Spindel

See artikkel vajab toimetamist. (Juuni 2021) Palun aita artiklit toimetada. (Kuidas ja millal see märkus eemaldada?)

Spindel on masina või tööpingi kõige levinum osa, mis koosneb peamiselt silindrikujulisest võllist. Spindel on üks olulisemaid mehaanilisi elemente töötlemiskeskustes, aga ka treipinkides, freespinkides, puurmasinates ja kõigis teistes laastu eemaldamiseks mõeldud tööpinkides.^[1]

Tööpinkides on spindel masina pöörlev telg, mis annab töödeldavale detailile või lõikeriistale pöördliikumise. Spindli komponendid on kiire ja tõhusa lõiketöötluse protsessi jaoks üliolulised, tagades samal ajal, et toodetud elemendid oleksid võimalikult täpsed. Spindlid töötavad elektriga, kuid neid saab kasutada ka suruõhu abil. Spindel on suure jõudlusega element, mis töötab suure pöördemomendiga madalal kiirusel, näiteks freesimistoiminguteks. Spindel töötab samuti ka väikse pöördemomendi ja suure kiirusega, kui puuritakse väikese läbimõõduga tööriistadega. Tavaliselt on spindel valmistatud ülitugevast terasest, et seda saaks paigaldada ülitäpselt tõukelaagritele ja radiaalidele.^[2]

Spindlite kiirus valitakse mehaanilise võlli või pöördemomendi ja kiiruse vahelise võimsuse suhtest. Kui masin töötab pidevalt, on spindli kiirus vahemikus 437 ~ 3500 pööret/min. Selles piirkonnas muutub spindli maksimaalne väljundpinge väiksemaks, kui võlli suurus suureneb.

Kui spindli võimsus ja kiirus suurenevad, suureneb rakendatud pinge ja sellest tulenev jõud, kasutades ära laagrite olemasolevat radiaalset koormusvõimet. Suuremate laagrite asendamine või täiendavate laagrikomplektide lisamine pole teostatav, kuna need meetodid vähendavad ainult spindli võimeid suurte pöörlemiskiiruste saavutamiseks. Seetõttu on ilmne, et rihmülekandega kiire spindel piirdub teatud rakendustega. Tavaliselt kasutatakse vööajamiga spindleid maksimaalse pöörlemiskiirusega 12 000 – 15 000 pööret/min. Selle saavutamiseks tuleb suurema kiiruse võimaldamiseks kasutada muid vahendeid, sealhulgas erinevat tüüpi laagreid, seadistusi või laagrite määrimist.

Seda tüüpi spindli võimsus võib ulatuda 22 kW-ni, kuid mõnikord on raske maksimaalset pöördemomenti maksimaalsel kiirusel pakkuda. See sõltub väga palju mootori omadustest.^[3]

Spindlitel on mitmeid kasutusvõimalusi mitmes valdkonnas, näiteks põllumajanduses, autotööstuses, valuvormide tootmisel ja isegi lennunduses. Töötlemisprotsessis mängivad spindlid olulist rolli kiires tootmisruumis.

Näiteks kõvade materjalide lõikamiseks kasutatakse metalli freespinke. Metallidele lisaks saavad need masinad lõigata ka plastmassi ja ka vastupidavaid komposiitmaterjale. Freesimisel kasutatakse pöördlõikureid materjali eemaldamiseks, kuni detail saavutab soovitud kuju. Spindleid sisaldavaid masinaid saab kasutada ka puidutöötlemisel, elektriliste komponentide loomisel ja arvutite osade valmistamisel.^[4]

Üldiselt kasutatakse kiireid masina spindleid rangelt spetsiaalselt metallitöötlemise valdkonnas kasutatavate tööpinkide, näiteks CNC-freespinkide jaoks. Kiireid spindleid on kahte tüüpi ja kumbki erineva disainiga: ^[1]

Rihmülekandega spindel

Koosneb spindlist ja spindli korpuses hoitavast laagrivõllist. Rihma käitatav spindel töötab välise mootoriga, mis on ühendatud rihmratta süsteemi kaudu.

• Väline mootor on vahetatav, et saavutada suuremat võimsust ja pöördemomenti.
• Eeliseks on tasuvus.
• Puuduseks on piiratud kiiruspiirangud.
• Suurimad kiirused 12 000 – 15 000 pööret/minutis.

Integreeritud mootori spindel

Antud konstruktsioonis on masina spindli põhikomponent mootor, mis on salvestatud sisemiselt.

• Eeliseks on suur tippkiirus, mis laiendab rakenduste kasutamist.
• Puuduseks on tundlik eluiga, mis oleneb vastavalt kasutusele.
• Kiirused alates 20 000 pööret/minutis.

Nii rihmülekandega spindlitel kui ka integreeritud mootori spindlitel on nende konstruktsiooni järgi eeliseid ja puudusi. Kumb on soovitavam, sõltub masina ja toodetava toote eesmärgist.

• Freesimine
• Treimine
• CNC-tehnoloogia

• Ülevaade CNC töötlemisprotsessidest
• Freespingi tüübid ja operatsioonid
• Kuidas valida spindlit?