Всех приветствую!

Я завершил большой блок о причинах выхода шпиндельных узлов из строя.

Целых восемь месяцев были посвящены этой теме: основные причины разобраны, примеры приведены.

Спасибо всем, кто следит, читает, комментирует и поддерживает!

Теперь можно двигаться дальше и переходить к новому разделу.

А пока делюсь видео 2020 года о работе нашего сервисного центра.

Сейчас мы стали больше и лучше, открылся ещё один центр, но самое главное — ключевые «свои люди» по‑прежнему с нами!

Напоминаю: идёт регистрация на семинар по вибрации, который пройдёт во втором сервисном центре в Москве (м. Нагорная).

Экспертом выступит к. т. н., директор компании «Диамех‑2000» Виктор Александрович Попов.

Регистрация по ссылке.

Регистрируйтесь сами и пересылайте информацию коллегам!

Техническое обслуживание шпинделя — методы кратного увеличения ресурса

Шпиндель — один из самых нагруженных элементов станка.

Производители регламентируют его ресурс на уровне 20 000 моточасов, а гарантийный срок составляет 2 000 моточасов — это чуть меньше года непрерывной работы (по 8 часов в день, 5 дней в неделю).

Это сравнительно небольшой ресурс, особенно если учесть, что новый мотор-шпиндель Franz Kessler SK40 стоит около 7,5 млн рублей, а его базовый ремонт обойдётся примерно в 1,5 млн рублей.

Ресурс шпинделя можно увеличить, а можно и существенно сократить: всё зависит от условий эксплуатации и своевременного технического обслуживания.

Мы часто получаем в ремонт шпиндельные узлы с минимальной наработкой. Причина в том, что крайне важно правильно ввести узел в эксплуатацию. Даже если первоначальный запуск прошёл успешно, не менее важно регулярно поддерживать механизм и корректно его обслуживать.

Я хочу рассказать, какое техническое обслуживание должен проходить шпиндель: подробно разобрать каждый этап, объяснить, почему он важен и как конкретно влияет на ресурс шпинделя, а иногда даже на срок службы смежных узлов.

Это будет большой цикл из небольших статей-советов.

Разберу ежедневные, еженедельные, ежемесячные и годовые процедуры обслуживания.

Сохраняйте, записывайте, составляйте листы проверок и внедряйте у себя на производстве!

#регламент_ТО

Ежедневные процедуры обслуживания
(5 пунктов, 15 минут утром и 15 минут вечером)

Прогрев шпинделя.
Шпиндель необходимо правильно вводить в эксплуатацию как при первичном запуске,
так и после простоев: долгосрочных (более двух недель) и краткосрочных — после
выходных, праздников и перед началом рабочей смены.

Если шпиндель не использовался более двух недель, рекомендуется провести цикл
обкатки.

Перед каждой рабочей сменой следует выполнять 15-минутную процедуру прогрева
шпинделя. Это обеспечивает равномерное распределение смазки в подшипниках, плавный
вывод на рабочие обороты, вход в оптимальный температурный режим и контроль работы
лабиринтного уплотнения.

Также это время удобно использовать для ведения книги состояния шпинделя.

Контроль поступления смазки в шпиндель (система «масло-воздух»)
Если у вашего шпинделя используется система смазки типа «масло-воздух», важно
визуально контролировать поступление масла по подводящим трубкам во время прогрева.
Поток воздуха и масла должен быть виден отчетливо. Особое внимание нужно обращать
на спиральные трубки (масляные накопители): примерно каждые 2 секунды должны
проходить две капли масла на расстоянии около 15 мм друг от друга.
Это также отличный момент для проверки уровня масла в баке свежего и отработанного
масла, а также состояния магистралей и фильтров — все элементы должны быть чистыми
и исправными.

Завершение работы шпинделя
Нельзя сразу выключать шпиндель и станок по окончании работы.
Сначала необходимо запустить вращение шпинделя на низких оборотах (около 500 об/мин) на 10 минут и
провести несколько холостых циклов смены инструмента.
Это позволит продуть конус и систему фиксации воздухом, удалить остатки СОЖ из лабиринтов и магистралей, а консистентная смазка при этом равномерно распределится в подшипниках.

После выполнения этой процедуры можно переходить к ежедневному обслуживанию.

Чистка шпинделя (лабиринты, дренажи, конус)
Поддержание чистоты всего станка, включая шпиндель, — показатель хорошего
обслуживания и заботы о оборудовании.

После каждой рабочей смены шпиндель необходимо тщательно протереть и проверить
состояние каналов.

Важно не допускать забивания стружкой и шламом дренажей, лабиринтных уплотнений и сопел подачи СОЖ.

Особое внимание следует уделить инструментальному конусу: его нужно протирать нефрасом и безворсовыми салфетками.

Можно использовать специальные адаптеры, но это необязательно.

Дополнительное промасливание конуса или применение специальной спрей-смазки будет идеальным
решением.

Регулярное поддержание чистоты конуса снижает его износ, а также износ
инструментальных оправок.

Чистота лабиринтов минимизирует риск их затирания и
нарушения функционирования, а исправность дренажных систем исключает скопление
СОЖ внутри шпинделя.

Смазка лепестков цанги
Смазка лепестков цанги является простой, но крайне важной процедурой.

Недостаток смазки может привести к потере усилия зажима на 20–50%. Особенно сильно это
проявляется на миниатюрных цангах (SK 30, HSK 25, 30, 40, 50).

Для смазки можно использовать спрей-смазку, кисточку или салфетку. Также возможно
применение автоматических систем смазки — выбор зависит от ваших предпочтений,
главное – делать это регулярно.

Ручная смазка лепестков дает дополнительную возможность постоянно контролировать
их состояние и состояние уплотнений цанги.

#регламент_ТО

Методы ежедневного обслуживания.

Одно дело — знать, а совсем другое — внедрять.

Рекомендую наладить применение простых ежедневных процедур на производстве.
Это позволит заметно сократить количество поломок.

Что важно сделать:

Проведите инструктаж операторов.
Объясните, зачем нужны эти процедуры, расскажите о них подробно, укажите, что именно должно выполняться в начале и в конце смены.

Раздайте каждому станку журнал, где оператор будет идти по пунктам, ставить отметки и писать комментарии.

Проговорите порядок действий на случай выявления отклонений.

Обеспечьте необходимыми инструментами: журнал фиксации с методическими материалами, приспособления для обслуживания (крючки, протирочные материалы, очистительная химия, смазка).

Базовые процедуры:

1. Прогрев шпинделя — инструкция + специальная программа прогрева под ваш станок.

2. Контроль подачи смазки в подшипники шпинделя — фонарик, маркер, журнал.

3. Завершение работы шпинделя — специальная программа под ваш станок.

4. Поддержание чистоты — крючки, салфетки, очистительные средства.

5. Обслуживание цанги — салфетка, очистительный спрей, трубка-калибр для проверки герметичности уплотнения, смазка (Metaflux или Klüber) для увеличения ресурса.

#регламент_ТО

Хочу поделиться большой работой, которую мы делаем - создание учебной шпиндельной лаборатории в родном вузе - Бауманке!

Еженедельные процедуры обслуживания
(7 пунктов, полчаса на все проверки)

Проверка давления и качества воздуха
Воздух подаётся во многие системы станка, включая шпиндель: продувка инструментального конуса, запирание лабиринтного уплотнения, отвод цилиндра смены инструмента, систему смазки подшипников.
От качества и давления воздуха зависит правильность работы этих систем.
Наличие влаги приводит к её попаданию внутрь шпинделя. Недостаточное или избыточное давление воздуха нарушает подачу масла и корректность работы лабиринта, что может привести к проникновению влаги и грязи в переднюю опору подшипников.
При низком давлении не обеспечивается герметичность лабиринтного уплотнения, и грязь может попасть внутрь шпинделя. Также низкое давление в системе может привести к недостаточному отводу штока цилиндра смены инструмента от системы фиксации и их последующему затиранию.

Проверка осушителя воздуха и состояния фильтров
Нужно регулярно проверять их состояние и чистить по мере загрязнения.
Игнорирование их обслуживания ведёт к серьёзным проблемам: отказ цилиндра автосмены, поломка ротационного соединения, нарушение работы системы смазки подшипников, повреждение подшипников из-за влаги и загрязнений, проникающих через лабиринтное уплотнение.

Проверка уровня масла в гидросистеме, бачке смазки подшипников и баке возврата масла
Уровень масла в системе смазки подшипников постоянно снижается, а расход масла значителен, поэтому важно регулярно контролировать его уровень. Отсутствие масла неминуемо приведёт к поломке шпинделя.
Масло в гидросистеме цилиндра автосмены не должно уменьшаться — контур замкнутый. Если уровень падает, значит есть утечка, которую нужно срочно найти, поскольку попадание масла внутрь шпинделя — крайне нежелательный сценарий.

Проверка ротационного соединения на утечки
Если активно используется подача СОЖ через инструмент, необходимо регулярно проводить тесты на герметичность ротационной муфты.
Коротко: смотрим на дренаж — утечек не должно быть.

Проверка шпинделя на плавность вращения и уровень вибрации на холостом ходу
Устанавливаем балансировочную оправку и плавно «от руки» делаем несколько оборотов, чтобы тактильно ощутить плавность и равномерность вращения.
Если шпиндель-мотор или директ-драйв — должен быть свободный выбег. При ременной или зубчатой передаче свободного выбега не будет из-за натяжения ремней и сопротивления шестерён.
После этого нужно измерить уровень вибрации на разных скоростях, записать в журнал и сравнить с предыдущими замерами и допустимыми значениями.

Проверка системы зажима шпинделя (работа, лепестки, уплотнения цанги)
В ручном режиме проверяется плавность смены инструмента: без рывков и резких щелчков. Оправка должна извлекаться легко. Лепестки цанги должны быть без повреждений и задиров.
Уплотнение проверяется по принципу «калибра»: вставляем трубку-адаптер в палец, она должна заходить плотно, без зазоров.
Измеряем усилие зажима — оно должно быть в допуске ±20% от номинального. При отклонениях смазываем цангу и повторно контролируем. Если не помогает, вероятно, причина в износе пружин затяга.

Проверка значения pH СОЖ
Контролируем кислотность/щелочность среды СОЖ. Оптимальное значение — слабощелочная среда (8–9 pH). Если значение падает ниже 7, начинают развиваться бактерии. Это сигнал для добавления биоцидов или замены СОЖ.
Используем pH-метр или индикаторные полоски. Дополнительно оцениваем СОЖ по запаху, цвету, наличию осадка, пенообразованию и температуре (должна быть ниже 30°С). Также полезно использовать бактерицидные тест-полоски.
Идеально вести журнал состояния СОЖ для оперативного реагирования на изменения.
Эти действия обязательно окупятся, ведь неправильно подобранная СОЖ вызывает коррозию, разрушает защиту станка и приводит к дорогостоящим поломкам.

#регламент_ТО

Ежемесячные процедуры обслуживания
(4 пункта, около часа на всю проверку)

1.Проверка всех фильтров и соединений шпинделя
Проверяем состояние всех фильтров (воздушный, осушитель, масляный фильтр, фильтр шпиндельного масла, фильтр охлаждающей жидкости контуров охлаждения, фильтры СОЖ).
Если загрязнение критическое – планируем замену.
Многие производители рекомендуют чистить фильтры раз в полгода или каждые 2000 моточасов, я рекомендую делать это ежемесячно.
Проверяем все магистрали на отсутствие механических повреждений. Трубки должны быть гибкими и эластичными; при сомнениях в их состоянии планируем замену.
Также контролируем состояние подводящих фитингов — масляные фитинги не должны иметь подтёков, а воздушные можно проверить детекторами утечек или простым нанесением мыльного раствора.

2.Проверка уровня, значения pH охлаждающей жидкости и расхода её потока
Теплоносителю в рубашках охлаждения мало кто уделяет должное внимание, полагая, что система замкнутая и не требует контроля.
Однако это не так. Критически важен уровень pH охлаждающей жидкости, циркулирующей в рубашках охлаждения.
Он должен быть нейтрально-щелочным (7,5–9,5 pH).
При кислой среде (pH < 7) резко возрастает риск электрохимической коррозии и создания бактериальной среды, что приводит к закупориванию рубашек продуктами износа и органическими веществами.
При щелочной среде (pH > 9,5) возможен риск разрушения пластиковых магистралей, фитингов, а также щелочной коррозии рубашек, вспенивания жидкости и образования налёта.
В результате рубашки корродируют, забиваются и перестают выполнять функцию отвода тепла, что в худшем случае приводит к их разрушению, утечке жидкости и последующему повреждению обмоток двигателя и подшипников.
Поэтому регулярно берём пробы жидкости и измеряем её уровень pH с помощью индикаторных полосок или pH-метра, заносим данные в журнал и своевременно доливаем охлаждающую жидкость до необходимого уровня.
Помимо уровня pH, важно контролировать отсутствие завоздушивания системы. Воздух ухудшает теплообмен, вызывает кавитационный износ и приводит к старению жидкости вследствие окисления гликоля и образования кислотной среды.
Необходимо периодически инспектировать систему на наличие воздуха и прокачивать её через специальные выпускные отверстия.
Контроль потока охлаждающей жидкости помогает убедиться в эффективности охлаждения и отсутствии завоздушивания и загрязнений.
Для этого используем расходомеры или визуальный контроль, предварительно зафиксировав эталонный уровень потока на видео для регулярного сравнения.

3.Проверка работы обратных клапанов
Обратные клапаны установлены в системе СОЖ/воздух и предназначены для переключения сред, позволяя одной и той же магистрали подавать как СОЖ, так и воздух.
Например, через шток системы фиксации в один момент поступает СОЖ под высоким давлением, а при смене инструмента клапан закрывается, и через него продувается воздухом конус.
При неисправности обратного клапана среды не будут корректно переключаться, а при «подтравливании» СОЖ попадёт в воздушную магистраль и приведёт к залитию шпинделя.
Для проверки клапанов существует несколько методов:
Контроль давления: давление не должно «гулять» при переключении, после отключения подачи СОЖ оно должно резко падать до нуля.
Визуально-акустический способ: после извлечения оправки в ручном режиме воздух должен быть чистым, без СОЖ. Конус после работы с подачей СОЖ должен оставаться сухим, а при остановке подачи жидкости не должно быть обратного всплеска в магистраль.
При необходимости продуваем клапан воздухом, обрабатываем WD40, проводим повторную проверку, и если проблема остаётся — планируем замену клапана.

4.Проверка системы зажима шпинделя (усилие зажима, EM)
Ежемесячно проверяем и регулируем значение ЕМ системы фиксации.
Также измеряем усилие зажима с помощью специальных приборов. Приборы бывают универсальными со сменными насадками и в моно-исполнении.
Главное — выбрать подходящий прибор под требуемый диапазон усилий (например, 0–15, 15–75, 75–150 кН).

#регламент_ТО

Сэкономив 3 млн ₽
потеряли 20!

Мы в «Ш-С» ремонтируем примерно 600 различных механизмов в год.
Это и шпиндельные узлы для деревообработки, и простые «приводные» шпиндели от бюджетных металлообрабатывающих станков, муфты подачи СОЖ и серводвигатели.
Но есть и сложные проекты — поворотные головы, поворотные столы, крупногабаритные уникальные шпиндели.

И чем сложнее механизм, тем выше вероятность, что в нём будут компоненты с долгими сроками поставки. Комплектующих почти наверняка не будет в наличии в России, а в Европе их придётся заказывать под изготовление.

Зная такие «узкие» позиции, я всегда советую нашим клиентам купить запасной ремкомплект, особенно если срок изготовления вместе с поставкой больше четырёх месяцев.
Кто-то покупает, а кто-то отмахивается со словами: «не сейчас, дорого!»
Но момент всегда настаёт)))

Есть такие 5-осевые станки Mikron HPM 450 — их начали поставлять в Россию с 2011 года. Станки хорошие, но время берёт своё, и всё чаще на них выходят из строя поворотные столы. Мы делали большой видеообзор конструкции этого стола — вверху видео.

Стол не самый сложный, но, как всегда, есть нюансы — комплектующие. В столе установлены опорные подшипники Myonic с интегрированной шкалой для энкодера AMO — обычный опорный подшипник поставить не получится. А тормозные системы реализованы в виде отдельных цилиндров HEMA.

Ни подшипников Myonic, ни тормозных систем HEMA почти никогда не бывает на складах у производителей в Европе — только на заказ. Срок производства — 4 месяца!
Добавим сюда ещё минимум месяц на доставку — получим примерно полгода ожидания компонентов.

Да, комплект из двух подшипников и двух тормозных систем дорогой — примерно 3 млн ₽, но простой такого станка за те же 6 месяцев — это 15–20 млн ₽.
В пять раз — это серьёзно. И дело не всегда только в деньгах: обязательства, неприятные разговоры, давление и нервы!

На простые типовые шпиндели у нас всегда есть ремкомплекты.

Теперь мы держим 1 ремкомплект и для стола HPM 450 — примерно раз в год он спасает кого-нибудь из наших клиентов от полугодового простоя!

Но на все механизмы держать склад не можем, а рекомендовать — можем! И постоянно рекомендуем: КУПИТЕ РЕМКОМПЛЕКТ!

Особенно если у вас JOBS, WFL, GLEASON, WALDRICH COBURG или большой BOEHRINGER.

Ежегодные процедуры обслуживания
(3 блока из 22 пунктов, занимают от 1 до 3 дней)

Всех приветствую!

В прошлых сообщениях я рассказал про ежедневные, еженедельные и ежемесячные регламенты — с этими регламентами отлично справится ответственный оператор или собственная служба механиков.

Ниже — список ежегодных процедур: это как ТО каждые 15 000 км на машине — делать обязательно, и, скорее всего, с этим лучше обращаться в специализированные сервисы.


Замена жидкостей и фильтров:
· Замена гидравлического масла

· Замена масляного фильтра

· Замена охлаждающей жидкости с обязательной промывкой всей системы охлаждения

· Замена фильтра охлаждающей жидкости мотора

·  Очистка бака СОЖ

·  Замена фильтра СОЖ

·  Замена самой СОЖ

·  Замена воздушного фильтра

·  Замена осушителя воздуха

·  Замена масляных фильтров системы смазки подшипников

Профилактическое обслуживание и замена узлов:
· Обслуживание зажимной цанги (очистка и замена уплотнений цанги)

· Замена ротационного соединения подачи СОЖ

· Замена обратного клапана системы воздух-СОЖ

· Контроль и регулировка натяжения приводных ремней шпинделя

· Контроль и пополнение смазки ШВП и направляющих (шприцевание или установка новых картриджей смазки)

Общее техобслуживание и диагностика:
· Очистка шкафа ЧПУ и стойки управления от пыли

· Очистка вентиляторов от пыли

· Проверка герметичности пневматической системы

· Замена батареек в системе ЧПУ

· Проверка и калибровка датчиков давления, температуры и уровня СОЖ

· Тест шпинделя на геометрическую точность и проверка зазоров в подшипниках

· Тестирование всего станка на геометрическую точность и проведение теста на выбеги обратного хода (Backlash-тест) для оценки зазоров в ШВП


Некоторые из перечисленных процедур можно выполнять по состоянию оборудования, при условии постоянного контроля и регулярного ведения журналов технического состояния, что позволит оптимизировать затраты на обслуживание.

#регламент_ТО

Как самостоятельно отремонтировать шпиндель

Всех приветствую!

Ремонт шпинделя — это всегда проблема: простой станка, поиск подрядчика, значительные затраты на комплектующие и сам ремонт.

Ремонт в сервисных центрах — дорого и не всегда быстро: мастера могут быть заняты, и придётся ждать.

Альтернатива всегда есть — отремонтировать самостоятельно!

Многие любят напускать на свою работу ауру сложности и недоступности, но я часто говорю клиентам: отремонтировать самостоятельно можно — нужно понимать, что делаешь, иметь соответствующий инструмент и быть максимально аккуратным и педантичным.
Тогда всё получится!

Секретов нет: я уже написал большой блок о составе шпиндельного узла, причинах выхода из строя и регламентном обслуживании — теоретическая база есть.

Самое время разобрать, как отремонтировать шпиндель своими силами: какие есть процедуры ремонта и контроля и на что стоит обращать внимание.

Я сделаю цикл статей по темам.
Написать обо всём и с максимальной глубиной вряд ли получится, но материалы будут полезны и начинающим механикам, и тем, у кого уже есть опыт ремонта шпинделей.

А пока поделюсь одной из наших внутренних инструкций по разборке и сборке конкретного шпиндельного узла
Elte TMPE 4 14/2N — это достаточно простой шпиндель для деревообработки.

При грамотном подходе многие процедуры из этой инструкции можно переносить и на другие шпиндели.

#ремонт_своими_руками