Ръководство за проверка и поддръжка на сачмен винт

Започнете от тук: Свържете вашия симптом с причина

Преди да разглобите нещо, установете какво всъщност прави машината. Един и същ компонент - износен опорен лагер, например - може да предизвика различни симптоми в зависимост от това как се е повредил. Работата от симптома назад е по-бърза и по-надеждна от проверката на всеки компонент последователно.

Използвайте тази таблица като входна точка. Раздели от 1 до 5 под всеки разглеждат подробно една област.

Раздел 1: Аксиална хлабина на опорен лагер

Опорните лагери държат винтовия вал във фиксирана аксиална позиция от всеки край. Когато развият луфт - поради разхлабени контрагайки, износени шайби или неправилно предварително натоварване -, самият винтов вал се движи аксиално под натоварване. Това аксиално движение преминава директно в грешка при позициониране и е една от най-честите причини за хлабина в машините с ЦПУ.

Как да измерим правилно аксиалната хлабина

Измерването трябва да се извърши директно върху вала на винта, а не върху гайката или масата на машината. Измерването на маса комбинира множество източници на грешки и прави невъзможно изолирането на лагера.

Необходимо оборудване:Магнитен-основен индикатор с циферблат, разделителна способност 0,001 mm или по-добра.

Процедура:

1. Монтирайте циферблатния индикатор върху фиксирана референтна повърхност - рамката на машината или тежко приспособление, закрепено с болтове към масата. Върхът на сондата трябва да контактува с крайната повърхност на вала на винта, центриран върху оста на вала.
2. Заключете гайката, така че да не може да се движи по вала по време на теста. Не позволявайте на гайката да осигури силата на аксиална реакция - това би натоварило гайката, а не лагера.
3. Приложете постоянна аксиална сила на натиск върху вала с ръка, приблизително 10–20N. Обърнете внимание на показанията на индикатора.
4. Приложете постоянна аксиална теглителна сила в обратна посока със същата сила. Обърнете внимание на четенето.
5. Общото движение на индикатора между натискане и издърпване е аксиалната хлабина на опорния лагерен възел.

Тълкуване:

• По-малко от 0,005 mm: Приемливо за повечето CNC приложения.
• 0,005–0,015 мм: граница. Проверете отново състоянието на шайбата с предварително натоварване и въртящия момент на контрагайката, преди да вземете решение за подмяна.
• Повече от 0,015 mm: Хлабината на лагера допринася за грешка при позициониране. Проучете причината, преди да сглобите отново.

Какво ви казва измерването:

Ако има хлабина, но лагерните колела се чувстват гладки, когато се въртят на ръка, най-вероятната причина е разхлабена контрагайка или шайба за предварително натоварване, която се е компресирала с времето. Затегнете контрагайката до правилния въртящ момент и проверете отново. Ако луфтът се възстанови в рамките на кратък период на работа, шайбата е уморена и се нуждае от подмяна.

Ако има луфт и лагерът се усеща грапав, назъбен или има забележимо радиално колебание при въртене, самият лагер е износен и се нуждае от подмяна. Регулирането на предварително натоварване на износен лагер осигурява само временно подобрение.

Правилно предварително натоварване за опорни лагери

Опорните лагери на сферичните винтове обикновено са ъглови контактни лагери, инсталирани във фиксирана-фиксирана или фиксирана-свободна конфигурация. Правилното условие за монтаж е леко аксиално предварително натоварване -, достатъчно за премахване на вътрешната хлабина и предотвратяване на разхлабването на лагера при реверсивни натоварвания, но не толкова, че да генерира прекомерна топлина или да намали живота на лагера.

Правилно предварително натоварен опорен лагер не трябва да показва забележимо аксиално движение при ръчна сила от 10–20N, приложена към края на вала. Валът трябва да се върти плавно без назъбване или промяна на съпротивлението. След работа при работна скорост в продължение на 15–30 минути корпусът на лагера трябва да е топъл на допир (30–50 градуса над температурата на околната среда), но не горещ.

Ако се монтира резервен лагер, използвайте същата спецификация на лагера като оригиналния. Ъгловите контактни лагери за сачмено-винтова опора обикновено се предлагат в конфигурации с контактен ъгъл от 15 градуса, 25 градуса или 60 градуса - оригиналният контактен ъгъл трябва да се поддържа, тъй като различните ъгли имат различна аксиална товароносимост и твърдост.

Раздел 2: Проверка и ремонт на хлабината на гайката

Аксиалната хлабина в гайката е свързана-с износване, а не с регулиране-по същия начин като предварителното натоварване на лагера. Топките и каналите в гайката натрупват микро-износване с течение на времето, което постепенно увеличава вътрешния просвет между топката и каналите. Когато тази хлабина стане достатъчно голяма, тя се проявява като хлабина на масата на машината - най-видимо като грешка в позицията, която се появява само когато оста обърне посоката.

Измерване на хлабината на гайката

Преди да измерите хлабината на гайката, проверете дали аксиалната хлабина на опорния лагер е в рамките на спецификацията (Раздел 1) и че всички винтове на фланцовата връзка са затегнати (Раздел 3). Всеки от тези фактори, ако присъства, ще замърси измерването на хлабината на гайката.

Процедура:

1. Монтирайте циферблатния индикатор върху масата на машината (не върху гайката или вала), като сондата контактува с фиксирана опорна точка върху рамката на машината.
2. Закарайте оста до средната точка на нейния ход и спрете.
3. Приложете леко аксиално натоварване върху масата в положителна посока (тласък) и нулирайте индикатора.
4. Приложете леко аксиално натоварване в отрицателна посока (дърпане) със същата сила.
5. Отчитането на индикатора е общата аксиална хлабина в гайката, като се приеме, че луфтът на лагера вече е потвърден, че е в рамките на спецификацията.

Приемливото разстояние зависи от приложението. За обща автоматизация с прецизност C7 често е приемливо до 0,05 mm. За CNC обработка с изисквания за точност C5, хлабината на гайката обикновено трябва да се поддържа под 0,01–0,02 mm.

Двойна гайка (серия DFU): регулиране на хлабината

Дизайните с двойна{0}}гайка - като серията DFU - използват прецизен дистанционер между двете половини на гайка за генериране на вътрешно предварително натоварване. Когато се появи хлабина, дистанционерът може да бъде заменен с малко по-дебел, за да се възстанови предварителното натоварване и да се елиминира хлабината.

Необходимото увеличаване на дебелината на дистанционния елемент зависи от измерената хлабина и геометрията на сферичната верига. Като отправна точка, увеличението на дистанционера от 1,5–2 пъти измерената хлабина ще възстанови приблизително нулевата хлабина. Финото регулиране се извършва чрез измерване на хлабината след всяка смяна на дистанционера до достигане на целта.

След настройката прекарайте оста през пълния й ход при нормална скорост и проверете температурата на гайката. Правилно предварително натоварена двойна гайка ще работи с 5–10 градуса по-топло от единична гайка с-регулирана хлабина. Ако гайката работи значително по-гореща от това след регулиране, увеличението на дистанционера е твърде голямо и предварителното натоварване е прекомерно - обратно до следващия по-малък размер на дистанционера.

Имайте предвид, че регулирането на дистанционния елемент може да компенсира само хлабината, причинена от износване. Ако каналите показват видими вдлъбнатини, лющене или повреда на повърхността, регулирането на дистанционния елемент няма да възстанови точността - гайката се нуждае от подмяна.

Единична гайка (серия SFU): кога да регулирате и кога да смените

Конструкциите с една -гайка нямат механизъм за регулиране на дистанционния елемент. Вътрешната хлабина се определя от диаметъра на топката и геометрията на каналите. Когато се образува луфт поради износване, има два варианта:

Опция 1 - Заменете с големи топки

Ако износването е незначително (измерена хлабина по-малка от 0,05 mm и без видима повреда на каналите), замяната на топките с малко по-голям диаметър може да възстанови вътрешното предварително натоварване и да премахне луфтовете. Стандартните стъпки за смяна на сачмата са +0.025 mm и +0.050 mm над номиналния диаметър на сачмата.

Преди да опитате това, проверете каналите визуално и на пипане. Прокарайте пръста си по открития вал на винта в областта, която беше покрита от гайката. Пътеката трябва да се чувства гладка и равномерна. Ако можете да усетите ръбове, вдлъбнатини или грапавини, смяната на сачмата няма да възстанови производителността - геометрията на пистата вече не е правилна, независимо от размера на сачмата.

При смяна на топки, всички топки във веригата трябва да бъдат сменени с една и съща партида и със същия свръхразмерен клас. Смесването на сачми с различни диаметри - дори с 0,005 mm - създава неравномерно разпределение на натоварването и ускорява износването на натоварените сачми. Поръчайте пълен резервен комплект, а не отделни топки.

След като монтирате големи топки, проверете въртящия момент чрез завъртане на вала на ръка. Съпротивлението трябва да е малко по-високо от преди (предварителното натоварване се е увеличило), но въртенето трябва да е плавно през целия ход. Ако валът се чувства стегнат или неравномерен в която и да е точка, увеличението на големината е твърде голямо за действителното състояние на износване - върнете се към по-малкото увеличение.

Опция 2 - Сменете гайката или целия комплект винт-и-гайка

Ако износването на каналите е видимо, ако измерената хлабина надвишава 0,05 mm или ако изискването за точност е C5 или по-строго, комплектът на гайката трябва да се смени, а не да се регулира. За серията SFU резервните гайки се предлагат като стандартни стокови артикули и могат да се монтират без смяна на винтовия вал, ако самият вал е неповреден.

Когато поръчвате резервна гайка, посочете номиналния диаметър на винта, хода и типа на гайката. Ако оригиналната степен на точност не е известна, измерете диаметъра на вала на винта и проводника с микрометър и измервателен уред - това обикновено е достатъчно, за да идентифицирате правилния заместител.

Раздел 3: Фланцово съединение и механично разхлабване

Разхлабените винтове на фланеца са един от най-често пренебрегваните източници на очевидна хлабина на сферичния винт. Гайката е монтирана към каретката на машината чрез лицева страна на фланеца, закрепена с четири или повече винта с капачка. С течение на времето вибрациите и натоварванията при обръщане могат постепенно да извадят тези винтове, създавайки хлабина между челото на фланеца и шейната.

Този тип разхлабване е лесно да се диагностицира погрешно като хлабина на гайката или луфт на лагера, тъй като симптомът - хлабина на масата - е идентичен. Разликата е, че разхлабеността на фланеца има характеристика: когато бутате и дърпате масата на ръка, докато наблюдавате тялото на гайката, самата гайка ще се движи леко спрямо каретката, ако фланецът е разхлабен. При хлабина на гайката тялото на гайката остава неподвижно и валът се движи вътре в него.

Процедура за проверка:

1. Когато машината е неподвижна и серво задвижванията са активирани, натиснете и издърпайте масата на ръка, като наблюдавате интерфейса между фланеца на гайката и повърхността на каретката.
2. Всяко видимо отваряне на празнина или движение на този интерфейс потвърждава разхлабването на фланеца.
3. Използвайте динамометричен ключ, за да проверите всеки винт на фланеца спрямо спецификацията за този размер и клас на винта. Не разчитайте на усещане - фланцовите винтове, които се чувстват „прилепнали“ на ръка, често са недостатъчно затегнати.
4. Ако някой винт е разхлабен, затегнете отново всички винтове напречно до указания въртящ момент, след което проверете отново измерването на хлабината на масата.

Профилактика:Нанесете смес за -заключване на резбата върху винтовете на фланеца по време на първоначалната инсталация и след всяко повторно инсталиране. Това не предотвратява отстраняването със стандартен гаечен ключ, но предотвратява-предизвиканото от вибрации разхлабване.

Раздел 4: Смазване - Диагностициране и коригиране на проблеми при обслужване

Неизправностите в смазването на сферичните винтове в експлоатация се проявяват различно от проблемите, адресирани при монтажа. В машина, която работи в продължение на месеци или години, най-честите проблеми със смазването са изчерпване на смазката, влошаване на качеството на смазката и блокирани линии за доставка в централизирани системи.

Разпознаване на проблеми със смазването

Най-ранният и най-надежден индикатор за проблем със смазването е повишаването на температурата на гайката. Когато смазочният филм стане недостатъчен, триенето на сачмата-на релсите се увеличава и гайката се нагрява. Базовата температура, записана при пускане в експлоатация - или просто постоянна работна температура, наблюдавана във времето - прави тази тенденция откриваема, преди да причини повреда.

Други показатели:

• Увеличаване на шума, особено звук с по-висока-честота по време на движение (а не нискочестотен-резонанс на проблем с механично разхлабване)
• Повишен задвижващ ток при постоянна скорост, видим в монитора на серво задвижването
• Грапавост или промяна на съпротивлението, когато оста се движи бавно на ръка с деактивирани задвижвания

Ако има някое от тях, не продължавайте да работите с машината при нормално натоварване и скорост. Първо добавете смазка и проверете отново.

Добавяне на смазка към работеща инсталация

За гайка с фитинг за грес, инжектирайте грес бавно през фитинга, докато оста е неподвижна. Използвайте същия тип смазка, който е бил използван при монтажа - не смесвайте типове грес. Типичната доза за допълване на ядка SFU 2005 е 0,3–0,5 грама; за по-голям DFU 3210, приблизително 1–1,5 грама.

След като добавите грес, прекарайте оста през няколко бавни цикъла на пълен-ход, преди да се върнете към нормална работа. Следете температурата на гайката за 15–30 минути след възобновяване на нормалната скорост. Ако температурата се върне към изходното ниво, проблемът със смазването е разрешен. Ако остане повишено, проблемът може да е по-напреднал - проверете гайката за замърсяване или повреда.

Блокирани централизирани линии за смазване

При машини с централизирани системи за смазване с масло запушванията в разпределителните линии или дозиращите клапани са често срещана причина за локализирана повреда в смазването - изглежда, че системата работи, но един или повече сферични винтове не получават достатъчно масло.

Симптомите на блокирана линия са локализирани: една ос работи горещо или шумно, докато други са нормални. За да диагностицирате, разкачете захранващата линия от фитинга на гайката и задействайте ръчно импулс за смазване от управлението на машината. Маслото трябва да изтече от прекъснатата линия в рамките на няколко секунди. Липса на поток или много бавен поток потвърждава запушване.

Запушванията най-често възникват при дозиращите вентили или при самия фитинг на гайката, особено ако смазката е сменена без промиване на системата. Отстранете запушването, като изключите засегнатия сегмент от линията и продухвате със сгъстен въздух под ниско-налягане или като смените дозиращия вентил, ако не може да бъде изчистен.

След изчистване свържете отново линията, задействайте няколко импулса за ръчно смазване и проверете потока при фитинга на гайката, преди да свържете отново.

Замърсяване вътре в гайката

Ако машината работи в среда с метални стружки, охлаждаща течност или фин прах, замърсяването, навлизащо в гайката, ще ускори износването и може да причини внезапни повреди. Признаците за замърсяване включват устойчивост на песъчинки, когато оста се премества на ръка, тъмна или обезцветена грес, видима при уплътненията на гайката, и бързо повтаряне на хлабината след регулиране.

Ако се потвърди замърсяване, гайката трябва да се отстрани и почисти преди повторно смазване. Не добавяйте просто прясна грес върху замърсената грес - частиците ще продължат да ожулват каналите, независимо от количеството лубрикант.

Състоянието на уплътнението на гайката трябва да се проверява при всяко отстраняване на гайката. Износените или повредени уплътнения позволяват навлизането на замърсяване независимо от честотата на смазване. Резервни уплътнения са налични за повечето стандартни дизайни на гайки и трябва да се сменят като нещо разбира се, когато гайката е свалена от машината.

Раздел 5: Проблеми с параметрите на серво задвижването

Не всички проблеми със сферичния винт са механични. Някои симптоми на вибрация, пълзене и нестабилност на позиционирането имат основната причина в настройките на параметрите на серво задвижването, а не в механичните компоненти.

Основното разграничение е следното: механичните проблеми обикновено са постоянни и повтарящи се - един и същ симптом при една и съща позиция или скорост, всеки цикъл. Проблемите със серво параметрите обикновено са променливи - симптомът се променя със скорост, натоварване или температура, или се появява и изчезва без очевидна механична причина.

Усилване на контура на позицията

Усилването на контура на позицията (Kp) определя колко агресивно сервото реагира на грешка в позицията. Ако Kp е зададено твърде високо за механичната твърдост на оста -, което може да се случи след смяна на сферичен винт, промяна в натоварването или промяна в ориентацията на оста -, оста ще осцилира или вибрира, особено по време на ускорение и забавяне, и особено при ниска скорост.

Ако този модел съвпада с наблюдавания симптом, намалете Kp с 10–20% и тествайте отново. Правилният Kp е най-високата стойност, която произвежда стабилно, плавно движение без колебания в целия диапазон на скоростта и натоварването на приложението.

Усилване на контура на скоростта и интеграл

Усилването на контура на скоростта (Kv) и интегралната времеконстанта контролират как задвижването реагира на грешка в скоростта. Несъответстващите параметри на веригата на скоростта предизвикват пълзене или преследване при ниска скорост - оста се движи в поредица от малки удари, а не плавно.

Този симптом често се бърка с хлабината на сферичния винт, тъй като и двата предизвикват рязко движение при обръщане. Разликата: хлабината създава постоянна мъртва зона (обхват на въртене на двигателя без движение на оста), докато проблемът с веригата на скоростта създава неравномерно движение по време на хода, а не само при обръщане.

Кога да се обадите на серво експерт

Настройката на параметрите на сервопривода на модерно задвижване е итеративна и изисква достъп до функциите за наблюдение и автоматична{0}}настройка на задвижването. Описанието по-горе предоставя отправна точка за диагностициране дали проблемът е свързан-с параметър, но пълната оптимизация трябва да се извърши от някой, запознат с конкретната използвана задвижваща система.

Ако серво параметрите са били непроменени, но се е появил проблем след механичен ремонт (смяна на лагер, смяна на гайка или регулиране на предварително натоварване), новата механична конфигурация има различни характеристики на твърдост и параметрите на задвижването ще трябва да бъдат повторно -оптимизирани за новото състояние.

График за превантивна поддръжка

Най-{0}}рентабилната поддръжка е тази, която предотвратява повреди, вместо да реагира на тях. Графикът по-долу е начална рамка - правилните интервали за конкретна машина зависят от нейния работен цикъл, среда и изисквания за прецизност и трябва да бъдат коригирани въз основа на действителния опит с тази машина.

Когато проверката покаже, че е необходима подмяна

Някои условия не могат да бъдат коригирани чрез регулиране или повторно смазване. Ако проверката разкрие някое от следните неща, засегнатият компонент трябва да бъде сменен, вместо да бъде върнат в експлоатация:

• Видими вдлъбнатини, лющене или разцепване по каналите на вала на винта или вътре в гайката
• Обезцветяване на топката (синьо или кафяво оцветяване показва топлинна повреда от повреда на смазването)
• Винтов вал с видима дъга или повреда на профила на резбата
• Опорни лагери с грубо или назъбено въртене, което не се подобрява след почистване и повторно смазване
• Уплътнения на гайка, които са скъсани, закалени или вече не контактуват с вала

За сериите SFU и DFU резервните гайки се съхраняват като стандартни артикули и могат да бъдат монтирани на съществуващия винтов вал, ако валът не е повреден, което избягва разходите и времето за престой при подмяната на целия комплект.