Послуги з балансування ' Шпинделі та тримачі інструментів

Балансування шпинделя та різцетримача з ЧПК - на робочій швидкості, у верстаті

Високошвидкісні обробні шпинделі є прецизійними інструментами - навіть міліграм дисбалансу при 24 000 об/хв створює руйнівну відцентрову силу. Ми балансуємо шпинделі з ЧПК та різцетримачі HSK/BT/CAT в зборі на робочій швидкості, в машині, Завдяки цьому покращується якість поверхні, збільшується термін служби інструменту, а підшипники шпинделя служать значно довше.

Придбайте Balanset-1A Запитайте нашого інженера

Балансування шпинделя з ЧПК та різцетримача HSK за допомогою Balanset-1A на робочій швидкості

Коротше кажучи: Балансування шпинделя та різцетримача з ЧПК виконується на місці на фактичній швидкості обробки - без зняття шпинделя, без простою верстата за межами сеансу балансування. Датчик вібрації на корпусі шпинделя і лазерний тахометр на обертовому вузлі передають дані в Balanset-1A, який застосовує метод коефіцієнта впливу для розрахунку точної корекції маси і кутового положення. Весь вузол - державка, цанга та ріжучий інструмент разом - збалансовані як єдине ціле, досягаючи класу G1.0 або вище за ISO 21940-11, зменшуючи залишкову вібрацію на 70 % або більше та збільшуючи термін служби підшипників шпинделя до десяти разів.

Ознаки розбалансування шпинделя або тримача інструмента

Дисбаланс високошвидкісного шпинделя проявляється через оброблювану заготовку та сам шпиндельний вузол. Знайте, на що звернути увагу:

Погана якість поверхні Відбиті сліди та хвилястість на обробленій поверхні, які повторюються при обертанні шпинделя, вказують на залишковий дисбаланс, що змушує інструмент відхилятися від наміченої траєкторії.

Скорочення терміну служби інструменту Незбалансовані ріжучі інструменти зношуються нерівномірно і передчасно викришуються, оскільки ріжуча кромка рухається не по круговій траєкторії - один сектор пластини несе непропорційне навантаження при кожному оберті.

Шум підшипників шпинделя Посилення гулу або шорсткості, що відчувається в корпусі шпинделя, сигналізує про те, що доріжки кочення радіально-упорних підшипників сприймають надмірне динамічне радіальне навантаження.

Пік вібрації при частоті обертання шпинделя 1 × Спектр БПФ з домінуючим піком на робочій частоті, а не на частоті проходження зубів або брязкоту, безпосередньо вказує на дисбаланс маси в обертовому вузлі.

Аномальний тепловий ріст Надмірне нагрівання переднього підшипника спричиняє тепловий дрейф шпинделя, що зміщує допуски на деталі впродовж тривалого виробничого циклу.

Вібрація після кожної зміни тримача інструменту Кожна нова комбінація державка + інструмент має унікальну характеристику дисбалансу; без повторного балансування після заміни динамічне навантаження припадає на підшипники шпинделя.

Чому шпинделі та різцетримачі втрачають рівновагу - і скільки це коштує

Шпиндельний вузол - це сукупність компонентів, що допускаються, - вал шпинделя, тяговий пристрій, конус державки, цанга та ріжучий інструмент, - кожен з яких має власну невелику асиметрію маси. Сукупний дисбаланс має вирішальне значення, оскільки відцентрова сила зростає зі збільшенням квадрат від швидкості обертання. При 10 000 об/хв дисбаланс всього в 1 г-мм створює приблизно 1 Н обертальної радіальної сили; при 30 000 об/хв той самий 1 г-мм створює 9 Н. Ці сили безперервно навантажують передні радіально-упорні підшипники в одному секторі, стискаючи доріжки кульок при кожному оберті. Протягом виробничої зміни втомні пошкодження є серйозними: підшипники шпинделя, які повинні служити роками, виходять з ладу за кілька місяців, а точний попередній натяг, встановлений під час складання, зникає.

Витрати на якість поверхні складаються так само швидко. Вібрація на частоті обертання шпинделя призводить до хвилястості поверхні, що вимагає додаткових чистових проходів, збільшує відсоток браку та обмежує досяжні допуски. Для аерокосмічної, медичної та оптичної промисловості балансування шпинделів не є додатковим технічним обслуговуванням - це обов'язковий етап налаштування технологічного процесу. Балансування всієї збірки за допомогою Balanset-1A перед виробничим циклом займає менше години, а інвестиції окупаються протягом одного дня за рахунок економії інструменту.

×10термін служби підшипників шпинделя при зменшенні вібрації вдвічі

-70%типове зниження вібрації після одного сеансу

2площин корекції за один візит

<1hтипова робота на місці на одну збірку

Чому зменшення вібрації вдвічі збільшує термін служби підшипників

ISO 281 визначає номінальний термін служби підшипників кочення як Л₁₀ = (C/P)^p, де P - динамічне навантаження, що сприймається підшипником, і показник степеня p = 3 для кулькових підшипників і 10/3 для роликових підшипників. Залишковий дисбаланс є що обертове радіальне навантаження P, а амплітуда вібрації безпосередньо залежить від нього - тому зменшення вібрації вдвічі зменшує P вдвічі і збільшує термін служби підшипника в 2 рази^p: про 8× для кулькових підшипників і ~10× для роликових підшипників (2^10/3 ≈ 10). Проведіть власні розрахунки в нашому калькулятор терміну служби підшипників.

Як ми балансуємо шпиндель з ЧПК - крок за кроком

Балансування шпинделя з ЧПК за допомогою Balanset-1A виконується методом коефіцієнта впливу на фактичній швидкості обробки, всередині верстата, без демонтажу:

Встановіть датчики. Вібраційний акселерометр закріплений на корпусі шпинделя в зоні переднього підшипника, а лазерний тахометр націлений на відбиваючу фазову смугу на державці інструменту або головці шпинделя. Верстат залишається в зібраному вигляді і в нормальному робочому стані протягом усього часу.
Виміряйте базову лінію. Один прогін на заданій швидкості обробки фіксує амплітуду вібрації і фазовий кут, встановлюючи поточний стан дисбалансу як за величиною, так і за напрямком для всього вузла, що обертається.
Додайте пробну вагу. Невеликий калібрований вантаж прикріплюється до балансувального кільця на державці або до спеціального балансувального фланця на носі шпинделя. Другий прогін з тією ж швидкістю дозволяє кількісно оцінити реакцію шпинделя - коефіцієнт впливу - на відоме збурення в цьому кутовому положенні.
Дозвольте пристрою порахувати. Balanset-1A вирішує рівняння коефіцієнтів впливу і виводить корекційну масу і її точне кутове положення. Для довгих вузлів або коли доступні як площина державки, так і площина шпинделя, балансування в двох площинах усуває дисбаланс пари, а також статичний дисбаланс.
Встановити поправку. Регулювальні гвинти на балансувальному кільці, прецизійне шліфування фланця державки або спеціально виготовлені вантажі в затискачах вносять розраховану поправку під вказаним кутом. Пробний вантаж знімається, якщо він не є частиною остаточної корекції.
Перевірте та задокументуйте. Заключне вимірювання на робочій швидкості підтверджує, що залишковий дисбаланс знаходиться в межах допуску G2.5 або G1.0 для маси і швидкості шпинделя. Balanset-1A зберігає звіт з позначкою часу із значеннями до і після для ваших записів про якість.

Що ми балансуємо

Тримачі HSK в зборі (HSK-A25 - HSK-A100) з інструментом
Конічні державки BT і CAT / ISO (BT30, BT40, BT50, CAT40, CAT50)
Цанговий патрон і цангові вузли ER
Оправки для торцевого фрезерування та адаптери для фрезерування оболонок
Розточувальні головки та прецизійні розточувальні оправки
Шпиндельні вали обробних центрів з ЧПК
Шпинделі шліфувальних кругів у зборі
Високочастотний фрезерний і гравірувальний шпинделі
Токарні верстати в реальному часі
Шпинделі з прямим приводом (до 60 000 об/хв)

Допуски та стандарти

ISO 21940-11 (раніше ISO 1940-1) визначає класи якості балансування від G0,4 до G4000 для жорстких роторів. Для обробних шпинделів і державки застосовуються такі класи G2.5 (загальна обробка до ~10 000 об/хв) та G1.0 (прецизійні та високошвидкісні шпинделі понад 10 000 об/хв). Допустимий залишковий дисбаланс U_за = е_за × m (г-мм), де e_за питомий дисбаланс, отриманий на основі класу G і швидкості обертання, а m - маса ротора в кг.

ISO 14694 містить додаткові рекомендації для промислових вентиляторів і високошвидкісного обертового обладнання, а також іноді цитується для моторних шпинделів з частотою обертання понад 6300 об/хв. Обидва стандарти вимагають, щоб повна збірка - державка, цанга і встановлений ріжучий інструмент - повинні бути збалансовані як єдине ціле, оскільки кожен елемент вносить свій власний незалежний внесок в асиметрію маси. Ми вимірюємо і документуємо залишковий дисбаланс в г-мм і надаємо звіт про балансування відповідно до вимог вашого застосування. Скористайтеся нашим калькулятор залишкового небалансу знайти допустимий допуск перед початком роботи.

Balanset-1A - ваш повний комплект для балансування поля

Все, що представлено на цій сторінці, зроблено за допомогою одного портативного інструменту: це Балансет-1а. Це двоканальний динамічний балансувальник і аналізатор вібрації, який балансує шпинделі з ЧПК та різцетримачі в зборі у власних підшипниках, на робочій швидкості, за допомогою методу 3-х прогонів з коефіцієнтом впливу - програма розраховує точну масу і кут корекції та зберігає звіт.

Повний комплект балансування Balanset-1A з датчиками, лазерним тахометром, шкалою та кейсом

Що входить до повного комплекту

€1,975 - Повний комплект, на складі, рахунок-фактура з ПДВ

Одиниця вимірювання інтерфейсу (USB, 2 канали)
Два вібраційних акселерометра (кабель 4 м, 10 м опціонально)
Лазерний тахометр / оптичний датчик фази (50-500 мм)
Магнітна підставка для датчика
Цифрові ваги для пробних та коригувальних зважувань
Програмне забезпечення для балансування та аналізу Windows
Пластиковий футляр для транспортування

Переглянути Balanset-1A Запитайте нашого інженера

Рекомендовано

Повний комплект

Блок - 2 датчики - лазерний тахометр - магнітна підставка - цифрова шкала - програмне забезпечення - кейс для транспортування. Все необхідне для початку балансування з коробки.

OEM-виробник

Штатний комплект

Блок - 2 датчики - лазерний тахометр - програмне забезпечення. Для інтеграторів, які вже мають стенд, ваги та кейс, або вбудовують блок в балансувальний верстат.

Основні технічні характеристики
Параметр	Значення
Вимірювальні канали	2 (одно- та двоплощинне балансування)
Діапазон швидкості вібрації	0,05-100 мм/с
Діапазон частот	5-300 Гц
Точність вимірювання	±5% від повної шкали
Метод	Коефіцієнт впливу на 3 прогони (1 або 2 площини)
Аналіз	Амплітуда та фаза при 1×, спектр та форма сигналу БПФ, збережені звіти
Ноутбук	Не входить до комплекту (ПК з Windows, надається за запитом)

✓ В наявності✓ DHL Португалія €35✓ DHL по всьому світу €110✓ 2-річна гарантія✓ Рахунок-фактура з ПДВ✓ Інженерна підтримка

Балансування на місці або балансування на верстаті - що підходить для вашого шпинделя?

Порівняння: балансування на верстаті з ЧПК та спеціальний стенд для балансування поза верстатом
Фактор	Балансування поля (Balanset-1A)	Спеціальний балансувальний стенд (майстерня)
Шпиндель знято з верстата?	Ні - працює на місці	Так - потрібен повний демонтаж
Відображає реальні умови експлуатації?	Так - фактичні підшипники, тепловий попередній натяг, фіксація дишла	Ні - окрема емуляція шпинделя
Простої машин	Тільки встановлення датчика (<15 хв)	Від годин до днів (витягнути, відправити, збалансувати, перевстановити)
Швидкість балансування	Фактична швидкість обробки	Окрема, часто нижча, швидкість тестування
Рахунки за повну збірку (тримач + цанга + інструмент)?	Так - вся збірка збалансована як єдине ціле	Залежить від підставки; часто тільки тримач
Стандарти дотримані	ISO 21940-11 G1.0, ISO 14694	ISO 21940-11 G1.0
Вартість обладнання	1 975 євро (повний комплект)	€5,000 - €30,000+
Типовий час роботи на одну збірку	<1 година на місці	Від кількох годин до 1-2 днів загалом

Балансування на місці є кращим підходом для виробничих шпинделів, які можуть працювати, оскільки воно фіксує справжній стан роботи в зібраному вигляді, включаючи теплове попереднє навантаження і сили затиску тягового дишла, що не може бути відтворено на окремому стенді. Спеціальний стенд залишається корисним для нових державки перед першим використанням або для дуже високошвидкісних шпинделів, геометрія яких не дозволяє безпосередньо прикріпити датчик.

Реальні випадки балансування шпинделя

Шпиндель обробного центру з ЧПК і державка HSK збалансовані на місці при робочій швидкості, що досягає G1.0

Шпиндель з ЧПК та державка HSK

Балансування шпинделя обробного центру та державки HSK в зборі на робочій швидкості, досягнення залишкового дисбалансу G1.0 та усунення проблем з чистовою обробкою поверхні.

Повний комплект тримача - тримач, цанга та ріжучий інструмент - встановлений на шпинделі для балансування на верстаті

Повна збірка збалансована як єдине ціле

Весь вузол - тримач, цанга та інструмент - збалансовані разом на верстаті. Кожен компонент вносить свій внесок в асиметрію маси; балансування на рівні збірки вимагається стандартом ISO 21940-11.

Вібраційний акселерометр, встановлений на корпусі шпинделя з ЧПК в зоні переднього підшипника для балансування в польових умовах

Датчик в передній частині підшипника

Вібраційний акселерометр закріплений безпосередньо на корпусі шпинделя біля переднього підшипника і вимірює на повній швидкості обробки - розбирання шпинделя не потрібне.

Безкоштовні калькулятори шпинделів та різцетримачів

Калькулятор дисбалансу шпинделя Залишковий дисбаланс (ISO 1940) Калькулятор пробного вантажу Відцентрова сила від дисбалансу

Вивчіть теорію

Баланс оцінок якості Залишковий дисбаланс Балансування поля Динамічне балансування Двоплощинне балансування

FAQ щодо балансування шпинделя та державки

Чи потрібно знімати шпиндель з верстата для балансування?

Ні. Balanset-1A балансує шпиндельний вузол у власних підшипниках на фактичній швидкості обробки без будь-якого розбирання. Датчик вібрації закріплюється на корпусі шпинделя, а лазерний тахометр зчитує опорну фазу на вузлі, що обертається - ось і весь необхідний доступ. Це означає, що результат балансування відображає реальні умови роботи, включаючи теплове попереднє навантаження і сили затиску тягового дишла, які не можуть бути відтворені на окремому балансувальному стенді.

Чи слід балансувати тільки тримач інструменту або весь вузол?

Завжди балансуйте весь вузол - тримач, цангу та ріжучий інструмент разом. Кожен компонент має власну асиметрію маси; балансування лише державки не враховує асиметрію інструменту. З цієї причини ISO 21940-11 чітко вимагає балансування на рівні збірки. Коли ви змінюєте інструмент або переточуєте пластину, стан балансу змінюється, і збірка повинна бути повторно перевірена перед наступним виробничим циклом, що перевищує 10 000 об/хв.

Який клас балансування потрібен для обробних шпинделів?

G2.5 прийнятна для обробки загального призначення на помірних швидкостях (нижче ~10 000 об/хв). G1.0 рекомендується для шпинделів зі швидкістю понад 10 000 об/хв і для точних робіт, де допуски на шорсткість поверхні Ra або Rz є жорсткими. Допустимий залишковий дисбаланс в г-мм залежить від маси ротора і частоти обертання - використовуйте наш калькулятор дисбалансу шпинделя щоб знайти точний ліміт для вашої заявки та класу.

Як часто слід балансувати блоки різцетримачів?

Найкращою практикою для високошвидкісної обробки (понад 10 000 об/хв) є балансування різцетримача в зборі щоразу, коли встановлюється новий інструмент для виробничого циклу. Для спеціальних довготривалих установок повторне балансування виконується після будь-якого переточування, нанесення покриття або ремонту державки, що змінює розподіл маси. При частоті обертання нижче 10 000 об/хв у багатьох цехах балансування виконується тільки при появі симптомів вібрації, але проактивне балансування перед виконанням великих обсягів робіт завжди має сенс.

Чи може Balanset-1A працювати зі швидкістю обертання шпинделя понад 20 000 об/хв?

Так, Balanset-1A вимірює амплітуду і фазу вібрації на будь-якій швидкості обертання шпинделя. Лазерний тахометр безконтактно відстежує опорну фазу, надійно працюючи на високих обертах. Програмне забезпечення розраховує коригувальну масу, використовуючи метод коефіцієнта впливу, незалежно від швидкості. Звірте вашу конкретну швидкість із зазначеною частотою дискретизації датчика в документації до виробу і скористайтеся нашим калькулятором дисбалансу шпинделя, щоб підтвердити допустимий залишок сплаву G при вашій цільовій частоті обертання.

Чи достатньо однієї площини корекції, чи потрібно дві?

Для коротких, компактних тримачів з осьовою шириною, набагато меншою за діаметр, зазвичай достатньо однієї площини корекції на балансувальному кільці тримача. Для довших вузлів, таких як розточувальні оправки або державки з розширеним вильотом, або коли доступні як державка, так і шпиндель, балансування в двох площинах усуває дисбаланс пари, а також статичний дисбаланс, забезпечуючи більш повну корекцію. Balanset-1A працює як в одно-, так і в двоплощинному режимах за допомогою одного і того ж обладнання.

Збалансуйте шпиндельний вузол з ЧПК - на швидкості, на верстаті

Balanset-1A вимірює і усуває дисбаланс шпинделя на робочій швидкості без розбирання, досягаючи допусків ISO 21940-11 G1.0 і документуючи результат для ваших записів про якість. Без демонтажу верстата, без виробничих втрат - лише тихіший шпиндель, довший термін служби підшипників і краща якість поверхні.

Переглянути Balanset-1A Задати питання на форумі

Балансування шпинделя та тримача з ЧПК