Ремонт шпинделей HSD
Компания HSD, это итальянское предприятие, которое занимается производством и проектированием технологически продвинутых, высокоточных компонентов для фрезерования и резки на достаточно широком диапазоне материалов, например, такие как: дерево, алюминий, пластик, мрамор, стекло и металл. Продуктами компании являются:
- Электрошпиндели с автоматической сменой инструмента;
- Электрошпиндели с ручной сменой инструмента;
- 2-х осевые шпиндели;
- Угловые передачи для электрошпинделей;
- Независимые шпинделя для расточных головок;
- Серводвигатели с интегрированным управлением;
- Мульти-функциональные устройства.
Все продукты производятся в соответствии со стандартами испытаний, требуемых правилами ISO9001 и итальянскими стандартами.
В данной статье будут освящен ремонт шпинделей HSD, особенности их конструкции, основные слабые узлы.
Шпиндели HSD занимают лидирующую позицию в области производства электрошпинделей в мире. Шпиндели этой компании являются, своего рода, законодателями моды. Многие китайские компании производят свои шпиндельные агрегаты по их образу и подобию.
Шпиндели HSD на сегодняшний день — это наиболее продвинутая, наиболее технологически совершенная конструкция. Существует множество различных моделей шпинделей данной компании для различных режимов и материала обработки. Самыми популярными представителя являются модели ES929, ES330, MT1073, MT1090 с разными мощностями (от 0.5 кВт и до 18 кВт), патронами под инструментальные оправки (под стандарт ISO и HSK), предельными скоростями вращения.
Самые распространённые проблемы, служащие причинами на восстановление шпинделей HSD (шпинделей в целом) это:
- Подшипниковые узлы;
- Повреждение конической поверхности патрона, либо резьб (для шпинделей с ручной сменой инструмента);
- Повреждение механизма автоматической смены (для шпинделей с автосменой инструмента).
Из особенностей шпинделей HSD можно отметить их конструктивную технологичность. Шпиндели довольно просто разбираются, добраться до основных узлов, например, вынуть вал с подшипниками не составляет больших усилий, что является существенным плюсом для потребителя, это даёт возможность быстрой замены подшипниковой системы, при этом не снимая весь шпиндель со станка. Также стоит отметить достаточно своеобразную конструкцию узла пневматики, где нижняя часть пневмоцилиндра сделана подвижной. К заднему корпусу крепятся колодки, за счёт которых осуществляется ход порядка 2 мм, играющие очень важную роль в снятии больших нагрузок с подшипников, возникающих во время работы цилиндра. Колодки также тормозят вал во время смены инструмента.
В обслуживание шпиндели HSD более не прихотливые, ремонт шпинделей HSD не трудный, если не учитывать частные случае, также шпиндели инновационно подкованные по сравнению с аналогами. Восстановление шпинделей HSD с учётом приёмочно-диагностических действий и проверочных испытаний, занимает порядка 1-2 недель.
Ремонт шпинделя HSD ES929A 12 kW:
Ремонт шпинделя HSD MT1073:
Если вас интересует ремонт шпинделей, обращайтесь!
Источник
Ремонт шпинделя hsd es929a 9kw
В данной статье будет рассмотрена конструкция и ремонт шпинделя с автоматической сменой инструмента итальянской фирмы HSD модели ES919.
Характеристики шпинделя с автоматической сменой инструмента HSD ES919:
- Мощность – 7 кВт;
- Число полюсов – 2;
- Обороты до 28000 об/мин;
- Напряжение – 380 В;
- Стандарт патрона под инструмент ISO30.
Наиболее часто встречающиеся причины поломок подобных шпинделей, и шпинделей в целом:
Выход из строя подшипников, в силу их износа, а также неправильных условий эксплуатации оборудования (неправильные режимы резания, недостаточная квалифицированность оператора);
Разного рода повреждения конической поверхности патрона шпинделя ввиду неаккуратной установки инструмента.
Выход из строя механизма автоматической смены, как правило, вследствие жесткого контакта с узлами станка и приспособлениями, либо изначальный дефект и последующее развитие усталостных трещин.
Выход из строя подшипников неспроста стоит на первом месте, так как эта проблема самая часто встречающаяся. В большинстве случаев выход из строя связан с выработкой ресурса, либо возникновении событий ускоряющих износ (удары, энергичная работа большими инструментами, либо плохо сбалансированными инструментом).
Ремонт данного шпинделя достаточно объемная задача, требующая определенной оснастки и опыта.
Установку подшипников необходимо выполнять с большой аккуратностью и точностью, с выполнением контрольных имерений. Эти меры необходимы, чтобы в процессе работы не возникали радиальные и осевые вибрации, которые в дальнейшем могут вызвать преждевременный выход из строя подшипников.
Крайне немаловажным является правильная сборка и настройка механизма захвата оправки.
На фото показаны основные конструктивные элементы шпинделя в разобранном виде.
Если смотреть слева направо, то мы видим: корпус со статором, пневматический цилиндр шпинделя, вал ротора с корпусами подшипников и балансировочными кольцами, крышка пневмоцилиндра, шток пневмоцилиндра, зажимной механизм со стопорным болтом, пружина зажимного механизма с регулировочным винтом.
Вал шпинделя выполнен под популярный патрон стандарта ISO30 без шпоночных пазов, что не требует позиционирования вала при смене инструмента.
Задний дуплексный радиально-упорный подшипник вала модели H7006C-2RZ HQ1 DBA P4 с компоновкой DB (Back-to-Back). Также видно кольцо для балансировочных грузиков.
Здесь хорошо видно статор асинхронного двигателя вставленный в алюминиевый корпус.
Фото заднего корпуса заднего подшипника. Одна из типичных поломок данных шпинделей — износ и выработка посадочной поверхности подшипников. Пазы, расположенные посередине колец, необходимы для резиновых уплотнителей, которые служат своего рода демпферами.
Крупным планом показан сам механизм зажима штревеля. Принцип его работы следующей, при смене инструмента цилиндр давит своим штоком на шток механизма, пружина сжимается и захват немного выдвигается вниз. При этом металлические шарики оказываются напротив проточки большего диаметра, что позволяет штревелю свободно войти в захват. При возврате штока в исходное положение захват перемещается в верхнее положение, где шарики оказываются в проточке меньшего диаметра и фиксируют штревель инструментальной оправки под действием силы пружины. Также, на фотографии видна сама оправка, пружина пассивного зажима, стопорный регулировочный болт.
Так выглядит в сборе полностью весь зажимной механизм, сверху устанавливается пневматический цилиндр, за счёт которого происходит разжим.
Захват оправки происходит механически и удерживается за счёт очень жесткой пружины.
Весь механизм позиционируется внутри вала. Очень важно правильно и точно настроить механизм при сборке шпинделя, добиваясь необходимого усилия втягивания и четкой работы механизма при пороговом давлении.
Одной из поломок этого шпинделя (хотя и редкой) может быть лопнувшая пружина, как это видно из фото.
На фотографии ниже показаны колодки. Роль их очень важна, так как он снимают большую нагрузку с подшипников, возникающую во время работы пневмоцилиндра, они также тормозят вал т.е. вал во время смены инструмента остаётся неподвижным.
Так выглядит сам механизм в сборе. Нижняя часть цилиндра сделана подвижной и имеет небольшой ход порядка 2мм. Сама деталь крепится на заднем корпусе через шесть болтов с пружинами.
Это сам пневматический цилиндр, с коротким ходом поршня. В нём установлены два индукционных — датчика положения штока цилиндра и датчика наличия оправки в патроне.
Также, при выходе штока цилиндра вниз, через центральное отверстие обоих штоков происходит продувка механизма автосмены и конической полости для удаления посторонних частиц.
Здесь показана передняя часть вала с передними подшипниками H7008C-2RZ HQ1 DBA P4, установленными компоновкой DB, и гайка для фиксации подшипников в корпусе.
В передней неподвижной гайке сделаны каналы для подачи воздуха, работающие как воздушное уплотнение, служащее для дополнительной защиты подшипников от пыли, помимо лабиринтной гайки.
Сравнительная фотография. Разница между валам шпинделя HSD ES919 (слева) и HSD ES929 (справа).
Источник
Ремонт шпинделя hsd es929a 9kw
Данная статья будет посвящена ремонту и конструкции шпинделя HSD ES929 с автоматической сменой инструмента.
Характеристики шпинделя HSD ES929:
- Мощность — 12 кВт;
- Число полюсов — 4;
- Обороты до 28000 об/мин;
- Напряжение — 380 В;
- Стандарт патрона — HSK F63.
Наиболее часто встречающиеся причины поломок подобных шпинделей, и шпинделей в целом:
Выход из строя подшипников, в силу их износа, а также неправильных условий эксплуатации оборудования (неправильные режимы резания, недостаточная квалифицированность оператора);
Разного рода повреждения конической поверхности патрона шпинделя ввиду неаккуратной установки инструмента.
Выход из строя механизма автоматической смены, как правило, вследствие жесткого контакта с узлами станка и приспособлениями, либо изначальный дефект и последующее развитие усталостных трещин.
Полное название данного шпинделя HSD ES929A 4P 12kW H1. Шпиндели с автоматической сменой инструмента семейства ES9x9 конструктивно похожи между собой за исключением мощности, и соответственно размеров статора и ротора. также эти шпиндели выпускаются с двумя разными видами механизма захвата — конусами ISO30, и оправками HSK F63, что существенно отражается на конструкции зажимных элементов шпинделя..
Так выглядит шпиндель в разобранном состоянии.
На столе выложены алюминиевый корпус шпинделя с воздушным охлаждением и 4-х полюсным статором асинхронного двигателя; элементы для подключения шпинделя; вал с ротором, с передний и задний корпуса подшипников; механизм захвата и пневматический цилиндр.
Стоит отметить что в данном случае представлена “длинноносый” вариант шпинделя, предназначенный для установки поворотной оси С на шпиндель.
Вал шпинделя, на котором установлен корпус ротора с одним кольцом для балансировки. Главной особенностью модификации ES929 под патрон HSK63 является разборный вал, ввиду того, что размеры передней части шпинделя не позволяют установить подшипники с передней части шпинделя. Ротор устанавливается на вал после подшипников и фиксируется от проворота стопорными винтами.
Шпиндель поступил на ремонт с разорванной обмоткой статора асинхронного двигателя, причиной этому стало усталостное разрушение заднего балансировочного кольца (на фото).
Здесь мы видим задний корпус подшипников. Частой поломкой у данной модели шпинделя является износ и выработка посадочных поверхностей подшипника. Как и в модели ES919A на внутренней части корпуса есть пазы, расположенные посередине колец, выполненные для резиновых уплотнителей, служащих для демпфирования.
В этом шпинделе применяются высокоскоростные радиально-упорные дуплексные подшипники H7006C-2RZHQ1 DB P4 (сзади) и H7008CTN-2RZHQ1 DB P4 (спереди), как видим из маркировки, с компоновкой DB (Back-to-Back).
На этой фотографии статор шпинделя. Из статора уже вынули поврежденную обмотку.
Алюминиевый корпус шпинделя.
Воздушная система охлаждения.
Механизм захвата. Особенность для данного шпинделя со стандартом патрона HSK F63, как видно из фотографии, состоит в использовании лепесткового зажима
Принцип работы следующий, при смене инструмента цилиндр давит своим штоком на шток механизма, пружина сжимается и захват немного выдвигается вниз. При этом металлические лепестки оказываются максимально прижатыми друг к другу, что даёт возможность свободно установить оправку. При возврате штока в исходное положение захват перемещается в верхнее положение, где лепестки оказываются в распорку, опираясь на бобышку, и фиксируются за внутренний паз инструментальной оправки под действием силы пружины.
Весь зажимной механизм позиционируется внутри вала.
Шпиндельный патрон по стандарт HSK F63.
Обратите внимание на колодки, которые служат своеобразными ограничителями нагрузок работающего пневмоцилинра на подшипники и являются тормозами для вала, который в момент смены инструмента должен оставаться неподвижным.
Вид снизу в сборе на валу.
Сам пневмоцилиндр с коротким ходом поршня. Внутри него установлено 2 индукционных датчика: датчика положения штока цилиндра и датчика наличия оправки в патроне.
Также, при выходе штока цилиндра вниз, через центральное отверстие обоих штоков происходит продувка механизма автосмены и конической полости для удаления посторонних частиц.
Один из самых частных случаев, происходивших со шпинделем HSD ES929 касается индукционных датчиков.
В шпинделе HSD ES929 установлены индукционные датчики, отвечающие за положение штока цилиндра и наличия инструментальной оправки в шпиндельном патроне. Индукционные датчики, если сказать проще, это болт с катушкой на торце. Поломка, пришедшего к нам на диагностику почти что нового шпинделя, проработавшего 2-3 месяца со дня покупки заключается в том, что датчики стёрты валом. На фотографии можно подробно разглядеть, что от катушки не осталось и следа. Слева неповреждённый датчик, справа тот, что испытал столкновение.
Причиной этой довольно необычной поломки явилось жесткое вертикального столкновения фрезы в горизонтальной плоскости, таким образом, система инструмент-оправка-вал сыграли, своего рода, роль рычага. Подшипник в момент столкновения испытал сильные радиальные нагрузки, а вал, соответственно, сместился относительно оси, повредив при этом датчики и поверхность внутреннего диаметра цилиндра.
На фото видны остатки самого датчика на стенках цилиндра.
Поломки такого рода случаются крайне редко. Поступали шпиндели и с более жесткими случаями, с более серьёзными ударами и везде датчики оставались целыми. Есть предположение, что их положение было не отрегулировано с завода. Возможно, они располагались слишком близко к валу, что и послужило причиной их мгновенного выхода из строя при небольшом радиальном смещении вала.
Источник