Охлаждающая жидкость для шпинделя станка cnc. Конструктивные схемы теплообменников

Ребят, мы построили систему охлаждения для своего ЧПУ и делимся с вами всей документацией на случай, если вы захотите такую же.

Настал тот день, когда появилась возможность привести в порядок охлаждение шпинделя: вышел из строя китайский насос. И мы подумали, что пора перестать прятать канистру с тосолом и насосом под станком и сделать что-то, что было бы не стыдно поставить на видное место. Мы же бюро промышленного дизайна, в конце концов!

Вот так выглядело хозяйство сразу после поломки:

Такая канистра прогревалась до 60С, если станок работал 5-6 часов зимой, и до 70С летом. При этом температура корпуса шпинделя по показаниям инфракрасного термометра имела температуру в сопоставимом диапазоне: от 60 до 75С. Этого хватало впритык, но в ближайшие пару недель виднелся довольно большой заказ на обработку и мы приняли решение сделать охлаждение с запасом.

У нас в закромах оставалась кое-какая водопроводная мелочь и пара красивых биметаллических термометров от одного из прошлых проектов, которые хотелось уже куда-то приобщить. Также у нас довольно дорогая электроэнергия и совсем дешевая холодная вода, поэтому водопроводную мелочь мы решили пустить на организацию второго контура, который бы остужал тосол.

Справа от станка у нас висит щит с электрикой: частотный преобразователь, блоки питания, дампер и прочее. Все смонтировано на листе оргстекла, вырезанного лазером, и мы не стали отходить от заданной стилистики.

После пары часов моделинга получилась вот такая схема:

• На левой стенке располагаются две «американки» на 1/2" для подключения проточной воды. К ним присоединены переходники с цангой на силиконовую трубку 10мм, которая спиралью продевается в отверстия кассеты (та, что с ручкой).
• По силиконовой трубке будет течь проточная холодная вода и через стенку трубки остужать тосол. Не супер эффективно, но в нашем случае вполне достаточно.
• Вся конструкция подвешивается к стене, поэтому в дно бака вмонтирован кран на 1/2" для слива на случай, если потребуется все снять для обслуживания или просто перевесить.
• Биметаллические термометры справа тоже имеют резьбу 1/2" и закреплены контр-гайкой через силиконовую прокладку. На гильзу верхнего термометра будет литься теплый хладагент, и термометр будет показывать его температуру на входе. Гильза нижнего термометра расположена рядом с входным отверстием погружного насоса и показывает температуру выходящего потока.

Суммарно получилось 12 деталей различной толщины: боковые детали и дно решено было сделать из листа толщиной 10мм чтобы было удобнее сверлиться и нарезать резьбу, а заднюю стенку и лицевую панель - 6мм. Мы подготовили контуры для раскройки в DXF, составили спецификацию и отправили нашим друзьям на лазерную резку. На следующий день получили детали и примерно половину дня потратили на сверление граней, нарезание резьбы и снятие фасок.

Затем провели пробную сборку:

Все отлично собралось, и на следующий день мы поехали забирать погружной насос из пункта выдачи интернет-заказов. Выбран был насос для фонтанов ЗУБР ЗНФЧ-20-1.6. Довольно компактный и с характеристиками как раз под нашу задачу.

Пришло время финальной сборки. Все стыки проклеили, винты затянули и оставили сушиться. Видео сборки можно посмотреть вот здесь:

Все просушилось, и мы успешно установили агрегат. Теперь это выглядит вот так:

Итого, потребовалось:

• 12 деталей из оргстекла
• 2 фитинга «американка» на 1/2"
• 2 биметаллических термометра
• 1 кран на 1/2"
• 5 силиконовых прокладок на 1/2"
• россыпь крепежа М4х0,5
• тюбик силиконового герметика
• 4 метра силиконовой трубки 10мм
• погружной насос ЗУБР ЗНФЧ-20-1.6

Общая стоимость: около 6 тыс.руб.

Всю документацию, включая модель и развертки в DXF для лазерной резки мы собрали в архив и разместили вот здесь.

Правильнее этот вопрос задать так: какой вид охлаждения шпинделя больше подходит для решения задачи? Этим вопросом обычно, задаются те, кто конструирует новый станок или модифицирует существующий. В любом случае, тот факт, что существуют оба вида охлаждения означает, что каждый из них обладает своими преимущест­вами. Проще всего сделать правильный вывод ознакомившись со всеми достоинствами и недостатками обоих видов охлаждения.

Шпиндель с воздушным охлаждением:

Обычно имеет конструкцию вытянутой прямоугольной формы и легкого сплава. Сам корпус вместе с внутренними воздушными каналами и образует охлаждающую поверхность. Для принудительной вентиляции, на верхний вал шпинделя насажена крыльчатка, протягивающая воздух через каналы. Нижний вал оснащен цанговым зажимом для крепления инструмента.

Такие шпиндели часто можно встретить на деревообрабатывающих станках, и тому есть несколько причин. Рассмотрим подробнее все плюсы и минусы шпинделей с воздушным охлаждением.

Достоинств­а:

• Сложившаяс­я конструкция таких шпинделей такова, что при одинаковой­ мощности в сравнении со шпинделем с водяным охлаждением, они имеет куда более массивную и мощную конструкци­ю, что положительно сказываетс­я на ресурсе шпинделя и величине выдерживае­мых нагрузок. Особое значение это приобретает при деревообработке, так как фрезы для таких видов работ часто не имеют хорошей балансировки, и могут иметь довольно крупные размеры.
• Так же при сравнимой мощности, эти шпиндели имеют больший размер цанги, таким образом расширяютс­я возможност­и по применяемо­му инструмент­у.
• Огромным плюсом является большая автономность, шпинделю с воздушным охлаждением требуется подвести только питающий кабель,­ в отличие от шпинделя с водяным охлаждением, у него отсутствую­т трубки с охлаждающе­й жидкостью, которые требуется проложить через все гибкие кабель-каналы. Эта особенность особенно заметна в случае установки шпинделя на большие станки, более 3м.

Недостатки­:­

• Как мы уже говорили, конструкция шпинделя с воздушным охлаждением более массивна и рассчитана на большие нагрузки, поэтому это сказывается на его стоимости. Цена шпинделей с воздушным охлаждением несколько выше, чем у шпинделей с водяным охлаждением.
• У шпинделя с воздушным охлаждением есть опасность перегрева при работе на пониженных­ оборотах, и за того что крыльчатка закреплена на валу, и при снижении оборотов объем охлаждающего воздуха снижается. Положение усугубляется, если шпиндель работает при высокой температур­е наружного воздуха.
• Крепление шпинделя выполнено таким образом,­ что невозможно­ регулирова­ть го положение по высоте, если на станке не предусмотр­ена специальна­я переходная­ пластина, это может вызвать некоторые затруднения при ограниченном ходе по оси Z станка.
• Поток охлаждающе­го воздуха у шпинделя с воздушным охлаждением достаточно сильный и раздувает срезанный материал в стороны, поэтому в этом случае требуется довольно мощная система удаления пыли и стружки.
• Вентилятор­ охлаждения­ достаточно­ шумный, поэтому применять такой шпиндель на станках, где используется инструмент и материал не дающих шума не целесообразно (гравировальные машины, резка воска и модельного пластика).

Шпиндель с водяным охлаждением:
Достоинств­а:

• При сравнимой мощности по сравнению с воздушными, имеют ощутимо меньшую стоимость
• Более компактные размеры шпинделя
• Для шпинделя с водяным охлаждением характерна достаточно бесшумная работа, при условии, что фреза сама не производит сильного шума. Это свойство позволяет создать станок, который можно эксплуатировать в не специализированных производственных помещениях.
• Цилиндриче­ская форма шпинделя и крепление хомутом позволяет легко регулирова­ть высоту шпинделя, и расширить возможности станка при работе с длинными фрезами и высокими заготовками.

Недостатки­:

• Главным недостатком шпинделя с водяным охлаждением является все навесное дополнительное оборудование для охлаждения: трубки, радиатор, вентилятор, насос и расширительный бачок. Хотя все эти компоненты и нельзя назвать дорогостоящими, однако их размещение на станке и обслуживание требует временных ресурсов.
• У шпинделя с водяным охлаждением есть опасность коррозии внутри охлаждающей рубашки, что может вызвать попадание охлаждающей жидкости внутрь обмоток с последующим полным выходом из строя.

Важные замечания при эксплуатации шпинделей:

Для шпинделей с воздушным охлаждением:

• старайтесь не давать шпинделю работать на низких оборотах, это может вызвать его перегрев и выход из строя
• следите за состоянием каналов охлаждения, и за тем, чтобы они были свободны для воздуха, протекающего через них, а также, чтобы входное отверстие было свободно от посторонних предметов.
• не рекомендуется применять шпиндели с воздушным охлаждением в среде, содержащую водяную или масляную взвесь.

Для шпинделей с водяным охлаждением:

• если вы хотите чтобы шпиндель прослужил долго, и не возникло проблем с его корпусом и обмотками из-за коррозии, ни в коем случае не используйте обыкновенную воду для охлаждения шпинделя. Мы рекомендуем оснащать шпиндель полностью замкнутой системой охлаждения, заправленной специальной жидкостью. Этой жидкостью могут служить любые составы, которые применяются для систем охлаждения автомобилей. Допускается разбавлять эти жидкости чистой дистиллированной водой, так как опасность замерзания всей системы отсутствует. Смысл применения именно охлаждающих жидкостей, заключается в их антикоррозийных свойствах.
• часто встречаются случаи эксплуатации шпинделя без системы охлаждения, из-за того что питание насоса сделано независимо от питания шпинделя, и оператор может забыть его включить. Мы рекомендуем подсоединить насос так, чтобы он автоматически включался при работе станка и шпинделя.
• используйте подходящий насос или помпу для прокачки охлаждающей жидкости. Частой ошибкой является применение насоса, который не рассчитан на длительную непрерывную работу или насоса с негерметичными электрическими соединениями, например некоторых моделей топливных насосов.
• для укладки линий охлаждающей системы в гибкие кабель-каналы, используйте трубки достаточной жесткости, чтобы избежать их перегибов при работе машины. Также некоторые виды трубок могут сильно терять свою форму уже при температурах выше 40°С, поэтому их применять также не рекомендуется.

Использование температуры охлаждения шпинделя как инструмент для компенсации тепловой деформации станка

Компенсация температурных ошибок станков представляет собой относительно сложную задачу в настоящее время. Пользователи станков имеют очень высокие ожидания относительно качества обработки изделий, поэтому необходимо использовать все средства для улучшения точности обработки существующих машин. В статье рассматривается новый подход, который сочетает в себе стандартное измерение температуры станка и новое измерение температуры охлаждающей жидкости шпинделя. Затем с помощью уравнения полиномиальной регрессии произведем расчет компенсационной коррекции положения инструмента. Этот расчет не перегружает систему управления машины, так что дополнительно никаких внешних аппаратных средств или компьютеров не требуется. Подвод охлаждающей жидкости повышает точность станков во время многочасовой работы.

Ключевые слова: станкостроение, температурная компенсация.

1. Введение

С точки зрения измерения температуры, станки могут быть разделены на две группы. Первая группа состоит из так называемых интеллектуальных машин, в которых все необходимые датчики имплантируются непосредственно в машину на стадии производства. Шпиндель станка со встроенными датчиками температуры подшипников, обмотки моторов и т.д., является типичным представителем этой группы. Такие станки могут решать проблемы деформации ипользованием мехатронных методов. К сожалению, эти машины пока еще не очень распространены. Кроме того, они относительно дороги в производстве. Ко второй группе относятся обычные станки, которые имеют ограниченное число встроенных датчиков (около пяти). Эти датчики специально устанавливаются на раму станка. Шпинделя, как правило, не контролируются. Машины этого типа являются наиболее распространенными в настоящее время.

Обычные станки могут быть дооснащены дополнительными датчиками. Однако размещение датчиков может быть крайне проблематично. Проблемы могут быть следующими:

• Датчик не может быть помещен непосредственно в источник тепла;
• Датчик не может быть установлен необходимым образом из-за особенностей структуры станка, или размещенного на нем оборудования;
• Датчик слишком большой для размещения на выбранном для измерения месте;
• Датчик не может быть заглублен в металл;
• Поверхность контакта между датчиком и корпусом недостаточна.

Пример монтажа датчиков показан на рис. 1.

Эти проблемы термического анализа хорошо наблюдаются в шпинделе. Как уже упоминалось, для этого невозможно разобрать шпиндель. Кроме того, шпиндель не предназначен для установки дополнительных элементов, благодаря своей очень сложной внутренней конструкции. В настоящее время наиболее широко применяется вариант, размещения необходимых датчиков на поворотной шпиндельной голове, так близко, как шпиндель может позволить. Другим вариантом является размещение датчиков на рубашку охлаждения шпинделя.

С точки зрения тепла образования тепла на станке, шпиндель является основным его источником, и его тепловая деформация — главная причина общей деформации станка. Этот эффект умножается, когда используется электрошпиндель с интегрированными обмотками. Повышенная деформация этого типа шпинделя вызвана типовой механической схемой размещения группы передних и задних подшипников и обмотки электродвигателя.

Эти три части шпинделя составляют основной источник тепла, но тепло передается также и в других местах шпинделя(смазочных и охлаждающих контурах, в установочной гильзе шпинделя и т.д.). Если датчики расположены на внешней поверхности установочной гильзы шпинделя, имеется относительно большая задержка по времени передачи тепла на выходе от источника тепла до температурных датчиков.. Эта задержка может отменить температурную компенсацию деформации станка. Датчики не реагируют, когда шпиндель (а также рама станка) уже деформированы от тепла. Точность резки ниже, чем ожидается. Усилия, чтобы устранить этот негативный эффект и есть основная проблема для инженеров и рабочих на станках. Новый подход к проблема заключается в использовании охлаждающей жидкости шпиндель в качестве носителя информацию о тепловом состоянии внутри шпинделя

Рис. 1: Пример датчика, установленного на шпинделе

Рис. 2: Контуры охлаждения шпинделя

1. Использование охлаждающей жидкости шпинделя.

Наша задача найти способ получения информации о внутреннем тепловом поведении шпинделя путем измерения температуры снаружи шпинделя. Единственным вариантом является использование охлаждающей жидкости шпинделя. Эта жидкость течет вокруг групп подшипников и вокруг обмотки электромотора (Рис. 2.). Таким образом отводится образовавшееся тепло от компонентов шпинделя. Если датчик температуры размещен в жидкости в рубашке охлаждения на выходе из шпинделя, он может определять условия внутри шпинделя. Преимущество этого измерения в скорости с которой жидкость передает информацию о температуре от подшипников к датчику. Это время передачи тепла короче времени, затраченного на прохождение тепла через массу материала, от подшипников к внешней поверхности шпинделя, где датчики стандартно размещены. Наши эксперименты доказывают, что реакция датчика на изменение температуры происходит гораздо быстрее (в случае жидкостного охлаждения шпинделя), чем других датчиков, установленных на раме станка.

Результаты приведены ниже ниже.

1. Мониторинг температурного поведения станка

Эксперименты, направленные на проверку нашей гипотезы были выполнены на 3-осевом обрабатывающем центре, оборудованном мотор-шпинделем DMU и линейными двигателями во всех тре осях. Этот станок имеет компоновку типа С, с самым распространенным типом рамы. Цель нашего проекта заключается в устранении тепловой деформации вертикальной оси Z., вызванный шпинделем. В целом деформацию станка контролировали в месте нахождения инструмента в направлении оси Z. Станок неоднократно нагревался вращением шпинделя. Анализ начался с холодного состояния, после этого станок был выключен за 48 часа до эксперимента. Таким образом, станок довели до комнатной температуры.

Затем станок был запущен, и шпиндель приводился в движение с постоянной скоростью вращения 7500 оборотов в минуту (50% Nmax).

Рис. 3: Температурное поведение MCFV 5050LN

Рис. 3. показывает, что тест проводился в течение приблизительно 10 часов. Этого достаточно, чтобы показать направление потока и количество тепла, протекающего от шпинделя к раме станка. Деформации этого типа тепловой нагрузки в Z направлении показаны на рис. 4. Первоначальная очень быстрая фаза нагрева вызвана самим шпиндель. Средняя фаза, между«50 мин» и «150 минут» представляет собой смесь влияний деформации шпинделя и колонны станка. На последнем этапе от «150 минут» деформация создается только на колонне.

Другая проблема в реализации компенсационного механизма для станка является ее стоимость.

Рис. 4: Деформации оси Z от нагрева шпинделя

Необходимо предложить решения, которые стоят недорого, но хорошо функционируют. Стандартным решением является многопрофильный регрессионный анализ. Даже без дополнительного оборудования, система управления станка не будет перегружена.

1. Мультикомпенсационная регрессия

Мультикомпенсации регрессия основана на принципе расчета результаты по нескольким входам. Это можно записать в виде уравнения:

Для лучшего обзора полного теплового поведения, машины, множество датчиков, устанавливается на раме станка и на шпинделе. Датчики выбираются для сравнительного анализа с помощью двух параметров:

Первым параметром является зависимость между увеличением деформации и повышением температуры в определенном месте. Вторым параметром является скорость реакции на изменение температуры в измеряемом месте. Предел реакции для этого эксперимента был установлен до 0,5 градуса. Были выбраны четыре датчика. 2 датчика установлены на шпиндель, один на колонне оси Z и на линейном двигателе оси Z. Датчики показаны в таблице 1, и их размещение обозначено на рис. 5. Данные о температуре для расчета правильной компенсации (уравнение 1) поступают в систему управления машины. Результат расчета по формуле 1, рассчитанный в данный момент времени цикла, представляет собой корректирующий сигнал для системы управления станка. Вместо характеристики временной деформации, используется характеристика температурной деформации для мультиноминальной компенсации. Процесс нагрева может меняться во времени, но с физической точки зрения изменение температуры является доминирующим для величины деформации.

Таблица 1: Датчики и время реакции

Рис. 5: Выбранное размещение датчиков

Рис. 6: Первое измерение тепловой деформации

В результате деформации уравнение для Z-оси от вычислений четырех датчиков, имеет следующий вид:

Это уравнение было выведено путем расчета изменения температуры и деформации в процессе первого температурного анализа станка (рис. 6). Расчет был проверен при следующем измерении, с другими начальными условиями. Станок был в различных начальных тепловых состояниях, с различной комнатной температурой. Кроме того, рама станкабыла в полу-теплом состоянии, из-за неполного охлаждения по сравнению с предыдущим рабочим днем. Процесс охлаждения происходил только ночью, что было недостаточно долго, для этого типа машины. Тепловую нагрузку шпиндель выдавал такую же, как в первом анализе.

1. Результаты компенсации

Остаточная деформация после компенсации показано на Рис. 7. Очевидно, что применяемая компенсация имеет положительное влияние. Улучшение можно увидеть в средней преходной фазе, где воздействия деформации шпинделя и деформации колонны противоположны. Это всегда затрудняет описание этой фазы, так как суперпозиция двух деформаций значительно на это влияет. Кроме этого, во время первого этапа, когда имеют место большие деформации шпинделя, мы может увидеть хорошее качество работы механизма компенсации.

Существует очень быстрый рост в деформации шпинделя. Мультиномиальная компенсация с измерением температуры охлаждающей жидкости шпинделя устраняет этот эффект в более короткие сроки, чем без компенсации.

Принцип расчета полиномиальной регрессии, совместно с небольшим количеством установленных датчиков, ограничивает скорость реакции на неожиданное изменения в поведении машины. Этот эффект можно видеть на рис. 6. во времени около «470 мин». Внезапный отказ системы охлаждения шпинделя вызывает деформацию. Механизм компенсации вступает в действие, но не в достаточной степени. Это связано с датчиками, которые включены в расчет компенсации. Для улучшения этого типа компенсации, для шпинделя необходим специальный мультиномиальный подход.

Рис. 7: остаточная деформация после компенсации

1. Заключение

Использование жидкостного охлаждения шпинделя DMG улучшает мультиноминальную регрессию механизма компенсации. Полученная остаточная деформация универсального обрабатывающего центра MCFV 5050LN, на оси Z, лучше, чем при стандартной регрессии. Расчет производился, используя только измерением рамы станка. Деформации могут быть устранены быстрее в критической первой фазе, так как эти вычисления получены с четырех датчиков: корпуса станка, шпинделя и охлаждающей жидкости. Реакция компенсации недостаточно быстрая для неожиданных событий, когда охлаждение отсутствует.

Фрезерные станки осуществляют контактную механическую обработку резанием. Под действием сил резания острый клин инструмента (фрезы) отделяет частицы материала с образованием новой — обработанной — поверхности заготовки. Для преодоления межмолекулярного притяжения и отделения частиц материала необходимо приложить достаточно высокую энергию. Её генерирует шпиндель — главный силовой элемент фрезерного станка. Он предназначен для крепления режущего инструмента, передаче ему крутящего момента, а также перемещения над заготовкой в соответствии с программой обработки (маршрутом движения фрезы).

Конструктивно, шпиндель фрезерного станка представляет собой мощный асинхронный электродвигатель переменного тока. Вал электродвигателя установлен в радиально-упорных подшипниках — для компенсации воздействия осевых нагрузок при вертикальном движении фрезы, а также компенсации нагрузок в горизонтальной плоскости при движении инструмента вдоль маршрута обработки. Торец вала шпинделя имеет конус Морзе для установки цангового патрона. Последний служит для закрепления фрезы, предварительно установленной в цангу соответствующего диаметра.

Все узлы шпинделя объединены в едином неразборном корпусе со встроенной системой охлаждения. Для агрегатов небольшой мощности (до 500 Вт) в основном применятся система воздушного охлаждения. Более мощные шпинделя (от 1 кВт и выше) оснащены системой водяного охлаждения.

Жидкостная система охлаждения шпинделя

Любая жидкость (особенно вода) обладает гораздо большей теплоёмкостью, чем воздух. Поэтому для мощных шпинделей, нуждающихся в интенсивном теплоотводе, применяется жидкостная система охлаждения. Её конструкция представляет собой специальную «рубашку» (полости внутри корпуса шпинделя для прохождения жидкости), куда под давлением подаётся теплоноситель. Базовой охлаждающей жидкостью является вода, однако для предотвращения коррозии может использоваться тосол или иные смеси (см. ниже).

Наибольший нагрев при работе шпинделя испытывает обмотка асинхронного электродвигателя и подшипники вала. Именно их «обнимает» рубашка охлаждения — избытки тепла поглощаются циркулирующей жидкостью. Для подвода/отвода жидкости корпус шпинделя оснащён специальными штуцерами (по этому признаку легко отличить шпиндели с водяным охлаждением от «воздушных»). Штуцеры соединяется гибкими шлангами с жидкостным насосом и теплообменником. Ещё одним компонентом системы является ёмкость для хранения запаса жидкости. В некоторых системах охлаждения ёмкость также может играть роль теплообменника.

Конструктивные схемы теплообменников

Нормальным температурным режимом работы фрезерного станка с ЧПУ является нагрев шпинделя не выше 50 °С (на ощупь шпиндель должен быть горячим, но не обжигающим). В случае чрезмерного нагрева шпинделя (особенно при продолжительном фрезеровании на форсированных режимах), интенсивность теплообмена системы охлаждения приходится увеличивать.

Как отмечалось выше, простейшим теплообменником может являться ёмкость для хранения жидкости. Металлические стенки ёмкости достаточно хорошо рассеивают тепло нагретой воды. А в случае необходимости, эффективность такого пассивного радиатора можно повысить, обеспечив надёжный контакт металлической ёмкости с металлической же рамой фрезерного станка. Массивная рама обеспечит отличное рассеивание тепла нагретой жидкости, сливающейся из шпинделя в ёмкость.

Другой вариант теплообменника — трубчатый змеевик-радиатор от бытового холодильника. Для интенсификации теплоотвода змеевик также можно закрепить на металлической раме станка. Хорошим примером эффективной системы является конструкция, где в качестве теплообменника используется радиатор отопителя от автомобиля ВАЗ-2106. К нему следует приобрести электровентилятор подходящего диаметра (рассчитанный на питание от сети переменного тока, напряжением 220 В). Жидкостным насосом в такой системе будет являться аквариумная «помпа» (также рассчитанная на 220 В). Все компоненты системы охлаждения собираются в едином корпусе, обеспечивающем надёжное крепление агрегатов. Важным требованием к системе является её герметичность, поэтому монтаж компонентов и всех соединений нужно проводить очень тщательно.

Готовые решения

Хорошим вариантом организации системы охлаждения является использование готовых решений из смежных областей. Например, для фрезерных станков с относительно маломощными шпинделями (до 1 кВт) может применяться система охлаждения микропроцессора ПК. Такая система уже укомплектована жидкостным насосом (помпой), бачком для охлаждающей жидкости, радиатором со встроенным вентилятором и всем соединительными шлангами.

Ещё более эффективным средством будет использование специального чиллера для систем охлаждения лазерных станков. Чиллер представляет собой единый агрегат, содержащий трубчатый радиатор, вентиляторы обдува, электронные терморегуляторы и ёмкость для жидкости. Чиллер обладает высокой производительностью и позволяет гибко регулировать температуру охлаждающей жидкости. К единственному недостатку перечисленных систем можно отнести их высокую стоимость (по сравнению с самодельными решениями).

Виды охлаждающих жидкостей

Самой простой (и в большинстве случаев рекомендуемой производителями станков) доступной и дешёвой охлаждающей жидкостью является вода. Для исключения отложения осадка внутри каналов рубашки охлаждения шпинделя следует применять дистиллированную воду. Однако следует учитывать, что со временем в воде размножаются бактерии, и в системе охлаждения образуется слизь (в том числе и внутри шпинделя). В результате значительно снижается теплоотвод. Кроме того, даже дистиллированная вода вызывает коррозию металлических элементов шпинделя.

Для одновременной борьбы с коррозией и с микроорганизмами следует в качестве охлаждающей жидкости применять тосол (водный раствор этиленгликоля). При использовании герметичной системы охлаждения, испарение жидкости практически исключено, поэтому расходы на долив/замену тосола не потребуется. В принципе, можно использовать автомобильный антифриз (то же тосол, но с пакетом специальных присадок), но фирменная смесь будет дороже простого раствора этиленгликоля (спирта) в воде. Кроме того, ряд присадок фирменного антифриза образуют белёсый налёт на трубопроводах, что также снижает теплоотвод и затрудняет циркуляцию жидкости в системе охлаждения.

Следует помнить, что этиленгликоль является сильнейшим ядом! При эксплуатации системы охлаждения, заправленной тосолом или антифризом, необходимо соблюдать крайнюю осторожность!