Zaradi segrevanja vretena, velikega hrupa, zmanjšane natančnosti in nestabilnega delovanja v horizontalnem obdelovalnem centru z detekcijo, demontažo in vzdrževanjem se seznanimo s strukturo vretena, pregledamo in uredimo proces vzdrževanja, povzamemo nabor metod za demontažo, namestitev, zaznavo in nastavitev vretena, obnovimo točnost vretena in zagotovimo zanesljivo referenco za vzdrževanje podobnih vreten v prihodnosti.
1. Uvod Vreteno določenega obdelovalnega centra ima ogrevanje, slabo natančnost in visok hrup, kar ne more izpolniti ustreznih zahtev proizvodnega procesa. Pred vzdrževanjem je aksialni odmik vretena 0,02 mm, radialni krožni odmik vretena 0,02 mm na bližnjem koncu in odmik pri 300 mm od bližnjega konca 0,05 mm. Za ponovno vzpostavitev natančnosti vretena je treba vreteno razstaviti, pregledati eno za drugo, zamenjati in ponovno sestaviti obrabljene ležaje ter odpraviti napake in obnoviti natančnost. Trenutno ni posebnih orodij za razstavljanje in montažo ter ploščadi za vzdrževanje in pregledovanje za vzdrževanje vretena, kakovost vzdrževanja pa je težko zagotoviti. Če so demontaža, namestitev in nastavitev nepravilne, bo vreteno dvakrat popravljeno v kratkem času, kar bo resno vplivalo na izkoriščenost opreme in učinkovitost obdelave.
S posvetovanjem s priročnikom za obdelovalni stroj, pazljivim opazovanjem diagrama strukture vretena, skrbnim analiziranjem in razumevanjem notranje strukture vretena, oblikovanjem in izvajanjem načrta vzdrževanja, izpopolnjevanjem postopka vzdrževanja, oblikovanjem nabora idej za vzdrževanje za razstavljanje, namestitev, testiranje in prilagajanje vretena ter dokončanjem vzdrževanja vretena z visoko kakovostjo.
2. Uvod v komponente obdelovalnih centrov 2.1 Škatla vretena
Vretena je nameščena na sredini okvirja stebra z dvojnim-stebrom. Vreteno se premika gor in dol (os Y) z dvema linearnima kotalnima vodiloma in krogličnim vijačnim parom. Servo motor, nameščen na zgornjem koncu para krogličnih vijakov, ima zavoro-izklopa za zaviranje-izklopa. Motor vretena je nameščen za ohišjem vretena, naprava za sprostitev orodja za vreteno in naprava za pihanje koničnih lukenj vretena pa sta prav tako nameščeni za ohišjem vretena, ki se premikata gor in dol z ohišjem vretena. Natančno zaustavitev vretena doseže dajalnik, ki ga nosi motor vretena. Gibanje vretena navzgor in navzdol uporablja hidravlični sistem ravnovesja. Ravnotežni hidravlični cilinder in akumulator se uporabljata za dokončanje ravnotežja gor in dol vretena, da se izboljša natančnost gibanja osi Y in zmanjša obremenitev servo motorja osi Y. Tesnost jermena vretena se doseže z nastavitvijo pritrdilne plošče motorja z nastavitvenim vijakom [1].
2.2 Sklop vretena
Sklop vretena je sestavljen iz vretena, sklopa sprednjega ležaja vretena, sklopa zadnjega ležaja vretena, naprave za razbremenitev jermena vretena, naprave za vleko vretena (vpenjanje orodja) in podporne tulke vretena.
Sklop vretena je nameščen v podporni tulec vretena in pritrjen na ohišje vretena z vijaki skozi čelno stran prirobnice podpornega tulca vretena. Konus luknje za konus vretena je 7:24. Sklop vretena je fino obdelan in posebej sestavljen. Označeni so sprednji in zadnji ležajni sklopi vretena. Pri razstavljanju in nameščanju bodite pozorni na položaj oznake, da ne bi vplivali na natančnost. Vzporednost notranjih in zunanjih distančnikov sprednjega in zadnjega ležaja sklopa vretena mora biti manjša ali enaka 0,003 mm, ravnost notranjih in zunanjih distančnikov pa mora biti manjša ali enaka 0,002 mm, da se zagotovi prednapetost sklopa ležajnega vretena in natančnost sistema gredi. Čelna ploskev podporne tulke vretena in končna ploskev namestitve škatle vretena se postrga in obrusi, da se zagotovi, da je os vretena vzporedna z osjo Z in pravokotna na os X.
2.3 Raztegovanje ojnice vretena in naprava za sprostitev orodja
Vretena ojnice je sestavljena iz 72 diskastih vzmetnih plošč. Elastični kremplji na koncu ojnice vpnejo vlečni zatič ročaja orodja v konično luknjo vretena. Vpenjalna sila je približno 17800N. Vpenjalno silo orodja se nastavi z matico na zadnjem koncu ojnice vretena. Hidravlični cilinder, nameščen na zadnjem koncu skupine vreten, potisne ojnico vretena naprej, da sprosti orodje. Položaj sprostitve orodja za ojnico vretena se nastavi z zunanjim navojem hidravličnega cilindra in zaklene z nastavitveno matico. Položaj vpenjanja in sprostitve vretenskega orodja sprejemata in vračata dve bližinski stikali. Opomba: Ko je vreteno obdelovalnega stroja vklopljeno, je treba orodje ali ročaj orodja najprej vpeti v konično luknjo vretena, nato pa vklopiti vreteno. Ležaji sprednje in zadnje skupine vretena ter nosilni ležaji za razbremenitev so namazani z mastjo. Zrak za čiščenje odprtine za konus vretena se s pnevmatskim sistemom [2] vpihuje v luknjo za konus vretena iz sredinske luknje droga vretena skozi zračno cev.
2.4 Naprava za hlajenje orodja za vreteno
Hladilni sistem pošilja hladilni zrak v hladilno šobo na sprednjem koncu vretena skozi 5-smerne hladilne luknje na podpornem tulcu vretena, da ohladi orodje.
2.5 Notranje hlajena skupina vreten (mazanje ležaja vretena)
Ležaji vretena notranje hlajene skupine vreten so namazani z mastjo, vreteno pa ima hlajenje z zunanjim obtokom. Rep vretena se dovaja s hladilno tekočino in stisnjenim zrakom skozi rotacijski spoj.
2.6 Robot
Menjava orodja med orodjem vretena in zalogovnikom orodja se izvede z robotom z dvojnimi-kremplji. Med obdelavo zalogovnik orodij vnaprej -izbere naslednje orodje za obdelavo in obrne držalo orodja (orodje) za 90 stopinj, da ga pozicionira, ter čaka na ukaz za spremembo orodja. Ko je program končan, se vsaka koordinatna os vrne v položaj za menjavo orodja in vreteno se istočasno ustavi. Ko je dan ukaz za menjavo orodja, se vrata za menjavo orodja odprejo in manipulator se iztegne, da zgrabi orodje; potem ko je orodje varno vpeto s krempljem, se aktivira hidravlični cilinder za sprostitev orodja vretena, da sprosti mehanizem snemalca orodja vretena, luknja za konus vretena pa se očisti in prepiha; ko je sprostitev orodja končana, manipulator vstavi in izvleče hidravlični cilinder orodja, da potegne orodje iz konične luknje vretena in konične luknje tulca orodja, hidravlični nihajni cilinder pa obrne manipulator za 180 stopinj, da zamenja orodje; ko je orodje nameščeno, manipulator vstavi in izvleče hidravlični cilinder orodja, da zamenjano orodje znova vstavi v konično luknjo vretena ali konično odprtino tulca orodja v knjižnici orodij, in konična luknja vretena vpihne zrak, hidravlični cilinder za sprostitev orodja vretena se ponastavi in mehanizem snemalca orodja vretena ponovno -vpne orodje v luknjo koničastega vretena skozi diskasto vzmet; končno se manipulator umakne, vrata za menjavo orodja se zaprejo in postopek menjave orodja je končan [3].
III. Metode in ukrepi za odpravo napak pri natančnosti vretena 3.1 Načrt vzdrževanja vretena
Pred vzdrževanjem preverite in razstavite, odstranite vijake pokrova sprednjega konca vretena in odstranite pokrov. Odstranite zadnji konec bata za rahljanje vretena in cev za olje in zrak, ki sta povezana z njim, izpustite hidravlično olje v cevovodu in ovijte ustje cevi, da preprečite vdor prahu in smeti v cev. Odstranite sklopko, ki povezuje vreteno in menjalnik, da ločite vreteno od menjalnika. Odstranite okroglo matico za nastavitev vlečne palice na zadnjem koncu vretena in naredite zapis za referenco med sestavljanjem. Odstranite vlečno palico z zadnjega dela vretena tako, da jo udarite naprej in odstranite kolutasto vzmet. Izvlecite tulec vretena. Odstranite tulec za aksialno pozicioniranje na zadnjem koncu vretena. Potegnite vreteno v levo in ga premaknite. Medtem ko vlečete vreteno za premik, s trkanjem odstranite radialni cilindrični valjčni ležaj. Odstranite nastavitveni obroč in nato po vrsti odstranite nastavitvene vijake zaklepne matice in sprednje ležajne skupine.
Očistite razstavljeno vreteno, vlečno palico in druge vitke dele, nanesite olje za zaščito in jih postavite navpično, da preprečite upogibanje in deformacijo. Nato razstavite in očistite preostale dele ter jih ustrezno shranite. Bolj opazujte med razstavljanjem vretena, bodite pozorni na nekatera merila originalne montaže in naredite ustrezne oznake ter poskusite najti točko napake.
Pred montažo je treba vse dele temeljito očistiti, paziti pa je treba tudi na to, da ležaje med montažo predhodno namažemo z ustrezno količino masti. Zaporedje sestavljanja je obratno v skladu z zgornjim zaporedjem razstavljanja. Nazadnje je sklop vretena razhroščen, nameščen in preizkušen brez obremenitve.
3.2 Demontaža vretena
1) Pred demontažo preverite vreteno. Preverite delovanje vretena na mestu. Ko je hitrost vretena 1000r/min, je na zadnjem koncu vretena očiten nenormalen zvok. Vreteno se ustavi, držalo magnetnega merilnika se absorbira na delovno mizo, os Y pa se istočasno premakne navzdol. Kontakt številčnice z natančnostjo 0,01 mm je pritisnjen na zunanjo površino vretena. Z ročnim kolesom premaknite os X in poiščite najvišjo točko. Kontakt indikatorja številčnice je pritisnjen na najvišjo točko zunanje površine vretena, ki je zgornji položaj generatrise. Vreteno se ročno vrti, da se vreteno zavrti za en krog. Kazalec številčnice odkloni dve mreži, kar je 0,02 mm; z isto metodo pritisnite kontakt indikatorja številčnice na čelni strani palice jedra vretena, premaknite os Z, pritisnite merilnik in ko je merilnik nastavljen na ničlo, ročno zavrtite vreteno. Kazalec številčnice odkloni dve mreži, kar pomeni, da je osni premik vretena 0,02 mm. Odprite sprednji pokrov vretena in preverite. Vse je normalno in ni najdenih nobenih ležajev. Premaknite os Y na najnižji konec, da vidite notranjo strukturo prenosa vretena. Na zgornjem koncu škatle vretena so od leve proti desni 3 črne gumijaste cevi. Dve na levi sta cevi za olje, ki povezujeta hladilno napravo vretena. Odprite spoj cevi za olje in v cevi za olje ne teče olje. Sledite cevi za olje in ugotovite, da sta ti dve cevi za olje krožni cevi za olje vretenskega hladilnika, druga gumijasta cev pa je cev za hladilno tekočino.
Pri preverjanju delovnega stanja hladilnika je bilo ugotovljeno, da je napajanje hladilnika normalno. Nadaljnje opazovanje zaslona je pokazalo, da črpalka hladilnika ne deluje, hladilna naprava pa ne deluje. Odprite zadnji pokrov hladilnika in opazujte, da se lopatice ventilatorja motorja hladilne črpalke ne vrtijo in da se hladilni ventilator ne vrti. Z multimetrom izmerite varovalke steklene cevi na treh tokokrogih, ki so vsi nepoškodovani. Z izvijačem na silo pritisnite levi kontaktor in ugotovite, da se hladilni motor vrti. Ko odstranite izvijač, se kontaktorski kontakti ponastavijo in hladilni motor se ustavi. Z isto metodo na silo pritisnite desni kontaktor in ugotovite, da hladilni ventilator hladilnika deluje. Ko se tlak ustavi, se kontaktorski kontakti ponastavijo in hladilni ventilator preneha delovati. Po zgornjih operacijah je bilo ugotovljeno, da je prišlo do težave s krmilnim krogom hladilnika. Nadaljnji pregled je pokazal, da je prišlo do težave s ploščo krmilnega vezja v spodnjem levem kotu. Po zamenjavi vezja z enakimi specifikacijami je hladilnik deloval normalno in vretenska hladilna naprava normalno krožila.
Ko je bila hitrost vretena 1000r/min, je bil v prostem teku 30 minut in neobičajen hrup je še vedno obstajal. Ko se je hitrost spremenila na 800r/min, je hrup postal glasnejši. Celovita analiza je pokazala, da je treba razstaviti sklop vretena, zamenjati ležaje in pred-zategniti ležaje [4].
2) Odstranite periferno zaščitno ploščo ohišja vretena ter periferne naftovode in plinovode ter napeljave na vretenu. Ustavite strojno orodje v položaju, ki je primeren za razstavljanje vretena, pritisnite gumb za zaustavitev v sili in prekinite glavno napajanje, razstavite predelno steno ali ščit na ohišju vretena in druge periferne dodatke, ki ovirajo razstavljanje, označite naftovode in plinovode ter položaje stikala za zaznavanje, ko prijemate in spuščate orodje, in jih nato odstranite. Odstranite hidravlični cilinder za sprostitev orodja, da razkrijete zadnji končni pokrov vretena.
3) Zrahljajte jermen na jermenici vretena. Odvijte pritrdilne vijake na motorju vretena, zrahljajte jermen, tako da je jermenico mogoče ločiti od jermena, nato zrahljajte zaklepne vijake na končni strani stožčaste luknje vretena, na zadnji konec vretena namestite aluminijasto palico, da izbijete vreteno, in vreteno je razstavljeno.
3.3 Demontaža vretena
Struktura vretena je prikazana na sliki 1. Odstranite zadnji pokrov, odvijte matico, izvlecite potisno palico s sprednjega dela, odstranite kolutasto vzmet z zadnjega dela, preglejte in očistite ter uredite.
Slika 1 Struktura vretena
1-Osno jedro 2-Pokrov sprednjega konca 3-Sedež osi 4, 8-Ležaj 5-Prva zaklepna matica 6-Skoznja luknja
7-Kolutasta vzmet 9-Pokrov proti prahu 10-Zobato jermenico prvega loka 11-Zaklepna matica
12-Zobati jermenik v drugem loku 13-Matica 14-Tretja zaklepna matica 15-Pokrov zadnjega konca 16-Potisni drog
17-Prvi distančnik 18-Drugi distančnik 19-Potegnite zaponko 20-Vijak Postopoma odstranite jermenico in odstranite pokrov proti prahu. Pri demontaži ležaja vretena je bilo ugotovljeno, da je polomljeno držalo dvorednega potisnega radialnega krogličnega ležaja na sprednjem koncu vretena. Ta pojav je točka napake vretena. Ležaj je treba zamenjati in predhodno zategniti. Razstavljene dele očistite s kerozinom in preverite morebitne udrtine in obrabo, zlasti referenčno površino vgradnje in čelno stran distančnega obroča [5].
3.4 Sklop vretena
Pritrdite vreteno na delovno mizo in enakomerno nanesite plast mazalnega olja na zunanjo površino jedra vretena. Namestite spodnji distančnik na zunanjo površino sprednjega konca jedra vretena. Vzporednost distančnega obroča je treba nadzorovati znotraj 0,002 mm. Ko enakomerno namažete mast v režo med držalom in kroglo ležaja, namestite ležaj hrbtno stran na zunanjo površino sprednjega konca jedra vretena. Namestite notranje in zunanje distančnike. Vzporednost notranjega in zunanjega distančnika je znotraj 0,002 mm. Nadaljujte z nameščanjem ležajev glede na kombinacijo ležajev. Najprej namestite sprednjo nosilno skupino vretena in nato namestite zadnjo nosilno skupino vretena. Namestite distančnik notranjega obroča in protimatico (glejte sliko 2), pred-zategnite sklop ležaja in namestite protimatico v skladu z merami za demontažo.
Slika 2 Namestite distančnik notranjega obroča in protimatico na sprednji ležajni sklop. Po nastavitvi protimatice z mikrometrom preverite, ali sta notranji in zunanji distančnik znotraj 0,01 mm od središča vretena, in z mikrometrom preverite, ali je ravnost končne površine ležaja znotraj 0,002 mm, kot je prikazano na sliki 3.
Slika 3 Z mikrometrom preverite notranje in zunanje distančnike ter ravnost konca ležaja. Pritrdite mikrometer na ležaj, da preverite radialno odtekanje prostega konca vretena z natančnostjo 0,005 mm. Če odstopa od tolerance, ga je treba prilagoditi s proti-rahljajočim vijakom na protimatici. Namestite oporni ležaj na zadnji strani. Najprej obrišite notranjo površino tulca z utorom za kroženje hladilnega toka, enakomerno nanesite plast masti na notranjo površino tulca in nato privijte jedro vretena z ležajnim sklopom v tulec, sestavite gibljive in statične dele sklopa vretena [6].
Zaporedoma namestite distančni obroč in zaklepno matico ter pred-privijte zadnjo nosilno skupino vretena (glejte sliko 4).
Slika 4 Predhodno zategovanje zadnje podporne ležajne skupine vretena je prikazano na sliki 5. Namestite sprednji pokrov vretena, postavite vreteno vodoravno na V-blok in s tipalom nastavite razmik znotraj 0,03 mm. Z mikrometrom preverite radialni odmik vretena znotraj 0,002 mm in uporabite zaklepno matico za nastavitev. Sestavite šivalno napravo. Sestavite hidravlični cilinder za rahljanje orodja, namestite sinhrono jermenico ter namestite vreteno in periferne dodatke.
Slika 5 Namestitev in nastavitev sprednjega pokrova vretena 3.5 Preizkus vretena
Preskus vretena je treba izvajati postopoma od nizke hitrosti do visoke hitrosti, prosti tek naj traja dlje kot 2 uri, medtem ko vrtenje pri visoki-hitrosti ne sme presegati 30 minut. Temperaturo ležaja je treba preveriti kadar koli med delovanjem obdelovalnega stroja. Temperatura kotalnega ležaja vretena ne sme preseči 70 stopinj pri najvišji hitrosti. Med delovanjem bodite pozorni na zvok vrtenja stroja. Če deluje normalno, mora biti zvok enakomerno brenčanje; če je nenormalen, bo oddajal različne zvoke, kot so hrup prestav, rahlo trkanje, hripav zvok trenja ali žvenket pri trku kovine itd. [7]. IV. Zaključek Z nenehno prakso in kopičenjem smo z razstavljanjem in popravilom vretena obdelovalnega centra odpravili ogrevanje vretena opreme, slabo natančnost in visoko hrupne napake ter obnovili natančnost vretena. V tem procesu sem se seznanil z mehansko zgradbo vretena obdelovalnega stroja, osvojil metode popravila, montaže in nastavitve, pridobil bogate izkušnje z vzdrževanjem in zagotovil zanesljive tehnične podatke za prihodnje vzdrževanje opreme.
