Znáte osm běžných závad vřetena obráběcího centra a odpovídající metody jejich ošetření?

I. Úvod

II. Běžné poruchy a metody řešení problémů s vřetenem obráběcích center

(I) Nesplnění požadavků na přesnost zpracování

• Během přepravy může být obráběcí stroj vystaven nárazům, které by mohly poškodit přesnost součástí vřetena. Například se může posunout osa vřetena a může se zdeformovat ložiskové pouzdro.
• Instalace není pevná, přesnost instalace je nízká nebo došlo ke změnám. Nerovný základ obráběcího stroje, uvolněné základové šrouby nebo změny v přesnosti instalace v důsledku sedání základů a dalších důvodů během dlouhodobého používání mohou ovlivnit přesnost relativní polohy mezi vřetenem a ostatními součástmi, což vede ke snížení přesnosti obrábění.

• U obráběcích strojů poškozených během přepravy je vyžadována komplexní kontrola přesnosti součástí vřetena, včetně ukazatelů, jako je radiální házení, axiální házení a souosost vřetena. Na základě výsledků kontroly se používají vhodné metody seřízení, jako je seřízení vůle ložiska a korekce ložiskového pouzdra, k obnovení přesnosti vřetena. V případě potřeby lze k opravám přizvat profesionální personál údržby obráběcích strojů.
• Pravidelně kontrolujte stav instalace obráběcího stroje a utahujte základové šrouby, abyste zajistili pevnou instalaci. Pokud zjistíte jakékoli změny v přesnosti instalace, měly by být k úpravě vodorovnosti obráběcího stroje a přesnosti relativní polohy mezi vřetenem a součástmi, jako je pracovní stůl, použity vysoce přesné detekční přístroje. Pro přesné měření a seřízení lze použít zařízení, jako jsou laserové interferometry.

(II) Nadměrné vibrace při řezání

• Šrouby spojující vřetenovou skříň a lože jsou uvolněné, což snižuje tuhost spojení mezi vřetenovou skříňí a ložem a činí jej náchylným k vibracím při působení řezných sil.
• Předpětí ložisek je nedostatečné a vůle je příliš velká, což má za následek, že ložiska nejsou schopna účinně podepřít vřeteno během provozu, což způsobuje kývání vřetena a tím i vibrace při řezání.
• Předpínací matice ložisek je uvolněná, což způsobuje axiální pohyb vřetena a ničí přesnost otáčení vřetena, což následně vede k vibracím.
• Ložiska jsou rýhovaná nebo poškozená, což má za následek nerovnoměrné tření mezi valivými tělesy a oběžnými dráhami ložisek a způsobuje abnormální vibrace.
• Vřeteno a skříň jsou mimo toleranci. Například pokud válcovitost nebo souosost vřetena nesplňuje požadavky nebo je přesnost montážních otvorů ložisek v skříni nízká, ovlivní to rotační stabilitu vřetena a povede k vibracím.
• Vibrace při řezání mohou být způsobeny i dalšími faktory, jako je nerovnoměrné opotřebení nástroje, nepřiměřené parametry řezání (jako je nadměrná řezná rychlost, nadměrný posuv atd.) a volné upínání obrobku.
• V případě soustruhu mohou být pohyblivé části držáku nástroje revolverové hlavy uvolněné nebo může být upínací tlak nedostatečný a nesprávně utažený. Během řezání se nestabilita držáku nástroje přenáší na vřetenový systém a způsobuje vibrace.

• Zkontrolujte šrouby spojující vřeteno a lože. Pokud jsou uvolněné, včas je utáhněte, abyste zajistili pevné spojení a zlepšili celkovou tuhost.
• Upravte předpětí ložisek. Podle typu ložisek a požadavků obráběcího stroje použijte vhodné metody předpětí, například nastavení pomocí matic nebo předpětí pružinou, aby vůle ložiska dosáhla vhodného rozsahu a byla zajištěna stabilní opora vřetena.
• Zkontrolujte a utáhněte předpínací matici ložisek, abyste zabránili axiálnímu pohybu vřetena. Pokud je matice poškozená, včas ji vyměňte.
• V případě rýhovaných nebo poškozených ložisek demontujte vřeteno, vyměňte poškozená ložiska a vyčistěte a zkontrolujte příslušné součásti, abyste se ujistili, že v nich nezůstaly žádné nečistoty.
• Zjistěte přesnost vřetena a skříně. U dílů, které jsou mimo toleranci, lze k opravě použít metody, jako je broušení a škrábání, aby se zajistila dobrá spolupráce mezi vřetenem a skříní.
• Zkontrolujte stav opotřebení nástroje a včas vyměňte silně opotřebované nástroje. Optimalizujte řezné parametry výběrem vhodných řezných rychlostí, posuvů a hloubek řezu na základě faktorů, jako je materiál obrobku, materiál nástroje a výkon obráběcího stroje. Zajistěte, aby byl obrobek pevně a spolehlivě upnut. V případě problémů s revolverovým držákem nástrojů soustruhu zkontrolujte stav připojení pohyblivých částí a upravte upínací tlak tak, aby nástroje byly stabilně upnuty.

(III) Nadměrný hluk ve vřetenové skříni

• Dynamická rovnováha součástí vřetena je špatná, což při vysokorychlostním otáčení generuje nevyvážené odstředivé síly, které způsobují vibrace a hluk. To může být způsobeno nerovnoměrným rozložením hmotnosti součástí instalovaných na vřetenu (jako jsou nástroje, sklíčidla, řemenice atd.) nebo narušením dynamické rovnováhy součástí vřetena během montážního procesu.
• Záběrová vůle ozubených kol je nerovná nebo vážně poškozená. Při záběru ozubených kol dochází k nárazům a hluku. Během dlouhodobého používání se může záběrová vůle ozubených kol změnit v důsledku opotřebení, únavy materiálu a dalších důvodů, nebo se na zubních površích může objevit odlupování, praskliny a další poškození.
• Ložiska jsou poškozená nebo jsou hnací hřídele ohnuté. Poškozená ložiska způsobí nestabilní chod vřetena a hluk. Ohnuté hnací hřídele povedou k excentricitě během otáčení, což způsobí vibrace a hluk.
• Délky hnacích řemenů jsou nekonzistentní nebo příliš volné, což způsobuje vibrace a tření hnacích řemenů během provozu, což generuje hluk a také ovlivňuje účinnost převodu a stabilitu otáček vřetena.
• Přesnost ozubeného kola je nízká. Například pokud je chyba profilu zubu, chyba stoupání atd. velká, bude to mít za následek špatný záběr ozubených kol a vznik hluku.
• Špatné mazání. Při nedostatku dostatečného množství mazacího oleje nebo při zhoršení kvality mazacího oleje se zvyšuje tření součástí, jako jsou ozubená kola a ložiska, ve vřetenové skříni, což usnadňuje vznik hluku a urychluje opotřebení součástí.

• Proveďte detekci a korekci dynamické vyváženosti součástí vřetena. K detekci vřetena a souvisejících součástí lze použít tester dynamické vyváženosti. V oblastech s velkými nevyváženými hmotnostmi lze provést úpravy odstraněním materiálů (například vrtáním, frézováním atd.) nebo přidáním protizávaží, aby součásti vřetena splňovaly požadavky na dynamickou vyváženost.
• Zkontrolujte stav záběru ozubených kol. U ozubených kol s nerovnoměrnými vůlemi záběru lze problém vyřešit úpravou osové vzdálenosti ozubených kol nebo výměnou silně opotřebovaných ozubených kol. U ozubených kol s poškozenými zuby je včas vyměňte, aby byl zajištěn dobrý záběr ozubených kol.
• Zkontrolujte ložiska a hnací hřídele. Pokud jsou ložiska poškozená, vyměňte je za nová. Ohnuté hnací hřídele lze narovnat pomocí rovnací metody. Pokud je ohnutí silné, hnací hřídele vyměňte.
• Seřiďte nebo vyměňte hnací řemeny tak, aby jejich délka byla stejná a napětí odpovídající. Správného napnutí hnacích řemenů lze dosáhnout seřízením napínacích zařízení řemenu, například polohy napínací kladky.
• V případě problému s nízkou přesností převodů, pokud se jedná o nově instalovaná převodová kola a jejich přesnost nesplňuje požadavky, je třeba je vyměnit za převodová kola, která splňují požadavky na přesnost. Pokud se přesnost během používání sníží v důsledku opotřebení, je nutné je podle aktuální situace opravit nebo vyměnit.
• Zkontrolujte mazací systém vřetenové skříně, zda je množství mazacího oleje dostatečné a kvalita dobrá. Pravidelně vyměňujte mazací olej, čistěte mazací potrubí a filtry, abyste zabránili ucpávání olejových kanálů nečistotami a zajistili dobré mazání všech součástí.

(IV) Poškození ozubených kol a ložisek

• Řadicí tlak je příliš vysoký, což způsobuje poškození ozubených kol nárazem. Během změny otáček obráběcího stroje, pokud je řadicí tlak příliš vysoký, ozubená kola v okamžiku záběru přenesou nadměrné rázové síly, což snadno vede k poškození povrchů zubů, zlomeninám v oblasti paty zubů a dalším situacím.
• Řadicí mechanismus je poškozen nebo upevňovací čepy odpadají, což způsobuje abnormální proces řazení a narušuje záběr mezi ozubenými koly, a tím i poškození ozubených kol. Například deformace a opotřebení řadicích vidlic, zlomení upevňovacích čepů atd. ovlivní přesnost a stabilitu řazení.
• Předpětí ložisek je příliš velké nebo chybí mazání. Nadměrné předpětí způsobuje, že ložiska nesou nadměrné zatížení, což urychluje opotřebení a únavu ložisek. Bez mazání budou ložiska pracovat v suchém tření, což má za následek přehřátí, spálení a poškození kuliček nebo oběžných drah ložisek.

• Zkontrolujte systém řazení a upravte řadicí tlak na vhodný rozsah. Toho lze dosáhnout nastavením tlakových ventilů hydraulického systému nebo zařízení pro nastavení tlaku pneumatického systému. Současně zkontrolujte obvody řízení řazení, solenoidové ventily a další komponenty, abyste zajistili přesnost signálů řazení a plynulost jeho fungování, a vyhněte se tak nadměrnému rázovému působení převodových stupňů v důsledku abnormálního řazení.
• Zkontrolujte a opravte řadicí mechanismus, opravte nebo vyměňte poškozené řadicí vidlice, upevňovací čepy a další součásti, abyste zajistili normální funkci řadicího mechanismu. Během montáže zajistěte přesnost instalace a pevné spojení všech součástí.
• Upravte předpětí ložisek. Podle technických požadavků ložisek a provozních podmínek obráběcího stroje používejte vhodné metody předpětí a odpovídající velikosti předpětí. Současně posilujte mazání ložisek, pravidelně kontrolujte a doplňujte mazací olej, abyste zajistili, že ložiska jsou vždy v dobrém stavu mazání. U ložisek poškozených v důsledku špatného mazání po výměně za nová ložiska důkladně vyčistěte mazací systém, aby se zabránilo opětovnému vniknutí nečistot do ložisek.

(V) Neschopnost vřetena měnit rychlost

• Zda je vysílán elektrický signál řazení. Pokud je v elektrickém řídicím systému závada, nemusí být schopen vyslat správný signál řazení, což má za následek neschopnost vřetena provést operaci změny otáček. Například poruchy relé v řídicím obvodu, chyby v programu PLC a poruchy senzorů mohou ovlivnit výstup signálu řazení.
• Zda je tlak dostatečný. U hydraulických nebo pneumatických systémů pro změnu rychlosti, pokud je tlak nedostatečný, systém nemůže poskytnout dostatečný výkon pro pohon mechanismu pro změnu rychlosti, což způsobuje, že vřeteno nemůže měnit rychlost. Nedostatečný tlak může být způsoben poruchami hydraulických nebo pneumatických čerpadel, netěsnostmi potrubí, nesprávným nastavením tlakových ventilů a dalšími důvody.
• Řadicí hydraulický válec je opotřebovaný nebo zaseknutý, což znemožňuje jeho normální fungování a umožňuje pohyb převodových stupňů, spojek a dalších součástí pro změnu rychlosti. To může být způsobeno poškozením vnitřních těsnění hydraulického válce, silným opotřebením mezi pístem a válcem a nečistotami vniklými do hydraulického válce.
• Řadicí solenoidový ventil je zaseknutý, což brání solenoidovému ventilu v normální změně směru, což má za následek neschopnost hydraulického oleje nebo stlačeného vzduchu proudit po předem stanovené dráze, což ovlivňuje činnost mechanismu změny rychlosti. Zaseknutí solenoidového ventilu může být způsobeno nečistotami v jádru ventilu, poškozením cívky solenoidového ventilu a dalšími příčinami.
• Vidlice hydraulického válce řazení odpadne, což způsobí selhání spojení mezi hydraulickým válcem a ozubenými koly řazení a nemožnost přenosu výkonu pro změnu rychlosti. Pád vidlice může být způsoben uvolněnými upevňovacími šrouby vidlice, opotřebením a zlomením vidlice a dalšími důvody.
• Z hydraulického válce řazení uniká olej nebo dochází k vnitřnímu úniku, což snižuje pracovní tlak hydraulického válce a ten není schopen poskytnout dostatečnou sílu k dokončení změny rychlosti. Únik oleje nebo vnitřní únik může být způsoben stárnutím těsnění hydraulického válce, nadměrnou vůlí mezi pístem a válcem a dalšími důvody.
• Porucha kombinovaného spínače řazení. Kombinovaný spínač se používá k detekci signálů, například zda byla změna rychlosti dokončena. Pokud spínač nefunguje správně, řídicí systém nebude schopen správně posoudit stav změny rychlosti, což ovlivní následné operace změny rychlosti nebo provoz obráběcího stroje.

• Zkontrolujte elektrický řídicí systém. Použijte nástroje, jako jsou multimetry a osciloskopy, k detekci výstupních vodičů signálu řazení a souvisejících elektrických součástí. Pokud zjistíte poruchu relé, vyměňte jej. Pokud je v programu PLC chyba, odlaďte jej a upravte. Pokud senzor nefunguje správně, vyměňte jej za nový, abyste zajistili normální výstup signálu řazení.
• Zkontrolujte tlak v hydraulickém nebo pneumatickém systému. V případě nedostatečného tlaku nejprve zkontrolujte provozní stav hydraulického nebo pneumatického čerpadla. V případě poruchy jej opravte nebo vyměňte. Zkontrolujte, zda v potrubí nejsou netěsnosti. Pokud se vyskytnou netěsnosti, včas je opravte. Upravte tlakové ventily tak, aby tlak v systému dosáhl stanovené hodnoty.
• V případě opotřebení nebo zaseknutí hydraulického válce řazení demontujte hydraulický válec, zkontrolujte stav opotřebení vnitřních těsnění, pístu a válce, vyměňte poškozená těsnění, opravte nebo vyměňte opotřebovaný píst a válce, vyčistěte vnitřek hydraulického válce a odstraňte nečistoty.
• Zkontrolujte řadicí solenoidový ventil. Pokud je jádro ventilu zablokované nečistotami, rozeberte a vyčistěte solenoidový ventil, abyste odstranili nečistoty. Pokud je cívka solenoidového ventilu poškozená, vyměňte ji za novou, aby se zajistilo, že solenoidový ventil bude moci normálně měnit směr.
• Zkontrolujte vidlici hydraulického válce řazení. Pokud vidlice odpadne, namontujte ji zpět a utáhněte upevňovací šrouby. Pokud je vidlice opotřebovaná nebo zlomená, vyměňte ji za novou, abyste zajistili spolehlivé spojení mezi vidlicí a ozubenými koly řazení.
• Řešte problém úniku oleje nebo vnitřní netěsnosti hydraulického válce s posuvem. Vyměňte stárnoucí těsnění, upravte vůli mezi pístem a válcem. Pro zlepšení těsnicího výkonu hydraulického válce lze použít metody, jako je výměna pístu nebo válce za vhodné rozměry a zvýšení počtu těsnění.
• Zkontrolujte spojovací spínač řazení. Pomocí nástrojů, jako jsou multimetry, zjistěte stav spínače zapnuto/vypnuto. Pokud spínač nefunguje správně, vyměňte jej za nový, abyste zajistili, že dokáže přesně detekovat stav změny rychlosti a odeslat správný signál do řídicího systému.

(VI) Selhání otáčení vřetena

• Zda je vydán povel k otáčení vřetena. Podobně jako vřeteno nemůže měnit rychlost, může závada v elektrickém řídicím systému vést k nemožnosti vydat povel k otáčení vřetena, což znemožní jeho spuštění.
• Ochranný spínač není stisknutý nebo nefunguje správně. Obráběcí centra obvykle disponují ochrannými spínači, jako je spínač dvířek vřetenové skříně, spínač detekce upnutí nástroje atd. Pokud tyto spínače nejsou stisknuté nebo nefungují správně, obráběcí stroj z bezpečnostních důvodů zablokuje otáčení vřetena.
• Sklíčidlo neupíná obrobek. U některých soustruhů nebo obráběcích center se sklíčidly platí, že pokud sklíčidlo neupíná obrobek, řídicí systém obráběcího stroje omezí otáčení vřetena, aby se zabránilo vymrštění obrobku během obrábění a vzniku nebezpečí.
• Spínač řazení je poškozený. Porucha spínače řazení může ovlivnit přenos signálu spuštění vřetena nebo detekci běžícího stavu vřetena, což má za následek nemožnost normálního otáčení vřetena.
• V solenoidovém ventilu řazení dochází k vnitřnímu úniku, který způsobuje nestabilní tlak v systému změny rychlosti nebo jeho nemožnost dosáhnout normálního tlaku, což ovlivňuje otáčení vřetena. Například v hydraulickém systému změny rychlosti může únik solenoidového ventilu vést k tomu, že hydraulický olej nedokáže účinně tlačit na součásti, jako jsou spojky nebo ozubená kola, a vřeteno tak nemůže poskytovat výkon.

• Zkontrolujte výstupní vodiče povelu otáčení vřetena v elektrickém řídicím systému a souvisejících komponentách. Pokud zjistíte závadu, včas je opravte nebo vyměňte, aby bylo zajištěno, že povel otáčení vřetena bude možné normálně vydávat.
• Zkontrolujte stav ochranných spínačů a ujistěte se, že jsou normálně stisknuté. V případě poruchy ochranných spínačů je opravte nebo vyměňte, aby byla zajištěna normální bezpečnostní funkce obráběcího stroje, aniž by to ovlivnilo normální spuštění vřetena.
• Zkontrolujte upnutí sklíčidla, abyste se ujistili, že je obrobek pevně upnut. Pokud se na sklíčidle vyskytne závada, jako je nedostatečná upínací síla nebo opotřebení čelistí sklíčidla, včas sklíčidlo opravte nebo vyměňte, aby normálně fungovalo.
• Zkontrolujte spojovací spínač řazení. Pokud je poškozený, vyměňte jej za nový, aby byl zajištěn normální přenos signálu spuštění vřetena a přesná detekce provozního stavu.
• Zkontrolujte stav netěsnosti řadicího solenoidového ventilu. K posouzení lze použít metody, jako je tlaková zkouška a pozorování, zda kolem solenoidového ventilu nedochází k úniku oleje. U solenoidových ventilů s netěsností je demontujte, vyčistěte, zkontrolujte jádro ventilu a těsnění, vyměňte poškozená těsnění nebo celý solenoidový ventil, abyste zajistili dobrý těsnicí výkon a stabilní tlak v systému změny rychlosti.

(VII) Přehřátí vřetena

• Předpětí ložisek vřetena je příliš velké, což zvyšuje vnitřní tření ložisek a vytváří nadměrné teplo, což má za následek přehřátí vřetena. To může být způsobeno nesprávnou obsluhou během montáže nebo seřizování předpětí ložiska nebo použitím nevhodných metod předpětí a velikostí předpětí.
• Ložiska jsou rýhovaná nebo poškozená. Během pracovního procesu mohou být ložiska rýhovaná nebo poškozená v důsledku špatného mazání, přetížení, vniknutí cizích těles atd. V tomto okamžiku se tření ložisek prudce zvýší, což způsobí vznik velkého množství tepla a přehřátí vřetena.
• Mazací olej je znečištěný nebo obsahuje nečistoty. Znečištěný mazací olej zvyšuje koeficient tření mezi ložisky a dalšími pohyblivými částmi, čímž snižuje mazací účinek. Nečistoty mohou zároveň