Témata
Reklama

Vlastnosti vřeten CNC soustruhů - 2. část

V první části článku jsme se věnovali vřetenům soustružnických strojů Okuma řady Genos L. Nyní bychom ukázali přístup Okumy v případě strojů řad LB, LU a LT, tj. strojů s větší variabilitou koncepce i technického provedení.

Ondřej Svoboda

Jednatel a spolumajitel společnosti Misan. Vystudoval čtyřleté gymnázium. Z mimoškolních aktivit se věnoval prakticky denně sportu. Po ukončení doktorského studia na ČVUT a nástupu do zaměstnání si dálkovou formou doplnil vzdělání v elektrotechnice (výuční list) z důvodu získání oprávnění pracovat samostatně na zařízeních pod napětím (vyhláška 50). Jeho volba padla na Strojní fakultu ČVUT, specializaci „výrobní stroje a zařízení“. Po ukončení doktorského studia spojeného se zaměstnaneckým poměrem ve Výzkumném centru pro strojírenskou výrobní techniku a technologii RCMT na Fakultě strojní ČVUT v Praze pracoval po dobu jednoho roku ve výrobním závodě jednoho z japonských výrobců obráběcích strojů v Anglii. Poté přišel do rodinné firmy Misan, kterou jeho otec spoluzakládal. Věří, že směřování jeho firmy najde pozitivní odezvu v českém průmyslu, jehož budoucnost vidí právě v zaměření na složité a přesné výrobky vyráběné s nejvyšší produktivitou. 

Stroje série LB jsou soustružnická centra s jedním nebo dvěma vřeteny. Jako příklad vybíráme modely těžkých strojů LB35 III a LB45 III, které mají oběžný průměr nad ložem 700 mm a 900 mm a nad suportem 430 mm a 550 mm. Vřetena jsou uložena ve třech bodech podle obrázku obr. 2. Kombinována jsou opět dvouřadá válečková ložiska NN 30K s duplexními kosoúhlými kuličkovými ložisky. Vřeteník těchto modelů je chlazen kvůli snížení teplotních deformací. Ložiska jsou před pronikáním chladicí kapaliny chráněna labyrintovým těsněním. Výkonový diagram modelu LB35 III vidíme na následujícím obrázku. Stroj má celkem čtyři výkonnostní režimy. Dva se řadí pomocí ozubených kol a dva přepínáním cívek motoru. Maximální otáčky jsou 3 200 min-1, nejvyšší výkon po dobu 30 minut je 30 kW a dlouhodobě 22 kW. Tomu odpovídají krouticí momenty 1 308 Nm a 959 Nm. Model LB45 III má všechny čtyři výkonnostní režimy řazené ozubenými koly, maximální otáčky vřetena 2 800 min-1, nejvyšší výkony motoru 37/30 kW (30 min/kont.), odpovídající nejvyšší krouticí momenty 4 136 Nm/3 352 Nm.

Reklama
Reklama
Obr. 2. Schéma uložení vřeten strojů LB35 III a LB45 III
Obr. 1. CNC soustruh Okuma LB35IIIObr. 2. Schéma uložení vřeten strojů LB35 III a LB45 III

Tyto modely disponují osou C s přesností indexování ±0,01° a opakovatelností nastavení ±0,003° u LB35III(M). Model LB45III(M) má tyto parametry ±0,015°, resp. ±0,007°.

Obr. 3. Výkonový diagram pohonu vřetena strojů LB35 III

Vřetena soustruhů série LU jsou podobná vřetenům předchozí série LB. Obě řady strojů mají i podobné základní parametry. Liší se hlavně provedením nástrojové části, stroje LU mají dvě revolverové hlavy. Vřetena jsou uložena ve třech bodech jako u série LB.

Obr. 4. Pracovní prostor soustruhů série LT

Zajímavými stroji jsou soustruhy série LT. Jedná se o stroje se dvěma vřeteny, hlavním vřetenem a protivřetenem. Ve spojení se dvěma nebo i třemi nástrojovými hlavami nabízí tato konfigurace řadu neobvyklých technologických možností. Obě vřetena mají stejné parametry. Spolupráce vřeten umožňuje komplexní obrobení součástí.

Příklad koncepce vřetena je na obrázku 5. Jak je vidět, jedná se o elektrovřeteno s vestavěným VAC motorem. Výkon motoru se reguluje přepínáním cívek mezi 11,5 kW a 7,5 kW (opčně 22 kW a 15 kW nebo 30 kW a 22 kW). Maximální otáčky vřetena s velkým vrtáním 80 mm jsou 5 000 min-1. Standardní vrtání 42 mm nebo 62 mm má otáčky vyšší – 6 000 min-1. Uložení je standardní, ve dvou bodech, na předepnutých dvouřadých válečkových ložiskách NN30 K. Axiální síly zachycují duplexní kuličková ložiska s kosoúhlým stykem, tentokrát jen v předním uložení. Příslušná labyrintová těsnění a ostřikovací kroužky blokují přístup nečistot a procesní kapaliny do ložisek a motoru. Obě vřetena jsou polohovatelná (osa C).

Obr. 5. Schéma vřetena modelu LT2000 EX, provedení s velkým vrtáním

Díky použití thermo-friendly systému jsou modely série LT mimořádně přesné. K dispozici je výsledek zkoušky stability soustruženého průměru na stroji LT2000EX. Změny teploty vřetena i celého stroje bylo dosaženo obráběním při úběru materiálu cca 55 cm3.min-1, přičemž stroj startoval ze studeného stavu, tj. nebyl předem zahřát, jak je při přesné výrobě obvyklé. Okolní teplota byla během zkoušek stabilní. Výsledek první zkoušky bez aktivace termostabilizujícího systému je na grafu (obr. 7). Horní křivka udává závislost odchylky obráběného průměru materiálu v μm v závislosti na čase v hodinách. Dolní křivka ukazuje závislost teploty procesní kapaliny na čase. Při zkoušce se sleduje změna obráběného průměru obrobku po přerušení obrábění na jednu hodinu. V tomto případě to bylo 12 μm, což je mimo určené tolerance. Za stejných podmínek obrábění, avšak s aktivovaným termostabilizujícím systémem stroje, byl získán výsledek na následujícím grafu. Dosažená změna průměru obrobku po přerušení obrábění je již v úzké toleranci 3 μm. Současně je na průběhu křivky vidět velmi nízká odchylka průměru obrobku po dobu osmihodinové zkoušky.

Obr. 6. Soustruh LT2000EX
Obr. 7. Odchylka průměru obrobku s vypnutou termostabilizací

Další sérií je 2SP série, tzv. dvojčata, čelní soustruhy se dvěma paralelními vřeteny. Jejich konstrukci naznačuje schéma na obr. 10. Protože tyto stroje jsou určeny pro lehčí typ obrábění přírubových součástí do průměru 250 mm, není třeba ukládat vřeteno ve třech bodech. K zajištění radiální únosnosti jsou k uložení hřídele vřetena použita ložiska NN30 K pouze ve dvou bodech hřídele.

Obr. 8. Odchylka průměru obrobku se zapnutou termostabilizací

Axiálně je vřeteno uloženo v jednom páru kosoúhlých, kuličkových ložisek. Celé uložení je bezvůlové, předepnuté. Pohon vřetena zajišťuje řemenový převod od elektromotoru. Diagram výkonu a krouticího momentu v závislosti na otáčkách vřetena vidíme na obrázku 11. Nejvýhodnější otáčková zóna pro výkonné soustružení je v rozsahu otáček 1 140 až 4 500 min-1, kdy stroj dosahuje plného výkonu.

Obr. 9. Dvojitý čelní soustruh 2SP-2500H

Na závěr se zmíníme o vřetenech používaných na strojích série Multus. Stroje série Multus, jak již název napovídá, jsou multifunkční obráběcí centra, jejichž základem je soustružnické centrum vybavené polohovatelnou nástrojovou hlavou pracující buď jako frézovací vřeteno, nebo jako hlava pro soustružnický nástroj. Posuvové osy X, Y a Z společně s natáčecí osou B polohují frézovací vřeteno. Hlavní vřeteno je vybaveno osou C. Tato konfigurace předurčuje stroj k výrobě tvarově složitých součástí, jejichž základním tvarem je tvar rotační. Konfiguraci vřeten a spodní a horní nástrojové hlavy ukazuje obrázek 12. Stroj může mít i NC koník.
Hlavní soustružnické vřeteno je velmi výkonné s maximálním krouticím momentem 1 413 Nm u největšího modelu Multus U5000. Hlavní parametry vřeten pro tři vybrané modely ukazuje tabulka.

Obr. 10. Vřeteno čelního soustruhu 2SP-150H
Obr. 11. Výkonový a momentový diagram 2SP 150H

Závěr

Kdybychom měli závěrem shrnout poznatky jakéhosi „průzkumu“ konstrukce vřeten vodorovných CNC soustruhů vyráběných firmou Okuma, mohli bychom konstatovat, že zřejmě tam, kde je to po všech stránkách výhodné, neprosazuje firma elektrovřetena za každou cenu a využívá klasický pohon dvojice elektromotor–řemenový převod, případně převod ozubenými koly. Řemenovým převodem do pomala se snadno redukují relativně vysoké otáčky elektromotorů. Současně řemeny tlumí chvění pocházející právě od motoru. Při precizním vyvážení řemenic nehrozí ani přenos jejich chvění o otáčkové frekvenci na vřeteno. Přesně vyrobené a případně i broušené ozubení rovněž generuje minimální chvění, které by se mohlo projevit na kvalitě obráběného povrchu. K uložení všech vřeten používá Okuma klasické uspořádání ložisek. Není důvod toto osvědčené uspořádání ložisek soustružnických vřeten měnit. Spolu s technologií precizní výroby vřeten, o které jsme se krátce zmínili na začátku článku, je toto uložení zatím nepřekonané. Důkazem je vysoká přesnost a dlouhodobá spolehlivost vřeten. Všechny modely vodorovných soustruhů jsou konstruovány podle zásad thermo-friendly systému. Do tohoto systému jsou samozřejmě zahrnuta i vřetena jako významné zdroje tepelné energie. Celý systém uložení vřeten je vyroben a montován tak, aby byly dodrženy předepsané ložiskové tlaky, což přispívá ke snížení vývoje tepla při rotaci vřetena. Současně to zaručuje vysokou přesnost a dlouhou živostnost vřeten. Proto si společnost Okuma může dovolit záruku bezchybné práce vřeten po dobu 36 měsíců bez omezení počtu provozních hodin.

Obr. 12. Možnosti konfigurace modelů Multus U

Pro zvětšení klikněte na tabulku.

Misan, umístění na MSV: pavilon P, stánek 132

Ondřej Svoboda

o.svoboda@misan.cz

www.misan.cz

Reklama
Vydání #10
Kód článku: 181031
Datum: 25. 09. 2018
Rubrika: Trendy / MSV 2018
Firmy
Související články
Brusky na spirálové vrtáky v novém designu

Společnost Stroje JMK nově nabízí brusky na spirálové vrtáky od amerického výrobce Darex. Kompletní program strojů, který se vyznačuje svou kompaktností, flexibilností a cenovou dostupností, má nyní nový vzhled. Moderní matná černá dominuje jako barva krytu. Důležité nastavovací prvky jsou zachovány v barvě hliníku.

HIGH END soustružení na stisknutí tlačítka

CNC PILOT 640 je koncipován jako multiprocesní řízení s vysokou výpočetní kapacitou využitou pro velmi přesné vedení dráhy nástroje při vysokých rychlostech obrábění a s grafickou podporou na úrovni výkonných PC.

Presné ultrakompaktné obrábacie centrum

Nové Makino D200Z prináša vynikajúcu kvalitu povrchu a presnosť ultrakompaktného snadno automatizovateľného päťosého vertikálneho obrábacieho centra.

Související články
Japonská kvalita s automatizací

Japonská společnost Takisawa zareagovala na celosvětový trend nárůstu poptávky po víceúčelových strojích s dvojitou revolverovou hlavou a dvěma osami Y představením nového CNC víceúčelového soustruhu TM-4000Y2. Automatizovaný soustruh s podavačem tyčového materiálu a integrovaným vykladačem je vynikajícím řešením zejména pro obrábění tyčového materiálu.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Velmi rychlá dvojčata

SolidCAM a InventorCAM jsou jeden a tentýž CAM program integrovaný v různých CADech (SolidWorks a Autodesk Inventor), proto má smysl mluvit o obou najednou. Neliší se funkčně totiž opravdu vůbec, pouze je uživatel ovládá ve svém oblíbeném CADu.

Značení s Mopa lasery

V posledních letech se lasery stávají dominantním způsobem značení produktů. V oblasti značicích technologií kontinuálně dochází k inovacím a lasery tak nahrazují čím dál více konvenční technologie.

Presnosť v rádu mikrometrov

Keď ide o to pre obrábanie upnúť malé a ľahko deformovateľné diely, sú high-tech riešenia od firmy Röhm – vždy zaostrené na meniace sa nároky na procesy obrábania – presné tým, čo zákazník hľadá.

Do ergonomie se přináší flexibilita

Model S131 věnuje zvláštní pozornost ergonomii, manipulaci a flexibilitě. Má oběžný průměr 250 mm nad stolem a umožňuje maximální délku broušení 160 mm uvnitř a 125 mm vně obrobku. K dispozici je v konstrukční délce pro obrobky o maximální délce 300 mm.

Japonské brousicí stroje

Japonská společnost Okamoto působí na trhu již necelých sto let. Za dobu své existence vyprodukovala mnoho typů strojů, všechny však brousicí. Následující článek představuje historii tohoto tradičního japonského výrobce a průřez portfoliem brousících strojů.

Broušení ve velkém stylu

I při velkoformátových dílech je broušení první volbou pro jisté dosažení požadované kvality v závěrečném, vše určujícím pracovním kroku.

Zaměřeno na povrch

Vývoj výrobních technologií a metod ověřování jejich kvality si vynucuje plynulé zdokonalování způsobů kontroly jakosti výrobků. Společnost Taylor Hobson, přední výrobce metrologických prostředků, rozšířila řadu svých měřících přístrojů pro měření a hodnocení textury, tvaru a kontury povrchu.

Stroje a technologie: letět ještě výš

Okolo nás pole, před námi malá obecní silnice a nápis „Business Park Holzhausen“. Nic nenaznačuje, že v tomto malém městě poblíž letiště v Linci za okamžik objevíme obrovský technologický potenciál. Společnost Peak Technology byla založena v roce 2007 Dieterem Grebnerem. Zaměřuje se na dodávky komplexních ultralehkých kompozitů na bázi karbonových vláken pro Formuli 1 či letecký průmysl.

Rodinná firma oslaví devadesátku

Německý výrobce obráběcích center, transferových modulů a jednoúčelových strojů ELHA je díky své dlouhodobé historii schopen reagovat na téměř všechny výzvy trhu.

Dotaženo do maxima

S více než čtyřmi tisíci zaměstnanců a širokým rozsahem nástrojů provozního zařízení a zařízení pro osobní ochranu je firma Hoffmann Group bezesporu jedním z lídrů v průmyslu.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit