Знаете ли осемте често срещани повреди на шпиндела на обработващ център и съответните методи за третиране?

I. Въведение

II. Често срещани повреди и методи за отстраняване на неизправности за шпиндела на обработващи центри

(I) Неспазване на изискванията за точност на обработката

• По време на транспортиране, машинният инструмент може да бъде подложен на удари, които биха могли да повредят точността на компонентите на шпиндела. Например, оста на шпиндела може да се измести, а корпусът на лагера може да се деформира.
• Монтажът не е стабилен, точността на монтаж е ниска или има промени. Неравна основа на машината, разхлабени фундаментни болтове или промени в точността на монтаж поради слягане на основата и други причини по време на продължителна употреба могат да повлияят на точността на относителното положение между шпиндела и другите компоненти, което води до намаляване на точността на обработка.

• За машинни инструменти, повредени по време на транспортиране, е необходима цялостна проверка за точност на компонентите на шпиндела, включително показатели като радиално биене, аксиално биене и съосност на шпиндела. Въз основа на резултатите от проверката се прилагат подходящи методи за регулиране, като например регулиране на хлабината на лагера и коригиране на корпуса на лагера, за да се възстанови точността на шпиндела. Ако е необходимо, може да бъде поканен професионален персонал по поддръжка на машинни инструменти за ремонт.
• Редовно проверявайте състоянието на монтажа на машинния инструмент и затягайте фундаментните болтове, за да осигурите стабилен монтаж. Ако се открият промени в точността на монтажа, трябва да се използват високопрецизни инструменти за откриване, за да се регулира нивелирането на машинния инструмент и точността на относителното положение между шпиндела и компонентите, като например работната маса. За прецизно измерване и регулиране може да се използва оборудване като лазерни интерферометри.

(II) Прекомерна вибрация при рязане

• Винтовете, свързващи кутията на шпиндела и леглото, са разхлабени, което намалява твърдостта на връзката между кутията на шпиндела и леглото и я прави податлива на вибрации под действието на силите на рязане.
• Предварителното натоварване на лагерите е недостатъчно, а хлабината е твърде голяма, което води до невъзможност лагерите да поддържат ефективно шпиндела по време на работа, което води до клатушкане на шпиндела и по този начин до вибрации при рязане.
• Гайката за предварително натягане на лагерите е разхлабена, което кара шпиндела да се движи аксиално и нарушава точността на въртене на шпиндела, което от своя страна води до вибрации.
• Лагерите са надраскани или повредени, което води до неравномерно триене между търкалящите елементи и търкалящите пътеки на лагерите и генерира необичайни вибрации.
• Шпинделът и кутията са извън допустимите отклонения. Например, ако цилиндричността или коаксиалността на шпиндела не отговарят на изискванията или точността на отворите за монтаж на лагерите в кутията е лоша, това ще повлияе на ротационната стабилност на шпиндела и ще доведе до вибрации.
• Други фактори, като неравномерно износване на инструмента, неразумни параметри на рязане (като прекомерна скорост на рязане, прекомерна скорост на подаване и др.) и хлабаво затягане на детайла, също могат да причинят вибрации при рязане.
• В случай на струг, подвижните части на държача на инструмента в револверната глава може да са разхлабени или затягащото налягане може да е недостатъчно и да не е затегнато правилно. По време на рязане нестабилността на държача на инструмента ще се предаде на шпинделната система, причинявайки вибрации.

• Проверете винтовете, свързващи кутията на шпиндела и леглото. Ако са разхлабени, затегнете ги навреме, за да осигурите здрава връзка и да подобрите общата твърдост.
• Регулирайте предварителното натоварване на лагерите. В зависимост от вида на лагерите и изискванията на машинния инструмент, използвайте подходящи методи за предварително натоварване, като например регулиране чрез гайки или използване на пружинно предварително натоварване, за да достигнете хлабината на лагера до подходящ диапазон и да осигурите стабилна опора на шпиндела.
• Проверете и затегнете гайката за предварително натягане на лагерите, за да предотвратите аксиално движение на шпиндела. Ако гайката е повредена, сменете я навреме.
• В случай на надраскани или повредени лагери, разглобете шпиндела, сменете повредените лагери и почистете и проверете съответните компоненти, за да се уверите, че не са останали замърсявания.
• Проверете точността на шпиндела и кутията. За частите, които са извън допустимите отклонения, могат да се използват методи като шлайфане и остъргване за ремонт, за да се осигури добро взаимодействие между шпиндела и кутията.
• Проверявайте състоянието на износване на инструментите и сменяйте силно износените инструменти своевременно. Оптимизирайте параметрите на рязане, като изберете подходящи скорости на рязане, подаване и дълбочина на рязане въз основа на фактори като материала на детайла, материала на инструмента и производителността на машинния инструмент. Уверете се, че детайлът е здраво и надеждно затегнат. При проблеми с държача на револверния инструмент на струг, проверете състоянието на свързване на движещите се части и регулирайте налягането на затягане, за да може инструментите да бъдат затегнати стабилно.

(III) Прекомерен шум в кутията на шпиндела

• Динамичният баланс на компонентите на шпиндела е лош, което генерира небалансирани центробежни сили по време на въртене с висока скорост, причинявайки вибрации и шум. Това може да се дължи на неравномерно разпределение на масата на частите, монтирани на шпиндела (като инструменти, патронници, ролки и др.), или на нарушаване на динамичния баланс на компонентите на шпиндела по време на процеса на сглобяване.
• Хлабината на зацепване на зъбните колела е неравномерна или сериозно повредена. При зацепване на зъбните колела се генерират удари и шум. При продължителна употреба, хлабината на зацепване на зъбните колела може да се промени поради износване, умора и други причини, или зъбните повърхности може да имат лющене, пукнатини и други повреди.
• Лагерите са повредени или задвижващите валове са огънати. Повредените лагери ще доведат до нестабилна работа на шпиндела и ще генерират шум. Огънатите задвижващи валове ще доведат до ексцентричност по време на въртене, което ще предизвика вибрации и шум.
• Дължините на задвижващите ремъци са неравномерни или са твърде хлабави, което води до вибрации и триене на задвижващите ремъци по време на работа, генериране на шум и също така влияе върху ефективността на трансмисията и стабилността на скоростта на шпиндела.
• Точността на зъбните колела е ниска. Например, ако грешката в профила на зъба, грешката в стъпката и др. са големи, това ще доведе до лошо зацепване на зъбните колела и ще генерира шум.
• Лошо смазване. При липса на достатъчно смазочно масло или когато смазочното масло се влоши, триенето на компоненти като зъбни колела и лагери в кутията на шпиндела се увеличава, което улеснява генерирането на шум и ускорява износването на компонентите.

• Извършете динамично откриване и корекция на баланса на компонентите на шпиндела. Може да се използва тестер за динамичен баланс за откриване на шпиндела и свързаните с него части. За области с големи небалансирани маси могат да се направят корекции чрез отстраняване на материали (като пробиване, фрезоване и др.) или добавяне на противотежести, за да се гарантира, че компонентите на шпиндела отговарят на изискванията за динамичен баланс.
• Проверете състоянието на зацепване на зъбните колела. При зъбни колела с неравномерни хлабини на зацепване, проблемът може да се реши чрез регулиране на централното разстояние на зъбните колела или подмяна на силно износени зъбни колела. За зъбни колела с повредени зъбни повърхности, сменете ги навреме, за да осигурите добро зацепване на зъбните колела.
• Проверете лагерите и задвижващите валове. Ако лагерите са повредени, сменете ги с нови. Огънатите задвижващи валове могат да се изправят с помощта на методи за изправяне. Ако огъването е силно, сменете задвижващите валове.
• Регулирайте или сменете задвижващите ремъци, за да осигурите еднаква дължина и подходящо опъване. Подходящото опъване на задвижващите ремъци може да се постигне чрез регулиране на устройствата за опъване на ремъците, като например позицията на обтягащата ролка.
• При проблем с лошата точност на зъбните колела, ако са новомонтирани зъбни колела и точността не отговаря на изискванията, те трябва да се сменят със зъбни колела, които отговарят на изискванията за точност. Ако точността намалее поради износване по време на употреба, те трябва да се ремонтират или сменят според реалната ситуация.
• Проверете системата за смазване на шпинделната кутия, за да се уверите, че количеството смазочно масло е достатъчно и качеството му е добро. Редовно сменяйте смазочното масло, почиствайте смазочните тръбопроводи и филтрите, за да предотвратите запушването на маслените канали от замърсявания и да осигурите добро смазване на всички компоненти.

(IV) Повреда на зъбни колела и лагери

• Налягането при превключване е твърде високо, което води до повреда на зъбните колела от удар. По време на операцията по промяна на скоростта на машинния инструмент, ако налягането при превключване е твърде високо, зъбните колела ще понесат прекомерни ударни сили в момента на зацепване, което лесно ще доведе до повреда на зъбните повърхности, счупвания в корените на зъбите и други ситуации.
• Механизмът за превключване е повреден или фиксиращите щифтове падат, което прави процеса на превключване ненормален и нарушава зацепването между зъбните колела, като по този начин причинява повреда на зъбните колела. Например, деформация и износване на вилките за превключване, счупване на фиксиращите щифтове и др. ще повлияят на точността и стабилността на превключването.
• Предварителното натоварване на лагерите е твърде голямо или няма смазване. Прекомерното предварително натоварване кара лагерите да понасят прекомерни товари, което ускорява износването и умората им. Без смазване лагерите ще работят в състояние на сухо триене, което ще доведе до прегряване, изгаряне и повреда на сачмите или търкалящите се канали на лагерите.

• Проверете системата за налягане на превключване и регулирайте налягането на превключване в подходящ диапазон. Това може да се постигне чрез регулиране на клапаните за налягане на хидравличната система или устройствата за регулиране на налягането на пневматичната система. Едновременно с това проверете веригите за управление на превключването, електромагнитните клапани и други компоненти, за да се уверите, че сигналите за превключване са точни и действията са плавни, като се избягва прекомерно въздействие върху предавките поради необичайно превключване.
• Проверете и поправете механизма за превключване, поправете или сменете повредени вилки за превключване, фиксиращи щифтове и други компоненти, за да осигурите нормалната му работа. По време на монтажа се уверете в точността на монтажа и здравото свързване на всеки компонент.
• Регулирайте предварителното натоварване на лагерите. В съответствие с техническите изисквания на лагерите и условията на работа на машинния инструмент, използвайте подходящи методи за предварително натоварване и подходящи величини на предварителното натоварване. Същевременно засилете управлението на смазването на лагерите, като редовно проверявате и добавяте смазочно масло, за да гарантирате, че лагерите са винаги в добро състояние на смазване. При лагери, повредени поради лошо смазване, след подмяната им с нови, почистете старателно смазочната система, за да предотвратите повторното навлизане на замърсявания в лагерите.

(V) Невъзможност на шпиндела да променя скоростта

• Дали се извежда електрически сигнал за превключване. Ако има повреда в електрическата система за управление, тя може да не е в състояние да изпрати правилния сигнал за превключване, което води до невъзможност на шпиндела да извърши операцията по промяна на скоростта. Например, повреди на релета в управляващата верига, грешки в PLC програмата и неизправности на сензорите могат да повлияят на изхода на сигнала за превключване.
• Дали налягането е достатъчно. При хидравлични или пневматични системи за промяна на скоростта, ако налягането е недостатъчно, то не може да осигури достатъчно мощност за задвижване на движението на механизма за промяна на скоростта, което води до невъзможност на шпиндела да променя скоростта. Недостатъчното налягане може да бъде причинено от повреди на хидравлични или пневматични помпи, течове от тръбопроводи, неправилно регулиране на клапаните за налягане и други причини.
• Хидравличният цилиндър за превключване е износен или заседнал, което прави невъзможно нормалната му работа и неспособен да задейства зъбните колела или съединителите за смяна на скоростта и други компоненти, за да извърши действието за смяна на скоростта. Това може да се дължи на повреда на вътрешните уплътнения на хидравличния цилиндър, силно износване между буталото и цилиндъра и попадане на замърсявания в хидравличния цилиндър.
• Електромагнитният клапан за превключване е заседнал, което пречи на нормалната му промяна на посоката. В резултат на това хидравличното масло или сгъстеният въздух не могат да текат по предварително определения път, като по този начин се влияе върху действието на механизма за промяна на скоростта. Заседналият електромагнитен клапан може да е причинен от замърсявания в сърцевината на клапана, повреда на бобината на електромагнитния клапан и други причини.
• Вилката на превключващия хидравличен цилиндър пада, което води до прекъсване на връзката между хидравличния цилиндър и зъбните колела за смяна на скоростта и невъзможност за предаване на мощност за смяна на скоростта. Падането на вилката може да бъде причинено от разхлабени фиксиращи болтове на вилката, износване и счупване на вилката, както и други причини.
• Превключващият хидравличен цилиндър изпуска масло или има вътрешен теч, което намалява работното налягане на хидравличния цилиндър и не е в състояние да осигури достатъчно сила за завършване на действието по промяна на скоростта. Течът на масло или вътрешният теч може да бъде причинен от стареене на уплътненията на хидравличния цилиндър, прекомерен хлабина между буталото и цилиндъра и други причини.
• Неизправност в превключвателя за комбинирано превключване. Превключвателят за комбинирано превключване се използва за откриване на сигнали, като например дали промяната на скоростта е завършена. Ако превключвателят не работи правилно, това ще доведе до невъзможност на системата за управление да прецени правилно състоянието на промяна на скоростта, което ще повлияе на последващите операции по промяна на скоростта или на работата на машинния инструмент.

• Проверете електрическата система за управление. Използвайте инструменти като мултиметри и осцилоскопи, за да откриете изходните линии на сигнала за превключване и свързаните с него електрически компоненти. Ако се открие повреда на реле, сменете го. Ако има грешка в PLC програмата, отстранете грешките и я модифицирайте. Ако даден сензор не работи правилно, сменете го с нов, за да се уверите, че сигналът за превключване може да се извежда нормално.
• Проверете налягането в хидравличната или пневматичната система. При недостатъчно налягане, първо проверете работното състояние на хидравличната или пневматичната помпа. Ако има повреда, я поправете или сменете. Проверете дали има течове в тръбопроводите. Ако има течове, отстранете ги своевременно. Регулирайте клапаните за налягане, за да достигнете зададената стойност на системното налягане.
• При проблем с износването или заклещването на превключващия хидравличен цилиндър, разглобете хидравличния цилиндър, проверете състоянието на износване на вътрешните уплътнения, буталото и цилиндричния цилиндър, сменете повредените уплътнения, поправете или сменете износеното бутало и цилиндричен цилиндър, почистете вътрешността на хидравличния цилиндър и отстранете замърсяванията.
• Проверете превключващия електромагнитен клапан. Ако сърцевината на клапана е заседнала от замърсявания, разглобете и почистете електромагнитния клапан, за да отстраните замърсяванията. Ако бобината на електромагнитния клапан е повредена, сменете я с нова, за да се уверите, че електромагнитният клапан може да променя посоката си нормално.
• Проверете вилката на хидравличния цилиндър за превключване. Ако вилката падне, поставете я обратно и затегнете фиксиращите болтове. Ако вилката е износена или счупена, сменете я с нова, за да осигурите надеждна връзка между вилката и зъбните колела за смяна на скоростта.
• Справете се с проблема с изтичане на масло или вътрешно течене на превключващия хидравличен цилиндър. Сменете стареещите уплътнения, регулирайте хлабината между буталото и цилиндровия цилиндър. Методи като подмяна на буталото или цилиндровия цилиндър с подходящи размери и увеличаване на броя на уплътненията могат да се използват за подобряване на уплътнителните характеристики на хидравличния цилиндър.
• Проверете превключвателя за превключване. Използвайте инструменти като мултиметри, за да откриете състоянието на превключвателя включено/изключено. Ако превключвателят не работи правилно, сменете го с нов, за да се уверите, че той може точно да разпознае състоянието на промяна на скоростта и да подаде правилния сигнал към системата за управление.

(VI) Невъзможност за въртене на шпиндела

• Дали се извежда команда за въртене на шпиндела. Подобно на невъзможността на шпиндела да променя скоростта, повреда в електрическата система за управление може да доведе до невъзможност за извеждане на команда за въртене на шпиндела, което прави шпиндела невъзможно да се стартира.
• Защитният превключвател не е натиснат или е неизправен. Обработващите центрове обикновено имат някои защитни превключватели, като например превключвателя на вратата на кутията на шпиндела, превключвателя за откриване на затягане на инструмента и др. Ако тези превключватели не са натиснати или са неизправни, от съображения за безопасност, машинният инструмент ще забрани въртенето на шпиндела.
• Патронникът не затяга детайла. При някои стругове или обработващи центрове с патронници, ако патронникът не затяга детайла, системата за управление на машината ще ограничи въртенето на шпиндела, за да предотврати излитането на детайла по време на процеса на обработка и причиняването на опасност.
• Превключвателят за превключване на предавките е повреден. Неизправността на превключвателя за превключване може да повлияе на предаването на сигнала за стартиране на шпиндела или на откриването на работещото състояние на шпиндела, което води до невъзможност на шпиндела да се върти нормално.
• Има вътрешен теч в електромагнитния клапан за превключване, което ще направи налягането в системата за промяна на скоростта нестабилно или невъзможно да се установи нормално налягане, като по този начин ще повлияе на въртенето на шпиндела. Например, в хидравлична система за промяна на скоростта, течът от електромагнитния клапан може да доведе до невъзможност на хидравличното масло да задвижва ефективно компоненти като съединители или зъбни колела, което ще направи шпиндела неспособен да получава мощност.

• Проверете изходните линии на командата за въртене на шпиндела в електрическата система за управление и свързаните с нея компоненти. Ако се открие повреда, поправете или сменете ги навреме, за да се гарантира, че командата за въртене на шпиндела може да се извежда нормално.
• Проверете състоянието на защитните превключватели, за да се уверите, че са натиснати нормално. При неизправни защитни превключватели, ги поправете или сменете, за да се гарантира, че функцията за безопасност на машинния инструмент е нормална, без да се засяга нормалното стартиране на шпиндела.
• Проверете затягането на патронника, за да се уверите, че детайлът е здраво затегнат. Ако има повреда в патронника, като например недостатъчна сила на затягане или износване на челюстите на патронника, поправете или сменете патронника навреме, за да може той да работи нормално.
• Проверете превключвателя за превключване. Ако е повреден, сменете го с нов, за да осигурите нормално предаване на сигнала за стартиране на шпиндела и точното разпознаване на работното състояние.
• Проверете състоянието на течове на превключващия електромагнитен клапан. За преценка могат да се използват методи като изпитване под налягане и наблюдение дали има теч на масло около електромагнитния клапан. При електромагнитни клапани с течове, разглобете, почистете, проверете сърцевината на клапана и уплътненията, сменете повредените уплътнения или целия електромагнитен клапан, за да осигурите добро уплътняване и стабилно налягане в системата за промяна на скоростта.

(VII) Прегряване на шпиндела

• Предварителното натоварване на лагерите на шпиндела е твърде голямо, което увеличава вътрешното триене в лагерите и генерира прекомерна топлина, което води до прегряване на шпиндела. Това може да се дължи на неправилна работа по време на монтажа или регулирането на предварителното натоварване на лагера или на използването на неподходящи методи за предварително натоварване и величини на предварителното натоварване.
• Лагерите са надраскани или повредени. По време на работния процес лагерите могат да бъдат надраскани или повредени поради лошо смазване, претоварване, навлизане на чужди тела и др. В този момент триенето в лагерите ще се увеличи рязко, генерирайки голямо количество топлина и причинявайки прегряване на шпиндела.
• Смазочното масло е замърсено или съдържа примеси. Замърсеното смазочно масло ще увеличи коефициента на триене между лагерите и другите движещи се части, намалявайки ефекта на смазване. В същото време, примесите могат да...