اختراع و ابداع موتورهای صنعتی انقلاب و پیشرفتی بزرگ در تولید انرژی مکانیکی به شمار میرود؛ زیرا این موتورها برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی طراحی و ساخته شدهاند. ماشینآلاتی که در صنایع گوناگون از آنها استفاده میشود، با توجه به هدفی که دارند به حرکت خطی یا حرکت چرخشی برای کار کردن نیاز خواهند داشت؛ اینجا است که باید بدانیم اسپیندل موتور چیست. با پیشرفت صنعت، نیاز به موتورهایی با تولید بالا در ایجاد حرکت چرخشی احساس و نتیجه این احساس نیاز، سبب پیدایش اسپیندل موتورها به بازار موتورهای الکتریکی شد.
اسپیندل موتور یک نوع موتور الکتریکی بوده که دارای توانایی بالایی در تولید حرکت چرخشی با دور زیاد است. البته اسپیندل موتورها نسبت به سایر موتورهای الکتریکی از نظر ساخت و طراحی، طریقه نصب، نحوه و چگونگی کارکرد و… متفاوت هستند. اسپیندل موتورها در صنایع مختلفی نظیر ماشینآلات، سنگ زنی، سوراخکاری، پردازش پلاستیک، فرز کاری، تراشکاری، برشکاری، صنایع پزشکی، صنایع نساجی، صنایع چاپ و… کاربرد دارند. در واقع اسپیندل موتور نوعی موتور الکتریکی است که توانایی بسیار بالایی برای چرخاندن دوک با سرعت بسیار زیاد خواهد داشت.
اسپیندل موتور (Spindle Motor) چیست؟
اسپیندل موتور یا موتور پرسرعت، یکی از مهمترین و کاربردیترین اجزای ماشینهای ابزار CNC است که وظیفه چرخش ابزار برش دهنده و قطعه کار را بر عهده دارد. برای درک بهتر اینکه اسپیندل موتور چیست، باید بدانید این دستگاه از چند بخش اصلی تشکیل یافته است. یک اسپیندل موتور از سه بخش اصلی موتور الکتریک، قسمت نگهدارنده ابزار و شفت چرخان تشکیل میشود.
روش کار این دستگاه اینگونه است که موتور با سرعت بالا سبب چرخش شفت و در نهایت چرخش ابزار برش دهنده خواهد شد. به موتور AC با سرعت چرخشی بیشتر از 10000 دور در دقیقه، موتور اسپیندل یا موتور سرعت بالا گفته میشود. این موتور در صنایع مختلفی نظیر صنایع سنگ، چوب، آلومینیوم، سخت افزار، شیشه، PVC و… کاربرد دارد.
انواع اسپیندل موتور
بعد از آشنا شدن با اینکه اسپیندل موتور چیست، میتوانیم به سراغ انواع اسپیندل موتور برویم که بر اساس معیارهای مختلفی تقسیمبندی میشوند. در ادامه به انواع اسپیندل موتور اشاره شده است:
اسپیندل موتور گیربکسی:
در اسپیندل موتور گیربکسی، انتقال نیرو از موتور به اسپیندل توسط گیربکس صورت میگیرد که سبب افزایش گشتاور میشود.
اسپیندل موتور تسمهای:
اسپیندل موتور تسمهای نوعی سیستم انتقال قدرت محسوب میشود که از تسمه برای منتقل کردن حرکت و نیرو مابین موتور و دیگر اجزای ماشین استفاده میکند.
اسپیندل موتور کوپل مستقیم:
در بررسی این که اسپیندل موتور چیست، به اسپیندل موتور کوپل مستقیم میرسیم که انتقال نیرو از موتور به اسپیندل به کمک کوپلینگ مستقیم و بدون استفاده از تسمه انجام میشود.
اسپیندل موتور با ابزارگیر کولت:
این مدل اسپیندل موتور یک قطعه و عضو اصلی در دستگاههای CNC و دستگاههای فرز CNC به شمار میرود. این نوع به طور کاملاً دقیق موقعیت ابزار را تنظیم کرده و این امکان را فراهم میآورد که سریع ابزار را تعویض کنید.
اسپیندل موتور با ابزارگیر مورس:
این مدل اسپیندل موتور همانطور که از نامش مشخص است، از ابزار مورس برای نگهداری ابزار استفاده میکند. ابزارگیر مورس از یک مخروط داخلی تشکیل یافته است که به دور شفت اسپیندل میتواند بچرخد.
اسپیندل موتور یکپارچه:
با توضیح اینکه اسپیندل موتور چیست، اکنون درک اسپیندل موتور یکپارچه راحتتر است. در این مدل اسپیندل موتور، اسپیندل و موتور در یک قطعه یکپارچه قرار داشته و نسبت به اسپیندل موتورهای قدیمی مزایای بیشتری دارد.
اسپیندل موتور هوا خنک:
از نام این اسپیندل موتور مشخص است که از هوا برای خنک کردن استفاده میکند. اسپیندل موتور هوا خنک به کمک یک فن برای خنک کردن روتور کار میکند. بدین طریق که فن، هوا را از اطراف روتور میگیرد و آن را توسط یک کانال به بیرون میدمد.
اسپیندل موتور آب خنک:
این مدل اسپیندل نیز برای خنک کردن از آب استفاده میکند و برای برش مواد سخت بسیار مناسب است. از اسپیندل موتور آب خنک برای کارهایی که نیاز به سرعت بالایی دارند، نظیر برش فلزات سخت میتوان استفاده کرد.
کاربردهای اسپیندل موتور
همانطور که در ابتدای مطلب اسپیندل موتور چیست اشاره شد، این دستگاه در صنایع مختلفی نظیر دستگاههای CNC، ماشینآلات پردازش پلاستیک، فرزکاری، سوراخکاری، سنگ زنی، براده برداری و… کاربرد دارد. همچنین اسپیندل موتورها در عملیات ماشین کاری بر روی متریالهای ضعیف نظیر پلاکهای شماره زنی، آب بندها، طلا و جواهرات و… نیز مورد استفاده قرار میگیرند.
اجزای تشکیل دهنده
اسپیندل موتور جزو اصلی اجزای دستگاههای سی ان سی بوده و از قسمتهای مختلفی تشکیل یافته است:
- فلنج اتصال
- روتور دستگاه
- ورودی ابزار
- سیستم خنک کننده
انواع اسپیندل cnc
همانطور که بیان شد، کاربرد اصلی اسپیندل موتور، استفاده از این قطعه در دستگاه cnc است. دستگاه cnc نیز دستگاهی بوده که قادر است به کمک رایانه در سطح چوب و فلز تغییراتی ایجاد کند. انواع اسپیندل cnc عبارت هستند از:
- اسپیندل cnc چوب
- اسپیندل cnc فرز
راهنمای خرید اسپیندل
پس از اینکه شناخت کافی از اینکه اسپیندل موتور چیست پیدا کردید، میتوانید با خیال راحت سراغ خرید آن بروید. برای خرید مناسبترین اسپیندل موتور نکاتی نیاز است که در ادامه با هم بررسی خواهیم کرد. در قدم اول نیاز خود را به دستگاه بررسی کرده و سپس خرید کنید. نکته دیگر این است که اسپیندل موتور کوچک مناسب کار روی سطوح نرم بوده و اسپیندل موتور بزرگ مناسب استفاده در دستگاههای صنعتی است. معیار دیگر برای خرید اسپیندل موتور، توان دستگاه بوده که باید متناسب با جنس ماده و متریالی که قرار است روی آن کار انجام شود، خرید صورت گیرد.
چه چیزهایی ممکن است به spindle دستگاه سی ان سی صدمه بزند؟
دو عامل مهم گرما و آلایندههای محیطی از عوامل صدمه به spindle به شمار میروند. البته یک عامل دیگر نیز سبب صدمه زدن به اسپیندل بوده و آن عدم تناسب بین مشخصات اسپیندل و سطحی است که باید روی آن کار شود. برای نمونه، اسپیندلهای با دور پایین برای سطوح با سختی زیاد مناسب هستند.
بهترین برند اسپیندل
پس از کسب اطلاعات کامل درباره اینکه اسپیندل موتور چیست، حال به سراغ معرفی بهترین برندهای این دستگاه خواهیم رفت تا انتخاب برای شما راحت باشد:
- برند هرتز (Hertz)
- برند آرل (Arel)
- برند Vevor
- برند ATC
- برند HQD
- برند HSD
- برند فورزا Forza
اجزای موتور اسپیندل
ساختار داخلی موتور اسپیندل از سه بخش تشکیل شده که شامل موتور بوده و از نوع سنکرون است. همچنین از نگهدارنده ابزار تشکیل یافته تا ابزارهای مورد نیاز مانند متهها و سابها در قسمت نگهدارنده ابزار قرار گیرند. در ضمن، یکی دیگر از اجزای این دستگاه شفت چرخنده است. البته موتور اسپیندل از اجزای دیگری مانند استاتور، بلبرینگ، روتور، خنک کننده و … نیز ساخته میشود.
ویژگی های موتور اسپیندل
در این مطلب بیان شد که این موتورها مخصوص کار در سرعتهای بالا هستند. در ادامه میخواهیم شما را با ویژگیهای موتور اسپیندل آشنا کنیم:
- نوع روتور
روتورهای موجود در اسپیندل موتورها از نوع سنکرون است.
- نوع حرکت
حرکات دوار یا چرخشی اسپیندل موتورها، سبب تمایز این موتورها از سایر الکتروموتورها شده است.
- دور و سرعت بالا
اسپیندل موتورها در دورهای 6000 rpm، 12000 rpm و حتی دورهای بالاتر با دقت زیاد و به آسانی کار میکنند.
مزیت اسپیندل موتور هوا خنک
در مطلب اسپیندل موتور چیست، به انواع اسپیندل موتور اشاره کردیم، یکی از این انواع مختلف، اسپیندل موتور هوا خنک است. اگر شما قصد خرید این دستگاه را دارید، مزایای زیر در خرید بهتر دستگاه به شما کمک میکنند:
- اسپیندل موتور برای مناطق سردسیر یک گزینه عالی است.
- دارای سرعت بالا و یاتاقانهای منطبق با دقت است.
- بلبرینگها و قطعاتی مانند روتور و استاتور با دقت بالایی طراحی میشوند.
- راندمان بالایی دارد و سرعت برش را میتوان در زمان واقعی در پروسه ماشینکاری کنترل کرد.
- مزیت مهم آن نویز کم است و این یعنی اسپیندل در چرخش با سرعت بالا نویز و صدای کمی دارد.
کنترل سرعت اسپیندل چگونه است؟
سرعت اسپیندلها، بسته به کار بر روی اجسام مختلف با سختیهای گوناگون، متفاوت بوده و این سرعت به نوع قطعه و دقتی که برای کار لازم است، به کار میرود. از طرفی اینورتر ابزاری بوده که کنترل سرعت اسپیندل را بر عهده دارد. اینورتر فرکانس نیرو و برقی که دستگاه دریافت میکند را کنترل کرده و با توجه به نیاز آن را تغییر خواهد داد و اینگونه سرعت دستگاه را کنترل میکند. نکته مهم اینجا است که اینورتر و فرکانس و توان دستگاه باید با همدیگر همخوانی داشته باشند.
اصول کارکرد اسپیندل موتور الکتریکی
فازهای سیم پیچ موتور اسپیندل نوع برقی با سرعت بالا 120 درجه با هم در تفاوت هستند. بعد از اینکه جریان سه فاز اعمال شد، هر کدام از سیم پیچهای سه فاز، شروع به تولید میدان مغناطیسی متناوب سینوسی میکنند. میدان مغناطیسی در یک جهت خاصی با سرعت ثابت میچرخد، سرعت این میدان مغناطیسی، همان سرعت سنکرون اسپیندل برقی است. سرعت سنکرون n موتور آسنکرون با فرکانس f جریان سیم پیچ استاتور موتور ورودی و تعداد جفت قطب p استاتور موتور (n=60f/p) مشخص میشود.
اسپیندل الکتریکی جهت به دست آوردن سرعتهای گوناگون با تبدیل فرکانس و ولتاژ جریان ورودی به سیم پیچ استاتور موتور را تغییر میدهد. در پروسه ترمز گیری و شتاب گیری، کاهش سرعت و شتاب با تغییر فرکانس از افزایش دمای زیاد موتور پیشگیری میکند. حال از آنجایی که جهت میدان مغناطیسی دوار موتور به دنبال فاز ورودی جریان متناوب سه فاز به استاتور وابسته است، تغییر توالی فاز جریان ورودی اسپیندل موتوردار قادر بوده جهت چرخش اسپیندل موتوردار را تغییر دهد.
چگونه یک اسپیندل موتور برای دستگاه CNC انتخاب کنیم؟
تا این بخش از بررسی این که اسپیندل موتور چیست، درمییابیم که قلب تپنده دستگاه CNC اسپیندل موتور است که باید در زمان انتخاب آن برای دستگاه CNC دقت شود. به همین دلیل در ادامه نکات مهم برای انتخاب آن را ذکر کردهایم:
- نوع خنک کننده
- دقت مورد نیاز
- اندازه اسپیندل موتور
- سرعت برش مورد نیاز
- نوع کوپلینگ
- نوع موادی که باید برش داده شوند
تفاوت بین سروو موتور (Servo Motor) و اسپیندل موتور (Spindle Motor)؟
ماشینآلات CNC برای سروو موتورها و اسپیندل موتورها دارای الزامات مختلفی هستند. در خط انتقال تجهیزات، الزامات مورد نیاز برای سروو موتور عبارتند از:
- مشخصات مکانیکی
- محدوده تنظیم سرعت
- گشتاور اضافه بار معین مورد نیاز و گشتاور خروجی مشخص
- الزامات پاسخگویی سریع
الزامات اسپیندل موتور با سرعت زیاد نیز عبارتند از:
- محدوده تنظیم سرعت
- دقت سرعت
- سریع بودن
- توان خروجی کافی
نکات مهم در انتخاب اسپیندل موتور
با توجه به اینکه اکنون کاملاً میدانید اسپیندل موتور چیست، بهتر است به سراغ نکات انتخاب اسپیندل موتور برویم تا شما راحت و آسان تصمیمگیری کنید؛ زیرا یکی از مهمترین مراحل در راهاندازی دستگاههای CNC، انتخاب اسپیندل موتور است. پس موارد زیر را در انتخاب این دستگاه رعایت کنید:
- نوع عملیات مورد نظر
- توان دستگاه
- گشتاور اسپیندل موتور
- سیستم خنک کاری
- سرعت مورد نیاز برای عملیات
- جنس قطعهای که قرار است، روی آن کار شود
- دقت اسپیندل موتور
- و…
جمع بندی
در این مطلب اسپیندل موتور چیست، متوجه شدید که این دستگاه جزو اساسی و مهم ماشینآلات CNC بوده و برای چرخاندن ابزار و قطعه کار با سرعت بالایی قابل استفاده است. این دستگاه دارای انواع مختلفی است و کاربردهای فراوانی مانند برشکاری، حکاکی، فرزکاری و… دارد. مطالبی درباره راهنمای خرید، اجزای تشکیل دهنده، بهترین برند اسپیندل موتور، ویژگیهای موتور اسپیندل و … را با شما به اشتراک گذاشتیم. قبل از خرید این دستگاه به نکات خرید آن یعنی توان، دور موتور، سیستم خنک کننده، گشتاور و … دقت کنید تا خریدی متناسب با نیاز خود داشته باشید.
سوالات متداولTop of Form
- اسپیندل موتور چیست؟
اسپیندل موتور نوعی موتور الکتریکی بوده که با سرعت بالا، صدا و لرزش بسیار کمی کار میکند و کار آن حرکت دورانی بر روی قطعه است.
- بهترین برند اسپیندل موتور کدامند؟
برند هرتز (Hertz)، برند Vevor، برند فورزا Forza، برند آرل (Arel)، برند HQD و… از بهترین برندهای اسپیندل موتور هستند.
- راههای تشخیص اسپیندل موتور خراب چیست؟
نشانههای تشخیص معیوب شدن این دستگاه عبارت است از داغ شدن بدنه دستگاه، ساییدگی رزوه سر اسپیندل، لرزش داخل دستگاه و… .
بیشتر بخوانید:
6 نکته برای کاهش مصرف انرژی در الکتروموتور
بررسی تفاوتهای الکتروموتور موتوژن با الکتروژن
هرآنچه که باید درباره الکتروموتورهای تک فاز و سه فاز بدانید
بررسی فروش اینترنتی الکتروموتور موتوژن به همراه معرفی انواع و لیست قیمت آن