اسپیندل موتور یکی از اجزای اصلی دستگاههای سی ان سی می باشد که وظیفه آنها براده برداری می باشد . استفاده اسپیندل موتور در صنایع مختلف از جمله صنعت چوب و فلزات باعث ورود برندهای مختلف به داخل کشور شده است و از آن صرفا بعنوان یک قطعه مورد استفاده در CNC استفاده نمی شود.اسپیندل موتورهای در خانواده موتورها در سری AC موتورها محسوب می شود . تفاوتهایی که اسپیندل موتورها نسبت به موتورهای دیگر نیز دارد بیشتر در دوام عمر آنها در دور بالا و کیفیت قطعات مورد استفاده  شده مانند بلبرینگ  و هسته و پوسته موتور می باشد .فرکانس برق از جمله مهمترین عامل در سرعت دوران موتورهای های اسپیندل می باشد . اگر به اسپیندل موتورها برق سه فاز شهر وصل نمایید همانند یک موتور عادی شروع به دوران می کند و شروع به جریان کشیدن کرده و باعث سوختن موتور می شود .

نحوه ی کار اسپندل

جهت افزایش فرکانس موتور  به یک اینورتر نیاز داریم که اینورتر را براساس قدرت موترو بر حسب کیلووات انتخاب می کنند فرکانس ۵۰ هرتز همان عکس العمل برق شهر  را بر روی موتور ایجاد می کند . فرکانس را افزایش دهید . دور موتور افزایش پیدا می کند . اگر موتور توان دوران ۲۴۰۰۰ دور را داشته باشد با افزایش فرکانس به ۴۰۰ هرتز به دور ۲۴۰۰۰ دور خواهید رسید.اسپیندل موتورها دارای چند ویژگی هستند که در موتورهای معمولی این موارد مشاهده نمی شود. اولین مورد سنکرون بودن شفت روتور آنها می باشد . مثلا اگر اسپیندل موتور شما ۲۴۰۰۰ RPM باشد. در کارخانه سازنده شفت موتور توسط دستگاه سی ان سی تراشکاری شده و توسط دستگاه پرس روتور بر روی شفت موتور جا زده وروتور را با دور ۳۰۰۰۰ دور بر دقیقه توسط دستگاه بالانس ،بالانس نموده اند تا جلوی لرزش شفت درموتور در دورهای بالا گرفته شود. بلبرینگ های مورد استفاده در اسپیندل موتورها بالاخص بلبرینگهای ابتدای موتور می باشد  که بلبرینگهای مورد استفاده در اسپیندل موتور به دو صورت ساچمه معمولی و ساچمه سرامیک می باشد که همین بلبرینگ های مورد استفاده کدهای مختلفی دارد و طبق استانداردهای بلبرینگ برای هر موتور بلبرینگ با کد خاص استفاده می شود. بلبرینگهای دور بالا توان تحمل حرارتی بالایی دارند. ساچمه یلبرینگ ها سرامیکی می باشد و در دورهای بالا گریپاچ نمی کنند و باعث پایین آمدن حرارت موتور می شود اما مشکلی که دارند قیمت بسیار بالای آنها می باشد.

اطلاعات اسپیندل موتور

جهت افزایش دور اسپیندل موتور میتوانید آن را به یک اینورتر وصل کنید. البته باید دقت کنید که برای انتخاب اینورتر مناسب برای اسپیندل این پارامتر ها باید مورد توجه قرار بگیرند:

۱- قدرت ۲- سرعت ۳- سیستم خنک کندگی ۴- مدل ابزار گیر

۱-قدرت موجود در اسپیندل موتورها از ۰٫۲۵ کیلووات شروع شده و تا ۱۵ کیلووات هم می رسد و بستگی به کار مورد نیاز میتوان قدرت ان را نیز انتخاب کرد.

۲- سرعت اسپیندل موتور بستگی به شرایط کاری دارد شروع  دور اسپیندل موتورها از ۶۰۰۰ دور بر دقیقه تا ۶۰۰۰۰دور بر دقیقه هم می رسد.

خرابی اسپندل ها

اکثریت خرابی اسپیندل موتور ها بلبرینگ جلو  موتور می باشد . در حالت خاموش می توانید با چرخاندن شفت موتور با دست این حالت رو تسط نمایید . در هنگام چرخاندن شفت موتور  صدای زیاد بلبرینگ  و یا لقی بیش از حد جلوی موتور بیانگر این مطلب است . برای تعویض بلبرینگ موتور پیچ های جلوی موتور و درب عقب موتور را باز کرده و شفت موتور را بیرون آورده و توسط دستگاه پرس بلبرینگها را از دماغه جلوی موتور بیرون آورده و مدل آن را شناسایی کرده و تعویض کرده و مجدد نصب نمایید .در تعویض بلبرینگ کاسه جلو موتور دقت نمایید احتمال دارد که کنس خارجی بلبرینگ در آن قراردارد گشاد شده باشد و بلبرینگ داخل آن لق بزند . در این موقع کاسه جلو موتور را بوش می زنیم. در اسپیندل های موجود در بازار بیشتر خرابی برای بلبرینگهای جلو بوده و بلبرینگ عقب موتور که در بعضی از موتورها دوبل بوده و در بعضی تک بوده نسبت به بلبرینگها ی جلو خرابی کمتری داشته و قیمت بسیار مناسبی دارد .در هنگامی که شفت از روی موتور اسپیندل باز میشود شفت موتور از بالانس خارج شده و برای جا زدن دوباره بلبرینگ بر روی شفت موتور  برای دور کردن شفت باید از دستگاه بالانس استفاده شود.استفاده از گیرسهای دور بالا در داغ کردن موتور تاثیر بسیار بالایی دارد و اگر از گریس معمولی استفاده شود کاسه جلو موتور که بلبرینگ جلو موتور درونش قرار دارد به شدت داغ کرده تا حدی که دست انسان را می سوزاند و یکی از عواملی که شفت موتور را از بالانس خارج می کند استفاده از ابزار غیر استاندارد در باز کردن موتور می باشد که با ایجاد ضربه های غیر عادی شفت را از بالانس خارج می کند.

بلبرینگ اسپندل ها

بلبرینگهای موجود در بازار و مورد استفاده در اسپیندل ها از نوع ۶۰۰۰ و ۷۰۰۰ می باشد که تفاوت بالایی در قیمت دارند و در تعویض بلبرینگهای موتور در هنگامی که از بلبرینگ ۷۰۰۰ استفاده میشود باید دقت کرد زیرا این بلبرینگها بسیار حساس اند و با یک ضربه ای کوچک از حالت خود درامده و کارایشان را از دست می دهند .باز و بست کردن اسپیندل موتور در عین سادگی کار بسیار مشکل و حساسی می باشد که این کار توسط شرکت سی ان سی صنعت با تجهیزات پیشرفته و کادری مجرب صورت می گیرد و تمامی موتورهای تعمیری توسط شرکت گارانتی می شود.یکی دیگر از بحث های که در مورد اسپیندل موتور مطرح می باشد پروانه پشت موتور می باشد که تاثیر بسیاری در خنک کردن اسپیندل موتور دارد و در هنگام تعمیر موتور معمولا پروانه هم تعویض می شود و استفاده پروانه غیر استاندارد تاثیر بسیاری در خنک شدن و کارکرد موتور دارد.یکی از مشکلاتی که اکثر اسپیندل های تولیدی در کشور ترکیه دارند کانکتور برق آنها می باشد که سیم های برق توسط مهره بر روی تخت کلمپ موتور بسته مشود و در حین کار و ارتعاش دستگاه باعث شل شدن مهره تخته کلمپ می شود و اسپیندل موتور دو فاز می شود و سیم پیچ موتور آسیب مبیند و این مشکل در برند های اروپایی و یکی از برندهای که در کشور ترکیه به نام هرتز می باشد حل شده است.

خرید و تهیه اسپندل

شرکت سازه کیان خاورمیانه مفتخر است تا با شرکت های معتبر ایتالیایی و اروپایی به عنوان نماینده رسمی در ایران همکاری نموده و انواع اسپندل و الکترواسپندل از کمپانی های مطرح جهان نظیر شرکت پاما ، ایناتکنو ، ماندلی و… جهت تهیه انواع لوازم دستگاه و ماشین های سی ان سی با شرکت ها و کارگاه های داخلی ایران همکاری و از مرحله مشاوره تا نصب و تعمیر همراه عزیزان باشد.

تکنولوژي ماشين کاري سنگين قطعات فولادي – ماشين هاي فرز- بورينگ تمام اتوماتيک

شرکت پاما اس پي آ (َPama Spa) ايتاليا در سال 1926 در شهر روورتو Rovereto ايتاليا احداث گرديده است.  بيش از 80 سال تجربه در زمينه دانش فني و تکنولوژي ماشين کاري توسط ماشين هاي براده برداري فرز بورينگ و امکانات منحصر به فرد فني و تکنولوژيکي اين شرکت را بعنوان يکي از پيشروترين سازندگان ماشين هاي فرزبورينگ جهان مطرح مي نمايد. ماشين هاي نصب شده در صنايع بزرگ جهان بعنوان پشتوانه عملکرد پاما طي ساليان فعاليت متمادي در بخشهاي انرژي ، ماشين آلات راهسازي ،  صنايع کشاورزي ، صنايع سنگين و صنايع هوايي و همکاري با کمپاني هاي معظم نظيرآلستوم – جنرال الکتريک – زيمنس – فوست آلپاين و هيونداي شرکت پاما را در زمره ماشين سازان معتبر مطرح مي نمايد. قابل ذکر است که 75% از فروش ساليانه شرکت پاما به ساير کشور هاي جهان صادر مي گردد.

شرکت پاما همچنين همکاري مستمري با صنايع بزرگ ايران را از ساليان پيش شروع نموده و فرز بورينگ هاي اين شرکت در صنايع انرژي و صنايع سنگين ايران در حال بهره برداري است.

در مقاله حاضر همکاري شرکت پاما با کمپاني اتريش Kostwein  در بخش ماشينکاري سازه هاي فولادي ضد زنگ به پژوهشگران صنعت معرفي مي شود.

ماشينکاري شگفت انگيز سازه هاي فولادي ضد زنگ:

کمپاني اتريشي کوست وين (Kostwein) به دليل رويکرد پيوسته به استفاده از فرايندهاي نوين ماشينکاري در فرايند توليد سازه هاي فولادي همواره همکاري با سازندگان بزرگ و پيشرو اروپايي ماشين آلات يراده برداري را در راستا توسعه تکنولوژي خود مد نظر قرار داده است.

در همين چهار چوب اين شرکت در جهت افزايش توانايي توليد و رشد مداوم بخش ماشين کاري خود در به کارگيري تکنولوژي روز ماشين آلات ارئه شده به صنعت اروپا در زمينه ماشين کاري سازه هاي فولادي ضد زنگ در مجموعه کارخانجات خود اقدام به خريد يک دستگاه ماشين فرزبورينگ افقي مدل Speedram 1000 که از انواع فرزبورينگ هاي صفحه اي (Floor type) محصولات شرکت پاما اس پي آ مي باشد نمود. ماشين فوق بر اساس هماهنگي فني فيمابين  کوست وين و بخش مهندسي شرکت پاما براي کاربري مخصوص در ماشين کاري سازه هاي فولادي ضد زنگ طراحي گرديده است که با در نظر گرفتن ضرايب اطمينان و دقتهاي ماشين کاري مورد نظر بر اساس استاندارد مهندسي پاما اس پي آ طراحي و ساخته شده است.

شرکت کوست وين در سال 1921 بنيان گذاري شده است و بعلت فلسفه اصلي اين شرکت در به کارگيري به روزترين روشهاي توليد همواره رشد قابل ملاحظه اي در بخش توليد سازه هاي فولادي داشته است. اين ديدگاه همراه با مديريت سنتي- خانوادگي حاکم بر اين شرکت رمز موفقيت آن در بازار جهاني است که با در اختيار داشتن 750 کارمند در سراسر جهان و فروش ساليانه 114 ميليون يورو داراي 4 کارخانه در اتريش ، 1 کارخانه در کرواسي و يک کارخانه درهندوستان مي باشد.

از دلايل عمده موفقيت گروه شرکت هاي کوست وين تمرکز 40 ساله اين شرکت با همکاري مستمر و مداوم با پيشروان صنايع مکانيک جهان و خصوصا بکارگيري تکنولوژي به روز شده در بخش براده برداري مي باشد. فعاليت اصلي شرکت کوست وين توليد کامل ماشين آلات و مدول هاي مهندسي مکانيک در دسته هاي يک تا سيصد تايي در سال مي باشد.

اين شرکت براي توليد دسته هاي (batches) بيش از 60 واحد در سال از روش هماهنگ شده به موقع توليد (just in time) منطبق بر اصول توليد کلاس جهاني (WCM-World Class Manufacturing) با همکاري از بهترين سازندگان فرعي زير مجموعه خود استفاده مي نمايد.

همچنين در روند توليد افزايش استفاده از نو آوري در زمينه مراحل توليدي به روز شده همواره مد نظر بوده و به مشتريان عرضه مي گردد که اين موضوع به مشتريان کوست وين امکان تمرکز کامل در عرضه فعاليت اصلي شان را فراهم مي آورد.

در برهه اقتصادي 2005 که توسعه صنعتي در بازارهاي اروپايي به سرعت توسعه يافت اين انتظار پديد آمد که ماشين آلات موجود در کارخانجات کوست وين که شامل سه دستگاه ماشين فرز-بورينگ افقي بودند توانايي کامل و نيز امکان تکنولوژبکي مناسب را هماهنگ با رشد تقاضاي بازار نداشته باشند.

در همين چهارچوب مدير برنامه ريزي توليد در گزارش تهيه شده در اين زمينه اعلام مي نمايد که براي تکميل ظرفيت و توانايي اين بخش بعلت دوري نمودن از وابسته شدن به سازندگان متعدد ماشين آلات تمرکز بر سرمايه گذاري بر روي يک ماشين جديد فرز بورينگ از پاما اس پي آ مد نظر قرار گرفت . بر اساس گزارش فني تهيه شده ماشين فرز بورينگ جديد بايستي داراي سرعت ماشين کاري بيشتر از ماشين هاي موجود و همچنين زمان نصب و راه اندازي جهت به کارگيري هر چه سريعتر در پروسه توصعه صنعتي سال مورد بحث به نحوي باشد که حداقل زمان را شامل گردد. همچنين در گزارش فني تهيه شده ذکر شده است که بعلت ابعاد بزرگ سازه جوشکاري شده که بايستي ماشين کاري شود ماشين فرز بورينگ جديد بايستي مجهز به کله گي هاي (Spindle) متعدد باشد. اغلب تجهيزات کله گي در ماشين هاي موجود کوست وين اکثرا به سرعت به حد نهايي بارگذاري خود مي رسيدند.

بنابراين تمرکزاصلي بر پيشنهاد پاما اس پي آ در زمينه کله گي تحت زاويه (right angle head) پيشنهادي قرار گرفت ، شرکت پاما اس پي آ از همان ابتدا پيشنهاد استفاده از کله گي تحت زاويه خود را جهت پروسه ماشينکاري مورد بحث مطرح نمود. در همين چهار چوب مهندسين کوست وين به نتيجه رسيدند که کله گي تحت زاويه پاما امکان برطرف نمودن نياز هاي فوري ماشينکاري سازه فولادي جوشکاري را فراهم مي آورد.

از آنجائيکه شرکت پاما اس پي آ خود طراح و سازنده انواع کله گي هاي ماشين کاري مورد استفاده در ماشين هاي فرز بورينگ مي باشد لذا دانش فني و تکنولوژي و نحوه بکار گيري اين تجهيزات در بخش ماشين کاري هاي خاص و پيچيده کمک شايان توجهي به کوست وين در زمينه حل مسائل پيچيده ماشينکاري سازه هاي فولادي نمود. در واقع شرکت کوست وين با بهره گيري از دانش فني پاما اس پي آ در زمينه طراحي کله گي ها و انبار تغذيه کله گي هاي شرکت پاما عمده نياز هاي مربوط به مراحل ماشينکاري خاص سازه هاي مورد نظر خود را بر آورده نمود.

يکي ديگر از نياز هاي فني شرکت کوست وين در زمينه ماشينکاري مورد بحث امکان استفاده و تعويض و تغذيه انبار ابزار براي ابزارهاي بسيار بلند و بسيار نازک در مراحل مختلف ماشينکاري و خصوصادر مرحله استفاده از کله گي تحت زاويه قائم (right angle head) بود و به منظور دستيابي به اين هدف پاما با ارائه انبار اضا فه ابزار کاروسلي (carousel tool magazine) که امکان تعويض کله گي هاي استاندارد ISO40 وISO50 را بصورت اوتوماتيک فراهم مي آورد. امکان ماشينکاري مورد نظر را فراهم نمود.

تيم مهندسي کوست وين از روش ارائه شده رضايت کامل داشته و دستيابي به اين راه حل را مرهون مذاکرات فني و مهندسي فيمابين در طول يک سال اجراي پروژه بين مهندسين کوست وين و پاما اس پي آ مي دانند که منجر به سفارش و خريد ماشين پاما مدل   Speedram 1000 گرديد. اين ماشين فرز بورينگ از انواع فرزبورينگ هاي صفحه اي (floor type) که در محدوده محصولات توليدي شرکت پاما به مشتريان خود عرضه مي گردد مي باشد و ابعاد حرکتي آن در جهت محور طولي تا 6 متر و با ضريب افزايش يک متر و در جهت محور عمودي (Y) تا 8 مترو در جهت محور عرضي نزديک به 3 متربا در نظر گرفتن حرکت ابزار گير در داخل کشويي مي باشد. قطر محور اصلي اين ماشين در رنج 130 تا 260 ميلي متر با ابعاد کوشن محور 400*360 و يا 725*600 بوده و محدوده سرعت براده برداري حداکثر تا 4000 دور در دقيقه مي باشد. قدرت عملکرد محور اصلي تا 135 کيلو وات مي باشد.

همچنين اين ماشين بزرگترين فرزبورينگي است که شرکت کوست وين تا کنون در کارخانه خود بکار گرفته و در بخش ماشينکاري سرمايه گذاري نموده است.

ماشين فرز بورينگ Speedram 1000 پاما ماشينکاري قطعات سايز متوسط تا بزرگ را با دقت بالا براي شرکت کوست وين فراهم نموده است بعلاوه بر اينکه استفاده از مدرنترين روشهاي ماشينکاري نتيجه حاصل از عاليترين روشهاي دقيق توليد مي باشد. دقت مونتاژ و بکارگيري سيستم کنترل کارآمد در ماشين Speedram 1000 دستيابي به اهداف فوق را امکان پذير نموده است.

ماشين Speedram 1000نوع صفحه اي از بدنه تمام چدن و گايد هاي هيدرواستاتيک  (hydrostatic guidways)  در تمامي محورهاي حرکتي خطي و همچنين کشويي هاي هيدرواستاتيک ترموسيمتريک که در سيستم کله گي يکپارچه چدني تعبيه گردبده است با قطر محور اصلي بورينگ 160 ميلي متر و توان 47 کيلو وات در سرعت 3500 دور در دقيقه با قابليت اصلاح خطا هاي هندسي در اثر تغييرات خميدگي سازه فولاد و سيستم جبران خطاي ناشي از تغييرات طول ناشي از تغييرات گرما در محور اصلي مي باشد.

تمامي مطالب فوق قابليت انعطاف پذيري ، سرعت ماشينکاري و همچنين ميزان براده برداري را در حد تولرانس 2 ميکرون فراهم مي آورد به نحوي که دقت عملکرد توسط ماشين هاي اندازه گيري و تست هاي ابعادي براي تمام قطعات ماشينکاري شده قبل از تحويل به مشتري کنترل مي گردد.

ماشين فرزبورينگ Speedram 1000 نصب شده در کارخانه کوست وين مجهز به دو عدد ميز گردان rotor-traversing با ابعاد  2000x 2500  ميلي متر و قابليت بارگذاري قطعاتي تا وزن 25 تن مي باشد. همچنين بخشي از ميز صفحه اي (Floor Plate)  امکان ماشينکاري قطعات بلندتر از ميز گردان و همچنين ماشينکاري قطعات پشت سر هم را فراهم مي آورد که مجهز به سه عدد کله گي تحت زاويه عمودي (Right Angle Head) با بهره گيري از سيستم تغذيه کله گي اتوماتيک و ابزار تعويض کن نوع زنجيره اي  Chain-type در کنار ستون اصلي ماشين و ابزار تعويض کن اتوماتيک نوع کاروسل تجهيز شده در ميز صفحه اي بوده که قابليت بارگيري ابزارها ي سايز ISO40 و ISO50 را همزمان دارا مي باشد.

بنابر اظهارمهندسين شرکت کوست وين فاکتور حساس و مهم به عنوان پيمانکار مسئله تحويل به موقع (just in time) و قابليت اتکاء در بکارگيري گسترده از توانايي ماشينکاري سيستم مي باشد.

ماشين  در سال 2007 در کارخانه کوست وين نصب و راه اندازي شده است و از آن تاريخ تا کنون هيچ گونه مشکلي در عملکرد ماشين توسط بخش مهندسي کوست وين گزارش نشده است و علاوه بر آن تمامي انتظارات فني اين شرکت در مراحل بهره برداري حاصل شده است.

اگرچه سيستم عملکرد بکار گرفته شده در شرکت کوست وين پيچيده و بر اساس اتوماسيون بالا مي باشد ، اما اين شرکت تا کنون هيچ گونه آشفتگي در عملکرد اين ماشين نداشته است و به همين دليل همواره از قابليت عملکرد اين ماشين رضايت بيش از 90% داشته است.

در پايان شايان ذکر است که شرکت پاما اس پي آ در زمينه ارائه ماشين آلات توليدي خود به مشتريان از روش کليد در دست (Turn key) براي ارائه روشهاي بهينه ماشينکاري در جهت افزايش راندمان ، کاهش زمان و هزينه توليد و نيز دقت و تلرانس بالا استفاده مي نمايد و تمامي مشتريان اين شرکت در ايران که در حال حاضر ماشين هاي شرکت پاما اس پي آ را در بخش هاي ماشين کاري خود بکار مي برند با استفاده از توان تکنولوژيکي و راه حل هاي مهندسي ارائه شده توسط دفتر فني پاما بهره مي برند. شرکت پاما اس پي آ پس از نصب و راه اندازي ماشين آلات خود به طور مستمر با مشتريان خود در ارتباط بوده و علاوه بر ارائه سرويس هاي دوره اي در حل مسائل ماشينکاري آنان را ياري مي نمايد.

ترجمه و تدوين: داريوش مهرزاد – مهندسي فروش