Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Шаговые и серво двигатели, шпиндели, инверторы.
Аватара пользователя
evgenymcp
Мастер
Сообщения: 1418
Зарегистрирован: 23 апр 2017, 05:37
Репутация: 326
Настоящее имя: Евгений
Откуда: Абакан,Хакасия
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение evgenymcp »

Меня начинают удивлять ваши теоретические расчеты и слишком заумные речи. Вы видимо фрезерный станок на картинке только видели? Продолжайте дальше выкладывать свои теоретические расчеты и стройте свой сферический станок в вакууме :-) Не знаю откуда у Вас такие глубокие познания, но из практики за 8 часов вы своим 200вт моторчиком никак не проковыряете барельеф 1*2 метра :-D
Аватара пользователя
daemon78
Мастер
Сообщения: 1693
Зарегистрирован: 02 окт 2018, 15:02
Репутация: 103
Настоящее имя: Владимир
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение daemon78 »

Леонид Владимирович писал(а):Не найдя вразумительного ответа ни на данном форуме, ни на других подобных попробовал найти ответ сам. К проблеме решил подойти со стороны термодинамики исходя из максимально допустимой температуры отходящей стружки.
Допустим, надо за смену (8 часов) обработать деревянную панель (барельеф) размером 1*2 метра с глубиной рельефа 2 см.
Для простоты расчётов допустим, что температура стружки 120 градусов (100 +20)
Удельную плотность древесины примем 0,7, также примем, что 70% энергии уходит на нагрев стружки. Удельная теплоёмкость древесины по справочнику порядка 1,3.
Перемножив и поделив указанные величины получим, что для данного вида работ надо порядка 180 - 200 вт механической мощности.
Если нам надо, допустим, потом ещё произвести чистовую обработку со снятием слоя 1 мм, то это потребует порядка 10 вт механической мощности.
Это те значения мощности, которая система в принципе в состоянии нормально "переварить" независимо (или не сильно зависимо) от режима обработки.
Но если мы попытаемся впихнуть в систему в 2 раза большую мощность, то получим уже дымок и подгоревшую стружку, при мощности в 3 раза большей на выходе будем иметь уже стружку по химическому составу уже более близкую к древесному углю нежели к целлюлозе и дым от фрезы будет уже густой.
Вау, сильно удивился когда прочитал про подход со стороны термодинамики. Честно говоря, вот куда куда, а в это сторону даже мыслей не было глянуть.
Хочу немного разобраться в вопросе мощности.

Дело в том, что когда у меня стоял 500Вт китайский шпиндель, я пилил фанеру по 2 мм за проход фрезой 3.175 на подаче в районе 600-800. Обороты стояли максимальные 12 000.

Приобрел полуторакиловатник. Первым делом решил проверить на какой нибудь старой УП от прошлого шпинделя. После первого прохода, комната была в дыму и на фанере реально тлеющие угольки. Задумался.
Посправшивал у людей о режимах на 1.5 КВт. Прошелся как советовали на 19 000 оборотов но на подаче 2500. Дыма стало гораздо меньше, углей вообще не стало. Но ведь так быть не должно. Ради интереса попробовал на той же подаче убрать обороты к 10 000. Дым все еще шел, но шпиндель подвывать стал.
Задумался еще больше.

Прочитав Ваш пост про энергию задумался, а что за мощность передается. С одной стороны, мощность можно определить как сила тока, умноженная на напряжение, это то, что реально приходит на шпиндель при разных режимах. То есть можно говорить, что именно столько он получил энергии. Теперь про выход. Понятно, что что согласно всем известному закону, сколько потребил, столько и отдаст. Допустим, часть энергии (вообще хз какая, можно посчитать конечно, но ни кому точно не надо) уходит на нагрев самого шпинделя. Давайте говорить об установившемся режиме, чтобы всякие пусковые токи, ЭДС в момент старта и прочее откинуть.
Значит, полученная энергия вычесть внутренние потери передается на вал. И вот следующий вопрос, а сколько этой энергии уходит на фрезерование???
На первый взгляд, мне кажется , что энергия переданная на "фрезерование" складывается из нагрева заготовки и стружки, и механической работы (отрывание кусочка заготовки и предания ему кинетической энергии, я про стружку).
И вот тут самый интересный момент. А как энергия "фрезерования" (простите за такое глупое сокращение, но так быстрее) зависит от режимов и от фрезы? По идее, чем быстрее идет фреза, чем больше ее диаметр и чем больше режущих граней и чем больше оборотов, то тем больше энергии уходит с просто крутящегося вала на фрезерование.
То есть, получается, если мы хотим полуторокиловатником вложить 10 Вт энергии во фрезерование, то надо делать это медленно и печально, на малых оборотах, на малой подаче, однозаходной фрезой. Но то же чушь какая то получается.
Но мы прекрасно знаем, если мы увеличим обороты но при этом и подачу, то заготовка будет успевать охлаждаться, так как фреза будет каждый участок проходить быстрее, но при этом сообщая больше энергии заготовке. То есть тут будет сильно играть роль процессы теплообмена.
Подумав на эту тему, я решил забить на теорию (хотя мне кажется где то в литературе все это уже должно быть давно описано и даже рассчитано для классов обрабатываемых материалов) и эксперементировать, сочетая параметры в разных комбинациях, подыскивая режимы под мой станок.
Аватара пользователя
Сергей Саныч
Мастер
Сообщения: 9116
Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
Репутация: 2857
Откуда: Тюмень
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение Сергей Саныч »

Леонид Владимирович писал(а):задумывался ли кто-нибудь о том, какая мощность шпинделя в ваттах нужна для какого-либо вида работ?
Реальная механическая мощность для работы по дереву или пластику фрезой 2-3-4 мм не превышает нескольких десятков ватт. У меня на индикацию выведена мощность, потребляемая инвертором, по показаниям самого частотника. Это показание редко превышает 0,1 кВт (инвертор и шпиндель по 1,5 кВт). То есть имеем многократный запас по мощности (для таких инструментов и соответствующих режимов).
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
Аватара пользователя
daemon78
Мастер
Сообщения: 1693
Зарегистрирован: 02 окт 2018, 15:02
Репутация: 103
Настоящее имя: Владимир
Откуда: Москва
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение daemon78 »

Сергей Саныч писал(а):Реальная механическая мощность для работы по дереву или пластику фрезой 2-3-4 мм не превышает нескольких десятков ватт. У меня на индикацию выведена мощность, потребляемая инвертором, по показаниям самого частотника. Это показание редко превышает 0,1 кВт (инвертор и шпиндель по 1,5 кВт). То есть имеем многократный запас по мощности (для таких инструментов и соответствующих режимов).
Вы бы не могли, мне для сравнения, подсказать на каком режиме Вы обрабатываете дерево/фанеру фрезой 3 или 4 мм (подача, съем, обороты)
Аватара пользователя
Сергей Саныч
Мастер
Сообщения: 9116
Зарегистрирован: 30 май 2012, 14:20
Репутация: 2857
Откуда: Тюмень
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение Сергей Саныч »

С фанерой не часто работать доводится, но вот для примера: Фреза 3мм, кукуруза, 20000 об/мин, 3000 мм/мин, заглубление 1,7мм, съем на всю ширину (вырезание по контуру).
Чудес не бывает. Бывают фокусы.
Аватара пользователя
Леонид Владимирович
Мастер
Сообщения: 336
Зарегистрирован: 07 дек 2018, 09:11
Репутация: 34
Настоящее имя: Леонид Владимирович
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение Леонид Владимирович »

Сергей Саныч писал(а):
Леонид Владимирович писал(а):задумывался ли кто-нибудь о том, какая мощность шпинделя в ваттах нужна для какого-либо вида работ?
Реальная механическая мощность для работы по дереву или пластику фрезой 2-3-4 мм не превышает нескольких десятков ватт. У меня на индикацию выведена мощность, потребляемая инвертором, по показаниям самого частотника. Это показание редко превышает 0,1 кВт (инвертор и шпиндель по 1,5 кВт). То есть имеем многократный запас по мощности (для таких инструментов и соответствующих режимов).
У меня на ручном фрезере по металлу мощность редко за 200 вт переваливает (если верить амперметру). У меня, правда, обороты на порядок меньше, но зато и фрезы толще. А деревяшки он вообще не "видит", стрелка амперметра только слегка у нуля подрагивает.
А на токарном по металлу у меня вообще стоит мотор с надписью "150 Вт"(ватты, правда, русские, а ни китайские) и это не мешает ему за несколько минут килограмм древесной стружки нарезать.
Моё предыдущее сообщение не о режимах резания, а о том, что можно ориентировочно оценить мощность, при которой режим нормального фрезерования переходит в режим горения и уже на основании этого подобрать шпиндель, который бы не начал гореть раньше заготовки.
Должно быть у других людей слишком длинная жизнь, если они могут себе позволить фрезеровать на скорости меньше 10 м/мин...
Аватара пользователя
megagad
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 3207
Зарегистрирован: 05 апр 2014, 18:57
Репутация: 712
Откуда: Реуспублика Крым, Бахчисарай.
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение megagad »

"Мощность - очень уж странный предмет - вроде-бы есть, и вдруг сразу нет" ;)
Режет не мощность, а момент(усилие, помноженное на рычаг) на кончике фрезы. И если у вас этого "момента" не хватит - уже не важно, какая "теоретическая" мощность может развиваться на валу данного "шпинделя" при заданных оборотах... напомню - мощность двигателя может быть выражена через обороты и момент на валу. Потому и берут киловаттники, что при желании можно было немного "приспустить" обороты(в два-три раза), если того требует материал/режим.
Для ориентира(уже не раз считали тут на форуме) - есть вот такой "калькулятор": https://www.walter-tools.com/ru-ru/pres ... fault.aspx - можете им примерно оценивать что и на что хватит.
We Do What We Must, Because We Can!
Причинять добро, наносить пользу и подвергать ласке.
Аватара пользователя
nickoass
Мастер
Сообщения: 248
Зарегистрирован: 15 сен 2014, 21:38
Репутация: 23
Настоящее имя: Николай
Откуда: Киров
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение nickoass »

megagad писал(а):Режет не мощность, а момент
Золотые слова.
Аватара пользователя
Леонид Владимирович
Мастер
Сообщения: 336
Зарегистрирован: 07 дек 2018, 09:11
Репутация: 34
Настоящее имя: Леонид Владимирович
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение Леонид Владимирович »

megagad писал(а):"Мощность - очень уж странный предмет - вроде-бы есть, и вдруг сразу нет" ;)
Режет не мощность, а момент(усилие, помноженное на рычаг) на кончике фрезы. И если у вас этого "момента" не хватит - уже не важно, какая "теоретическая" мощность может развиваться на валу данного "шпинделя" при заданных оборотах... напомню - мощность двигателя может быть выражена через обороты и момент на валу. Потому и берут киловаттники, что при желании можно было немного "приспустить" обороты(в два-три раза), если того требует материал/режим.
Для ориентира(уже не раз считали тут на форуме) - есть вот такой "калькулятор": https://www.walter-tools.com/ru-ru/pres ... fault.aspx - можете им примерно оценивать что и на что хватит.
Если при том же моменте снижаются обороты, то пропорционально снижается и мощность.
То, что многие двигатели при малых оборотах плохо держат частоту вращения - это вопрос не мощности, а жёсткости характеристики. Обычно, чем мощнее мотор, тем более жёсткая у него характеристика. Но проблема стабильности оборотов эффективней решается не увеличением мощности, а введением системы обратной связи.
Спасибо за ссылку на куркулятор, дерева в списке обрабатываемых материалов не нашёл, но для пластмассы для требуемого режима получил 0,01 КВт.
Должно быть у других людей слишком длинная жизнь, если они могут себе позволить фрезеровать на скорости меньше 10 м/мин...
Аватара пользователя
megagad
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 3207
Зарегистрирован: 05 апр 2014, 18:57
Репутация: 712
Откуда: Реуспублика Крым, Бахчисарай.
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение megagad »

Леонид Владимирович писал(а):Если при том же моменте снижаются обороты, то пропорционально снижается и мощность.
Ещё разок - РЕЖЕТ УСИЛИЕ(момент на валу)! От оборотов зависит "скорость резания" - говоря проще - кромка либо будет резать, либо "заминать". Пока хватает момента и скорость резания будет в приемлемых рамках - всё будет отлично. Если скорость резания будет ниже требуемой - фреза будет "шкрябать" кромкой до момента, когда подача загонит её "поглубже" и ей так и так придётся мять тот слой материала, в который её вогнали.
Леонид Владимирович писал(а):То, что многие двигатели при малых оборотах плохо держат частоту вращения - это вопрос не мощности, а жёсткости характеристики. Обычно, чем мощнее мотор, тем более жёсткая у него характеристика. Но проблема стабильности оборотов эффективней решается не увеличением мощности, а введением системы обратной связи.
У асинхронников "характеристика" не такая уж и "жёсткая". Это коллекторники могут порадовать "горбами"... У шпинделей с этим всё просто(пример для 800Вт):
Изображение
На низких оборотах спасает векторное управление(почти обратная связь :) )
We Do What We Must, Because We Can!
Причинять добро, наносить пользу и подвергать ласке.
Аватара пользователя
Леонид Владимирович
Мастер
Сообщения: 336
Зарегистрирован: 07 дек 2018, 09:11
Репутация: 34
Настоящее имя: Леонид Владимирович
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение Леонид Владимирович »

megagad писал(а): Если скорость резания будет ниже требуемой - фреза будет "шкрябать" кромкой до момента, когда подача загонит её "поглубже" и ей так и так придётся мять тот слой материала, в который её вогнали.
)
Как я понял, у вас фреза несколько оборотов не режет, а елозит, потом вырывает большой кусок, потом ещё несколько оборотов елозит и т. д.?
Тут дело не в оборотах, а в том, что жёсткость станка недостаточна для обеспечения стабильного режима резания (конструкция хлипкая или люфты лютуют). При увеличении оборотов начинает влиять масса - за время прохождения зуба фрезы по заготовке шпиндель и заготовка просто не успевают сместиться относительно прежнего положения и за счёт этого режим резания стабилизируется. На 146% не уверен, но судя по описанным симптомам всё именно так.
На жёстких станках стружка режется нормально при снижении оборотов вплоть до нуля (естественно, при сохранении подачи на оборот).
Должно быть у других людей слишком длинная жизнь, если они могут себе позволить фрезеровать на скорости меньше 10 м/мин...
Аватара пользователя
Mamont
Мастер
Сообщения: 1953
Зарегистрирован: 10 дек 2015, 12:21
Репутация: 382
Настоящее имя: Виталий
Откуда: РБ Минск
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение Mamont »

Важно выдерживать подачу на зуб. На нежестких системах будут возникать те самые вибрации, приводят к тому что вместо средней подачи, к примеру 0.05 на зуб, будут в какой то момент времени и 0 , и иногда 0.3. 0 вызывет разогрев и налипание материала на фрезу, а уже 0.3 будет вызывать выкрашивание. И чтобы выйти из положения приходится нужно уменьшать съем, заглубление или перекрытие устанавливать по нескольку десятых вместо единиц миллиметров.
Использование высокоскоростного шпинделя требует и скоростного станка. Для 24т оборотов и 4заходной фрезы надо рабочая подача 5м/мин. Это довольно много для любительского станка
Homa123
Кандидат
Сообщения: 94
Зарегистрирован: 02 фев 2022, 13:59
Репутация: 0
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение Homa123 »

Почитал много тут - теории и даже термодинамики) вот задам тут вопрос по практике: может ли китайский шпиндель 300w фрезой 4мм(к примеру трехзаходной) пройти в сосновой заготовке 10-15 мм съёма с подачей в 2 метра минуту. Не понимаю как это посчитать, поэтому может кто то обладает таким шпинделем и может просто проверить такое на практике? Фрезерую сосну 10мм фрезой и хотел поставить такого малыша как автосмену для того чтоб радиусы убирать на запилах и делать мелкие отверстия в заготовках.
Аватара пользователя
xvovanx
Мастер
Сообщения: 3647
Зарегистрирован: 25 фев 2016, 12:27
Репутация: 897
Настоящее имя: Владимир
Откуда: Latvia
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение xvovanx »

Homa123 писал(а): шпиндель 300w фрезой 4мм(к примеру трехзаходной) пройти в сосновой заготовке 10-15 мм съёма с подачей в 2 метра минуту.
Смеетесь? Хорошо если этот шпинделёк потянет в 3 раза меньший съем с в 3 раза меньшей скоростью. Чего тут читать теорию по отношению к игрушечному шпинделю. Возьмите кусок доски и пробуйте по чуть чуть нагружать и по звуку поймете где ваш шпиндель выдохнется.
Аватара пользователя
Mamont
Мастер
Сообщения: 1953
Зарегистрирован: 10 дек 2015, 12:21
Репутация: 382
Настоящее имя: Виталий
Откуда: РБ Минск
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение Mamont »

Даже если шпиндель вытянет, нужно отвести обьемную древесную стружку. Не успеет отводить - сломает фрезу
nevkon
Почётный участник
Почётный участник
Сообщения: 2390
Зарегистрирован: 17 июл 2015, 10:25
Репутация: 302
Настоящее имя: Константин
Откуда: Балаково (Саратовская обл.)
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение nevkon »

Посчитать так:
2000 мм/мин, 12000 об/мин, n=3. 2000 / 12000 / 3 = 0.056 мм/зуб.
Вальтер говорит что с такими режимами надо 2.2 кВт минимум.
Homa123
Кандидат
Сообщения: 94
Зарегистрирован: 02 фев 2022, 13:59
Репутация: 0
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение Homa123 »

xvovanx писал(а): 04 дек 2022, 18:04 Возьмите кусок доски и пробуйте по чуть чуть нагружать и по звуку поймете где ваш шпиндель выдохнется.
Поэтому и задаю вопрос, потому что не хочу потратить 50долларов чтоб просто посмотреть) кто то же тут имеет такой шпиндель и может попробовать, ну или хотя бы ответить.
Homa123
Кандидат
Сообщения: 94
Зарегистрирован: 02 фев 2022, 13:59
Репутация: 0
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение Homa123 »

nevkon писал(а): 05 дек 2022, 11:26 Посчитать так:
2000 мм/мин, 12000 об/мин, n=3. 2000 / 12000 / 3 = 0.056 мм/зуб.
Вальтер говорит что с такими режимами надо 2.2 кВт минимум.
Спасибо за ответ - я и привёл в пример трехзаходную фрезу взяв такой расчёт - 0.55 на зуб по таблице. Вот только как посчитать момент на шпинделе - я не нашёл как🤷‍♂️ Поэтому и спросил. По факту у меня поворотная голова, я хотел поставить этот дополнительный шпиндель перпендикулярно основному, автозамену прописать как поворот головы на 90градусов и им сверлить отверстия под шурупы фрезой 3мм, но смотрю в сторону такого шпинделя и по второй причине - у него вал с двух сторон(снимаем вентилятор пластиковый с него), и при повороте в другую сторону на 90градусов - можно ещё один цанговый патрон на вал надеть и фрезеровать радиусы, оставшиеся от фрезы 10мм.
Homa123
Кандидат
Сообщения: 94
Зарегистрирован: 02 фев 2022, 13:59
Репутация: 0
Настоящее имя: Андрей
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение Homa123 »

Mamont писал(а): 04 дек 2022, 18:48 Даже если шпиндель вытянет, нужно отвести обьемную древесную стружку. Не успеет отводить - сломает фрезу
Вот и спросил - может у кого то есть, можно посавить стружколом четырехзаходный - стружки будет мало. Я все же не понимаю как понять какой момент нужен у шпинделя для поставленной задачи. Станок может летать и 25 метров в минуту - на сервах, можно взять большую подачу при меньшем съёме, сосна все же мягкий материал - 500ваттный мне к сожалению не влезет при двух цанговых патронах, а этот малыш как раз.
Аватара пользователя
xvovanx
Мастер
Сообщения: 3647
Зарегистрирован: 25 фев 2016, 12:27
Репутация: 897
Настоящее имя: Владимир
Откуда: Latvia
Контактная информация:

Re: Выбор китайского DC шпинделя 300W?

Сообщение xvovanx »

Homa123 писал(а): но смотрю в сторону такого шпинделя
Баловство все это, у этого шпинделя вал сидит на опорных подшипниках, которые в свою очередь поджаты резиновыми шайбами. Т.е. вал не жесткий, при нагрузках его колбасит во все стороны.
Homa123 писал(а): снимаем вентилятор пластиковый с него
И через 2 минуты без обдува на нем можно жарить яичницу
Homa123 писал(а): можно ещё один цанговый патрон на вал надеть и фрезеровать радиусы
не забыв при этом каждый раз менять полярность питания, чтоб крутился в противоположную сторону
Ответить

Вернуться в «Двигатели и шпиндели»