Guia d'inspecció i manteniment de cargols de boles

Comenceu aquí: relaciona el vostre símptoma amb una causa

Abans de desmuntar qualsevol cosa, identifiqueu què està fent realment la màquina. El mateix component - un coixinet de suport desgastat, per exemple - pot produir diferents símptomes en funció de com hagi fallat. Treballar des del símptoma cap enrere és més ràpid i més fiable que comprovar cada component en seqüència.

Utilitzeu aquesta taula com a punt d'entrada. Les seccions 1 a 5 de sota de cada adreça s'ocupen d'una àrea amb detall.

Secció 1: Joc axial del coixinet de suport

Els coixinets de suport mantenen l'eix del cargol en posició axial fixa a cada extrem. Quan desenvolupen joc - a causa de femelles de bloqueig soltes, curses desgastades o precàrrega incorrecta -, l'eix del cargol es mou axialment sota càrrega. Aquest moviment axial passa directament a l'error de posicionament i és una de les causes més comunes de joc en màquines CNC.

Com mesurar correctament el joc axial

La mesura s'ha de prendre directament a l'eix del cargol, no a la femella ni a la taula de la màquina. La mesura a la taula combina múltiples fonts d'error i fa impossible aïllar el coixinet.

Equip necessari:Indicador de marcatge base-magnètic, resolució de 0,001 mm o millor.

Procediment:

1. Munteu l'indicador de marcat en una superfície de referència fixa - el marc de la màquina o un accessori pesat fixat a la taula. La punta de la sonda ha de contactar amb la cara extrema de l'eix del cargol, centrada a l'eix de l'eix.
2. Bloqueu la femella perquè no pugui viatjar per l'eix durant la prova. No permeteu que la femella proporcioni la força de reacció axial - això carregaria la femella en lloc del coixinet.
3. Apliqueu una força d'empenta axial constant a l'eix amb la mà, aproximadament 10-20 N. Observeu la lectura de l'indicador.
4. Apliqueu una força de tracció axial constant en sentit contrari amb la mateixa força. Observeu la lectura.
5. El moviment total de l'indicador entre empenta i tracció és el joc axial del conjunt de coixinets de suport.

Interpretació:

• Menys de 0,005 mm: acceptable per a la majoria d'aplicacions CNC.
• 0,005–0,015 mm: límit. Torneu a comprovar l'estat de la rentadora de precàrrega i el parell de la femella de bloqueig abans de decidir la substitució.
• Més de 0,015 mm: el joc del coixinet contribueix a l'error de posicionament. Investigueu la causa abans de tornar a muntar.

Què et diu la mesura:

Si hi ha joc però les pistes dels coixinets se senten suaus quan es fan girar a mà, la causa més probable és una femella de bloqueig solta o una rentadora de precàrrega que s'ha comprimit amb el temps. Torneu a estrènyer la femella de bloqueig amb el parell correcte i torneu a comprovar-ho. Si el joc torna en un període de funcionament curt, la rentadora s'ha cansat i necessita substituir-la.

Si hi ha joc i el coixinet se sent rugós, entallat o té un oscil·lació radial detectable quan es gira, el coixinet mateix està desgastat i necessita substituir-lo. L'ajust de la precàrrega en un coixinet desgastat només proporciona una millora temporal.

Precàrrega correcta per als coixinets de suport

Els coixinets de suport dels cargols de boles solen ser coixinets de contacte angular instal·lats en una configuració fixa-fixa o fixa-lliure. La condició d'instal·lació correcta és una lleugera precàrrega axial - suficient per eliminar el joc intern i evitar que el coixinet es solti sota càrregues inverses, però no tant que generi calor excessiu o redueixi la vida útil del coixinet.

Un coixinet de suport precarregat correctament no hauria de mostrar cap moviment axial detectable sota una força manual de 10-20 N aplicada a l'extrem de l'eix. L'eix ha de girar suaument sense oscil·lacions ni variacions de resistència. Després de funcionar a la velocitat de funcionament durant 15-30 minuts, la carcassa del coixinet ha d'estar calent al tacte (30-50 graus per sobre de l'ambient), però no calent.

Si s'està instal·lant un coixinet de recanvi, utilitzeu la mateixa especificació del coixinet que l'original. Els coixinets de contacte angular per al suport del cargol de boles solen estar disponibles en configuracions d'angle de contacte de 15 graus , 25 graus o 60 graus - s'ha de mantenir l'angle de contacte original, ja que els diferents angles tenen diferents capacitats de càrrega axial i rigidesa.

Secció 2: Inspecció i reparació de la neteja de la femella

El joc axial de la femella està relacionat amb el desgast-, no amb l'ajust- de la mateixa manera que la precàrrega del coixinet. Les boles i les pistes de rodadura de la femella acumulen micro-desgast amb el pas del temps, la qual cosa augmenta gradualment la distància interna entre la bola i la pista. Quan aquest espai lliure és prou gran, apareix com a joc a la taula de la màquina - de manera més visible com un error de posició que només apareix quan l'eix inverteix la direcció.

Mesurar el joc de la femella

Abans de mesurar la separació de la femella, comproveu que el joc axial del coixinet de suport estigui dins de les especificacions (Secció 1) i que tots els cargols de connexió de la brida estiguin ajustats (Secció 3). Qualsevol d'aquests factors, si està present, contaminarà la mesura de la separació de la femella.

Procediment:

1. Munteu el dial indicador a la taula de la màquina (no a la femella ni a l'eix), amb la sonda en contacte amb una referència fixa del bastidor de la màquina.
2. Conduïu l'eix fins al punt mitjà del seu recorregut i atureu-vos.
3. Apliqueu una lleugera càrrega axial a la taula en sentit positiu (empènyer) i zero l'indicador.
4. Aplicar una càrrega axial lleugera en sentit negatiu (estirada) amb la mateixa força.
5. La lectura de l'indicador és el joc axial total de la femella, suposant que el joc del coixinet ja s'ha confirmat que està dins de les especificacions.

L'autorització acceptable depèn de l'aplicació. Per a l'automatització general amb precisió C7, sovint s'accepta fins a 0,05 mm. Per al mecanitzat CNC amb requisits de precisió C5, la separació de la femella normalment s'ha de mantenir per sota de 0,01-0,02 mm.

Doble femella (sèrie DFU): ajust del joc

Els dissenys de femelles dobles-- com ara la sèrie DFU - utilitzen un separador de precisió entre les dues meitats de la femella per generar la precàrrega interna. Quan es desenvolupa l'espai lliure, es pot substituir l'espaiador per un de més gruixut per restaurar la precàrrega i eliminar l'espai lliure.

L'augment del gruix de l'espaiador necessari depèn del joc mesurat i de la geometria del circuit de boles. Com a punt de partida, un augment de l'espaiador d'1,5 a 2 vegades l'espai lliure mesurat restaurarà aproximadament l'espai lliure zero. L'ajust fi es fa mesurant l'espai lliure després de cada canvi d'espaiador fins que s'assoleix l'objectiu.

Després de l'ajust, feu girar l'eix a tota la carrera a velocitat normal i comproveu la temperatura de la femella. Una femella doble precarregada correctament funcionarà entre 5 i 10 graus més càlida que una femella simple-ajustada. Si la femella s'escalfa significativament més que això després de l'ajust, l'augment de l'espaiador era massa gran i la precàrrega és excessiva - per tornar a la següent mida de l'espaiador més petita.

Tingueu en compte que l'ajust del separador només pot compensar l'espai lliure causat pel desgast. Si els canals mostren picades visibles, descamació o danys a la superfície, l'ajust de l'espaiador no restablirà la precisió - el conjunt de la femella ha de ser substituït.

Rosca única (sèrie SFU): quan ajustar i quan substituir

Els dissenys de femella única-no tenen un mecanisme d'ajust d'espaiador. El joc intern es fixa pel diàmetre de la bola i la geometria de la pista. Quan es produeix un espai lliure a causa del desgast, hi ha dues opcions:

Opció 1 - Substituïu-lo per boles grans

Si el desgast és menor (l'espai lliure mesurat és inferior a 0,05 mm i no hi ha danys visibles a la pista), substituir les boles per un diàmetre una mica més gran pot restaurar la precàrrega interna i eliminar el joc. Els increments estàndard de substitució de la bola són de +0.025 mm i +0.050 mm per sobre del diàmetre nominal de la bola.

Abans d'intentar-ho, inspeccioneu les pistes visualment i per tacte. Passeu el dit per l'eix del cargol exposat a la zona que estava coberta per la femella. La pista ha de ser suau i uniforme. Si noteu crestes, picats o rugositat, la substitució de la bola no restaurarà el rendiment - la geometria de la pista de rodadura ja no és correcta independentment de la mida de la bola.

En substituir les boles, totes les boles del circuit s'han de substituir amb el mateix lot i la mateixa qualitat de gran mida. La barreja de boles de diferents diàmetres - fins i tot 0,005 mm - crea una distribució desigual de càrrega i accelera el desgast de les boles carregades. Demaneu un conjunt de recanvi complet en lloc de boles individuals.

Després d'instal·lar boles de gran mida, comproveu el parell de funcionament girant l'eix amb la mà. La resistència ha de ser lleugerament més alta que abans (la precàrrega ha augmentat), però la rotació ha de ser suau durant tot el recorregut. Si l'eix se sent ajustat o irregular en qualsevol moment, l'increment de mida excessiva és massa gran per a la condició de desgast real - torneu a l'increment més petit.

Opció 2 - Substituïu la femella o el conjunt complet del cargol-i-la femella

Si el desgast de la pista és visible, si el joc mesurat supera els 0,05 mm o si el requisit de precisió és C5 o més ajustat, s'ha de substituir el conjunt de la femella en lloc d'ajustar-se. Per a la sèrie SFU, les femelles de recanvi estan disponibles com a articles d'estoc estàndard i es poden instal·lar sense substituir l'eix del cargol si l'eix en si no està danyat.

Quan demaneu una femella de recanvi, especifiqueu el diàmetre nominal del cargol, el cable i el tipus de femella. Si no es coneix el grau de precisió original, mesura el diàmetre de l'eix del cargol i el cable amb un micròmetre i un calibre de pas -, això normalment és suficient per identificar el reemplaçament correcte.

Secció 3: Connexió de brida i soltesa mecànica

Els cargols de brida solts són una de les fonts més freqüents de separació aparent dels cargols de boles. La femella es munta al carro de la màquina mitjançant una cara de brida, subjecta per quatre o més cargols. Amb el pas del temps, la vibració i les càrregues inverses poden retrocedir gradualment aquests cargols, introduint espai lliure entre la cara de la brida i el carro.

Aquest tipus de soltesa és fàcil de diagnosticar erròniament com a joc de rosca o joc de coixinets, perquè el símptoma - reacció contra la taula - és idèntic. La diferència és que la soltura de la brida té una característica: quan empeny i estire la taula amb la mà mentre observeu el cos de la femella, la femella en si es mourà lleugerament en relació amb el carro si la brida està solta. Amb l'espai lliure de la femella, el cos de la femella es manté fix i l'eix es mou dins d'ell.

Procediment d'inspecció:

1. Amb la màquina estacionària i els servoaccionaments habilitats, empeny i estireu la taula amb la mà mentre observeu la interfície entre la brida de la femella i la superfície del carro.
2. Qualsevol obertura o moviment visible en aquesta interfície confirma la soltura de la brida.
3. Utilitzeu una clau de torsió per comprovar cada cargol de brida amb l'especificació d'aquesta mida i grau de cargol. No us confieu en els cargols de brida - que se senten "ajustats" amb la mà sovint s'ajusten poc.
4. Si algun cargol estava solt, torneu a estrènyer tots els cargols en un patró creuat amb el parell especificat i, a continuació, torneu a comprovar la mesura de l'espai lliure de la taula.

Prevenció:Apliqueu -compost de bloqueig de rosca als cargols de brida durant la instal·lació inicial i després de qualsevol reinstal·lació. Això no impedeix l'eliminació amb una clau estàndard, però evita que la vibració-afluixi.

Secció 4: Lubricació - Diagnòstic i correcció de problemes en servei

Els errors de lubricació dels cargols de boles en servei es presenten de manera diferent als problemes tractats en la instal·lació. En una màquina que porta mesos o anys en funcionament, els problemes de lubricació més habituals són l'esgotament del lubricant, la degradació del lubricant i les línies de lliurament bloquejades en sistemes centralitzats.

Reconeixement dels problemes de lubricació

L'indicador més primerenc i més fiable d'un problema de lubricació és un augment de temperatura a la femella. Quan la pel·lícula de lubricant és insuficient, augmenta la fricció de la pista de bola-i la femella s'escalfa més. Una temperatura de referència registrada a la posada en marxa - o simplement una temperatura de funcionament constant observada al llarg del temps - fa que aquesta tendència es detecti abans que causi danys.

Altres indicadors:

• Augment del soroll, especialment un so de freqüència més alta-durant el moviment (no la ressonància de baixa-freqüència d'un problema de soltesa mecànica)
• Augment del corrent d'accionament a velocitat constant, visible al monitor del servoaccionament
• Variació de rugositat o resistència quan l'eix es mou lentament amb la mà amb els accionaments desactivats

Si hi ha alguna d'aquestes, no continueu fent funcionar la màquina a càrrega i velocitat normals. Afegiu primer lubricant i torneu a comprovar.

Afegir lubricant a una instal·lació en funcionament

Per a una femella amb un accessori de greix, injecteu greix lentament a través de l'accessori mentre l'eix estigui estacionari. Utilitzeu el mateix tipus de lubricant que es va utilitzar a la instal·lació - no barregeu tipus de greix. Una dosi de reposició típica per a una fruita seca SFU 2005 és de 0,3 a 0,5 grams; per a un DFU 3210 més gran, aproximadament 1-1,5 grams.

Després d'afegir greix, feu córrer l'eix a través de diversos cicles lents de-carrera completa abans de tornar al funcionament normal. Controleu la temperatura dels fruits secs durant 15-30 minuts després de reprendre la velocitat normal. Si la temperatura torna a la línia de base, el problema de lubricació es resol. Si es manté elevat, el problema pot ser més avançat - inspeccioneu la femella per detectar contaminació o danys.

Línies de lubricació centralitzada bloquejades

A les màquines amb sistemes de lubricació d'oli centralitzats, els bloquejos a les línies de distribució o a les vàlvules dosificadores són una causa habitual de fallades localitzades de lubricació - el sistema sembla estar funcionant, però un o més cargols de boles no reben l'oli adequat.

Els símptomes d'una línia bloquejada estan localitzats: un eix funciona calent o sorollós mentre que altres són normals. Per fer el diagnòstic, desconnecteu la línia de lliurament a la connexió de la femella i activeu un pols de lubricació manualment des del control de la màquina. L'oli hauria de sortir de la línia desconnectada en pocs segons. Cap flux, o flux molt lent, confirma un bloqueig.

Els bloquejos es produeixen amb més freqüència a les vàlvules dosificadores o al propi racó de la femella, especialment si es va canviar el lubricant sense rentar el sistema. Elimina l'obstrucció desconnectant el segment de línia afectat i bufant amb aire comprimit de baixa-pressió, o substituint la vàlvula de mesura si no es pot netejar.

Després de netejar, torneu a connectar la línia, activeu diversos polsos de lubricació manuals i comproveu el flux a la connexió de la femella abans de tornar a connectar.

Contaminació a l'interior de la nou

Si la màquina funciona en un entorn amb estelles metàl·liques, refrigerant o pols fina, la contaminació que entra a la femella accelerarà el desgast i pot provocar fallades brusces. Els signes de contaminació inclouen la resistència granulosa quan l'eix es mou amb la mà, el greix fosc o descolorit visible als segells de la femella i la ràpida recurrència del joc després de l'ajust.

Si es confirma la contaminació, la femella s'ha de treure i netejar abans de relubricar-la. No afegiu simplement greix fresc a la part superior del greix contaminat - les partícules continuaran abrasant les pistes independentment de la quantitat de lubricant.

L'estat del segell de la femella s'ha de comprovar sempre que es tregui la femella. Els segells de llavis gastats o danyats permeten que la contaminació entri independentment de la freqüència de lubricació. Els segells de recanvi estan disponibles per a la majoria de dissenys de femelles estàndard i s'han de substituir de manera normal sempre que la femella estigui fora de la màquina.

Secció 5: Problemes amb els paràmetres del servomotor

No tots els problemes dels cargols de boles són mecànics. Alguns símptomes de vibració, gateig i inestabilitat de posicionament tenen la seva causa principal en la configuració dels paràmetres del servomotor més que en els components mecànics.

La distinció clau és aquesta: els problemes mecànics solen ser coherents i repetibles - el mateix símptoma a la mateixa posició o velocitat, cada cicle. Els problemes dels paràmetres del servo solen ser variables - el símptoma canvia amb la velocitat, la càrrega o la temperatura, o apareix i desapareix sense una causa mecànica evident.

Guany de bucle de posició

El guany del bucle de posició (Kp) determina amb quina agressivitat respon el servo a l'error de posició. Si Kp s'estableix massa alt per a la rigidesa mecànica de l'eix - que pot passar després d'un canvi de cargol de boles, un canvi de càrrega o un canvi d'orientació de l'eix -, l'eix oscil·larà o vibrarà, especialment durant l'acceleració i la desacceleració, i particularment a baixa velocitat.

Si aquest patró coincideix amb el símptoma que s'observa, reduïu Kp entre un 10 i un 20% i torneu a provar. El Kp correcte és el valor més alt que produeix un moviment estable i suau sense oscil·lacions al llarg del rang de velocitat i càrrega de l'aplicació.

Guany de llaç de velocitat i integral

El guany del bucle de velocitat (Kv) i la constant de temps integral controlen com respon el variador a l'error de velocitat. Els paràmetres de bucle de velocitat que no coincideixen produeixen gateig o caça a baixa velocitat - l'eix es mou en una sèrie de petites sacsejades en lloc de suaument.

Aquest símptoma sovint es confon amb el joc del cargol de bola perquè tots dos produeixen un moviment brusc en inversió. La diferència: el joc produeix una zona morta consistent (un rang de rotació del motor sense moviment d'eix), mentre que un problema de bucle de velocitat produeix un moviment irregular al llarg de la carrera, no només a la inversió.

Quan cal demanar experiència en servo

L'ajustament dels paràmetres del servo en una unitat moderna és iteratiu i requereix accés a les funcions de monitorització i d'ajust automàtic-de la unitat. La descripció anterior proporciona un punt de partida per diagnosticar si el problema està relacionat amb un paràmetre-, però l'optimització total l'ha de fer algú familiaritzat amb el sistema d'accionament específic que s'utilitza.

Si els paràmetres del servo no han canviat però ha aparegut un problema després d'una reparació mecànica (substitució de coixinets, substitució de femelles o ajust de precàrrega), la nova configuració mecànica té característiques de rigidesa diferents i els paràmetres de la unitat s'hauran d'optimitzar de nou-per a la nova condició.

Programa de manteniment preventiu

El manteniment més rendible-és el que prevé els errors en lloc de respondre-hi. La programació següent és un marc inicial - els intervals correctes per a una màquina específica depenen del seu cicle de treball, entorn i requisits de precisió, i s'han d'ajustar en funció de l'experiència real amb aquesta màquina.

Quan la inspecció mostri que cal substituir-lo

Algunes condicions no es poden corregir mitjançant l'ajust o la relubricació. Si la inspecció revela algun dels següents, s'ha de substituir el component afectat en lloc de tornar-lo al servei:

• Picades, escates o escates visibles a la pista de rodadura de l'eix del cargol o a l'interior de la femella
• Decoloració de la bola (el color blau o marró indica danys per calor per fallades de lubricació)
• Eix de cargol amb arc visible o dany al perfil de la rosca
• Coixinets de suport amb gir rugós o entallat que no millora després de la neteja i relubricació
• Segells de femelles trencats, endurits o que ja no entren en contacte amb l'eix

Per a les sèries SFU i DFU, les femelles de recanvi s'emmagatzemen com a articles estàndard i es poden instal·lar a l'eix del cargol existent si l'eix no està danyat, la qual cosa evita el cost i el temps d'inactivitat de substituir el conjunt complet.