Czym właściwie różni się elektrowrzeciono od zwykłego wrzeciona? Najprościej mówiąc – elektrowrzeciono posiada silnik elektryczny. W obudowie, którą montujemy na maszynie CNC, znajdują się stojan i łożysko, część mocująca narzędzie i wspomniany wcześniej wirnik silnika elektrycznego – ot, cała filozofia. Natomiast to, że posiada silnik – nie znaczy, że nadaje się tylko do pracy na wysokich obrotach.
Co to jest elektrowrzeciono – czyli zacznijmy od początku
Zanim przejdziemy do zastosowania elektrowrzecion, odpowiedzmy na pytanie: czym są. Ogólnie można powiedzieć, że wrzeciona to elementy obrabiarek i maszyn, a ich głównym zadaniem jest wprawianie narzędzia w ruch obrotowy. Technicznie rzecz biorąc – to silnik w kształcie wału, poddany łożyskowaniu, a następnie osłonięty specjalną obudową. W przypadku frezowania powinny precyzyjnie prowadzić narzędzie po obrabianym detalu/materiale. Natomiast podczas toczenia i wytaczania – jego zadaniem jest napędzanie i podtrzymywanie bezpośrednio obrabianego przedmiotu. To, co odróżnia elektrowrzeciona od zwykłych wrzecion, to fakt, że oprócz części mechanicznej, posiadają też część elektryczną – silnik.
Gdzie wykorzystujemy elektrowrzeciona?
Oprócz maszyn sterowanych numerycznie, elektrowrzeciona wykorzystuje się w także w piłach i szlifierkach. Doskonale sprawdzają się przy obróbce drewna, tworzyw sztucznych czy aluminium. Należy jednak pamiętać, że wszystko zależy od podstawowych czynników, takich jak: wysokość obrotów; precyzja, jaką chcemy uzyskać; moc zasilania; rodzaj łożyska, rodzaj chłodziwa, czas pracy i wiele innych. Trzeba mieć też świadomość, że w zależności od tego, jakie materiały chcemy obrabiać – wrzeciona mogą być zbudowane z innych komponentów. Np. elektrowrzeciona z plastikową obudową nadadzą się do obróbki tylko względnie miękkich materiałów, natomiast jeśli chcemy pracować ze stalą – musimy wybrać obudowę metalową (w innym wypadku zużycie nastąpi bardzo szybko i zakup będzie nieopłacalny). Oczywiście to podwyższa cenę, ale jednocześnie wytrzymałość elektrowrzeciona jest wyższa.
Na co zwracać uwagę przy wyborze wrzeciona?
Podsumowując – żeby dobrze wybrać wrzeciono – musimy wiedzieć, do czego tak naprawdę go potrzebujemy. To, co i w jakich warunkach chcemy poddawać obróbce, będzie warunkowało fakt, jakiego elektrowrzeciona musimy szukać.
Załóżmy jednak, że wybór pada na takie, które nam posłuży dłuższy czas i da radę przy większym obciążeniu. Na co warto zwrócić uwagę? Na pewno na konstrukcję oraz jakość komponentów, z których jest wykonane – to znaczy łożysk, sprężyn czy uszczelnień. Wrzeciono to „serce” obrabiarki – od tego, jak zostało wykonane, będzie zależeć precyzja obróbki, a przede wszystkim trwałość maszyny. Warto też przypatrzyć się precyzję montażu i jak wypada w testach na wytrzymałość i wysoką temperaturę – ponieważ zazwyczaj jest poddawane bardzo dużym obciążeniom mechanicznym. Wytrzymałość jest szalenie ważna, bo podczas każdej obróbki, nieprawidłowe obciążenie wrzeciona może doprowadzić do jego uszkodzenia, zatarcia się elementów mechanicznych itp.
Konstrukcja musi być sztywna. Wał, który jest napędzany, także musi być sztywno łożyskowany i sztywno osadzony w korpusie – wtedy eliminowane będą ewentualne przesunięcia podczas obróbki.
Uznaje się, że profesjonalne elektrowrzeciona charakteryzują się przede wszystkim:
- bezszczotkowym silnikiem indukcyjnym,
- sterowane są falownikiem,
- posiadają precyzyjne łożyska,
- mają szczelną, metalową obudowę.
Natomiast jeśli chodzi o chłodzenie — może być realizowane zarówno powietrzem, jak i cieczą.
Wysokie obroty – kiedy są potrzebne?
W elektrowrzecionach wysokoobrotowych stosowane są łożyska ceramiczne. Przez takie rozwiązanie poprawiają się warunki pracy, a także zmniejsza się temperatura robocza pracującego w ekstremalnych warunkach łożyska. Dzięki temu ich żywotność może się wydłużyć nawet trzykrotnie. Przy wyborze wrzeciona zawsze zwracamy uwagę na moc i prędkość obrotową.
Obroty wrzeciona to nominalna wartość z tabliczki znamionowej (12.000, 15.000, 18.000, 24.000, 40.000 obr/min), aczkolwiek nie zaleca się, by cały czas pracować na pełnych obrotach.
Same obroty można regulować falownikiem. Należy pamiętać, że wysokoobrotowe elektrowrzeciona nie będą się nadawały do obróbki każdego materiału. Świetnie sprawdzą się w pracy z aluminium, drewnem, czy materiałami kompozytowymi, lub laminatami. Natomiast nie nadadzą się w przypadku obróbki stali nierdzewnej, tworzyw termoplastycznych i przy wierceniu wiertłami HSS.
