Ремонт шпинделей

Шпиндель портальных фрезерных станков по металлу с ЧПУ – ось вращения станка, в основе которого лежит вал. В основном на практике шпинделем у станков называется не только сам вал, но и всё вращающееся устройство, включая и сам вал, и подшипники, концевое зажимное устройство (патрон, например), система охлаждения, приводной узел (более официальное название этого комплекса – «шпиндельный узел»). Такие шпиндели в обиходе называются «шпиндели с внешним приводом».

Есть и другая категория – «шпиндели со встроенным мотором» («шпиндели-моторы»), они не получают вращательный момент от привода, а двигатель является сам составляющей частью такого шпинделя. Второй вариант шпинделей нужен для обеспечения более высокой скорости вращения. В этой статье мы рассмотрим ремонт обоих вариантов шпинделей, с учётом особенностей каждого.

Шпиндель - один из самых главных элементов станков с ЧПУ, именно от него зависит, какого качества будут производимые на обрабатывающем центре детали. Нужен такой шпиндель, чтобы крепко фиксировать инструмент или деталь и передавать вращательный момент на этот инструмент или деталь.

Шпиндели могут сломаться в тех случаях, когда:

• сам шпиндель низкого качества
• не соблюдают технические условия
• преобразователи настроены неправильно
• превышают допустимые нагрузки
• эксплуатация осуществляется неправильно

И пр.

Этап подготовительный. Разбор, тщательный осмотр и диагностика шпинделя фрезерного станка с ЧПУ по металлу. Также осуществляется оценка, возможен ли ремонт шпинделя и его стоимость, насколько экономически выгодно именно отремонтировать шпиндель, а не полностью его заменить на новый. Также бывают случаи, когда ремонт сделать нельзя, т.к. шпиндель сильно изношен. Если ремонт возможен и при этом он выгоднее, то переходят к следующему этапу.

Первый этап. Восстановление первоначальной формы шпинделя. В процессе эксплуатации нарушается геометрия шпинделей, поэтому важно её восстановить, особенно для исполнительных поверхностей. Восстановить изношенные поверхности можно одним из основных способов: механической обработкой, установкой компенсаторов износа, гальваническим покрытием и другими. Выбор способа восстановления зависит от степени износа шпинделя.

Второй Этап. Очистка системы охлаждения шпинделя с последующим её тестированием под давлением. Жидкость для охлаждения шпинделя должна быть всегда чистой. Необходимо удалить всю грязную жидкость, затем промыть резервуар и все систему трубопроводов (подача, слив), наполнить резервуар чистой охлаждающей жидкостью.

Третий этап. Замена подшипников. Бывает, что производитель экономит на комплектующих, в том числе и на подшипниках, поэтому при их замене возможно установление более качественных высокоскоростных подшипников. Также нужно использовать специальную синтетическую высокооборотистую смазку. Эта смазка должна быть такая, чтобы одновременно и смазывать все трущиеся части подшипников - и при этом не вытекать из них. После замены подшипников и смазки необходимо несколько раз обкатать шпиндель для адаптации подшипников на нём.  

Четвертый этап. Тестирование отремонтированного шпинделя до максимальных оборотов (балансировка) на стенде. Необходим постепенно разогнать вращение шпинделя, постепенно прибавляя обороты, контролируя при этом температуру и вибрации. Производится наблюдение за вибрацией, это помогает понять качество сборки шпинделей и отсутствие дефектов у его элементов.

Пятый этап. Установка восстановленного шпинделя на нужный обрабатывающий центр с ЧПУ по металлу и запуск в работу.

• В случае шпинделя-мотора потребуется дополнительно к базовому ремонту шпинделя, описанному выше для шпинделя с внешним приводом, ещё и перемотка и замена статора;
• восстановление электроники мотора, куда входит замена/регулировка различных датчиков, как правило, индукционных (чаще для шпинделей с автоматической сменой инструмента), а также встроенных преобразователей частоты;

ВАЖНО! После снятия изношенного шпинделя для ремонтных работ желательно установить так называемый «подменный шпиндель», чтобы избежать длительного простоя в работе фрезерного обрабатывающего центра по металлу с ЧПУ.