Предотвращение отказов шариковинтовых пар: Должностные обязанности по техническому обслуживанию | MachineMFG

Предотвращение выхода из строя шариковинтовых пар: Обязательные действия по техническому обслуживанию

0
(0)

Шарико-винтовые пары играют важнейшую роль в системе подачи станков. По мере развития обрабатывающей промышленности рынок предъявляет все более жесткие требования к качеству продукции, что приводит к повышению требований к точности станков со стороны предприятий.

В связи с этим надежность и производительность шарико-винтовых пар стали неотъемлемыми стандартами. В системе подачи износ шарико-винтовой пары может привести к снижению предварительного натяжения, что является распространенной проблемой.

Правильный преднатяг может предотвратить осевые удары и чрезмерный нагрев, повышая точность и срок службы ШВП. В этой статье мы кратко проанализируем проблемы, связанные с шариковинтовыми парами, и обсудим эффективные стратегии прогнозируемого технического обслуживания для уменьшения износа.

Шарико-винтовая пара - это линейный привод, преобразующий вращательное движение в линейное, широко используемый в системах подачи станков. Его основное преимущество - точное позиционирование на высоких скоростях при высоком механическом КПД.

Благодаря низкому трению эффективность передачи может достигать 90%, что также продлевает срок службы ШВП и сокращает время простоя в обслуживании. Трение и линейные удары между шарико-винтовой парой и гайкой делают точную систему подачи труднодостижимой.

Как правило, для устранения линейных ударов и повышения жесткости ШВП применяется необходимая величина предварительного натяжения. Однако чрезмерный преднатяг может привести к увеличению трения. Предварительный натяг также играет важную роль в жесткости ШВП, шуме и точности позиционирования.

Когда машина запускается или останавливается, ускорение или замедление шарико-винтовой пары может привести к потере смазочного масла на контактных поверхностях. Эта потеря может ухудшить теплоотвод и ускорить износ шарико-винтовой пары. По мере износа преднатяг уменьшается, что является основной проблемой для шарико-винтовых пар.

Износ шариковинтовых пар, вызванный трением, предполагает анализ износа поверхности. Шероховатость поверхности шарика более гладкая, чем поверхность дорожки, поэтому их относительное движение можно сравнить с взаимодействием гладкой и шероховатой поверхностей.

Если более твердая и шероховатая поверхность многократно проходит в одном и том же направлении по более мягкой поверхности, то с каждым циклом накапливается однонаправленная пластическая деформация. Этот процесс "храпового разрушения" или "прогрессирующего разрушения" предполагает, что износ происходит по механизму вязкого разрушения с образованием очень мелких пластиноподобных обломков, как показано на рис. 1.

Рисунок 1 Изношенные канавки и обломки при сканирующей электронной микроскопии
Рисунок 1 Изношенные канавки и обломки при сканирующей электронной микроскопии

Динамические испытания шарико-винтовых пар показывают, что крутящий момент сначала увеличивается до высокого значения, а затем начинает снижаться. Это происходит потому, что смазочной пленке, защищающей контактные поверхности, требуется время для формирования, что увеличивает трение между шариком и дорожкой и требует большего крутящего момента для приведения в движение вала шарико-винтовой системы. Как показано в таблице 1, при более высоких скоростях, требующих большего времени разгона, крутящий момент увеличивается с ростом скорости.

Таблица 1 Ускорение в зависимости от скорости вращения

Скорость вращения(рад/с)31.462.894.2125.6219.9314.2
Время ускорения (с)0.0360.0550.0760.0990.160.215
Ускорение (м/с) ²)2.783.633.954.043.754.65

При замедлении поведение отличается от ускорения, но для замедления также требуется более высокий крутящий момент. Когда скорость стабилизируется, крутящий момент постепенно увеличивается с ростом скорости. Разница в крутящем моменте относится к аналогичным стабильным скоростям на мгновенных шагах, что показывает, что режимы смазки при ускорении, замедлении и стабильной скорости отличаются друг от друга.

Таким образом, контактные поверхности испытывают значительные нагрузки и низкие относительные скорости, что приводит к критическим проблемам со смазкой во время ускорения и замедления.

Предиктивное техническое обслуживание предполагает использование датчиков для мониторинга рабочего состояния оборудования и комбинирование данных датчиков с параметрами жизненного цикла для определения сроков технического обслуживания. Это позволяет максимально увеличить интервалы между техническими обслуживаниями и снизить затраты на простой оборудования.

Предиктивное обслуживание позволяет сократить количество неожиданных механических отказов и предотвратить усугубление проблем. Раннее обнаружение и устранение механических проблем может уменьшить большинство проблем, тем самым повышая качество продукции и эффективность заводов и производственных линий.

Методы обнаружения могут быть прямыми или косвенными. Прямые методы предполагают непосредственное измерение точности работы и позиционного состояния компонента. Косвенные методы собирают сигналы и информацию, связанную с компонентом, чтобы сделать вывод о его состоянии.

Эта статья посвящена прямым методам, в которых выбор сигнала обнаружения имеет решающее значение. К сигналам обнаружения относятся сигналы акустической эмиссии, лазерное обнаружение, обнаружение электрических сигналов, обнаружение вибрационных сигналов и внутренних сигналов станка.

Для обслуживания ШВП, основанного на токе электродвигателя, обычно используются методы анализа во временной области. Теория вейвлетов представляет собой новый метод анализа временной области.

Электрические сигналы содержат множество ошибок и значительное количество шума. Вейвлет-сигналы могут эффективно разделять сигналы в различных временных и частотных диапазонах, устраняя шумовые сигналы и восстанавливая более четкое изображение сигнала.

Для сбора токовых сигналов используются датчики тока Холла, основанные на принципе магнитного баланса Холла и принципе замкнутого контура, как показано на рисунке 2.

Рисунок 2 Датчик тока Холла
Рисунок 2 Датчик тока Холла

Ток на входе создает магнитное поле, которое проходит через высококачественный магнитопровод, образуя петлю магнитного потока. Элемент Холла закреплен в небольшом воздушном зазоре. Катушка, намотанная вокруг магнитопровода, выдает компенсационный ток в противоположном направлении.

Этот компенсирующий ток компенсирует магнитный поток, создаваемый входным током, поддерживая нулевой магнитный поток в контуре. После специальной обработки схемы выходной потенциал элемента Холла точно отражает изменения тока.

Таким образом, датчики тока Холла могут отслеживать изменения тока приводного двигателя ШВП. Обработка собранных данных позволяет точно определить рабочее состояние ШВП.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх