Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Зубообрабатывающие станки для производства цилиндрических и конических зубчатых колёс относятся к наиболее точным и конструктивно сложным металлорежущим станкам. Gleason Corporation (США), Liebherr-Verzahntechnik GmbH (Германия) и Klingelnberg Group (Германия/Швейцария) являются тремя ведущими мировыми производителями данного оборудования, формирующими технологические стандарты отрасли.
Зубофрезерные станки (hobbing machines) -- основной тип оборудования для массового производства цилиндрических зубчатых колёс методом обкатки червячной фрезой. Зубошлифовальные станки (generating/profile grinding machines) обеспечивают финишную обработку закалённых зубчатых колёс. В обоих типах станков ключевыми узлами, определяющими точность и ресурс, являются подшипники рабочего стола (шпинделя заготовки), подшипники шпинделя инструмента, привод делительного механизма и узлы подачи осей.
Рабочий стол (шпиндель заготовки) является критическим узлом зубообрабатывающего станка. Он должен обеспечивать высокую осевую и радиальную жёсткость, минимальное биение вращения (обычно не более 1--2 мкм для станков класса точности P4 и выше), а также безлюфтовое вращение при передаче крутящего момента от делительного привода.
В станках Liebherr серий LC 600--2000 шпиндель стола установлен на гидростатических радиальных и осевых подшипниках. Согласно документации Liebherr, гидростатические опоры обеспечивают осевую нагрузочную способность до 60, 95 или 120 кН (в зависимости от модели) при максимальной радиальной жёсткости. Масляная плёнка толщиной 10--20 мкм исключает механический контакт между вращающимися поверхностями, что обеспечивает практически неограниченный ресурс и исключительную плавность вращения. Система гидростатики требует прецизионного насосного агрегата с фильтрацией масла и стабилизацией температуры. Водяное охлаждение привода стола обеспечивает максимальную точность и надёжность.
В компактных зубофрезерных и зубошлифовальных станках (Liebherr LC 180/280, LGG 180/280, Gleason Genesis, а также ряде моделей LC 380) широко применяются упорно-радиальные подшипники серии YRT (INA/Schaeffler YRTM, YRTS и аналоги). Эти подшипники представляют собой комбинированную конструкцию из двух упорных роликовых подшипников и одного радиального цилиндрического роликового подшипника, объединённых в едином корпусе.
Подшипники серии YRT поставляются с заводским преднатягом, не требующим регулировки при монтаже. Они способны одновременно воспринимать двунаправленную осевую нагрузку, радиальную нагрузку и опрокидывающий момент, что критически важно для делительного стола зубофрезерного станка, испытывающего сложные комбинированные нагрузки от сил резания.
В некоторых конструкциях столов зубообрабатывающих станков применяются перекрёстные роликовые подшипники (crossed roller bearings). В них цилиндрические ролики расположены крест-накрест под углом 90 градусов друг к другу, что позволяет одной компактной конструкции воспринимать нагрузки во всех направлениях. Перекрёстные конические роликовые подшипники обеспечивают ещё более высокую жёсткость за счёт линейного контакта конических роликов. Они применяются в прецизионных поворотных столах зубошлифовальных станков, где требуется максимальная жёсткость при минимальном биении.
Шпиндель инструмента (фрезерная оправка, шлифовальный шпиндель) работает на высоких оборотах и воспринимает значительные радиальные и осевые нагрузки от сил резания. Требования к подшипникам шпинделя инструмента зубообрабатывающего станка:
Класс точности P4 (ABEC 7) и выше. Высокая радиальная и осевая жёсткость для минимизации прогиба оправки. Способность работать на высоких оборотах (до 6 000--7 000 об/мин для фрезерных шпинделей, до 12 000 об/мин для шлифовальных). Долговечность при непрерывной эксплуатации в условиях массового производства.
В станках Liebherr LC 180/280 фрезерная головка с зубчатым приводом обеспечивает мощность до 13 кВт и обороты до 2 250 об/мин. Опционально доступна фрезерная головка с прямым приводом (direct drive), развивающая до 23 кВт и 6 000 об/мин. Шпиндельные подшипники этих головок -- комбинация радиально-упорных шариковых и цилиндрических роликовых, установленных с преднатягом для обеспечения максимальной жёсткости.
Шлифовальные шпиндели станков Liebherr LGG 180/280 работают на оборотах до 7 000 об/мин (GH 160) и до 12 000 об/мин (GH 240 CB) при мощности 28,5 кВт. Подшипники таких шпинделей -- высокоскоростные радиально-упорные шариковые с керамическими телами качения (гибридные подшипники), обеспечивающие длительную работу при высоких dn-значениях (произведение диаметра вала на обороты).
Привод делительного стола (оси C2) в зубообрабатывающем станке обеспечивает синхронное вращение заготовки с инструментом. Требования к приводу: абсолютное отсутствие люфта (backlash), высокая динамика, точность позиционирования на уровне единиц угловых секунд.
Для универсальных технологий в станках Liebherr LC 180/280 применяется привод стола с преднатянутыми прямозубыми или косозубыми шестернями с высоким крутящим моментом. В старших моделях LC 600--2000 используются двойные червячные приводы (dual worm wheel drive) или прямые приводы. Преднатяг зубчатой пары создаётся за счёт разрезной шестерни с пружинным элементом, устраняющим мёртвый ход. Подшипники делительного червяка -- прецизионные радиально-упорные шариковые или конические роликовые класса P5/P4.
Для высокопроизводительной обработки (High Performance Cutting, HPC) как Liebherr, так и Gleason предлагают прямой привод стола -- безредукторный торцевой двигатель (torque motor), установленный непосредственно на шпинделе стола. Такая конструкция полностью исключает механический люфт, обеспечивает максимальную динамику (ускорение/торможение) и упрощает обслуживание. В станках Liebherr LC 180/280 прямой привод стола обеспечивает скорость вращения до 1 400 об/мин, что необходимо для использования многозаходных червячных фрез.
В станках Gleason Genesis 130H/210H также применяются прямые приводы шпинделей (direct-drive spindle motors), что исключает необходимость в сменных шестернях и механических настройках. Это обеспечивает более высокие скорости ускорения/торможения и увеличенный крутящий момент.
Станки Gleason Genesis оснащены запатентованной системой привода фрезы "D-Drive", которая заменяет традиционные сложные механические и гидравлические системы зажима. Система D-Drive позволяет шпинделю передавать больший крутящий момент с меньшим биением, обеспечивая использование фрез увеличенного диаметра для повышения производительности и стойкости инструмента.
Оси подачи зубообрабатывающего станка (радиальная X1, осевая Z1, тангенциальная V1, вертикальная Z4) обеспечивают позиционирование инструмента относительно заготовки. Для этих осей применяются шарико-винтовые передачи (ШВП) высокого класса точности и профильные линейные направляющие.
В зубообрабатывающих станках используются ШВП класса точности C3 и выше по JIS B 1192 (ISO 3408). Класс C3 обеспечивает вариацию перемещения не более 8 мкм на участке 300 мм, что необходимо для достижения требуемой точности зубчатого зацепления (классы 5--7 по DIN 3962 / ISO 1328).
ШВП зубообрабатывающих станков, как правило, имеют шлифованную резьбу и предварительный натяг для устранения люфта. Типовые диаметры винтов -- от 25 до 50 мм в зависимости от размера станка и нагрузки на ось.
Для осей подачи применяются роликовые профильные линейные направляющие высокого класса точности (например, Schneeberger, INA, SKF). Роликовые направляющие обеспечивают более высокую жёсткость по сравнению с шариковыми, что критически важно при прерывистом характере сил резания при зубофрезеровании. На ось устанавливаются два параллельных рельса с четырьмя каретками для максимальной жёсткости и устойчивости к опрокидывающим моментам.
Линейка Gleason Genesis включает зубофрезерные станки 130H, 210H и 400H(CD), зубошевинговальные станки 130SV, зубошлифовальные станки серии TWG (160TWG, 300TWG) и серии GX (200GX, 260GX). Все станки Genesis построены на единой компактной платформе.
Прямые приводы шпинделей. Станки Genesis используют прямые приводы (direct-drive) для шпинделя инструмента и шпинделя заготовки, исключая необходимость в сменных шестернях. Это существенно сокращает время переналадки и повышает точность за счёт устранения механических зазоров в кинематической цепи.
Система D-Drive. Запатентованная система привода фрезы D-Drive заменяет традиционные механические и гидравлические зажимные системы. Конструкция обеспечивает передачу большего крутящего момента с меньшим биением оправки.
Изоляция рабочей зоны. Рабочая зона полностью изолирована от станины для минимизации тепловых деформаций при сухом зубофрезеровании. Камера резания выполнена из нержавеющей стали с крутым наклоном стенок для свободного отвода горячей стружки.
Станина. Станки Genesis 130H/210H имеют чугунную литую станину. Более крупные модели (260H, 400H) построены на цельнолитой станине из минерального литья (polymer composite), обеспечивающей превосходное виброгашение и термическую стабильность.
Встроенный загрузчик. Механический кулачковый двухзахватный загрузчик обеспечивает время смены заготовки от 3 секунд.
Новая платформа LC 180/280 представляет собой модульную конструкцию, позволяющую реализовать различные технологические варианты: зубофрезерование, зубодолбление (skiving), нарезание червяков, шевронных колёс, фрезерование специальных профилей. Основные оси: X1 (радиальное перемещение колонны), V1 (тангенциальное перемещение инструмента), Z1 (осевое перемещение фрезерной головки), B1 (вращение инструмента), C2 (вращение заготовки), A1 (поворот фрезерной головки), Z4 (вертикальное перемещение контрстойки), C3 (вращение рингового загрузчика).
Стол (ось C2): Безлюфтовый привод с преднатянутыми косозубыми шестернями (стандарт) или прямой привод (опция для HPC). При прямом приводе скорость стола достигает 1 400 об/мин. Подшипники стола -- упорно-радиальные роликовые с преднатягом класса P4/P2.
Фрезерная головка (ось B1): Стандартная головка IFK: зубчатый привод, мощность 13 кВт, обороты до 2 250 об/мин, макс. модуль 6 мм, макс. диаметр фрезы 150 мм, ход смещения 200 мм. Версия Alpha (для LC 280 alpha) -- упрощённая фрезерная головка с макс. модулем 4 мм и диаметром фрезы 90 мм. Опциональная головка с прямым приводом: 23 кВт, до 6 000 об/мин. Подшипник оправки фрезы -- комбинация радиально-упорных шариковых и цилиндрических роликовых.
Станки LGG 180/280 -- универсальные шлифовальные станки для обкатного и профильного шлифования зубчатых колёс диаметром до 180/280 мм (до 300/400 мм для профильного шлифования).
Шлифовальные головки GH 160: Обороты до 7 000 об/мин, мощность 28,5 кВт. Макс. модуль (обкатное шлифование) 6 мм. Размер червячного круга (DxLxW) до 275(320) x 160 x 160 мм. Интегрированная система балансировки в шпинделе.
Шлифовальные головки GH 240 CB: Обороты до 12 000 об/мин, мощность 28,5 кВт. Предназначены для работы с CBN-кругами на гальванической связке.
Стол: Однотабличная конструкция (single-table solution) с временем "стружка-стружка" от 4 секунд для дисковых деталей и от 6,5 секунд для валов. Подшипники стола -- упорно-радиальные роликовые высокого класса точности.
Klingelnberg Group (подразделение Oerlikon) специализируется на конических зубчатых колёсах и предлагает станки для нарезания, шлифования и контроля. Шлифовальные станки серии G (G 27, G 60, G 80) предназначены для финишной обработки спирально-конических и гипоидных зубчатых колёс.
Вертикальный шлифовальный шпиндель обеспечивает оптимальный отвод стружки вниз под действием силы тяжести. Обороты шлифовального шпинделя -- до 7 500 об/мин. Подшипники шпинделя -- радиально-упорные шариковые суперпрецизионные в O-образной компоновке.
Шпиндель заготовки с проходным отверстием и автоматическим гидравлическим зажимным цилиндром (G 60 и G 80). Обороты шпинделя заготовки -- до 700 об/мин. Приводы расположены выше зоны шлифования для защиты от абразивной пыли и шлама.
Прямые приводы (direct drives) применяются для шпинделя заготовки и шпинделя инструмента на станках последнего поколения (например, C 15 для нарезания конических колёс). Это обеспечивает максимальную точность электронной синхронизации осей.
Разделённая рабочая камера: Рабочая зона отделена от приводных компонентов нержавеющей стальной панелью, защищающей подшипники и направляющие от абразивного загрязнения.
Износ подшипников рабочего стола проявляется в увеличении биения вращения (радиального и торцевого), ухудшении показателей точности зубчатых колёс (накопленная погрешность шага, отклонение профиля). Диагностика: измерение биения стола индикатором при различных углах поворота; анализ вибраций на подшипниковых узлах; контроль температуры подшипников.
Для гидростатических подшипников (Liebherr LC 600--2000) критически важен контроль давления и расхода масла в системе гидростатики, а также качество и температура масла. Отклонения в давлении сигнализируют о засорении фильтров или износе насоса.
Признаки износа: повышенный шум при вращении, рост температуры шпинделя, увеличение биения оправки (контролируется индикатором на оправке при медленном вращении). В станках Liebherr LGG шлифовальные головки оснащены интегрированной системой балансировки, которая компенсирует дисбаланс круга, но не компенсирует износ подшипников.
Контроль люфта ШВП -- через систему ЧПУ (встроенные тесты Siemens 840D) и круговые тесты. Смазка ШВП и направляющих -- через централизованную систему автоматической смазки. Интервалы замены масла и смазки -- согласно рекомендациям производителя станка и поставщика подшипников.
При замене подшипников в зубообрабатывающих станках необходимо учитывать следующие критерии:
Класс точности. Для подшипников стола -- не ниже P4 (ABEC 7). Для подшипников шпинделя инструмента -- P4 или P2 (ABEC 9). Для ШВП -- класс C3 или выше.
Тип и величина преднатяга. Подшипники делительного стола и шпинделя поставляются с заводским преднатягом. При замене необходимо обеспечить аналогичный преднатяг -- использование подшипников другого класса преднатяга приведёт к снижению жёсткости или повышенному нагреву.
Материал тел качения. Для высокоскоростных шлифовальных шпинделей (более 5 000--7 000 об/мин) рекомендуются гибридные подшипники с керамическими шариками (Si3N4). Для столов и тихоходных шпинделей -- стандартные стальные тела качения.
Смазка. Тип смазки (пластичная или масляная/масловоздушная) определяется конструкцией узла и не должен изменяться при замене подшипника.
Оригинальный подшипник -- YRT 200 (INA/Schaeffler). Аналоги: YRT 200 производства IKO, ZYS и других производителей (при условии класса точности P4 или P2, заводского преднатяга и сертификата соответствия). Габаритные размеры: внутренний диаметр 200 мм, наружный диаметр 300 мм, высота 45 мм, масса около 9,7 кг. Предельная частота вращения для серии YRT -- 170 об/мин (по каталогу Schaeffler). Точные значения осевой и радиальной грузоподъёмности следует определять по актуальному каталогу Schaeffler (medias) для конкретного исполнения подшипника.
Для обслуживания и ремонта зубофрезерных и зубошлифовальных станков Gleason, Liebherr и Klingelnberg доступны следующие компоненты:
В стандартной конфигурации стол Liebherr LC 180 оснащён упорно-радиальными роликовыми подшипниками (типа YRT или аналогичными) с заводским преднатягом класса P4/P2. При использовании прямого привода стола могут применяться подшипники серии YRTM с интегрированной системой углового измерения. В моделях LC 600--2000 стол устанавливается на гидростатические радиальные и осевые подшипники с нагрузочной способностью до 60/95/120 кН.
Привод с безлюфтовой зубчатой парой (или двойным червяком) использует механическую передачу с преднатягом для устранения мёртвого хода. Прямой привод (torque motor) -- безредукторный двигатель, установленный непосредственно на шпинделе стола. Прямой привод обеспечивает более высокую динамику (ускорение/торможение), полное отсутствие механического люфта и минимальное обслуживание, но требует более сложной системы ЧПУ и охлаждения двигателя. В станках Liebherr LC 180/280 прямой привод обеспечивает скорость стола до 1 400 об/мин для высокопроизводительной обработки (HPC).
В зубообрабатывающих станках Gleason, Liebherr и Klingelnberg используются шлифованные ШВП класса точности C3 или выше по JIS B 1192 (ISO 3408). Класс C3 обеспечивает вариацию перемещения не более 8 мкм на участке 300 мм. Для отдельных прецизионных осей (например, ось радиальной подачи в зубошлифовальном станке) может применяться класс C2 или C1.
D-Drive -- запатентованная система привода фрезы, применяемая в станках Gleason Genesis. Она заменяет традиционные сложные механические и гидравлические системы зажима фрезерной оправки. Система D-Drive позволяет шпинделю передавать больший крутящий момент с меньшим биением оправки и одновременно использовать фрезы увеличенного диаметра, что повышает производительность и стойкость инструмента.
Шлифовальные шпиндели Liebherr LGG 180/280 оснащаются радиально-упорными шариковыми подшипниками суперпрецизионного класса (P4 или P2) в O-образной компоновке. Для высокоскоростных шлифовальных головок GH 240 CB (до 12 000 об/мин) применяются гибридные подшипники с керамическими шариками (Si3N4) для работы при высоких значениях dn. В шпинделе интегрирована система автоматической балансировки.
Периодичность замены подшипников стола зависит от условий эксплуатации: нагрузка, обороты, режим работы (одно-/двухсменный), качество смазки и защита от загрязнений. Для упорно-радиальных подшипников YRT при нормальных условиях ресурс составляет от 5 до 15 и более лет непрерывной эксплуатации. Гидростатические подшипники (Liebherr LC 600--2000) практически не изнашиваются при соблюдении регламента обслуживания гидросистемы. Замена производится по фактическому состоянию на основании результатов диагностики (биение стола, вибрации, температура).
Да, подшипники типа YRT производятся рядом компаний (INA/Schaeffler, IKO, ZYS и др.) и имеют стандартизированные установочные размеры. При замене необходимо обеспечить соответствие: класс точности (P4 или P2), величина преднатяга, осевая и радиальная грузоподъёмность, допустимая скорость вращения. Рекомендуется запрашивать у поставщика сертификат соответствия и протокол измерений точности.
Станки Klingelnberg (Oerlikon) G-серии (G 27, G 60, G 80) специализируются на шлифовании конических зубчатых колёс (спирально-конических и гипоидных), тогда как Gleason Genesis и Liebherr LC/LGG преимущественно ориентированы на цилиндрические зубчатые колёса. Конструктивно станки Klingelnberg G-серии отличаются вертикальным расположением шлифовального шпинделя, разделённой рабочей камерой с защитой от абразива и расположением приводов выше зоны шлифования. Применяются прямые приводы шпинделей заготовки и инструмента.
В осях подачи зубообрабатывающих станков применяются профильные роликовые линейные направляющие высокого класса точности (SP или UP по классификации Schneeberger, аналогичные классы у INA и SKF). Роликовые направляющие выбраны для обеспечения максимальной жёсткости при переменных нагрузках. На каждую ось устанавливаются два параллельных рельса с четырьмя каретками для повышения жёсткости и устойчивости к опрокидывающим моментам.
Зубообрабатывающие станки Gleason Genesis, Liebherr LC/LGG и Klingelnberg G-серии представляют вершину конструкторской мысли в области прецизионного станкостроения. Подшипниковые узлы стола, шпинделя инструмента и осей подачи определяют точность, производительность и ресурс этих станков. Упорно-радиальные подшипники серии YRT/YRTS/YRTM обеспечивают безлюфтовое вращение делительного стола; гидростатические опоры -- практически неограниченный ресурс при максимальной жёсткости; радиально-упорные суперпрецизионные подшипники шлифовальных шпинделей позволяют работать при оборотах до 12 000 об/мин.
Прямые приводы (direct drives) шпинделей и столов становятся стандартом для высокопроизводительной обработки, устраняя механический люфт и повышая динамику. ШВП класса C3 и роликовые линейные направляющие высокой точности обеспечивают прецизионное позиционирование осей подачи. Грамотное техническое обслуживание и своевременная замена подшипников с соблюдением требований к классу точности и преднатягу -- залог стабильного качества зубчатых колёс на протяжении всего ресурса станка.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.