A főorsók nyomában IV. – Jelölések, konklúzió

„Melyik a legjobb szerszámgép?” Sokszor hallhatja az ember ezt a kérdést. Manapság sok gyártó vonultatja fel széles szerszámgép palettáját. Különböző gépváz, főorsó, vezetékezési- és hajtásrendszer kialakítások lelhetőek fel ma a piacon. Vannak gyártók, akiknek a termék kínálatuk a lehetséges konstrukciós megoldások szinte mindegyikét lefedi. Vannak, akik egy adott kialakításra esküsznek. De kinek van igaza? A következő írásomban egy szemszögből szeretném megvizsgálni a fent említett kérdést, a főorsó kialakítások szemszögéből.

foorso_cikk_4_slider

Főorsó teljesítmények jelölésének szabványosítása

A motorok melegedéséből, különböző üzem közbeni elektromos és mágneses változásokból fakadóan egy főorsó motor teljesítménye soha nem ad le minden pillanatban ugyanakkora teljesítményt. Üzem közbeni melegedés során és a különböző belső veszteségek változása miatt nő a motorok vesztesége, így a ténylegesen leadott, technológiai szempontból releváns teljesítmény, a motor tengelyteljesítménye csökken (lásd 15. ábra).

Erre vonatkozóan több szabvány magában foglalja, hogy a különböző méréseket és technikai dokumentációkat hogyan kell elvégezni, jelen cikkben az egyik legáltalánosabb módot ismertetjük röviden, az IEC 60034-1 szabványnak megfelelő teljesítmény megadásokat.

15_abra_cikkbe

15. ábra Szinkron motor teljesítmény – nyomaték diagramja [1]

A szabvány különböző üzemi állapotokat határoz meg (10 különböző üzemállapot, jelölésük S1- S10) melyben a motorokra vonatkozó teljesítmény és üzemtényezőket meg kell adni. Ebből a szerszámgépgyártók a főorsóikra vonatkozóan 3 üzemállapotot szoktak alkalmazni.

Hosszabb ideig tartó, folyamatos üzemelés:

Ez az első, és egyik legfontosabb üzemviteli jellemző. Lényege, hogy a megadott főorsó teljesítmény – nyomaték görbén a fordulatszám függvényében megadnak egy adott görbét, mely tartalmazza, hogy adott fordulatszámhoz mekkora nyomaték és teljesítmény leadás jellemző, folyamatos üzemű hajtásban (a motort huzamosabb ideig járatják). Ezen értékek számszerűen a legalacsonyabbak, hiszen ezen értékek jellemzik a főorsó teljesítményét hosszabb időintervallumon. Ez a görbe adja leginkább vissza a főorsó veszteségeit. A görbéhez, illetve a hozzá tartozó értékekhez az S1 jelzőt kell illeszteni a szabvány szerint. Pl. S1 11kW jelzéssel ellátott görbe megadja folyamatos üzem alatt minden fordulatszámhoz tartozó nyomaték értéket.

Folyamatosan tartott értékek, adott ciklus alatt:

Ez az érték megadja, hogy adott ideig tartó hajtás mellett mekkora a leadott teljesítmény, illetve az ez idő alatt biztosítani képes nyomatékot. Jelölése S2, illetve utána írva a ciklus időtartalma. Pl. S2 30 perc 15 kW. Ez azt jelenti, hogy az adott főorsó 30 percig képes tartani a 15 kW-os leadott teljesítményt. Ez a görbe nyilván az S1 görbe felett helyezkedik el a teljesítmény- nyomaték diagramon. A megadható ciklusidőkre a szabvány előírja az értékeket:  10, 15, 20, 30, 45, 60 perc. Általában ezt tekintik a főorsó maximálisan leadható értékének.

Ciklikus üzemben tartott értékek

Ez a görbe figyelembe veszi a főorsó valósidejű üzemi paramétereit is. Hiszen ha elindítunk egy 30 perces ciklust, a főorsó elér egy üzemi hőmérsékletet, a következő ciklusra nem biztos, hogy visszahűl teljesen, így az S2-es görbe értékei már kétségbe vonhatóak. A ciklikus üzem hasonló az S2-es üzemhez, egy adott időintervallumot megadnak, ez jelenti, hogy mely időközönként indul egy adott ciklus, utána megadnak egy százalék értéket, hogy az adott ciklus hány százalékában volt hajtva a motor. Jelölése S3. Pl. S3 10 perc 40%. Jelentése, hogy a motort 10 percenként elindítjuk, majd a 10 perc 40%-ig -4 percig – hajtjuk a motort, 6 perc után lekapcsoljuk, majd a újra indítjuk. Az S3-as görbéhez tartozó teljesítmény – nyomaték értékek a leginkább relevánsak valósidejű üzemelés közben.

Direkt hajtás Szíjhajtás Hajtóműves hajtás Built-in motor
Fordulatszám Magas (10 000 – 12 000 rpm felett) Közepes (8 000 – 12 000 rpm) Alacsony (általában 8 000 rpm) Magas (20 000 rpm felett)
Felület érdesség Kiváló Elfogadható Kiváló
Nyomaték Alacsony ( 80 – 90 Nm) Közepes ( 100 – 250 Nm) Magas (250 Nm felett) Alacsony ( 80 – 120 Nm)
Teljesítmény Közepes (11 – 15 kW) Közepes (7,5 – 15 kW) Magas (22 kW felett) Közepes (11 – 15 kW)
Hatásfok Kiváló Elfogadható
Hűtőrendszer Főorsóház hűtés, hűtőkörökkel Nem szükséges bonyolult hűtés Olaj + levegő hűtésű hajtómű Főorsóház hűtés, hűtőkörökkel
Csapágyak kenése Olajkenés, ritkán zsírkenés Zsírkenés Hajtómű olajhűtése Olaj befecskendezés közvetlenül a csapágyakba
Pontosság Kiváló Kiváló
Konstrukció bonyolultsága, szerviz igény Bonyolult, magas a szerviz és karbantartás igénye Egyszerűbb konstrukció, minimális karbantartás igény Összetett konstrukció, karbantartást igényel Bonyolult, magas a szerviz és karbantartás igénye

Konklúzió

Melyik a legjobb szerszámgép? Melyik a legjobb főorsó kialakítás?

Véleményem szerint, olyan konstrukciós megoldás, hogy „legjobb”, nem létezik, csak „legjobban kihasznált konstrukció”. Minden főorsó kialakításnak megvan a maga helye a technológia és az ipar területén, csak meg kell találni a helyét. Ahhoz, hogy megtaláljuk egy adott konstrukciós megoldás megfelelő helyét, megfelelő alkalmazási területét szükséges az alapvető mechanikai szemlélet, látásmód mellett az adott kialakítás tényleges műszaki tartalmának az ismerete. A megfelelő szemlélet és ismeret birtokában egyszerűbb megtalálni az adott technológiai problémára a megfelelő konstrukciós megoldást. A főorsók kialakításáról szóló általános ismertetőm ezt a célt szolgálta. Terveim között van, hogy a szerszámgépekben alkalmazott vezetékezési- és hajtásrendszeri konstrukciókról, gépvázak kialakításáról is egy hasonló mélységű cikket írjak, hogy a szerszámgépek mechanikai – műszaki alapjairól egy általánosabb, de átfogóbb jellegű képet tudjak mutatni.

Képek forrása:
[1] fanuc.com