Vodič za pregled i održavanje kugličnog vretena

Počnite ovdje: Povežite svoj simptom s uzrokom

Prije rastavljanja bilo čega, utvrdite što stroj zapravo radi. Ista komponenta - istrošeni potporni ležaj, na primjer - može proizvesti različite simptome ovisno o tome kako se pokvarila. Rad od simptoma unatrag brži je i pouzdaniji nego provjera svake komponente redom.

Koristite ovu tablicu kao svoju ulaznu točku. Odjeljci od 1 do 5 ispod svakog se detaljno bave jednim područjem.

Odjeljak 1: Aksijalna zračnost potpornog ležaja

Potporni ležajevi drže osovinu vijka u fiksnom aksijalnom položaju na svakom kraju. Kada razviju zračnost - zbog labavih sigurnosnih matica, istrošenih zupčanika ili netočnog prednaprezanja -, sama osovina vijka pomiče se aksijalno pod opterećenjem. Ovo aksijalno pomicanje prelazi izravno u pogrešku pozicioniranja i jedan je od najčešćih uzroka zazora u CNC strojevima.

Kako pravilno izmjeriti aksijalni zazor

Mjerenje se mora obaviti izravno na osovini vijka, a ne na matici ili stolu stroja. Mjerenje za stolom kombinira više izvora pogreške i onemogućuje izolaciju ležaja.

Potrebna oprema:Magnetski-indikator s bazom, razlučivost od 0,001 mm ili bolja.

Postupak:

1. Indikator s brojčanikom postavite na fiksnu referentnu površinu - okvir stroja ili tešku konstrukciju pričvršćenu vijcima za stol. Vrh sonde treba dodirivati ​​čeonu površinu osovine vijka, centrirano na os osovine.
2. Pričvrstite maticu tako da se ne može kretati duž osovine tijekom ispitivanja. Nemojte dopustiti da matica stvori aksijalnu reakcijsku silu - to bi opteretilo maticu, a ne ležaj.
3. Primijenite ravnomjernu aksijalnu potisnu silu na osovinu rukom, otprilike 10–20N. Zabilježite očitanje indikatora.
4. Primijenite stalnu aksijalnu silu povlačenja u suprotnom smjeru s istom silom. Zabilježite očitanje.
5. Ukupno pomicanje indikatora između guranja i povlačenja je aksijalna zračnost sklopa potpornog ležaja.

Tumačenje:

• Manje od 0,005 mm: Prihvatljivo za većinu CNC aplikacija.
• 0,005–0,015 mm: granica. Prije nego što se odlučite za zamjenu ponovno provjerite stanje podloške za prednaprezanje i zakretni moment sigurnosne matice.
• Više od 0,015 mm: Zazor ležaja doprinosi pogrešci pozicioniranja. Istražite uzrok prije ponovnog sastavljanja.

Što vam mjerenje govori:

Ako je zračnost prisutna, ali prstenovi ležaja su glatki kada se okreću rukom, najvjerojatniji uzrok je labava sigurnosna matica ili podloška za prednaprezanje koja se stisnula tijekom vremena. Ponovno zategnite sigurnosnu maticu na točan moment i ponovno provjerite. Ako se zračnost vrati unutar kratkog radnog vremena, perilica je iscrpljena i treba je zamijeniti.

Ako je zračnost prisutna i ležaj je hrapav, zarezan ili ima vidljivo radijalno njihanje kada se okreće, sam ležaj je istrošen i treba ga zamijeniti. Podešavanje predopterećenja na istrošenom ležaju daje samo privremeno poboljšanje.

Ispravno prednaprezanje za potporne ležajeve

Potporni ležajevi na kugličnim vijcima obično su ležajevi s kutnim kontaktom instalirani u fiksnoj-fiksnoj ili fiksnoj-slobodnoj konfiguraciji. Ispravan uvjet ugradnje je blago aksijalno predopterećenje - dovoljno da se eliminira unutarnji zazor i spriječi olabavljenje ležaja pod obrnutim opterećenjima, ali ne toliko da stvara prekomjernu toplinu ili smanjuje životni vijek ležaja.

Ispravno prednapregnut potporni ležaj ne bi trebao pokazivati ​​vidljivo aksijalno pomicanje pod silom ruke od 10–20N primijenjenom na kraj osovine. Osovina bi se trebala glatko okretati bez zareza ili varijacije otpora. Nakon rada pri radnoj brzini 15-30 minuta, kućište ležaja mora biti toplo na dodir (30-50 stupnjeva iznad temperature okoline), ali ne vruće.

Ako se ugrađuje zamjenski ležaj, upotrijebite istu specifikaciju ležaja kao i originalni. Kutni kontaktni ležajevi za oslonac s kugličnim vijkom obično su dostupni u konfiguracijama kontaktnog kuta od 15 stupnjeva, 25 stupnjeva ili 60 stupnjeva - originalni kontaktni kut mora se održavati, budući da različiti kutovi imaju različit aksijalni kapacitet opterećenja i krutost.

Odjeljak 2: Pregled i popravak zazora matice

Aksijalni zazor u matici povezan je s-trošenjem, a ne podešavanjem-na isti način kao i predopterećenje ležaja. Kuglice i klizni kanali u matici nakupljaju mikro-trošenje tijekom vremena, što postupno povećava unutarnji zazor između kuglice i kliznog kanala. Kada taj zazor postane dovoljno velik, pojavljuje se kao zazor na stolu stroja - najvidljivije kao pogreška položaja koja se pojavljuje samo kada os promijeni smjer.

Mjerenje zazora matice

Prije mjerenja zazora matice, provjerite je li aksijalni zazor potpornog ležaja unutar specifikacije (odjeljak 1) i jesu li svi vijci spoja prirubnice zategnuti (odjeljak 3). Bilo koji od ovih čimbenika, ako je prisutan, zagadit će mjerenje zazora matice.

Postupak:

1. Montirajte brojčanik na stol stroja (ne na maticu ili osovinu), tako da sonda dodiruje fiksnu referencu na okviru stroja.
2. Odvedite os do sredine njezinog hoda i zaustavite se.
3. Primijenite lagano aksijalno opterećenje na stol u pozitivnom smjeru (potisak) i postavite indikator na nulu.
4. Primijenite lagano aksijalno opterećenje u negativnom smjeru (povucite) istom silom.
5. Očitavanje indikatora je ukupni aksijalni zazor u matici, pod pretpostavkom da je već potvrđeno da je zračnost ležaja unutar specifikacije.

Prihvatljivi razmak ovisi o primjeni. Za opću automatizaciju s C7 preciznošću često je prihvatljivo do 0,05 mm. Za CNC obradu sa zahtjevima C5 preciznosti, zazor matice obično bi trebao biti ispod 0,01–0,02 mm.

Dvostruka matica (serija DFU): podešavanje zazora

Dvo-dizajni matica - kao što je serija DFU - koriste precizni odstojnik između dvije polovice matice za stvaranje unutarnjeg prednaprezanja. Kada se razvije zazor, odstojnik se može zamijeniti malo debljim da bi se povratilo predopterećenje i uklonio zazor.

Potrebno povećanje debljine razmaknice ovisi o izmjerenom zazoru i geometriji kruga kuglice. Kao početna točka, povećanje odstojnika od 1,5 do 2 puta u odnosu na izmjereni zazor približno će vratiti nulti zazor. Fino podešavanje se vrši mjerenjem zazora nakon svake izmjene odstojnika dok se ne postigne cilj.

Nakon podešavanja, pokrenite os kroz njezin puni hod normalnom brzinom i provjerite temperaturu matice. Ispravno prednapeta dvostruka matica radit će 5–10 stupnjeva toplija od jednostruke matice s-prilagođenim zazorom. Ako se matica nakon podešavanja zagrije znatno više od ovoga, povećanje odstojnika je bilo preveliko i prednaprezanje je prekomjerno - natrag na sljedeću manju veličinu odstojnika.

Imajte na umu da podešavanje odstojnika može kompenzirati samo zazor uzrokovan trošenjem. Ako kanali pokazuju vidljive udubine, ljuštenje ili oštećenje površine, podešavanjem odstojnika neće se vratiti točnost - potrebno je zamijeniti sklop matice.

Jednostruka matica (serija SFU): kada prilagoditi i kada zamijeniti

Dizajni s jednom-maticom nemaju mehanizam za podešavanje odstojnika. Unutarnji zazor je fiksiran promjerom kuglice i geometrijom staze za klizanje. Kada se zazor razvije zbog trošenja, postoje dvije mogućnosti:

Opcija 1 - Zamijenite velikim loptama

Ako je istrošenost neznatna (izmjereni zazor manji od 0,05 mm i nema vidljivog oštećenja staze), zamjena kuglica s malo većim promjerom može vratiti unutarnje predopterećenje i eliminirati zazor. Standardni koraci zamjene kuglice su +0.025 mm i +0.050 mm iznad nominalnog promjera kuglice.

Prije nego to pokušate, vizualno i opipom pregledajte kanale. Prijeđite prstom duž izložene osovine vijka u području koje je bilo prekriveno maticom. Staza bi trebala biti glatka i ujednačena. Ako osjetite brazde, udubine ili hrapavost, zamjena kuglice neće vratiti performanse - geometrija staze više nije ispravna bez obzira na veličinu kuglice.

Prilikom zamjene kuglica, sve kuglice u krugu moraju biti zamijenjene istom šaržom i istim stupnjem veće veličine. Miješanje kuglica različitih promjera - čak i za 0,005 mm - stvara nejednaku raspodjelu opterećenja i ubrzava trošenje opterećenih kuglica. Naručite kompletan zamjenski set umjesto pojedinačnih kuglica.

Nakon postavljanja prevelikih kuglica, provjerite obrtni moment okretanjem osovine rukom. Otpor bi trebao biti nešto veći nego prije (predopterećenje se povećalo), ali rotacija bi trebala biti glatka tijekom cijelog puta. Ako se osovina čini tijesnom ili nepravilnom u bilo kojem trenutku, preveliki korak je prevelik za stvarno stanje istrošenosti - vratite se na manji korak.

Opcija 2 - Zamijenite maticu ili cijeli sklop vijka-i-matice

Ako je istrošenost klizne staze vidljiva, ako izmjereni zazor premašuje 0,05 mm ili ako je zahtjev za točnost C5 ili veći, sklop matice treba zamijeniti, a ne podešavati. Za seriju SFU, zamjenske matice dostupne su kao standardne stavke i mogu se ugraditi bez zamjene osovine vijka ako je sama osovina neoštećena.

Prilikom naručivanja zamjenske matice navedite nazivni promjer vijka, izvod i vrstu matice. Ako originalni stupanj preciznosti nije poznat, izmjerite promjer osovine vijka i žicu pomoću mikrometra i mjerača koraka - to je obično dovoljno da se identificira ispravna zamjena.

Odjeljak 3: Prirubnički spoj i mehanička labavost

Labavi vijci prirubnice jedan su od najčešće zanemarenih izvora prividnog zazora kugličnog vijka. Matica je montirana na nosač stroja preko površine prirubnice, pričvršćena s četiri ili više vijaka s poklopcem. Tijekom vremena, vibracije i opterećenja pri preokretu mogu postupno povući ove vijke, stvarajući razmak između površine prirubnice i nosača.

Ovu vrstu labavosti lako je pogrešno dijagnosticirati kao zračnost matice ili zračnost ležaja, jer je simptom - zazor na stolu - identičan. Razlika je u tome što labavost prirubnice ima karakteristiku: kada gurate i povlačite stol rukom dok promatrate tijelo matice, sama matica će se malo pomaknuti u odnosu na nosač ako je prirubnica labava. Uz zazor matice, tijelo matice ostaje fiksirano, a osovina se pomiče unutar nje.

Postupak inspekcije:

1. Dok stroj miruje i servo pogoni su uključeni, gurajte i povlačite stol rukom dok promatrate sučelje između prirubnice matice i površine nosača.
2. Svako vidljivo otvaranje zazora ili pomicanje na ovom sučelju potvrđuje labavost prirubnice.
3. Pomoću moment ključa provjerite svaki vijak prirubnice prema specifikaciji za tu veličinu i stupanj vijka. Nemojte se oslanjati na osjećaj - vijci s prirubnicom koji se osjećaju "prilijepljeni" rukom često su premalo zategnuti.
4. Ako je bilo koji vijak bio labav, ponovno zategnite sve vijke u križnom obrascu na specificirani zakretni moment, zatim ponovno provjerite mjerenje razmaka od stola.

Prevencija:Nanesite smjesu-za osiguranje navoja na vijke prirubnice tijekom početne ugradnje i nakon svake ponovne ugradnje. To ne sprječava uklanjanje standardnim ključem, ali sprječava popuštanje-izazvano vibracijama.

Odjeljak 4: Podmazivanje - Dijagnosticiranje i ispravljanje problema u servisu

Kvarovi podmazivanja kod kugličnih vijaka u uporabi razlikuju se od problema koji se rješavaju prilikom instalacije. U stroju koji je radio mjesecima ili godinama, najčešći problemi s podmazivanjem su iscrpljenost maziva, degradacija maziva i blokirani dovodni vodovi u centraliziranim sustavima.

Prepoznavanje problema s podmazivanjem

Najraniji i najpouzdaniji pokazatelj problema s podmazivanjem je porast temperature na matici. Kada film za podmazivanje postane nedovoljan, povećava se trenje kugli-trake i matica se zagrijava. Osnovna temperatura zabilježena pri puštanju u pogon - ili jednostavno konzistentna radna temperatura promatrana tijekom vremena - čini ovaj trend vidljivim prije nego što prouzroči štetu.

Ostali pokazatelji:

• Povećanje buke, posebno više{0}}zvuk tijekom kretanja (ne nisko-frekventna rezonancija problema mehaničke labavosti)
• Povećana pogonska struja pri konstantnoj brzini, vidljivo na monitoru servo pogona
• Hrapavost ili varijacija otpora kada se os pomiče polako rukom s onemogućenim pogonima

Ako je bilo što od toga prisutno, nemojte nastaviti raditi stroj pri normalnom opterećenju i brzini. Prvo dodajte mazivo i ponovno provjerite.

Dodavanje maziva instalaciji koja radi

Za maticu s priključkom za podmazivanje, polako ubrizgajte mast kroz priključak dok je os nepomična. Koristite istu vrstu maziva koja je korištena pri ugradnji - ne miješajte vrste masti. Tipična doza za nadopunjavanje orašastih plodova SFU 2005 je 0,3–0,5 grama; za veći DFU 3210, otprilike 1–1,5 grama.

Nakon dodavanja masti, pokrenite osovinu kroz nekoliko sporih ciklusa punog -hoda prije nego što se vratite u normalan rad. Pratite temperaturu matice 15-30 minuta nakon nastavka normalne brzine. Ako se temperatura vrati na početnu vrijednost, problem s podmazivanjem je riješen. Ako ostane povišen, problem bi mogao biti napredniji - provjerite je li maticu kontaminirana ili oštećena.

Blokirani centralizirani vodovi za podmazivanje

Na strojevima sa centraliziranim sustavima podmazivanja uljem, blokade u distribucijskim vodovima ili mjernim ventilima čest su uzrok lokalnog kvara podmazivanja - čini se da sustav radi, ali jedan ili više kugličnih vijaka ne dobivaju dovoljno ulja.

Simptomi blokirane linije su lokalizirani: jedna os radi vruće ili ima buku dok su druge normalne. Da biste dijagnosticirali, odvojite dovodni vod na priključku matice i ručno pokrenite puls podmazivanja s upravljačke jedinice stroja. Ulje bi trebalo poteći iz odvojene cijevi u roku od nekoliko sekundi. Bez protoka ili vrlo spor protok potvrđuje začepljenje.

Začepljenja se najčešće javljaju na mjernim ventilima ili na samoj matici, osobito ako je mazivo promijenjeno bez ispiranja sustava. Uklonite blokadu odspajanjem zahvaćenog segmenta voda i propuhivanjem komprimiranim zrakom niskog-tlaka ili zamjenom mjernog ventila ako se ne može očistiti.

Nakon čišćenja, ponovno spojite cjevovod, pokrenite nekoliko ručnih impulsa podmazivanja i provjerite protok na priključku matice prije ponovnog spajanja.

Kontaminacija unutar matice

Ako stroj radi u okruženju s metalnim strugotinama, rashladnom tekućinom ili finom prašinom, onečišćenje koje ulazi u maticu ubrzat će trošenje i može uzrokovati nagle kvarove. Znakovi onečišćenja uključuju otpor pijeska kada se osovina pomiče rukom, tamnu ili bezbojnu mast vidljivu na brtvama matice i brzo ponovno pojavljivanje zazora nakon podešavanja.

Ako se potvrdi kontaminacija, maticu treba ukloniti i očistiti prije ponovnog podmazivanja. Nemojte jednostavno dodavati svježu mast na kontaminiranu mast - čestice će nastaviti brusiti kanale bez obzira na količinu maziva.

Stanje brtve matice treba provjeriti svaki put kada se matica uklanja. Istrošene ili oštećene usne brtve dopuštaju ulazak onečišćenja bez obzira na učestalost podmazivanja. Zamjenske brtve dostupne su za većinu standardnih dizajna matica i treba ih zamijeniti kao nešto naravno kad god se matica skine sa stroja.

Odjeljak 5: Problemi s parametrima servo pogona

Nisu svi problemi s kugličnim vijkom mehanički. Neki simptomi vibracija, puzanja i nestabilnosti pozicioniranja imaju glavni uzrok u postavkama parametara servo pogona, a ne u mehaničkim komponentama.

Ključna razlika je sljedeća: mehanički problemi imaju tendenciju da budu dosljedni i ponovljivi - isti simptom u istom položaju ili brzini, svaki ciklus. Problemi s servo parametrima obično su promjenjivi - simptom se mijenja s brzinom, opterećenjem ili temperaturom, ili se pojavljuje i nestaje bez očitog mehaničkog uzroka.

Dobitak petlje položaja

Pojačanje petlje položaja (Kp) određuje koliko agresivno servo reagira na pogrešku položaja. Ako je Kp postavljen previsoko za mehaničku krutost osi - što se može dogoditi nakon zamjene kugličnog vretena, promjene opterećenja ili promjene orijentacije osi -, os će oscilirati ili vibrirati, posebno tijekom ubrzavanja i usporavanja, a posebno pri maloj brzini.

Ako se ovaj uzorak podudara s uočenim simptomom, smanjite Kp za 10–20% i ponovno testirajte. Točan Kp je najveća vrijednost koja proizvodi stabilno, glatko kretanje bez oscilacija u cijelom rasponu brzine i opterećenja primjene.

Dobitak petlje brzine i integral

Dobitak petlje brzine (Kv) i integralna vremenska konstanta kontroliraju kako pogon reagira na pogrešku brzine. Neusklađeni parametri petlje brzine proizvode puzanje ili lov pri maloj brzini - os se pomiče u nizu malih trzaja, a ne glatko.

Ovaj se simptom često brka s povratnim udarom kugličnog vretena jer oba proizvode trzajno kretanje pri preokretu. Razlika: zazor proizvodi dosljednu mrtvu zonu (raspon rotacije motora bez pomicanja osi), dok problem s petljom brzine proizvodi nepravilno gibanje tijekom cijelog hoda, a ne samo pri preokretu.

Kada pozvati stručnjaka za servo

Podešavanje servo parametara na modernom pogonu je iterativno i zahtijeva pristup funkcijama nadzora i auto-ugađanja pogona. Gornji opis daje početnu točku za dijagnosticiranje je li problem-povezan s parametrima, ali potpunu optimizaciju treba obaviti netko tko je upoznat s određenim pogonskim sustavom koji se koristi.

Ako su servo parametri ostali nepromijenjeni, ali se pojavio problem nakon mehaničkog popravka (zamjena ležaja, zamjena matice ili podešavanje prednaprezanja), nova mehanička konfiguracija ima različite karakteristike krutosti i pogonske parametre trebat će ponovno -optimizirati za novo stanje.

Plan preventivnog održavanja

Najisplativije-održavanje je ono koje sprječava kvarove umjesto da na njih reagira. Raspored u nastavku je početni okvir - ispravni intervali za određeni stroj ovise o njegovom radnom ciklusu, okolini i zahtjevima za preciznošću te bi se trebali prilagoditi na temelju stvarnog iskustva s tim strojem.

Kada inspekcija pokaže da je potrebna zamjena

Neki se uvjeti ne mogu ispraviti podešavanjem ili ponovnim podmazivanjem. Ako pregled otkrije bilo što od sljedećeg, zahvaćenu komponentu treba zamijeniti, a ne vratiti u servis:

• Vidljivo udubljenje, ljuštenje ili lomljenje na kanalu osovine vijka ili unutar matice
• Promjena boje kuglice (plavo ili smeđe nijansiranje ukazuje na oštećenje toplinom zbog neuspjeha podmazivanja)
• Osovina vijka s vidljivim lukom ili oštećenjem profila navoja
• Potporni ležajevi s grubom ili zareznom rotacijom koja se ne poboljšava nakon čišćenja i ponovnog podmazivanja
• Brtve matice koje su potrgane, otvrdnule ili više nisu u dodiru s osovinom

Za serije SFU i DFU, zamjenske matice su na zalihama kao standardne stavke i mogu se ugraditi na postojeću osovinu vijka ako je osovina neoštećena, čime se izbjegavaju troškovi i zastoji zamjene kompletnog sklopa.