Водич за преглед и одржавање кугличних вијака|Повећајте прецизност машине и животни век

Већина проблема са кугличним вијком се не појављују без упозорења. Пре него што ЦНЦ оса изгуби тачност позиционирања или куглични завртањ потпуно поквари, постоје ранији знаци: бука која није била присутна пре шест месеци, температура која је нешто виша него што је била, грешка у позиционирању која се појављује само при преокрету. Рано ухватити ове сигнале и знати на шта указују је оно што разликује приступ одржавању који спречава кварове од оног који само реагује на њих.

Овај водич је организован око симптома, а не компоненти. Ако ваша машина показује одређени проблем, почните са доњом табелом симптома да бисте пронашли где прво да тражите. Ако радите планирано превентивно одржавање, користите контролну листу на крају.

Пре него што било шта раставите, идентификујте шта машина заправо ради. Иста компонента - истрошени носећи лежај, на пример - може да изазове различите симптоме у зависности од тога како је покварила. Рад од симптома уназад је бржи и поузданији од провере сваке компоненте у низу.

Симптом	Највероватније узрок	Одакле почети
Грешка у позиционирању при преокрету смера (повратак)	Зазор матице или аксијални зазор потпорног лежаја	Одељци 1 и 2
Постепено померање прецизности током недеља или месеци	Прогресивна тркачка стаза или хабање лопте	Одељак 2 (размак матице)
Вибрације или клепетање током кретања	Лабав спој прирубнице, квар подмазивања или неусклађеност појачања серво мотора	Одељци 3, 4 и 5
Нагло повећање буке при раду	Квар подмазивања или оштећење лежаја	Одељак 4
Акис пузи или лови малом брзином	Неподударање параметара серво погона	Одељак 5
Матица је груба или неуједначена кроз удар	Контаминација унутар матице или локализовано оштећење стазе	Одељак 4
Висока температура на матици током рада	Квар подмазивања, превелико предоптерећење или преоптерећење	Одељак 4

Користите ову табелу као своју улазну тачку. Одељци од 1 до 5 испод сваке се баве једном области детаљно.

Потпорни лежајеви држе осовину завртња у фиксном аксијалном положају на сваком крају. Када развију зазор - због лабавих матица, истрошених спојница или неправилног предоптерећења -, сама осовина завртња се помера аксијално под оптерећењем. Ово аксијално померање прелази директно у грешку позиционирања и један је од најчешћих узрока зазора у ЦНЦ машинама.

Мерење се мора извршити директно на осовини завртња, а не на матици или столу машине. Мерење на столу комбинује вишеструке изворе грешака и онемогућава изоловање лежишта.

Потребна опрема:Магнетни{0}}индикатор на бази, резолуција 0,001 мм или боља.

Процедура:

Поставите индикатор са бројчаником на фиксну референтну површину - на рам машине или на тешку арматуру причвршћену за сто. Врх сонде треба да дође у контакт са крајњом страном осовине завртња, центрираном на оси осовине.
Закључајте матицу тако да не може да путује дуж осовине током теста. Не дозволите да навртка обезбеди аксијалну реакциону силу - ово би оптеретило матицу, а не лежај.
Руком примените сталну аксијалну силу притиска на осовину, приближно 10–20Н. Обратите пажњу на очитавање индикатора.
Примените стабилну аксијалну силу вуче у супротном смеру са истом силом. Обратите пажњу на читање.
Укупно кретање индикатора између потиска и повлачења је аксијални зазор склопа потпорног лежаја.

Тумачење:

Мање од 0,005 мм: Прихватљиво за већину ЦНЦ апликација.
0,005–0,015 мм: граница. Поново проверите стање подлошке преднапрезања и обртни момент матице пре него што одлучите о замени.
Више од 0,015 мм: зрачност лежаја доприноси грешци у позиционирању. Истражите узрок пре поновног састављања.

Шта вам мерење говори:

Ако постоји зрачност, али су прстенови лежаја глатки када се ротирају руком, највероватнији узрок је лабава навртка или подлошка преднапрезања која се током времена сабијала. Поново затегните сигурносну матицу на одговарајући обртни момент и поново проверите. Ако се отвор врати у кратком периоду рада, машина за прање је уморна и потребна је замена.

Ако постоји зрачност и лежиште је грубо, зарезано или има видљиво радијално колебање када се окреће, сам лежај је истрошен и потребна му је замена. Подешавање преднапрезања на истрошеном лежају обезбеђује само привремено побољшање.

Носиви лежајеви на кугличним вијцима су обично лежајеви са угаоним контактом инсталирани у фиксној-фиксној или фиксној-слободној конфигурацији. Исправан услов уградње је благо аксијално предоптерећење - довољно да елиминише унутрашњи зазор и спречи да се лежај олабави под оптерећењем уназад, али не толико да генерише прекомерну топлоту или скраћује животни век лежаја.

Правилно преднапрегнути потпорни лежај не би требало да показује аксијално померање које се може детектовати под силом руке од 10–20Н примењеном на крај вратила. Осовина треба да се окреће глатко без зареза или варијација отпора. Након рада при радној брзини у трајању од 15-30 минута, кућиште лежаја треба да буде топло на додир (30-50 степени изнад амбијента), али не и вруће.

Ако се уграђује заменски лежај, користите исту спецификацију лежаја као оригинални. Угаони контактни лежајеви за ослонац са кугличним вијком су обично доступни у конфигурацијама контактног угла од 15 степени, 25 степени или 60 степени - оригинални контактни угао мора да се одржава, пошто различити углови имају различит капацитет аксијалног оптерећења и крутост.

Аксијални зазор у навртци је повезан са хабањем-а не са подешавањем-на исти начин као предоптерећење лежаја. Куглице и путеви у матици акумулирају микро-хабање током времена, што постепено повећава унутрашњи зазор између куглице и стазе. Када овај зазор постане довољно велики, он се појављује као зазор на столу машине - највидљивије као грешка положаја која се појављује само када оса промени смер.

Пре мерења зазора матице, проверите да ли је аксијални зазор потпорног лежаја у оквиру спецификације (одељак 1) и да ли су сви завртњи за прирубницу затегнути (одељак 3). Било који од ових фактора, ако је присутан, контаминираће мерење зазора матице.

Процедура:

Монтирајте индикатор на сто машине (не на матицу или осовину), тако да сонда додирује фиксну референцу на оквиру машине.
Доведите осу до средине њеног кретања и зауставите се.
Нанесите лагано аксијално оптерећење на сто у позитивном смеру (притисните) и поставите индикатор на нулу.
Нанесите лагано аксијално оптерећење у негативном смеру (повуците) истом силом.
Очитавање индикатора је укупан аксијални зазор у навртци, под претпоставком да је зрачност лежаја већ потврђена у оквиру спецификације.

Прихватљиво одобрење зависи од апликације. За општу аутоматизацију са прецизношћу Ц7, често је прихватљиво до 0,05 мм. За ЦНЦ обраду са захтевима за прецизност Ц5, зазор матице обично треба да буде испод 0,01–0,02 мм.

Двоструки-дизајни навртки - као што је серија ДФУ - користе прецизни одстојник између две половине матице да би генерисали унутрашње предоптерећење. Када се зазор развије, одстојник се може заменити нешто дебљим да би се повратило предоптерећење и елиминисао зазор.

Потребно повећање дебљине одстојника зависи од измереног зазора и геометрије круга кугле. Као почетна тачка, повећање одстојника од 1,5-2 пута од измереног клиренса ће приближно вратити нулти зазор. Фино подешавање се врши мерењем зазора након сваке промене одстојника док се не постигне циљ.

Након подешавања, прођите осовину кроз њен пуни ход при нормалној брзини и проверите температуру матице. Исправно унапред натегнута двострука навртка ће радити 5–10 степени топлије од једноструке навртке са{3}}подешеним зазором. Ако матица ради знатно топлије од овога након подешавања, повећање одстојника је било превелико и преднапрезање је превелико - назад на следећу мању величину одстојника.

Имајте на уму да подешавање одстојника може само да надокнади зазор узрокован хабањем. Ако стазе клизања показују видљиво удубљење, љуштење или оштећење површине, подешавање одстојника неће вратити тачност - потребно је заменити склоп матице.

Дизајн са једном{0}}навртком нема механизам за подешавање одстојника. Унутрашњи зазор је фиксиран пречником кугле и геометријом стазе. Када се зазор развије због хабања, постоје две опције:

Опција 1 - Замените великим лоптама

Ако је хабање мало (измерени зазор мањи од 0,05 мм и нема видљивих оштећења на стази), замена куглица са нешто већим пречником може да врати унутрашње предоптерећење и елиминише зазор. Стандардни кораци замене куглице су +0.025мм и +0.050мм изнад номиналног пречника куглице.

Пре него што ово покушате, прегледајте стазе за трчање визуелно и на додир. Пређите прстом дуж изложене осовине завртња у пределу који је био покривен навртком. Стаза за трку треба да буде глатка и уједначена. Ако осетите избочине, удубљења или храпавост, замена лопте неће вратити перформансе - геометрија стазе више није тачна без обзира на величину лопте.

Приликом замене лоптица, све лоптице у кругу морају бити замењене истом серијом и истом величином. Мешање куглица различитих пречника - чак и за 0,005 мм - ствара неједнаку расподелу оптерећења и убрзава хабање напуњених куглица. Наручите комплетан заменски сет уместо појединачних лоптица.

Након постављања великих куглица, проверите обртни момент окретањем осовине руком. Отпор би требало да буде нешто већи него раније (предоптерећење се повећало), али ротација треба да буде глатка током целог путовања. Ако се вратило осећа затегнуто или неправилно у било ком тренутку, повећање величине је превелико за стварно стање хабања - вратите се на мањи прираст.

Опција 2 - Замените матицу или комплет завртња-и-склопа

Ако је видљиво хабање на стази, ако измерени зазор прелази 0,05 мм, или ако је захтев за тачност Ц5 или чвршћи, склоп матице треба заменити, а не подесити. За серију СФУ, резервне матице су доступне као стандардни артикли на залихама и могу се инсталирати без замене осовине завртња ако је сама осовина неоштећена.

Када наручите заменску матицу, наведите називни пречник завртња, провод и тип навртке. Ако оригинални степен прецизности није познат, измерите пречник осовине завртња и провод помоћу микрометра и мерача корака -, што је обично довољно да се идентификује тачна замена.

Лабави завртњи са прирубницом су један од најчешће занемарених извора привидног зазора кугличног завртња. Матица се монтира на носач машине преко прирубнице, причвршћене са четири или више завртња са поклопцем. Временом, вибрације и оптерећење уназад могу постепено повући ове завртње, стварајући зазор између прирубнице и носача.

Ову врсту лабавости је лако погрешно дијагностиковати као зазор навртке или зрачност лежаја, јер је симптом - зазор на столу - идентичан. Разлика је у томе што лабавост прирубнице има карактеристику: када гурнете и повучете сто руком док посматрате тело навртке, сама навртка ће се мало померити у односу на носач ако је прирубница лабава. Са зазором матице, тело матице остаје фиксирано, а осовина се креће унутар њега.

Процедура инспекције:

Када машина мирује и серво погони су омогућени, гурните и повуците сто руком док посматрате интерфејс између прирубнице матице и површине носача.
Свако видљиво отварање отвора или померање на овом интерфејсу потврђује лабавост прирубнице.
Користите момент кључ да проверите сваки завртањ са прирубницом у односу на спецификацију за ту величину и степен завртња. Немојте се ослањати на шрафове са прирубницама - који се осећају „пријатно“ руком често су недовољно затегнути.
Ако је било који шраф олабављен, поново затегните све завртње попречно на наведени обртни момент, а затим поново проверите мерење зазора стола.

Превенција:Нанесите{0}}смешу за закључавање навоја на завртње са прирубницама током почетне инсталације и после било какве поновне инсталације. Ово не спречава уклањање помоћу стандардног кључа, али спречава отпуштање изазвано вибрацијама-.

Недостаци подмазивања у кугличним завртњима у раду се разликују од проблема који се решавају приликом инсталације. У машини која ради месецима или годинама, најчешћи проблеми са подмазивањем су исцрпљивање мазива, деградација мазива и блокиране линије испоруке у централизованим системима.

Најранији и најпоузданији показатељ проблема са подмазивањем је повећање температуре на матици. Када филм за подмазивање постане недовољан, трење-окретања куглица се повећава, а навртка се загрева. Основна температура забележена при пуштању у рад - или једноставно конзистентна радна температура посматрана током времена - чини овај тренд уочљивим пре него што изазове штету.

Остали индикатори:

Повећање буке, посебно -звук више фреквенције током кретања (не резонанција ниске-ниске фреквенције механичког проблема са лабавошћу)
Повећана погонска струја при константној брзини, видљива на монитору серво погона
Варијација храпавости или отпора када се оса полако помера руком са онемогућеним погонима

Ако је било шта од наведеног присутно, немојте наставити са радом машине при нормалном оптерећењу и брзини. Прво додајте мазиво и поново проверите.

За матицу са наставком за подмазивање, полако убризгајте маст кроз спојницу док оса мирује. Користите исти тип мазива који је коришћен при уградњи - немојте мешати врсте масти. Типична доза за допуну за орах СФУ 2005 је 0,3–0,5 грама; за већи ДФУ 3210, отприлике 1–1,5 грама.

Након додавања масти, проведите осовину кроз неколико спорих пуних{0}}циклуса пре него што се вратите у нормалан рад. Пратите температуру матице 15-30 минута након наставка нормалне брзине. Ако се температура врати на основну, проблем са подмазивањем је решен. Ако остане повишен, проблем може бити напреднији - прегледајте матицу да ли има контаминације или оштећења.

На машинама са централизованим системима за подмазивање уљем, блокаде у дистрибутивним водовима или вентилима за дозирање су уобичајени узрок локализованог квара у подмазивању - чини се да систем ради, али један или више кугличних вијака не примају довољно уља.

Симптоми блокиране линије су локализовани: једна оса ради врућа или бучна, док су друге нормалне. За дијагнозу, одспојите доводну линију на навојној навртци и покрените импулс за подмазивање ручно са контроле машине. Уље би требало да потече из искљученог вода у року од неколико секунди. Нема протока или веома спор проток потврђује блокаду.

Зачепљења се најчешће јављају на вентилима за дозирање или на самом споју навртке, посебно ако је мазиво замењено без испирања система. Уклоните блокаду тако што ћете искључити захваћени сегмент линије и продувати га компримованим ваздухом под ниским-притиском или заменом вентила за дозирање ако се не може очистити.

Након чишћења, поново спојите вод, покрените неколико импулса ручног подмазивања и проверите проток на навојној навртци пре поновног повезивања.

Ако машина ради у окружењу са металним струготинама, расхладном течношћу или фином прашином, контаминација која улази у матицу убрзаће хабање и може изазвати изненадне кварове. Знаци контаминације укључују отпорност на песка када се осовина помера руком, тамна или промењена маст видљива на заптивкама навртки и брзо понављање зазора након подешавања.

Ако се контаминација потврди, матицу треба уклонити и очистити пре поновног подмазивања. Немојте једноставно да додајете свежу маст на контаминирану маст - јер ће честице наставити да бришу стазе без обзира на количину мазива.

Стање заптивке матице треба проверити сваки пут када се навртка уклони. Истрошене или оштећене заптивке омогућавају улазак контаминације без обзира на учесталост подмазивања. Заменске заптивке су доступне за већину стандардних дизајна навртки и требало би да се замене као нешто што се подразумева кад год је матица ван машине.

Нису сви проблеми са кугличним вијком механички. Неки симптоми вибрације, пузања и нестабилности позиционирања имају свој основни узрок у подешавањима параметара серво погона, а не у механичким компонентама.

Кључна разлика је следећа: механички проблеми имају тенденцију да буду доследни и поновљиви - исти симптом на истој позицији или брзини, у сваком циклусу. Проблеми са серво параметрима обично су променљиви - симптом се мења са брзином, оптерећењем или температуром, или се појављује и нестаје без очигледног механичког узрока.

Појачање петље положаја (Кп) одређује колико агресивно серво реагује на грешку положаја. Ако је Кп постављен превисоко за механичку крутост осе - што се може десити након замене кугличног завртња, промене оптерећења или промене оријентације осе -, ос ће осцилирати или вибрирати, посебно током убрзања и успоравања, а посебно при малој брзини.

Ако се овај образац поклапа са симптомом који се примећује, смањите Кп за 10–20% и поново тестирајте. Тачан Кп је највиша вредност која производи стабилно, глатко кретање без осциловања у опсегу брзине и оптерећења апликације.

Појачање петље брзине (Кв) и интегрална временска константа контролишу како погон реагује на грешку брзине. Неусклађени параметри петље брзине доводе до пузања или лова при малој брзини - оса се креће у низу малих трзаја, а не глатко.

Овај симптом се често меша са зазором кугличног вијка јер оба производе трзаве покрете при преокрету. Разлика: зазор производи конзистентну мртву зону (опсег ротације мотора без померања осе), док проблем петље брзине производи неправилно кретање током читавог хода, а не само при преокрету.

Подешавање серво параметара на модерном драјву је итеративно и захтева приступ функцијама за надгледање и аутоматско{0}}подешавање погона. Горњи опис пружа почетну тачку за дијагнозу да ли је проблем повезан са параметром-, али потпуну оптимизацију треба да уради неко упознат са специфичним погонским системом који се користи.

Ако су серво параметри остали непромењени, али се проблем појавио након механичке поправке (замена лежајева, замена матице или подешавање предоптерећења), нова механичка конфигурација има различите карактеристике крутости и параметре погона ће морати поново-оптимизовати за ново стање.

Најисплативије{0}}одржавање је оно које спречава кварове, а не реагује на њих. Распоред у наставку је почетни оквир - тачни интервали за одређену машину зависе од њеног радног циклуса, окружења и захтева за прецизношћу и треба их прилагодити на основу стварног искуства са том машином.

Фреквенција	Инспекцијски предмет	Стандард прихватања	Акција ако је ван стандарда
Даили	Температура матице током нормалног рада	Не више од 15 степени изнад амбијенталне	Одмах проверите подмазивање; смањите оптерећење или брзину док се не реши
Даили	Трчање буке	Нема нових звукова у поређењу са основном линијом пуштања у рад	Истражите извор пре следеће смене
Недељно	Ниво резервоара система за подмазивање	Изнад минималне оцене	Допуните одговарајућим мазивом
Месечно	Обртни момент завртња прирубнице	Нема лабавости; сви завртњи под одређеним обртним моментом	Поново затегните попречно на наведени обртни момент
Месечно	Стање заптивке матице	Нема пукотина, деформација или видљивог зазора	Замените заптивке
Свака 3 месеца	Аксијални зазор матице	Двострука навртка Мања или једнака 0,003 мм; појединачна навртка Мање или једнако 0,02 мм за Ц5, мање или једнако 0,05 мм за Ц7	Подесите одстојник (двострука навртка) или процените замену куглице / замену матице (једна матица)
Сваких 6 месеци	Аксијални зазор носећих лежајева	Мање или једнако 0,005 мм под силом руке од 10–20 Н	Поново проверите обртни момент матице; замените подлошку или лежај ако је потребно
Сваких 6 месеци	Провера протока централизоване линије за подмазивање	Проток видљив на споју навртке у року од 5 секунди од ручног импулса	Јасна блокада; замените вентил за дозирање ако је потребно
Годишње	Потпуно уклањање матице и преглед	Нема удубљења, љуштења или видљивих оштећења на стази; лоптице не показују равне тачке или промену боје	Замените склоп матице ако се пронађе оштећење; замените куглице само ако су мање истрошене
Годишње	Правост осовине завртња (дуге осовине)	Нема видљивог лука; отпуштање на средини распона Мање или једнако 0,05 мм на 1000 мм	Истражите узрок; замените осовину ако је равност изван толеранције

Неки услови се не могу исправити подешавањем или поновним подмазивањем. Ако инспекција открије било шта од следећег, захваћену компоненту треба заменити уместо да је вратите у рад:

Видљиво удубљење, љуштење или љуштење на стази осовине завртња или унутар матице
Промена боје лопте (плава или смеђа нијанса указује на оштећење топлоте услед неуспеха подмазивања)
Осовина завртња са видљивим луком или оштећењем профила навоја
Подржати лежајеве са грубом или урезаном ротацијом која се не побољшава након чишћења и подмазивања
Заптивке матице које су поцепане, очврснуле или више не додирују осовину

За серије СФУ и ДФУ, резервне навртке се налазе на залихама као стандардни артикли и могу се уградити на постојећу осовину завртња ако је осовина неоштећена, чиме се избегавају трошкови и време застоја замене комплетног склопа.

Ако инспекција покаже да је за ваш склоп кугличног вијка потребна замена, ДЛИ испоручује СФУ једноструке-навртке и ДФУ двоструке-навртке у стандардним и прилагођеним спецификацијама. Ако имате називни пречник истрошене компоненте, тип кабла и навртке, можемо да нађемо директну замену или препоручимо надограђену спецификацију ако се оригинал показао премало за примену.

Да бисте добили корисну препоруку, поделите следеће: