Met het oog op de spilverwarming, het hoge geluidsniveau, de verminderde precisie en de onstabiele werking in het horizontale bewerkingscentrum, zijn we door detectie, demontage en onderhoud bekend met de spilstructuur, beoordelen en regelen we het onderhoudsproces, vatten we een reeks methoden samen voor demontage, installatie, detectie en afstelling van de spil, herstellen we de spilnauwkeurigheid en bieden we een betrouwbare referentie voor het onderhoud van soortgelijke spindels in de toekomst.
1. Inleiding De spil van een bepaald bewerkingscentrum heeft verwarming, slechte precisie en veel lawaai, wat niet kan voldoen aan de relevante eisen van het productieproces. Vóór onderhoud bedraagt de axiale slingering van de spil 0,02 mm, de slingering van de radiale cirkel van de spil is 0,02 mm aan het nabije uiteinde en de slingering op 300 mm vanaf het nabije uiteinde is 0,05 mm. Om de nauwkeurigheid van de spil te herstellen, moet de spil worden gedemonteerd, één voor één worden gecontroleerd, de versleten lagers worden vervangen en opnieuw in elkaar worden gezet, en de nauwkeurigheid wordt gedebugd en hersteld. Momenteel zijn er geen speciale demontage- en montagegereedschappen en onderhouds- en inspectieplatforms voor spindelonderhoud en is de onderhoudskwaliteit moeilijk te garanderen. Als de demontage, installatie en aanpassing onjuist zijn, wordt de spil in korte tijd twee keer gerepareerd, wat het gebruik van de apparatuur en de verwerkingsefficiëntie ernstig zal beïnvloeden.
Door de handleiding van de werktuigmachine te raadplegen, het spilstructuurdiagram zorgvuldig te observeren, de interne structuur van de spil zorgvuldig te analyseren en te begrijpen, een onderhoudsplan te formuleren en te implementeren, het onderhoudsproces te verfijnen, een reeks onderhoudsideeën te vormen voor het demonteren, installeren, testen en aanpassen van de spil, en het voltooien van het onderhoud van de spil met hoge kwaliteit.
2. Inleiding tot de componenten van bewerkingscentra 2.1 Spindelkast
De spindelkast wordt in het midden van het frame van de dubbele-kolom geïnstalleerd. De spil beweegt op en neer (Y-as) door twee lineaire rolgeleiders en een paar kogelomloopspindels. De servomotor die aan het bovenste uiteinde van het paar kogelomloopspindels is geïnstalleerd, heeft een uitschakelrem voor uitschakelremmen. De spilmotor wordt achter de spilkast geïnstalleerd, en het spilgereedschapontgrendelingsapparaat en het blaasapparaat voor tapse gaten van de spil worden ook achter de spilkast geïnstalleerd, waarbij ze met de spilkast op en neer bewegen. De nauwkeurige stop van de spil wordt bereikt door de encoder die door de spilmotor wordt gedragen. De op en neer gaande beweging van de spilkast maakt gebruik van een hydraulisch balanssysteem. De hydraulische balanscilinder en accumulator worden gebruikt om de op en neer balans van de spilkast te voltooien om de bewegingsnauwkeurigheid van de Y-as te verbeteren en de belasting van de Y-as servomotor te verminderen. De spanning van de spilriem wordt bereikt door de motormontageplaat af te stellen met een stelschroef [1].
2.2 Spindelmontage
Het spilsamenstel bestaat uit een spil, een voorste spillagersamenstel, een achterste spillagersamenstel, een spilbandlosinrichting, een spiltrekstanginrichting (gereedschapsklemming) en een spilsteunhuls.
Het spilsamenstel wordt in de spilsteunbus geïnstalleerd en met schroeven via het flenseindvlak van de spilsteunbus aan de spilkast bevestigd. De tapsheid van het tapse gat van de spil is 7:24. Het spindelsamenstel is fijn verwerkt en speciaal geassembleerd. De voorste en achterste lagerconstructies van de spil zijn gemarkeerd. Let bij het demonteren en installeren op de positie van de markering om de nauwkeurigheid niet te beïnvloeden. De parallelliteit van de binnen- en buitenafstandhouders van de voor- en achterlagers van de spindelconstructie moet kleiner dan of gelijk zijn aan 0,003 mm, en de vlakheid van de binnen- en buitenafstandhouders moet kleiner dan of gelijk zijn aan 0,002 mm om de voorspanning van de spindellagerconstructie en de nauwkeurigheid van het assysteem te garanderen. Het eindvlak van de spilsteunhuls en het eindvlak van de spilkastinstallatie worden geschraapt en geslepen om ervoor te zorgen dat de spilas parallel loopt aan de Z-as en loodrecht op de X-as.
2.3 Spindeltrekstang en gereedschapsontgrendelingsinrichting
De spindeltrekstang bestaat uit 72 schotelveerplaten. De elastische klauwen aan het trekstanguiteinde klemmen de trekpen van de gereedschapshandgreep in het tapse gat van de spil. De klemkracht bedraagt ongeveer 17800N. De klemkracht van het gereedschap wordt ingesteld met de moer aan de achterkant van de spildissel. De hydraulische cilinder die aan de achterkant van de spilgroep is geïnstalleerd, duwt de spildissel naar voren om het gereedschap vrij te geven. De positie van de ontgrendeling van het trekstanggereedschap wordt aangepast door de buitendraad van de hydraulische cilinder en vergrendeld door de stelmoer. De klem- en losposities van het spilgereedschap worden ontvangen en teruggekoppeld door twee naderingsschakelaars. Opmerking: Wanneer de spil van de werktuigmachine is ingeschakeld, moet het gereedschap of de gereedschapshandgreep eerst in het tapse gat van de spil worden geklemd en vervolgens wordt de spil ingeschakeld. De voorste en achterste groepslagers van de spindel en de loslagers zijn allemaal met vet gesmeerd. De reinigingslucht voor het tapse gat van de spil wordt door het pneumatische systeem [2] vanuit het centrale gat van de spiltrekstang door de luchtleiding in het tapse gat van de spil geblazen.
2.4 Koelapparaat voor spilgereedschap
Het koelsysteem stuurt de koellucht naar het koelmondstuk aan de voorkant van de spil via de 5-weg koelgaten op de spilsteunhuls om het gereedschap te koelen.
2.5 Intern gekoelde spindelgroep (vetsmering van de spindellagers)
De spindellagers van de intern gekoelde spindelgroep zijn vetgesmeerd en de spindel heeft externe circulatiekoeling. De spilstaart wordt via een draaikoppeling voorzien van koelvloeistof en perslucht.
2.6 Robot
De gereedschapswissel tussen het spilgereedschap en het gereedschapsmagazijn wordt voltooid door een dubbele-klauwrobot. Tijdens de verwerking selecteert het gereedschapsmagazijn vooraf- het volgende gereedschap dat moet worden verwerkt en draait de gereedschapshouder (gereedschap) 90 graden om het te positioneren, in afwachting van het gereedschapswisselcommando. Wanneer een programma is voltooid, keert elke coördinatenas terug naar de gereedschapswisselpositie en stopt tegelijkertijd de spil. Wanneer het gereedschapswisselcommando wordt gegeven, gaat de gereedschapswisseldeur open en strekt de manipulator zich uit om het gereedschap te grijpen; nadat het gereedschap stevig door de klauw is vastgeklemd, wordt de hydraulische cilinder voor het vrijgeven van het spilgereedschap geactiveerd om het trekmechanisme van het spilgereedschap vrij te geven, en wordt het conische gat van de spil gereinigd en geblazen; nadat het vrijgeven van het gereedschap is voltooid, wordt de hydraulische cilinder van het gereedschap ingebracht en eruit getrokken om het gereedschap uit het tapse gat van de spil en het tapse gat van de gereedschapshuls te trekken, en de hydraulische zwenkcilinder draait de manipulator 180 graden om het gereedschap te wisselen; nadat het gereedschap op zijn plaats zit, steekt de manipulator de hydraulische cilinder van het gereedschap in en haalt deze eruit om het uitgewisselde gereedschap opnieuw in het tapse gat van de spil of het tapse gat van de gereedschapshuls van de gereedschapsbibliotheek te plaatsen, en het tapse gat van de spil blaast de lucht, de hydraulische cilinder voor het vrijgeven van het spilgereedschap wordt gereset en het trekmechanisme van het spilgereedschap -klemt het gereedschap opnieuw in het tapse gat van de spil door de schijfveer; ten slotte trekt de manipulator zich terug, wordt de gereedschapswisseldeur gesloten en is de gereedschapswisselactie voltooid [3].
III. Methoden en maatregelen om fouten in de spilprecisie op te lossen 3.1 Onderhoudsplan voor de spil
Controleer en demonteer vóór het onderhoud, verwijder de schroeven van het voorste deksel van de spindel en verwijder het deksel. Verwijder het achterste uiteinde van de spillosmaakzuiger en de daarmee verbonden olie- en luchtleidingen, tap de hydraulische olie in de pijpleiding af en wikkel de pijpmond om om te voorkomen dat stof en vuil de pijp binnendringen. Verwijder de koppeling die de spil en de versnellingsbak verbindt om de spil los te koppelen van de versnellingsbak. Verwijder de ronde moer voor het afstellen van de trekstang aan de achterkant van de as en maak een aantekening ter referentie tijdens de montage. Verwijder de trekstang van het achterste uiteinde van de as door naar voren te kloppen en verwijder de schotelveer. Trek de spilhuls eruit. Verwijder de axiale positioneringshuls aan het achterste uiteinde van de spil. Trek de as naar links en verschuif deze. Terwijl u aan de spil trekt om te schakelen, verwijdert u het radiale cilindrische rollager door erop te kloppen. Verwijder de afstelring en verwijder vervolgens achtereenvolgens de stelschroeven van de borgmoer en de voorste lagergroep.
Maak de gedemonteerde spindel, trekstang en andere slanke onderdelen schoon, breng olie aan ter bescherming en plaats ze verticaal om buigen en vervorming te voorkomen. Demonteer vervolgens de resterende onderdelen, maak ze schoon en berg ze op de juiste manier op. Let meer op tijdens de demontage van de spil, let op enkele originele montagebenchmarks en maak overeenkomstige markeringen, en probeer het foutpunt te vinden.
Vóór de montage moeten alle onderdelen strikt worden gereinigd en er moet op worden gelet dat tijdens de montage vooraf een geschikte hoeveelheid vet aan de lagers wordt toegevoegd. De montagevolgorde is omgekeerd volgens de bovenstaande demontagevolgorde. Ten slotte wordt het spilsamenstel gedebugd, geïnstalleerd en onbelast getest.
3.2 Demontage van de spindel
1) Controleer de spindel vóór demontage. Controleer ter plaatse de werking van de spindel. Wanneer de spilsnelheid 1000 tpm bedraagt, is er een duidelijk abnormaal geluid aan de achterkant van de spil. De spil stopt, de magnetische meterhouder wordt op de werktafel geadsorbeerd en tegelijkertijd wordt de Y-as naar beneden bewogen. Het meetklokcontact met een nauwkeurigheid van 0,01 mm wordt op het buitenoppervlak van de spil gedrukt. Gebruik het handwiel om de X-as te verplaatsen en het hoogste punt te vinden. Het meetklokcontact wordt op het hoogste punt van het buitenoppervlak van de spil gedrukt, wat de bovenste generatorpositie is. De spil wordt handmatig gedraaid om de spil één cirkel te laten draaien. De meetklokwijzer buigt twee roosters af, namelijk 0,02 mm; druk op dezelfde manier op het meetklokcontact op het uiteinde van de spilkernstaaf, verplaats de Z-as, druk op de meter en nadat de meter op nul is gezet, draait u de spil handmatig. De meetklokwijzer buigt twee roosters af, dat wil zeggen dat de axiale beweging van de spil 0,02 mm is. Open het voorste einddeksel van de spil en controleer. Alles is normaal en er zijn geen lagers gevonden. Verplaats de Y-as naar het laagste uiteinde om de interne transmissiestructuur van de spilkast te bekijken. Aan de bovenkant van de spindelkast bevinden zich van links naar rechts 3 zwarte rubberen buizen. De twee aan de linkerkant zijn olieleidingen die het spilkoelapparaat verbinden. Open de olieleidingverbinding en er stroomt geen olie in de olieleiding. Volg de olieleiding en ontdek dat deze twee olieleidingen circulerende olieleidingen van de spindelkoelkast zijn, en dat de andere rubberen leiding een koelvloeistofleiding is.
Bij het controleren van de werkingsconditie van de koelkast bleek dat de stroomvoorziening van de koelkast normaal was. Verdere observatie van het displaypaneel toonde aan dat de pomp van de koelkast niet werkte en dat het koelapparaat niet werkte. Open de achterklep van de koelkast en kijk of de ventilatorbladen van de koelpompmotor niet draaien en dat de koelventilator niet draait. Gebruik een multimeter om de glazen buiszekeringen op de drie circuits te meten, die allemaal intact zijn. Gebruik een schroevendraaier om krachtig op de linker contactgever te drukken en merk dat de koelmotor draait. Wanneer de schroevendraaier echter wordt verwijderd, worden de contactorcontacten gereset en stopt de koelmotor. Gebruik dezelfde methode om met kracht op de rechter schakelaar te drukken en te ontdekken dat de koelventilator van de koelkast werkt. Wanneer de druk stopt, worden de contactorcontacten gereset en stopt de koelventilator met werken. Na bovenstaande handelingen bleek dat er een probleem was met het regelcircuit van de koelkast. Bij verdere inspectie bleek dat er een probleem was met een besturingsprintplaat in de linker benedenhoek. Nadat de printplaat met dezelfde specificatie was vervangen, werkte de koelkast normaal en circuleerde het spindelkoelapparaat normaal.
Toen het spiltoerental 1000 omw/min bedroeg, was de machine gedurende 30 minuten inactief en was het abnormale geluid nog steeds aanwezig. Toen de snelheid werd gewijzigd naar 800 tpm, werd het geluid luider. Uit een uitgebreide analyse bleek dat het nodig was om de spindelconstructie te demonteren, de lagers te vervangen en de lagers vooraf- vast te draaien [4].
2) Verwijder de perifere beschermplaat van de spilkast en de perifere olie- en gasleidingen en leidingen op de spil. Stop de werktuigmachine in een positie die handig is voor het demonteren van de spil, druk op de noodstopknop en schakel de hoofdstroom uit, demonteer de scheidingswand of het schild op de spilkast en andere randaccessoires die demontage belemmeren, markeer de olie- en gasleidingen en de posities van de detectieschakelaars bij het grijpen en loslaten van het gereedschap, en verwijder ze vervolgens. Verwijder de hydraulische cilinder om het gereedschap los te maken, zodat de achterste eindafdekking van de spil zichtbaar wordt.
3) Maak de riem op de spilpoelie los. Draai de bevestigingsbouten op de spilmotor los, maak de riem los, zodat de poelie van de riem kan worden gescheiden, draai vervolgens de borgschroeven aan het uiteinde van het taps toelopende gat van de spil los, plaats een aluminium staaf op het achterste uiteinde van de spil om de spil eruit te slaan en de spil wordt gedemonteerd.
3.3 Demontage van de spindel
De spilstructuur wordt weergegeven in figuur 1. Verwijder het achterdeksel, draai de moer los, verwijder de duwstang aan de voorkant, verwijder de schijfveer aan de achterkant, inspecteer en reinig deze en breng hem in orde.
Figuur 1 Spindelstructuur
1-Askern 2-Vooreindafdekking 3-Aszitting 4, 8-Lager 5-Eerste borgmoer 6-Doorgaand gat
7-Schijfveer 9-Stofkap 10-Eerste booggetande poelie 11-Tweede borgmoer
12-Seconde poelie met boogtanden 13-Moer 14-Derde borgmoer 15-Achtereindkap 16-Duwstang
17-Eerste afstandsstuk 18-Tweede afstandsstuk 19-Trekklauw 20-Bout Verwijder geleidelijk de poelie en verwijder de stofkap. Bij het demonteren van het spindellager bleek dat de houder van het dubbelrijige radiale kogellager aan de voorkant van de spindel kapot was. Dit fenomeen is het breukpunt van de spil. Het lager moet worden vervangen en vooraf worden vastgedraaid. Reinig de gedemonteerde onderdelen met petroleum en controleer op deuken en slijtage, vooral het montagereferentievlak en het kopvlak van de afstandsring [5].
3.4 Spindelmontage
Bevestig de spil op de werkbank en breng gelijkmatig een laag smeerolie aan op het buitenoppervlak van de spilkern. Installeer het onderste afstandsstuk op het buitenoppervlak van het voorste uiteinde van de spilkern. De parallelliteit van de afstandsring moet binnen 0,002 mm worden gecontroleerd. Nadat u gelijkmatig vet hebt aangebracht in de opening tussen de houder en de kogel van het lager, installeert u het lager rug aan rug op het buitenoppervlak van het voorste uiteinde van de spilkern. Installeer de binnen- en buitenafstandhouders. De parallelliteit van de binnen- en buitenafstandhouders ligt binnen 0,002 mm. Ga verder met het installeren van de lagers volgens de lagercombinatie. Installeer eerst de voorste steunlagergroep van de spindel en installeer vervolgens de achterste steunlagergroep van de spindel. Installeer het afstandsstuk voor de binnenring en de borgmoer (zie afbeelding 2),-draai de lagerconstructie vooraf vast en installeer de borgmoer volgens de demontageafmetingen.
Afbeelding 2 Installeer het binnenringafstandsstuk en de borgmoer op het voorste lagersamenstel. Na het afstellen van de borgmoer gebruikt u een micrometer om te controleren of de binnen- en buitenafstandhouders zich binnen 0,01 mm van het middelpunt van de spil bevinden, en gebruikt u een micrometer om te controleren of de vlakheid van het lageruiteindeoppervlak binnen 0,002 mm ligt, zoals weergegeven in Afbeelding 3.
Figuur 3 Gebruik een micrometer om de binnen- en buitenafstandhouders en de vlakheid van het lageruiteinde te controleren. Bevestig de micrometer op het lager om de radiale slingering van het vrije uiteinde van de spil te controleren tot op 0,005 mm. Als deze afwijkt van de tolerantie, moet deze worden afgesteld met behulp van de anti-losdraaischroef op de borgmoer. Installeer het achterste steunlager rug aan rug. Veeg eerst het binnenoppervlak van de huls met de koelcirculatiegroef schoon, breng gelijkmatig een laagje vet aan op het binnenoppervlak van de huls en schroef vervolgens de spilkern met het lagersamenstel in de huls, dat wil zeggen, monteer de bewegende en statische delen van het spilsamenstel [6].
Installeer de afstandsring en de borgmoer in de juiste volgorde en draai de achterste steunlagergroep van de spil vooraf- vast (zie afbeelding 4).
Figuur 4 Het vooraanspannen van de achterste steunlagergroep van de spil wordt weergegeven in Figuur 5. Installeer de voorafdekking van de spil, plaats de spil horizontaal op het V--blok en gebruik een voelermaat om de opening binnen 0,03 mm af te stellen. Gebruik een micrometer om de radiale slingering van de spil binnen 0,002 mm te controleren en gebruik de borgmoer om af te stellen. Monteer het brootsapparaat. Monteer de hydraulische cilinder om het gereedschap los te maken, installeer de synchrone poelie en installeer de spil en randaccessoires.
Figuur 5 Installatie en afstelling van de voorkant van de spil 3.5 Spiltest
De spiltest moet geleidelijk worden uitgevoerd van lage snelheid naar hoge snelheid, en het stationair draaien moet langer duren dan 2 uur, terwijl de rotatie op hoge- snelheid niet langer mag duren dan 30 minuten. De temperatuur van het lager moet op elk moment tijdens de werking van de werktuigmachine worden gecontroleerd. De temperatuur van het spindellager mag bij de hoogste snelheid niet hoger zijn dan 70 graden. Tijdens het gebruik moet u letten op het geluid van de rotatie van de machine. Als het normaal werkt, moet het geluid een constant zoemend geluid zijn; als het abnormaal is, zal het verschillende geluiden voortbrengen, zoals tandwielgeluid, licht kloppend geluid, hees wrijvingsgeluid of geluid van een metalen botsing, enz. [7]. IV. Conclusie Door voortdurende oefening en accumulatie, door het demonteren en repareren van de spil van het bewerkingscentrum, werden de spilverwarming van de apparatuur, slechte precisie en hoge geluidsstoringen opgelost en werd de spilnauwkeurigheid hersteld. Tijdens dit proces raakte ik vertrouwd met de mechanische structuur van de spindel van een werktuigmachine, beheerste ik de reparatie-, montage- en afstelmethoden, deed ik een rijke onderhoudservaring op en leverde ik betrouwbare technische gegevens voor toekomstig onderhoud van de apparatuur.
