스핀들은 ‘공작기계의 생명’이라 느낄만큼 공작기계의 중요 구성품입니다.

상기 내용과같이 스핀들의 중요성은 장비의 성능및 사용수명과 동일하니 스핀들 관리에 전력을 투구하여야 합니다.

주로 고속 rpm을 사용하는 국내장비 수리는 물론 고가수입 장비인경우도 심려를 기울려 작업을 시행하고 있습니다.  

장비의 사용도중 발생되는 스핀들의 고장에 대하여 많은 문의 부탁 드립니다.

스핀들의 종류는 주로 3가지 타입으로 결정되며 그에따른 내용 설명을 하기와 같이 정리하여 보았으니 참조바랍니다.


스핀들의 종류

*벨트구동 스핀들

벨트구동 스핀들은 저비용으로 높은 회전 토크(Torque)를 얻기 위한 공작기계에 주로 사용되어진다.

일반적으로 벨트구동 스핀들 유니트는 모터내장 유니트보다 가격이 훨씬 더 싸다.
그러나 벨트구동 시스템은 최고 속도의 한계, 높은 진동레벨, 소음 그리고 벨트의 마모로 인한 정기적인 보수가 필요 하다는 단점이 있다.

티타늄을 절단하기 위해서는 인코넬(inconel) 또는 특수합금강으로 회전토르크가 3,000Nm이상이 되게 해야 한다.

최근에는 공작기계를 위한 전기모터의 회전 토크가 500Nm으로 제한되었다.

높은 회전 토크의 모터는 매우 크고 무겁다. 스핀들을 위한 공간은 공작기계 축을 이동하는 가속도와 마찬가지로 제한되어 있다. 이 때문에 높은 회전 토크의 공작기계들은 벨트나 기어 구동 스핀들과 적은 동력의 모터를 장착하는 것이다.

기어나 도르레로 낮은 속도에서 높은 회전 토크를 생성할 수 있게 되었다.


*모터내장(빌트-인) 스핀들

모터내장 스핀들은 중고급의 공작기계들에 사용된다. 머시닝센터, 밀링머신, 그라인딩 머신 그리고 고성능선반에 있어 매우 일반적이다.

모터내장스핀들이 장착된 공작기계들은 보다 높은 생산성과 보다 나은 작업의 질을 원하는 고객들이 선택한다.

모터내장 스핀들로 인해 높은 절삭속도와 낮은 진동레벨을 얻을 수 있다.

3,000m/min의 알루미늄 절삭속도와 1mm/s 이하의 진동속도를 위한 것이 일반적이다.

게다가 강력한 모터를 장착할 수 있다. 10년 전에는 모든 모터내장 스핀들이 비동기식 모터로 장착되었다.




*커플링으로 모터와 연결된 스핀들

모터가 내장된 스핀들의 최대 장점은 높은 회전속도과 저진동으로 인한 공작물의 정밀도 및 품질의 향상이다.

반면에 과부하, 충돌충격에 매우 예민하다. 머시닝센터에서 일반적으로 손상된 모터내장 스핀들을 교체하려면 2시간에서 8시간이 소요된다.
그리고 이 시간 동안 생산은 중단된다. 더욱이 정밀한 모터내장 스핀들의 수리는 매우 힘들고 비용이 비쌀 수 있다.

모터와 직접 연결이 안된 스핀들의 장점은 낮은 비용과 작은 사이즈에 있다.

모터내장 스핀들과 모터와 연결 안된 스핀들의 두 장점을 모두 가질 수 있는 방법은 무엇인가?

공작기계산업의 해답은 특히 아시아와 유럽에서, “커플링 솔루션”이었다.
스핀들 유닛은 커플링 또는 스플라인 연결에 의해 모터와 연결된다. 이 개념은 작은 사이즈로 높은 속도에서도 유연한 가동의 장점을 포함한다.
수리시 스핀들 교환이 용이하며 외부의 영향을 받지 않은 한 공작기계내의 모터를 보호한다.

Bitmap 공작기계 제조자의 입장에서 이 보다 더 좋은 장점은 램이나 주축대의 한정된 공간에서 기존의 공작기계 개념을 유지할 수 있다는 것이다.

스핀들 기술은 앞으로 공작기계산업 발전과 더불어 더 커다란 변화를 하게 될 것이다.

따라서 모터내장 스핀들은 더 이상 “유일한” 솔루션이 아닌 것이다. 새로운 커플링 기술은 낮고 그리고 고급 적용 (Low and High End Application)에서 새로운 개념을 이끌어 낼 것으로 보인다.

커플링 시스템으로 저가의 공작기계들의 기능이 향상되는 한편 고급 공작기계들은 서비스와 유지에 있어 좀 더 유연성을 갖게 되었다.

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