Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Четырехсторонние строгальные и профилирующие станки Weinig серий Powermat и Hydromat являются базовым оборудованием в деревообрабатывающем производстве. От состояния подшипниковых узлов этих станков напрямую зависят качество обработанной поверхности, точность профиля и ресурс инструмента. В конструкции станков используются несколько принципиально различных групп подшипников: радиально-упорные подшипники шпинделей, самоустанавливающиеся подшипники подающих роликов и игольчатые подшипники прижимных элементов.
Данная статья рассматривает конструкцию, технические характеристики и вопросы эксплуатации подшипников в станках Weinig Powermat 700, Powermat 1500, Powermat 2400, а также Hydromat 1000, Hydromat 3000 и Hydromat 5000.
Серия Powermat охватывает диапазон от компактных моделей для небольших производств (Powermat 700) до промышленных решений для серийного производства (Powermat 2400). Серия Hydromat представляет тяжелые высокопроизводительные станки для многосменной эксплуатации с подачей до 200 м/мин.
Все станки построены на массивных чугунных станинах, обеспечивающих виброустойчивость и точность геометрии. Кинематическая схема включает от 4 до 11 обрабатывающих шпинделей, систему подающих роликов с карданным приводом, прижимные элементы (ролики, башмаки, стружколомы) и настольные приводные ролики.
* - опция. Параметры приведены для базовых конфигураций. Конкретные значения зависят от комплектации и года выпуска станка. Данные основаны на официальных спецификациях Weinig и каталогах дилеров.
Шпиндели четырехсторонних станков Weinig являются наиболее нагруженными и ответственными узлами. Они воспринимают радиальные усилия резания, осевые нагрузки от инструмента и динамические воздействия при высокоскоростном вращении. В качестве опор шпинделей применяются радиально-упорные шариковые подшипники высокоскоростных серий (серии 7000, 7200 по ISO) класса точности P4 (ABEC 7) или выше.
Типовой шпиндельный узел четырехстороннего станка содержит, как правило, пару радиально-упорных шариковых подшипников, установленных по схеме "спина к спине" (O-образная, DB). Такая компоновка является стандартной для фрезерных шпинделей деревообрабатывающих станков. Схема DB обеспечивает восприятие осевых нагрузок в обоих направлениях и повышенную жесткость к опрокидывающему моменту. Предварительный натяг подшипников задается при сборке шпиндельного узла и определяет компромисс между жесткостью и допускаемой частотой вращения.
Контактный угол подшипников шпинделей деревообрабатывающих станков, как правило, составляет 15 или 25 градусов. Подшипники с углом 15 градусов обеспечивают более высокие предельные скорости и применяются на высокооборотных шпинделях (свыше 8 000 мин-1). Подшипники с углом 25 градусов обладают большей осевой грузоподъемностью и устанавливаются на шпинделях с повышенными осевыми нагрузками.
Станки серии Powermat и Hydromat охватывают широкий диапазон частот вращения шпинделей, что предъявляет различные требования к подшипниковым узлам.
Стандартная частота вращения шпинделей составляет 7 000 мин-1, что на 15% выше, чем у обычных строгальных станков с частотой 6 000 мин-1. Опционально доступна скорость 8 000 мин-1, в том числе при использовании системы PowerLock. На таких скоростях применяются подшипники с сепараторами из полиамида или текстолита, обеспечивающими низкий момент трения и ограниченный нагрев.
Стандартная частота вращения шпинделей Powermat 1500 составляет 7 000 мин-1 (кроме первого нижнего шпинделя). Опционально доступны скорости 8 000 и 12 000 мин-1. При введении системы HSK-шпинделей (с 2004 года для серии Powermat) и системы PowerLock используются подшипники повышенного класса точности с оптимизированным тепловым режимом. На скорости 12 000 мин-1 с диаметром шпинделя 40 мм параметр быстроходности dn достигает 480 000 мм*мин-1, что требует подшипников, специально рассчитанных на высокоскоростную эксплуатацию.
Промышленный станок со стандартной частотой вращения 6 000 мин-1 и опциональными конфигурациями до 12 000 мин-1. В ряде конфигураций применяются шпиндели разного диаметра: основные шпиндели 40 мм, а последние нижние шпиндели - 50 мм для повышения жесткости при тяжелой обработке. Универсальный шпиндель может работать в диапазоне от 4 000 до 12 000 мин-1. Подшипники таких шпинделей должны обеспечивать стабильную работу во всем диапазоне скоростей.
Станки серии Hydromat работают при частотах от 6 000 до 8 000 мин-1 (типовые значения). Hydromat 5000 с диаметром шпинделя 50 мм работает при 6 000 мин-1. Hydromat 3000 оснащается системой мониторинга температуры подшипников шпинделей, что обеспечивает предупреждение нештатных ситуаций и предотвращение внеплановых простоев.
Горизонтальные шпиндели (нижние и верхние) станков Weinig при работе с широкими фрезами и значительным вылетом инструмента подвержены повышенному прогибу. Для увеличения жесткости применяются выносные (контропорные) подшипники - outboard bearings, устанавливаемые на свободном конце шпинделя напротив основной опоры.
В станках Hydromat 1000 контропоры устанавливаются на шпинделях 4 и 5 (верхний и нижний горизонтальные). В станках Hydromat 5000 контропорные подшипники установлены на всех горизонтальных шпинделях. В серии Hydromat 3000 применяется система HydroLock - быстросменный контропорный подшипниковый узел, не требующий использования шприца для нагнетания смазки. Смазочная камера сжимается шестигранным ключом, а контроль натяга выполняется штифтом-индикатором.
Система подачи четырехсторонних станков Weinig состоит из верхних подающих роликов с пневматическим прижимом и нижних приводных роликов в столе станка. Подача осуществляется от частотно-регулируемого электродвигателя через карданный привод (Cardan drive), обеспечивающий бесцепную передачу крутящего момента ко всем подающим роликам.
Подающие ролики работают в условиях переменных нагрузок, вибрации и неизбежного несоосности, вызванной допусками монтажа и деформацией заготовок. Для компенсации этих факторов в качестве опор подающих роликов применяются самоустанавливающиеся шариковые или роликовые подшипники, допускающие угловое отклонение оси вала относительно корпуса.
Самоустанавливающиеся подшипники (серии 22xx, 12xx или 11xx по ISO) имеют сферическую наружную дорожку качения, что допускает перекос внутреннего кольца относительно наружного на угол до 2-3 градусов без потери работоспособности. В станках Hydromat 3000 диаметр подающих роликов составляет 170 мм, что определяет типоразмер подшипников.
Прижимные элементы (pressure elements) обеспечивают точное направление заготовки через зону обработки. Они расположены перед и после каждого шпинделя и включают прижимные ролики, стружколомы (chip breakers) и направляющие башмаки. Прижимные ролики устанавливаются на подшипниках, воспринимающих радиальную нагрузку от контакта с заготовкой.
В качестве опор прижимных роликов, как правило, применяются игольчатые подшипники (needle roller bearings) или компактные радиальные шариковые подшипники. Их достоинство - высокая радиальная грузоподъемность при минимальных радиальных габаритах, что критично для компактных прижимных узлов. Длина игольчатых роликов в 3-10 раз превышает их диаметр, обеспечивая линейный контакт с дорожками качения.
В столе станка устанавливаются приводные ролики, обеспечивающие протяжку заготовки по рабочей поверхности. Эти ролики работают в зоне интенсивного загрязнения древесной пылью, стружкой и смазочными материалами (Waxilit). Подшипники настольных роликов должны выдерживать радиальные нагрузки от веса заготовки и усилия прижима верхних роликов, а также обладать надежной защитой от загрязнения.
Как правило, в настольных роликах применяются радиальные шариковые подшипники с двухсторонними уплотнениями (серия 6000, 6200 по ISO) или игольчатые подшипники с защитными крышками. В станках Hydromat 1000 предусмотрены один или два приводных ролика в столе (на входе и выходе), в Hydromat 5000 - приводные ролики по всей длине станка.
Станки Weinig серий Powermat и Hydromat оснащаются централизованной системой смазки, обеспечивающей подачу консистентной смазки к подшипникам подающих роликов, настольных роликов и отдельным точкам смазки направляющих элементов. Точки смазки сведены к центральному узлу для удобства обслуживания.
Подшипники шпинделей, работающие при высоких скоростях (7 000 - 12 000 мин-1), как правило, заполнены консистентной смазкой при сборке шпиндельного узла на заводе-изготовителе. Применяются специализированные смазки для высокоскоростных подшипников (например, на основе полимочевины) с низким коэффициентом трения и хорошей устойчивостью к разделению при высоких температурах. Дополнительная смазка шпиндельных подшипников в процессе эксплуатации обычно не требуется на протяжении расчетного ресурса подшипника.
Контропорные (outboard) подшипники требуют периодического пополнения смазки. В станках Hydromat 3000 система HydroLock упрощает эту процедуру: смазочная камера сжимается шестигранным ключом, создавая необходимое давление смазки без использования шприца.
Для смазки поверхности стола применяется система ручной или автоматической подачи Waxilit (парафинсодержащий смазочный материал), снижающий трение заготовки о стол. Эта смазка не связана с подшипниковыми узлами, но косвенно влияет на нагрузку подающих роликов.
Своевременная диагностика подшипниковых узлов критически важна для предупреждения внеплановых простоев. В станках Hydromat 3000 штатно реализован мониторинг температуры подшипников шпинделей, предупреждающий оператора о превышении допустимой температуры.
Основными признаками являются: повышение уровня вибрации и шума при вращении шпинделя, ухудшение качества обработанной поверхности (волнистость, неравномерность следов строгания), повышение температуры корпуса шпинделя, увеличение биения шпинделя (проверяется индикатором часового типа при снятом инструменте).
Нарушение равномерности подачи заготовки, проскальзывание, появление следов на обработанной поверхности, люфт в опорах подающих роликов, характерный шум при работе системы подачи.
Замена подшипников шпинделя выполняется квалифицированным персоналом с соблюдением требований к чистоте, температурному режиму монтажа и предварительному натягу. Подшипники устанавливаются комплектами (парами), смешивание новых и бывших в эксплуатации подшипников недопустимо. После замены подшипников необходимо проверить биение шпинделя и при необходимости провести балансировку инструментальной оправки.
Для обслуживания и ремонта четырехсторонних станков Weinig Powermat и Hydromat необходимы прецизионные комплектующие от ведущих мировых производителей:
Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационно-справочный характер. Представленная информация основана на открытых технических данных производителя оборудования и поставщиков комплектующих и предназначена для общего понимания конструкции подшипниковых узлов четырехсторонних станков Weinig серий Powermat и Hydromat.
Автор и издатель не несут ответственности за любые последствия использования представленной информации для проведения ремонтных, диагностических или наладочных работ. Конкретные технические параметры, типоразмеры подшипников и регламенты обслуживания различаются в зависимости от модификации станка, года выпуска и комплектации. При выполнении любых работ следует руководствоваться оригинальной технической документацией производителя Weinig и обращаться к квалифицированным специалистам авторизованных сервисных центров.
1. Michael Weinig AG. Powermat 700 Product Specifications. Официальная техническая документация (weinig.com).
2. Michael Weinig AG. Hydromat 3000 Product Specifications. Официальная техническая документация (weinig.com).
3. Michael Weinig AG. Powermat 1500, Powermat 2400, Hydromat 5000. Спецификации продуктов и каталоги запчастей (weinig.com).
4. SKF Group. Super Precision Bearings Catalogue. Каталог сверхточных подшипников для шпинделей станков.
5. NSK Ltd. Machine Tool Spindle Bearing Selection and Mounting Guide. Руководство по подбору и монтажу подшипников шпинделей.
6. NTN Corporation. Needle Roller Bearings Handbook (Cat. No. 2300E). Технический справочник по игольчатым подшипникам.
7. INA/Schaeffler. Aligning Needle Roller Bearings. Техническая документация (medias.schaeffler.com).
8. ISO 492:2014. Rolling bearings - Radial bearings - Dimensional and geometrical tolerances.
9. ISO 20816-1:2016. Mechanical vibration - Measurement and evaluation of machine vibration (заменяет ISO 10816).
10. Левина З.М., Решетов Д.Н. Контактная жесткость машин. - М.: Машиностроение, 1971.
11. Амалицкий В.В., Амалицкий В.В. Деревообрабатывающие станки и инструменты. - М.: Академия, 2002. (Раздел: конструкция шпиндельных узлов и систем подачи строгальных станков.)
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.