ข้อดีของเครื่องจักรศูนย์กลางการหล่อแร่ด้วยหินอ่อนคืออะไร?

ข้อดีของเครื่องจักรศูนย์กลางการหล่อแร่ด้วยหินอ่อนคืออะไร?
วัสดุหล่อจากแร่ (หินแกรนิตเทียม หรือที่รู้จักกันในชื่อคอนกรีตเรซิน) ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเครื่องมือกลมานานกว่า 30 ปี ในฐานะวัสดุโครงสร้าง

จากสถิติพบว่า ในยุโรป เครื่องมือกล 1 ใน 10 ชิ้น ใช้เหล็กหล่อแร่เป็นฐานรอง อย่างไรก็ตาม การใช้ประสบการณ์ที่ไม่เหมาะสม ข้อมูลที่ไม่ครบถ้วน หรือไม่ถูกต้อง อาจนำไปสู่ความสงสัยและอคติต่อเหล็กหล่อแร่ได้ ดังนั้น ในการสร้างอุปกรณ์ใหม่ จึงจำเป็นต้องวิเคราะห์ข้อดีและข้อเสียของเหล็กหล่อแร่ และเปรียบเทียบกับวัสดุอื่นๆ

โดยทั่วไปแล้ว วัสดุพื้นฐานของเครื่องจักรกลก่อสร้างแบ่งออกเป็น เหล็กหล่อ, การหล่อแร่ (โพลีเมอร์และ/หรือคอนกรีตเรซินแบบทำปฏิกิริยา), โครงสร้างเหล็ก/เชื่อม (แบบอุดร่อง/แบบไม่อุดร่อง) และหินธรรมชาติ (เช่น หินแกรนิต) วัสดุแต่ละชนิดมีลักษณะเฉพาะของตนเอง และไม่มีวัสดุโครงสร้างใดที่สมบูรณ์แบบ การเลือกวัสดุโครงสร้างที่เหมาะสมที่สุดจึงต้องพิจารณาข้อดีและข้อเสียของวัสดุตามความต้องการโครงสร้างเฉพาะนั้นๆ

หน้าที่สำคัญสองประการของวัสดุโครงสร้าง ได้แก่ การรับประกันรูปทรง ตำแหน่ง และการดูดซับพลังงานของส่วนประกอบ ซึ่งก่อให้เกิดข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ (ประสิทธิภาพเชิงสถิต พลวัต และความร้อน) ข้อกำหนดด้านฟังก์ชัน/โครงสร้าง (ความแม่นยำ น้ำหนัก ความหนาของผนัง ความง่ายในการติดตั้งรางนำทาง) สำหรับการติดตั้งวัสดุ ระบบหมุนเวียนสื่อ และโลจิสติกส์ และข้อกำหนดด้านต้นทุน (ราคา ปริมาณ ความพร้อมใช้งาน คุณลักษณะของระบบ) ตามลำดับ
I. ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับวัสดุโครงสร้าง

1. ลักษณะคงที่

เกณฑ์ในการวัดคุณสมบัติทางสถิตของฐานมักจะพิจารณาจากความแข็งของวัสดุ กล่าวคือ การเสียรูปน้อยที่สุดภายใต้แรงกด มากกว่าความแข็งแรงสูง สำหรับการเสียรูปยืดหยุ่นแบบสถิตนั้น วัสดุหล่อจากแร่สามารถถือได้ว่าเป็นวัสดุเนื้อเดียวกันแบบไอโซโทรปิกที่ปฏิบัติตามกฎของฮุก

ความหนาแน่นและโมดูลัสความยืดหยุ่นของชิ้นส่วนหล่อจากแร่มีค่าเป็น 1/3 ของเหล็กหล่อ ตามลำดับ เนื่องจากชิ้นส่วนหล่อจากแร่และเหล็กหล่อมีความแข็งแกร่งจำเพาะเท่ากัน ดังนั้นภายใต้น้ำหนักที่เท่ากัน ความแข็งแกร่งของชิ้นส่วนหล่อเหล็กและชิ้นส่วนหล่อจากแร่จึงเท่ากันโดยไม่คำนึงถึงอิทธิพลของรูปทรง ในหลายกรณี ความหนาของผนังที่ออกแบบไว้สำหรับชิ้นส่วนหล่อจากแร่โดยทั่วไปจะมากกว่าชิ้นส่วนหล่อเหล็กถึง 3 เท่า และการออกแบบนี้จะไม่ก่อให้เกิดปัญหาใดๆ ในแง่ของคุณสมบัติทางกลของผลิตภัณฑ์หรือชิ้นส่วนหล่อ ชิ้นส่วนหล่อจากแร่เหมาะสำหรับใช้งานในสภาพแวดล้อมคงที่ที่รับแรงกด (เช่น แท่นรองรับ เสา) และไม่เหมาะสำหรับโครงสร้างผนังบางและ/หรือขนาดเล็ก (เช่น โต๊ะ พาเลท เครื่องเปลี่ยนเครื่องมือ รถเข็น ตัวรองรับแกนหมุน) น้ำหนักของชิ้นส่วนโครงสร้างมักถูกจำกัดโดยอุปกรณ์ของผู้ผลิตชิ้นส่วนหล่อจากแร่ และผลิตภัณฑ์หล่อจากแร่ที่มีน้ำหนักเกิน 15 ตันนั้นโดยทั่วไปหายาก

2. ลักษณะพลวัต

ยิ่งความเร็วรอบและ/หรือความเร่งของเพลาสูงขึ้นเท่าใด ประสิทธิภาพการทำงานแบบไดนามิกของเครื่องจักรก็ยิ่งมีความสำคัญมากขึ้นเท่านั้น การกำหนดตำแหน่งอย่างรวดเร็ว การเปลี่ยนเครื่องมืออย่างรวดเร็ว และการป้อนชิ้นงานด้วยความเร็วสูง ล้วนส่งผลให้เกิดการสั่นสะเทือนทางกลและการกระตุ้นแบบไดนามิกของชิ้นส่วนโครงสร้างเครื่องจักรอย่างต่อเนื่อง นอกจากด้านการออกแบบขนาดของชิ้นส่วนแล้ว การโก่งตัว การกระจายมวล และความแข็งแกร่งแบบไดนามิกของชิ้นส่วนยังได้รับผลกระทบอย่างมากจากคุณสมบัติการหน่วงของวัสดุด้วย

การใช้วัสดุหล่อจากแร่ธาตุเป็นทางออกที่ดีสำหรับปัญหาเหล่านี้ เนื่องจากสามารถดูดซับแรงสั่นสะเทือนได้ดีกว่าเหล็กหล่อแบบดั้งเดิมถึง 10 เท่า จึงช่วยลดความกว้างและความถี่ธรรมชาติของการสั่นสะเทือนได้อย่างมาก

ในการทำงานด้านการตัดเฉือน เช่น การกลึง การใช้วัสดุหล่อแร่สามารถให้ความแม่นยำสูงขึ้น คุณภาพพื้นผิวดีขึ้น และอายุการใช้งานของเครื่องมือยาวนานขึ้น ในขณะเดียวกัน ในแง่ของผลกระทบด้านเสียง การหล่อแร่ยังทำได้ดีเช่นกัน โดยผ่านการเปรียบเทียบและตรวจสอบฐาน ชิ้นส่วนส่งกำลัง และอุปกรณ์เสริมที่ทำจากวัสดุต่าง ๆ สำหรับเครื่องยนต์ขนาดใหญ่และเครื่องเหวี่ยงแยกสาร ตามการวิเคราะห์เสียงกระทบ การหล่อแร่สามารถลดระดับความดันเสียงเฉพาะจุดได้ถึง 20%

3. คุณสมบัติทางความร้อน

ผู้เชี่ยวชาญประเมินว่าประมาณ 80% ของความคลาดเคลื่อนของเครื่องมือกลเกิดจากผลกระทบทางความร้อน การหยุดชะงักของกระบวนการ เช่น แหล่งความร้อนภายในหรือภายนอก การอุ่นก่อนการทำงาน การเปลี่ยนชิ้นงาน ฯลฯ ล้วนเป็นสาเหตุของการเสียรูปเนื่องจากความร้อน เพื่อให้สามารถเลือกวัสดุที่ดีที่สุดได้ จำเป็นต้องชี้แจงข้อกำหนดของวัสดุให้ชัดเจน ค่าความร้อนจำเพาะสูงและค่าการนำความร้อนต่ำทำให้การหล่อแร่มีคุณสมบัติเฉื่อยต่อความร้อนที่ดีต่ออิทธิพลของอุณหภูมิชั่วคราว (เช่น การเปลี่ยนชิ้นงาน) และความผันผวนของอุณหภูมิแวดล้อม หากจำเป็นต้องมีการอุ่นก่อนการทำงานอย่างรวดเร็ว เช่น บนฐานโลหะ หรือหากอุณหภูมิของฐานถูกห้าม อุปกรณ์ทำความร้อนหรือทำความเย็นสามารถหล่อเข้าไปในการหล่อแร่โดยตรงเพื่อควบคุมอุณหภูมิ การใช้อุปกรณ์ชดเชยอุณหภูมิประเภทนี้สามารถลดการเสียรูปที่เกิดจากอิทธิพลของอุณหภูมิ ซึ่งช่วยปรับปรุงความแม่นยำในราคาที่เหมาะสม

II. ข้อกำหนดด้านการทำงานและโครงสร้าง

ความสมบูรณ์ของเนื้อวัสดุเป็นคุณลักษณะเด่นที่ทำให้การหล่อแร่แตกต่างจากวัสดุอื่นๆ อุณหภูมิการหล่อสูงสุดสำหรับการหล่อแร่คือ 45 องศาเซลเซียส และเมื่อใช้ร่วมกับแม่พิมพ์และเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูง ชิ้นส่วนและการหล่อแร่สามารถหล่อพร้อมกันได้

เทคนิคการหล่อซ้ำขั้นสูงสามารถนำมาใช้กับชิ้นงานหล่อจากแร่ได้เช่นกัน ทำให้ได้พื้นผิวการติดตั้งและรางที่แม่นยำโดยไม่จำเป็นต้องผ่านการกลึง เช่นเดียวกับวัสดุพื้นฐานอื่นๆ ชิ้นงานหล่อจากแร่ก็อยู่ภายใต้กฎการออกแบบโครงสร้างเฉพาะ ความหนาของผนัง อุปกรณ์รับน้ำหนัก ชิ้นส่วนเสริมแรง วิธีการขนถ่าย และการรับน้ำหนัก ล้วนแตกต่างจากวัสดุอื่นๆ ในระดับหนึ่ง และจำเป็นต้องพิจารณาไว้ล่วงหน้าในระหว่างการออกแบบ

III. ข้อกำหนดด้านต้นทุน

แม้ว่าการพิจารณาจากมุมมองทางเทคนิคจะเป็นสิ่งสำคัญ แต่ความคุ้มค่าก็มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ การใช้ชิ้นส่วนหล่อจากแร่ช่วยให้วิศวกรประหยัดต้นทุนการผลิตและการดำเนินงานได้อย่างมาก นอกจากจะประหยัดต้นทุนการกลึงแล้ว ต้นทุนการหล่อ การประกอบขั้นสุดท้าย และต้นทุนด้านโลจิสติกส์ที่เพิ่มขึ้น (คลังสินค้าและการขนส่ง) ก็ลดลงตามไปด้วย เมื่อพิจารณาถึงฟังก์ชันการทำงานระดับสูงของชิ้นส่วนหล่อจากแร่ ควรพิจารณาในภาพรวมของโครงการทั้งหมด ในความเป็นจริง การเปรียบเทียบราคาจะสมเหตุสมผลกว่าเมื่อติดตั้งหรือเตรียมการติดตั้งฐานแล้ว ต้นทุนเริ่มต้นที่ค่อนข้างสูงคือต้นทุนของแม่พิมพ์และเครื่องมือหล่อจากแร่ แต่ต้นทุนนี้สามารถลดลงได้ในระยะยาว (500-1000 ชิ้น/แม่พิมพ์เหล็ก) และการบริโภคต่อปีอยู่ที่ประมาณ 10-15 ชิ้น

IV. ขอบเขตการใช้งาน

ในฐานะวัสดุโครงสร้าง การหล่อแร่กำลังเข้ามาแทนที่วัสดุโครงสร้างแบบดั้งเดิมอย่างต่อเนื่อง และกุญแจสำคัญของการพัฒนาอย่างรวดเร็วอยู่ที่การหล่อแร่ แม่พิมพ์ และโครงสร้างการยึดติดที่มั่นคง ปัจจุบัน การหล่อแร่ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายสาขาของเครื่องมือกล เช่น เครื่องเจียรและเครื่องจักรความเร็วสูง ผู้ผลิตเครื่องเจียรเป็นผู้บุกเบิกในภาคส่วนเครื่องมือกลที่ใช้การหล่อแร่สำหรับฐานเครื่อง ตัวอย่างเช่น บริษัทที่มีชื่อเสียงระดับโลก เช่น ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude เป็นต้น ได้รับประโยชน์จากคุณสมบัติการลดแรงสั่นสะเทือน ความเฉื่อยทางความร้อน และความสมบูรณ์ของการหล่อแร่ เพื่อให้ได้ความแม่นยำสูงและคุณภาพพื้นผิวที่ยอดเยี่ยมในกระบวนการเจียร

ด้วยภาระไดนามิกที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แท่นหล่อแร่จึงได้รับความนิยมมากขึ้นจากบริษัทชั้นนำระดับโลกในด้านเครื่องเจียรเครื่องมือ แท่นหล่อแร่มีความแข็งแกร่งเป็นเลิศและสามารถกำจัดแรงที่เกิดจากการเร่งความเร็วของมอเตอร์เชิงเส้นได้อย่างดีเยี่ยม ในขณะเดียวกัน การผสมผสานอย่างลงตัวระหว่างประสิทธิภาพการดูดซับแรงสั่นสะเทือนที่ดีและมอเตอร์เชิงเส้นสามารถปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวของชิ้นงานและอายุการใช้งานของล้อเจียรได้อย่างมาก