Hur förlänger man livslängden på en elektrisk spindel? Här är den detaljerade metoden!

Den elektriska spindeln är en viktig och viktig komponent i höghastighetsbearbetade verktygsmaskiner, med en livslängd på i allmänhet cirka 10 000 timmar. Inspektion, underhåll och förebyggande underhåll av den elektriska spindeln är av stor betydelse för att säkerställa dess normala drift och förlänga dess livslängd. Den här artikeln utforskar inspektions- och förebyggande underhållstekniker för den elektriska spindeln.
Det finns många tekniska indikatorer och parametrar för elektriska spindlar, men många parametrar används för fabrikstester och kalibrering av elektriska spindeltillverkare, som inte kan testas och kalibreras av slutanvändare. Slutanvändare måste utföra testning och förebyggande underhåll på den elektriska spindeln, och de måste fastställa lämpliga parametrar och indikatorer för att utföra förebyggande underhåll och testning.
1. Tekniska parametrar relaterade till den elektriska spindelns prestanda
Baserat på nuvarande användnings- och underhållsstatus för elektriska spindlar och relevanta tekniska standarder, fastställs följande tekniska huvudparametrar: dynamisk balans av elektriska spindlar, mekanisk vibrationsstatus för elektriska spindlar, lageromslutningsstatus för elektriska spindlar, start- och stoppstatus för spindlar , och skärkraft hos elektriska spindlar EM-värdet för den elektriska spindeln (när dragstången på spindelns skärmekanism sträcker sig: avståndet mellan dragstångens ändyta och spindelns rotationsändyta är 10,5 mm; när dragstången på spindelkapmekanismen dras tillbaka: avståndet mellan dragstångens ändyta och spindelns rotationsändyta är 0,5 mm), är den elektriska spindelns axiella cirkulära utlopp mindre än eller lika med { {6}}.005 mm, och den radiella cirkulära öppningen i den bortre änden av den elektriska spindeln är mindre än eller lika med 0,02 mm/300 mm.
Den elektriska spindelns dynamiska balans hänvisar till den dynamiska balansen hos den elektriska spindeln under höghastighetsrotation. Om den dynamiska balansen hos den elektriska spindeln inte är bra, kommer det att göra att den mekaniska vibrationen hos den elektriska spindeln intensifieras, vilket resulterar i lagerskador, spindeluppvärmning, minskad bearbetningsnoggrannhet och ytbearbetningskvalitet och andra konsekvenser.
Den elektriska spindelns mekaniska vibrationstillstånd är en utvärdering av den elektriska spindelns totala mekaniska vibrationstillstånd, inklusive radiella och axiella vibrationer. Om den elektriska spindelns totala mekaniska vibrationstillstånd inte är bra, kommer det att förvärra lagerslitage och spindeluppvärmning, vilket resulterar i en minskning av bearbetningsnoggrannheten och ytbearbetningskvaliteten.
Den elektriska spindelns lagerhöljestillstånd används specifikt för att utvärdera lagertillståndet för den elektriska spindeln. Den huvudsakliga metoden är att bestämma graden och placeringen av lagerslitage eller skada genom att detektera de lågfrekventa, mellanfrekventa och högfrekventa vibrationssignalerna för lagret. Lågfrekventa signaler representerar i allmänhet slitaget av den yttre ringen av lagret, medelfrekvens representerar tillståndet för lagrets löpbanas yta, och hög frekvens representerar tillståndet för en enda kula.
Spindelns start- och stoppstatus används i allmänhet för att kontrollera och mäta vibrationsstatus för spindeln från {{0}} till angivet varvtal och från angivet varvtal till 0, mäta resonanstoppvärdet för en viss hastighet eller hastighetsområde, för att undvika detta hastighet eller hastighetsområde under normal bearbetning, skydda den elektriska huvudaxeln, säkerställa bearbetningsnoggrannhet, ytbearbetningskvalitet etc.
2. Elektrisk spindelstatusavkänning
Vi har kontinuerligt övervakat användningen av elektriska spindelvibrationstestare och accelerationssensorer på den elektriska spindeln i vårt företags höghastighetsbearbetningscenter. Totalt 66 verktygsmaskiner och 68 elektriska spindlar mättes och inspekterades för deras status. Inspektionsartiklarna inkluderar den övergripande mekaniska vibrationsstatusen för den elektriska spindeln, lagerstatus och start- och stoppstatus för spindeln, verktygets dragkraftsdetektering av den elektriska spindeln och EM-värdeinspektionen av den elektriska spindeln. Bland de 68 elektriska spindlarna har 58 en livslängd på över två år, och den faktiska drifttiden för de elektriska spindlarna överstiger 4000 timmar, varav 32 överstiger 6000 timmar.
Innan tillståndsdetektering och förebyggande underhåll av den elektriska spindeln genomfördes, fanns det inga medel eller tekniska åtgärder för att förstå och bemästra den elektriska spindelns tekniska prestandastatus, och det fanns inte heller någon relevant teknik för att varna och förhindra underhåll av användningen av den elektriska spindeln . Den elektriska spindeln användes tills den var kraftigt uppvärmd, huvudspindellagret var låst, oförmöget att rotera och nästan i skrotat tillstånd innan det skickades för reparation. Men vid denna tidpunkt har den elektriska spindeln blivit allvarligt skadad, och spindellagren, skärmekanismen, roterande komponenter, tätningskomponenter och spindelkonhylsan måste repareras eller bytas ut. Vissa allvarligt skadade elektriska spindelmotorspolar kan uppleva isoleringsförsämring och kortslutning på grund av överhettning, tätningsskador och andra orsaker. I detta tillstånd är underhållskostnaden för den elektriska spindeln mycket hög, med en lång cykel. Underhållskostnaden är i allmänhet över 200 000 yuan, och underhållscykeln är ofta mer än två månader. Efter underhåll är livslängden för den elektriska spindeln endast 4000 till 6000 timmar, vilket är mycket lägre än spindeltillverkarens livslängd för reparation av den elektriska spindeln i 6000 till 10000 timmar.
Utför elektrisk spindeltillståndsdetektering enligt de fastställda parametrarna och standarderna. Röda data representerar dåligt tillstånd, gult representerar kritiskt tillstånd och grönt representerar bra tillstånd. Detekteringsresultaten för den elektriska spindeln visas i figurerna 1 till 3.

Figur 1 Resultat av inspektion av FZ37 elektrisk spindel

Figur 2 Resultat för inspektion av JOBS30 elektrisk spindel

Figur 3 Resultat för detektering av elektrisk spindel VMC13120U
Vi har ändrat tidigare praxis att använda elektriska spindlar tills de skrotas. Genom att utföra kontinuerliga tester på elektriska spindlar, upprätta register och baserat på testdata, tillhandahåller vi användningsvarningar. När den elektriska spindeln går in i ett kritiskt tillstånd av teknisk prestanda eller bara går in i ett rött tillstånd, utför vi renoverings- och reparationsarbeten på den elektriska spindeln. För närvarande är problemet generellt sett en minskning av spindellagrens prestanda, betydande slitage, medan skärmekanismen, roterande komponenter och tätningskomponenterna och spindelkonhylsan i allmänhet är i gott skick, så renoveringspriset är låg, vanligtvis runt 100 000 yuan. Den första satsen om 8 elektriska spindlar som renoverats på detta sätt har varit i drift i 7000 timmar, och den tekniska prestandastatusen för de elektriska spindlarna är fortfarande god, med en livslängd som vida överstiger livslängden för de elektriska spindlarna som renoverades och reparerades innan konditionstester genomfördes. Dessutom har reparationskostnaden minskat avsevärt. Från 2016 till 2018, baserat på tillståndsdata för de elektriska spindlarna, reparerades mer än 10 elektriska spindlar, vilket sparade mer än 1 miljon yuan i kostnader och avsevärt förlängde livslängden för de elektriska spindlarna.
3. Förebyggande underhåll av elektrisk spindel
Baserat på uppmätta data, utför regelbundet underhåll och förebyggande reparationer på den elektriska spindeln för att bibehålla dess goda funktionssätt.
(1) Dragkraften hos den elektriska spindeln varierar med olika modeller och specifikationer. Dragkraften för den elektriska spindeln är vanligtvis 16-25kN. Om dragkraften hos den elektriska spindeln är otillräcklig är det i allmänhet ett problem med dragmekanismen, som måste undersökas noggrant eftersom den otillräckliga dragkraften gör att verktyget lossnar från spindeln under höghastighetsrotation, vilket leder till olyckor. Skärkraftsdetekteringen av den elektriska spindeln visas i figur 4.

Figur 4 Detektering av brytkraft för elektrisk spindel
(2) Om den elektriska spindelns geometriska noggrannhet inte är bra, beroende på situationen, kan åtgärder som att byta ut spindellagren vidtas för att reparera spindeln, som visas i figur 5.

Figur 5: Geometrisk noggrannhetsdetektering av elektrisk spindel
(3) Kontrollera den mekaniska vibrationsstatusen, dynamisk balans och startstoppstatus för den elektriska spindeln. Om den övergripande mekaniska vibrationsstatusen för den elektriska spindeln inte är bra, kommer det att förvärra lagerslitaget, värma upp spindeln och minska bearbetningsnoggrannheten och ytbearbetningskvaliteten. Enligt de tekniska kraven för den elektriska spindeln, justera den dynamiska balansen för den elektriska spindeln genom att detektera dess dynamiska balanstillstånd. Den dynamiska balanskalibreringen av en elektrisk spindel innebär i allmänhet att lämpliga justeringsbultar installeras i justeringshålen vid spindelns främre ände. Installationsvinkeln och bultarnas kvalitet bör bestämmas utifrån vibrationsmätarens mätresultat. Efter att vibrationsmätaren utför dynamisk balansdetektering på den elektriska spindeln kommer den att indikera vinkeln och mängden obalans. Underhållspersonalen justerar den dynamiska balansen baserat på testdata, testar och justerar upprepade gånger tills den uppfyller kraven, som visas i figur 6.
Figur 6 Test av den mekaniska vibrationsstatusen, dynamisk balans och startstoppstatus för den elektriska spindeln
(4) Förebyggande reparation av elektriska spindlar: För elektriska spindlar med relativt enkla strukturer, om det finns problem med lagren och andra komponenter i spindeln efter inspektion, kan åtgärder såsom byte av spindellager och andra komponenter vidtas i förväg för att undvika ytterligare försämring av spindelns prestanda. Förebyggande tidig reparation kan minska underhållskostnaderna och förlänga livslängden på den elektriska spindeln. Som visas i figurerna 7-9 utförde vi förebyggande tidiga reparationer på den elektriska TRAMEC-spindeln och kostnaden för att byta ut spindellagren var mycket låg. Vi utförde dock inte tidiga reparationer förrän spindeln blev oanvändbar och skickade den till tillverkaren för reparation. Underhållskostnaden för spindeln var över 100 000 yuan.

Figur 7 Underhåll av TRAC Electric Spindel

Figur 8 Installation av de mekaniska komponenterna i den elektriska spindeln

Bild 9 Byte av det elektriska spindellagret
4. Slutsats
Att bemästra den elektriska spindelns tillstånd och prestanda, övervaka den elektriska spindelns hela livsstatus, upprätta en livshistoriktabell för att förutsäga den elektriska spindelns livslängd, varning och förebyggande underhåll av den elektriska spindeln baserat på dess status, kan förlänga livslängden för den elektriska spindeln med 30% till 40%, nå 5000 till 9000 timmar, minska underhållskostnaderna och förbättra detaljbearbetningsnoggrannheten.