Vodič za pregled i održavanje kugličnih vijaka

Počnite ovdje: povežite svoj simptom s uzrokom

Prije nego što nešto rastavite, utvrdite šta mašina zapravo radi. Ista komponenta - istrošeni noseći ležaj, na primjer - može izazvati različite simptome u zavisnosti od toga kako je pokvarila. Rad od simptoma unatrag je brži i pouzdaniji od provjere svake komponente u nizu.

Koristite ovu tabelu kao svoju ulaznu tačku. Odjeljci od 1. do 5. ispod svake se odnose na jedno područje detaljno.

Odjeljak 1: Aksijalni zazor ležaja nosača

Potporni ležajevi drže osovinu vijka u fiksnom aksijalnom položaju na svakom kraju. Kada razviju zazor - zbog labavih matica, istrošenih uboda ili nepravilnog predopterećenja -, sama osovina vijka se pomiče aksijalno pod opterećenjem. Ovo aksijalno pomeranje prelazi direktno u grešku pozicioniranja i jedan je od najčešćih uzroka zazora u CNC mašinama.

Kako pravilno izmjeriti aksijalni zazor

Mjerenje se mora izvršiti direktno na osovini vijka, a ne na matici ili stolu mašine. Mjerenje na stolu kombinuje višestruke izvore grešaka i onemogućava izolaciju ležaja.

Potrebna oprema:Magnetni-indikator na bazi, rezolucija 0,001 mm ili bolja.

Procedura:

1. Montirajte indikator brojčanika na fiksnu referentnu površinu - na okvir mašine ili na tešku učvršćenje pričvršćeno za sto. Vrh sonde treba da bude u kontaktu sa krajnjom stranom osovine zavrtnja, centriran na osi osovine.
2. Zategnite maticu tako da ne može da putuje duž osovine tokom testa. Nemojte dozvoliti da matica obezbijedi aksijalnu reakciju -, jer bi to opteretilo maticu, a ne ležaj.
3. Primijenite stalnu aksijalnu silu pritiska na osovinu rukom, otprilike 10-20N. Obratite pažnju na očitavanje indikatora.
4. Primijenite stalnu aksijalnu vučnu silu u suprotnom smjeru s istom silom. Obratite pažnju na čitanje.
5. Ukupno kretanje indikatora između potiska i povlačenja je aksijalni zazor sklopa potpornog ležaja.

Tumačenje:

• Manje od 0,005 mm: Prihvatljivo za većinu CNC aplikacija.
• 0,005–0,015 mm: Granica. Ponovo provjerite stanje podloške prednaprezanja i zatezni moment matice prije nego što odlučite o zamjeni.
• Više od 0,015 mm: zračnost ležaja doprinosi grešci u pozicioniranju. Istražite uzrok prije ponovnog sastavljanja.

Šta vam mjerenje govori:

Ako postoji zračnost, ali klizanja ležaja su glatka kada se rotiraju rukom, najvjerovatniji uzrok je labava matica ili podloška prednaprezanja koja se stisnula tokom vremena. Ponovo zategnite sigurnosnu maticu na odgovarajući moment i ponovo provjerite. Ako se zračnost vrati u kratkom periodu rada, perilica se umorila i potrebna je zamjena.

Ako postoji zračnost, a ležaj je hrapav, urezan ili ima vidljivo radijalno kolebanje kada se okreće, sam ležaj je istrošen i treba ga zamijeniti. Podešavanje prednaprezanja na istrošenom ležaju pruža samo privremeno poboljšanje.

Ispravan prednapon za noseće ležajeve

Nosivi ležajevi na kugličnim vijcima su obično ležajevi sa ugaonim kontaktom instalirani u fiksnoj-fiksnoj ili fiksnoj-slobodnoj konfiguraciji. Ispravan uvjet ugradnje je blago aksijalno predopterećenje - dovoljno da eliminiše unutrašnji zazor i spriječi da se ležaj olabavi pod opterećenjem unatrag, ali ne toliko da stvara prekomjernu toplinu ili smanjuje vijek trajanja ležaja.

Ispravno prednapregnuti potporni ležaj ne bi trebao pokazivati ​​vidljivo aksijalno pomicanje pod silom ruke od 10-20N primijenjenom na kraj vratila. Osovina treba da se okreće glatko bez zareza ili varijacija otpora. Nakon rada pri radnoj brzini 15-30 minuta, kućište ležaja treba da bude toplo na dodir (30-50 stepeni iznad ambijenta), ali ne i vruće.

Ako se ugrađuje zamjenski ležaj, koristite istu specifikaciju ležaja kao originalni. Kutni kontaktni ležajevi za oslonac kugličnim vijkom su obično dostupni u konfiguracijama kontaktnog ugla od 15 stepeni, 25 stepeni ili 60 stepeni - originalni kontaktni ugao se mora održavati, jer različiti uglovi imaju različit kapacitet aksijalnog opterećenja i krutost.

Odjeljak 2: Inspekcija i popravka zazora matice

Aksijalni zazor u matici je povezan s habanjem-a ne sa podešavanjem-na isti način kao predopterećenje ležaja. Kuglice i staze za kretanje u matici akumuliraju mikro-trošenje tokom vremena, što postepeno povećava unutrašnji zazor između kuglice i staze. Kada ovaj zazor postane dovoljno velik, on se pojavljuje kao zazor na stolu mašine - najvidljivije kao greška položaja koja se pojavljuje samo kada os obrne smjer.

Mjerenje zazora matice

Prije mjerenja zazora matice, provjerite je li aksijalni zazor potpornog ležaja unutar specifikacije (odjeljak 1) i da li su svi zavrtnji za prirubnicu zategnuti (odjeljak 3). Bilo koji od ovih faktora, ako je prisutan, kontaminira mjerenje zazora matice.

Procedura:

1. Montirajte indikator na stolu mašine (ne na maticu ili osovinu), tako da sonda dodiruje fiksnu referencu na okviru mašine.
2. Dovedite osovinu do sredine njenog kretanja i zaustavite se.
3. Primijenite lagano aksijalno opterećenje na sto u pozitivnom smjeru (pritisnite) 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 zračnost ležaja već potvrđena unutar specifikacije.

Prihvatljivo odobrenje zavisi od aplikacije. Za opštu automatizaciju sa C7 preciznošću, do 0,05 mm je često prihvatljivo. Za CNC obradu sa zahtjevima za preciznošću C5, razmak matice obično treba držati ispod 0,01–0,02 mm.

Dvostruka matica (DFU serija): podešavanje zazora

Dvostruki-dizajni navrtki - kao što je serija DFU - koriste precizni odstojnik između dvije polovine matice za generiranje unutrašnjeg prednaprezanja. Kada se zazor razvije, odstojnik se može zamijeniti nešto debljim kako bi se povratilo predopterećenje i eliminisao zazor.

Potrebno povećanje debljine odstojnika ovisi o izmjerenom zazoru i geometriji kugličnog kruga. Kao početna tačka, povećanje odstojnika od 1,5-2 puta od izmjerenog zazora će približno vratiti nulti zazor. Fino podešavanje se vrši mjerenjem zazora nakon svake promjene odstojnika dok se ne postigne cilj.

Nakon podešavanja, provedite osovinu kroz njen puni hod pri normalnoj brzini i provjerite temperaturu matice. Ispravno unaprijed nategnuta dvostruka matica radit će 5-10 stepeni toplije od jednostruke matice s-podešenim zazorom. Ako matica radi znatno toplije od ovoga nakon podešavanja, povećanje odstojnika je preveliko i prednaprezanje je preveliko - nazad do sljedeće manje veličine odstojnika.

Imajte na umu da podešavanje odstojnika može samo kompenzirati zazor uzrokovan habanjem. Ako staze klizanja pokazuju vidljive udubljenja, ljuštenje ili površinsko oštećenje, podešavanje odstojnika neće vratiti tačnost - potrebno je zamijeniti sklop matice.

Jednostruka matica (SFU serija): kada podesiti, a kada zameniti

Dizajn sa jednom-navrtkom nema mehanizam za podešavanje odstojnika. Unutrašnji zazor je fiksiran prečnikom kugle i geometrijom staze. Kada se zazor razvije zbog habanja, postoje dvije opcije:

Opcija 1 - Zamijenite velikim loptama

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

Prije nego što ovo pokušate, pregledajte staze trkanja vizualno i na dodir. Pređite prstom duž izložene osovine zavrtnja u području koje je prekriveno maticom. Staza za trku treba da bude glatka i ujednačena. Ako osjetite izbočine, udubljenja ili hrapavost, zamjena lopte neće vratiti performanse - geometrija staze više nije ispravna bez obzira na veličinu lopte.

Prilikom zamjene loptica, sve kuglice u krugu moraju biti zamijenjene istom serijom i istom oznakom veličine. Miješanje kuglica različitih promjera - čak i za 0,005 mm - stvara nejednaku raspodjelu opterećenja i ubrzava habanje napunjenih kuglica. Naručite kompletan zamjenski set umjesto pojedinačnih loptica.

Nakon postavljanja velikih 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 putovanja. Ako je osovina zategnuta ili nepravilna u bilo kojem trenutku, povećanje veličine je preveliko za stvarno stanje habanja - vratite se na manji prirast.

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

Ako je vidljivo trošenje staze, ako izmjereni zazor prelazi 0,05 mm, ili ako je zahtjev za preciznošću C5 ili čvršći, sklop matice treba zamijeniti umjesto podesiti. Za seriju SFU, zamjenske matice su dostupne kao standardni artikli na zalihama i mogu se ugraditi bez zamjene navojne osovine ako je sama osovina neoštećena.

Kada naručujete zamjensku maticu, navedite nazivni prečnik zavrtnja, provod i tip matice. Ako originalna ocjena preciznosti nije poznata, izmjerite promjer osovine zavrtnja i elektrodu mikrometrom i mjeračem koraka -, što je obično dovoljno za identifikaciju ispravne zamjene.

Odjeljak 3: Prirubnički spoj i mehanička labavost

Labavi vijci s prirubnicom jedan su od najčešće zanemarenih izvora prividnog zazora kugličnih vijaka. Matica se montira na nosač mašine preko prirubničke površine, pričvršćene sa četiri ili više zavrtnja sa poklopcem. Vremenom, vibracije i opterećenje unazad mogu postupno povući ove zavrtnje, stvarajući zazor između površine prirubnice i nosača.

Ovu vrstu labavosti je lako pogrešno dijagnosticirati kao zazor matice ili zračnost ležaja, jer je simptom - zazor na stolu - identičan. Razlika je u tome što labavost prirubnice ima karakteristiku: kada gurnete i povučete stol rukom dok gledate tijelo matice, sama matica će se lagano pomjeriti u odnosu na nosač ako je prirubnica labava. Sa zazorom matice, tijelo matice ostaje fiksirano, a osovina se kreće unutar njega.

Procedura inspekcije:

1. Kada je mašina u stanju mirovanja i uključeni servo pogoni, gurnite i povucite stol rukom dok gledate na interfejs između prirubnice matice i površine nosača.
2. Svako vidljivo otvaranje otvora ili pomeranje na ovom interfejsu potvrđuje labavost prirubnice.
3. Koristite moment ključ da provjerite svaki vijak prirubnice u odnosu na specifikaciju za tu veličinu i razred vijka. Nemojte se oslanjati na prirubničke vijke - koji se osjećaju "prilijepljeni" rukom često su nedovoljno zategnuti.
4. Ako je bilo koji šraf olabavljen, ponovo zategnite sve zavrtnje u poprečnom šablonu na navedeni moment, a zatim ponovo provjerite mjerenje zazora stola.

Prevencija:Nanesite - smjesu za zaključavanje na vijke s prirubnicama tokom početne instalacije i nakon svake ponovne instalacije. Ovo ne sprječava uklanjanje pomoću standardnog ključa, ali sprječava popuštanje izazvano vibracijama-.

Odjeljak 4: Podmazivanje - Dijagnostikovanje i ispravljanje problema u servisu

Nedostaci podmazivanja kod kugličnih vijaka u radu se razlikuju od problema koji se rješavaju prilikom instalacije. U mašini koja radi mesecima ili godinama, najčešći problemi sa podmazivanjem su iscrpljivanje maziva, degradacija maziva i blokirane linije isporuke u centralizovanim sistemima.

Prepoznavanje problema s podmazivanjem

Najraniji i najpouzdaniji pokazatelj problema s podmazivanjem je povećanje temperature na matici. Kada film za podmazivanje postane nedovoljan, trenje -okretanja kuglica se povećava, a matica postaje toplija. Osnovna temperatura zabilježena pri puštanju u rad - ili jednostavno konzistentna radna temperatura posmatrana tokom vremena - čini ovaj trend vidljivim prije nego što prouzrokuje štetu.

Ostali pokazatelji:

• Povećanje buke, posebno -zvuk više frekvencije tokom pokreta (ne nisko-rezonancije mehaničkog labavosti)
• Povećana pogonska struja pri konstantnoj brzini, vidljiva na monitoru servo pogona
• Varijacija hrapavosti ili otpora kada se os polako pomiče rukom s onemogućenim pogonima

Ako je nešto od navedenog prisutno, nemojte nastaviti s radom stroja pri normalnom opterećenju i brzini. Prvo dodajte mazivo i ponovo provjerite.

Dodavanje maziva u instalaciju koja radi

Za maticu s nastavkom za podmazivanje, polako ubrizgavajte mast kroz spojnicu dok osovina miruje. Koristite isti tip maziva koji je korišten pri instalaciji - ne miješajte vrste masti. Tipična doza za dopunu za SFU 2005 orah je 0,3–0,5 grama; za veći DFU 3210, otprilike 1–1,5 grama.

Nakon dodavanja masti, provedite osovinu kroz nekoliko sporih punih-ciklusa prije nego se vratite na 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 može biti napredniji - pregledajte maticu na kontaminaciju ili oštećenje.

Blokirani centralizirani vodovi za podmazivanje

Na mašinama sa centralizovanim sistemima za podmazivanje uljem, blokade u distributivnim vodovima ili ventilima za doziranje su čest uzrok lokalizovanog kvara podmazivanja - čini se da sistem radi, ali jedan ili više kugličnih vijaka ne primaju dovoljno ulja.

Simptomi blokirane linije su lokalizirani: jedna os radi vruća ili bučna, dok su druge normalne. Za dijagnozu, odspojite dovodni vod na navojnoj matici i pokrenite ručno impuls za podmazivanje iz kontrole stroja. Ulje bi trebalo da poteče iz isključenog voda u roku od nekoliko sekundi. Nema protoka ili vrlo spor protok potvrđuje blokadu.

Začepljenja se najčešće javljaju na ventilima za doziranje ili na samom spoju matice, posebno ako je mazivo promijenjeno bez ispiranja sistema. Uklonite blokadu tako što ćete odspojiti zahvaćeni segment linije i produvati komprimiranim zrakom pod niskim-pritiskom, ili zamjenom mjernog ventila ako se ne može očistiti.

Nakon čišćenja, ponovo spojite vod, pokrenite nekoliko impulsa ručnog podmazivanja i provjerite protok na spoju matice prije ponovnog spajanja.

Kontaminacija unutar matice

Ako mašina radi u okruženju sa metalnim strugotinama, rashladnom tečnošću ili finom prašinom, kontaminacija koja ulazi u maticu ubrzaće habanje i može izazvati nagle kvarove. Znakovi kontaminacije uključuju otpornost na pijesak kada se osovina pomiče rukom, tamnu ili promijenjenu mast vidljivu na brtvama matice i brzo ponavljanje zazora nakon podešavanja.

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

Stanje zaptivke matice treba provjeriti svaki put kada se matica skida. Istrošene ili oštećene zaptivke omogućavaju ulazak kontaminacije bez obzira na učestalost podmazivanja. Zamjenske zaptivke su dostupne za većinu standardnih dizajna matica i treba ih zamijeniti kao nešto što se podrazumijeva kad god je matica izvan stroja.

Odjeljak 5: Problemi sa parametrima servo pogona

Nisu svi problemi sa kugličnim vijkom mehanički. Neki simptomi vibracije, puzanja i nestabilnosti pozicioniranja imaju svoj osnovni uzrok u postavkama parametara servo pogona, a ne u mehaničkim komponentama.

Ključna razlika je ova: mehanički problemi imaju tendenciju da budu dosljedni i ponovljivi - isti simptom na istoj poziciji ili brzini, u svakom ciklusu. Problemi sa servo parametrima imaju tendenciju da budu promjenjivi - simptom se mijenja sa brzinom, opterećenjem ili temperaturom, ili se pojavljuje i nestaje bez očiglednog mehaničkog uzroka.

Pojačanje petlje položaja

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

Ako ovaj obrazac odgovara simptomu koji se opaža, smanjite Kp za 10-20% i ponovo testirajte. Tačan Kp je najviša vrijednost koja proizvodi stabilno, glatko kretanje bez oscilacija u cijelom rasponu brzine i opterećenja aplikacije.

Pojačanje i integral u petlji brzine

Pojačanje petlje brzine (Kv) i integralna vremenska konstanta kontroliraju kako pogon reagira na pogrešku brzine. Neusklađeni parametri petlje brzine dovode do puzanja ili lova pri maloj brzini - osa se kreće u nizu malih trzaja, a ne glatko.

Ovaj simptom se često brka sa zazorom kugličnog vijka jer oba proizvode trzave pokrete pri preokretu. Razlika: zazor proizvodi konzistentnu mrtvu zonu (opseg rotacije motora bez pomaka osi), dok problem petlje brzine proizvodi nepravilno kretanje kroz cijeli hod, a ne samo pri preokretu.

Kada pozvati stručnjake za servo

Podešavanje servo parametara na modernom pogonu je iterativno i zahtijeva pristup funkcijama praćenja i automatskog{0}}podešavanja pogona. Gornji opis pruža početnu tačku za dijagnozu da li je problem povezan sa parametrom-, ali potpunu optimizaciju treba obaviti neko upoznat sa specifičnim pogonskim sistemom koji se koristi.

Ako su servo parametri ostali nepromijenjeni, ali se problem pojavio nakon mehaničke popravke (zamjena ležajeva, zamjena matice ili podešavanje predopterećenja), nova mehanička konfiguracija ima različite karakteristike krutosti i parametre pogona će se morati ponovo-optimizirati za novo stanje.

Raspored preventivnog održavanja

Najisplativije{0}}održavanje je ono koje sprečava kvarove, a ne reaguje na njih. Raspored ispod je početni okvir - ispravni intervali za određenu mašinu zavise od njenog radnog ciklusa, okruženja i zahtjeva za preciznošću, i treba ih prilagoditi na osnovu stvarnog iskustva sa tom mašinom.

Kada pregled pokaže da je potrebna zamjena

Neki uslovi se ne mogu ispraviti podešavanjem ili ponovnim podmazivanjem. Ako se inspekcijom otkrije nešto od sljedećeg, zahvaćenu komponentu treba zamijeniti radije nego vratiti u rad:

• Vidljiva rupa, ljuštenje ili ljuštenje na stazi osovine vijka ili unutar matice
• Promjena boje kuglice (plava ili smeđa nijansa ukazuje na oštećenje topline zbog neuspjeha podmazivanja)
• Osovina vijka sa vidljivim lukom ili oštećenjem profila navoja
• Podrška ležajevima s grubom ili urezanom rotacijom koja se ne poboljšava nakon čišćenja i podmazivanja
• Zaptivke matice koje su potrgane, očvrsnule ili više ne dodiruju osovinu

Za serije SFU i DFU, zamjenske matice se nalaze na zalihama kao standardni artikli i mogu se ugraditi na postojeće navojno vratilo ako je osovina neoštećena, čime se izbjegavaju troškovi i vrijeme zastoja zamjene kompletnog sklopa.