संरचनात्मक विश्लेषण और इलेक्ट्रिक स्पिंडल, मैकेनिकल स्पिंडल और हाइड्रोस्टेटिक स्पिंडल के अनुप्रयोग अंतर

मैकेनिकल स्पिंडल एक अक्ष है जिसका उपयोग मशीन टूल पर घूमने के लिए वर्कपीस या टूल को चलाने के लिए किया जाता है, और मशीन टूल का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। इसकी मूल संरचना में मुख्य रूप से स्पिंडल, बीयरिंग और ट्रांसमिशन पार्ट्स (जैसे गियर या पुली) शामिल हैं। कोर घूर्णन भाग के रूप में, स्पिंडल गति और टोक़ को प्रसारित करने की भारी जिम्मेदारी को सहन करता है। इसकी विनिर्माण सटीकता और सामग्री की गुणवत्ता का प्रसंस्करण सटीकता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। इसके स्थिर रोटेशन को सुनिश्चित करने के लिए स्पिंडल का समर्थन करने के लिए बीयरिंग का उपयोग किया जाता है। आम लोग बीयरिंग और स्लाइडिंग बीयरिंग को रोल कर रहे हैं। रोलिंग बीयरिंग में एक छोटा घर्षण गुणांक और संवेदनशील स्टार्ट-अप होता है, जो उच्च गति और लाइट-लोड अवसरों के लिए उपयुक्त हैं; स्लाइडिंग बीयरिंग कम गति और भारी-लोड स्थितियों के तहत अच्छा प्रदर्शन करती है और सुचारू आंदोलन की आवश्यकता होती है। ट्रांसमिशन पार्ट्स गति रूपांतरण और टॉर्क ट्रांसमिशन को प्राप्त करने के लिए गियर या पुली के माध्यम से मोटर से स्पिंडल तक बिजली प्रसारित करते हैं। ​

इसकी अपेक्षाकृत सरल संरचना और कम विनिर्माण और रखरखाव की लागत के कारण, यांत्रिक स्पिंडल का व्यापक रूप से साधारण मशीन टूल्स, जैसे कि साधारण लाथे, मिलिंग मशीन और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, और सामान्य सटीक आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं। कम सटीक आवश्यकताओं के साथ भागों, ड्रिलिंग और मिलिंग संचालन जैसे मशीनिंग कार्य। हालांकि, बड़ी संख्या में ट्रांसमिशन लिंक के कारण, ऊर्जा हानि, कंपन और शोर बिजली संचरण के दौरान होने का खतरा होता है, और प्रसंस्करण सटीकता और सतह की गुणवत्ता सीमित होती है, जिससे उच्च-सटीक और उच्च गति प्रसंस्करण आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल हो जाता है। ​

इलेक्ट्रिक स्पिंडल एक अभिनव तकनीक है जो मशीन टूल स्पिंडल और स्पिंडल मोटर को एकीकृत करती है, जिससे "शून्य ट्रांसमिशन" का एहसास होता है। इसकी संरचना मुख्य रूप से एक हाउसिंगलेस मोटर, एक स्पिंडल, बीयरिंग, एक स्पिंडल यूनिट हाउसिंग, एक ड्राइव मॉड्यूल और एक कूलिंग डिवाइस से बना है। मोटर रोटर को स्पिंडल के साथ एक में दबाया जाता है। एक प्रत्यक्ष घूर्णन घटक के रूप में, स्टेटर को एक शीतलन आस्तीन के माध्यम से स्पिंडल यूनिट हाउसिंग में स्थापित किया जाता है। रोटेशन सटीकता सुनिश्चित करने के लिए स्पिंडल फ्रंट और रियर बीयरिंग द्वारा समर्थित है। ​

विभिन्न प्रसंस्करण आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए मोटर गति को नियंत्रित करने के लिए ड्राइव मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है। चूंकि इलेक्ट्रिक स्पिंडल का हाई-स्पीड ऑपरेशन बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करेगा, इसलिए कूलिंग डिवाइस महत्वपूर्ण है। आमतौर पर, जबरन परिसंचरण तेल ठंडा या पानी के शीतलन का उपयोग गर्मी को दूर करने और स्पिंडल की थर्मल स्थिरता को बनाए रखने के लिए किया जाता है। अंतर्निहित एनकोडर स्पिंडल स्थिति और गति की सटीक प्रतिक्रिया का एहसास कर सकता है, जो स्वचालित प्रसंस्करण नियंत्रण के लिए सुविधाजनक है। ​

इलेक्ट्रिक स्पिंडल के फायदे महत्वपूर्ण हैं। क्योंकि कोई इंटरमीडिएट ट्रांसमिशन लिंक नहीं है, संरचना कॉम्पैक्ट है और वॉल्यूम छोटा है, जो फर्श की जगह को कम करता है। इसकी उच्च गति प्रति मिनट हजारों या हजारों हजारों क्रांतियों तक पहुंच सकती है, जो हाई-स्पीड कटिंग के लिए उपयुक्त है, जैसे कि टाइटेनियम मिश्र धातु और एल्यूमीनियम मिश्र धातु भागों को एयरोस्पेस क्षेत्र में प्रसंस्करण, जो प्रसंस्करण दक्षता में सुधार कर सकता है। इसी समय, इसमें उच्च परिशुद्धता, कम कंपन और शोर होता है, और यह माइक्रोन-स्तर या यहां तक ​​कि उच्च परिशुद्धता प्रसंस्करण प्राप्त कर सकता है। यह व्यापक रूप से सख्त सटीक आवश्यकताओं जैसे मोल्ड निर्माण और सटीक भागों प्रसंस्करण के साथ उद्योगों में उपयोग किया जाता है। हालांकि, इलेक्ट्रिक स्पिंडल की लागत अधिक है, रखरखाव मुश्किल है, और उपयोग के वातावरण और ऑपरेटरों के तकनीकी स्तर के लिए आवश्यकताएं भी अधिक हैं।

हाइड्रोस्टेटिक स्पिंडल हाइड्रोस्टेटिक संतुलन के सिद्धांत पर आधारित काम करता है और मुख्य रूप से गैस हाइड्रोस्टेटिक बीयरिंग या तरल हाइड्रोस्टैटिक बीयरिंग और ट्रांसमिशन उपकरणों से बना होता है। गैस हाइड्रोस्टेटिक स्पिंडल को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, एक समान गैस फिल्म बनाने के लिए असर और स्पिंडल के बीच उच्च दबाव वाली गैस पारित की जाती है, जो स्पिंडल को निलंबित कर देती है और स्पिंडल को असर के साथ कोई सीधा संपर्क नहीं करता है, जिससे घर्षण और कंपन को बहुत कम किया जाता है, और उच्च-साजिश और उच्च-स्थिरता घूर्णी गति प्राप्त होती है।

तरल हाइड्रोस्टेटिक स्पिंडल का कार्य सिद्धांत समान है। दबाव के तेल को एक बाहरी उच्च दबाव वाले पंप के माध्यम से असर अंतराल में पंप किया जाता है ताकि स्पिंडल के संचालन का समर्थन करने के लिए लोड-असर क्षमता के साथ एक तेल फिल्म बनाई जा सके। हाइड्रोस्टेटिक स्पिंडल का ट्रांसमिशन डिवाइस आमतौर पर एक मोटर और सहायक सहायक उपकरण से बना होता है। सामान में सेंसर, एनकोडर, तापमान सेंसर आदि शामिल हैं, जिनका उपयोग स्पिंडल की संचालन स्थिति की निगरानी और नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। ​

हाइड्रोस्टेटिक स्पिंडल में अत्यधिक उच्च रोटेशन सटीकता होती है, जो उप-माइक्रोन या यहां तक ​​कि उच्च स्तर तक पहुंच सकती है। यह अल्ट्रा-सटीक प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है, जैसे कि ऑप्टिकल लेंस पीस, अल्ट्रा-सटीक मोड़ और अन्य फ़ील्ड। यह बेहद कम सतह खुरदरापन और अत्यधिक उच्च आकार की सटीकता के साथ उत्पादों को संसाधित कर सकता है। इसकी उच्च कठोरता की विशेषताएं कटिंग फोर्स के अधीन होने पर स्पिंडल डिफॉर्म को बहुत कम बनाती हैं, जो प्रसंस्करण सटीकता और सतह की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए अनुकूल है। हालांकि, हाइड्रोस्टेटिक स्पिंडल को एक जटिल वायु आपूर्ति या तेल आपूर्ति प्रणाली की आवश्यकता होती है, उपकरण लागत अधिक है, रखरखाव की आवश्यकताएं सख्त हैं, और काम के माहौल की स्वच्छता भी अधिक है, जो इसके आवेदन के दायरे को सीमित करती है। ​

स्पिंडल के प्रकार का चयन करते समय, व्यापक रूप से कई कारकों जैसे प्रसंस्करण कार्यों, सटीक आवश्यकताओं और लागत बजट पर विचार करना आवश्यक है।

साधारण यांत्रिक प्रसंस्करण के लिए, जैसे कि सामान्य भागों का मोटा प्रसंस्करण और कम सटीक आवश्यकताओं के साथ द्रव्यमान उत्पादन, यांत्रिक स्पिंडल उनकी कम लागत और सुविधाजनक रखरखाव के कारण जरूरतों को पूरा कर सकता है।

यदि आप उच्च-सटीक और उच्च गति प्रसंस्करण की तलाश कर रहे हैं, जैसे कि एयरोस्पेस, सटीक मोल्ड्स, 3 सी उत्पाद निर्माण और अन्य उद्योग, इलेक्ट्रिक स्पिंडल एक बेहतर विकल्प हैं। हालांकि लागत अधिक है, यह प्रसंस्करण दक्षता और उत्पाद की गुणवत्ता में बहुत सुधार कर सकता है। ​

जब यह अल्ट्रा-सटीक प्रसंस्करण की बात आती है, जैसे कि ऑप्टिकल घटक विनिर्माण, अर्धचालक चिप प्रसंस्करण, आदि, स्पिंडल रोटेशन सटीकता और स्थिरता बहुत अधिक होती है। हाइड्रोस्टेटिक स्पिंडल अपने अद्वितीय लाभों के कारण एकमात्र विकल्प बन गया है, भले ही उपकरण और रखरखाव की लागत अधिक हो। वास्तविक उत्पादन में, उद्यम अपने स्वयं के प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी विशेषताओं के अनुसार एक मिश्रित कॉन्फ़िगरेशन विधि को अपनाने पर भी विचार कर सकते हैं, विभिन्न प्रकार के स्पिंडल एक साथ काम करने के लिए अपने संबंधित लाभों को पूर्ण खेल देने और प्रसंस्करण लाभों को अधिकतम करने के लिए।

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