エアクーリングスピンドルモーター：作業原則が発表されました

現代の製造および機械加工プロセスの領域では、スピンドルモーターが極めて重要な役割を果たします。それらは工作機械の中心であり、正確に切削工具を高速で駆動する責任があります。利用可能なさまざまな種類のスピンドルモーターの中で、エアクーリングされたスピンドルモーターは、独自の特性と作業原則のために大きな人気を博しています。この記事の目的は、空気冷却スピンドルモーターの作業原則と、その構造、利点、アプリケーション、およびメンテナンスの側面を包括的に探求することを目的としています。

空気冷却スピンドルモーターの基本構造

ステーター

ステーターは、空気冷却の紡錘体モーターの基本的な成分の1つです。それは、その周りに銅巻線が巻かれた積層鉄のコアで構成されています。固定子の主な機能は、交互の電流（AC）が巻線に適用されたときに回転磁場を生成することです。この磁場は、モーターの動作の原動力として機能します。積層鉄のコアは、渦電流損失を最小限に抑えるように設計されており、それ以外の場合は過熱して効率の低下につながる可能性があります。銅巻線は、電流を運び、必要な磁束を生成するように慎重に設計されています。

ローター

ローターは、スピンドルモーターの回転部分です。通常、鉄などの強磁性材料で作られており、シャフトに取り付けられています。ローターは、ステーターによって生成された磁場と相互作用するように設計されています。ほとんどの空気冷却スピンドルモーターでは、ローターには永久磁石があり、リス - ケージローターとして設計されています。リス - ケージローターの場合、それは短い導電性バーで構成されています - 両端で回転します。ステーターからの回転磁場がローター導体を通過すると、誘導電流がローターに生成され、磁場が生成されます。ステーターの磁場とローターの磁場との相互作用により、ローターが回転します。

ベアリングベアリングは、シャフトをサポートし、滑らかな回転を可能にするため、空冷スピンドルモーターの重要な成分です。高精度のベアリングは、動作中の低摩擦と最小限の振動を確保するために使用されます。これらのベアリングは、スピンドルモーターの動作に関連する高速とradial骨および軸方向の荷重に耐えるように設計されています。スピンドルモーターには、ボールベアリングやローラーベアリングなど、さまざまな種類のベアリングがあります。ボールベアリングは、比較的低い摩擦で高い回転速度を処理する能力により、高速アプリケーションに一般的に使用されます。一方、ローラーベアリングは、より高い負荷 - キャリカル容量を必要とするアプリケーションにより適しています。

冷却システム

冷却システムは、空冷スピンドルモーターの際立った特徴です。名前が示すように、これらのモーターは冷却媒体として空気を使用します。冷却システムは通常、モーターハウジング上のフィンまたはチャネルで構成されています。これらのフィンはモーターの表面積を増加させ、周囲の空気への熱散逸を改善します。場合によっては、外部ファンを使用して強制します - モーターハウジングの上での空気を強化し、冷却効果を高めます。冷却システムは、連続動作中にモーターが過熱するのを防ぐために不可欠です。過熱すると、運動能力の低下、寿命の減少、さらには運動不全になります。

空気冷却スピンドルモーターの作業原理

電磁誘導

リス - ケージローターでは、誘導されたEMFは、電流が短い回路導体を通る流れを引き起こします。この電流 - 固定子の磁場の存在下での導体を運ぶことは、ローレンツの部隊法に従って力を経験します。ローター導体に加えられた力は、ローターを回転させます。ローターの回転方向は、ステーターとローターの磁場の相互作用によって決定され、AC供給の位相配列を固定子巻線に変更することで逆転させることができます。

速度制御

空気冷却されたスピンドルモーターの速度は、いくつかの方法で制御できます。 1つの一般的な方法は、可変周波数ドライブ（VFD）を使用することです。 VFDは、モーターに供給されるAC電力の周波数を調整します。 同期速度式によると nは1分あたりの回転（rpm）の同期速度である_s 、FはHertzの電源の周波数であり、Pはモーターの極ペアの数です。周波数を変更することにより、モーターの同期速度を調整できます。

速度制御のもう1つの方法は、ポールを使用することです - モーターを変更することです。これらのモーターは、異なる構成で接続することができる複数のステーター巻線で設計されており、極ペアの数を変更することにより極ペアPの数を変更することができます。モーターの同期速度を変更できます。ただし、ポール - 変更モーターは個別の速度設定のみを提供しますが、VFDは広範囲にわたって連続速度制御を提供します。

トルク生成

モーターの構造に依存するK。数学的に 

空気冷却スピンドルモーターは、一般に、液体と比較して効果的なコストが高くなります。ポンプ、熱交換器、クーラントリザーバーを含む複雑な液体冷却システムがないと、モーターの初期コストが削減されます。さらに、クーラントリーク、クーラントの交換、または液体冷却システムの維持に対処する必要がないため、空冷モーターに関連するメンテナンスコストは低くなります。

空気冷却スピンドルモーターの設計は比較的簡単です。主にモーターハウジング上のフィンまたはチャネルで構成される冷却システムは、場合によっては外部ファンであり、簡単で理解しやすいです。このデザインのシンプルさは、モーターの信頼性を高めるだけでなく、製造と修理も容易にします。

空気冷却スピンドルモーターは、液体 - 冷却モーターと比較してサイズがよりコンパクトになることがよくあります。大きな液体冷却システムがないため、より多くのスペース - 効率的な設計が可能になります。このコンパクトサイズは、小規模な機械加工センターや携帯用工作機械など、スペースが制限されているアプリケーションで有益です。

クーラント液の使用を必要としないため、空冷は環境に優しい冷却方法です。クーラント液は、適切に廃棄されない場合、環境に有害になる可能性があります。エア冷却されたスピンドルモーターは、そのような液体の必要性を排除し、機械加工操作のためのより持続可能な選択肢になります。

CNC（コンピューター数値制御）機械加工センターでは、空冷スピンドルモーターが広く使用されています。これらのモーターは、金属、プラスチック、複合材料を含むさまざまな材料の精密機械加工に必要な高速回転を提供します。スピンドルモーターの速度とトルクを制御する能力により、複雑な形状と高品質の仕上げを作成することができます。

空冷スピンドルモーターは、木工機械でも一般的に使用されています。それらは、のこぎり、ルーター、およびその他の切削工具を駆動するために使用されます。スピンドルモーターの高速操作により、木材の効率的な切断と形成が可能になり、滑らかな表面と正確な切断が生じます。

印刷回路基板（PCB）の製造では、掘削と粉砕操作に空冷スピンドルモーターが使用されています。速度とトルクの正確な制御は、PCBに小さな穴と複雑なパターンを作成するために不可欠です。コンパクトなサイズとコスト - 空冷スピンドルモーターの有効性により、PCB製造機器での使用に適しています。

歯科用ハンドピースや外科用ドリルなどの歯科用品および医療機器では、よく冷却されたスピンドルモーターがよく使用されます。これらのモーターは、振動レベルが低い高速で動作する必要があります。空冷システムは、継続的な動作中にモーターを涼しく保つのに役立ち、これらの敏感なアプリケーションで信頼できるパフォーマンスを確保します。

適切な動作を確保するには、空冷スピンドルモーターの定期的な洗浄が不可欠です。ほこりや破片は、モーターハウジング、フィン、その他のコンポーネントに蓄積し、冷却システムの効率を低下させる可能性があります。柔らかいブラシまたは圧縮空気でモーターを洗浄すると、これらの汚染物質を除去し、最適な熱放散を維持できます。

適切なベアリング潤滑は、スピンドルモーターの滑らかな動作に重要です。メーカーの推奨に従って、ベアリングは定期的に潤滑する必要があります。正しいタイプの潤滑剤を使用して適切な量を適用すると、摩擦を減らし、ベアリングの寿命を延ばし、ベアリングの故障を防ぐのに役立ちます。

過度の振動とノイズのためにモーターを監視することは、メンテナンスの重要な部分です。異常な振動や騒音は、ベアリングの摩耗、不整合、電気の問題などの問題を示すことができます。そのような問題が検出された場合、さらなる損傷を防ぐために、モーターを迅速に検査および修復する必要があります。

エアクーリングスピンドルモーターは、最新の機械加工と製造プロセスの不可欠な部分です。電磁誘導に基づいた彼らの作業原理は、速度とトルクを正確に制御することで高速回転を提供できるようにします。コスト - 有効性、設計のシンプルさ、コンパクトサイズ、環境への親しみやすさなどの空冷スピンドルモーターの利点により、CNC加工センターから歯科用具まで、幅広い用途に適しています。定期的な洗浄、潤滑、振動、騒音モニタリング、冷却システムの検査など、これらのモーターの適切な維持は、信頼性の高い長期運用を確保するために不可欠です。テクノロジーが進歩し続けるにつれて、空冷スピンドルモーターはパフォーマンスと効率がさらに改善され、製造業の成長と革新に貢献する可能性があります。