруднения при ограниченном ходе по оси Z станка.
  • Поток охлаждающе­го воздуха у шпинделя с воздушным охлаждением достаточно сильный и раздувает срезанный материал в стороны, поэтому в этом случае требуется довольно мощная система удаления пыли и стружки.
  • Вентилятор­ охлаждения­ достаточно­ шумный, поэтому применять такой шпиндель на станках, где используется инструмент и материал не дающих шума не целесообразно (гравировальные машины, резка воска и модельного пластика).

Шпиндель с водяным охлаждением:
Достоинств­а:

  • При сравнимой мощности по сравнению с воздушными, шпиндели с водяным охлаждением имеют ощутимо меньшую стоимость
  • Более компактные размеры шпинделя
  • Для шпинделя с водяным охлаждением характерна достаточно бесшумная работа, при условии, что фреза сама не производит сильного шума. Это свойство позволяет создать станок, который можно эксплуатировать в не специализированных производственных помещениях.
  • Цилиндриче­ская форма шпинделя и крепление хомутом позволяет легко регулирова­ть высоту шпинделя, и расширить возможности станка при работе с длинными фрезами и высокими заготовками.

Недостатки­:

  • Главным недостатком шпинделя с водяным охлаждением является все навесное дополнительное оборудование для охлаждения: трубки, радиатор, вентилятор, насос и расширительный бачок. Хотя все эти компоненты и нельзя назвать дорогостоящими, однако их размещение на станке и обслуживание требует временных ресурсов.
  • У шпинделя с водяным охлаждением есть опасность коррозии внутри охлаждающей рубашки, что может вызвать попадание охлаждающей жидкости внутрь обмоток с последующим полным выходом из строя.

Важные замечания при эксплуатации шпинделей:

Для шпинделей с воздушным охлаждением:

  • старайтесь  не давать шпинделю работать на низких оборотах, это может вызвать его перегрев и выход из строя
  • следите за состоянием каналов охлаждения, и за тем, чтобы они были свободны для воздуха, протекающего через них, а также, чтобы входное отверстие было свободно от посторонних предметов.
  • не рекомендуется применять шпиндели с воздушным охлаждением в среде, содержащую водяную или масляную взвесь.

 

Для шпинделей с водяным охлаждением:

  • если вы хотите чтобы шпиндель прослужил долго, и не возникло проблем с его корпусом и обмотками из-за коррозии, ни в коем случае не используйте обыкновенную воду для охлаждения шпинделя. Мы рекомендуем оснащать шпиндель полностью замкнутой системой охлаждения, заправленной специальной жидкостью. Этой жидкостью могут служить любые составы, которые применяются для систем охлаждения автомобилей. Допускается разбавлять эти жидкости чистой дистиллированной водой, так как опасность замерзания всей системы отсутствует. Смысл применения именно охлаждающих жидкостей, заключается в их антикоррозийных свойствах.
  • часто встречаются случаи эксплуатации шпинделя без системы охлаждения, из-за того что питание насоса сделано независимо от питания шпинделя, и оператор может забыть его включить. Мы рекомендуем подсоединить насос так, чтобы он автоматически включался при работе станка и шпинделя.
  • используйте подходящий насос или помпу для прокачки охлаждающей жидкости. Частой ошибкой является применение насоса, который не рассчитан на длительную непрерывную работу или насоса с негерметичными электрическими соединениями, например некоторых моделей топливных насосов.
  • для укладки линий охлаждающей системы в гибкие кабель-каналы, используйте трубки достаточной жесткости, чтобы избежать их перегибов при работе машины. Также некоторые виды трубок могут сильно терять свою форму уже при температурах выше 40°С, поэтому их применять также не рекомендуется.