Всех приветствую!
Вчера для нас произошло по-настоящему важное событие — мы открыли учебную шпиндельную лабораторию «Ш-С» в МГТУ им. Баумана.
Если честно, для меня это не просто ещё один проект.
Это история про долгий путь — через ремонты, сложные кейсы, ошибки, поиск решений и накопление практики, которая со временем превращается в системные знания.
И очень ценно, что именно Бауманка доверила нам стать частью образовательного процесса.
Для нас это про ответственность: передать не «теорию из книжек», а реальное понимание того, как работают шпиндельные узлы в жизни — с их нюансами, рисками и инженерной логикой.
Такие проекты не делаются быстро и в одиночку — это результат командной работы и глубокой вовлеченности.
И, наверное, это один из тех моментов, когда можно на секунду остановиться, посмотреть назад и понять, что всё было не зря.
По ссылке — официальный релиз Бауманки об этом событии.
Вчера для нас произошло по-настоящему важное событие — мы открыли учебную шпиндельную лабораторию «Ш-С» в МГТУ им. Баумана.
Если честно, для меня это не просто ещё один проект.
Это история про долгий путь — через ремонты, сложные кейсы, ошибки, поиск решений и накопление практики, которая со временем превращается в системные знания.
И очень ценно, что именно Бауманка доверила нам стать частью образовательного процесса.
Для нас это про ответственность: передать не «теорию из книжек», а реальное понимание того, как работают шпиндельные узлы в жизни — с их нюансами, рисками и инженерной логикой.
Такие проекты не делаются быстро и в одиночку — это результат командной работы и глубокой вовлеченности.
И, наверное, это один из тех моментов, когда можно на секунду остановиться, посмотреть назад и понять, что всё было не зря.
По ссылке — официальный релиз Бауманки об этом событии.
1🔥29👍16👾2✍1
Всех приветствую!
Впереди последняя неделя апреля, затем неделя с майскими праздниками, а сразу после неё — важное событие для отрасли: Металлообработка.
Выставка пройдёт с 12 по 15 мая.
В прошлом году я был модератором круглого стола «Современная организация ТОиР», который проводила ЦИФРА.
В этом году, в первый день выставки (12 мая), буду выступать с докладом:
«Вибрация шпинделя: инструменты и методы поиска реальной причины»
в рамках сессии «Техническая диагностика» (также организатор — ЦИФРА).
Буду говорить:
• о реальных причинах вибрации
• о том, как их корректно диагностировать
• и что с этим делать на практике
Приходите — будет полезно.
📍 12 мая, 16:00–17:30
Павильон 1, 1 этаж, зал С
Отдельно.
В 2016 году мы проводили дни открытых дверей в нашем сервисном центре параллельно с «Металлообработкой».
В этом году хочу вернуться к этому формату — и сделать его лучше.
14 мая (четверг) проведу встречу-стажировку, где расскажу:
• как устроен наш сервисный центр
• как выстроены процессы и процедуры ремонта
• как организовать ремонтный участок у себя на производстве
• и насколько это экономически оправдано
Это будет максимально полезно:
• главным механикам
• главным инженерам
• директорам по эксплуатации
— всем, кто отвечает за ремонт, подрядчиков и бюджеты.
Встречу планирую провести в МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Будет возможность посмотреть новый лабораторный кластер и нашу шпиндельную лабораторию.
Участие — по предварительной регистрации:
[ссылка]
Так что неделя после майских обещает быть насыщенной и продуктивной.
Буду рад увидеться! 👍
Впереди последняя неделя апреля, затем неделя с майскими праздниками, а сразу после неё — важное событие для отрасли: Металлообработка.
Выставка пройдёт с 12 по 15 мая.
В прошлом году я был модератором круглого стола «Современная организация ТОиР», который проводила ЦИФРА.
В этом году, в первый день выставки (12 мая), буду выступать с докладом:
«Вибрация шпинделя: инструменты и методы поиска реальной причины»
в рамках сессии «Техническая диагностика» (также организатор — ЦИФРА).
Буду говорить:
• о реальных причинах вибрации
• о том, как их корректно диагностировать
• и что с этим делать на практике
Приходите — будет полезно.
📍 12 мая, 16:00–17:30
Павильон 1, 1 этаж, зал С
Отдельно.
В 2016 году мы проводили дни открытых дверей в нашем сервисном центре параллельно с «Металлообработкой».
В этом году хочу вернуться к этому формату — и сделать его лучше.
14 мая (четверг) проведу встречу-стажировку, где расскажу:
• как устроен наш сервисный центр
• как выстроены процессы и процедуры ремонта
• как организовать ремонтный участок у себя на производстве
• и насколько это экономически оправдано
Это будет максимально полезно:
• главным механикам
• главным инженерам
• директорам по эксплуатации
— всем, кто отвечает за ремонт, подрядчиков и бюджеты.
Встречу планирую провести в МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Будет возможность посмотреть новый лабораторный кластер и нашу шпиндельную лабораторию.
Участие — по предварительной регистрации:
[ссылка]
Так что неделя после майских обещает быть насыщенной и продуктивной.
Буду рад увидеться! 👍
1👍13🔥4✍2👾1
Белые и синие метки на болтовых соединениях.
Для чего они нужны и как могут помочь в процессе ремонта и последующей эксплуатации.
Это очень интересная тема.
Как-то я спросил у одного мастера, который ремонтирует шпиндели:
«А зачем вы метки разными маркерами ставите?»
Ответ был роскошный:
«Да хрен его знает. Сказали ставить — вот мы после сборки и ставим.»
На самом деле эти метки — совсем не просто так.
Чаще всего их можно увидеть на ответственных фланцевых и резьбовых соединениях.
Это может быть две или три метки разного цвета: например, белая, синяя и жёлтая.
Что означают эти метки
Они показывают, что в сервисе соблюдается правильная модель работы с крепежом.
1. Предварительная протяжка
Делается первичная протяжка — после неё ставится, например, белая метка.
2. Контрольная протяжка
Затем выполняется протяжка динамометрическим ключом — ставится синяя метка.
В этот момент белые метки могут сместиться, так как крепёж «дотягивается».
В итоге мы видим:
белые метки — со смещением
синие — ровные линии
3. Контроль (ОТК)
Иногда добавляется третий цвет — например, жёлтый.
Это значит, что соединение проверил контролёр и поставил свою метку.
Как читать эти метки
В идеале картина такая:
один цвет — со смещением
два других — ровные линии
Это означает, что:
✔ протяжка выполнена корректно
✔ контроль проведён
✔ ошибок на этапе сборки не было
Если же вы видите, что два цвета смещены — это повод задуматься:
значит, были ошибки при сборке.
*Берите на заметку.
Зачем это нужно
После сборки шпиндель проходит:
- испытания
- обкатку
- балансировку
И после этих процедур важно понять — не ослаб ли крепёж.
Именно здесь метки работают идеально:
- сместились линии — значит соединение «пошло»
- линии на месте — всё стабильно
Практика
Я бы рекомендовал обращать внимание на эти метки и в процессе эксплуатации.
Это простой, но очень мощный инструмент:
- культуры сборки
- контроля после испытаний
- и контроля в работе
Вывод
Метки — это не «для галочки».
Это быстрый визуальный способ понять:
- как собирали
- проверяли ли
- и что происходит с соединением сейчас
Кто знал — ставьте 👾
Для чего они нужны и как могут помочь в процессе ремонта и последующей эксплуатации.
Это очень интересная тема.
Как-то я спросил у одного мастера, который ремонтирует шпиндели:
«А зачем вы метки разными маркерами ставите?»
Ответ был роскошный:
«Да хрен его знает. Сказали ставить — вот мы после сборки и ставим.»
На самом деле эти метки — совсем не просто так.
Чаще всего их можно увидеть на ответственных фланцевых и резьбовых соединениях.
Это может быть две или три метки разного цвета: например, белая, синяя и жёлтая.
Что означают эти метки
Они показывают, что в сервисе соблюдается правильная модель работы с крепежом.
1. Предварительная протяжка
Делается первичная протяжка — после неё ставится, например, белая метка.
2. Контрольная протяжка
Затем выполняется протяжка динамометрическим ключом — ставится синяя метка.
В этот момент белые метки могут сместиться, так как крепёж «дотягивается».
В итоге мы видим:
белые метки — со смещением
синие — ровные линии
3. Контроль (ОТК)
Иногда добавляется третий цвет — например, жёлтый.
Это значит, что соединение проверил контролёр и поставил свою метку.
Как читать эти метки
В идеале картина такая:
один цвет — со смещением
два других — ровные линии
Это означает, что:
✔ протяжка выполнена корректно
✔ контроль проведён
✔ ошибок на этапе сборки не было
Если же вы видите, что два цвета смещены — это повод задуматься:
значит, были ошибки при сборке.
*Берите на заметку.
Зачем это нужно
После сборки шпиндель проходит:
- испытания
- обкатку
- балансировку
И после этих процедур важно понять — не ослаб ли крепёж.
Именно здесь метки работают идеально:
- сместились линии — значит соединение «пошло»
- линии на месте — всё стабильно
Практика
Я бы рекомендовал обращать внимание на эти метки и в процессе эксплуатации.
Это простой, но очень мощный инструмент:
- культуры сборки
- контроля после испытаний
- и контроля в работе
Вывод
Метки — это не «для галочки».
Это быстрый визуальный способ понять:
- как собирали
- проверяли ли
- и что происходит с соединением сейчас
Кто знал — ставьте 👾
👍11🔥10👾3✍2
Шлифовка конуса в собственных опорах
Это тема из разряда: «У меня многие спрашивали )))»
Обычно спрашивают так: «А можно ли отшлифовать конус шпинделя прямо на станке, без демонтажа шпинделя?»
Если совсем коротко — ДА, можно.
Но давайте разберемся, какие тут есть ограничения и какие риски.
Вообще про конус начинают думать тогда, когда станок перестает попадать в допуск.
Начинают проверять:
биение по конусу
биение по контрольной оправке
и фиксируют, что шпиндель уже не укладывается в паспортную точность станка.
Тут и появляется вопрос: «А можно ли без демонтажа шпинделя просто “поправить” конус?»
Геометрия конуса чаще всего «плывет» по двум причинам:
удар
износ конуса
Если был удар, то страдает не только конус, но и подшипники.
И тут есть важный момент.
На больших силовых шпинделях вероятность того, что подшипники переживут удар, достаточно высокая.
А вот на скоростных шпинделях вероятность этого уже сильно ниже.
Если шпиндель работает нормально:
вращение плавное
нет шумов
нет повышенной вибрации
нет перегрева
то смысл просто отшлифовать конус действительно есть.
Но тут появляется очень важная особенность этого метода.
Когда мы шлифуем конус в собственных опорах, мы убираем биение по конусу, но при этом переносим на вал все биения и все погрешности сборки шпинделя.
То есть если мы условно вывели конус «в нули», а потом разобрали шпиндель и отдельно проверили вал — то у самого вала уже может быть повышенное биение.
И перед новой сборкой его все равно придется шлифовать отдельно на станке.
Кстати, швейцарский производитель шпинделей IBAG шлифует свои новые шпиндели именно в сборе — чтобы получить минимальное биение по конусу.
Но это немного другая история:
новый вал
новые подшипники
точная сборка
и финишная шлифовка уже собранного шпинделя
То есть это часть технологии производства, а не «ремонтная хитрость».
Когда такой метод реально имеет смысл?
На мой взгляд — на больших шпинделях.
Например, на пинолях расточных станков.
Когда вал длиной 1000–2000 мм, шлифовать его отдельно на станке — уже та еще задача.
И в таких случаях «поправить» конус прямо на станке — вполне разумное решение.
А вот на небольших станках часто возникает другая проблема.
Само приспособление для шлифовки может банально не влезть в рабочую зону станка )))
Так что на больших шпинделях — решение рабочее.
На маленьких — уже сильно спорное.
Ну и самое главное — нужно понимать последствия этого метода.
Теперь вы их знаете.
А тут можно посмотреть процесс
Кто знал — ставьте жука 👾
Это тема из разряда: «У меня многие спрашивали )))»
Обычно спрашивают так: «А можно ли отшлифовать конус шпинделя прямо на станке, без демонтажа шпинделя?»
Если совсем коротко — ДА, можно.
Но давайте разберемся, какие тут есть ограничения и какие риски.
Вообще про конус начинают думать тогда, когда станок перестает попадать в допуск.
Начинают проверять:
биение по конусу
биение по контрольной оправке
и фиксируют, что шпиндель уже не укладывается в паспортную точность станка.
Тут и появляется вопрос: «А можно ли без демонтажа шпинделя просто “поправить” конус?»
Геометрия конуса чаще всего «плывет» по двум причинам:
удар
износ конуса
Если был удар, то страдает не только конус, но и подшипники.
И тут есть важный момент.
На больших силовых шпинделях вероятность того, что подшипники переживут удар, достаточно высокая.
А вот на скоростных шпинделях вероятность этого уже сильно ниже.
Если шпиндель работает нормально:
вращение плавное
нет шумов
нет повышенной вибрации
нет перегрева
то смысл просто отшлифовать конус действительно есть.
Но тут появляется очень важная особенность этого метода.
Когда мы шлифуем конус в собственных опорах, мы убираем биение по конусу, но при этом переносим на вал все биения и все погрешности сборки шпинделя.
То есть если мы условно вывели конус «в нули», а потом разобрали шпиндель и отдельно проверили вал — то у самого вала уже может быть повышенное биение.
И перед новой сборкой его все равно придется шлифовать отдельно на станке.
Кстати, швейцарский производитель шпинделей IBAG шлифует свои новые шпиндели именно в сборе — чтобы получить минимальное биение по конусу.
Но это немного другая история:
новый вал
новые подшипники
точная сборка
и финишная шлифовка уже собранного шпинделя
То есть это часть технологии производства, а не «ремонтная хитрость».
Когда такой метод реально имеет смысл?
На мой взгляд — на больших шпинделях.
Например, на пинолях расточных станков.
Когда вал длиной 1000–2000 мм, шлифовать его отдельно на станке — уже та еще задача.
И в таких случаях «поправить» конус прямо на станке — вполне разумное решение.
А вот на небольших станках часто возникает другая проблема.
Само приспособление для шлифовки может банально не влезть в рабочую зону станка )))
Так что на больших шпинделях — решение рабочее.
На маленьких — уже сильно спорное.
Ну и самое главное — нужно понимать последствия этого метода.
Теперь вы их знаете.
А тут можно посмотреть процесс
Кто знал — ставьте жука 👾
2👍17✍4🔥3
Выставка «Металлообработка»
Всех приветствую!
Вчера был на выставке: много ходил, смотрел по сторонам — у кого какие стенды, кто и что показывает.
Есть ли действительно что-то новое и что-то российское.
Моё личное наблюдение: все стали сильно бодрее.
Видимо, ощущение кризисного времени хорошо стимулирует к действиям.
И это очень хорошо!
Если будете на выставке — обязательно зайдите посмотреть на стандартизированную роботизированную ячейку, которую сделали и представили ABEA Technology.
Это действительно очень круто и современно. Огромный шаг вперёд в построении производственных систем.
Уверен, что пока не многие производства готовы к таким решениям, но через какое-то время по наличию подобных внедрений уже вполне можно будет судить об уровне производства.
Прям рекомендую: быть на выставке и не посмотреть это — реально упущение.
А я ещё два дня буду на выставке, пишите — встретимся!
Всех приветствую!
Вчера был на выставке: много ходил, смотрел по сторонам — у кого какие стенды, кто и что показывает.
Есть ли действительно что-то новое и что-то российское.
Моё личное наблюдение: все стали сильно бодрее.
Видимо, ощущение кризисного времени хорошо стимулирует к действиям.
И это очень хорошо!
Если будете на выставке — обязательно зайдите посмотреть на стандартизированную роботизированную ячейку, которую сделали и представили ABEA Technology.
Это действительно очень круто и современно. Огромный шаг вперёд в построении производственных систем.
Уверен, что пока не многие производства готовы к таким решениям, но через какое-то время по наличию подобных внедрений уже вполне можно будет судить об уровне производства.
Прям рекомендую: быть на выставке и не посмотреть это — реально упущение.
А я ещё два дня буду на выставке, пишите — встретимся!
11👍17🔥2👾1
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
Смещение шпиндельного вала при смене инструмента:
нормально ли это?
На видео видно, что при разжиме инструмента шпиндельный вал смещается в осевом направлении примерно на 0,06 мм, а после снятия усилия возвращается в исходное положение.
Первый инстинктивный вопрос:
это нормально или нет?
Ответ коротко: само по себе осевое смещение вала при смене инструмента — нормальное явление.
Но есть важное уточнение:
нормально не любое смещение, а только то, которое происходит в зоне упругих деформаций и после снятия усилия полностью возвращается обратно.
Главный критерий здесь не сама цифра 0,06 мм, а вся цепочка:
какая сила приложена → какая осевая жесткость у шпиндельной системы → какое смещение получилось → вернулась ли система обратно.
Именно эту тему я хочу разобрать подробнее.
Не в формате «много это или мало», а с нормальной инженерной логикой:
через усилия, жесткость, подшипниковые опоры, систему фиксации инструмента и настройку цилиндра разжима.
Физически при смене инструмента происходит следующее
Цилиндр системы разжима давит на толкатель или тягу.
Через тягу усилие передается на пакет тарельчатых пружин системы фиксации инструмента.
Чтобы открыть цангу, цилиндр должен сжать этот пакет пружин.
Но пакет пружин не висит в воздухе.
Он опирается на элементы внутри шпиндельного вала.
Поэтому усилие цилиндра через систему фиксации передается на вал, а дальше — на подшипниковые опоры, проставки, корпусные детали и посадочные поверхности.
То есть в момент разжима инструмента шпиндельный вал фактически получает кратковременную осевую нагрузку.
А любая реальная механическая система под нагрузкой смещается.
Не потому, что там обязательно есть люфт.
Не потому, что шпиндель «разбит».
Не потому, что подшипники сразу плохие.
А потому что у любой реальной конструкции есть конечная жесткость.
Самая простая модель
В первом приближении это можно описать простой формулой:
δ=F / kΣ
где:
δ — осевое смещение вала;
F — усилие, которое создает цилиндр или усилие, необходимое для сжатия пружин системы фиксации;
kΣ — суммарная осевая жесткость шпиндельной системы.
Логика простая:
чем больше усилие разжима — тем больше смещение;
чем выше жесткость шпиндельного узла — тем меньше смещение.
Главный нюанс в том, что kΣ — это не только жесткость подшипников.
В суммарную осевую жесткость входят:
• осевая жесткость подшипниковых опор;
• схема установки подшипников;
• преднатяг;
• контактный угол подшипников;
• количество подшипников в опоре;
• жесткость проставок;
• жесткость шпиндельного вала;
• жесткость корпуса;
• качество посадок;
• состояние опорных торцов;
• возможные микроподвижки в сопряжениях;
• настройка хода цилиндра системы фиксации;
• фактическая сила, с которой сжимается пакет пружин.
Именно поэтому нельзя просто сказать:
«0,06 мм — это нормально»
или:
«0,06 мм — это много».
Нужно понимать, при какой силе это произошло и как ведет себя система после снятия нагрузки.
В следующем разборе буду писать
Почему одна и та же величина смещения — например 0,06 мм — может означать совершенно разные вещи при разных усилиях цилиндра.
Потом отдельно разберу, из чего складывается осевая жесткость шпиндельной системы и почему нельзя сводить все только к подшипникам.
После этого посмотрю на систему фиксации инструмента: цилиндр, тягу, тарельчатые пружины и настройку хода разжима.
И в финале попробую сформулировать практический подход: как оценивать такое смещение, что считать нормальным поведением, а что уже является диагностическим признаком проблемы.
В шпинделе опасно не само движение, а неконтролируемая податливость, остаточное смещение и потеря повторяемости.
нормально ли это?
На видео видно, что при разжиме инструмента шпиндельный вал смещается в осевом направлении примерно на 0,06 мм, а после снятия усилия возвращается в исходное положение.
Первый инстинктивный вопрос:
это нормально или нет?
Ответ коротко: само по себе осевое смещение вала при смене инструмента — нормальное явление.
Но есть важное уточнение:
нормально не любое смещение, а только то, которое происходит в зоне упругих деформаций и после снятия усилия полностью возвращается обратно.
Главный критерий здесь не сама цифра 0,06 мм, а вся цепочка:
какая сила приложена → какая осевая жесткость у шпиндельной системы → какое смещение получилось → вернулась ли система обратно.
Именно эту тему я хочу разобрать подробнее.
Не в формате «много это или мало», а с нормальной инженерной логикой:
через усилия, жесткость, подшипниковые опоры, систему фиксации инструмента и настройку цилиндра разжима.
Физически при смене инструмента происходит следующее
Цилиндр системы разжима давит на толкатель или тягу.
Через тягу усилие передается на пакет тарельчатых пружин системы фиксации инструмента.
Чтобы открыть цангу, цилиндр должен сжать этот пакет пружин.
Но пакет пружин не висит в воздухе.
Он опирается на элементы внутри шпиндельного вала.
Поэтому усилие цилиндра через систему фиксации передается на вал, а дальше — на подшипниковые опоры, проставки, корпусные детали и посадочные поверхности.
То есть в момент разжима инструмента шпиндельный вал фактически получает кратковременную осевую нагрузку.
А любая реальная механическая система под нагрузкой смещается.
Не потому, что там обязательно есть люфт.
Не потому, что шпиндель «разбит».
Не потому, что подшипники сразу плохие.
А потому что у любой реальной конструкции есть конечная жесткость.
Самая простая модель
В первом приближении это можно описать простой формулой:
δ=F / kΣ
где:
δ — осевое смещение вала;
F — усилие, которое создает цилиндр или усилие, необходимое для сжатия пружин системы фиксации;
kΣ — суммарная осевая жесткость шпиндельной системы.
Логика простая:
чем больше усилие разжима — тем больше смещение;
чем выше жесткость шпиндельного узла — тем меньше смещение.
Главный нюанс в том, что kΣ — это не только жесткость подшипников.
В суммарную осевую жесткость входят:
• осевая жесткость подшипниковых опор;
• схема установки подшипников;
• преднатяг;
• контактный угол подшипников;
• количество подшипников в опоре;
• жесткость проставок;
• жесткость шпиндельного вала;
• жесткость корпуса;
• качество посадок;
• состояние опорных торцов;
• возможные микроподвижки в сопряжениях;
• настройка хода цилиндра системы фиксации;
• фактическая сила, с которой сжимается пакет пружин.
Именно поэтому нельзя просто сказать:
«0,06 мм — это нормально»
или:
«0,06 мм — это много».
Нужно понимать, при какой силе это произошло и как ведет себя система после снятия нагрузки.
В следующем разборе буду писать
Почему одна и та же величина смещения — например 0,06 мм — может означать совершенно разные вещи при разных усилиях цилиндра.
Потом отдельно разберу, из чего складывается осевая жесткость шпиндельной системы и почему нельзя сводить все только к подшипникам.
После этого посмотрю на систему фиксации инструмента: цилиндр, тягу, тарельчатые пружины и настройку хода разжима.
И в финале попробую сформулировать практический подход: как оценивать такое смещение, что считать нормальным поведением, а что уже является диагностическим признаком проблемы.
В шпинделе опасно не само движение, а неконтролируемая податливость, остаточное смещение и потеря повторяемости.
🔥13✍5👍3👾2
Смещение шпиндельного вала при смене инструмента — часть 2
60 мкм смещения — много это или мало?
Мы уже знаем, что смещение происходит из-за силы действия цилиндра, который сжимает пружину системы фиксации.
И знаем, что смещение должно быть возвратным.
Теперь разберем факторы, которые влияют на смещение.
Первое и самое очевидное — это усилие самой пружины.
Второе, менее очевидное, — это жесткость всей системы шпинделя.
Ключевая жесткость — это подшипники, но даже при одинаковых подшипниках и их компоновке суммарная жесткость шпинделя может быть разной: здесь имеют значение и жесткость вала, и жесткость фланцев.
Третье, самое неочевидное, — ход цилиндра.
Ход цилиндра может быть больше хода, необходимого для раскрытия цанги, и тогда цилиндр после сжатия пружины системы фиксации и открытия цанги будет дожимать всю систему.
Схема подшипников, корпусные детали, проставки, вся геометрия вала — это неизменные при ремонте вещи.
А вот факторы, которые могут меняться при ремонте:
- Преднатяг подшипников. Изначально, к примеру, был тяжелый преднатяг, а после ремонта собрали с легким преднатягом.
-Жесткость пружин.
Были менее жесткие пружины, а поменяли на более жесткий пакет пружин.
- Регулировка хода цилиндра. Например, для корректной работы достаточно было бы 6 мм, а сделали 16 мм.
И эти три фактора повлияют на смещение вала при смене инструмента.
Чем меньше преднатяг подшипников, чем больше жесткость пружин и чем больше избыточный ход цилиндра, тем больше смещение вала при смене инструмента.
Хорошо привести один наглядный пример с расчетом.
Расчет я делаю примерный, с рядом допущений, но качественно он верный и очень многое объясняет.
Шпиндель с конусом SK40.
Усилие системы фиксации:
F = 15 000 Н
Жесткость пакета пружин:
K = 150 Н/мм
Ход цанги для открытия:
L = 5,9 мм
В шпинделе установлены 4 подшипника FAG B7014 с контактным углом 15 градусов, собранные со средним преднатягом: два подшипника в тандеме на передней опоре и два подшипника в тандеме на задней опоре.
Между собой эти тандемы развернуты по схеме «О»: <<==>>
Производитель шпинделя указывает суммарную статическую жесткость шпинделя:
kΣ = 220 Н/мкм
Если бы подшипники были собраны с легким преднатягом, то жесткость была бы примерно 190 Н/мкм,
а если бы был тяжелый преднатяг, то примерно
260 Н/мкм.
Так как схема подшипников симметричная, то жесткость шпинделя в обоих направлениях можно принять примерно одинаковой.
Что мы имеем?
Если у нас идеально отрегулированный ход цилиндра, то цилиндр должен преодолеть усилие системы фиксации порядка 15 000 Н.
Дальше, чтобы открыть цангу, цилиндр дополнительно сжимает пакет пружин примерно на 6 мм.
При жесткости пакета пружин 150 Н/мм прирост силы будет:
F1 = K × L = 150 × 6 = 900 Н
Тогда общая расчетная сила от цилиндра будет составлять:
F = 15 000 + 900 = 15 900 Н
Смещение вала:
δ = F / kΣ = 15 900 / 220 = 72 мкм
То есть при такой жесткости и таком усилии мы как раз будем ожидать смещение вала примерно на 72 микрона.
А если бы шток был отрегулирован не идеально и имел лишний ход, то на каждый лишний миллиметр мы бы имели дополнительный прирост силы в 150 Н.
Допустим, лишний ход штока был бы 10 мм.
Тогда сила цилиндра была бы:
F = 15 000 + 900 + 1500 = 17 400 Н
И смещение вала при такой силе:
δ = F / kΣ = 17 400 / 220 = 79 мкм
А если при сборке собрать подшипники не со средним, а с легким преднатягом, то получим следующее смещение:
δ = F / kΣ = 17 400 / 190 = 91 мкм
Вывод: 60 микрон — это не много и не мало.
Для адекватной оценки нужно знать суммарную жесткость шпинделя, которая зависит от типа, схемы, преднатяга подшипников и жесткости корпусных деталей.
Также нужно знать силу, с которой цилиндр воздействует на систему фиксации, а она зависит от усилия зажима, жесткости пружин, настройки хода и наличия механических усилителей в затяге.
Именно поэтому одинаковые шпиндели и шпиндели после ремонта могут иметь разное смещение при смене инструмента.
Знания — сила.
Всем хороших выходных!
60 мкм смещения — много это или мало?
Мы уже знаем, что смещение происходит из-за силы действия цилиндра, который сжимает пружину системы фиксации.
И знаем, что смещение должно быть возвратным.
Теперь разберем факторы, которые влияют на смещение.
Первое и самое очевидное — это усилие самой пружины.
Второе, менее очевидное, — это жесткость всей системы шпинделя.
Ключевая жесткость — это подшипники, но даже при одинаковых подшипниках и их компоновке суммарная жесткость шпинделя может быть разной: здесь имеют значение и жесткость вала, и жесткость фланцев.
Третье, самое неочевидное, — ход цилиндра.
Ход цилиндра может быть больше хода, необходимого для раскрытия цанги, и тогда цилиндр после сжатия пружины системы фиксации и открытия цанги будет дожимать всю систему.
Схема подшипников, корпусные детали, проставки, вся геометрия вала — это неизменные при ремонте вещи.
А вот факторы, которые могут меняться при ремонте:
- Преднатяг подшипников. Изначально, к примеру, был тяжелый преднатяг, а после ремонта собрали с легким преднатягом.
-Жесткость пружин.
Были менее жесткие пружины, а поменяли на более жесткий пакет пружин.
- Регулировка хода цилиндра. Например, для корректной работы достаточно было бы 6 мм, а сделали 16 мм.
И эти три фактора повлияют на смещение вала при смене инструмента.
Чем меньше преднатяг подшипников, чем больше жесткость пружин и чем больше избыточный ход цилиндра, тем больше смещение вала при смене инструмента.
Хорошо привести один наглядный пример с расчетом.
Расчет я делаю примерный, с рядом допущений, но качественно он верный и очень многое объясняет.
Шпиндель с конусом SK40.
Усилие системы фиксации:
F = 15 000 Н
Жесткость пакета пружин:
K = 150 Н/мм
Ход цанги для открытия:
L = 5,9 мм
В шпинделе установлены 4 подшипника FAG B7014 с контактным углом 15 градусов, собранные со средним преднатягом: два подшипника в тандеме на передней опоре и два подшипника в тандеме на задней опоре.
Между собой эти тандемы развернуты по схеме «О»: <<==>>
Производитель шпинделя указывает суммарную статическую жесткость шпинделя:
kΣ = 220 Н/мкм
Если бы подшипники были собраны с легким преднатягом, то жесткость была бы примерно 190 Н/мкм,
а если бы был тяжелый преднатяг, то примерно
260 Н/мкм.
Так как схема подшипников симметричная, то жесткость шпинделя в обоих направлениях можно принять примерно одинаковой.
Что мы имеем?
Если у нас идеально отрегулированный ход цилиндра, то цилиндр должен преодолеть усилие системы фиксации порядка 15 000 Н.
Дальше, чтобы открыть цангу, цилиндр дополнительно сжимает пакет пружин примерно на 6 мм.
При жесткости пакета пружин 150 Н/мм прирост силы будет:
F1 = K × L = 150 × 6 = 900 Н
Тогда общая расчетная сила от цилиндра будет составлять:
F = 15 000 + 900 = 15 900 Н
Смещение вала:
δ = F / kΣ = 15 900 / 220 = 72 мкм
То есть при такой жесткости и таком усилии мы как раз будем ожидать смещение вала примерно на 72 микрона.
А если бы шток был отрегулирован не идеально и имел лишний ход, то на каждый лишний миллиметр мы бы имели дополнительный прирост силы в 150 Н.
Допустим, лишний ход штока был бы 10 мм.
Тогда сила цилиндра была бы:
F = 15 000 + 900 + 1500 = 17 400 Н
И смещение вала при такой силе:
δ = F / kΣ = 17 400 / 220 = 79 мкм
А если при сборке собрать подшипники не со средним, а с легким преднатягом, то получим следующее смещение:
δ = F / kΣ = 17 400 / 190 = 91 мкм
Вывод: 60 микрон — это не много и не мало.
Для адекватной оценки нужно знать суммарную жесткость шпинделя, которая зависит от типа, схемы, преднатяга подшипников и жесткости корпусных деталей.
Также нужно знать силу, с которой цилиндр воздействует на систему фиксации, а она зависит от усилия зажима, жесткости пружин, настройки хода и наличия механических усилителей в затяге.
Именно поэтому одинаковые шпиндели и шпиндели после ремонта могут иметь разное смещение при смене инструмента.
Знания — сила.
Всем хороших выходных!
1✍11👍7👾2
Смещение вала. Часть 3
Предельная задача разрушения
В прошлых двух статьях я разобрал вопрос смещения вала при автосмене инструмента.
Смещение — это нормально.
Важно, чтобы оно было стабильным и возвратным.
Также мы посчитали, что 60–70 мкм — вполне ожидаемое смещение для шпинделя с конусом SK40, усилием системы фиксации 15 кН и подшипниками 7014, собранными по схеме: <<=>>
И вроде бы этого достаточно.
Но всегда хочется немного большего.
Большее для меня — это понять, при каком усилии от цилиндра будет переход из зоны упругих деформаций в зону, где уже могут начаться остаточные деформации, и какое при этом будет ожидаемое смещение вала.
И тут опять никуда не деться без теории по подшипникам.
Есть у подшипника такое значение, как статическая грузоподъемность:
C0r = 41,5 кН
Это табличное значение.
Я взял его для конкретного подшипника:
FAG B7014-E-T-P4
Также есть формула эквивалентной статической нагрузки для 25-градусного радиально-упорного подшипника:
P0 = 0,5 × F0r + 0,38 × F0a
где:
F0r — радиальная статическая нагрузка;
F0a — осевая статическая нагрузка.
Так как мы рассматриваем случай только с осевой нагрузкой от цилиндра, то радиальная составляющая у нас равна нулю.
Тогда:
P0 = 0,38 × F0a
Еще есть статический коэффициент безопасности подшипника:
S0 = C0 / P0
Выразим через этот коэффициент эквивалентную статическую нагрузку:
P0 = C0 / S0
В каталоге FAG указано, что для шпиндельных применений этот коэффициент нужно принимать больше 2 для стабильной работы подшипника.
Поэтому считаем:
P0 = 0,38 × F0a = C0 / 2
0,38 × F0a = 41 500 / 2
F0a = 54 605 Н
То есть примерная предельная осевая нагрузка на один подшипник FAG B7014-E-T-P4 при принятом коэффициенте безопасности S0 = 2 составляет около 54 кН.
Но у нас в шпинделе тандемная схема.
При осевой нагрузке в одну сторону работает один тандем из двух подшипников.
Поэтому:
Fтандем = 54 000 × 2 = 108 000 Н
Смещение вала мы уже считали по формуле:
δ = F / kΣ
Суммарная жесткость шпинделя:
kΣ = 220 Н/мкм
Тогда ожидаемое смещение при такой нагрузке:
δ = 108 000 / 220 = 491 мкм
Что все это нам говорит?
Это говорит, что при осевом усилии порядка 108 кН активный тандем из двух подшипников выходит к расчетной границе по статическому коэффициенту безопасности S0 = 2.
При такой силе ожидаемое смещение вала составит примерно 491 мкм, то есть около 0,5 мм.
Важно: это не значит, что ровно после 108 кН подшипник мгновенно разрушится.
Это означает, что мы подошли к расчетной границе, после которой для точного шпиндельного узла уже нельзя спокойно говорить о нормальной безопасной работе подшипникового контакта.
Вернемся к силе и смещению от воздействия цилиндра при автоматической смене инструмента.
Сила от цилиндра:
F = 16 кН
Расчетное смещение вала:
около 80 мкм
Теперь сравним.
Запас по силе:
108 000 / 16 000 = 6,75 раза
Запас по перемещению:
491 / 80 = 6,1 раза
То есть наше расчетное смещение вала в 80 мкм очень далеко от критических значений, где подшипниковому контакту уже начинает становиться «плохо».
Еще раз пересматриваем видео, на котором вал при смене инструмента смещается на 60 мкм.
Теперь уже уверенно заключаем:
это нормально, расчетно объяснимо и не критично.
Главное — чтобы смещение было стабильным, повторяемым и возвратным.
Предельная задача разрушения
В прошлых двух статьях я разобрал вопрос смещения вала при автосмене инструмента.
Смещение — это нормально.
Важно, чтобы оно было стабильным и возвратным.
Также мы посчитали, что 60–70 мкм — вполне ожидаемое смещение для шпинделя с конусом SK40, усилием системы фиксации 15 кН и подшипниками 7014, собранными по схеме: <<=>>
И вроде бы этого достаточно.
Но всегда хочется немного большего.
Большее для меня — это понять, при каком усилии от цилиндра будет переход из зоны упругих деформаций в зону, где уже могут начаться остаточные деформации, и какое при этом будет ожидаемое смещение вала.
И тут опять никуда не деться без теории по подшипникам.
Есть у подшипника такое значение, как статическая грузоподъемность:
C0r = 41,5 кН
Это табличное значение.
Я взял его для конкретного подшипника:
FAG B7014-E-T-P4
Также есть формула эквивалентной статической нагрузки для 25-градусного радиально-упорного подшипника:
P0 = 0,5 × F0r + 0,38 × F0a
где:
F0r — радиальная статическая нагрузка;
F0a — осевая статическая нагрузка.
Так как мы рассматриваем случай только с осевой нагрузкой от цилиндра, то радиальная составляющая у нас равна нулю.
Тогда:
P0 = 0,38 × F0a
Еще есть статический коэффициент безопасности подшипника:
S0 = C0 / P0
Выразим через этот коэффициент эквивалентную статическую нагрузку:
P0 = C0 / S0
В каталоге FAG указано, что для шпиндельных применений этот коэффициент нужно принимать больше 2 для стабильной работы подшипника.
Поэтому считаем:
P0 = 0,38 × F0a = C0 / 2
0,38 × F0a = 41 500 / 2
F0a = 54 605 Н
То есть примерная предельная осевая нагрузка на один подшипник FAG B7014-E-T-P4 при принятом коэффициенте безопасности S0 = 2 составляет около 54 кН.
Но у нас в шпинделе тандемная схема.
При осевой нагрузке в одну сторону работает один тандем из двух подшипников.
Поэтому:
Fтандем = 54 000 × 2 = 108 000 Н
Смещение вала мы уже считали по формуле:
δ = F / kΣ
Суммарная жесткость шпинделя:
kΣ = 220 Н/мкм
Тогда ожидаемое смещение при такой нагрузке:
δ = 108 000 / 220 = 491 мкм
Что все это нам говорит?
Это говорит, что при осевом усилии порядка 108 кН активный тандем из двух подшипников выходит к расчетной границе по статическому коэффициенту безопасности S0 = 2.
При такой силе ожидаемое смещение вала составит примерно 491 мкм, то есть около 0,5 мм.
Важно: это не значит, что ровно после 108 кН подшипник мгновенно разрушится.
Это означает, что мы подошли к расчетной границе, после которой для точного шпиндельного узла уже нельзя спокойно говорить о нормальной безопасной работе подшипникового контакта.
Вернемся к силе и смещению от воздействия цилиндра при автоматической смене инструмента.
Сила от цилиндра:
F = 16 кН
Расчетное смещение вала:
около 80 мкм
Теперь сравним.
Запас по силе:
108 000 / 16 000 = 6,75 раза
Запас по перемещению:
491 / 80 = 6,1 раза
То есть наше расчетное смещение вала в 80 мкм очень далеко от критических значений, где подшипниковому контакту уже начинает становиться «плохо».
Еще раз пересматриваем видео, на котором вал при смене инструмента смещается на 60 мкм.
Теперь уже уверенно заключаем:
это нормально, расчетно объяснимо и не критично.
Главное — чтобы смещение было стабильным, повторяемым и возвратным.
15🔥8👍4✍2👾2
Приглашение_POLITEK_Семинар_Музыка_точности_Екатеринбург_6.pdf
639.8 KB
7 июля в Екатеринбурге буду рассказывать, как сделать так, чтобы шпиндель не «крякнул» 🦆 раньше времени.
Ссылка на событие Политек:
https://t.me/gkpolitek/142
Ссылка на событие Политек:
https://t.me/gkpolitek/142
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
22🔥7👍3✍1
От «железа» к людям
Обычно, когда мы говорим о ресурсе шпинделя как механизма, то сразу вспоминаем подшипники, смазку, балансировку, уплотнения и ротационные соединения.
И это справедливо.
Шпиндель действительно сложный и точный механизм. По сочетанию точности, оборотов, нагрузок, чувствительности к сборке и влияния на результат обработки его вполне можно поставить в один ряд с такими сложными техническими узлами, как авиационный турбореактивный двигатель, газовая турбина, вертолётный редуктор, турбокомпрессор, автоматическая коробка передач и высокоскоростная центрифуга.
Но в реальной эксплуатации ресурс шпинделя определяется не только конструкцией, качеством компонентов и правильностью сборки.
Не стоит забывать, что ресурс шпинделя каждый день формируют люди на производстве.
Оператор, который слышит первые посторонние звуки и замечает изменения в работе станка.
Механик, который решает: остановить оборудование или пусть «ещё поработает».
Технолог, который задаёт режимы обработки.
Руководитель, который выбирает между выполнением плана и своевременным обслуживанием.
Поэтому разговор о ресурсе шпинделя неизбежно выходит за рамки «просто железа».
Сначала мы рассматривали шпиндель как механизм. Потом говорили о причинах выхода из строя, регламентах обслуживания, вводе в эксплуатацию, ремонте своими силами и стоимости компонентов.
А теперь я хочу поговорить о людях и процессах на производстве.
Потому что шпиндель ломается как механизм, но очень часто причина его отказа начинается в организации работы вокруг него.
Буду писать цикл статей о людях и о том, как сильно они влияют на ресурс шпинделей и работоспособность станков.
Обычно, когда мы говорим о ресурсе шпинделя как механизма, то сразу вспоминаем подшипники, смазку, балансировку, уплотнения и ротационные соединения.
И это справедливо.
Шпиндель действительно сложный и точный механизм. По сочетанию точности, оборотов, нагрузок, чувствительности к сборке и влияния на результат обработки его вполне можно поставить в один ряд с такими сложными техническими узлами, как авиационный турбореактивный двигатель, газовая турбина, вертолётный редуктор, турбокомпрессор, автоматическая коробка передач и высокоскоростная центрифуга.
Но в реальной эксплуатации ресурс шпинделя определяется не только конструкцией, качеством компонентов и правильностью сборки.
Не стоит забывать, что ресурс шпинделя каждый день формируют люди на производстве.
Оператор, который слышит первые посторонние звуки и замечает изменения в работе станка.
Механик, который решает: остановить оборудование или пусть «ещё поработает».
Технолог, который задаёт режимы обработки.
Руководитель, который выбирает между выполнением плана и своевременным обслуживанием.
Поэтому разговор о ресурсе шпинделя неизбежно выходит за рамки «просто железа».
Сначала мы рассматривали шпиндель как механизм. Потом говорили о причинах выхода из строя, регламентах обслуживания, вводе в эксплуатацию, ремонте своими силами и стоимости компонентов.
А теперь я хочу поговорить о людях и процессах на производстве.
Потому что шпиндель ломается как механизм, но очень часто причина его отказа начинается в организации работы вокруг него.
Буду писать цикл статей о людях и о том, как сильно они влияют на ресурс шпинделей и работоспособность станков.
👍9🔥7✍4