Сравнение воздушного и водяного охлаждения шпинделя станков с ЧПУ

Воздушное и водяное охлаждение — две наиболее распространенные системы, которые используются для охлаждения шпинделя на металлообатывающих станках с ЧПУ. Но какой из этих методов более эффективен? Давайте проанализируем.

Прямое сравнение

Ниже приведен список некоторых ключевых факторов, отличающих шпиндели с воздушным и водяным охлаждением. Конкретный выбор зависит от того, какие задачи выполняются на производстве, а также его финансовых возможностей.

Охлаждение. В шпинделе с воздушным кулером используется вентилятор, выбрасывающий воздух, который действует как агент для отвода тепловой энергии. Точно так же в шпинделе с водяным кулером используется циркуляция воды.
Установлено, что шпиндели с водяным кулером эффективнее в регулировании температуры, поскольку их температура обычно не превышает 40 градусов при интенсивной циркуляции жидкости.

Максимальная скорость вращения. Шпиндель с воздушным охлаждением может развивать скорость вращения до 18 000 об/мин. Напротив, шпиндель с водяным кулером действует со скоростью 24 000 об/мин. В результате шпиндели с водяным охлаждением смогут эффективнее использоваться в высокоскоростной обработке.

Генерация шума. Из-за работы вентиляторов шпиндели с воздушным кулером могут создавать сильный шум. Напротив, шпиндели с водяным охлаждением обеспечивают бесшумную работу.

Удобство. Поскольку шпиндели с воздушным кулером не оснащены ёмкостями для воды или насосным оборудованием, они более удобны в использовании, настройке и ремонте, чем оснащённые водяным охлаждением.

Производительность металлообработки. Воздушный кулер обеспечивает больший крутящий момент, что способствует мощной силе резания. Эта особенность делает шпиндель с воздушным охлаждением более производительным.

Долговечность. Срок службы шпинделя с водяным кулером больше, при условии, что уделяется должное внимание его обслуживанию. Регулярные операции по техническому обслуживанию, такие как замена жидкости, использование промышленного охладителя воды и т. д., позволяют продлить время службы станка с ЧПУ.

Точность. Шпиндели с водяным охлаждением обеспечивают большую точность, осевое и радиальное биение менее 0,003 мм. К сожалению, шпиндель с воздушным кулером не позволяет достичь такого высокого уровня точности.

Рабочая среда. Способ водяного охлаждения сталкивается с двумя главными препятствиями в отношении рабочей среды. Во-первых, он требует непрерывной подачи воды, насоса и т.п. оборудования. Из-за этого он занимает больше места и может быть более дорог в эксплуатации.
Шпиндели с воздушным кулером имеют меньшие ограничения и могут использоваться в большинстве мест независимо от внешних факторов.

Величина рабочего времени. Водяное охлаждение более подходит, чем воздушное, для проектов по резке и гравировке, которые будут выполняться в течение длительного времени. Это связано с тем, что шпиндели с водяным охлаждением работают на очень высоких скоростях, поддерживая максимальную температуру 40 градусов после каждого цикла прокачки жидкости.

Цена. Шпиндели с воздушным охлаждением, которые обеспечивают производительность, сравнимую с производительностью шпинделей с водяным охлаждением, часто дороже. Простота эксплуатации и тот факт, что шпиндель с воздушным охлаждением может работать в любых условиях, — это еще несколько факторов, повышающих стоимость оборудования.

Вот несколько советов по обслуживанию шпинделя с воздушным охлаждением:

• Убедитесь, что воздух, поступающий в электрический шпиндель с воздушным охлаждением, чистый и сухой.
• Операторы должны смазывать главный вал, когда шпиндель не используется.

Эксплуатация водяного охлаждения

Несколько советов по обслуживанию шпинделя с водяным охлаждением:

• Обязательно часто меняйте охлаждающую воду.
• Часто очищайте резервуар для воды, трубы, впускное/выпускное отверстие и другие элементы, через которые проходит жидкость, чтобы предотвратить засоры.
• Загерметизируйте шпиндель, используя масло в качестве смазки, если он долго не будет использоваться.
• Оцените качество воды на объекте и при необходимости установите системы фильтрации или снижения жёсткости воды.
• В идеале шпиндели с водяным кулером должны эксплуатироваться при температуре окружающей среды. Однако не запускайте его, когда температура опускается ниже нуля градусов.
• По завершении работы слейте всю жидкость из системы.
Из-за многих плюсов шпинделя с водным кулером, перечисленных выше, было бы разумно задействовать его для сложного оборудования, например на 4-осевых фрезерных станках, многоголовочных фрезерных станках или другом оборудовании, имеющем несколько осей вращения. Но, необходимо также учитывать такие факторы, как температура в цехе и наличие свободного пространства. Если такие соображения изменят оценку, вы можете увеличить свой бюджет, чтобы использовать шпиндель с воздушным охлаждением.