Уменьшение люфта ниже 0,005″
Если вы просматриваете эту страницу, я предполагаю, что у вас уже есть переделанная машина с «хорошими» деталями (например, ШВП), вы избавились от большей части люфта (допустим, вы снизились до 0,005). ″ Или меньше), но люфт все равно слишком велик.
Что мне делать?
Во-первых, убедитесь, что на вашем станке действительно есть хорошие детали и что они установлены наиболее выгодным способом. Если у вас есть какие-либо сомнения, вы можете снова быстро просмотреть верхнюю часть этой страницы. Итак, у вас есть хорошие детали, но люфт все еще есть. Как приступить к диагностике? Прежде всего необходимо четко понимать какого вида ШВП или ходовой винт используется у вас. Есть всего несколько областей, которые могут быть источниками люфта на данной оси:
- Ходовой винт и гайка
- Установка ходового винта и / или гайки
- Механизм привода двигателя
- Направляющие скольжения и / или зацепы
- Изгиб и жесткость машины
Давайте рассмотрим каждый из них, опишем, как там может развиться обратная реакция, и обсудим, что вы можете сделать, чтобы устранить эту причину, если вы диагностируете ее как проблему.
Я предполагаю, что вы используете не коммерческие линейные направляющие на шарикоподшипниках, а используете те или иные традиционные способы с регулируемыми упорами.
Правильная смазка крайне важна! Убедитесь, что направляющие должным образом смазаны. Я не хочу упускать из виду этот важный момент, но пока мы на нем, убедитесь, что ваш шариковый винт, шариковая гайка и радиально-упорные подшипники также имеют надлежащую смазку. Помните, что любое ненужное трение может превратиться в силы, которые хотят что-то согнуть или отклонить, и может привести к люфту.
Фактически, сейчас хорошее время, чтобы затронуть тему автоматической системы смазки. Лично я всегда вкладываю средства в автоматическую масленку для любой машины, которая требует смазки в пути. Я воочию видел, что происходит из-за непостоянной смазки, и зрелище не очень хорошее.
Рекомендуется как можно плотнее затягивать упоры, но при это важно не перетянуть. Легче сказать, чем сделать.
Если упоры слишком тугие, это вызывает ненужное трение, которое затем приводит к изгибу или заеданию / скольжению, что приводит к люфту. Если слишком свободно, в системе может быть люфт.
В конце концов, вам нужно постепенно затягивать упоры и измерять люфт при каждом затягивании. Люфт должен постепенно уменьшаться, пока вы не зайдете слишком далеко, после чего он снова подпрыгнет. Попробуйте найти золотую середину, будучи более информированными.
Я часто задавался вопросом, не станет ли измерение крутящего момента, прилагаемого к регулировочным винтам, способом сделать это немного более систематическим и научным. На то, чтобы сделать это правильно с первого раза, у вас могут уйти буквально часы, но оно того стоит.
Критически важно уравновесить силы, если у вас нет конических упоров. Конические планки имеют один регулировочный винт, который изменяет натяжение по всей длине планки. Для не конусных планок используется несколько регулировочных винтов по длине планки, и задача состоит в том, чтобы выставить все ровно. Опять же, мне интересно, не будет ли цифровой динамометрический ключ шпаргалкой, чтобы все это сбалансировать должным образом. Метод проб и ошибок: затянуть, измерить люфт, промыть и повторить
Что касается более аналитических подходов, у меня есть два предложения. Во-первых, вы можете просто отрегулировать упоры, систематически измеряя люфт, и прекратить работу, когда люфт минимален, а ходовой винт все еще можно повернуть. Обратите внимание, что минимальный люфт может не оказаться при максимальной герметичности балки, поэтому мы измеряем люфт каждый раз, когда затягиваем планку.
Установите упоры на основе наклона, перпендикулярного оси
Мне сказали, что второй аналитический подход — это заводская процедура Бриджпорта для настройки гибов. Используйте индикатор показаний 0,0001 и измерьте уклон на слайде.
Пример: для оси X поместите основание магнита на конец седла и положите иглу на стол. На этом конце стола нажмите и отпустите. Затем потяните и отпустите. Разница в величине зазора в слайде. Повторите то же самое на другом конце седла. Отрегулируйте упор в новой машине с небольшим износом, чтобы получить показание 0,0005. Машину с большим износом необходимо проверять со столом ближе к концу пути.
Та же процедура используется для установки седла на коленный упор. Должен быть некоторый зазор для масляной пленки, и эта пленка также помогает гасить вибрацию.
На машине с закаленными и отшлифованными направляющими на движущемся элементе процедура состоит в том, чтобы установить зазор почти на ноль. 0,0001″ — хорошее число. Это снова практика проверки люфта при установке упоров, разница в том, что завод в Бриджпорте знал, какой люфт ожидать от новой машины.
Prototrak хочет, чтобы вы отрегулировали их токарные станки так, чтобы поперечный суппорт имел наклон не более 0,001 дюйма перпендикулярно оси. Используйте свои измерители нагрузки
Теперь предположим, что у вас есть станок с ЧПУ. Есть ли измерители нагрузки на каждой оси? Если это так, у вас может быть ярлык для последовательной регулировки гибкости, потому что измеритель нагрузки покажет вам, насколько они у вас тугие. По этой и другим причинам я установил измерители нагрузки на мой преобразователь с ЧПУ для фрезерного станка IH. Измеритель нагрузки — это просто амперметр на оси источника постоянного тока, прежде чем он попадет на плату драйвера, поэтому добавить их не составит труда. Как правило, предлагается установить упоры так, чтобы нагрузка на вашу ось составляла около 30%.
Я пробовал это на преобразователе ЧПУ Industrial Hobbies. У меня были измерители нагрузки по всем осям.. Я обнаружил, что они слишком непоследовательны и недостаточно чувствительны. Показания могут сильно отличаться в зависимости от точного положения стола. Вероятно, все это было из-за плохого качества способов, но сделало метод непригодным для использования. Я добился лучших результатов с минимальным люфтом.
Используйте динамометрический ключ
Southwestern Industries (ProtoTrak) устанавливает герметичность на своих токарных станках с ЧПУ с помощью динамометрического ключа. Они рекомендуют крутящий момент 15 дюймов / фунт — все, что требуется для поворота ШВП.
Регулировка линейного слайда
Если вы используете линейные салазки на шарикоподшипниках, и у вас есть два из них на оси, действительно ли они параллельны, или они заедают, потому что это не так? Последнее приведет к изгибу, если вы переборщите его с помощью комбинации мощного двигателя и ходового винта. Вы должны сделать их параллельными приемлемому стандарту.
Ходовой винт и гайка
Упоры настроены, и вы все еще ищете люфт. Что дальше? Все ли прикручено к машине, нет ли люфта или прогиба? Просто проверьте его внимательно, возможно, даже разобрав и снова собрав, чтобы убедиться, что все хорошо затянуто. Убедитесь, что ходовой винт проходит параллельно направлению движения оси, иначе в какой-то момент он может заедать, что может вызвать изгиб и, следовательно, люфт в системе. Если у вас есть доступ для этого, попробуйте приложить индикатор к точкам крепления шарико-винтовой передачи и шариковой гайки, чтобы проверить наличие небольшого прогиба там, где его не должно быть. Если вы их найдете, вам понадобится либо более крепкий кронштейн, более мощный метод монтажа, либо меньшее трение в системе (слишком туго натянутые перемычки? Все смазано должным образом? Пути в хорошей форме?).
Вы также можете попробовать установить магнитное основание индикатора на столе, а наконечник индикатора — на шариковую канавку винта. Попробуйте передвинуть стол вручную. У вас не должно быть возможности перемещать его далеко (<0,0005 ″ на коммерческом станке с ЧПУ). Если у вас слишком большой люфт, соединение между шариковой гайкой и шарико-винтовой передачей недостаточно туго (требуется предварительный натяг? ШВП или гайка слишком изношены?) Или крепление гайки может быть ослаблено.
У вас есть достаточно крепкий ходовой винт? Во многом это зависит от диаметра. Узнайте, какие компании, такие как Hiwin, используют в своих преобразованиях в Бриджпорт. Вы купили маленькую шаровидную гайку, предназначенную для более легкого применения? Если это так, вероятно, он изгибается, когда вы пытаетесь создать с его помощью слишком большую силу.
Монтаж с помощью ходового винта и / или гайки (такие подшипники, как OMG, дорогие!)
Хорошо, мы потратили много времени на это выше. Но, возможно, вы купили более дешевые подшипники, чем нужно для вашего применения. Возможно, вы захотите сохранить это напоследок, потому что, если все остальное не поможет, вы столкнетесь с дорогостоящим предложением модернизации (возможно, уже дорогих подшипников) до некоторых лучших (даже более, возможно, намного более) дорогих подшипников. Попробуйте придумать способ измерить только зазор между шарико-винтовой передачей и подшипниками. Отсоедините гайку от крепления, расположите циферблатный индикатор так, чтобы он считывал конец подшипникового конца шарико-винтовой передачи, и попытайтесь надавить и потянуть за дальний конец. Учитывая некоторые из значений предварительной нагрузки, о которых мы говорили (от 125 фунтов до 500 фунтов), вам может потребоваться изрядное усилие толкания / тяги. Если здесь слишком большой люфт, у вас могут быть проблемы с креплением шарико-винтовой передачи, скорее всего, с подшипниками.
Вы также можете запустить тест с вращением ШВП. У большинства ШВП на конце есть углубление. Вы можете положиться на конец, чтобы быть верным, но вы можете поместить шарикоподшипник в углубление, а затем указать на шарикоподшипник. Шариковый подшипник можно удерживать на месте небольшим количеством смазки или суперклея. Это один из лучших способов измерить движение ШВП в подшипниках.
Убедитесь, что подшипники установлены правильно. Правильно ли они обращены друг к другу в конфигурации DF или один перевернут? Проверьте момент затяжки контргайки на предмет надлежащего предварительного натяга. А как насчет монтажного блока для подшипников? Они там плотно или могут двигаться? Проверьте проставки, прокладки и все это на посадку. Помните, мы говорили о том, что в самых точных проектах многое из этого требует точности шлифования? Как насчет ШВП и гайки? Попробуйте сделать противоположное предыдущему измерению. Оставьте шариковую гайку установленной, но снимите подшипники, поддерживающие оба конца. Подумайте о том, чтобы перезарядить несколько негабаритных шаров, но начинайте с небольшого приращения.
Механизм привода двигателя для люфта ниже 0.05
Пружинные муфты имеют плохую репутацию в том, что касается люфта, особенно если требуется большой крутящий момент. Лучше, если вы соединение напрямую, но лучше всего с зубчатым ремнем. Убедитесь, что ваши ремни не слишком изношены и правильно натянуты. Оба шкива надежно закреплены на валах? В коммерческих станках с ЧПУ будут использоваться очень тугие шпонки и конусный фиксатор на валу. Мы говорим об экзотическом приводе с использованием шестеренок? Попробуйте предварительно натянуть шестерню на стойку и надейтесь на лучшее. Если у вас есть система, связанная с сервоприводом, не упускайте из виду возможность того, что настройка требует настройки или что энкодер имеет некоторую степень механического люфта относительно двигателя по какой-то причине, даже если двигатель не имеет люфта относительно самого винта. Возможно, крепление энкодера каким-то образом ослабло. Если крепление энкодера может двигаться или сгибаться, это повлияет на обратную связь, которую он дает о том, что делает двигатель, и это может быть фантомным источником люфта, даже когда все остальное работает хорошо!
Важность для установки люфта ниже 0.001 изгиба и жесткости машины
Если вы приложите слишком много усилий для машины, что-то прогнется. Это может быть шариковый винт, опора для радиально-упорных подшипников, шаровые опоры или какая-то важная часть машины, которая поддерживает какие-либо предметы. Если вы получаете люфт ниже одной тысячной, все это следует учитывать. Попробуйте использовать более низкие скорости для перемещения вашей оси и посмотрите, какой эффект — меньшая сила передается в систему при более низких скоростях. Попробуйте придумать способы измерения изгиба с помощью индикатора с круговой шкалой. Где-то там есть слабое звено, и вам нужно его найти и укрепить.
Однажды я прочитал отчет о машине с треснувшим креплением для шарико-винтовой передачи. Подозрение заключалось в том, что такелажники поломали его при перемещении машины. Чтобы трещина прогнулась, потребовалось много усилий, так что этому парню потребовалось немало времени, чтобы понять откуда люфт, но в конце концов он ее нашел.
Удачи в этой части!
Я знаю, это привередливое и кропотливое дело, и в нем есть что-то черное. Постарайтесь следовать по пути сил: двигатель вращает шарико-винт, удерживаемый подшипниками. Шариковые винты перемещают шариковую гайку, которая удерживается монтажным кронштейном. Упомянутый монтажный кронштейн передает усилие на перемещаемую ось, и эта ось перемещается таким образом, что прикладывает силы, чтобы удерживать ее в правильном и истинном направлении движения. Если все эти вещи успешно работают в сочетании с минимально необходимыми силами, жизнь прекрасна. Если они конфликтуют друг с другом, эта битва — это беспричинное применение силы, и это вполне может привести к ответной реакции. Ваша задача — выследить эти маленькие ссоры и положить им конец. Подходите к этому как к систематической программе тестов и экспериментов. Держите записную книжку. Все измерить. Попробуйте столько способов, сколько сможете. Постарайтесь логически подумать о том, что все это значит и как все это сочетается друг с другом. В какой-то момент вы решите, что все достаточно хорошо.
