Jeżeli szukamy wrzeciona do zarabiania pieniędzy, wybór musi paść na rozwiązania profesjonalne. Do takich należy wrzeciono bezszczotkowe, indukcyjne, sterowane falownikiem, na łożyskach ceramicznych, ze szczelną komorą silnika i metalową obudową. Jak podkreśla Grzegorz Kominek, dyrektor sprzedaży w Chiron Polska, profesjonalne wrzeciono to przemyślana konstrukcja, wysoka jakość komponentów użytych do jego budowy (np. łożysk, sprężyn, uszczelnień), precyzja montażu oraz testy temperaturowe i wytrzymałościowe. – Profesjonalne wrzeciono posiada co najmniej dwie pary łożysk skośnych z napięciem wstępnym. Przy mniejszych obrotach smarowane jest smarem stałym, przy większych mgłą olejową. Górna oprawa łożysk powinna być pływająca, aby unikać naprężeń spowodowanych termicznym rozszerzaniem wirnika wrzeciona. Elektrowrzeciona wysokoobrotowe posiadają ponadto łożyska z kulkami ceramicznymi o znacznie mniejszej masie, co obniża siłę odśrodkową, z jaką napierają one na zewnętrzną bieżnię – dodaje Przemysław Kimla, prezes firmy Kimla.

Warto wiedzieć

Dobrze dobrane wrzeciono w obrabiarce CNC powinno spełniać dwa podstawowe kryteria – zaznacza Grzegorz Kominek z Chiron Polska: – Musi długoterminowo utrzymywać określone parametry obróbki i być bezawaryjne przy minimalnej obsłudze serwisowej. Spełnienie tych prostych kryteriów stanowi bazę do osiągnięcia zadowolenia klienta.
Dobierając wrzeciono, nie można jednak koncentrować się tylko na tym komponencie – w celu zapewnienia stabilności i bezawaryjności obróbki należy odpowiednio dobrać wszystkie elementy procesu, takie jak obrabiarka, układ mocowania, narzędzia i chłodziwo, ponieważ ściśle na siebie wpływają.

Podstawowe kryteria wyboru tego elementu to oczywiście moc, moment i prędkość obrotowa. W zależności od wielkości serii do tego samego materiału można zastosować inaczej wyposażone wrzeciono. – Dla porównania: krótkie serie lub jednostkowa produkcja wymagają zastosowania wrzeciona odpornego na kolizje (lub innych systemów zabezpieczających) ze względu na większe ryzyko ich wystąpienia. Seryjna produkcja wymaga ciągłego monitorowania parametrów wrzeciona (temperatura, wibracje, stan łożysk, wyciek chłodziwa). Doświadczony producent obrabiarek musi do każdego projektu podejść indywidualnie – mówi Grzegorz Kominek z Chiron Polska.

W maszynach CNC wrzeciona dzieli się na wrzeciona z napędem przez silnik zewnętrzny oraz wrzeciona z wbudowanym silnikiem, czyli elektrowrzeciona. – Wrzeciona z napędem zewnętrznym są zazwyczaj niskoobrotowe (do 10 000 obr./min) o wysokim momencie, elektrowrzeciona zazwyczaj mają znacznie wyższe obroty (do 50 000 obr./min) i niższy moment. Elektrowrzeciona przy mniejszych mocach do 20 kW mają silniki asynchroniczne, a powyżej silniki synchroniczne, co daje wysoki moment już od bardzo niskich obrotów – wyjaśnia Przemysław Kimla i dodaje: – Elektrowrzeciona stosuje się przede wszystkim w maszynach wykorzystujących narzędzia o niewielkich średnicach, wymagających wysokich obrotów. Dla prac produkcyjnych, szczególnie przy użyciu dużych głowic, niezbędny jest bardzo wysoki moment nierzadko wymagający przekładni, co wymusza wybór wrzeciona z napędem zewnętrznym.

Wysokie obroty, jak czytamy na stronie firmy Kimla, stosuje się w przypadku aluminium, drewna, materiałów kompozytowych, laminatów itp. Nie nadają się natomiast do obróbki stali, szczególnie nierdzewnej, tworzyw termoplastycznych i wiercenia wiertłami HSS. – Elektrowrzeciona indukcyjne sprawdzają się przy mocach do 20 kW i są stosowane do obróbki metali kolorowych, tworzyw sztucznych, kompozytów oraz stali w zastosowaniach narzędziowych. Przy obróbce stali głowicami wymagana jest większa moc, więc wykorzystywane są tu elektrowrzeciona synchroniczne o mocach 30–50 kW. Obróbka dużymi głowicami wymaga już wrzecion z przekładnią zapewniającą bardzo duży moment przy obrotach poniżej 1000 obr./min – mówi Przemysław Kimla.

Nowe czy regenerowane?

Na rynku jest coraz więcej firm oferujących regenerację wrzecion. Zdania na temat tego, czy wybrać wrzeciono nowe, czy regenerowanego, są jednak podzielone. Grzegorz Kominek z Chiron Polska twierdzi, że lepiej zdecydować się na kupno nowego wrzeciona, które zostanie zamontowane przez profesjonalny serwis, niż poddanego regeneracji. – Jeśli już wybór padnie na wrzeciono regenerowane, to albo przez producenta, albo z pewnego źródła z gwarancją. Nieprawidłowo zregenerowane wrzeciono lub jego niewłaściwy montaż mogą spowodować poważne uszkodzenie obrabiarki – przestrzega Grzegorz Kominek.

Innego zdania jest Przemysław Kimla: – Wrzeciona regenerowane przez fabrykę, która je wyprodukowała, są najczęściej pełnowartościowe i mają parametry wrzecion nowych. W elektrowrzecionie możliwa jest ponadto wymiana samego wirnika z zainstalowanymi łożyskami. Taki zespół jest wyważony fabrycznie i kosztuje często poniżej połowy ceny wrzeciona.