Подшипники QIBR используются в магнитной системе подшипников шпинделей швейцарских станков высокого класса

Ограничивая ротор и обеспечивая временную поддержку при отказе магнитного подшипника, можно уменьшить ущерб от падения ротора

Знакомство с клиентом

Swiss High-end Machine Tool Factory - всемирно известная компания, специализирующаяся на производстве высококлассных станков с ЧПУ. Ее продукция широко используется в аэрокосмической промышленности, автомобилестроении, точном машиностроении и других областях. С постоянным развитием технологий клиенты выдвигают все более высокие требования к точности, скорости и надежности шпинделей станков.

a) Вызовы (Проблемы, которые существуют и почему они не решены)

Основная проблема, с которой сталкиваются современные шпиндели станков при увеличении скорости и мощности, - это сложная динамическая реакция падения ротора и его тепловой эффект, из-за чего защитный вал не может играть эффективную защитную роль. Защитный подшипник большую часть времени находится в неподвижном состоянии, имеет короткое время работы, между ним и ротором имеется небольшой зазор (0,1-0,5 мм), что не позволяет ему стабильно выдерживать сложные условия нагрузки и мгновенные силы удара.

Особенно когда скорость вращения 4,5-тонного вертикального ротора достигает 10 000 об/мин, момент инерции составляет 313,4 кг.м2, запас энергии - 172 МДж, а эквивалентный коэффициент трения подшипника - 0,01, что делает высокий запас энергии ротора обладающим характеристиками высокой скорости и большой инерции. Высокоскоростные роторы работают в условиях вакуума, с жесткими требованиями к смазке, и когда они падают, проблемы нагрева и теплоотдачи защитного подшипника усугубляются, ограничивая его надежность в системе магнитных подшипников.

Поэтому надежность защитного подшипника стала одним из основных узких мест для увеличения скорости и мощности шпинделя современных станков.

b) Решение (как QIBR решает проблему)

Для решения этой проблемы технический отдел QIBR применил многоуровневый метод моделирования и эксперимента. Сначала были созданы контактная модель, динамическая модель и тепловая модель защитного подшипника, которые были объединены для комплексного учета характеристик теплового расширения материала и вязкостно-температурного эффекта смазочного материала в условиях высокотемпературного вакуума.

Во-вторых, программа моделирования MATLAB использовалась для моделирования падения ротора при 5000 об/мин и 20000 об/мин, а метод Рунге-Кутты четвертого порядка использовался для решения задач осевого смещения ротора, траектории радиальной оси ротора, силы осевого контакта защитного подшипника, силы радиального контакта защитного подшипника, кривой изменения скорости, температуры и кривой изменения износа и т.д. В то же время, с помощью программы анализа конечных элементов были рассчитаны критическая скорость изгиба первого порядка 100130 об/мин и критическая скорость изгиба второго порядка 192000 об/мин. Результаты моделирования обеспечивают поддержку данных для процесса исследований и разработок и служат руководством для выбора сырья, процессов резки, штамповки и ковки.

После тщательных испытаний на падение траектория оси ротора, сила контакта, трение, износ и нагрев защитного подшипника были проконтролированы, а экспериментальные результаты были сравнены с данными моделирования для проверки точности модели и эффективности моделирования. Наконец, компания QIBR успешно разработала радиальный шарикоподшипник QIBR в качестве защитного подшипника магнитной подшипниковой системы в шпинделе станка.

c)Результаты

1. Оптимизирована надежность защиты радиальных шарикоподшипников при падении ротора.
2. Повышена стабильность и безопасность шпиндельной системы станка.
3. Сокращение времени простоя оборудования из-за падения ротора.
4. Повышена термостойкость и износостойкость защищенных подшипников.
5. Снижение затрат на техническое обслуживание и рисков эксплуатации оборудования.

Отзывы клиента

Технические специалисты QIBR предложили нам эффективные решения. Они улучшили и оптимизировали решение проблемы, связанной с тем, что ротор не может стабильно плавать или падает из-за сбоя в электрической системе или внешнего воздействия во время работы шпинделя станка, повысив надежность защитных подшипников. Это снижает потери, вызванные падением ротора, улучшает стабильность системы магнитных подшипников и значительно повышает стабильность и надежность нашего оборудования. Благодаря их продукции и услугам мы успешно сократили время простоя и повысили производительность.

Конечные клиенты высоко отзываются о радиальных шарикоподшипниках QIBR, поставляемых компанией QIBR, и мы будем продолжать выбирать профессиональную продукцию QIBR.