Шпиндель станка: типы, принцип работы, устройство
Производственное оборудование получило весьма широкое распространение, так как за счет механизации процесса существенно повышается качество получаемого результата, снижается его стоимость, а также ускоряется процедура. Довольно большое распространение получило понятие шпинделя. Шпиндель станка устанавливается для фиксации инструментов, а также заготовок. Бытовой вариант исполнения напоминает фрезерный станок или дрель. Подробное описание того, что такое шпиндель во многом позволяет определить его предназначение и многие другие свойства. Рассмотрим особенности конструкции подробнее.
Устройство и характеристики
Практически все конструкции шпинделя схожи, однако технические характеристики могут существенно отличаться. Особенностями можно назвать нижеприведенные моменты:
- Роторный вал фиксируется в корпусе за счет подшипника качения. При этом могут применяться самые различные варианты исполнения подшипника качения, некоторые характеризуются повышенной устойчивостью к вибрации, другие обходятся намного дешевле. Большая часть оборудования предусматривает подачу смазывающего вещества в зону скольжения. За счет этого существенно повышается ресурс работы, а также снижается степень нагрева всего механизма.
- Главное вращательное движение передается от асинхронного двигателя, который также монтируется в корпусе. Подобный механизм питается от электричества, может работать от напряжения 220 В или 380 В. На протяжении длительного периода проводилась установка исключительно трехфазного варианта исполнения, так как он характеризовался большей мощностью и устойчивостью к возникающей нагрузке. Однако через некоторое время появились более современные конструкции моделей на 220 В, которые позволили ставить оборудование в бытовых условиях.
- Не стоит забывать о том, что шпинделю передается вращательное движение. При этом оно может передаваться напрямую или через различный привод, каждый характеризуется своими определенным особенностями. Примером можно назвать клиноременную передачу, представленную сочетанием шкивов различного диаметра и ремня с определенным профилем. За счет натяжения ремень может передавать существенное усилие, в случае превышения допустимого показателя ремень начинает проскальзывать и исключается вероятность повреждения основных элементов. для передачи особых свойств проводится установка зубчатых колес, в некоторых случаях есть возможность провести их замену.
- На валу находятся зажимы цангового типа. За счет подобной конструкции обеспечивается крепление инструмента с определенным диаметром хвостовика. Стоит учитывать, что не всем инструменты могут быть зафиксированы в подобном устройстве. В случае, когда фиксация проводится по внешней цилиндрической поверхности обеспечить высокую степень надежности практически невозможно. Именно поэтому инструменты изготавливают со специальными хвостовиками, которые исключают вероятность осевого смещения.
- Довольно большое количество вариантов исполнения имеет систему охлаждения. Она может быть воздушного или жидкого типа. Стоит учитывать, что только при обеспечении надлежащего охлаждения можно эксплуатировать устройство на протяжении длительного периода.
- Сложное устройство шпинделя станков с ЧПУ. Это связано с тем, что подобные фрезерные станки характеризуется повышенной точностью в работе, а также большой сложностью по причине применения блока числового программного управления. Устройство с ЧПУ может быть подвижным и работать в автоматическом режиме, то есть выполнять сжатие детали без участия оператора. Часто встречается гидравлический привод, который характеризуется относительно невысокой стоимостью и возможностью передачи большого усилия. Электрические более точные и характеризуются большой скоростью срабатывания.
- Рассматривая характеристики шпинделя следует уделить внимание максимальной и минимальной скорости вращения. Она наиболее актуальна для устройства, которое предназначено для фиксации заготовки.
Стоит учитывать, что стандартный ряд частот вращения во многом зависит не от устройства и где находится шпиндель, а от особенностей механизма привода. Производители фрезерных станков указывают стандартные значения частоты вращения шпинделя или диапазон. Некоторые устройства позволяют проводить плавную регулировку параметров. Также есть шпиндельный привод, который классифицируется по достаточно большому количеству признаков.
Принцип работы
Работа практически всех станков основана на использовании режущих инструментов. Классическая конструкция шпинделя позволяет проводить надежное крепление инструмента в скоростном или силовом режиме.
Рассматривая особенности шпинделя станка скоростного типа следует уделить внимание тому, что его предназначение заключается в срезании небольшого слоя металла с поверхности заготовки.
Ключевыми особенностями подобного процесса можно назвать следующее:
- Есть возможность существенно повысить показатель производительности, для чего выбирается большая скорость резания. Стоит учитывать, что практически во всех случаях проводится составление технологической карты, в которой и указываются основные параметры: подача, скорость резания и некоторые другие.
- Подобный вариант исполнения шпинделя получил широкое распространение в случае финишного точения или фрезерования на станке. Именно поэтому требуется устройство повышенной мощности.
- В большинстве случаев для передачи вращения устанавливается асинхронный двигатель повышенной мощности. Изменить частоту вращения можно за счет зубчатой или ременной передачи.
- Некоторые конструкции напрямую соединены с валом устанавливаемого электрического двигателя, все промежуточные элементы отсутствуют. В подобном случае слишком большое усилие может стать причиной перегрузки мотора. Однако, отсутствие промежуточного элемента позволяет существенно уменьшить размер инструмента. Поэтому в электрических инструментах установленный двигатель напрямую связан со шпинделем.
Рассматривая принцип работы следует уделить внимание тому, что силовые и скоростные конструкции также имеют различный принцип работы. Силовые установки характеризуются следующими особенностями:
- Устанавливаются специальные переходные втулки конической формы, которые выступают в качестве переходника. Они изготавливаются самыми различными производителями, существенно повышают степень крепления устройства. Втулки подбираются в зависимости от особенностей хвостовика инструмента.
- При установке инструмента хвостовик фиксируется непосредственно во втулке, после чего в отверстии шпинделя. За счет этого обеспечивается равномерное распределение возникающей нагрузки.
Сегодня вал шпинделя токарного станка не соединяется напрямую с мотором. Это связано с тем, что возникающая переменная нагрузка может привести к повреждению электрического двигателя. Чаще всего устанавливается клиноременная передача или комплект шестерен. За счет этого обеспечиваются наиболее безопасные условия эксплуатации.
Применение шпинделя
Используется подобное устройство при создании самого различного оборудования и инструментов. Как ранее было отмечено, назначение заключается в фиксации инструментов и деталей. Область применения может быть существенно расширена за счет применения различной оснастки. Среди особенностей отметим следующее:
- Все электрооборудование производится при применении шпинделя. Оно используется для непосредственной фиксации различных насадок.
- Фрезерные станки получили весьма широкое распространение. Это связано с тем, что при применении фрезерного станка можно получить корпусные детали различного типа.
- Шпиндель можно встретить и как отдельный узел других станков, к примеру, токарной группы. Предназначение в этом случае заключается в фиксации проката для его обработки.
Ключевыми особенностями механизма можно назвать то, что оно обеспечивает надежное крепление инструмента и деталей даже при высокой осевой скорости и вращении.
Классификация шпинделей
Выделяют несколько различных типов рассматриваемого устройства, все виды шпинделей станков фрезерной группы характеризуются своим определенными особенностями. Основными видами можно назвать:
- Коллекторные получили весьма широкое распространение при изготовлении фрезерных станков, которые предназначены для гравировки и ювелирной обработки. Чаще всего в эту группу относится устройство с цангой высокоскоростного типа. Резка мягких сплавов может проходить при применении версии цанги ER11 на станке различных групп.
- Высокоскоростные варианты исполнения чаще встречаются в конструкции фрезерных станков. Именно высокоскоростной шпиндель позволяет существенно расширить возможности фрезерных станков с числовым программы управлением.
- В отдельную групп также относится конструкция, способная подавать охлаждающую жидкость в зону обработки. За счет этого существенно снижается температура в зоне резания, поэтому можно существенно повысить показатель производительности.
- Крепление фрезы станков осуществляется за счет цанги, которая также дополняется гайками. При изготовлении цанги применяется металл с повышенной твердостью.
- В продаже встречается продукция европейских и китайских происхождения. Дешевле всего обходится именно продукция китайских производителей. Они применяют подшипники из керамики, которые могут выдерживать существенную нагрузку.
На современном рынке доступно довольно большое количество различных шпинделей, которые могут устанавливаться на фрезерных станках. При этом классификация проводится по типу применяемой системы охлаждения, способу фиксации режущего инструмента и заготовки. Вариант исполнения с мощностью около 0,8 кВт может применяться для обработки небольших изделий, а также выполнения гравировки. Анкерный вариант исполнения распространен в меньшей степени, но все может применяться при в определенных случаях.
Как выбрать шпиндель?
Есть довольно много рекомендаций, касающихся непосредственного выбора шпинделя для фрезерного станка. Стоит учитывать тот момент, что шпиндель токарного станка существенно отличается, так как его предназначение заключается в креплении заготовки. Основными рекомендациями назовем нижеприведенные моменты:
- Для начала рассматривается то, какая нагрузка будет оказываться на хвостовую часть. При этом не стоит забывать о том, что выделяют два различных типа нагрузки: осевая и центробежная. В случае, когда за один проход будет сниматься большой слой металла следует выбирать механизм с большей устойчивостью к нагрузке.
- Еще одним критерием выбора можно назвать количество оборотов, при котором будет работать оборудование. Этот показатель указывается в инструкции по эксплуатации всех фрезерных станков и электрического инструмента.
- Габаритные размеры также имеют важное значение. От этого зависит минимальный и максимальный диаметр устанавливаемого инструмента.
- Важным моментом является то, какая фирма занимается выпуском устройства для станка. От этого зависит качество сборки, длительность эксплуатации, основные эксплуатационные характеристики.
- Некоторые производители фрезерных станков также указывают то, какой шпиндель подходит в большей степени. Рекомендуется следовать рекомендациям по выбору, так как указываемый механизм подходит в большей степени.
Как правило, рассматриваемые устройства выполнены в универсальном виде. За счет этого есть возможность подобрать самый подходящий вариант исполнения для самых различных фрезерных станков.
В заключение отметим, что шпиндель является сложной конструкцией, которая предназначена для фиксации различных элементом на момент работы.
Именно поэтому его выбору следует уделять довольно много внимания, так как некачественная и ненадежная конструкция не сможет прослужить в течение длительного периода. Следует уделять внимание и правильности установки, так как допущенные ошибки могут стать причиной появления самых различных дефектов.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
stankiexpert.ru
Что такое шпиндель станка: устройство и применение
В строительстве, металлообработке и деревообработке, а также в некоторых других сферах профессиональной деятельности, существуют термины, которые находятся на слуху у строителей и людей, кто хоть как-то знаком с этой темой. Но многие из них могут вызвать интерес неподготовленного человека, который может воспринять некоторые термины даже как ругательства. Примером таких слов может служить термин шпиндель. Что такое шпиднель?
Шпиндель, как правило, это элемент каких-либо устройств, используемых в производстве. И самым распространенным значением этого слова является ось вращения. Иногда, даже уместно употреблять эти слова как синонимы.
Как ось вращения, шпиндель может использоваться в станках, прядильных аппаратах, двигателях и других механических устройствах. Так, к шпинделю, как правило, крепится катушка, если он используется в прядильной машине как веретено.
В других сферах шпинделем могут называться и другие элементы. Так, в металлорежущих станках шпинделем является вал, который снабжен устройством для закрепления деталей, подлежащих обработке. Следовательно, к шпинделю крепится зажимной патрон или другие элементы в зависимости от типа станка. В таких станках и приспособлениях шпиндель даже может быть регулируемой длины.
Если рассматривать двигателестроение, то шпинделем в этом случае может называться передаточный вал от двигателя к прокатному валу, а также специальный элемент, осуществляющий передачу крутящего момента от двигателя к другим движущимся частям.
Также шпинделем могут называть и асинхронный двигатель со специальным валом, который используется для закрепления фрезы. Таким двигатели для работы используют переменный ток и используются как во фрезерных, так и в других типах станков, например, шлифовальных или точильных.
В производстве компьютерной технике также используется понятие шпинделя. В данном случае это вал, который крепит пластины жесткого диска и обеспечивает их вращение. Таким образом. Шпиндель также является и осью, и валом, и креплением одновременно, и также поворотным механизмом.
Можно сделать заключение о том, что шпиндель – это достаточно употребляемое слово в просторечии, которое может обозначать легкое ругательство, но реального значения этого слова многие не знают. Таким образом, шпиндель является всего лишь осью, валом или элементом вращения, который используется во многих сферах производства: машиностроении, разработке компьютерной технике, металлообработке, деревообработке и многих других сферах. Значит, что шпиндель очень даже важный элемент, вокруг которого крутится все, и который играет очень важную роль в производственной сфере. Получается, что слово шпиндель может являться не только ругательством, но и комплиментом.
wood-prom.ru
📌 Шпиндель – это… 🎓 Что такое Шпиндель?
Шпи́ндель (нем. Spindel — веретено) — вал, имеющий правые и левые обороты вращения.
- В металообработке, шпинделем является устройство для закрепления обрабатываемого изделия (заготовки) в зажимном патроне токарного станка, либо режущего инструмента на фрезерных, расточных, сверлильных и др; металлорежующих станках с применением конуса Морзе. В сверлильной, фрезерной и расточной группе станков, шпиндель также имеет регулируемую длину, приводимую в движение механическим или ручным способом.
- кинематический элемент трубопроводной арматуры, осуществляющий передачу крутящего момента от привода (электрического, пневматического или гидравлического) или исполнительного механизма к запирающему или регулирующему элементу арматуры;[1]
- передаточный вал от двигателя к валам прокатного стана;
- вал с вращающимся пластинами жёсткого диска.
- вращающийся вал плоскошлифовального станка, круглошлифовального станка
- асинхронный коллекторный двигатель переменного тока с валом, имеющим приспособление — цангу для фиксации фрезы.
Литература
- Богуславский Б. Л. Анализ конструкций и эксплуатационные показатели современных токарных многошпиндельных автоматов и полуавтоматов.—«Станки и инструмент», 1953, № 1 и 2.
Примечания
- ↑ ГОСТ Р 52720-2007. Арматура трубопроводная. Термины и определения.
dic.academic.ru
Значение слова «Шпиндель» в 10 онлайн словарях Даль, Ожегов, Ефремова и др.
Поделиться значением слова: Ударение: шпи́ндель м.- Вал металлорежущего станка с приспособлением для зажима обрабатываемой детали или режущего инструмента.
- Веретено в прядильной машине.
- Ось чего-л. (катушки, судового шпиля и т.п.).
ШПИ́НДЕЛЬ дэ, шпинделя, ·муж. (·нем. Spindel – Веретено) (тех.).
1. Главный вал станков с вращательным движением. Шпиндель токарного станка.
2. Веретено в прядильной машине.
3. Ось чего-нибудь (катушки, судового шпиля и т.д.).
вал, ось, веретено
вал, веретено, ось, электрошпиндель
шпи́ндель,
шпи́ндели,
шпи́нделя,
шпи́нделя,
шпи́нделей,
шпи́нделю,
шпи́нделям,
шпи́ндель,
шпи́ндели,
шпи́нделя,
шпи́нделем,
шпи́нделями,
шпи́нделе,
шпи́нделях
я, м. тех.
1. Вращающийся вал металлорежущего (токарного, сверлильного и т.п.) станка с приспособлением для закрепления обрабатываемого изделия или режущего инструмента.
2. Вал, передающий вращение от двигателя к валкам прокатного стана.
3. Веретено в прядильной машине.
4. Вертикальная ось шпиля.
5. Рабочий орган хлопкоуборочной машины. Шпиндельный – имеющий ш., со шпинделем.
glosum.ru
шпиндель — Викисловарь
| В Википедии есть страница «шпиндель». |
Содержание
- 1 Русский
- 1.1 Морфологические и синтаксические свойства
- 1.2 Произношение
- 1.3 Семантические свойства
- 1.3.1 Значение
- 1.3.2 Синонимы
- 1.3.3 Антонимы
- 1.3.4 Гиперонимы
- 1.3.5 Гипонимы
- 1.3.6 Согипонимы
- 1.4 Родственные слова
- 1.5 Этимология
- 1.6 Фразеологизмы и устойчивые сочетания
- 1.7 Перевод
Морфологические и синтаксические свойства[править]
| падеж | ед. ч. | мн. ч. |
|---|---|---|
| Им. | шпи́ндель | шпи́ндели |
| Р. | шпи́нделя | шпи́нделей |
| Д. | шпи́нделю | шпи́нделям |
| В. | шпи́ндель | шпи́ндели |
| Тв. | шпи́нделем | шпи́нделями |
| Пр. | шпи́нделе | шпи́нделях |
шпи́н-дель
Существительное, неодушевлённое, мужской род, 2-е склонение (тип склонения 2a по классификации А. А. Зализняка).
Корень: -шпиндель- [Тихонов, 1996].
Произношение[править]
- МФА: [ˈʂpʲinʲdʲɪlʲ]
Семантические свойства[править]
ru.wiktionary.org
📌 ШПИНДЕЛЬ – это… 🎓 Что такое ШПИНДЕЛЬ?
ШПИНДЕЛЬ — (нем.). Веретено к прядильной машине. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ШПИНДЕЛЬ в прядильной машине веретено. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Павленков Ф., 1907 … Словарь иностранных слов русского языка
ШПИНДЕЛЬ — [дэ], шпинделя, муж. (нем. Spindel Веретено) (тех.). 1. Главный вал станков с вращательным движением. Шпиндель токарного станка. 2. Веретено в прядильной машине. 3. Ось чего нибудь (катушки, судового шпиля и т.д.). Толковый словарь Ушакова. Д.Н.… … Толковый словарь Ушакова
Шпиндель — … Википедия
шпиндель — вал, ось, веретено Словарь русских синонимов. шпиндель сущ., кол во синонимов: 5 • вал (33) • веретено … Словарь синонимов
ШПИНДЕЛЬ — (немецкое Spindel, буквально веретено), цилиндрическая (вал, ось и т.п.) деталь станков, прессов, прокатных станов, прядильных машин и др., служащая для передачи вращательного движения … Современная энциклопедия
ШПИНДЕЛЬ — (нем. Spindel букв. Веретено),..1) вращающийся Вал станков с устройством для закрепления заготовок (напр., у станков токарной группы) или режущих инструментов (напр., у сверлильных и фрезерных станков)2)] Вал прокатного стана, передающий вращение … Большой Энциклопедический словарь
ШПИНДЕЛЬ — вал станка, связанный с приводом, приводящим его во вращательное движение. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
шпиндель — шпиндель, мн. шпиндели, род. шпинделей и в профессиональной речи шпинделя, шпинделей … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке
шпиндель — Кинематический элемент арматуры, осуществляющий передачу крутящего момента от привода или исполнительного механизма к запирающему или регулирующему элементу арматуры. [ГОСТ Р 52720 2007] Тематики арматура трубопроводная … Справочник технического переводчика
Шпиндель — (немецкое Spindel, буквально веретено), цилиндрическая (вал, ось и т.п.) деталь станков, прессов, прокатных станов, прядильных машин и др., служащая для передачи вращательного движения. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
polytechnic_dictionary.academic.ru
Рекомендуем приобрести: Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек – в наличии на складе! Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации. Сварочные экраны и защитные шторки – в наличии на складе! Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор. Доставка по всей России! Основными деталями в станках, осуществляющими вращательное движение, являются валы (рис. 10). Валы в процессе своей работы испытывают деформации кручения, изгиба, растяжения и сжатия. В коробках скоростей и подач чаще всего применяются шлицевые валы (рис. 10, б), которые обеспечивают плавное перемещение зубчатых колес и муфт вдоль вала. В целях уменьшения веса и габаритов сильно нагруженные валы станков изготовляются полыми. Кроме того, вал изготовляется полым, когда по условиям конструкции необходимо пропустить через него другой вал или какую-либо другую деталь, т. е. в тех случаях, когда это требуется условиями эксплуатации станка, как, например, шпиндели токарного, фрезерного и других станков. Детали, монтируемые на валу, укрепляют при помощи шпонок (рис. 10, а, в) либо шлицевых соединений, а чтобы зафиксировать вал в осевом направлении, используются уступы самого вала и стопорные кольца. Обычно валы и шпиндели осуществляют только вращательное движение в своих опорах, как, например, ходовые валики, валы коробок скоростей и подач, шпиндели токарных, шлифовальных, фрезерных и других станков. Шпиндели сверлильных, расточных и некоторых других станков, кроме вращательного движения, осуществляют одновременно поступательное движение, а шпиндели хонинговальных станков одновременно осуществляют возвратно-поступательное движение.
Помимо необходимости соблюдения условий прочности к шпинделям и валам предъявляют и другие требования. 1. Шпиндели и валы должны обладать достаточной жесткостью. При несоблюдении этого условия возникает чрезмерный изгиб вала, что приводит к преждевременному износу подшипников, а также нарушает плавность зацепления зубчатых колес, расположенных на валах. 2. Высокая точность шпинделей должна быть строго регламентирована как для шеек под подшипники, так и для мест посадок зубчатых колес. Допуски на неточность движения шпинделей регламентированы ГОСТом. 3. Шпиндели и валы должны обладать высокой износостойкостью. Это относится прежде всего к шейкам шпинделей и валов, которые вращаются в подшипниках скольжения, а также к местам, где осуществляется прямолинейное перемещение шпинделей и валов (шпиндели сверлильных станков, расточных станков и др.) или установленных на них деталей. 4. Шпиндели и валы должны быть виброустойчивы. Это требование предъявляется к шпинделям скоростных станков, особенно предназначенных для выполнения отделочных операций. Перечисленные требования могут быть удовлетворены только при применении соответствующих материалов, из которых должны быть изготовлены шпиндели и валы. Помимо этого, должны быть соблюдены требования термической обработки, качественного изготовления, сборки и регулировки деталей узлов станка.
Для возможности закрепления инструмента или приспособления на переднем конце шпинделя формы и размеры последнего стандартизованы. На рис. 11 показаны передние концы шпинделей ряда станков. Для шпинделей, работающих в подшипниках качения, применяют сталь 45 и 40Х с закалкой и отпуском до НВ 230—260, сталь 40Х при твердости НВ 230—260. Для шпинделей, работающих в подшипниках скольжения, применяют сталь 20Х с последующей цементацией (на глубину 0,8—1,0 мм), закалкой и отпуском до HRC 56—62. |
i-perf.ru
