Panduan Inspeksi dan Perawatan Sekrup Bola

Mulai Di Sini: Sesuaikan Gejala Anda dengan Penyebabnya

Sebelum membongkar apa pun, kenali apa yang sebenarnya dilakukan mesin tersebut. Komponen yang sama - dengan bantalan penopang yang aus, misalnya - dapat menimbulkan gejala berbeda tergantung pada kerusakannya. Bekerja dari gejala ke belakang lebih cepat dan lebih dapat diandalkan dibandingkan memeriksa setiap komponen secara berurutan.

Gunakan tabel ini sebagai titik masuk Anda. Bagian 1 sampai 5 di bawah masing-masing membahas satu area secara rinci.

Bagian 1: Mendukung Permainan Aksial Bantalan

Bantalan penopang menahan poros sekrup pada posisi aksial tetap di setiap ujungnya. Ketika sekrup tersebut mengalami permainan - karena mur pengunci kendor, race yang aus, atau beban awal yang salah - poros sekrup itu sendiri bergerak secara aksial di bawah beban. Gerakan aksial ini langsung menyebabkan kesalahan posisi dan merupakan salah satu penyebab paling umum terjadinya serangan balik pada mesin CNC.

Bagaimana mengukur gerak aksial dengan benar

Pengukuran harus dilakukan langsung pada poros sekrup, bukan pada mur atau meja mesin. Pengukuran di meja menggabungkan berbagai sumber kesalahan dan tidak memungkinkan untuk mengisolasi bantalan.

Peralatan yang dibutuhkan:Indikator putaran dasar-magnetik, resolusi 0,001 mm atau lebih baik.

Prosedur:

1. Pasang indikator dial pada permukaan referensi tetap - rangka mesin atau perlengkapan berat yang dibaut ke meja. Ujung probe harus menyentuh permukaan ujung poros sekrup, berpusat pada sumbu poros.
2. Kunci mur agar tidak bergerak sepanjang poros selama pengujian. Jangan biarkan mur memberikan gaya reaksi aksial - karena hal ini akan membebani mur dan bukan bantalan.
3. Berikan gaya dorong aksial yang stabil ke poros dengan tangan, kira-kira 10–20N. Perhatikan pembacaan indikator.
4. Berikan gaya tarik aksial tetap pada arah berlawanan dengan gaya yang sama. Perhatikan bacaannya.
5. Pergerakan indikator total antara dorong dan tarikan adalah permainan aksial rakitan bantalan pendukung.

Interpretasi:

• Kurang dari 0,005mm: Dapat diterima untuk sebagian besar aplikasi CNC.
• 0,005–0,015mm: Garis Batas. Periksa kembali kondisi mesin cuci pramuat dan torsi mur pengunci sebelum memutuskan penggantian.
• Lebih dari 0,015 mm: Permainan bantalan berkontribusi terhadap kesalahan pemosisian. Selidiki penyebabnya sebelum memasang kembali.

Apa yang ditunjukkan oleh pengukuran tersebut kepada Anda:

Jika ada permainan yang terjadi tetapi bantalan terasa mulus saat diputar dengan tangan, kemungkinan besar penyebabnya adalah mur pengunci yang kendor atau washer muatan awal yang terkompresi seiring berjalannya waktu. Kencangkan kembali mur pengunci ke torsi yang benar dan periksa kembali. Jika permainan kembali dalam waktu singkat, mesin cuci sudah lelah dan perlu diganti.

Jika terdapat permainan dan bantalan terasa kasar, takik, atau terdapat goyangan radial saat diputar, maka bantalan itu sendiri sudah aus dan perlu diganti. Menyesuaikan beban awal pada bantalan yang aus hanya memberikan perbaikan sementara.

Preload yang benar untuk bantalan pendukung

Bantalan penopang pada sekrup bola biasanya merupakan bantalan kontak bersudut yang dipasang dalam konfigurasi tetap-tetap atau tetap-bebas. Kondisi pemasangan yang benar adalah sedikit beban awal aksial - yang cukup untuk menghilangkan jarak bebas internal dan mencegah bantalan menjadi longgar akibat beban balik, namun tidak terlalu banyak sehingga menghasilkan panas berlebihan atau mengurangi masa pakai bantalan.

Bantalan penopang yang dimuat sebelumnya dengan benar seharusnya tidak menunjukkan gerakan aksial yang terdeteksi di bawah gaya tangan 10–20N yang diterapkan pada ujung poros. Poros harus berputar dengan lancar tanpa variasi takik atau hambatan. Setelah berjalan pada kecepatan pengoperasian selama 15–30 menit, rumah bantalan harus hangat saat disentuh (30–50 derajat di atas suhu sekitar) tetapi tidak panas.

Jika bantalan pengganti sedang dipasang, gunakan spesifikasi bantalan yang sama dengan aslinya. Bantalan kontak sudut untuk penyangga sekrup bola biasanya tersedia dalam konfigurasi sudut kontak 15 derajat, 25 derajat, atau 60 derajat - sudut kontak asli harus dipertahankan, karena sudut yang berbeda mempunyai kapasitas beban aksial dan kekakuan yang berbeda.

Bagian 2: Pemeriksaan dan Perbaikan Kelonggaran Mur

Jarak bebas aksial pada mur-terkait dengan keausan, bukan penyetelan-seperti halnya beban awal bantalan. Bola dan lintasan pada mur mengakumulasi-keausan mikro seiring berjalannya waktu, yang secara bertahap meningkatkan jarak internal antara bola dan lintasan. Ketika jarak bebas ini menjadi cukup besar, hal ini akan muncul sebagai serangan balik di meja mesin - yang paling terlihat sebagai kesalahan posisi yang hanya muncul ketika sumbu berbalik arah.

Mengukur jarak bebas mur

Sebelum mengukur jarak bebas mur, pastikan gerak aksial bantalan penopang berada dalam spesifikasi (Bagian 1) dan semua sekrup sambungan flensa sudah kencang (Bagian 3). Salah satu dari faktor-faktor ini, jika ada, akan mencemari pengukuran jarak bebas mur.

Prosedur:

1. Pasang dial indikator pada meja mesin (bukan pada mur atau poros), dengan probe menyentuh referensi tetap pada rangka mesin.
2. Gerakkan sumbu ke titik tengah perjalanannya dan berhenti.
3. Berikan beban aksial ringan ke meja dalam arah positif (tekan) dan nolkan indikatornya.
4. Berikan beban aksial ringan ke arah negatif (tarikan) dengan gaya yang sama.
5. Pembacaan indikator adalah jarak bebas aksial total pada mur, dengan asumsi permainan bantalan telah dipastikan berada dalam spesifikasi.

Izin yang dapat diterima tergantung pada aplikasinya. Untuk otomatisasi umum dengan presisi C7, hingga 0,05 mm sering kali dapat diterima. Untuk pemesinan CNC dengan persyaratan presisi C5, jarak bebas mur biasanya harus dijaga di bawah 0,01–0,02 mm.

Mur ganda (seri DFU): penyesuaian jarak bebas

Desain-mur ganda - seperti seri DFU - menggunakan penjarak presisi di antara kedua bagian mur untuk menghasilkan pramuat internal. Ketika jarak bebas bertambah, penjarak dapat diganti dengan yang sedikit lebih tebal untuk memulihkan beban awal dan menghilangkan jarak bebas.

Peningkatan ketebalan spacer yang diperlukan tergantung pada jarak bebas yang diukur dan geometri sirkuit bola. Sebagai titik awal, penambahan penjarak sebesar 1,5–2 kali jarak bebas terukur kira-kira akan mengembalikan jarak bebas nol. Penyesuaian halus dilakukan dengan mengukur jarak bebas setelah setiap penggantian spacer hingga target tercapai.

Setelah penyetelan, jalankan sumbu melalui langkah penuh pada kecepatan normal dan periksa suhu mur. Mur ganda yang dipasang dengan benar akan bekerja 5–10 derajat lebih hangat dibandingkan mur tunggal yang jaraknya disetel. Jika mur menjadi jauh lebih panas dari suhu ini setelah penyetelan, peningkatan spacer terlalu besar dan beban awal berlebihan - sehingga menyebabkan ukuran spacer berikutnya menjadi lebih kecil.

Perhatikan bahwa penyetelan spacer hanya dapat mengkompensasi jarak bebas yang disebabkan oleh keausan. Jika raceways menunjukkan lubang, pengelupasan, atau kerusakan permukaan, penyetelan spacer tidak akan mengembalikan akurasi - rakitan mur perlu diganti.

Mur tunggal (seri SFU): kapan harus menyetel dan kapan harus mengganti

Desain-mur tunggal tidak memiliki mekanisme penyesuaian spacer. Jarak bebas internal ditentukan oleh diameter bola dan geometri raceway. Ketika jarak bebas timbul karena keausan, ada dua opsi:

Opsi 1 - Ganti dengan bola berukuran besar

Jika keausannya kecil (jarak bebas diukur kurang dari 0,05 mm dan tidak ada kerusakan raceway yang terlihat), mengganti bola dengan diameter sedikit lebih besar dapat memulihkan beban awal internal dan menghilangkan jarak bebas. Kenaikan penggantian bola standar adalah +0.025mm dan +0.050mm di atas diameter bola nominal.

Sebelum mencoba ini, periksalah lintasan balap secara visual dan dengan merasakan. Jalankan jari Anda di sepanjang poros sekrup yang terbuka di area yang tertutup mur. Arena balap harus terasa mulus dan seragam. Jika Anda merasakan tonjolan, lubang, atau kekasaran, penggantian bola tidak akan mengembalikan performa - geometri jalur balap tidak lagi benar, berapa pun ukuran bola.

Saat mengganti bola, semua bola di sirkuit harus diganti dengan batch yang sama dan grade oversize yang sama. Pencampuran bola dengan diameter berbeda - bahkan sebesar 0,005 mm - menciptakan distribusi beban yang tidak merata dan mempercepat keausan pada bola yang dibebani. Pesan satu set pengganti lengkap daripada bola individual.

Setelah memasang bola berukuran besar, periksa torsi yang berjalan dengan memutar poros dengan tangan. Hambatannya harus sedikit lebih tinggi dari sebelumnya (beban awal meningkat) tetapi putarannya harus mulus sepanjang perjalanan penuh. Jika poros terasa kencang atau tidak beraturan pada titik mana pun, pertambahan ukuran berlebih terlalu besar untuk kondisi keausan sebenarnya - kembali ke pertambahan yang lebih kecil.

Opsi 2 - Ganti mur atau seluruh rakitan sekrup-dan-mur

Jika keausan raceway terlihat, jika jarak bebas yang diukur melebihi 0,05 mm, atau jika persyaratan akurasinya C5 atau lebih ketat, rakitan mur harus diganti daripada disetel. Untuk seri SFU, mur pengganti tersedia sebagai item stok standar dan dapat dipasang tanpa mengganti poros sekrup jika porosnya sendiri tidak rusak.

Saat memesan mur pengganti, tentukan diameter nominal sekrup, timah, dan jenis mur. Jika tingkat presisi aslinya tidak diketahui, ukur diameter poros sekrup dan timah dengan mikrometer dan pengukur pitch - yang biasanya cukup untuk mengidentifikasi pengganti yang benar.

Bagian 3: Sambungan Flensa dan Kelonggaran Mekanis

Sekrup flensa yang longgar adalah salah satu sumber kelonggaran sekrup bola yang paling sering diabaikan. Mur dipasang ke kereta mesin melalui permukaan flensa, diamankan dengan empat atau lebih sekrup penutup. Seiring waktu, getaran dan beban balik secara bertahap dapat membuat sekrup ini mundur, sehingga menimbulkan jarak antara permukaan flensa dan media.

Jenis kelonggaran ini mudah untuk salah didiagnosis sebagai kelonggaran mur atau kelonggaran bantalan, karena gejala - serangan balik di meja - identik. Bedanya, kelonggaran flensa memiliki ciri-ciri: ketika meja didorong dan ditarik dengan tangan sambil memperhatikan badan mur, mur itu sendiri akan bergerak sedikit relatif terhadap kereta jika flensa kendor. Dengan kelonggaran mur, badan mur tetap terpasang dan poros bergerak di dalamnya.

Prosedur pemeriksaan:

1. Dengan mesin stasioner dan penggerak servo diaktifkan, dorong dan tarik meja dengan tangan sambil memperhatikan antarmuka antara flensa mur dan permukaan media.
2. Setiap bukaan atau pergerakan celah yang terlihat pada antarmuka ini menegaskan kelonggaran flensa.
3. Gunakan kunci torsi untuk memeriksa setiap sekrup flensa terhadap spesifikasi ukuran dan tingkat sekrup tersebut. Jangan mengandalkan sekrup flensa - yang terasa "nyaman" dengan tangan sering kali memiliki torsi yang kurang.
4. Jika ada sekrup yang kendor, kencangkan kembali semua sekrup dalam pola silang sesuai torsi yang ditentukan, lalu periksa kembali pengukuran jarak bebas meja.

Pencegahan:Oleskan senyawa pengunci-ulir ke sekrup flensa selama pemasangan awal dan setelah pemasangan ulang. Hal ini tidak mencegah pelepasan dengan kunci pas standar namun mencegah kelonggaran yang disebabkan oleh getaran-.

Bagian 4: Pelumasan - Mendiagnosis dan Memperbaiki Masalah dalam Servis

Kegagalan pelumasan pada sekrup bola dalam servis terjadi secara berbeda dengan masalah yang diatasi saat pemasangan. Pada mesin yang telah berjalan berbulan-bulan atau bertahun-tahun, masalah pelumasan yang paling umum terjadi adalah penipisan pelumas, degradasi pelumas, dan tersumbatnya jalur pengiriman pada sistem terpusat.

Mengenali masalah pelumasan

Indikator paling awal dan paling dapat diandalkan mengenai masalah pelumasan adalah peningkatan suhu pada mur. Jika lapisan pelumas tidak mencukupi, gesekan-bola pada lintasan meningkat, dan mur menjadi lebih panas. Suhu dasar yang dicatat pada saat commissioning - atau sekadar suhu pengoperasian konsisten yang diamati sepanjang waktu - membuat tren ini dapat dideteksi sebelum menyebabkan kerusakan.

Indikator lainnya:

• Peningkatan kebisingan, khususnya suara-berfrekuensi tinggi selama gerakan (bukan resonansi-frekuensi rendah akibat masalah kelonggaran mekanis)
• Peningkatan arus penggerak pada kecepatan konstan, terlihat di monitor penggerak servo
• Variasi kekasaran atau hambatan ketika sumbu digerakkan perlahan dengan tangan dengan penggerak dinonaktifkan

Jika salah satu gejala tersebut terjadi, jangan lanjutkan menjalankan alat berat pada beban dan kecepatan normal. Tambahkan pelumas terlebih dahulu dan periksa kembali.

Menambahkan pelumas ke instalasi yang sedang berjalan

Untuk mur dengan fitting gemuk, suntikkan gemuk secara perlahan melalui fitting saat sumbunya tidak bergerak. Gunakan jenis pelumas yang sama dengan yang digunakan pada pemasangan - jangan mencampur jenis pelumas. Dosis pengisian ulang khas untuk kacang SFU 2005 adalah 0,3–0,5 gram; untuk DFU 3210 yang lebih besar, kira-kira 1–1,5 gram.

Setelah menambahkan gemuk, jalankan sumbu melalui beberapa siklus-gerakan penuh yang lambat sebelum kembali ke pengoperasian normal. Pantau suhu mur selama 15–30 menit setelah melanjutkan kecepatan normal. Jika suhu kembali ke nilai dasar, masalah pelumasan teratasi. Jika tetap tinggi, masalahnya mungkin lebih parah - periksa mur apakah ada kontaminasi atau kerusakan.

Jalur pelumasan terpusat yang tersumbat

Pada mesin dengan sistem pelumasan oli terpusat, penyumbatan pada jalur distribusi atau katup pengukur merupakan penyebab umum kegagalan pelumasan lokal - sistem tampaknya beroperasi, namun satu atau lebih sekrup bola tidak menerima oli yang cukup.

Gejala saluran tersumbat bersifat lokal: satu sumbu menjadi panas atau berisik sementara sumbu lainnya normal. Untuk mendiagnosis, lepaskan jalur pengiriman pada fitting mur dan picu pulsa pelumasan secara manual dari kontrol mesin. Oli akan mengalir dari saluran yang terputus dalam beberapa detik. Tidak ada aliran, atau aliran yang sangat lambat, menandakan adanya penyumbatan.

Penyumbatan paling sering terjadi pada katup pengukur atau pada fitting mur itu sendiri, terutama jika pelumas diganti tanpa membilas sistem. Hilangkan penyumbatan dengan melepaskan sambungan segmen saluran yang terkena dampak dan meniupkannya dengan udara bertekanan-tekanan rendah, atau dengan mengganti katup pengukur jika tidak dapat dibersihkan.

Setelah dibersihkan, sambungkan kembali saluran, picu beberapa pulsa pelumasan manual, dan verifikasi aliran pada fitting mur sebelum menyambungkan kembali.

Kontaminasi di dalam mur

Jika mesin beroperasi di lingkungan dengan serpihan logam, cairan pendingin, atau debu halus, kontaminasi yang masuk ke dalam mur akan mempercepat keausan dan dapat menyebabkan kegagalan mendadak. Tanda-tanda kontaminasi meliputi ketahanan terhadap pasir saat poros digerakkan dengan tangan, gemuk berwarna gelap atau berubah warna yang terlihat pada segel mur, dan kelonggaran yang berulang dengan cepat setelah penyetelan.

Jika dipastikan ada kontaminasi, mur harus dilepas dan dibersihkan sebelum dilumasi ulang. Jangan hanya menambahkan gemuk baru di atas gemuk yang terkontaminasi - partikelnya akan terus mengikis saluran berapa pun jumlah pelumasnya.

Kondisi segel mur harus diperiksa setiap kali mur dilepas. Segel bibir yang aus atau rusak memungkinkan kontaminasi masuk terlepas dari frekuensi pelumasan. Segel pengganti tersedia untuk sebagian besar desain mur standar dan harus diganti setiap kali mur terlepas dari mesin.

Bagian 5: Masalah Parameter Drive Servo

Tidak semua masalah sekrup bola bersifat mekanis. Beberapa gejala getaran, perayapan, dan ketidakstabilan posisi berakar pada pengaturan parameter penggerak servo, bukan pada komponen mekanis.

Perbedaan utamanya adalah: masalah mekanis cenderung konsisten dan berulang - gejala yang sama pada posisi atau kecepatan yang sama, setiap siklus. Masalah parameter servo cenderung bervariasi - gejalanya berubah seiring kecepatan, beban, atau suhu, atau muncul dan hilang tanpa penyebab mekanis yang jelas.

Penguatan loop posisi

Penguatan loop posisi (Kp) menentukan seberapa agresif servo merespons kesalahan posisi. Jika Kp disetel terlalu tinggi untuk kekakuan mekanis sumbu - yang dapat terjadi setelah penggantian sekrup bola, perubahan beban, atau perubahan orientasi sumbu - sumbu akan berosilasi atau bergetar, terutama saat akselerasi dan perlambatan, dan khususnya pada kecepatan rendah.

Jika pola ini sesuai dengan gejala yang diamati, kurangi Kp sebesar 10–20% dan uji ulang. Kp yang benar adalah nilai tertinggi yang menghasilkan gerakan stabil dan mulus tanpa osilasi sepanjang kecepatan dan rentang beban aplikasi.

Penguatan loop kecepatan dan integral

Penguatan loop kecepatan (Kv) dan konstanta waktu integral mengontrol bagaimana penggerak merespons kesalahan kecepatan. Parameter putaran kecepatan yang tidak sesuai menghasilkan perayapan atau perburuan dengan kecepatan rendah - sumbu bergerak dalam serangkaian sentakan kecil, bukannya mulus.

Gejala ini sering disalahartikan dengan serangan balik sekrup bola karena keduanya menghasilkan gerakan tersentak-sentak saat pembalikan. Bedanya: backlash menghasilkan zona mati yang konsisten (rentang putaran motor tanpa pergerakan sumbu), sedangkan masalah putaran kecepatan menghasilkan gerakan tidak teratur sepanjang kayuhan, tidak hanya saat pembalikan.

Kapan harus memanggil keahlian servo

Penyetelan parameter servo pada drive modern bersifat berulang dan memerlukan akses ke fungsi pemantauan dan{0}}penyetelan otomatis drive. Uraian di atas memberikan titik awal untuk mendiagnosis apakah masalahnya terkait dengan parameter-, namun pengoptimalan penuh harus dilakukan oleh seseorang yang memahami sistem penggerak tertentu yang digunakan.

Jika parameter servo tidak berubah namun masalah muncul setelah perbaikan mekanis (penggantian bantalan, penggantian mur, atau penyesuaian pramuat), konfigurasi mekanis baru memiliki karakteristik kekakuan yang berbeda dan parameter penggerak perlu-dioptimalkan ulang untuk kondisi baru.

Jadwal Pemeliharaan Preventif

Pemeliharaan yang paling-efektif dari segi biaya adalah yang mencegah kegagalan, bukan meresponsnya. Jadwal di bawah ini adalah kerangka awal - interval yang tepat untuk mesin tertentu bergantung pada siklus kerja, lingkungan, dan persyaratan presisi, dan harus disesuaikan berdasarkan pengalaman aktual dengan mesin tersebut.

Ketika Inspeksi Menunjukkan Penggantian Diperlukan

Beberapa kondisi tidak dapat diperbaiki dengan penyetelan atau pelumasan ulang. Jika pemeriksaan menunjukkan hal-hal berikut, komponen yang terkena dampak harus diganti, bukan dikembalikan ke layanan:

• Terlihat lubang, pengelupasan, atau pengelupasan pada jalur poros sekrup atau di dalam mur
• Perubahan warna bola (warna biru atau coklat menunjukkan kerusakan akibat panas akibat kegagalan pelumasan)
• Poros sekrup dengan lengkungan yang terlihat atau kerusakan pada profil ulir
• Bantalan penopang dengan putaran kasar atau takik yang tidak membaik setelah dibersihkan dan dilumasi ulang
• Segel mur yang sobek, mengeras, atau tidak lagi bersentuhan dengan poros

Untuk seri SFU dan DFU, mur pengganti disediakan sebagai item standar dan dapat dipasang pada poros sekrup yang ada jika poros tidak rusak, sehingga menghindari biaya dan waktu henti untuk mengganti seluruh rakitan.