Анализ и сравнение конструктивных особенностей, преимуществ и недостатков шпинделей ЧПУ станков различных производителей

В нынешних условиях экономического кризиса особенно остро  возникла необходимость приобретения оборудования, которое удовлетворяет предъявляемым производственным требованиям и целям, обеспечивает высокое качество обработки материалов, и при этом имеет разумную стоимость.

В случае ранее приобретенных брендированных шпинделей, отработавших свой срок эксплуатации возникает ситуация неопределенности: приобретать такой же шпиндель, той же модели и того же производителя сегодня накладно в связи с текущим курсом рубля, ремонтировать самостоятельно - проблематично, так как слишком большое число технических и технологических вопросов требует решения, временных и материальных затрат и не каждый к этому готов. Подобрать же аналог азиатских производителей - действие, пожалуй оптимальное, однако тут возникает ассоциация “китайский - значит плохой”, и начинает сказываться устоявшийся стереотип “дешевый - некачественный”. Вследствие чего, прийти к общему знаменателю даже для профессионалов своего дела становится затруднительно.

Зачастую многие продавцы оборудования прекрасно осведомлены не только о преимуществах, но и о недостатках своего товара, однако намеренно не информируют о них покупателей, предпочитая рассказывать им о “волшебной” точности вместо того, чтобы проводить реальный и серьезный качественный анализ применяемых конструкций, схем и методов обработки материалов при изготовлении.

Наша компания имеет довольно большой опыт ремонта электрошпинделей различных производителей: Colombo, Elte, HSD, Perske, Teknomotor, GDK, GDZ, GDL, HNZ, ET, а так же статистику по их после-ремонтной эксплуатации. В связи с чем мы имеем основания для качественного проведения анализа преимуществ и недостатков как конструктивных особенностей шпинделей различных производителей, так  и способов их реализации и исполнения.

 

 

Шпиндели различных европейских производителей

 

Начнем анализ конструктивных особенностей, преимуществ и недостатков со шпинделей с ручной сменой инструмента европейских производителей, получивших широкое распространение на пост-советском пространстве.

 

Colombo

 

 

Шпиндели Colombo имеют следующие конструктивные особенности, которые можно отнести к разряду их преимуществ:

 

1. стабильно вырабатывают свой гарантийный срок в обычных, не экстремальных режимах эксплуатации,

2. обмотки статора выполнены из провода с лаком в двойной изоляции, что предохраняет их от разрушения в случае нагрева статора до высоких температур в процессе эксплуатации,

3. передняя опора конструктивно выполнена таким образом, что за счет применения в ней проставочных колец становится возможной установка одиночных подшипников, предварительно их дуплексировав,

4. как правило, эти шпиндели не сложны в разборке и последующей сборке, при наличии специализированного инструмента.

 

К недостаткам шпинделей Colombo можно отнести:  

 

1. задний корпус представляет из себя самое слабое место конструкции шпинделей Colombo: он выполнен таким образом, что задний подшипник перегружен, постоянно работает на пределе возможностей в номинальных режимах эксплуатации,

2. вал шпинделя выполнен из мягкой стали, не подвержен термической обработке, вследствие чего становится легкой возможность срыва резьбы; кроме того он изначально не лучшим образом сбалансирован, что приводит к довольно большим вибрациям и снижает ресурс и срок службы подшипниковых узлов,

3. сама резьба вала - зачастую редкая, что ограничивает использование не родных, широко распространенных гаек,

4. статор электродвигателя конструктивно выполнен таким образом, что в рабочих режимах довольно сильно греется сам по себе, вне зависимости от изменения нагрузки,

5. штатный вентилятор охлаждения шпинделей Colombo явно недостаточен для эффективного охлаждения, что часто приводит к перегреву, со всеми возможными последствиями.

 

ELTE

 

 

Шпиндели ELTE имеют следующие плюсы конструкции:

 

1. добротная массивная конструкция шпинделей ELTE достаточно хорошо продумана, более ремонтопригодна по отношению к  конструкции шпинделей Colombo,

2. в передней опоре используются керамические подшипники (открытого типа), что обеспечивает должное качество их работы и еще большую надежность переднего подшипникового узла, который принимает на себя основную часть эксплуатационных нагрузок,

3. вырабатывают гарантийный срок без каких-либо проблем,

4. хорошая конструкция заднего подшипникового узла: установлен нормальный дуплекс, отвечающий всем скоростным требованиям,

5. тихая работа относительно других моторов,

6. меньше подвержены нагреву, чем Colombo,

7. хорошо выполнены обмотки статора (из провода с лаком в двойной изоляции), хотя складывается впечатление, что они намотаны вручную.

 

Из минусов шпинделей ELTE стоит отметить:

 

1. вал шпинделя выполнен из стали не очень высокого качества (мягкий), вследствие чего легко сорвать резьбу на валу; помимо прочего вал не подвергается термической обработке производителем (отсутствуют какие-либо намеки даже на поверхностную закалку),

2. задняя гайка (крепления вентилятора) - практически одноразовая, зачастую проще ее  отпилить и поставить новую, чем открутить,

3. встречались случаи заводского брака у целой партии шпинделей: производитель забыл набить подшипники смазкой,

4. в серии TMPE отсутствует термо-датчик (термо-предохранитель) аварийного отключения шпинделя.

 

HSD

Что касается шпинделей производителя HSD, то тут стоит отметить такие явные плюсы конструкции, как:

 

1. высокотехнологичная конструкция с точки зрения производства (что, впрочем, является одновременно  минусом в плане ремонтопригодности, т.к. конструкция предусмотрена явно одноразовая),

2. хорошо охлаждаются, не подвержены перегревам при правильной эксплуатации,

3. очень качественная обмотка статора проводом с лаком в двойной изоляции,

4. простая и в меру надежная конструкция подшипниковых опор,

5. качественный закаленный (подвергшийся термической обработке) вал, вследствие чего крайне редко встречаются случаи сорванной резьбы на валу,

6. стабильно вырабатывают свой гарантийный срок.

 

К минусам шпинделей HSD относятся:

 

1. одноразовая конструкция (что является следствием высокотехнологичности конструкции с точки зрения ее производства),

2. самые громкие из всех в плане шумности,

3. задний подшипник немного слабоват (азиатские аналоги лучше),

4. высокотехнологичная гайка спереди - практически невозможно открутить ее без специального инструмента.

 

Perske

 

Относительно шпинделей Perske можно сказать, что в общем и целом конструктивно они представляют из себя обычный асинхронный мотор, который производитель усовершенствовал путем установки в передней опоре радиально-упорного подшипника так, чтобы он смог выполнять функции, возлагаемые на фрезерный электрошпиндель для ЧПУ.

 

 

К плюсам конструкции шпинделей Perske можно отнести:

 

1. простоту конструкции в разборке и сборке - шпиндели Perske полностью выполнены на стопорных кольцах,

2. довольно качественный вал, хотя не замечено следов его термической обработки,

3. охлаждаются достаточно эффективно и как правило не подвержены перегреву (при соблюдении правил эксплуатации),

4. обмотки выполнены с запасом, проводом с лаком в двойной изоляции.

 

К недостаткам шпинделей Perske относятся:

 

1. шпиндели Perske относительно шумны в работе, особенно на оборотах, близких к максимальным,

2. подшипниковые узлы по нагрузке слабые, передний подшипник - одинарный радиально-упорный на пружине, задний - вообще обычный радиальный.

 

 

Teknomotor

 

 

Шпиндели Teknomotor достаточно просты в плане своей конструкции и имеют следующие отличительные особенности, которые можно считать их преимуществами:

 

1. шпиндели Teknomotor легко разбираются и так же легко собираются (при наличии специального инструмента),

2. относительно тихо работают,

3. обмотки выполнены с лаком в двойной изоляции, намотаны качественно и имеют установочный зазор достаточный для того, чтобы выход из строя и варварская эксплуатация “гремящего” шпинделя не приводила к повреждению проводов, что немаловажно при часто встречающейся “варварской” эксплуатации таких шпинделей.

 

Среди недостатков шпинделей Teknomotor целесообразно выделить:

 

1. подшипники шпинделя Teknomotor - одиночные и в передней и в задней опоре, что не обеспечивает должным образом биение на валу и надежность при эксплуатации,

2. вал шпинделя Teknomotor - из мягкой стали, термически не обработан, помимо прочего часто встречается нестандартная резьба на валу.

Шпиндели различных азиатских производителей

 

В последнее время хорошим спросом пользовались шпиндели различных азиатских производителей: GDK, GDZ, GDL, HNZ, ET и других. Они получили довольно широкое распространение и заслужили репутацию хорошего соотношения цена-качество. В подавляющем большинстве, азиатские шпиндели в той или иной степени являются копиями соответствующих европейских производителей, чаще всего - HSD, с определенными доработками.

 

 

Так, практически все азиатские шпиндели воздушного охлаждения являются аналогами шпинделей HSD, с той разницей, что в азиатских шпинделях задние подшипниковые узлы переработаны в сторону улучшения конструкции, особенно на серии 1090. Поэтому преимущества и недостатки у азиатских шпинделей воздушного охлаждения (прямоугольного сечения) практически такие же, как и у их прототипов а именно

 

Преимущества:

 

1. высокотехнологичная конструкция с точки зрения производства (что, впрочем, является одновременно  минусом в плане ремонтопригодности, т.к. конструкция предусмотрена явно одноразовая),

2. хорошо охлаждаются, не подвержены перегревам при правильной эксплуатации,

3. очень качественная обмотка статора проводом с лаком в двойной изоляции,

4. простая, надежная конструкция подшипниковых опор,

5. качественный закаленный (подвергшийся термической обработке) вал, вследствие чего крайне редко встречаются случаи сорванной резьбы на валу,

6. узел задней опоры переработан в сторону улучшения по отношению к прототипу HSD, более надежен,

7. стабильно вырабатывают свой гарантийный срок.

 

Недостатки:

 

1. одноразовая конструкция (что является следствием высокотехнологичности конструкции с точки зрения ее производства),

2. самые громкие из всех в плане шумности,

3. высокотехнологичная гайка спереди - практически невозможно открутить ее без специального инструмента.

 

Что касается азиатских шпинделей с жидкостным охлаждением, то вне зависимости от конкретного завода-производителя, также как и в шпинделях с воздушным охлаждением, наблюдаются  общие тенденции.

 

 

Преимущества шпинделей азиатских производителей с жидкостным охлаждением (корпуса с круглым сечением):

 

1. хорошее соотношение цена-качество,

2. валы - закаленные, термически обработаны, что обеспечивает надежность эксплуатации и должное отсутствие биения,

3. относительно просты в плане разборки,

4. правильно подобраны подшипниковые опоры с точки зрения нагрузок,

5. хорошо держат вибрационные нагрузки,

6. качественные обмотки, выполненные лаком в двойной изоляции на автоматических станках.

 

К недостаткам таких шпинделей можно отнести:

 

1. большое число вариантов исполнения одной и той же модели у одного и того же производителя (одна и та же модель шпинделя может конструктивно быть отличной от других, от серии к серии),

2. задняя крышка корпуса шпинделя имеет плохую стойкость к коррозии,

3. на некоторых моделях используются  редко встречающиеся подшипники.

 

ET

 

Среди азиатских производителей ET представляет широкую линейку фрезерных шпинделей, отличающуюся от собратьев более строгим отношением к обкатке, техническому контролю и выбраковке выпускаемой продукции. Помимо фрезерных, компания ЕТ предлагает также довольно обширную линейку внутришлифовальных шпинделей, шпинделей с автоматической сменой инструмента, а также специализированных шпинделей (для обработки камня, например).

 

 

Из конструктивных особенностей шпинделей ET отметим следующие плюсы:

 

1. качественная обмотка статора, выполненная с лаком в двойной изоляции, на автоматических станках,

2. конструктивное исполнение шпинделей ET предполагает возможность многократного числа разборок и последующих сборок, при наличии специализированного инструмента,

3. валы шпинделей ET - закаленные, термически обработаны и тщательно отбалансированы, что обеспечивает надежность эксплуатации и должное отсутствие биения,

4. правильно подобранные подшипниковые опоры с точки зрения нагрузок,

5. шпиндели ET хорошо держат вибрационные нагрузки,

6. обладают большей мощностью по сравнению с европейскими аналогами,

7. шпиндели ET имеют значительно улучшенные по сравнению с европейскими производителями показатели жесткости системы “СПИД” (станок - приспособление - инструмент - деталь) станка, что положительно сказывается как на чистоте обработки, так и на шумности работы станка,

8. статистика использования шпинделей ET говорит о том, что они стабильно вырабатывают свой гарантийный срок эксплуатации, который составляет 3 года.

 

К недостаткам конструкции шпинделей ET можно отнести:

 

1. задняя крышка корпуса шпинделя имеет плохую стойкость к коррозии,

2. на некоторых моделях используются  редко встречающиеся подшипники,

3. в случае выхода подшипников из строя (что сопровождается появлением соответствующих шумов и призвуков) довольно быстро повреждаются посадочные места под подшипники. В связи с этим не стоит затягивать ремонт таких шпинделей, если пришел срок. Чем дольше тянуть - тем дороже обойдется восстановление,

4. при использовании дистиллированной воды для охлаждения шпинделей детали корпуса довольно быстро ржавеют, поэтому рекомендуется использовать для этих целей тосол.

 

В заключение хочется отметить, что конечный потребитель, как правило, не всегда может самостоятельно подобрать шпиндель в соответствии с теми задачами, которые ему предстоит выполнять. Хотя бы потому, что существует великое множество производителей и огромное число моделей, удовлетворяющих заданным критериям, и имеющегося свободного времени  просто не хватит на то, чтобы досконально изучить особенности конструкции того или иного шпинделя и сделать выводы, сформировать предпочтения.

Целесообразно поручить подбор оборудования профессионалам, которые имеют узкую специализацию именно в этом вопросе, обладают колоссальным опытом ремонта шпинделей и со своей уникальной позиции могут быстро и грамотно, и что самое важное - с уверенностью подобрать необходимое именно Вам оборудование.

Наши специалисты всегда рады помочь Вам сделать правильный выбор.