S obzirom na zagrijavanje vretena, visoku buku, smanjenu preciznost i nestabilan rad u horizontalnom obradnom centru, kroz detekciju, demontažu i održavanje, upoznali smo strukturu vretena, pregledali i razvrstali proces održavanja, saželi skup metoda za demontažu, ugradnju, detekciju i podešavanje vretena, vratili točnost vretena i dali pouzdanu referencu za održavanje sličnih vretena u budućnosti.
1. Uvod Vreteno određenog obradnog centra ima grijanje, lošu preciznost i visoku buku, što ne može zadovoljiti relevantne zahtjeve proizvodnog procesa. Prije održavanja, aksijalno odstupanje vretena je 0,02 mm, radijalno kružno odstupanje vretena je 0,02 mm na bližem kraju, a odstupanje na 300 mm od bližeg kraja je 0,05 mm. Da bi se vratila točnost vretena, potrebno je rastaviti vreteno, provjeriti jedan po jedan, zamijeniti istrošene ležajeve i ponovno sastaviti, a točnost je otklonjena i vraćena. Trenutačno ne postoje posebni alati za rastavljanje i sastavljanje i platforme za održavanje i inspekciju za održavanje vretena, a kvalitetu održavanja teško je jamčiti. Ako su demontaža, montaža i podešavanje nepravilni, vreteno će biti popravljeno dva puta u kratkom vremenskom razdoblju, što će ozbiljno utjecati na iskorištenje opreme i učinkovitost obrade.
Konzultiranjem priručnika za alatni stroj, pažljivim promatranjem dijagrama strukture vretena, pažljivom analizom i razumijevanjem unutarnje strukture vretena, formuliranjem i provedbom plana održavanja, preciziranjem procesa održavanja, formiranjem skupa ideja za održavanje za rastavljanje, instaliranje, ispitivanje i podešavanje vretena, te dovršetkom održavanja vretena uz visoku kvalitetu.
2. Uvod u komponente obradnog centra 2.1 Kutija vretena
Kutija vretena ugrađena je u sredinu okvira stupa s dvo-stupom. Vreteno se pomiče gore-dolje (os Y) pomoću dvije linearne kotrljajuće vodilice i kugličnog vijčanog para. Servo motor instaliran na gornjem kraju para kugličnih vijaka ima kočnicu-isključeno za napajanje-kočenje. Motor vretena ugrađen je iza kutije vretena, a uređaj za oslobađanje alata vretena i uređaj za puhanje konusa vretena također su ugrađeni iza kutije vretena, pomičući se gore-dolje s kutijom vretena. Točno zaustavljanje vretena postiže se enkoderom koji nosi motor vretena. Kretanje kutije vretena gore i dolje usvaja hidraulički sustav ravnoteže. Ravnotežni hidraulički cilindar i akumulator koriste se za dovršavanje ravnoteže gore i dolje kutije vretena kako bi se poboljšala točnost kretanja Y osi i smanjilo opterećenje servo motora Y osi. Zategnutost remena vretena postiže se podešavanjem montažne ploče motora pomoću vijka za podešavanje [1].
2.2 Sklop vretena
Sklop vretena sastoji se od vretena, sklopa prednjeg ležaja vretena, sklopa stražnjeg ležaja vretena, uređaja za rasterećenje remena vretena, uređaja za povlačenje vretena (stezanje alata) i potporne čahure vretena.
Sklop vretena ugrađen je u potpornu čahuru vretena i pričvršćen je na kutiju vretena vijcima kroz čeonu površinu prirubnice potporne čahure. Konus rupe za konus vretena je 7:24. Sklop vretena je fino obrađen i posebno sastavljen. Prednji i stražnji ležajni sklopovi vretena su označeni. Prilikom rastavljanja i postavljanja obratite pozornost na položaj oznake kako biste izbjegli utjecaj na točnost. Paralelnost unutarnjeg i vanjskog odstojnika prednjeg i stražnjeg ležaja sklopa vretena trebala bi biti manja od ili jednaka 0,003 mm, a ravnost unutarnjih i vanjskih odstojnika trebala bi biti manja ili jednaka 0,002 mm kako bi se osiguralo predopterećenje sklopa ležaja vretena i točnost sustava osovine. Krajnja površina potporne čahure vretena i krajnja površina instalacije kutije vretena se stružu i bruse kako bi se osiguralo da je os vretena paralelna s osi Z i okomita na os X.
2.3 Zatezanje rude vretena i uređaj za otpuštanje alata
Povlačna poluga vretena sastoji se od 72 diskaste opružne ploče. Elastične kandže na kraju vučne poluge stežu zatik za povlačenje ručke alata u konusni otvor vretena. Sila stezanja je oko 17800N. Sila stezanja alata podešava se pomoću matice na stražnjem kraju poteznice vretena. Hidraulički cilindar ugrađen na stražnjem kraju skupine vretena gura vučnu polugu vretena prema naprijed kako bi oslobodio alat. Položaj otpuštanja alata poteznice vretena podešava se vanjskim navojem hidrauličkog cilindra i zaključava maticom za podešavanje. Položaji stezanja i otpuštanja vretenastog alata primaju se i vraćaju dvama blizinskim prekidačima. Napomena: Kada je vreteno alatnog stroja uključeno, alat ili ručku alata prvo treba stegnuti u konusni otvor vretena, a zatim uključiti vreteno. Prednja i stražnja skupina ležajeva vretena i ležajevi potpore za istovar podmazani su mašću. Zrak za čišćenje otvora konusa vretena upuhuje se u otvor konusa vretena iz središnjeg otvora spone vretena kroz zračnu cijev pomoću pneumatskog sustava [2].
2.4 Uređaj za hlađenje alata vretena
Sustav za hlađenje šalje rashladni zrak u mlaznicu za hlađenje na prednjem kraju vretena kroz 5-smjerne rupe za hlađenje na potpornoj čauri vretena radi hlađenja alata.
2.5 Interno hlađena grupa vretena (podmazivanje ležajeva vretena)
Ležajevi vretena interno hlađene grupe vretena su podmazani mašću, a vreteno ima vanjsko cirkulacijsko hlađenje. Rep vretena se opskrbljuje rashladnim sredstvom i komprimiranim zrakom kroz rotacijski zglob.
2.6 Robot
Izmjenu alata između alata vretena i spremnika alata dovršava robot s dvo-kandžama. Tijekom obrade, spremište alata unaprijed-odabire sljedeći alat za obradu i okreće držač alata (alat) za 90 stupnjeva kako bi ga pozicionirao, čekajući naredbu za promjenu alata. Kada je program dovršen, svaka koordinatna os se vraća u položaj za promjenu alata i vreteno se zaustavlja u isto vrijeme. Kada se izda naredba za promjenu alata, vrata za izmjenu alata se otvaraju i manipulator se pruža kako bi zgrabio alat; nakon što je alat sigurno stegnut kandžom, aktivira se hidraulički cilindar za otpuštanje alata vretena kako bi se oslobodio mehanizam za izvlačenje alata vretena, a konusna rupa vretena se čisti i ispuhuje; nakon što je otpuštanje alata završeno, manipulator umeće i izvlači hidraulički cilindar alata da izvuče alat iz konusne rupe vretena i konusne rupe rukavca alata, a hidraulički zakretni cilindar okreće manipulator za 180 stupnjeva da promijeni alat; nakon što je alat na mjestu, manipulator umeće i izvlači hidraulički cilindar alata kako bi ponovno umetnuo zamijenjeni alat u otvor za konus vretena ili otvor za konus rukavca alata zbirke alata, a otvor za konus vretena puše zrak, hidraulički cilindar za otpuštanje alata vretena se poništava, a mehanizam za izvlačenje alata vretena ponovno-steže alat u otvor za konus vretena kroz disk oprugu; konačno, manipulator se povlači, vrata za izmjenu alata se zatvaraju i radnja izmjene alata je završena [3].
III. Metode i mjere za rješavanje kvarova preciznosti vretena 3.1 Plan održavanja vretena
Prije održavanja provjerite i rastavite, uklonite vijke poklopca prednjeg kraja vretena i uklonite poklopac. Uklonite stražnji kraj klipa za otpuštanje vretena i cjevovode za ulje i zrak spojene na njega, ispustite hidrauličko ulje u cjevovodu i omotajte otvor cijevi kako biste spriječili ulazak prašine i krhotina u cijev. Uklonite spojku koja povezuje vreteno i mjenjač kako biste odvojili vreteno od mjenjača. Uklonite okruglu maticu za podešavanje potezne šipke na stražnjem kraju vretena i napravite zapis za referencu tijekom sastavljanja. Uklonite poteznu šipku sa stražnjeg kraja osovine udarcem prema naprijed i izvadite disk oprugu. Izvucite rukavac vretena. Uklonite čahuru za aksijalno pozicioniranje na stražnjem kraju vretena. Povucite vreteno ulijevo i pomaknite ga. Dok povlačite vreteno za pomak, uklonite radijalni cilindrični valjkasti ležaj kuckanjem. Uklonite prsten za podešavanje, a zatim uklonite vijke za pričvršćivanje sigurnosne matice i prednje grupe ležaja redom.
Očistite rastavljeno vreteno, vučnu polugu i druge vitke dijelove, nanesite ulje za zaštitu i postavite ih okomito kako biste spriječili savijanje i deformaciju. Zatim rastavite i očistite preostale dijelove te ih pravilno uskladištite. Promatrajte više tijekom rastavljanja vretena, obratite pozornost na neke originalne referentne točke montaže i napravite odgovarajuće oznake te pokušajte pronaći točku kvara.
Prije montaže svi dijelovi moraju biti strogo očišćeni, a potrebno je obratiti pozornost na dodavanje odgovarajuće količine masti u ležajeve unaprijed tijekom montaže. Redoslijed sastavljanja je obrnut prema gornjem slijedu rastavljanja. Konačno, sklop vretena se otklanja, instalira i testira bez opterećenja.
3.2 Rastavljanje vretena
1) Provjerite vreteno prije rastavljanja. Provjerite rad vretena na licu mjesta. Kada je brzina vretena 1000 o/min, postoji očiti abnormalni zvuk na stražnjem kraju vretena. Vreteno se zaustavlja, držač magnetskog mjerača se apsorbira na radni stol, a Y os se istovremeno pomiče prema dolje. Kontakt indikatora brojčanika s točnošću od 0,01 mm pritisnut je na vanjsku površinu osovine. Upotrijebite zupčanik s ručnim kotačem za pomicanje X osi i pronađite najvišu točku. Kontakt indikatora brojčanika pritisnut je na najvišoj točki vanjske površine vretena, što je gornji položaj generatrise. Vreteno se ručno rotira kako bi se vreteno okretalo za jedan krug. Pokazivač indikatora brojčanika skreće dvije rešetke, što je 0,02 mm; koristeći istu metodu, pritisnite kontakt indikatora brojčanika na čeonoj strani šipke jezgre vretena, pomaknite os Z, pritisnite mjerač i nakon što se mjerač postavi na nulu, ručno zakrenite vreteno. Pokazivač indikatora brojčanika skreće dvije rešetke, odnosno aksijalno pomicanje vretena je 0,02 mm. Otvorite prednji krajnji poklopac vretena i provjerite. Sve je normalno i nema nikakvih ležajeva. Pomaknite os Y na najniži kraj kako biste vidjeli unutarnju prijenosnu strukturu kutije vretena. Na gornjem kraju kutije vretena nalaze se 3 crne gumene cijevi s lijeva na desno. Dvije s lijeve strane su cijevi za ulje koje povezuju uređaj za hlađenje vretena. Otvorite spoj cijevi za ulje i ne vidite da ulje teče u cijevi za ulje. Pratite uljnu cijev i otkrijte da su ove dvije uljne cijevi cirkulirajuće uljne cijevi vretenastog hladnjaka, a druga gumena cijev je cijev rashladne tekućine.
Prilikom provjere radnog stanja hladnjaka utvrđeno je da je napajanje hladnjaka normalno. Daljnjim promatranjem displeja pokazalo se da pumpa hladnjaka nije radila, a rashladni uređaj nije radio. Otvorite stražnji poklopac hladnjaka i promatrajte da se lopatice ventilatora motora pumpe za hlađenje ne okreću i da se ventilator za hlađenje ne okreće. Upotrijebite multimetar za mjerenje osigurača od staklene cijevi na tri kruga, od kojih su svi netaknuti. Pomoću odvijača snažno pritisnite lijevi kontaktor i ustanovite da se motor za hlađenje okreće. Međutim, kada se odvijač ukloni, kontakti kontaktora se resetiraju i motor za hlađenje se zaustavlja. Upotrijebite istu metodu da snažno pritisnete desni kontaktor i ustanovite da ventilator hladnjaka radi. Kada pritisak prestane, kontakti kontaktora se resetiraju i ventilator za hlađenje prestaje raditi. Nakon gore navedenih operacija, ustanovljeno je da postoji problem s upravljačkim krugom hladnjaka. Daljnji pregled otkrio je da postoji problem s pločicom upravljačkog kruga u donjem lijevom kutu. Nakon zamjene tiskane ploče s istom specifikacijom, hladnjak je radio normalno i vretenasti rashladni uređaj je normalno cirkulirao.
Kad je brzina vretena bila 1000 o/min, bilo je u stanju mirovanja 30 minuta, a nenormalna buka je i dalje postojala. Kad je brzina promijenjena na 800 o/min, buka je postala glasnija. Opsežna analiza pokazala je da je potrebno rastaviti sklop vretena, zamijeniti ležajeve i pred-zategnuti ležajeve [4].
2) Uklonite perifernu zaštitnu ploču kutije vretena i periferne cjevovode i vodove za ulje i plin na vretenu. Zaustavite alatni stroj u položaju koji je prikladan za rastavljanje vretena, pritisnite tipku za hitno zaustavljanje i prekinite glavno napajanje, rastavite pregradu ili štit na kutiji vretena i ostale periferne dodatke koji ometaju rastavljanje, označite cjevovode za naftu i plin i položaje prekidača za otkrivanje prilikom hvatanja i otpuštanja alata, a zatim ih uklonite. Uklonite hidraulički cilindar za otpuštanje alata kako biste otkrili stražnji krajnji poklopac vretena.
3) Otpustite remen na remenici vretena. Otpustite vijke za pričvršćivanje na motoru vretena, olabavite remen, tako da se remenica može odvojiti od remena, zatim otpustite vijke za zaključavanje na čeonoj strani konusnog otvora vretena, stavite aluminijsku šipku na stražnji kraj vretena da izbacite vreteno i vreteno se rastavlja.
3.3 Rastavljanje vretena
Struktura vretena prikazana je na slici 1. Skinite stražnji poklopac, odvrnite maticu, izvadite potisnu šipku s prednjeg kraja, izvadite disk oprugu sa stražnjeg kraja, pregledajte je i očistite te dovedite u red.
Slika 1 Struktura vretena
1-Jezgra osi 2-Prednji krajnji poklopac 3-Sjedalo osovine 4, 8-Ležaj 5-Prva sigurnosna matica 6-Prolazni otvor
7-Tanjurasta opruga 9-Poklopac za prašinu 10-Prva lučna nazubljena remenica 11-Druga sigurnosna matica
12-Nazubljena remenica drugog luka 13-Matica 14-Treća sigurnosna matica 15-Zadnji krajnji poklopac 16-Potisna poluga
17-Prvi odstojnik 18-Drugi odstojnik 19-Povucite kandžu 20-Vijak Postupno uklonite remenicu i uklonite poklopac za prašinu. Prilikom rastavljanja ležaja vretena utvrđeno je da je slomljen držač dvorednog aksijalnog radijalnog kugličnog ležaja na prednjem kraju vretena. Ova pojava je točka kvara vretena. Ležaj je potrebno zamijeniti i prethodno zategnuti. Očistite rastavljene dijelove kerozinom i provjerite ima li udubljenja i istrošenosti, posebno referentnu površinu za ugradnju i čeonu površinu odstojnog prstena [5].
3.4 Sklop vretena
Pričvrstite vreteno na radni stol i ravnomjerno nanesite sloj ulja za podmazivanje na vanjsku površinu jezgre vretena. Ugradite donji odstojnik na vanjsku površinu prednjeg kraja jezgre vretena. Paralelnost odstojnog prstena treba kontrolirati unutar 0,002 mm. Nakon ravnomjernog nanošenja masti u razmak između držača i kuglice ležaja, postavite ležaj jedan uz drugog na vanjsku površinu prednjeg kraja jezgre vretena. Ugradite unutarnje i vanjske odstojnike. Paralelnost unutarnjeg i vanjskog odstojnika je unutar 0,002 mm. Nastavite postavljati ležajeve prema kombinaciji ležajeva. Najprije instalirajte prednju potpornu grupu ležaja vretena, a zatim ugradite stražnju potpornu grupu ležaja vretena. Ugradite odstojnik unutarnjeg prstena i sigurnosnu maticu (pogledajte sliku 2), prethodno-zategnite sklop ležaja i postavite sigurnosnu maticu prema dimenzijama za rastavljanje.
Slika 2 Ugradite odstojnik unutarnjeg prstena i sigurnosnu maticu na sklop prednjeg ležaja. Nakon podešavanja sigurnosne matice, mikrometrom provjerite jesu li unutarnji i vanjski odstojnici unutar 0,01 mm od središnje točke vretena i mikrometrom provjerite je li ravnost krajnje površine ležaja unutar 0,002 mm, kao što je prikazano na slici 3.
Slika 3 Koristite mikrometar za provjeru unutarnjih i vanjskih odstojnika i ravnosti kraja ležaja Pričvrstite mikrometar na ležaj kako biste provjerili radijalno odstupanje slobodnog kraja vretena unutar 0,005 mm. Ako odstupa od tolerancije, potrebno ju je podesiti pomoću vijka protiv -otpuštanja na sigurnosnoj matici. Ugradite potporni ležaj stražnjeg kraja jedan uz drugog. Prvo obrišite unutarnju površinu čahure s utorom za cirkulaciju hlađenja, ravnomjerno nanesite sloj masti na unutarnju površinu čahure, a zatim zavrnite jezgru vretena sa sklopom ležaja u čahuru, odnosno sastavite pokretne i statične dijelove sklopa vretena [6].
Ugradite odstojni prsten i maticu za pričvršćivanje sklopa redom i prethodno-zategnite stražnju grupu ležajeva vretena (pogledajte sliku 4).
Slika 4 Prethodno zatezanje stražnje potporne grupe vretena prikazano je na slici 5. Ugradite prednji poklopac vretena, postavite vreteno vodoravno na V-blok i upotrijebite mjerač za podešavanje razmaka unutar 0,03 mm. Mikrometrom provjerite radijalno odstupanje vretena unutar 0,002 mm, a za prilagodbu koristite sigurnosnu maticu. Sastavite uređaj za provlačenje. Sastavite hidraulički cilindar za otpuštanje alata, ugradite sinkronu remenicu i ugradite vreteno i periferni pribor.
Slika 5 Ugradnja i podešavanje prednjeg poklopca vretena 3.5 Ispitivanje vretena
Ispitivanje vretena treba provoditi postupno od male brzine do velike brzine, a rad u praznom hodu treba biti duži od 2 sata, dok vrtnja pri velikoj-brzini ne smije prelaziti 30 minuta. Temperaturu ležaja treba provjeriti bilo kada tijekom rada alatnog stroja. Temperatura kotrljajućeg ležaja vretena ne smije prijeći 70 stupnjeva pri najvećoj brzini. Tijekom rada obratite pozornost na zvuk rotacije stroja. Ako radi normalno, zvuk bi trebao biti ravnomjerno zujanje; ako je nenormalan, emitirat će različite zvukove, kao što su zvuk zupčanika, lagano kucanje, promukli zvuk trenja ili zveckanje metalnog sudara itd. [7]. IV. Zaključak Kontinuiranom vježbom i akumulacijom, rastavljanjem i popravkom vretena obradnog centra, riješeni su grijanje vretena opreme, nedostatci preciznosti i velika buka, te vraćena točnost vretena. U tom sam procesu upoznao mehaničku strukturu vretena alatnog stroja, ovladao metodama popravka, montaže i podešavanja, stekao bogato iskustvo održavanja i osigurao pouzdane tehničke podatke za buduće održavanje opreme.
