Как да удължим живота на електрическия шпиндел? Ето подробния метод!
Електрическият шпиндел е ключов и важен компонент на високоскоростни машинни инструменти с експлоатационен живот от около 10 000 часа. Проверката, поддръжката и профилактиката на електрическия шпиндел са от голямо значение за осигуряване на нормалната му работа и удължаване на експлоатационния му живот. Тази статия изследва техниките за проверка и превантивна поддръжка на електрическия шпиндел.
Има много технически индикатори и параметри за електрически шпиндели, но много параметри се използват за фабрично тестване и калибриране от производителите на електрически шпиндели, които не могат да бъдат тествани и калибрирани от крайните потребители. Крайните потребители трябва да извършат тестване и превантивна поддръжка на електрическия шпиндел и трябва да определят подходящи параметри и индикатори, за да извършат превантивна поддръжка и тестване.
1. Технически параметри, свързани с работата на електрическия шпиндел
Въз основа на текущото състояние на употреба и поддръжка на електрическите вретена и съответните технически стандарти са установени следните основни технически параметри: динамичен баланс на електрическите вретена, състояние на механични вибрации на електрическите вретена, състояние на лагерната обвивка на електрическите вретена, състояние на стартиране и спиране на вретената , и сила на рязане на електрически шпиндели Стойността EM на електрическия шпиндел (когато дърпащият прът на режещия механизъм на шпиндела се простира: разстоянието между края на дърпащия прът и края на въртенето на шпиндела е 10.5 mm; когато дърпащият прът на режещия механизъм на шпиндела се прибира: разстоянието между края на дърпащия прът и края на въртенето на шпиндела е 0.5 mm), аксиалното кръгово биене на електрическия шпиндел е по-малко или равно на { {6}}.005 mm, а радиалното кръгово биене на далечния край на електрическия шпиндел е по-малко или равно на 0,02 mm/300 mm.
Динамичният баланс на електрическия шпиндел се отнася до динамичния баланс на електрическия шпиндел по време на високоскоростно въртене. Ако динамичният баланс на електрическия шпиндел не е добър, това ще доведе до засилване на механичните вибрации на електрическия шпиндел, което ще доведе до повреда на лагера, нагряване на шпиндела, намалена точност на обработка и качество на повърхностна обработка и други последствия.
Механичното вибрационно състояние на електрическия шпиндел е оценка на цялостното механично вибрационно състояние на електрическия шпиндел, включително радиални и аксиални вибрации. Ако цялостното състояние на механични вибрации на електрическия шпиндел не е добро, това ще влоши износването на лагера и нагряването на шпиндела, което ще доведе до намаляване на точността на обработка и качеството на повърхностната обработка.
Състоянието на обвивката на лагера на електрическия шпиндел се използва специално за оценка на състоянието на лагера на електрическия шпиндел. Основният метод е да се определи степента и местоположението на износването или повредата на лагера чрез откриване на нискочестотни, средночестотни и високочестотни вибрационни сигнали на лагера. Сигналите с ниска честота обикновено представляват износването на външния пръстен на лагера, средната честота представлява състоянието на повърхността на коловоза на лагера, а високата честота представлява състоянието на единична топка.
Състоянието на стартиране и спиране на шпиндела обикновено се използва за проверка и измерване на състоянието на вибрациите на шпиндела от {{0}} до определената скорост и от определената скорост до 0, измерване на резонансната пикова стойност на определена скорост или диапазон на скоростта, за да се избегне тази скорост или диапазон на скоростта по време на нормална обработка, защита на главния електрически вал, осигуряване на точност на обработка, качество на повърхностна обработка и т.н.
2. Откриване на състоянието на електрически шпиндел
Ние непрекъснато наблюдаваме използването на електрически тестери за вибрации на шпиндела и сензори за ускорение на електрическия шпиндел на високоскоростния обработващ център на нашата компания. Общо 66 металорежещи машини и 68 електрически вретена бяха измерени и проверени за тяхното състояние. Елементите за проверка включват общото състояние на механични вибрации на електрическия шпиндел, състоянието на лагера и състоянието на стартиране и спиране на шпиндела, откриване на силата на издърпване на инструмента на електрическия шпиндел и проверка на EM стойността на електрическия шпиндел. От 68 електрически шпиндела 58 са с експлоатационен живот над две години, а реалното време на работа на електрическите шпиндели надхвърля 4000 часа, като 32 надхвърлят 6000 часа.
Преди провеждането на откриване на състояние и превантивна поддръжка на електрическия шпиндел, не е имало средства или технически мерки за разбиране и овладяване на състоянието на техническото представяне на електрическия шпиндел, нито е имало подходяща технология за предупреждение и предотвратяване на поддръжката на използването на електрическия шпиндел. . Електрическият шпиндел беше използван, докато не беше силно нагрят, лагерът на главния шпиндел беше блокиран, не можеше да се върти и почти в бракувано състояние, преди да бъде изпратен за ремонт. В този момент обаче електрическият шпиндел е сериозно повреден и лагерите на шпиндела, режещият механизъм, въртящите се компоненти, уплътнителните компоненти и конусната втулка на шпиндела трябва да бъдат ремонтирани или заменени. Някои силно повредени намотки на електрически шпинделен двигател може да претърпят влошаване на изолацията и късо съединение поради прегряване, повреда на уплътнението и други причини. В това състояние разходите за поддръжка на електрическия шпиндел са много високи, с дълъг цикъл. Разходите за поддръжка обикновено са над 200 000 юана, а цикълът на поддръжка често е повече от два месеца. След поддръжка експлоатационният живот на електрическия шпиндел е само 4000 до 6000 часа, което е много по-ниско от експлоатационния живот на производителя на шпиндела за ремонт на електрическия шпиндел от 6000 до 10 000 часа.
Съгласно определените параметри и стандарти, извършете откриване на състоянието на електрически шпиндел. Червените данни представляват лошо състояние, жълтите представляват критично състояние, а зелените представляват добро състояние. Резултатите от откриването на електрическия шпиндел са показани на фигури 1 до 3.
Фигура 1 Резултати от проверка на електрически шпиндел FZ37
Фигура 2 Резултати от проверката на електрически шпиндел JOBS30
Фигура 3 Резултати от откриване на електрически шпиндел VMC13120U
Променихме досегашната практика за използване на електрически шпиндели до бракуването им. Чрез провеждане на непрекъснати тестове на електрически шпиндели, създаване на записи и въз основа на данни от тестове, ние предоставяме предупреждения за употреба. Когато електрическият шпиндел влезе в критично състояние на техническа производителност или просто влезе в червено състояние, ние извършваме обновяване и ремонт на електрическия шпиндел. Понастоящем проблемът обикновено е намаляване на производителността на лагерите на шпиндела, значително износване и разкъсване, докато режещият механизъм, въртящите се компоненти и уплътнителните компоненти и конусната втулка на шпиндела като цяло са в добро състояние, така че цената за обновяване е ниска, обикновено около 100 000 юана. Първата партида от 8 електрически шпиндела, ремонтирани по този начин, е била в експлоатация в продължение на 7000 часа и състоянието на техническото представяне на електрическите шпиндели остава добро, с продължителност на живота, която далеч надвишава продължителността на живота на електрическите шпиндели, ремонтирани и ремонтирани преди провеждане на тестване на състоянието. Освен това разходите за ремонт са значително намалени. От 2016 г. до 2018 г., въз основа на данните за състоянието на електрическите шпиндели, бяха ремонтирани повече от 10 електрически шпиндела, спестявайки повече от 1 милион юана разходи и значително удължавайки експлоатационния живот на електрическите шпиндели.
3. Профилактика на електрически шпиндел
Въз основа на измерените данни извършвайте редовна поддръжка и профилактични ремонти на електрическия шпиндел, за да поддържате доброто му работно състояние.
(1) Теглителната сила на електрическия шпиндел варира в зависимост от моделите и спецификациите. Теглителната сила на електрическия шпиндел обикновено е 16-25kN. Ако теглителната сила на електрическия шпиндел е недостатъчна, това обикновено е проблем с теглителния механизъм, който трябва да бъде внимателно проучен, тъй като недостатъчната теглителна сила кара инструмента да се отдели от шпиндела по време на високоскоростно въртене, което води до инциденти. Откриването на силата на рязане на електрическия шпиндел е показано на фигура 4.
Фигура 4 Откриване на силата на протягане за електрически шпиндел
(2) Ако геометричната точност на електрическия шпиндел не е добра, в зависимост от ситуацията могат да се предприемат мерки като подмяна на лагерите на шпиндела за ремонт на шпиндела, както е показано на фигура 5.
Фигура 5: Откриване на геометрична точност на електрически шпиндел
(3) Проверете състоянието на механичните вибрации, динамичния баланс и стартовия стоп статус на електрическия шпиндел. Ако общото състояние на механични вибрации на електрическия шпиндел не е добро, това ще влоши износването на лагера, ще загрее шпиндела и ще намали точността на обработка и качеството на обработка на повърхността. Съгласно техническите изисквания на електрическия шпиндел, регулирайте динамичния баланс на електрическия шпиндел, като откриете състоянието му на динамичен баланс. Калибрирането на динамичния баланс на електрически шпиндел обикновено включва инсталиране на подходящи регулиращи болтове в отворите за регулиране в предния край на шпиндела. Ъгълът на монтаж и качеството на болтовете трябва да се определят въз основа на резултатите от измерването на виброметъра. След като уредът за измерване на вибрации извърши откриване на динамичен баланс на електрическия шпиндел, той ще покаже ъгъла и размера на дисбаланса. Персоналът по поддръжката настройва динамичния баланс въз основа на данните от теста, като многократно тества и регулира, докато отговаря на изискванията, както е показано на фигура 6.
Фигура 6 Тестване на състоянието на механичните вибрации, динамичния баланс и състоянието на старт и стоп на електрическия шпиндел
(4) Превантивен ремонт на електрически шпиндели: За електрически шпиндели с относително проста структура, ако има проблеми с лагерите и другите компоненти на шпиндела след проверка, могат да се предприемат мерки като подмяна на лагерите на шпиндела и други компоненти предварително, за да се избегне допълнително влошаване на производителността на шпиндела. Превантивният ранен ремонт може да намали разходите за поддръжка и да удължи експлоатационния живот на електрическия шпиндел. Както е показано на фигурите 7-9, извършихме превантивни ранни ремонти на електрическия шпиндел на TRAMEC и цената за подмяна на лагерите на шпиндела беше много ниска. Ние обаче не извършихме ранни ремонти, докато шпинделът не стана неизползваем и го изпратихме на производителя за ремонт. Разходите за поддръжка на шпиндела бяха над 100 000 юана.
Фигура 7 Поддръжка на електрически шпиндел TRAC
Фигура 8 Инсталиране на механичните компоненти на електрическия шпиндел
Фигура 9 Смяна на електрическия лагер на шпиндела
4. Заключение
Овладяването на състоянието и производителността на електрическия шпиндел, наблюдението на пълния жизнен статус на електрическия шпиндел, създаването на таблица с хронологията на живота за прогнозиране на живота на електрическия шпиндел, предупреждението и превантивната поддръжка на електрическия шпиндел въз основа на неговия статус, може да удължи живот на електрическия шпиндел с 30% до 40%, достигане на 5000 до 9000 часа, намаляване на разходите за поддръжка и подобряване на точността на обработка на детайлите.
