Как выбрать главный электродвигатель универсального токарного станка?

Главный двигатель универсального токарно-винторезного станка выбирают по мощности и частоте вращения с таблички станка, желательно с тем же числом полюсов и тем же способом крепления. Все ступени частоты вращения шпинделя рассчитаны в коробке скоростей исходя из постоянной частоты вращения двигателя; если она меняется, таблица скоростей станка становится недействительной. После мощности больше всего внимания требуют частые пуски при реверсе, способ торможения и то, как двигатель крепится к станине.

Какую работу выполняет главный двигатель токарного станка?

На универсальном токарном станке главный двигатель обычно вращается с постоянной частотой. Разные частоты вращения шпинделя выбираются шестернями и рукоятками передней бабки. Мощность от двигателя к передней бабке чаще всего передаётся клиновым ремнём; двигатель стоит в нише тумбы или в задней части станка на плите, позволяющей регулировать натяжение ремня.

Главный двигатель не только вращает шпиндель. На многих станках подача и нарезание резьбы тоже берутся от этого же двигателя через переднюю бабку и коробку подач. Быстрый ход суппорта, насос СОЖ и на некоторых станках насос смазки работают от отдельных небольших двигателей. Эта статья посвящена главному двигателю.

Что определяет мощность и стоит ли увеличивать главный двигатель?

Мощность главного двигателя токарного станка задаёт производитель исходя из наибольшего сечения стружки, на которое рассчитан станок, обрабатываемого материала и диаметра заготовки. Поэтому самый надёжный источник — табличка самого станка или его руководство. Называть точную мощность по размеру станка неправильно: два станка одного класса могут комплектоваться двигателями разной мощности.

Поставить более мощный двигатель может показаться заманчивым, но ремни, шестерни передней бабки, муфта и подшипники станка рассчитаны на исходную мощность. Более крупный двигатель нагружает эти детали бо́льшим моментом; при тяжёлом резании ремень проскальзывает или перегружаются шестерни. Кроме того, больший корпус может не поместиться в нишу двигателя. Короче говоря, увеличение мощности имеет смысл только в пределах, допускаемых производителем станка.

Частота вращения и число полюсов: сохранить таблицу скоростей

Табличка скоростей на передней бабке рассчитана, например, на номинальную частоту вращения 4-полюсного двигателя около 1450 об/мин. Если вместо него поставить 2-полюсный двигатель, все частоты вращения шпинделя возрастут примерно вдвое; значения на табличке станут недействительными, а на высоких ступенях передняя бабка будет вращаться выше расчётной частоты. Это недопустимо и с точки зрения безопасности, и для ресурса шестерён.

Поэтому первое правило — сохранить число полюсов старого двигателя. На табличке указана номинальная частота вращения (например, 1440 об/мин); это значение соответствует классу 4 полюса, 1500 об/мин синхронных. Разница в несколько оборотов номинальной частоты заметно не меняет частоту вращения шпинделя.

Двигатель, на табличке которого указаны две скорости

На некоторых станках двигатель двухскоростной; переключатель на передней бабке удваивает число ступеней. На табличке вы увидите две мощности и две частоты вращения (например, 4/2 полюса). Обмотка и схема подключения у таких двигателей другие, и заменить их один к одному стандартным односкоростным двигателем нельзя. Для этой задачи нужен специальный двигатель; он может выходить за рамки стандартной серии каталога HEM Motor 2026 года — обратитесь к нам с данными таблички и применения.

Вперёд-назад, частые пуски и торможение

Токарный станок — одна из цеховых машин, где нагрузка на двигатель меняется сильнее всего. При нарезании резьбы, расточке или измерении детали оператор часто останавливает, запускает и реверсирует шпиндель. В зависимости от конструкции станка это делается одним из двух способов:

• Станок с механической муфтой: двигатель всегда вращается в одном направлении; направлением и остановкой шпинделя управляют муфта и тормоз в передней бабке. Это самая щадящая для двигателя схема: пусков немного.
• Станок с электрическим реверсом: направление вращения двигателя меняется контакторами «вперёд» и «назад». Каждый реверс — отдельный пуск, при котором в обмотке накапливается тепло. Тепловое реле нужно настроить по току с таблички, а уставку защиты выбирать с учётом частоты пусков.

Важно и торможение. На некоторых станках шпиндель останавливают противовключением (кратковременно подавая на двигатель обратное направление) или динамическим торможением постоянным током; это решается на стороне преобразователя или схемы управления и создаёт дополнительный нагрев двигателя. На станках с механическим тормозом в задней части двигателя нужен двигатель со встроенным тормозом; он тоже не входит в стандартную серию и оценивается отдельно по табличке.

Подробнее о выборе защиты двигателя — в нашей статье о выборе теплового реле и предохранителей.

Крепление двигателя на станке

Самая распространённая на токарных станках схема — B3: двигатель стоит лапами на шарнирной или пазовой плите, которой регулируют натяжение ремня. На некоторых станках двигатель может крепиться к передней бабке фланцем. При замене проверьте следующее:

• Габарит: если у старого и нового двигателя одинаковый габарит IEC, высота оси вала и отверстия лап обычно совпадают; установка возможна без замены плиты.
• Шкив: если старый шкив будет установлен на новый двигатель, диаметр вала и размер шпонки должны совпадать. Не насаживайте шкив на новый вал с усилием.
• Соосность ремня: шкив двигателя и шкив передней бабки должны находиться в одной плоскости; иначе ремень изнашивается по бокам и растёт вибрация.
• Кабельный ввод и положение клеммной коробки: в тесной нише от того, с какой стороны окажется клеммная коробка, зависит удобство подключения.

Монтажные исполнения предлагаются в зависимости от габарита; размер фланца подтверждается при заказе. Для сравнения размеров используйте 2D-чертежи по габаритам.

Работа токарного станка с преобразователем

Частая переделка старых станков — питание главного двигателя от преобразователя частоты, чтобы плавно регулировать скорость между ступенями. Наши трёхфазные серии подходят для регулирования скорости с помощью преобразователя частоты; при длительной работе на низкой частоте вращения с полным моментом может потребоваться независимый вентилятор, а при длинном кабеле между преобразователем и двигателем рассматривается dv/dt- или синус-фильтр; эти условия указываются при заказе.

Применительно к токарному станку помните: тяжёлое резание крупной заготовки на низких оборотах означает длительную работу двигателя с большим моментом и низкой частотой вращения. В этом случае вентилятор на собственном валу может охлаждать двигатель недостаточно. Тормозной резистор и рампу останова преобразователя также нужно настроить отдельно, чтобы станок останавливался безопасно. Общие рамки описаны в вопросе о работе с инвертором.

Подходящие модели HEM Motor и актуальные цены можно посмотреть в разделе купить электродвигатель.

Примеры моделей для мощностей, встречающихся на универсальных токарных станках

На цеховых универсальных токарных станках мощность главного двигателя зависит от размера станка; точное значение берётся с таблички станка. Ниже в качестве примера приведены 4-полюсные модели в алюминиевом корпусе. Все они имеют защиту IP55 и изоляцию класса F:

• 100L2-4: 3 кВт, 4 полюса, номинально 1450 об/мин, IEC 100L, 230/400 В (Δ/Y), 6,02 А (400 В).
• 112M-4: 4 кВт, 4 полюса, номинально 1450 об/мин, IEC 112M, 400/690 В (Δ/Y), 7,95 А (400 В).
• 132S-4: 5,5 кВт, 4 полюса, номинально 1460 об/мин, IEC 132S, 400/690 В (Δ/Y), 10,7 А (400 В).
• 132M-4: 7,5 кВт, 4 полюса, номинально 1460 об/мин, IEC 132M, 400/690 В (Δ/Y), 14,3 А (400 В).

Обратите внимание: модель 3 кВт рассчитана на 230/400 В, а модели от 4 кВт и выше — на 400/690 В. В сети 400 В двигатель 230/400 В подключается звездой, а двигатель 400/690 В — треугольником. Если на старом станке применяется пуск «звезда-треугольник», на табличке нового двигателя должно быть 400/690 В. Актуальные цены — на страницах продуктов.

Итог: что прислать нам для двигателя токарного станка

Правильный выбор главного двигателя токарного станка — та же мощность, то же число полюсов, тот же габарит, помещающийся в нишу, и подключение, соответствующее схеме управления станка. Вместо того чтобы увеличивать двигатель ради «усиления» станка, надёжнее оценить потребность по данным производителя. Для коммерческого предложения подготовьте:

• Фото таблички старого двигателя и марку/модель станка
• Способ крепления двигателя (плита на лапах, фланец) и данные шкива
• Схему управления: контакторы «вперёд-назад» или муфта, есть ли тормоз
• Напряжение сети и способ пуска

Подходящие модели и актуальные цены — в нашем разделе онлайн-продаж. Отправьте фото таблички, частоту вращения и данные монтажа вашего текущего двигателя через страницу отправки таблички двигателя и запросите предложение на подходящую модель. Для промышленного оборудования в целом посмотрите также страницу промышленные двигатели общего назначения.

Часто задаваемые вопросы

Можно ли заменить двигатель токарного станка 2-полюсным?

Не рекомендуется. Если таблица скоростей станка рассчитана на 4-полюсный двигатель, 2-полюсный двигатель примерно удвоит все частоты вращения шпинделя и выведет переднюю бабку за пределы расчётной частоты.

Позволит ли более мощный двигатель снимать более тяжёлую стружку?

Лишь в ограниченной мере. Поскольку ремень, муфта и шестерни рассчитаны на исходную мощность, реальным ограничением обычно является сам станок; любое увеличение мощности оценивайте по данным производителя станка.

Почему двигатель греется на станке с частым реверсом?

Каждый реверс — это новый пуск, а пусковой ток выделяет тепло в обмотке. При высокой частоте пусков уставку тепловой защиты и режим работы нужно оценивать вместе.

Можно ли поставить стандартный двигатель на станок с тормозом в задней части двигателя?

Если тормоз является частью двигателя, стандартный двигатель эту функцию не выполнит; нужен специальный двигатель с тормозом. Обратитесь к нам с данными таблички и схемы управления.