Уменьшение люфта ниже 0,005″

Если вы читаете эту статью, вероятно, у вас уже есть модернизированный станок с «хорошими» деталями, такими как шарико-винтовая передача (ШВП), и вы уменьшили люфт до 0,005 дюйма или меньше. Но даже этот люфт все еще слишком велик.

Что же делать дальше?

Во-первых, убедитесь, что все детали установлены правильно. Если у вас есть сомнения, пересмотрите верхнюю часть этой страницы. Теперь, когда у вас есть хорошие детали, но все равно остается люфт, как приступить к диагностике? Прежде всего, важно понимать, какой тип ШВП или ходового винта у вас используется. Основные области, которые могут быть источниками люфта на данной оси, включают:

• Ходовой винт и гайка
• Установка ходового винта и/или гайки
• Механизм привода двигателя
• Направляющие скольжения и/или упоры
• Изгиб и жесткость машины

Рассмотрим каждую из этих областей, как в них может возникнуть люфт и что можно сделать для его устранения.

Я предполагаю, что вы используете традиционные направляющие с регулируемыми упорами, а не коммерческие линейные направляющие на шарикоподшипниках.

Правильная смазка крайне важна! Убедитесь, что все направляющие должным образом смазаны. Это относится также к ШВП, шариковым гайкам и радиально-упорным подшипникам. Любое ненужное трение может вызвать изгиб или отклонение, что приведет к люфту.

Сейчас хорошее время, чтобы рассмотреть автоматическую систему смазки. Я всегда вкладываю средства в автоматическую масленку для любой машины, требующей смазки. Непостоянная смазка приводит к износу и люфту.

Регулировка упоров важна. Нужно затягивать их как можно плотнее, но не перетянуть. Слишком тугие упоры создают ненужное трение, вызывая изгиб и заедание, что приводит к люфту. Слишком свободные упоры допускают люфт в системе.

Постепенно затягивайте упоры, измеряя люфт при каждом затягивании. Люфт должен уменьшаться до определенного момента, после которого он снова начнет увеличиваться. Найдите оптимальный баланс.

Измерение крутящего момента, прилагаемого к регулировочным винтам, может помочь сделать этот процесс более точным. Это кропотливая работа, но она того стоит.

Важно уравновесить силы, особенно если у вас нет конических упоров. Конические планки имеют один регулировочный винт для изменения натяжения по всей длине планки. Неконические планки используют несколько регулировочных винтов, и их нужно выравнивать равномерно. Цифровой динамометрический ключ может помочь в этом.

Два аналитических подхода для регулировки упоров: измеряйте люфт и прекратите регулировку, когда люфт минимален и ходовой винт все еще может свободно вращаться. Второй подход — использование заводской процедуры Бриджпорта для настройки гибов. С помощью индикатора измеряйте уклон на слайде.

Пример: для оси X поместите основание магнита на конец седла и иглу на стол. Нажмите и отпустите, затем потяните и отпустите. Разница в показаниях — это зазор в слайде. Повторите на другом конце седла. Отрегулируйте упор так, чтобы зазор составлял 0,0005 на новой машине и проверяйте на разных участках пути.

Та же процедура используется для настройки седла на коленный упор. Должен быть небольшой зазор для масляной пленки, которая помогает гасить вибрацию.

На машинах с закаленными и отшлифованными направляющими зазор должен быть практически нулевым (0,0001 дюйма). Проверяйте люфт при настройке упоров.

Prototrak настаивает, чтобы поперечный суппорт имел наклон не более 0,001 дюйма. Используйте измерители нагрузки для регулировки гибкости. Это ярлык для последовательной регулировки упоров, так как измеритель нагрузки покажет, насколько они тугие. Я установил измерители нагрузки на своем преобразователе с ЧПУ для фрезерного станка IH. Они показали, что метод непоследователен и недостаточно чувствителен, возможно из-за качества способов, но это помогло уменьшить люфт.

Используйте динамометрический ключ Southwestern Industries (ProtoTrak) настраивает упоры с помощью динамометрического ключа. Они рекомендуют момент затяжки 15 дюймов/фунтов — достаточно для поворота ШВП.

Регулировка линейных направляющих

Если у вас есть линейные направляющие на шарикоподшипниках, убедитесь, что они параллельны. Если направляющие не параллельны, они могут заедать, вызывая изгиб и люфт. Выравнивайте их до допустимого стандарта.

Ходовой винт и гайка

Если упоры настроены, но люфт все еще есть, проверьте, нет ли ослабленных или прогибающих деталей. Проверьте, параллелен ли ходовой винт направлению движения оси, иначе он может заедать и вызывать люфт. Проверьте шариковые винты и гайки на износ и убедитесь, что они надежно закреплены.

Попробуйте установить магнитное основание индикатора на столе и наконечник индикатора на шариковую канавку винта. Передвиньте стол вручную — люфт должен быть минимальным (<0,0005 дюйма). Если люфт слишком большой, это может быть связано с недостаточной натяжкой соединения между гайкой и ШВП или износом ШВП.

Проверьте, достаточно ли крепок ходовой винт. Маленькие шаровидные гайки, предназначенные для легких приложений, могут изгибаться при высоких нагрузках.

Установка ходового винта и/или гайки

Если вы купили более дешевые подшипники, возможно, они не подходят для вашего применения. Попробуйте измерить зазор между шарико-винтовой передачей и подшипниками. Отсоедините гайку, установите циферблатный индикатор и попытайтесь надавить и потянуть за дальний конец. Если люфт слишком велик, проверьте крепление ШВП и подшипников.

Проверьте правильность установки подшипников: правильно ли они ориентированы и надежно ли закреплены. Проверьте момент затяжки контргайки и монтажные блоки подшипников.

Механизм привода двигателя

Пружинные муфты могут создавать люфт, особенно при больших крутящих моментах. Лучше использовать прямое соединение или зубчатый ремень. Убедитесь, что ремни не изношены и правильно натянуты. Все шкивы должны быть надежно закреплены на валах. Если у вас есть система с сервоприводом, проверьте настройки и убедитесь, что энкодер надежно закреплен.

Изгиб и жесткость машины

Если усилие слишком велико, машина может прогнуться. Это может быть шариковый винт, опора подшипников, шаровые опоры или другая важная часть машины. Если люфт меньше одной тысячной, все это следует учитывать. Попробуйте использовать более низкие скорости для перемещения оси и измерить изгиб с помощью индикатора.

Однажды я слышал о машине с треснувшим креплением для шарико-винтовой передачи. После долгих поисков причина люфта была найдена.

Заключение

Диагностика и устранение люфта — это кропотливая работа. Следуйте по пути сил: от двигателя через ШВП и гайки к перемещаемой оси. Если все работает правильно с минимальными силами, ваша система будет стабильной. Если есть конфликтующие силы, это может привести к люфту. Подходите к этому систематически, измеряйте все и проводите эксперименты. Записывайте результаты и логически анализируйте их. В какой-то момент вы достигнете желаемого результата.