Pogoste napake in metode odpravljanja težav za vreteno obdelovalnih centrov
Povzetek: Ta članek podrobno obravnava osem pogostih napak vretena obdelovalnih centrov, vključno z neizpolnjevanjem zahtev glede natančnosti obdelave, prekomernimi vibracijami rezanja, prekomernim hrupom v ohišju vretena, poškodbami zobnikov in ležajev, nezmožnostjo spreminjanja hitrosti vretena, okvaro vrtenja vretena, pregrevanjem vretena in okvaro potiskanja zobnikov na svoje mesto med hidravlično spremembo hitrosti. Za vsako napako so vzroki podrobno analizirani in predstavljene so ustrezne metode odpravljanja težav. Cilj je pomagati upravljavcem in vzdrževalnemu osebju obdelovalnih centrov hitro in natančno diagnosticirati napake ter sprejeti učinkovite rešitve za zagotovitev normalnega delovanja obdelovalnih centrov ter izboljšanje kakovosti obdelave in učinkovitosti proizvodnje.
I. Uvod
Kot visoko natančen in visoko učinkovit avtomatiziran stroj ima vretenasta komponenta obdelovalnega centra ključno vlogo pri celotni obdelavi. Natančnost vrtenja, moč, hitrost in avtomatizirane funkcije vretena neposredno vplivajo na natančnost obdelave obdelovancev, učinkovitost obdelave in splošno zmogljivost stroja. Vendar pa lahko v dejanski uporabi vreteno doživi različne napake, ki vplivajo na normalno delovanje obdelovalnega centra. Zato je razumevanje pogostih napak vretena in metod za njihovo odpravljanje zelo pomembno za vzdrževanje in uporabo obdelovalnih centrov.
II. Pogoste napake in metode odpravljanja težav z vretenom obdelovalnih centrov
(I) Neizpolnjevanje zahtev glede natančnosti obdelave
Vzroki napak:
- Med transportom je lahko stroj izpostavljen udarcem, ki lahko poškodujejo natančnost komponent vretena. Na primer, os vretena se lahko premakne, ohišje ležaja pa se lahko deformira.
- Namestitev ni trdna, natančnost namestitve je nizka ali pa so prisotne spremembe. Neenakomeren temelj namestitve obdelovalnega stroja, ohlapni vijaki temelja ali spremembe natančnosti namestitve zaradi posedanja temelja in drugi razlogi med dolgotrajno uporabo lahko vplivajo na natančnost relativnega položaja med vretenom in drugimi komponentami, kar povzroči zmanjšanje natančnosti obdelave.
Metode odpravljanja težav:
- Pri strojnih orodjih, ki so bila med transportom poškodovana, je potreben celovit pregled natančnosti komponent vretena, vključno s kazalniki, kot so radialno odstopanje, aksialno odstopanje in koaksialnost vretena. Na podlagi rezultatov pregleda se sprejmejo ustrezne metode nastavitve, kot sta nastavitev zračnosti ležaja in popravek ohišja ležaja, da se obnovi natančnost vretena. Po potrebi se lahko za popravila povabi strokovno osebje za vzdrževanje strojnih orodij.
- Redno preverjajte stanje namestitve obdelovalnega stroja in privijte temeljne vijake, da zagotovite trdno namestitev. Če opazite kakršne koli spremembe v natančnosti namestitve, je treba uporabiti visoko natančne detektorje za ponovno nastavitev vodoravnosti obdelovalnega stroja in natančnosti relativnega položaja med vretenom in komponentami, kot je delovna miza. Za natančne meritve in nastavitve se lahko uporabi oprema, kot so laserski interferometri.
(II) Prekomerne vibracije pri rezanju
Vzroki napak:
- Vijaki, ki povezujejo ohišje vretena in posteljo, so ohlapni, kar zmanjšuje togost povezave med ohišjem vretena in posteljo ter jo naredi nagnjeno k vibracijam pod vplivom rezalnih sil.
- Prednapetost ležajev je nezadostna, zračnost pa prevelika, zaradi česar ležaji med delovanjem ne morejo učinkovito podpirati vretena, kar povzroča majanje vretena in s tem vibracije pri rezanju.
- Prednapetostna matica ležajev je zrahljana, zaradi česar se vreteno aksialno premika in uniči natančnost vrtenja vretena, kar nato povzroči vibracije.
- Ležaji so zarezani ali poškodovani, kar povzroči neenakomerno trenje med kotalnimi elementi in drives ležajev ter povzroči nenormalne vibracije.
- Vreteno in ohišje sta izven tolerance. Če na primer cilindričnost ali koaksialnost vretena ne ustreza zahtevam ali če je natančnost lukenj za pritrditev ležajev v ohišju slaba, bo to vplivalo na rotacijsko stabilnost vretena in povzročilo vibracije.
- Drugi dejavniki, kot so neenakomerna obraba orodja, nerazumni parametri rezanja (kot so prekomerna hitrost rezanja, prekomerno pomikanje itd.) in ohlapno vpenjanje obdelovanca, lahko povzročijo tudi vibracije pri rezanju.
- Pri stružnici so lahko gibljivi deli držala orodja v revolverju zrahljani ali pa je vpenjalni tlak nezadosten in ni pravilno zategnjen. Med rezanjem se nestabilnost držala orodja prenaša na vreteno, kar povzroča vibracije.
Metode odpravljanja težav:
- Preverite vijake, ki povezujejo ohišje vretena in posteljo. Če so ohlapni, jih pravočasno privijte, da zagotovite trdno povezavo in izboljšate splošno togost.
- Prilagodite prednapetost ležajev. Glede na vrsto ležajev in zahteve obdelovalnega stroja uporabite ustrezne metode prednapetosti, kot je nastavitev z maticami ali uporaba prednapetosti vzmeti, da dosežete ustrezno območje zračnosti ležaja in zagotovite stabilno oporo vretena.
- Preverite in privijte matico prednapetosti ležajev, da preprečite aksialno premikanje vretena. Če je matica poškodovana, jo pravočasno zamenjajte.
- V primeru zarezanih ali poškodovanih ležajev razstavite vreteno, zamenjajte poškodovane ležaje ter očistite in preglejte ustrezne komponente, da zagotovite, da v njih ni nečistoč.
- Preverite natančnost vretena in ohišja. Za dele, ki so zunaj tolerance, se lahko uporabijo metode, kot sta brušenje in strganje, da se zagotovi dobro sodelovanje med vretenom in ohišjem.
- Preverite stanje obrabe orodja in pravočasno zamenjajte močno obrabljena orodja. Optimizirajte rezalne parametre z izbiro ustreznih hitrosti rezanja, podajalnih hitrosti in globine rezanja glede na dejavnike, kot so material obdelovanca, material orodja in zmogljivost stroja. Zagotovite, da je obdelovanec trdno in zanesljivo vpet. V primeru težav z držalom orodja revolverja stružnice preverite stanje povezave gibljivih delov in prilagodite vpenjalni tlak, da omogočite stabilno vpenjanje orodij.
(III) Prekomeren hrup v ohišju vretena
Vzroki napak:
- Dinamično ravnovesje komponent vretena je slabo, kar med vrtenjem z veliko hitrostjo ustvarja neuravnotežene centrifugalne sile, kar povzroča vibracije in hrup. To je lahko posledica neenakomerne porazdelitve mase delov, nameščenih na vretenu (kot so orodja, vpenjalne glave, jermenice itd.), ali pa je dinamično ravnovesje komponent vretena porušeno med postopkom montaže.
- Zobniška zračnost je neenakomerna ali resno poškodovana. Pri zatikanju zobnikov se lahko pojavijo udarci in hrup. Med dolgotrajno uporabo se lahko zobniška zračnost spremeni zaradi obrabe, utrujenosti in drugih razlogov, ali pa se na zobnih površinah lahko pojavijo luščenje, razpoke in druge poškodbe.
- Ležaji so poškodovani ali pa so pogonske gredi upognjene. Poškodovani ležaji povzročijo nestabilno delovanje vretena in hrup. Upognjene pogonske gredi povzročijo ekscentričnost med vrtenjem, kar povzroči vibracije in hrup.
- Dolžine pogonskih jermenov so neenakomerne ali pa so preveč ohlapne, zaradi česar pogonski jermeni med delovanjem vibrirajo in drgnejo, kar povzroča hrup in vpliva na učinkovitost prenosa ter stabilnost hitrosti vretena.
- Natančnost zobnika je slaba. Če so na primer napake profila zoba, napake koraka itd. velike, bo to povzročilo slabo zaklepanje zobnika in povzročalo hrup.
- Slabo mazanje. Če ni dovolj mazalnega olja ali ko se mazalno olje poslabša, se trenje komponent, kot so zobniki in ležaji v ohišju vretena, poveča, kar olajša nastanek hrupa in pospeši obrabo komponent.
Metode odpravljanja težav:
- Izvedite zaznavanje in korekcijo dinamičnega ravnovesja komponent vretena. Za zaznavanje vretena in z njim povezanih delov se lahko uporabi tester dinamičnega ravnovesja. Na območjih z velikimi neuravnoteženimi masami se lahko prilagoditve izvedejo z odstranitvijo materialov (kot so vrtanje, rezkanje itd.) ali dodajanjem protiuteži, da komponente vretena izpolnjujejo zahteve glede dinamičnega ravnovesja.
- Preverite stanje zobnikov. Pri zobnikih z neenakomernimi zračnostmi v zobnikih je težavo mogoče rešiti z nastavitvijo sredinske razdalje zobnikov ali zamenjavo močno obrabljenih zobnikov. Zobnike s poškodovanimi zobnimi površinami pravočasno zamenjajte, da zagotovite dober vklop zobnikov.
- Preverite ležaje in pogonske gredi. Če so ležaji poškodovani, jih zamenjajte z novimi. Ukrivljene pogonske gredi je mogoče poravnati z ravnalnimi metodami. Če je upogibanje močno, zamenjajte pogonske gredi.
- Prilagodite ali zamenjajte pogonske jermene, da bodo njihove dolžine enakomerne in napetost ustrezna. Ustrezno napetost pogonskih jermenov lahko dosežete z nastavitvijo naprav za napenjanje jermena, kot je položaj napenjalne jermenice.
- Pri težavah s slabo natančnostjo zobnikov, če so na novo nameščeni zobniki in natančnost ne izpolnjuje zahtev, jih je treba zamenjati z zobniki, ki izpolnjujejo zahteve glede natančnosti. Če se natančnost zaradi obrabe med uporabo zmanjša, jih je treba popraviti ali zamenjati glede na dejansko stanje.
- Preverite sistem mazanja vretenskega ohišja, da zagotovite zadostno količino mazalnega olja in dobro kakovost. Redno menjajte mazalno olje, čistite mazalne cevi in filtre, da preprečite, da bi nečistoče blokirale oljne kanale, in zagotovite dobro mazanje vseh komponent.
(IV) Poškodbe zobnikov in ležajev
Vzroki napak:
- Prestavni tlak je previsok, kar povzroči poškodbe zobnikov zaradi udarca. Med spreminjanjem hitrosti obdelovalnega stroja, če je prestavni tlak previsok, bodo zobniki v trenutku zaskoka prenašali prekomerne udarne sile, kar lahko povzroči poškodbe zobnih površin, zlome na koreninah zob in druge težave.
- Prestavni mehanizem je poškodovan ali pa pritrdilni zatiči odpadejo, zaradi česar je postopek prestavljanja nenormalen in se moti ujemajoč se odnos med zobniki, kar povzroči poškodbe zobnikov. Na primer, deformacija in obraba prestavnih vilic, zlom pritrdilnih zatičev itd. vplivajo na natančnost in stabilnost prestavljanja.
- Prednapetost ležajev je prevelika ali pa ni mazanja. Prekomerna prednapetost povzroči, da ležaji prenašajo prekomerne obremenitve, kar pospeši njihovo obrabo in utrujenost. Brez mazanja bodo ležaji delovali v stanju suhega trenja, kar bo povzročilo pregrevanje, zgorevanje in poškodbe kroglic ali tekalnih poti ležajev.
Metode odpravljanja težav:
- Preverite sistem prestavnega tlaka in prilagodite prestavni tlak na ustrezno območje. To lahko dosežete z nastavitvijo tlačnih ventilov hidravličnega sistema ali naprav za nastavitev tlaka pnevmatskega sistema. Hkrati preverite krmilne tokokroge prestavljanja, elektromagnetne ventile in druge komponente, da zagotovite natančnost signalov prestavljanja in gladko delovanje, s čimer se izognete prekomernim udarcem prestav zaradi nenormalnega prestavljanja.
- Preverite in popravite prestavni mehanizem, popravite ali zamenjajte poškodovane prestavne vilice, pritrdilne zatiče in druge komponente, da zagotovite normalno delovanje prestavnega mehanizma. Med montažo zagotovite natančnost namestitve in trdno povezavo vsake komponente.
- Prilagodite prednapetost ležajev. Glede na tehnične zahteve ležajev in delovne pogoje obdelovalnega stroja uporabite ustrezne metode prednapetosti in ustrezne velikosti prednapetosti. Hkrati okrepite upravljanje mazanja ležajev, redno preverjajte in dodajajte mazalno olje, da zagotovite, da so ležaji vedno v dobrem stanju mazanja. Pri ležajih, poškodovanih zaradi slabega mazanja, po zamenjavi z novimi ležaji temeljito očistite mazalni sistem, da preprečite ponovni vdor nečistoč v ležaje.
(V) Nezmožnost spreminjanja hitrosti vretena
Vzroki napak:
- Ali se oddaja električni signal za prestavljanje. Če pride do napake v električnem krmilnem sistemu, morda ne bo mogel poslati pravilnega signala za prestavljanje, zaradi česar vreteno ne bo moglo izvesti operacije spremembe hitrosti. Na primer, okvare relejev v krmilnem vezju, napake v programu PLC in okvare senzorjev lahko vplivajo na izhod signala za prestavljanje.
- Ali je tlak zadosten. Pri hidravličnih ali pnevmatskih sistemih za spreminjanje hitrosti, če tlak ni zadosten, ne more zagotoviti dovolj moči za pogon mehanizma za spreminjanje hitrosti, zaradi česar vreteno ne more spreminjati hitrosti. Nezadosten tlak lahko povzročijo okvare hidravličnih ali pnevmatskih črpalk, puščanje cevovodov, nepravilna nastavitev tlačnih ventilov in drugi razlogi.
- Hidravlični valj za prestavljanje je obrabljen ali zataknjen, zaradi česar ne more normalno delovati in ne more premikati zobnikov ali sklopk za spreminjanje hitrosti ter drugih komponent za izvajanje dejanja spreminjanja hitrosti. To je lahko posledica poškodb notranjih tesnil hidravličnega valja, hude obrabe med batom in cevjo valja ter nečistoč, ki vstopijo v hidravlični valj.
- Prestavni elektromagnetni ventil je zataknjen, kar preprečuje normalno spreminjanje smeri elektromagnetnega ventila, zaradi česar hidravlično olje ali stisnjen zrak ne moreta teči po vnaprej določeni poti, kar vpliva na delovanje mehanizma za spreminjanje hitrosti. Zatikanje elektromagnetnega ventila je lahko posledica zatikanja jedra ventila zaradi nečistoč, poškodbe tuljave elektromagnetnega ventila in drugih razlogov.
- Vilice hidravličnega cilindra za prestavljanje odpadejo, zaradi česar povezava med hidravličnim cilindrom in zobniki za spreminjanje hitrosti odpove in ni mogoče prenesti moči za spreminjanje hitrosti. Padec vilic je lahko posledica ohlapnih pritrdilnih vijakov vilic, obrabe in zloma vilic ter drugih razlogov.
- Prestavni hidravlični valj pušča olje ali ima notranje puščanje, kar zmanjša delovni tlak hidravličnega valja in ne more zagotoviti dovolj sile za dokončanje spremembe hitrosti. Puščanje olja ali notranje puščanje lahko povzročijo staranje tesnil hidravličnega valja, prevelika zračnost med batom in cevjo valja ter drugi razlogi.
- Okvara prestavnega sestavljenega stikala. Sestavljeno stikalo se uporablja za zaznavanje signalov, kot je na primer, ali je sprememba hitrosti končana. Če stikalo ne deluje pravilno, krmilni sistem ne bo mogel pravilno oceniti stanja spremembe hitrosti, kar bo vplivalo na nadaljnje operacije spremembe hitrosti ali delovanje obdelovalnega stroja.
Metode odpravljanja težav:
- Preverite električni krmilni sistem. Za zaznavanje izhodnih linij prestavnega signala in povezanih električnih komponent uporabite orodja, kot so multimetri in osciloskopi. Če odkrijete okvaro releja, ga zamenjajte. Če je v programu PLC napaka, ga odpravite in spremenite. Če senzor ne deluje pravilno, ga zamenjajte z novim, da zagotovite normalno oddajanje prestavnega signala.
- Preverite tlak v hidravličnem ali pnevmatskem sistemu. V primeru nezadostnega tlaka najprej preverite delovanje hidravlične ali pnevmatske črpalke. V primeru okvare jo popravite ali zamenjajte. Preverite, ali v cevovodih puščajo puščanja. Če puščajo, jih pravočasno odpravite. Prilagodite tlačne ventile, da bo tlak v sistemu dosegel predpisano vrednost.
- Pri težavi z obrabo ali zatikanjem premičnega hidravličnega cilindra razstavite hidravlični cilinder, preverite stanje obrabe notranjih tesnil, bata in cilindra, zamenjajte poškodovana tesnila, popravite ali zamenjajte obrabljen bat in cilindr, očistite notranjost hidravličnega cilindra in odstranite nečistoče.
- Preverite prestavni elektromagnetni ventil. Če je jedro ventila zagozdeno zaradi nečistoč, razstavite in očistite elektromagnetni ventil, da odstranite nečistoče. Če je tuljava elektromagnetnega ventila poškodovana, jo zamenjajte z novo, da zagotovite normalno spreminjanje smeri elektromagnetnega ventila.
- Preverite vilice hidravličnega cilindra prestavljanja. Če vilice odpadejo, jih ponovno namestite in privijte pritrdilne vijake. Če so vilice obrabljene ali zlomljene, jih zamenjajte z novimi vilicami, da zagotovite zanesljivo povezavo med vilicami in prestavami za menjavo hitrosti.
- Odpravite težavo puščanja olja ali notranjega puščanja prestavnega hidravličnega cilindra. Zamenjajte starajoča se tesnila, prilagodite razmik med batom in cilindrom. Za izboljšanje tesnilne učinkovitosti hidravličnega cilindra se lahko uporabijo metode, kot je zamenjava bata ali cilindra z ustreznimi velikostmi in povečanje števila tesnil.
- Preverite stikalo za prestavljanje. Za zaznavanje stanja stikala uporabite orodja, kot so multimetri. Če stikalo ne deluje pravilno, ga zamenjajte z novim, da zagotovite natančno zaznavanje stanja spremembe hitrosti in pošiljanje pravilnega signala krmilnemu sistemu.
(VI) Neuspeh vrtenja vretena
Vzroki napak:
- Ali se odda ukaz za vrtenje vretena. Podobno kot vreteno ne more spremeniti hitrosti, lahko napaka v električnem krmilnem sistemu povzroči nezmožnost oddaje ukaza za vrtenje vretena, zaradi česar se vreteno ne more zagnati.
- Zaščitno stikalo ni pritisnjeno ali ne deluje pravilno. Obdelovalni centri imajo običajno nekaj zaščitnih stikal, kot so stikalo vrat vretena, stikalo za zaznavanje vpenjanja orodja itd. Če ta stikala niso pritisnjena ali ne delujejo pravilno, bo obdelovalni stroj zaradi varnostnih razlogov preprečil vrtenje vretena.
- Vpenjalna glava ne vpne obdelovanca. Pri nekaterih stružnicah ali obdelovalnih centrih s vpenjalno glavo, če vpenjalna glava ne vpne obdelovanca, bo krmilni sistem stroja omejil vrtenje vretena, da prepreči, da bi obdelovanec med obdelavo odletel ven in povzročil nevarnost.
- Prestavno stikalo je poškodovano. Okvara prestavnega stikala lahko vpliva na prenos signala za zagon vretena ali zaznavanje stanja delovanja vretena, kar povzroči, da se vreteno ne more normalno vrteti.
- V elektromagnetnem ventilu za prestavljanje pride do notranjega puščanja, zaradi česar je tlak v sistemu za spreminjanje hitrosti nestabilen ali pa se ne more vzpostaviti normalen tlak, kar vpliva na vrtenje vretena. Na primer, v hidravličnem sistemu za spreminjanje hitrosti lahko puščanje elektromagnetnega ventila povzroči, da hidravlično olje ne more učinkovito potiskati komponent, kot so sklopke ali zobniki, zaradi česar vreteno ne more pridobiti moči.
Metode odpravljanja težav:
- Preverite izhodne linije ukaza za vrtenje vretena v električnem krmilnem sistemu in z njim povezanih komponentah. Če odkrijete napako, jih pravočasno popravite ali zamenjajte, da zagotovite normalno oddajanje ukaza za vrtenje vretena.
- Preverite stanje zaščitnih stikal in se prepričajte, da so normalno pritisnjena. Če zaščitna stikala ne delujejo pravilno, jih popravite ali zamenjajte, da zagotovite normalno delovanje varnostne zaščite stroja, ne da bi to vplivalo na normalen zagon vretena.
- Preverite vpenjalni položaj vpenjalne glave, da se prepričate, da je obdelovanec trdno vpet. Če pride do napake v vpenjalu, kot je nezadostna vpenjalna sila ali obraba čeljusti vpenjalne glave, vpenjalno glavo pravočasno popravite ali zamenjajte, da bo delovala normalno.
- Preverite stikalo prestavne prestave. Če je poškodovano, ga zamenjajte z novim, da zagotovite normalen prenos signala za zagon vretena in natančno zaznavanje stanja delovanja.
- Preverite stanje puščanja prestavnega elektromagnetnega ventila. Za presojo se lahko uporabijo metode, kot sta preizkus tlaka in opazovanje, ali okoli elektromagnetnega ventila pušča olje. Pri elektromagnetnih ventilih s puščanjem je treba razstaviti, očistiti, preveriti jedro ventila in tesnila ter zamenjati poškodovana tesnila ali celoten elektromagnetni ventil, da se zagotovi dobro tesnjenje in stabilen tlak sistema za spreminjanje hitrosti.
(VII) Pregrevanje vretena
Vzroki napak:
- Prednapetost ležajev vretena je prevelika, kar poveča notranje trenje ležajev in povzroči prekomerno segrevanje, kar povzroči pregrevanje vretena. To je lahko posledica nepravilnega delovanja med montažo ali nastavitvijo prednapetosti ležajev ali uporabe neprimernih metod prednapetosti in velikosti prednapetosti.
- Ležaji so zarezani ali poškodovani. Med delovnim procesom se lahko ležaji zarezajo ali poškodujejo zaradi slabega mazanja, preobremenitve, vdora tujkov itd. V tem primeru se trenje ležajev močno poveča, kar povzroči veliko toplote in pregrevanje vretena.
- Mazalno olje je umazano ali vsebuje nečistoče. Umazano mazalno olje bo povečalo koeficient trenja med ležaji in drugimi gibljivimi deli, kar bo zmanjšalo učinek mazanja. Hkrati lahko nečistoče