КОМПЛЕКСНА ДИАГНОСТИКА НА ШПИНДЕЛНИ ЕДИНИЦИ НА ПРОФИЛНИ ШЛИФАЛНИ МАШИНИ - темата на научна статия

Цена:

Автори на произведението:

Научно списание:

Година на издаване:

Пълен текст на научната статия на тема „ОБЩА ДИАГНОСТИКА НА ВРЪЗКОВИТЕ ЕДИНИЦИ НА ПРОФИЛНИ ШЛИФОВАЛНИ МАШИНИ“

ПРОБЛЕМИ НА СТРОИТЕЛСТВОТО НА МАШИНИ И НАДЕЖДНОСТТА НА МАШИНИТЕ

КОМПЛЕКСНА ДИАГНОСТИКА НА ШПИНДЕЛНИ ЕДИНИЦИ НА ПРОФИЛНИ ШЛИФОВАЛНИ МАШИНИ

Представени са резултатите от сложната диагностика на шпинделни възли на профилни шлифовъчни машини при откриване на повреди, свързани с разрушаването на опорите на лагерите. Разработена е процедура за диагностика на шпинделни единици на машинни инструменти, която предвижда използването на изчислителни модели и експериментални данни. Предложен е метод за изчисляване на нормите на диагностичния параметър - съответствието на тези възли. Установени са причините за ниската надеждност на използваните смазочни материали. Обоснована е необходимостта от проверка на устойчивостта на битовите смазочни материали спрямо въздействието на външната среда и охлаждащата течност, използвана при ремонта на шпинделски възли вместо внесени смазочни материали.

В момента в местното машиностроене се наблюдава увеличаване на дела на вносното и уникално технологично оборудване. Поддръжката и ремонтът на такова оборудване изисква участието на висококвалифицирани специалисти от чуждестранни фирми и закупуването на вносни компоненти, което е свързано с високи финансови разходи.

В условията на липса на материални и финансови ресурси и висока конкуренция е необходимо да се повиши ефективността на машиностроителните предприятия чрез подобряване на производствените технологии, включително технологията за поддръжка и ремонт на оборудването, като се използват местни резервни части и компоненти, както и привличане на специалисти от ремонтни отдели, които са част от предприятието.

В същото време обаче са възможни повреди на ремонтираното оборудване поради липсата на пълна техническа документация и информация за конструктивните характеристики на внесеното оборудване.

Решаването на проблеми, свързани с ремонта, заместването на вноса и оценка на техническото състояние на внесеното и битово оборудване по време на ремонт и експлоатация, включва разработване на нови ремонтни технологии и контрол на качеството на ремонтираните възли, използвайки съвременни методи за контрол и диагностика.

При изследване на оборудване за металорежещи машини в магазините на машиностроително предприятие беше установено, че група внесени профилни шлифовъчни машини след ремонти са имали чести повреди на шпинделни единици на устройството за превръзка на шлифовъчните колела, които се проявяват под формата на разрушаване лагери в лагерите на шпиндела.

Диагностика на производствения процес. Неизправността на сглобките на шпиндела може да бъде резултат от нарушение на производствения процес, а именно: технология на производство, експлоатация и ремонт, както и дизайнерски грешки. В началния етап, за да проверите правилността на дизайнерските решения,-

Точни изчисления на експлоатационните натоварвания и живота на лагерите, които показаха, че лагерите на шпиндела на устройството за превръзка на колелата имат значителен резерв по отношение на товароподемността и скоростта. Допустимото аксиално натоварване (според справочната книга) за лагерите, монтирани в лагерите, е 250 kN, а работното натоварване (съгласно техническата документация) не надвишава 0,81 kN, максималната скорост на лагера е 12000 min-1 и действителната беше 3200 мин-1.

Голяма стойност на този индикатор показва, че конструкцията на сглобката на шпиндела е надеждна и повредата е свързана с нарушение на технологията на работа или ремонт. В същото време индикаторът K ^ показва по-голяма излишък на конструкцията по отношение на твърдостта, следователно, за по-икономично използване на материали и компоненти, броят на лагерите в предната опора може да бъде намален.

Проучване в работилница на една от машините показа, че радиалната твърдост на шпинделния възел, определена от резултатите от измерването на изместването на фланеца, има неприемливо ниска стойност от 0,28 N/μm. При разглобяването на неуспешен шпинделен комплект беше установено, че има значително износване на клетките на предните опорни лагери и използваната грес се превръща в тъмна вискозна мастика, губи смазочните си свойства и кокса, в резултат на което лагерите се разрушават.

По време на ремонта използвахме различни видове местни и вносни смазочни материали, препоръчани от справочни ръководства за лагери на шпинделски агрегати, но всички използвани смазочни материали бяха коксирани. По време на проверката на машините не са установени нарушения на работните условия и технология.

По този начин беше установено, че повредите на шпинделните възли са следствие от неуспеха на производствения процес на ремонт, тъй като бяха използвани грес, които не бяха предоставени от производителя на металорежещите машини.

Въпреки факта, че е установена причината за разрушаването на лагерите на лагерите на шпиндела, е необходимо да се открият причините за унищожаването на използваните смазки и да се определят стабилните грес за инспектираните шпинделни възли.

Възможни причини за разграждане на мазнините. В резултат на експертното становище бяха формулирани възможни причини (хипотези) за унищожаването на мазнините.

1. Ниско качество на ремонта, което води до висока температура в зоната на контакт на търкалящите се елементи и лагерните пръстени, което води до разрушаване на смазочни материали.

2. Лош дизайн на уплътнението на фланеца, използващ струя сгъстен въздух. Въздушната струя, заедно с охлаждащата течност и абразивния прах, прониква през лабиринтното уплътнение в зоната на лагера и ги замърсява с абразивен прах, който разрушава лагерите.

3. Налице е химическо взаимодействие на мазнината с охлаждащата течност, която прониква в лагерната зона, което води до унищожаване на мазнината.

За да се провери качеството на ремонта и техническото състояние на ремонтираните шпинделни възли (хипотеза 1), беше необходимо да се извършат редица диагностични тестове на техните работни (диагностични) параметри: твърдост (съответствие), температура, вибрации, радиални аксиално изтичане на шпиндела и др. За всеки избран диагностичен параметър, оригинална процедура con-

trol и определи максимално допустимите стойности. Качеството на ремонта на сглобката на шпиндела е определено чрез сравняване на стандартите за технически условия, изчислени и експериментални данни за избраните параметри.

Изчисляване на допустимите стойности на осовата плътност и добив на шпиндела. В изследваните машини шпиндела на устройството за превръзка на колелата е монтиран на опори, които използват ъглови контактни лагери, предварително натоварени с аксиална сила FH (аксиална интерференция). Стойността на този параметър определя статичните и динамичните свойства на сглобката на шпиндела, точността на обработката на продуктите и експлоатационния живот. Следователно, бяха определени необходимата стойност на силата FH и допустимите гранични стойности на аксиалната интерференционна сила.

Аксиалната тяга FH на ъглово-контактните лагери на шпиндела може да варира в широки граници в зависимост от големината на радиалното натоварване P. Допустимите стойности на FH са посочени в техническата литература и специалните насоки.

За даден шпинделен блок с лагери с диаметър на отвора 55 mm, стойностите на аксиалната сила на смущения minFH, maxFH са съответно равни на 300, 900 N.

При работа на шпинделни възли е желателно да се осигури достатъчна, но минимална стойност на аксиалната сила на смущения, тъй като безопасността на смазката в лагерите, температурата в зоната на търкалящия елемент и износването на частите зависят от това. Стойността на аксиалната интерференционна сила FH на лагерите за специфични стойности на радиалната сила P

може да се определи по формулата [2] FH = P ■ K ■ tgа, където K = 1,67 е коефициентът на еднородност на натоварването на търкалящите се елементи; tg a - ъгъл на контакт на лагера.

За предните лагери на тествания шпинделен блок радиалната сила P = 810 N (съгласно TU), която определя аксиалната сила на смущения

FH = P ■ K ■ tg26 = 810 • 1,67 • 0,4877 = 658 H - 66 kgf.

За задните лагери FH се изчислява от радиалната сила на натоварване, причинена от опорните реакции от режещите сили. В този случай можете да изберете усилието (светлинни смущения) FH = 300 N = 30 kgf.

Не е възможно обаче директно измерване на аксиалната смущаваща сила FH в сглобения блок, поради което при оценка на техническото състояние на шпинделния блок се проверяват други параметри, които позволяват да се контролира аксиалната интерференция на лагерите и да се определи състоянието на шпиндела лагери. Най-информативните параметри от групата на статичните характеристики са радиална и аксиална твърдост (съответствие).

За целите на диагностиката и оценката на техническото състояние на шпинделния блок се избира PR на радиално съответствие, което може да се определи от резултатите от измерването на изместванията в контролните точки под действието на посочените сили и чрез изчисляване с използване математически модел на шпинделната единица. За диагностика допустимите стойности на съответствието на сглобката на шпиндела бяха определени чрез изчисление, тъй като стойностите на този показател не бяха посочени в техническата документация.

Изчисляването на коефициентите на съответствие (твърдост) на шпинделния възел може да се извърши въз основа на конструктивна схема, при която шпинделът се разглежда като стъпаловидна греда, разположена върху две еластични опори A, B, всяка от които замества една или два лагера (фиг. 1). Диаграмата показва шарнирни еластични опори A и B, които имат линейно (радиално) Ea, Eb и ъглово съответствие Ga, Gb. Освен това тук: J - инерционен момент на участъка на разстоянието на шпиндела; JK = ßJ - инерционен момент на участъка на конзолната част на шпиндела; L, LK - разстояние между опорите и дължината

За по-нататъшно четене на статията трябва да закупите пълния текст. Статиите се изпращат във формат PDF на пощата, посочена при плащане. Времето за доставка е по-малко от 10 минути. Цена на една статия - 150 рубли.