اسپیندل موتور چیست!؟ و چه کاربردی در صنعت دارد

اسپیندل نوع خاصي از موتورهاي AC پرسرعت و پرقدرت  هستند كه توسط  درايوهايی با  فركانس بالا که به نام اینورتر را به یدک می کشند،كنترل مي شوند و بيشتر در صنعتCNC سازي  براي عمليات حكاكي ، برش مورد استفاده قرار مي گيرند .

 

انواع اسپیندل موتور

اسپيندل موتور ها از لحاظ نوع تعویض ابزار به دو دسته اصلي (دستي و اتوماتيك) دسته بندي می شوند ، در نوع اتوماتيك عمليات تعويض ابزار به صورت خودكار انجام مي گيرد .

اين نوع موتورها از نظر نوع تهويه و خنك شوندگي به دو نوع هوا خنك     (Air cooling) و آب خنك (Water cooling) تقسيم مي شوند ،كه در سيستم هاي آب خنك عمليات براده برداری بسيار روانتر و كم صدا تر صورت مي گيرد و بيشتر در اجسام سخت مانند سنگها و فلزات مورد استفاده قرار مي گيرند. ضمناً بلبرينگهاي مورد استفاده در اين موتورها از يك نوع خاص بوده تا توانايي تحمل دورهاي بالا را داشته باشند.

تفاوت اسپیندل موتور ها با سایر موتور های الکتریکی

تفاوت این موتورها و موتورهای معمولی در چند چیز است . اولین و مهمترین آن بلبرینگ های ابتدا و انتهای موتور می باشد . این بلبرینگ ها باید دور بالا باشد و توان حرکت در دورهای 18000 دور بردقیقه و بالاتر را داشته باشند .

برای این منظور بلبرینگ های سری 6000 یا سری 7000 داخل فیبر یا سری 7000 سرامیکی مناسب میباشند.

جهت خنک کردن این موتورها از 3 روش استفاده می شود . در روش اول مانند موتورهای سنکرون از پروانه در انتهای موتور استفاده شده و سیستم هوا خنک می باشد . اما از آنجائیکه دور موتور بسیار بالا می باشد پره های پروانه کوچک می باشد و به گونه ای طراحی شده که جریان هوای مورد نیاز خنک کردن از کنار موتور را تامین می کند .روش دوم نیز که آن هم سیستم هوا خنک می باشد از فشار باد بهره گیری شده است . به این صورت که باد ، با فشار به بلبرینگ های موتور برخورد می کند و آن را خنک می نماید .
در روش سوم جریان آب درون پوسته موتور گردش داشته و موجب خنک کردن پوسته موتور می شود .

این موتورها با تغییر فرکانس تغییر دور می دهند و برای این کار یک اینورتر مورد نیاز است . در صورتیکه فرکانس به 300 هرتز برسد ، یعنی 6 برابر فرکانس برق شهر ، دور موتور 6 برابر دور نامی موتور شده و خروجی 18000 دور بر دقیقه به دست می آید. البته این فرکانس و دور برای یک موتور دوقطبی است. برای اسپیندل موتورهای چهار قطبی با فرکانس 300 هرتز به خروجی 9000 دور بر دقیقه میرسیم.

اهمیت اسپیندل موتور در دستگاه های سی ان سی

وجود اسپندل در دستگاه های سی ان سی (cnc ) چوب ، سنگ و دستگاه هایی که عملیات حکاکی و براده برداری انجام میدهندالزامیست .
پس اسپیندل موتور یکی از اجزای اصلی دستگاههای سی ان سی می باشد.
مبنا و اساس کار اسپندل چرخاندن سریع ابزاراست .بطوری که دوران آن به ۲۴۰۰۰ دور در دقیقه میرسد.
چرخش ، قدرت براده برداری ایجاد میکند و هر چقدر سریعتر باشد کیفیت براده برداری بیشتر است .
اسپیندل موتور در خانواده موتورها در سری AC موتورها محسوب می شود.موتور های AC پرسرعت یعنی
(High speed )هستند که به وسیله داریو های فرکانس بالا کنترل می شوند .
نکته :جهت افزایش دور اسپیندل می توانید آنرا به یک اینورتر وصل کنید. البته باید دقت کنید توان اینورتری
که انتخاب می کنید با توان موتور اسپیندل شما هم خوانی داشته باشد .
در انتخاب اسپیندل باید مواردی نظیر ۱- قدرت ۲- سرعت ۳-

تفکیک اسپیندل موتور باتوجه ب مشخصات ان

سیستم خنک کنندگی :

آب خنک یا هواخنک ۴ – مدل ابزار گیری را مد نظر قرار دهید.
قدرت موتور اسپیندل :

هر چه قدرت بیشتر باشد احتمال درگیر کردن ابزار در حین ماشین کاری راکاهش میدهد و میتوان عمق بیشتری را ماشین کاری کرد البته قدرت زیاد هم
قیمت را افزایش میدهد .شما میتوانید باتوجه به متریال قطعه کار خود توان و قدرت اسپندل مورد نیاز خود را انتخاب کنید . و درباره این موضوع که با
سی ان سی خود چه کاری انجام خواهید داد از سارندگان و یا وارد کنندگان دستگاه مشاوره بگیرید.
برای کار روی چوب توان ۲٫۲ کیلووات به بالا مناسب است.
.برای کار روی سنگ توان ۵٫۵ کیلوات به بالا پیشنهاد میشود.
سرعت :
سرعت اسپیندل پیش نیاز سرعت پیشروی ماشین کاری ست. همچنین کیفیت سطح کار با سرعت بالا افزایش میابد معمولا در سرعت زیاد، احتمال
شکستن ابزار کم میشود.سرعت براده برداری نیز افزایش می یابد.
در اسپیندل های با هواخنک میشوند با افزایش سرعت ، صدای اسپیندل زیاد میشود به طوریکه صدای اسپیندل هواخنک ۶۰۰۰ دور برای کارطولانی
غیرقابل تحمل است. ولی در اسپندل موتور های آب خنک صدا آن بسیار کم و روانتر است .
برای کار چوب سرعت خیلی زیاد (بیش از ۳۶۰۰۰) چوب را میسوزاند و رنگ سطح را تغییر میدهد.
در cnc طلا ، سرعت و جلای سطح ماشین کاری، رابطه مستقیم دارند و تا ۶۰۰۰۰ دور هم در ایران استفاده میشود.
برای cnc چوب، سرعت بین ۱۸۰۰۰ تا ۲۴۰۰۰ دور در دقیقه پیشنهاد میشود.
برای اسپیندل دستگاه cnc طلا سرعت ۲۴۰۰۰ دور و بیشتر کاربرد دارد.
برای کار سنگ سرعت ۱۸۰۰۰ تا ۲۴۰۰۰ دور توصیه میشود.
همانطور که در بالا به آن اشاره کردیم برای کنترل سرعت اسپیندل از اینورتر استفاده میگردد.
ابزار گیر :
وظیفه ی اصلی اسپیندل گرفتن و چرخاندن ابزار است. نحوه ی گرفتن ابزار معمولا از دو نوع استاندارد پیروی میکند.

اجزای اسپیندل موتور

مورس : یک قلم بند مخروطی داخل قسمت مخروطی اسپیندل قرار گرفته و با فشار هوا فیکس میشود.
در این روش تعویض ابزار سریع و راحت است و معمولا در اسپیندل های toolchang که تعویض ابزار اتوماتیک است از استاندارد مورس استفاده میگردد.
ER Collet :
قطعه ای که اصطلاحا فشنگی نامیده میشود و به شکل مخروطی ست ، داخل قسمت مخروطی سر اسپیندل قرار میگیرد با بسته شدن مهره ، فشنگی
داخل رفته و علاوه بر فیکس و مرکز کردن ابزار، در محل خود محکم میشود.
اسپندل موتور های موجود در بازار با ER مختلف موجود است .
اسپندل های هوا خنک با برند HSD با ER32
اسپندل هوا خنک با برند ARL با ER20
اسپندل های آب خنک با ER20 و ER25
سیستم خنک کننده :
سرعت بالای اسپیندل ، موجب داغ شدن قطعات چرخنده میشود گرم شدن موجب استهلاک میشود و بایستی خنک گردد.در حال حاضر دو روش برای
گرفت گرمای اسپیندل وجود دارد. هواخنک و آب خنک .
سیستم هواخنک
در روش هواخنک، بالای شافت چرخنده ی اسپیندل یک فن قرار دارد و با چرخش اسپیندل میچرخد. چرخش فن بالای اسپیندل ، هوای داخل محفظه را به
چرخش در آورده و گرما را دفع میکند. اسپیندل هواخنک معمولا مقطع مستطیلی شکل دارد.
سیستم اسپیندل آب خنک
اسپیندل های آب خنک مقطع دایره دارند و یک ورودی و یک خروجی آب دارند.
برای نصب باید یک مخزن و پمپ آب داشته باشید و حتی الامکان از سنسور حرارت آب استفاده نمائید.