Меню Рубрики

Установки для охлаждения шпинделей

Охлаждение шпинделя водяного охлаждения (Страница 1 из 5)

Чтобы отправить ответ, вы должны войти или зарегистрироваться

Сообщения с 1 по 25 из 102

1 Тема от grek1972 2014-12-12 11:15:52

  • grek1972
  • Новичок
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2014-12-12
  • Сообщений: 2

Тема: Охлаждение шпинделя водяного охлаждения

Господа умельцы, вопрос такой:

как избежать засорения рубашки охлаждения, у шпинделя с водяным охлаждением.

задолбалася продувать
охлаждаю водой (так сказал продавец),
но столкнулся с проблемой.
поначалу водичка, из обратки, бежит нормально
а после часов 12-14 начинает капать. а потом вообще перестаёт бежать..
когда продуваю, то крошечки какието там выскакивают.
вода полное Г. но чем охлаждать. чтобы не засорялся .
тосолом .
и чем его всетаки промыть .
антинакипином. но он работает когда его кипятишь.
да и боязно как то вдруг сожрёт там резинку какую.
кто как делает? подскажите..
заранее спасибо за ответы

2 Ответ от bryk 2015-03-01 09:03:10

  • bryk
  • Участник
  • Неактивен
  • Откуда: Казахстан, Астана
  • Зарегистрирован: 2015-03-01
  • Сообщений: 14

Re: Охлаждение шпинделя водяного охлаждения

))) действительно почему то в инструкциях не пишется что заливать.
Когда звонил техподдержке завода, вроде сказали что антифриз подойдет.

3 Ответ от Евгений 2015-03-07 17:45:30

  • Евгений
  • Новичок
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2015-03-07
  • Сообщений: 5

Re: Охлаждение шпинделя водяного охлаждения

Тоже интерестно можно ли авто жидкости использовать ?

4 Ответ от EGOR 2015-03-14 09:13:28

  • EGOR
  • Участник
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2015-03-14
  • Сообщений: 10

Re: Охлаждение шпинделя водяного охлаждения

5 Ответ от IceZero 2015-03-19 23:54:53

  • IceZero
  • Новичок
  • Неактивен
  • Зарегистрирован: 2015-03-19
  • Сообщений: 5

Re: Охлаждение шпинделя водяного охлаждения

Водой охлаждать не безопасно, особенно проточной из крана. Образуется налет из кальция на стенках трубки системы охлаждения в шпинделе, который удалить потом очень трудно. Тосол или антифриз (автомобильный) будет в самый раз.
А если уже трубка забилась кальцием, можете воспользоваться жидкостями из бытовой химии для удаления кальциевого налета в ванной. Она вступает в легкую реакцию с налетом, что можно увидеть по выделению пузырьков газа. Промывка конечно займет 24-72 часа, со сменой раствора в зависимости от степени загрязнения. Этот вариант проверен лично мной, сам попадал в такую ситуацию). Грязь вышла вся, шпиндель работает уже больше года, жидкость проходит нормально. Можно конечно воспользоваться более едким раствором, но есть вероятность, что слетевшая разом грязь, может забить трубку, так что лучше будет наверное не спешить, и чаше сливать раствор в процессе промывки.

источник

Отличие воздушного и водяного охлаждения шпинделя фрезерного станка

Шпиндель – это один их главных узлов фрезерного оборудования с ЧПУ, который предназначен для фиксации и вращения режущего инструмента. От эффективности работы шпинделя напрямую зависит качество обработки заготовок. Количество оборотов в промышленных шпинделях достигает 24 000 в минуту, и, чтобы исключить перегрев от таких высоких нагрузок, двигателю необходимо охлаждение.

При выборе типа охлаждения следует исходить из материалов, с которыми предстоит работать, и особенностях каждой из систем.

Воздушная система охлаждения шпинделя: плюсы и минусы

Шпиндель с системой охлаждения воздушным потоком имеет достаточно мощную конструкцию, а в роли охлаждающей рубашки выступает сам корпус, внутри которого находятся каналы с воздушной прослойкой. Циркуляцию воздуха обеспечивает крыльчатка, расположенная на верхнем валу шпинделя. Система воздухоохлаждения рассчитана на работу с материалами, не вызывающими сильного разогрева двигателя, например, дерево, композиты, пластик и т.л.

Шпиндель с воздушной системой охлаждения с воздухозаборниками

К несомненным плюсам шпинделей с крыльчаткой можно отнести:

  • компактность и отсутствие большого количества проводов и трубок (единственный провод, который потребуется, это кабель питания);
  • низкую стоимость, обусловленную простотой конструкции;
  • длительный ресурс работы;
  • цанговый зажим большого размера, позволяющий использовать фрезу большого диаметра, что очень важно для некоторых производств, в частности, для деревообработки.

Минусов у шпинделей с воздушным охлаждением значительно больше:

  • отсутствие принудительного охлаждения;
  • очень высокий уровень шума, который издает вращающаяся крыльчатка;
  • максимальный скоростной режим не должен превышать 20 тыс. оборотов в минуту;
  • интенсивность охлаждения напрямую зависит от скорости вращения крыльчатки, поэтому на низких оборотах эффективность воздушной системы резко снижается, что может вызвать перегрев двигателя;
  • высокая пыльность при работах со шпинделем такого типа: потоки воздуха вызывают перемещение пыли, опилок и прочих частиц, появляющихся в процессе фрезеровки;
  • помимо количества оборотов, эффективность охлаждения очень сильно зависит от окружающей температуры;
  • при износе щеток шпиндели с воздушным охлаждением могут стать источником появления искр, что недопустимо при работе с древесиной и пластиками.
Читайте также:  Установки для высокотемпературного пиролиза

Водяная система охлаждения шпинделя: достоинства и недостатки

При жидкостной системе охлаждения в полость корпуса, в котором расположен шпиндель, под давлением подается вода, тосол или иная жидкость. В комплект также входит насос, жидкостная емкость и штуцеры для отвода / подачи охлаждающего элемента, которые соединены с емкостью (или теплообменником) гибкими шлангами. Важным требованием к эффективной работе водяного охлаждения является герметичность системы, на что следует обращать внимание при монтаже всех компонентов. Шпиндели такого типа применяют при работах с прочными материалами (драгоценные камни, металлы и т.д.).

Водяное охлаждение для шпинделя представляет собой замкнутую систему из нескольких элементов

К плюсам жидкостного охлаждения можно отнести:

  • независимость от окружающей температуры;
  • крайне низкий уровень шумности;
  • возможность регулировать высоту расположения шпинделя, что очень удобно при работе с длинными фрезами;
  • качественное охлаждение даже при высоких оборотах двигателя;
  • отсутствие вибрации, которую в некоторых случаях вызывает крыльчатка воздушного охлаждения;
  • можно использовать при работе с материалами, склонными к стружко- и пылеобразованию;
  • стабильное и равномерное охлаждение двигателя на протяжении всего периода работы.
  • большое количество дополнительного оборудования, которое одинаково неудобно для размещения как рядом со шпинделем, так и в стороне от станка;
  • высокая стоимость вследствие многокомпонентности системы;
  • использование воды в качестве охлаждающей жидкости увеличивает вероятность возникновения коррозии;
  • в большинстве моделей система охлаждения включается отдельно от шпинделя, из-за чего нередко возникают случаи эксплуатации оборудования без водяного контура, что очень быстро приводит к перегреву двигателя.

В заключение можно сказать, что выбор типа охлаждения шпинделя напрямую зависит от поставленных задач, объемов и специфики производства. Зачастую воздушной вентиляции бывает вполне достаточно и, невзирая на недостатки системы, в установке дорогостоящего шпинделя с водяной рубашкой нет острой необходимости.

источник

Выбор типа охлаждения электрошпинделя

Выбор вида охлаждения электрошпинделя

Электрошпиндели по типу охлаждения бывают 2 видов — жидкостного и воздушного. Шпиндели водяного охлажденияотличаются следующим:

  • Звук. Они существенно тише воздушных. Это преимущество нивелируется звуком от фрезы, который намного громче работающей крыльчатки
  • Контур охлаждения. Это означает подключение помпы, трубки охлаждения, емкость с тосолом, и т. п. В идеале также контролировать силу потока и его температуру.
  • Возможность работы на низких оборотах. Воздухоохлаждаемые же шпиндели быстро начинают перегреваться — поскольку крыльчатка устанавливается на вал шпинделя, с падением оборотов растет ток и одновременно падает воздушный поток.

Отличительные особенности шпинделей воздушного охлаждения:

  • Звук. Крыльчатка воздушников весьма сильно воет
  • Разлет стружки. Крыльчатка дует практически прямо в зону реза, что вызывает разлет стружки повсюду.
  • Прочистка рубашки. Рубашка охлаждения может забиваться продуктами резания. Периодически её необходимо прочищать.
  • Чувствительность к перегреву. Воздушное охлаждение менее эффективно, чем жидкостное, в связи с чем надо тщательно следить за температурой шпинделя. Обычно на них есть простой термодатчик (термопара), который можно завести в ЧПУ контроллер.
  • Обороты ограничены снизу. На воздушниках нельзя работать на скоростях ниже определенного предела. Если в случае с жидкостными максимум что произойдет — момент упадет до минимума, фрезу заклинит и она сломается, то воздушник из-за перегрева может просто сгореть.

При прочих равных воздушные шпиндели хорошо себя показывают при обработке мягких материалов, там, где обработка идет на больших скоростях — МДФ, массива, пластиков и т.п.

Водяные шпиндели с равным успехом показывают себя при обработке как дерева/пластиков, так и мягких металлов (алюминий, медь и их сплавы).

Если вы определились какой шпиндель выбрать, и это воздушное охлаждение, далее вам надо определиться с брендом, после чего уже не будет большой проблемы выбрать конкретную модель.

Со шпинделями водяного охлаждения немного сложнее, т.к. разброс в их типах, сериях и т.п. достаточно велик. Обычно если в описании написано «для деревообработки и рекламных работ» — это означает, что шпиндель спроектирован исходя из минимальных требований, минимум подшипников, минимум защит, минимум точности при изготовлении. Дешево и сердито, по сути — расходный материал, ремонтопригодность близка к нулю, т.к. стоимость ремонта сопоставима с ценой нового шпинделя. Таковы серии популярных китайских шпинделей GDZ и TDK, в противоположность сериям GDK, в которых в переднем и заднем узле стоят полноценные дуплексы, с тщательным выполнением натяга, передний подшипниковый узел защищен от пыли накладкой и т.п.

Читайте также:  Установка расширений опера в хром

источник

Охлаждение шпинделя ЧПУ

Шпиндели ЧПУ станков оберегаются от перегрева двумя способами: водой и воздухом. Рассмотрим эти две разновидности, имеющие право на существование.

Шпиндель с воздушным охлаждением

Эта система напоминает охлаждение бытовой дрели: к валу крепится вентилятор, который отгоняет от движка тёплый воздух, предупреждая перегревание. Система шпинделя с воздушным охлаждением простая, но имеет два основных минуса: Действие вентилятора производится с движением воздушных масс, которые перемещают воздух вместе со всеми опилками, пылью и микрочастицами, выделяющимися при фрезерно-гравировальных работах. Параметры кругового движения лопастей вентилятора непосредственно зависит от скорости оборота вала. То есть, при его замедлении вентилятор будет медленно вращать лопасти, шпиндельный блок начнёт перегреваться.

Шпиндель с водяным охлаждением

По сравнению с воздушной системой охлаждения, водяная конструкция в этом смысле намного эффективнее. У неё нет этих недостатков. Однако есть свои. Её гидравлика требует доработки. Для усовершенствования шпинделя с водяным охлаждением можно воспользоваться обычными шлангами (8 мм снаружи, 6 мм внутри). Где можно найти систему водного охлаждения? Есть несколько секретов.

Если воспользоваться системой водного охлаждения процессора фирмы Termaltake, то можно найти всё необходимое, воспользовавшись насосом, вентилятором, радиатором. Однако ценовой уровень системы довольно высокий. В виде альтернативы подойдёт использование бензинового автомобильного насоса, он достаточно надёжен и не такой дорогостоящий. Эти насосы подразделяются на два типа: низкого давления и среднего. Последние имеют силу впрыскивания 3 атмосферы. Для шпинделя станка ЧПУ это многовато. Поэтому можно взять насос низкого давления.

Отлично подходят насосы карбюраторных авто (0,1 – 0,3 атмосферы). Как раз то, что нужно. Иногда применяют насос для аквариума. Однако этот вариант можно использовать только в крайних случаях. Дело в том, что они крайне ненадёжны. По сравнению с бензиновыми, как небо и земля. Он подойдёт только в качестве временной замены.

Необходимо помнить, что запускать в работу шпиндельное устройство можно только в том случае, когда осуществляется циркуляция охлаждающей жидкости. Если запустить устройство без круговорота воды, шпиндельный блок перегреется и станок ЧПУ выйдет из строя.

А вообще самый беспроигрышный вариант это Чиллер 3000

источник

Конструктивные схемы водяной системы охлаждения шпинделя

Фрезерные станки осуществляют контактную механическую обработку резанием. Под действием сил резания острый клин инструмента (фрезы) отделяет частицы материала с образованием новой — обработанной — поверхности заготовки. Для преодоления межмолекулярного притяжения и отделения частиц материала необходимо приложить достаточно высокую энергию. Её генерирует шпиндель — главный силовой элемент фрезерного станка. Он предназначен для крепления режущего инструмента, передаче ему крутящего момента, а также перемещения над заготовкой в соответствии с программой обработки (маршрутом движения фрезы).

Конструктивно, шпиндель фрезерного станка представляет собой мощный асинхронный электродвигатель переменного тока. Вал электродвигателя установлен в радиально-упорных подшипниках — для компенсации воздействия осевых нагрузок при вертикальном движении фрезы, а также компенсации нагрузок в горизонтальной плоскости при движении инструмента вдоль маршрута обработки. Торец вала шпинделя имеет конус Морзе для установки цангового патрона. Последний служит для закрепления фрезы, предварительно установленной в цангу соответствующего диаметра.

Все узлы шпинделя объединены в едином неразборном корпусе со встроенной системой охлаждения. Для агрегатов небольшой мощности (до 500 Вт) в основном применятся система воздушного охлаждения. Более мощные шпинделя (от 1 кВт и выше) оснащены системой водяного охлаждения.

Жидкостная система охлаждения шпинделя

Любая жидкость (особенно вода) обладает гораздо большей теплоёмкостью, чем воздух. Поэтому для мощных шпинделей, нуждающихся в интенсивном теплоотводе, применяется жидкостная система охлаждения. Её конструкция представляет собой специальную «рубашку» (полости внутри корпуса шпинделя для прохождения жидкости), куда под давлением подаётся теплоноситель. Базовой охлаждающей жидкостью является вода, однако для предотвращения коррозии может использоваться тосол или иные смеси (см. ниже).

Читайте также:  Установка кресла isofix romer

Наибольший нагрев при работе шпинделя испытывает обмотка асинхронного электродвигателя и подшипники вала. Именно их «обнимает» рубашка охлаждения — избытки тепла поглощаются циркулирующей жидкостью. Для подвода/отвода жидкости корпус шпинделя оснащён специальными штуцерами (по этому признаку легко отличить шпиндели с водяным охлаждением от «воздушных»). Штуцеры соединяется гибкими шлангами с жидкостным насосом и теплообменником. Ещё одним компонентом системы является ёмкость для хранения запаса жидкости. В некоторых системах охлаждения ёмкость также может играть роль теплообменника.

Конструктивные схемы теплообменников

Нормальным температурным режимом работы фрезерного станка с ЧПУ является нагрев шпинделя не выше 50 °С (на ощупь шпиндель должен быть горячим, но не обжигающим). В случае чрезмерного нагрева шпинделя (особенно при продолжительном фрезеровании на форсированных режимах), интенсивность теплообмена системы охлаждения приходится увеличивать.

Как отмечалось выше, простейшим теплообменником может являться ёмкость для хранения жидкости. Металлические стенки ёмкости достаточно хорошо рассеивают тепло нагретой воды. А в случае необходимости, эффективность такого пассивного радиатора можно повысить, обеспечив надёжный контакт металлической ёмкости с металлической же рамой фрезерного станка. Массивная рама обеспечит отличное рассеивание тепла нагретой жидкости, сливающейся из шпинделя в ёмкость.

Другой вариант теплообменника — трубчатый змеевик-радиатор от бытового холодильника. Для интенсификации теплоотвода змеевик также можно закрепить на металлической раме станка. Хорошим примером эффективной системы является конструкция, где в качестве теплообменника используется радиатор отопителя от автомобиля ВАЗ-2106. К нему следует приобрести электровентилятор подходящего диаметра (рассчитанный на питание от сети переменного тока, напряжением 220 В). Жидкостным насосом в такой системе будет являться аквариумная «помпа» (также рассчитанная на 220 В). Все компоненты системы охлаждения собираются в едином корпусе, обеспечивающем надёжное крепление агрегатов. Важным требованием к системе является её герметичность, поэтому монтаж компонентов и всех соединений нужно проводить очень тщательно.

Готовые решения

Хорошим вариантом организации системы охлаждения является использование готовых решений из смежных областей. Например, для фрезерных станков с относительно маломощными шпинделями (до 1 кВт) может применяться система охлаждения микропроцессора ПК. Такая система уже укомплектована жидкостным насосом (помпой), бачком для охлаждающей жидкости, радиатором со встроенным вентилятором и всем соединительными шлангами.

Ещё более эффективным средством будет использование специального чиллера для систем охлаждения лазерных станков. Чиллер представляет собой единый агрегат, содержащий трубчатый радиатор, вентиляторы обдува, электронные терморегуляторы и ёмкость для жидкости. Чиллер обладает высокой производительностью и позволяет гибко регулировать температуру охлаждающей жидкости. К единственному недостатку перечисленных систем можно отнести их высокую стоимость (по сравнению с самодельными решениями).

Виды охлаждающих жидкостей

Самой простой (и в большинстве случаев рекомендуемой производителями станков) доступной и дешёвой охлаждающей жидкостью является вода. Для исключения отложения осадка внутри каналов рубашки охлаждения шпинделя следует применять дистиллированную воду. Однако следует учитывать, что со временем в воде размножаются бактерии, и в системе охлаждения образуется слизь (в том числе и внутри шпинделя). В результате значительно снижается теплоотвод. Кроме того, даже дистиллированная вода вызывает коррозию металлических элементов шпинделя.

Для одновременной борьбы с коррозией и с микроорганизмами следует в качестве охлаждающей жидкости применять тосол (водный раствор этиленгликоля). При использовании герметичной системы охлаждения, испарение жидкости практически исключено, поэтому расходы на долив/замену тосола не потребуется. В принципе, можно использовать автомобильный антифриз (то же тосол, но с пакетом специальных присадок), но фирменная смесь будет дороже простого раствора этиленгликоля (спирта) в воде. Кроме того, ряд присадок фирменного антифриза образуют белёсый налёт на трубопроводах, что также снижает теплоотвод и затрудняет циркуляцию жидкости в системе охлаждения.

Следует помнить, что этиленгликоль является сильнейшим ядом! При эксплуатации системы охлаждения, заправленной тосолом или антифризом, необходимо соблюдать крайнюю осторожность!

источник