Ze względu na nagrzewanie się wrzeciona, wysoki poziom hałasu, zmniejszoną precyzję i niestabilną pracę w poziomym centrum obróbczym, poprzez wykrywanie, demontaż i konserwację, zapoznajemy się z budową wrzeciona, dokonujemy przeglądu i uporządkowania procesu konserwacji, podsumowujemy zestaw metod demontażu, montażu, wykrywania i regulacji wrzeciona, przywracamy dokładność wrzeciona i zapewniamy wiarygodne odniesienie do konserwacji podobnych wrzecion w przyszłości.
1. Wprowadzenie Wrzeciono określonego centrum obróbkowego charakteryzuje się nagrzewaniem, słabą precyzją i wysokim poziomem hałasu, co nie może spełnić odpowiednich wymagań procesu produkcyjnego. Przed konserwacją bicie osiowe wrzeciona wynosi 0,02 mm, bicie promieniowe wrzeciona na bliższym końcu wynosi 0,02 mm, a bicie w odległości 300 mm od bliższego końca wynosi 0,05 mm. Aby przywrócić dokładność wrzeciona, wrzeciono należy zdemontować, sprawdzić jedno po drugim, wymienić i ponownie zamontować zużyte łożyska, a następnie sprawdzić i przywrócić dokładność. Obecnie nie ma specjalnych narzędzi do demontażu i montażu oraz platform konserwacyjnych i inspekcyjnych do konserwacji wrzecion, a jakość konserwacji jest trudna do zagwarantowania. Jeśli demontaż, montaż i regulacja będą nieprawidłowe, wrzeciono zostanie dwukrotnie naprawione w krótkim czasie, co poważnie wpłynie na wykorzystanie sprzętu i wydajność przetwarzania.
Konsultując się z instrukcją obsługi obrabiarki, uważnie obserwując schemat budowy wrzeciona, uważnie analizując i rozumiejąc wewnętrzną strukturę wrzeciona, formułując i wdrażając plan konserwacji, udoskonalając proces konserwacji, tworząc zestaw pomysłów na konserwację w zakresie demontażu, instalacji, testowania i regulacji wrzeciona oraz kończąc konserwację wrzeciona z zachowaniem wysokiej jakości.
2. Wprowadzenie do elementów centrów obróbczych 2.1 Skrzynia wrzeciona
Skrzynka wrzeciona jest instalowana pośrodku ramy dwukolumnowej-kolumny. Wrzeciono porusza się w górę i w dół (oś Y) za pomocą dwóch liniowych prowadnic tocznych i pary śrub kulowych. Serwosilnik zainstalowany na górnym końcu pary śrub kulowych jest wyposażony w hamulec-wyłączający zasilanie, umożliwiający hamowanie-z wyłączonym zasilaniem. Silnik wrzeciona jest zainstalowany za skrzynką wrzeciona, a urządzenie do zwalniania narzędzia wrzeciona i urządzenie do wydmuchiwania stożkowego otworu wrzeciona są również zainstalowane za skrzynką wrzeciona, poruszając się w górę i w dół wraz ze skrzynką wrzeciona. Dokładne zatrzymanie wrzeciona zapewnia enkoder umieszczony na silniku wrzeciona. Ruch wrzeciona w górę i w dół wykorzystuje hydrauliczny układ równoważenia. Cylinder hydrauliczny równoważący i akumulator służą do wyważenia w górę i w dół skrzyni wrzeciona, aby poprawić dokładność ruchu osi Y i zmniejszyć obciążenie serwomotoru osi Y. Naciągnięcie paska wrzeciona uzyskuje się poprzez regulację płyty montażowej silnika za pomocą śruby regulacyjnej [1].
2.2 Montaż wrzeciona
Zespół wrzeciona składa się z wrzeciona, zespołu przedniego łożyska wrzeciona, zespołu tylnego łożyska wrzeciona, urządzenia rozładowującego pasek wrzeciona, urządzenia z cięgłem wrzeciona (zacisk narzędzia) i tulei podtrzymującej wrzeciono.
Zespół wrzeciona jest montowany w tulei podtrzymującej wrzeciono i mocowany do skrzynki wrzeciona za pomocą śrub przechodzących przez powierzchnię końcową kołnierza tulei podtrzymującej wrzeciono. Stożek otworu stożkowego wrzeciona wynosi 7:24. Zespół wrzeciona jest precyzyjnie przetworzony i specjalnie zmontowany. Oznaczono przednie i tylne zespoły łożyskowe wrzeciona. Podczas demontażu i montażu należy zwrócić uwagę na położenie znaku, aby uniknąć wpływu na dokładność. Równoległość wewnętrznych i zewnętrznych przekładek przednich i tylnych łożysk zespołu wrzeciona powinna być mniejsza lub równa 0,003 mm, a płaskość wewnętrznych i zewnętrznych przekładek powinna być mniejsza lub równa 0,002 mm, aby zapewnić napięcie wstępne zespołu łożyska wrzeciona i dokładność układu wałów. Powierzchnia czołowa tulei podporowej wrzeciona i powierzchnia czołowa obudowy wrzeciona są zeskrobywane i szlifowane, aby zapewnić, że oś wrzeciona jest równoległa do osi Z i prostopadła do osi X.
2.3 Przeciągacz wrzeciona i urządzenie zwalniające narzędzie
Przeciągacz dyszla wrzecionowego składa się z 72 płytek sprężyn talerzowych. Elastyczne pazury na końcu dyszla zaciskają sworzeń uchwytu narzędzia w stożkowym otworze wrzeciona. Siła docisku wynosi około 17800N. Siłę docisku narzędzia reguluje się za pomocą nakrętki znajdującej się na tylnym końcu dyszla wrzeciona. Siłownik hydrauliczny zainstalowany na tylnym końcu zespołu wrzecion popycha dyszel wrzeciona do przodu, aby zwolnić narzędzie. Położenie zwolnienia narzędzia dyszla wrzeciona jest regulowane za pomocą zewnętrznego gwintu siłownika hydraulicznego i blokowane za pomocą nakrętki regulacyjnej. Położenia mocowania i zwalniania narzędzia wrzecionowego są odbierane i przesyłane zwrotnie przez dwa wyłączniki zbliżeniowe. Uwaga: Gdy wrzeciono obrabiarki jest włączone, należy najpierw zacisnąć narzędzie lub uchwyt narzędzia w otworze stożkowym wrzeciona, a następnie włączyć wrzeciono. Przednie i tylne łożyska grupowe wrzeciona oraz łożyska podporowe rozładunku są nasmarowane smarem. Powietrze czyszczące otwór stożkowy wrzeciona jest wdmuchiwane do otworu stożkowego wrzeciona ze środkowego otworu drążka kierowniczego wrzeciona przez rurę powietrzną za pomocą układu pneumatycznego [2].
2.4 Urządzenie do chłodzenia narzędzia wrzecionowego
Układ chłodzenia kieruje powietrze chłodzące do dyszy chłodzącej na przednim końcu wrzeciona przez 5-kierunkowe otwory chłodzące na tulei podporowej wrzeciona w celu schłodzenia narzędzia.
2.5 Zespół wrzeciona chłodzony wewnętrznie (smarowanie smarem łożyskowym wrzeciona)
Łożyska wrzeciona grupy wrzecion chłodzonych wewnętrznie są smarowane smarem plastycznym, a wrzeciono ma zewnętrzne chłodzenie obiegowe. Końcówka wrzeciona jest zasilana chłodziwem i sprężonym powietrzem poprzez złącze obrotowe.
2.6 Robota
Wymiana narzędzia między narzędziem wrzecionowym a magazynem narzędzi odbywa się za pomocą robota z podwójnym-klockiem. Podczas obróbki magazyn narzędzi-wybiera następne narzędzie do obróbki i obraca uchwyt narzędziowy (narzędzie) o 90 stopni, aby go ustawić w oczekiwaniu na polecenie zmiany narzędzia. Po zakończeniu programu każda oś współrzędnych powraca do pozycji zmiany narzędzia i jednocześnie wrzeciono zatrzymuje się. Po wydaniu polecenia zmiany narzędzia drzwiczki wymiany narzędzia otwierają się, a manipulator wysuwa się, aby chwycić narzędzie; po bezpiecznym zaciśnięciu narzędzia przez pazur, siłownik hydrauliczny zwalniający narzędzie wrzeciona zostaje aktywowany w celu zwolnienia mechanizmu ściągacza narzędzia wrzecionowego, a otwór stożkowy wrzeciona zostaje oczyszczony i przedmuchany; po zakończeniu zwalniania narzędzia manipulator wkłada i wyjmuje cylinder hydrauliczny narzędzia, aby wyciągnąć narzędzie ze stożkowego otworu wrzeciona i stożkowego otworu tulei narzędzia, a hydrauliczny cylinder wahadłowy obraca manipulator o 180 stopni w celu wymiany narzędzia; po umieszczeniu narzędzia manipulator wkłada i wyjmuje cylinder hydrauliczny narzędzia, aby ponownie wprowadzić wymienione narzędzie do stożkowego otworu wrzeciona lub stożkowego otworu tulei narzędzia w bibliotece narzędzi, a przez stożkowy otwór wrzeciona wydmuchuje powietrze, siłownik hydrauliczny zwalniający narzędzie wrzeciona zostaje zresetowany, a mechanizm ściągacza narzędzia wrzeciona- ponownie zaciska narzędzie w stożkowym otworze wrzeciona za pomocą sprężyny talerzowej; ostatecznie manipulator cofa się, zamykane są drzwiczki wymiany narzędzia i kończy się akcja wymiany narzędzia [3].
III. Metody i środki rozwiązywania usterek precyzyjnych wrzeciona 3.1 Plan konserwacji wrzeciona
Przed konserwacją sprawdź i zdemontuj, wykręć śruby przedniej pokrywy wrzeciona i zdejmij pokrywę. Zdemontuj tylny koniec tłoka luzującego wrzeciono oraz podłączone do niego rurociągi oleju i powietrza, spuść olej hydrauliczny z rurociągu i owiń wylot rury, aby zapobiec przedostawaniu się kurzu i zanieczyszczeń do rury. Zdemontować sprzęgło łączące wrzeciono z przekładnią, aby odłączyć wrzeciono od przekładni. Zdejmij okrągłą nakrętkę do regulacji cięgła z tyłu trzpienia i zapisz ją do celów referencyjnych podczas montażu. Zdejmij cięgno z tylnego końca wrzeciona, uderzając do przodu i wyjmij sprężynę talerzową. Wyciągnij tuleję wrzeciona. Zdjąć tuleję pozycjonującą osiowo z tyłu wrzeciona. Pociągnij wrzeciono w lewo i przesuń je. Ciągnąc wrzeciono w celu zmiany biegów, zdemontować promieniowe łożysko walcowe, uderzając. Zdejmij pierścień regulacyjny, a następnie wykręć kolejno śruby ustalające nakrętki zabezpieczającej i przedniego zespołu łożyskowego.
Oczyść zdemontowany wrzeciono, cięgno i inne smukłe części, nałóż olej w celu zabezpieczenia i umieść je pionowo, aby zapobiec zgięciu i deformacji. Następnie zdemontuj i wyczyść pozostałe części i przechowuj je w odpowiedni sposób. Obserwuj więcej podczas demontażu wrzeciona, zwróć uwagę na niektóre oryginalne wzorce montażowe i wykonaj odpowiednie oznaczenia i spróbuj znaleźć punkt usterki.
Przed montażem wszystkie części należy dokładnie oczyścić, należy także zwrócić uwagę na dodanie odpowiedniej ilości smaru do łożysk jeszcze przed montażem. Kolejność montażu jest odwrócona zgodnie z powyższą kolejnością demontażu. Na koniec zespół wrzeciona jest debugowany, instalowany i testowany bez obciążenia.
3.2 Demontaż wrzeciona
1) Sprawdź wrzeciono przed demontażem. Sprawdź działanie wrzeciona na miejscu. Gdy prędkość wrzeciona wynosi 1000 obr./min, z tyłu wrzeciona słychać wyraźny nienormalny dźwięk. Wrzeciono zatrzymuje się, magnetyczny uchwyt miernika zostaje adsorbowany na stole roboczym, a oś Y zostaje jednocześnie przesunięta w dół. Styk czujnika zegarowego z dokładnością do 0,01 mm dociskany jest do zewnętrznej powierzchni trzpienia. Użyj koła zamachowego, aby przesunąć oś X i znaleźć najwyższy punkt. Styk czujnika zegarowego jest dociskany w najwyższym punkcie zewnętrznej powierzchni wrzeciona, czyli w górnym położeniu tworzącym. Wrzeciono jest obracane ręcznie, aby wrzeciono obróciło się o jedno koło. Wskaźnik zegarowy odchyla dwie siatki, co wynosi 0,02 mm; w ten sam sposób naciśnij styk czujnika zegarowego na czole rdzenia wrzeciona, przesuń oś Z, naciśnij miernik, a po wyzerowaniu miernika ręcznie obróć wrzeciono. Wskazówka czujnika zegarowego odchyla dwie siatki, to znaczy ruch osiowy wrzeciona wynosi 0,02 mm. Otwórz przednią pokrywę wrzeciona i sprawdź. Wszystko jest w normie, nie znaleziono łożysk. Przesuń oś Y do najniższego końca, aby zobaczyć wewnętrzną strukturę przekładni skrzynki wrzeciona. Na górnym końcu skrzynki wrzeciona znajdują się 3 czarne gumowe rurki od lewej do prawej. Dwie po lewej stronie to przewody olejowe łączące urządzenie chłodzące wrzeciono. Otwórz złącze przewodu olejowego; olej nie przepływa przez przewód olejowy. Podążaj za przewodem olejowym i przekonaj się, że te dwa przewody olejowe to przewody olejowe chłodziarki wrzecionowej, a drugi gumowy przewód to przewód płynu chłodzącego.
Podczas sprawdzania stanu pracy lodówki stwierdzono, że zasilanie lodówki było normalne. Dalsza obserwacja panelu wyświetlacza wykazała, że pompa lodówki nie działa, a urządzenie chłodnicze nie działa. Otwórz tylną pokrywę lodówki i zaobserwuj, czy łopatki wentylatora silnika pompy chłodzącej nie obracają się, a wentylator chłodzący się nie obraca. Za pomocą multimetru zmierz bezpieczniki szklanej rurki w trzech obwodach i wszystkie są nienaruszone. Za pomocą śrubokręta mocno naciśnij lewy stycznik i sprawdź, czy silnik chłodzący się obraca. Jednakże po wyjęciu śrubokręta styki stycznika resetują się, a silnik chłodzący zatrzymuje się. Użyj tej samej metody, aby mocno nacisnąć prawy stycznik i sprawdzić, czy działa wentylator chłodzący lodówki. Kiedy ciśnienie ustanie, styki stycznika zostaną zresetowane, a wentylator chłodzący przestanie działać. Po powyższych operacjach stwierdzono, że wystąpił problem z obwodem sterującym lodówki. Dalsza kontrola wykazała, że wystąpił problem z płytką drukowaną w lewym dolnym rogu. Po wymianie płytki drukowanej na tę samą specyfikację, lodówka działała normalnie, a wrzecionowe urządzenie chłodnicze pracowało normalnie.
Gdy prędkość wrzeciona wynosiła 1000 obr./min, urządzenie pozostawało na biegu jałowym przez 30 minut, a nietypowy hałas nadal występował. Po zmianie prędkości na 800 obr./min hałas stał się głośniejszy. Kompleksowa analiza wykazała, że konieczne było zdemontowanie zespołu wrzeciona, wymiana łożysk i wstępne-dokręcenie łożysk [4].
2) Zdemontuj obwodową płytkę ochronną ze skrzynki wrzeciona oraz obwodowe rurociągi i przewody naftowe i gazowe na wrzecionie. Zatrzymać obrabiarkę w pozycji dogodnej do demontażu wrzeciona, nacisnąć przycisk zatrzymania awaryjnego i odłączyć główne zasilanie, zdemontować przegrodę lub osłonę na skrzynce wrzeciona oraz inne akcesoria peryferyjne utrudniające demontaż, oznaczyć rurociągi ropy i gazu oraz pozycje wyłączników detekcyjnych podczas chwytania i puszczania narzędzia, a następnie je usunąć. Wyjmij cylinder hydrauliczny w celu zwolnienia narzędzia, aby odsłonić tylną pokrywę końcową wrzeciona.
3) Poluzuj pasek na kole pasowym wrzeciona. Poluzuj śruby mocujące silnik wrzeciona, poluzuj pasek, tak aby koło pasowe można było oddzielić od paska, następnie poluzuj śruby blokujące na powierzchni czołowej stożkowego otworu wrzeciona, umieść aluminiowy pręt na tylnym końcu wrzeciona, aby wybić wrzeciono, a wrzeciono zostanie zdemontowane.
3.3 Demontaż wrzeciona
Budowę wrzeciona pokazano na rysunku 1. Zdejmij tylną pokrywę, odkręć nakrętkę, wyjmij popychacz z przodu, wyjmij sprężynę talerzową z tyłu, sprawdź, wyczyść i uporządkuj.
Rysunek 1 Konstrukcja wrzeciona
1-Rdzeń osi 2-Przednia pokrywa końcowa 3-Siedzenie osi 4, 8-Łożysko 5-Pierwsza nakrętka zabezpieczająca 6-Otwór przelotowy
7-Sprężyna talerzowa 9-Osłona przeciwpyłowa 10-Pierwsze koło zębate łukowe 11-Druga nakrętka zabezpieczająca
12-Koło zębate drugiego łuku 13-Nakrętka 14-Trzecia nakrętka zabezpieczająca 15-Pokrywa tylna 16-Popychacz
17-Pierwsza przekładka 18-Druga przekładka 19-Pociągnij pazur 20-Śruba Stopniowo zdejmuj koło pasowe i zdejmij osłonę przeciwpyłową. Podczas demontażu łożyska wrzeciona stwierdzono, że uszkodzony jest element ustalający dwurzędowego promieniowego łożyska kulkowego wzdłużnego na przednim końcu wrzeciona. Zjawisko to jest przyczyną uszkodzenia wrzeciona. Łożysko należy wymienić i wstępnie dokręcić. Oczyść zdemontowane części naftą i sprawdź pod kątem wgnieceń i zużycia, szczególnie powierzchnię odniesienia montażu i powierzchnię czołową pierścienia dystansowego [5].
3.4 Montaż wrzeciona
Zamocuj wrzeciono na stole warsztatowym i równomiernie nałóż warstwę oleju smarowego na zewnętrzną powierzchnię rdzenia wrzeciona. Zamontuj dolny element dystansowy na zewnętrznej powierzchni przedniego końca rdzenia wrzeciona. Równoległość pierścienia dystansowego powinna być kontrolowana w zakresie 0,002 mm. Po równomiernym nałożeniu smaru na szczelinę pomiędzy ustalaczem a kulką łożyska, zamontuj łożysko tyłem do siebie na zewnętrznej powierzchni przedniego końca rdzenia wrzeciona. Zamontuj wewnętrzne i zewnętrzne elementy dystansowe. Równoległość wewnętrznych i zewnętrznych przekładek mieści się w granicach 0,002 mm. Kontynuuj montaż łożysk zgodnie z kombinacją łożysk. Najpierw zainstaluj grupę przedniego łożyska podporowego wrzeciona, a następnie zainstaluj grupę tylnego łożyska wrzeciona. Zamontuj element dystansowy pierścienia wewnętrznego i nakrętkę zabezpieczającą (patrz rysunek 2),-wstępnie dokręć zespół łożyska i zainstaluj nakrętkę zabezpieczającą zgodnie z wymiarami do demontażu.
Rysunek 2 Zamontuj element dystansowy pierścienia wewnętrznego i nakrętkę zabezpieczającą na zespole przedniego łożyska. Po wyregulowaniu nakrętki zabezpieczającej użyj mikrometru, aby sprawdzić, czy wewnętrzne i zewnętrzne elementy dystansowe znajdują się w odległości 0,01 mm od środka wrzeciona, a następnie użyj mikrometru, aby sprawdzić, czy płaskość powierzchni końcowej łożyska mieści się w granicach 0,002 mm, jak pokazano na rysunku 3.
Rysunek 3 Za pomocą mikrometru sprawdź wewnętrzne i zewnętrzne elementy dystansowe oraz płaskość końca łożyska. Zamocuj mikrometr na łożysku, aby sprawdzić bicie promieniowe wolnego końca wrzeciona z dokładnością do 0,005 mm. Jeśli odbiega od tolerancji, należy go wyregulować za pomocą-śruby zabezpieczającej przed poluzowaniem na nakrętce zabezpieczającej. Zamontuj tylne łożysko podporowe tyłem do siebie. W pierwszej kolejności przetrzeć do czysta powierzchnię wewnętrzną tulei z rowkiem obiegu chłodzącego, nałożyć równomiernie warstwę smaru na wewnętrzną powierzchnię tulei, a następnie wkręcić rdzeń wrzeciona wraz z zespołem łożyskowym do tulei, czyli zmontować części ruchome i statyczne zespołu wrzeciona [6].
Zamontuj kolejno pierścień dystansowy i nakrętkę zabezpieczającą zespołu, a następnie-dokręć wstępnie grupę tylnego łożyska podporowego wrzeciona (patrz rysunek 4).
Rysunek 4 Wstępne-dokręcenie grupy tylnego łożyska podporowego wrzeciona pokazano na rysunku 5. Zamontuj przednią pokrywę wrzeciona, umieść wrzeciono poziomo na bloku V- i za pomocą szczelinomierza wyreguluj szczelinę w zakresie 0,03 mm. Za pomocą mikrometru sprawdź bicie promieniowe wrzeciona z dokładnością do 0,002 mm i wyreguluj je za pomocą nakrętki zabezpieczającej. Zmontuj urządzenie przeciągające. Zmontuj cylinder hydrauliczny w celu poluzowania narzędzia, zamontuj synchroniczne koło pasowe oraz zainstaluj wrzeciono i akcesoria peryferyjne.
Rysunek 5 Montaż i regulacja przedniej osłony wrzeciona 3.5 Test wrzeciona
Test wrzeciona należy przeprowadzać stopniowo od niskiej do dużej prędkości, a czas pracy na biegu jałowym powinien przekraczać 2 godziny, a prędkość obrotowa przy wysokich-obrotach nie powinna przekraczać 30 minut. Temperaturę łożyska należy sprawdzać w każdym momencie pracy obrabiarki. Temperatura łożyska tocznego wrzeciona nie powinna przekraczać 70 stopni przy najwyższej prędkości. Podczas pracy należy zwrócić uwagę na dźwięk obrotów maszyny. Jeśli działa normalnie, dźwięk powinien być ciągłym, warczącym dźwiękiem; jeśli jest nienormalny, będzie emitował różne dźwięki, takie jak hałas przekładni, lekki dźwięk pukania, ochrypły dźwięk tarcia lub brzęk zderzenia metalu itp. [7]. IV. Wnioski Dzięki ciągłej praktyce i akumulacji, poprzez demontaż i naprawę wrzeciona centrum obróbkowego, rozwiązano problemy z nagrzewaniem się wrzeciona sprzętu, słabą precyzją i wysokim poziomem hałasu, a także przywrócono dokładność wrzeciona. W trakcie tego procesu zapoznałem się z budową mechaniczną wrzeciona obrabiarki, opanowałem metody naprawy, montażu i regulacji, zgromadziłem bogate doświadczenie w zakresie konserwacji i dostarczyłem wiarygodnych danych technicznych do przyszłej konserwacji sprzętu.
