Конструкция и ремонт китайского шпинделя GDZ 120TD с автоматической сменой инструмента.

Характеристики шпинделя GDZ 120TD:

• Мощность - 5.5 кВт;
• Обороты до 18000 об/мин;
• Число полюсов - 4;
• Крутящий момент - 2.9 Нм;
• Напряжение - 380 В;
• Максимальный ток -12 А;
• Стандарт патрона - BT30.

Проблемы, возникающие с рассматриваемым шпинделем вполне типичны.

Наиболее часто встречающиеся причины поломок подобных шпинделей, и шпинделей в целом:

1. Выход из строя подшипников, в силу их износа, а также неправильных условий эксплуатации оборудования (неправильные режимы резания, недостаточная квалифицированность оператора);

2. Разного рода повреждения конической поверхности патрона шпинделя ввиду неаккуратной установки инструмента.

3. Выход из строя механизма автоматической смены, как правило, вследствие жесткого контакта с узлами станка и приспособлениями, либо изначальный дефект и последующее развитие усталостных трещин.

Полное название данного китайского шпинделя GDZ 120TD 18z BT30 5.5kW. Шпиндель с автоматической сменой инструмента, патрон под японский стандарт инструмента BT30, с жидкостным охлаждением.

Рассмотрим конструкцию шпинделя в разобранном состоянии.

На фотографии мы видим обычный состав комплектующих деталей, это: корпус статора асинхронного 4-х полюсного двигателя; разделительное кольцо; вал с запрессованным на него ротором; задний корпус подшипника; передний корпус подшипника; подшипники; шток с пружиной пассивного удержания; передняя гайка и защитная крышка; пневматический цилиндр; шариковый захват.

Полностью стальной корпус статора асинхронного двигателя. Корпус состоит из двух частей, что свойственно для китайских шпинделей, сам корпус и запрессованная в него гильза (рубашка), а между ними циркулирует охлаждающая жидкость.

Здесь мы видим вал, на котором ротор и передние дуплексные подшипники H7008C-2RZHQ1 DB P4 с дистанционным кольцом. Наличие дистанционного кольца доставляет некие трудности при сборке данного подшипникового узла. Передняя дуплексная пара стоит по схеме "О"(спина к спине). Подобную компоновку часто используют в шпинделя, как правило, спереди для фиксации от вала от осевых перемещений, таким образом подшипник способен воспринимать все виды нагрузок (радиальные и осевые) в обоих направлениях. Дистанционное кольцо осуществляет необходимый преднатяг.

Передний корпус.

Из особенностей, корпус представленной модели шпинделя имеет каналы охлаждения с резиновыми уплотнителями, как это видно из фото.

Охлаждающая жидкость в передний корпус попадает через небольшого размера канальца в рубашке, циркулируя под давлением и достаточно эффективно охлаждая шпиндель на протяжении всей работы.

Задний корпус, который сделан на пружинах, т.е. преднатяг заднего подшипника (подшипник у этой модели шпинделя сзади один) создаётся за счёт небольших пружинок, как видно на фото, а сверху держит гайка. Такое техническое решение можно назвать особенностью данного шпинделя.

Так выглядит передняя гайка и защитная крышка для подачи воздуха.

В результате их совмещения между ними образуется щель, через которую подаётся сжатый воздух для предотвращения попадания туда пыли.

В сборе показан захватный механизм шпинделя. Принцип его работы следующей, при смене инструмента, цилиндр давит своим штоком на шток механизма, пружина сжимается и захват немного выдвигается вниз. При этом металлические шарики оказываются напротив проточки большего диаметра, что позволяет штревелю свободно войти в захват. При возврате штока в исходное положение захват перемещается в верхнее положение, где шарики оказываются в проточке меньшего диаметра и фиксируют штревель инструментальной оправки под действием силы пружины.

Весь механизм позиционируется внутри вала.

Пневматический цилиндр, в котором установлены два индукционных датчика положения штока цилиндра и датчика наличия оправки в патроне. Цилиндр имеет сквозные отверстия для подачи воздуха и жидкости. Также через центральное отверстие происходит продувка механизма автосмены и конической полости для удаления посторонних частиц.

На задней части пневмоцилиндра расположены штуцера для подачи жидкости и управления самим цилидром.

В рассматриваемом шпинделе, в отличии от итальянских аналогов, нет скользящей крышки, поэтому подшипники испытывают достаточно сильные нагрузки, возникающие во время работы пневмоцилиндра.