우리나라 고성능 공작기계 베어링의 기술적 의미 현황 분석

공작기계 스핀들은 공작기계의 핵심 부품으로, 그 기능은 공구(연삭 휠)나 공작물을 회전시켜 고속 정밀 가공을 구현하는 것입니다. 공작 기계 가공 정확도 및 처리 효율성에 대한 현대 산업 요구 사항이 지속적으로 개선됨에 따라 공작 기계는 스핀들 성능에 대한 요구 사항이 점점 더 높아지고 있습니다. 기존의 고속 스핀들 개념은 공작 기계 스핀들의 기술적 의미를 완전히 설명하기가 어려웠습니다.

고성능 공작기계 스핀들이란 가공 정확도와 가공 효율을 만족한다는 전제하에 속도, 정밀도, 강성, 출력 및 토크 매칭 특성이 뛰어나고 신뢰성이 높으며 비용 성능이 높은 공작 기계 스핀들을 말합니다.

공작 기계의 주축은 롤링 베어링(앵귤러 콘택트 볼 베어링, 롤러 베어링), 액체 슬라이딩 베어링(동압 베어링, 정압 베어링, 동압 및 정압 베어링), 가스 베어링 및 자기 서스펜션 베어링으로 ​​나눌 수 있습니다. 사용되는 베어링의 종류. 모터와의 연결에 따라 기계식 스핀들과 전기 스핀들로 나눌 수 있습니다.

전동 스핀들은 공작기계 스핀들의 기능과 모터 기능을 통합한 새로운 유형의 스핀들 부품입니다. 벨트 전동이나 기어 전동이 필요하지 않습니다. 고속, 고정밀, 넓은 속도 조정 범위, 낮은 진동 및 소음을 ​​갖추고 있습니다. , 빠른 시작과 정확한 정지의 장점이 있습니다. 기존 기계식 스핀들을 전기 스핀들로 교체하는 것은 공작 기계 산업 발전의 주요 추세입니다.

전기 스핀들은 모터 유형에 따라 비동기 전기 스핀들과 영구 자석 동기 전기 스핀들로 나눌 수 있습니다.

공작기계 산업의 객관적 요구 관점에서 볼 때 앵귤러 콘택트 볼 베어링 전기 스핀들, 액체(동적) 정압 베어링 전기 스핀들 및 가스 베어링 전기 스핀들은 시장 개발의 초점일 뿐만 아니라 학술 연구의 초점이기도 합니다. . 앵귤러 콘택트 볼 베어링은 고속 구름 베어링에 가장 적합합니다. 낮은 마찰 저항, 낮은 전력 소비, 저렴한 비용, 쉬운 직렬화 및 표준화 등의 장점을 가지고 있습니다. 그들은 높은 한계 속도, 높은 정밀도 및 높은 강성을 가지고 있습니다. 머시닝센터, CNC밀링머신, 선반, 내경연삭기, 고속조각 및 밀링머신 등에 널리 사용됩니다. 가장 큰 기술적 어려움은 정확성, 수명, 신뢰성을 향상시키는 데 있습니다. 액체(동적) 및 정압 스핀들은 액체 오일막으로 지지되며 이는 상당한 오류 균등화 효과와 감쇠 및 진동 감소 효과가 있습니다. 회전 정확도는 롤링 베어링 스핀들의 정확도보다 훨씬 높습니다. 강성이 높고 마모가 적으며 수명이 길다. 공작기계는 널리 사용되고 있으며, 주요 기술적인 어려움은 고속에서 스핀들의 온도 상승 및 열 변형을 제어하는 ​​데 있습니다. 가스 베어링 전기 스핀들은 가스 필름으로 지지되며 회전 정확도와 제한 속도는 액체(동적) 정적 압전 스핀들 및 롤링 베어링 전기 스핀들보다 높습니다. 열 안정성이 좋고 초정밀 공작 기계 및 인쇄 회로 기판(PCD) 드릴링 머신에 적합하지 않습니다. 필수 핵심 부품이며 단점은 운반 능력이 낮고 공정 요구 사항이 높다는 것입니다.

자기 서스펜션 베어링은 또한 중요한 유형의 스핀들 지지 방법으로, 제한 속도가 높고 작동 중 마모가 없습니다. 기술적 어려움은 높은 가공 정밀도를 보장하면서 고속을 달성하기 위해 동적 강성과 감쇠 성능을 어떻게 향상시키는가에 있습니다. 자기부상스핀들의 핵심 연구내용은 기계시스템 특성 및 전자기적 특성의 제어이다.