Какви са повредите на сферичните винтове?

Тази статия се фокусира върху три често срещани типаповреда на сферичния винт: прекомерна хлабина, неравна работа и счупване. Всеки тип повреда се обяснява със симптом, възможна причина, посока на проверка и метод за предотвратяване.

Защо повредите на сферичния винт имат значение

Повредата на сферичния винт може да повлияе на точността на позициониране, повторяемостта, гладкостта на движението, безопасността на оборудването и стабилността на производството. В CNC машини или системи за прецизна автоматизация, дори малко количество хлабина, грубо движение или разместване на лагерите може да доведе до грешка при обработката, необичаен шум, нестабилно натоварване или преждевременно износване на компонентите.

Когато отстранявате неизправности в сферичен винт, важно е да не преценявате само винта. Гайката, опорните лагери, гнездото на гайката, гнездото на лагера, съединителят, връзката на двигателя, монтажната повърхност, смазването и работната среда също трябва да бъдат проверени като част от цялата трансмисионна система.

Често срещани симптоми на повреда на сачмен винт

Различните повреди на сферичния винт често показват различни симптоми. Таблицата по-долу дава бърз начин за свързване на видими проблеми с машината с възможни типове повреди.

Тип повреда 1: Прекомерна хлабина

Прекомерната хлабина може да се появи като обратна реакция, забавена реакция, лоша повторяемост, грешка при движение на масата или различни стойности на хлабина при различни позиции на движение. Може да се дължи на недостатъчно предварително натоварване, слаба опорна конструкция, неправилен избор на лагер, лоша инсталация или разхлабена връзка на задвижването.

Няма предварително натоварване или недостатъчно предварително натоварване

Сферичен винт без подходящо предварително натоварване може да има забележима аксиална хлабина. При вертикален монтаж гайката може да се върти или плъзга под собственото си тегло, ако структурата не се контролира правилно. Този тип хлабина може да намали точността на позициониране и повторяемостта.

Предварителното натоварване трябва да бъде избрано според изискванията на машината. Твърде малкото предварително натоварване може да причини хлабина, докато твърде голямото предварително натоварване може да увеличи триенето, топлината, натоварването на двигателя и износването.

Твърде много торсионно изместване

Прекомерно изместване при усукване може да възникне, когато валът на винта не е достатъчно твърд за приложението. Може да е свързано с топлинна обработка, твърдост на материала, диаметър на винта, обща дължина и метод на поддържане.

В оригиналните технически бележки се споменава, че стандартната референтна твърдост за стоманени топки, сферични гайки и винтови шпиндели може да бъде съответно около HRC 62–66, HRC 58–62 и HRC 58–62. Ако разпределението на твърдостта е лошо или втвърденият слой е твърде тънък, винтът може да стане по-малко устойчив на износване и деформация.

Съотношението дължина-към-диаметър също оказва влияние върху твърдостта. Много дълъг и тънък винт е по-вероятно да се усуче или огъне под натоварване. За приложения с дълги пътувания диаметърът на винта и методът на крайна опора трябва да се проверят внимателно.

Неподходящ избор на лагер

Сачмено-винтовите опори трябва да контролират правилно аксиалното движение. Обикновените сачмени лагери с дълбок канал обикновено не са подходящи за носене на значително аксиално натоварване в опорно положение на сачмен винт. Ако типът лагер не може да осигури достатъчна аксиална твърдост, може да се появи хлабина при натоварване.

За монтаж на сачмен винт обикновено се използват ъглови контактни лагери или съответстващи опорни модули на сачмен винт във фиксирания край. Типът опора трябва да съответства на диаметъра на винта, натоварването, скоростта и монтажната структура.

Неподходящо монтиране на лагера

Дори когато типът на лагера е правилен, лошият монтаж може да създаде хлабина. Ако рамото на винта е твърде дълго или твърде късо, или ако заключващата гайка и опорните повърхности на лагера не са перпендикулярни, лагерът може да се наклони или да не успее да захване правилно винта.

Рамото на лагера, резбата на фиксиращата гайка и опорната повърхност трябва да бъдат обработени и сглобени точно. Лошата перпендикулярност или паралелност в тази област може да доведе до аксиална хлабина, неравномерно натоварване и преждевременно износване на опорния лагер.

Слаб корпус на гайката или корпус на лагера

Ако корпусът на сачмената гайка или корпусът на лагера не е достатъчно твърд, той може да се огъне под тежестта на движещата се част или при натоварване при обработка. Това отклонение може да накара системата да изглежда като хлабина, дори ако самият сферичен винт не е единственият проблем.

Твърдостта на гнездото на гайката, твърдостта на гнездото на лагера, здравината на монтажния болт и твърдостта на рамата на машината трябва да се проверяват заедно, когато се появи прекомерна хлабина.

Разхлабен корпус или лош монтаж

Корпусът на сачмената гайка или корпусът на лагера може да се разхлаби поради вибрации, недостатъчно фиксиране, липсващи позициониращи щифтове, неправилна дължина на винта, плитки отвори с резба или липса на мерки против-разхлабване.

При практическа поддръжка проверете дали монтажните болтове са стегнати, дали позициониращите щифтове са надеждни и дали корпусът се е изместил при многократно натоварване.

Лош паралелизъм или плоскост на монтажната повърхност

Ако свързващите се повърхности на корпуса на машината, гнездото на гайката, гнездото на лагера или направляващата система са извън допустимите граници, хлабината може да се промени в различни позиции по протежение на хода. Това е обичайно, когато монтажната повърхност не е плоска, подравняването на водещата релса е лошо или регулиращите подложки не са поставени правилно.

Когато хлабината се промени от едно положение на движение в друго, корпусът на машината, водещите релси, гнездото на гайката и гнездото на лагера трябва да бъдат инспектирани заедно.

Лош монтаж между двигателя и сферичния винт

Връзката на задвижването също може да причини загуба на движение. Ако съединителят е разхлабен, не е достатъчно твърд или не е монтиран сигурно, може да възникне относително въртене между вала на двигателя и вала на сферичния винт.

Ако в задвижващия механизъм се използват зъбни колела или ремъци, трябва да се провери зъбното захващане, опъването на ремъка, напасването на шпонката, напасването на втулката на вала и изборът на зъбен ремък. Разхлабен ключ или плъзгащ се ремък може да изглежда като хлабина на сферичния винт, но всъщност идва от задвижващата система.

Тип повреда 2: Неправилна работа

Неравномерната работа може да изглежда като грубо движение, задръстване, неравномерно съпротивление, необичайно натоварване на двигателя, вибрации или шум. Този тип повреда често е свързана с циркулация на топката, замърсяване, точност на обработката, прекомерен ход, повреда на връщащата тръба или проблеми с подравняването.

Проблеми с обработката на винт или гайка

Ако повърхността на сферичния жлеб на винта или гайката е грапава, ако закръглеността на стоманените топки или каналите е извън допустимите граници или ако грешката на водещия и диаметърът на стъпката не се контролират правилно, сферичният винт може да не работи гладко.

Неправилното сглобяване на връщащата тръба или неравномерният размер и твърдост на стоманената топка също могат да повлияят на циркулацията на топката, причинявайки вибрации, грубо движение или локално задръстване.

Чуждо вещество, навлизащо в топката

Чуждата материя е често срещана причина за неплавно движение на сферичния винт. Опаковъчни материали, прах, стърготини, остатъци от -превенция на ръжда или машинни остатъци могат да навлязат в пистата на топката и да нарушат нормалната циркулация на топката.

Когато чуждо вещество навлезе в каналите, топките може да се плъзгат, вместо да се търкалят нормално, или дори да се блокират. Това може да намали точността, да увеличи шума и да съкрати експлоатационния живот. Скреперите, капаците, правилното почистване и внимателното разопаковане помагат за намаляване на този риск.

Над пътуване

Прекомерното движение може да повреди връщащия път, да вдлъбне структурата на циркулацията или да причини отлепване на повърхността на жлеба на сачмата. След като пътят на циркулация на топката е повреден, винтът може да стане грапав, блокиран или да не може да се върти правилно.

Прекомерното движение може да се дължи на неправилни настройки на машината, повреда на крайния превключвател, сблъсък или грешка в управлението. Ако възникне прекомерно движение, сферичният винт трябва да се провери, преди да бъде монтиран отново и използван отново.

Повредена връщаща тръба

Възвратната тръба може да бъде вдлъбната или повредена по време на монтажа, манипулирането или сблъсъка на машината. Тъй като връщащата тръба насочва топките обратно в циркулация, дори малка деформация може да повлияе на движението на топката.

Ако сачмено-винтовият винт внезапно заседне или зашуми след монтажа, връщащата тръба и циркулационният път на сачмата трябва да се проверят внимателно.

Разминаване

Ако гнездото на гайката и гнездото на лагера не са концентрични, може да се генерира радиално натоварване. Прекомерният ексцентрицитет може да доведе до огъване на винта. Дори по-малкият ексцентрицитет може да причини необичайно износване и да намали точността с течение на времето.

Колкото по-високо е предварителното натоварване на гайката, толкова по-чувствителен става сферичният винт към грешка при центриране. За предварително натоварени сферични винтове трябва да се провери по-внимателно гнездото на гайката, гнездото на лагера, съединителя, вала на двигателя и подравняването на направляващата.

Неправилно пасване между гайката и гайката

Ако сферичната гайка е монтирана под ъгъл или е монтирана ексцентрично в гнездото на гайката, към гайката може да бъде приложено необичайно натоварване. Това може да причини нестабилно съпротивление при движение и може да се появи като колебания в натоварването на двигателя по време на работа.

Леглото на гайката трябва да бъде обработено и сглобено така, че гайката да се поддържа равномерно без принудително изкривяване.

Повреда по време на обработка

Сферичните винтове могат да се повредят от удар, огъване, изпускане или удряне на връщащата тръба по време на транспортиране и монтаж. Тъй като сферичните винтове са прецизни трансмисионни компоненти, неправилното боравене може да създаде проблеми, преди машината дори да започне да работи.

По време на работа винтът трябва да се поддържа правилно, да се поддържа чист и защитен от удар. Гайката не трябва да се отстранява небрежно, освен ако не се използват подходящи мерки за задържане на топката.

Тип повреда 3: Счупване

Счупването е по-сериозна повреда на сферичния винт. Може да включва счупване на стоманена топка, вдлъбнатина или счупване на връщащата тръба или счупване в края на шпиндела. Тези повреди често са свързани с повреда на смазването, удар, прекомерно движение, концентрация на напрежение или повтарящо се необичайно натоварване.

Счупване на стоманена топка

Счупване на стоманена топка може да възникне, когато работната температура, състоянието на смазване, натоварването или локалното напрежение станат необичайни. Оригиналните бележки за неизправност посочват, че повишаването на температурата на смазан и несмазан сферичен винт може да бъде значително различно.

Ако смазването е недостатъчно, триенето и топлината се увеличават. Това може да повреди топките, каналите на гайката или жлеба на винта. Планирането на смазването трябва да се вземе предвид както при проектирането на машината, така и при рутинната поддръжка.

Вдлъбнатина или счупване на връщащата тръба

Прекомерното движение на гайката или директният удар върху връщащата тръба може да причини вдлъбнатини или счупвания. След като връщащата тръба е повредена, пътят на циркулация на топките може да бъде възпрепятстван, което да доведе до плъзгане на топките, вместо да се търкалят.

Това може да доведе до грубо движение, запушване, вътрешна повреда и в крайна сметка счупване на връщащата тръба. Надеждните ограничители на хода и внимателният монтаж са важни за предотвратяване на тази повреда.

Счупване на края на шпиндела със сачмен винт

Счупването в края на шпиндела на сферичния винт може да бъде причинено от неправилен дизайн, концентрация на напрежението, лоша структура на рамото, огъване на шийката на винта, радиална сила или повтарящо се променливо напрежение.

Рамото на винта трябва да избягва остри ъгли, където може да се концентрира локално напрежение. Перпендикулярността между опорната повърхност на лагера и оста на резбата на фиксиращата гайка също трябва да се контролира внимателно.

Ако ексцентричността на инсталацията създава необичайна радиална сила, повтарящото се напрежение на срязване може да причини преждевременна повреда в края на шпиндела. Ето защо подравняването на лагерното гнездо и конструкцията на опорната конструкция са важни за дългосрочната-експлоатация.

Таблица за отстраняване на неизправности при повреда на сферичния винт

Таблицата по-долу обобщава трите основни вида неизправности и практически насоки за отстраняване на неизправности.

Как да предотвратите повреди на сферичния винт

Повечето повреди на сферичния винт са свързани с монтаж, опора, смазване, защита или работни условия. Превантивните мерки трябва да се планират преди монтажа и да се поддържат по време на работа на машината.

Справочник за анализ на повредата на сферичния винт DLY

DLY консумативисферични винтове, топкови гайки, помощни звена, и персонализирана крайна обработка за CNC машини, оборудване за автоматизация, опаковъчни машини и промишлени системи за движение.

За анализ на повредата на сферичния винт, предварителното натоварване, изборът на опорен лагер, крайната обработка, твърдостта на гайката, подравняването на лагера, съединителната връзка, смазването, защитата и работната среда трябва да бъдат проверени заедно. Повредата на сферичния винт често е системен проблем, а не само проблем с винтовия вал.

Заключение

Честиповреда на сферичния винтобикновено могат да бъдат групирани в прекомерна хлабина, неравна работа и счупване. Прекомерната хлабина често е свързана с предварително натоварване, опора на лагера, твърдост на корпуса, точност на монтажа или връзка на задвижването. Неправилната работа обикновено се свързва със замърсяване, проблеми с обработката, прекомерен ход, повреда на връщащата тръба, неправилно подравняване или повреда при работа. Счупването може да включва стоманени топки, връщащи тръби или краища на шпиндела при необичайно натоварване или лошо смазване.

Отстраняването на неизправности трябва да започне от видимия симптом, след което проверете сферичния винт, гайката, опорните лагери, съединителя, гнездото на гайката, гнездото на лагера, монтажната повърхност, смазването и работното състояние стъпка по стъпка.

Правилното предварително натоварване, правилният избор на опорен лагер, точната инсталация, надеждната защита, редовното смазване и внимателното боравене могат да помогнат за намаляване на много често срещани рискове от повреда на сачмен винт.