Ako predĺžiť životnosť elektrického vretena? Tu je podrobná metóda!

Elektrické vreteno je kľúčovou a dôležitou súčasťou vysokorýchlostných obrábacích strojov so životnosťou vo všeobecnosti okolo 10 000 hodín. Kontrola, údržba a preventívna údržba elektrického vretena má veľký význam pre zabezpečenie jeho normálnej prevádzky a predĺženie jeho životnosti. Tento článok skúma techniky kontroly a preventívnej údržby elektrického vretena.
Existuje mnoho technických indikátorov a parametrov pre elektrické vretená, ale mnohé parametre sa používajú na továrenské testovanie a kalibráciu výrobcov elektrických vretien, ktoré nemôžu byť testované a kalibrované koncovými užívateľmi. Koncoví používatelia musia vykonávať testovanie a preventívnu údržbu elektrického vretena a musia určiť vhodné parametre a indikátory, aby mohli vykonávať preventívnu údržbu a testovanie.
1. Technické parametre súvisiace s výkonom elektrického vretena
Na základe aktuálneho stavu používania a údržby elektrických vretien a príslušných technických noriem sa stanovujú tieto hlavné technické parametre: dynamické vyváženie elektrických vretien, stav mechanických vibrácií elektrických vretien, stav ložiskovej obálky elektrických vretien, stav rozbehu a zastavenia vretien a rezná sila elektrických vretien Hodnota EM elektrického vretena (keď sa tiahlo rezacieho mechanizmu vretena vysunie: vzdialenosť medzi čelnou plochou ťažnej tyče a čelnou plochou otáčania vretena je 10,5 mm; keď sa ťažná tyč mechanizmu na rezanie vretena zasunie: vzdialenosť medzi čelnou plochou ťažnej tyče a čelnou stranou otáčania vretena je 0,5 mm), axiálne kruhové hádzanie elektrického vretena je menšie alebo rovné { {6}} 0,005 mm a radiálne kruhové hádzanie vzdialeného konca elektrického vretena je menšie alebo rovné 0,02 mm/300 mm.
Dynamická rovnováha elektrického vretena sa vzťahuje na dynamickú rovnováhu elektrického vretena počas vysokorýchlostnej rotácie. Ak dynamická rovnováha elektrického vretena nie je dobrá, spôsobí to zosilnenie mechanických vibrácií elektrického vretena, čo má za následok poškodenie ložísk, zahrievanie vretena, zníženie presnosti obrábania a kvality obrábania povrchu a ďalšie následky.
Stav mechanických vibrácií elektrického vretena je hodnotením celkového stavu mechanických vibrácií elektrického vretena, vrátane radiálnych a axiálnych vibrácií. Ak celkový stav mechanických vibrácií elektrického vretena nie je dobrý, zhorší sa opotrebovanie ložísk a zahrievanie vretena, čo má za následok zníženie presnosti obrábania a kvality obrábania povrchu.
Stav obálky ložiska elektrického vretena sa špecificky používa na vyhodnotenie stavu uloženia elektrického vretena. Hlavnou metódou je určiť stupeň a miesto opotrebovania alebo poškodenia ložiska detekciou nízkofrekvenčných, strednofrekvenčných a vysokofrekvenčných vibračných signálov ložiska. Nízkofrekvenčné signály vo všeobecnosti predstavujú opotrebovanie vonkajšieho krúžku ložiska, stredná frekvencia predstavuje stav povrchu obežnej dráhy ložiska a vysoká frekvencia predstavuje stav jednej guľôčky.
Stav spustenia a zastavenia vretena sa vo všeobecnosti používa na kontrolu a meranie stavu vibrácií vretena od {{0}} po špecifikovanú rýchlosť a od špecifikovanej rýchlosti po 0, meranie špičkovej hodnoty rezonancie určitú rýchlosť alebo rozsah otáčok, aby ste sa vyhli tejto rýchlosti alebo rozsahu otáčok pri bežnom spracovaní, chráňte elektrický hlavný hriadeľ, zaistite presnosť obrábania, kvalitu obrábania povrchu atď.
2. Detekcia stavu elektrického vretena
Priebežne sme monitorovali používanie elektrických vibračných testerov vretena a snímačov zrýchlenia na elektrickom vretene vysokorýchlostného obrábacieho centra našej spoločnosti. Celkovo bolo premeraných a skontrolovaných 66 obrábacích strojov a 68 elektrických vretien. Kontrolné položky zahŕňajú celkový stav mechanických vibrácií elektrického vretena, stav ložiska a stav spustenia a zastavenia vretena, detekciu ťažnej sily elektrického vretena nástroja a kontrolu EM hodnoty elektrického vretena. Spomedzi 68 elektrických vretien má 58 životnosť viac ako dva roky a skutočný prevádzkový čas elektrických vretien presahuje 4000 hodín, pričom 32 presahuje 6000 hodín.
Pred vykonaním detekcie stavu a preventívnej údržby elektrického vretena neexistovali žiadne prostriedky alebo technické opatrenia na pochopenie a zvládnutie technického stavu elektrického vretena, ani neexistovala žiadna relevantná technológia, ktorá by varovala a bránila údržbe používania elektrického vretena. . Elektrické vreteno bolo používané, kým nebolo silne zahriate, ložisko hlavného vretena bolo zablokované, nemohlo sa otáčať a pred odoslaním na opravu bolo takmer v zošrotovanom stave. V tomto bode je však elektrické vreteno vážne poškodené a ložiská vretena, rezný mechanizmus, rotujúce komponenty, tesniace komponenty a puzdro kužeľa vretena je potrebné opraviť alebo vymeniť. Niektoré vážne poškodené cievky elektrického vretenového motora môžu zaznamenať degradáciu izolácie a skraty v dôsledku prehriatia, poškodenia tesnenia a iných dôvodov. V tomto stave sú náklady na údržbu elektrického vretena veľmi vysoké s dlhým cyklom. Náklady na údržbu sú vo všeobecnosti viac ako 200 000 juanov a cyklus údržby je často dlhší ako dva mesiace. Po údržbe je životnosť elektrovretena len 4000 až 6000 hodín, čo je oveľa nižšia životnosť ako životnosť výrobcu vretena na opravu elektrovretena 6000 až 10000 hodín.
Podľa stanovených parametrov a noriem vykonajte detekciu elektrického stavu vretena. Červené údaje predstavujú zlý stav, žltá kritický stav a zelená dobrý stav. Výsledky detekcie elektrického vretena sú znázornené na obrázkoch 1 až 3.

Obrázok 1 Výsledky kontroly elektrického vretena FZ37

Obrázok 2 Výsledky kontroly elektrického vretena JOBS30

Obrázok 3 Výsledky detekcie elektrického vretena VMC13120U
Zmenili sme doterajšiu prax používania elektrických vretien až do ich vyradenia. Vykonávaním nepretržitého testovania elektrických vretien, vytváraním záznamov a na základe testovacích údajov poskytujeme upozornenia týkajúce sa používania. Keď sa elektrické vreteno dostane do kritického stavu technického výkonu alebo len prejde do červeného stavu, vykonávame renovačné a opravárenské práce na elektrovretene. V súčasnosti je problémom vo všeobecnosti zníženie výkonu ložísk vretena, značné opotrebenie a roztrhnutie, zatiaľ čo rezací mechanizmus, rotujúce komponenty a tesniace komponenty a puzdro kužeľa vretena sú vo všeobecnosti v dobrom stave, takže cena renovácie je nízka, zvyčajne okolo 100 000 juanov. Prvá séria 8 takto renovovaných elektrických vretien bola v prevádzke 7 000 hodín a technický stav elektrických vretien zostáva dobrý, pričom životnosť ďaleko presahuje životnosť renovovaných a opravených elektrických vretien pred vykonaním testovania stavu. Okrem toho sa výrazne znížili náklady na opravu. Od roku 2016 do roku 2018 bolo na základe údajov o stave elektrických vretien opravených viac ako 10 elektrických vretien, čím sa ušetrilo viac ako 1 milión juanov na nákladoch a výrazne sa predĺžila životnosť elektrických vretien.
3. Preventívna údržba elektrického vretena
Na základe nameraných údajov vykonávajte na elektrovretene pravidelnú údržbu a preventívne opravy, aby bol zachovaný jeho dobrý prevádzkový stav.
(1) Ťažná sila elektrického vretena sa líši podľa rôznych modelov a špecifikácií. Ťažná sila elektrického vretena je všeobecne 16-25kN. Ak je ťažná sila elektrického vretena nedostatočná, vo všeobecnosti ide o problém s ťažným mechanizmom, ktorý je potrebné dôkladne preskúmať, pretože nedostatočná ťažná sila spôsobuje odpojenie nástroja od vretena pri vysokej rýchlosti otáčania, čo vedie k nehodám. Detekcia reznej sily elektrického vretena je znázornená na obrázku 4.

Obrázok 4 Detekcia preťahovacej sily pre elektrické vreteno
(2) Ak geometrická presnosť elektrického vretena nie je dobrá, v závislosti od situácie je možné vykonať opatrenia, ako je výmena ložísk vretena na opravu vretena, ako je znázornené na obrázku 5.

Obrázok 5: Detekcia geometrickej presnosti elektrického vretena
(3) Skontrolujte stav mechanických vibrácií, dynamické vyváženie a stav štart-stop elektrického vretena. Ak celkový stav mechanických vibrácií elektrického vretena nie je dobrý, zhorší sa opotrebovanie ložísk, zahrieva sa vreteno a zníži sa presnosť obrábania a kvalita obrábania povrchu. Podľa technických požiadaviek elektrického vretena upravte dynamickú rovnováhu elektrického vretena detekciou jeho dynamického stavu vyváženia. Kalibrácia dynamickej rovnováhy elektrického vretena vo všeobecnosti zahŕňa inštaláciu vhodných nastavovacích skrutiek do nastavovacích otvorov na prednom konci vretena. Uhol inštalácie a kvalita skrutiek by sa mali určiť na základe výsledkov merania merača vibrácií. Potom, čo merač vibrácií vykoná detekciu dynamickej rovnováhy na elektrickom vretene, bude indikovať uhol a veľkosť nevyváženosti. Pracovníci údržby upravujú dynamické vyváženie na základe testovacích údajov, opakovane testujú a upravujú, kým nebudú spĺňať požiadavky, ako je znázornené na obrázku 6.
Obrázok 6 Testovanie stavu mechanických vibrácií, dynamickej rovnováhy a stavu štart-stop elektrického vretena
(4) Preventívna oprava elektrických vretien: Pre elektrické vretená s relatívne jednoduchou konštrukciou, ak sa po kontrole vyskytnú problémy s ložiskami a inými komponentmi vretena, je možné prijať opatrenia, ako je výmena ložísk vretena a iných komponentov vopred, aby sa predišlo ďalšie zhoršenie výkonu vretena. Preventívna skorá oprava môže znížiť náklady na údržbu a predĺžiť životnosť elektrického vretena. Ako je znázornené na obrázkoch 7-9, vykonali sme preventívne skoré opravy elektrického vretena TRAMEC a náklady na výmenu ložísk vretena boli veľmi nízke. Predčasné opravy sme však nevykonali, kým sa vreteno stalo nepoužiteľným a poslali sme ho na opravu výrobcovi. Náklady na údržbu vretena boli viac ako 100 000 juanov.

Obrázok 7 Údržba elektrického vretena TRAC

Obrázok 8 Inštalácia mechanických komponentov elektrického vretena

Obrázok 9 Výmena ložiska elektrického vretena
4. Záver
Zvládnutie stavu a výkonu elektrického vretena, sledovanie stavu plnej životnosti elektrického vretena, vytvorenie tabuľky histórie životnosti na predpovedanie životnosti elektrického vretena, varovanie a preventívna údržba elektrického vretena na základe jeho stavu môže predĺžiť životnosť elektrického vretena o 30% až 40%, dosiahnuť 5000 až 9000 hodín, znížiť náklady na údržbu a zlepšiť presnosť spracovania dielov.