Análisis sobre el status quo de la connotación técnica de los rodamientos de máquinas herramienta de alto rendimiento en mi país

El husillo de la máquina herramienta es el componente central de la máquina herramienta y su función es impulsar la herramienta (muela abrasiva) o la pieza de trabajo para que gire para lograr un mecanizado de precisión de alta velocidad. Con la mejora continua de los requisitos de la industria moderna en cuanto a precisión y eficiencia del procesamiento de las máquinas herramienta, las máquinas herramienta tienen requisitos cada vez más altos para el rendimiento del husillo. Ha sido difícil describir completamente el concepto tradicional de husillo de alta velocidad y la connotación técnica de los husillos de máquinas herramienta.

El husillo de máquina herramienta de alto rendimiento se refiere a un husillo de máquina herramienta con buena velocidad, precisión, rigidez, características de coincidencia de potencia y par, alta confiabilidad y alto costo de rendimiento bajo la premisa de satisfacer la precisión y la eficiencia del procesamiento.

El eje principal de la máquina herramienta se puede dividir en rodamientos (rodamiento de bolas de contacto angular, rodamiento de rodillos), cojinete deslizante líquido (cojinete de presión dinámica, cojinete de presión estática, cojinete de presión dinámico y estático), cojinete de gas y cojinete de suspensión magnética según el tipo de rodamiento utilizado. Según la conexión con el motor, se puede dividir en husillo mecánico y husillo eléctrico.

El husillo eléctrico es un nuevo tipo de componente de husillo que integra la función del husillo de la máquina herramienta con la función del motor. Elimina la necesidad de transmisión por correa o transmisión por engranajes. Tiene alta velocidad, alta precisión, amplio rango de ajuste de velocidad y baja vibración y ruido. Tiene las ventajas de un inicio rápido y una parada exacta. La sustitución de los husillos mecánicos tradicionales por husillos eléctricos es una tendencia importante en el desarrollo de la industria de las máquinas herramienta.

El husillo eléctrico se puede dividir en husillo eléctrico asíncrono y husillo eléctrico síncrono de imán permanente según el tipo de motor.

Desde la perspectiva de las necesidades objetivas de la industria de máquinas herramienta, los husillos eléctricos con rodamientos de bolas de contacto angular, los husillos eléctricos con rodamientos de presión estática líquida (dinámica) y los husillos eléctricos con rodamientos de gas no solo son el foco del desarrollo del mercado, sino también el foco de la investigación académica. . Los rodamientos de bolas de contacto angular son los más adecuados para rodamientos de alta velocidad. Tienen las ventajas de baja resistencia a la fricción, bajo consumo de energía, bajo costo y fácil serialización y estandarización. Tienen alta velocidad límite, alta precisión y alta rigidez. Se utilizan en centros de mecanizado, fresadoras CNC, tornos, rectificadoras internas y máquinas de grabado y fresado de alta velocidad. La principal dificultad técnica radica en mejorar la precisión, la vida útil y la fiabilidad. El husillo de presión líquida (dinámica) y estática está soportado por una película de aceite líquido, que tiene un importante efecto de ecualización de errores y reducción de amortiguación y vibración. La precisión de rotación es mucho mayor que la del husillo con rodamiento. Su rigidez es alta, el desgaste es pequeño y la vida es larga. La máquina herramienta ha sido ampliamente utilizada y su principal dificultad técnica reside en controlar el aumento de temperatura y la deformación térmica del husillo a alta velocidad. El husillo eléctrico con rodamiento de gas está soportado por una película de gas, y la precisión de rotación y la velocidad límite son mayores que las del husillo piezoeléctrico estático líquido (dinámico) y el husillo eléctrico con rodamiento. Su estabilidad térmica es buena y no es adecuado para máquinas herramienta de ultraprecisión y perforadoras de placas de circuito impreso (PCD). Componentes centrales indispensables, sus deficiencias son la baja capacidad de carga y los altos requisitos de proceso.

Los cojinetes de suspensión magnéticos también son un tipo importante de método de soporte del husillo, con una velocidad límite alta y sin desgaste durante la operación. La dificultad técnica radica en cómo mejorar la rigidez dinámica y el rendimiento de amortiguación para lograr alta velocidad y al mismo tiempo garantizar una alta precisión de mecanizado. El contenido principal de la investigación del husillo de levitación magnética es el control de las características del sistema mecánico y las características electromagnéticas.