„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.
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. ábra Szinkron motor teljesítmény – nyomaték diagramja [1]
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 | Jó | 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 | Jó | Elfogadható | Jó |
| 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 | Jó | Jó | 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