Orsaker och lösningar för termisk deformation av kulscrew

När utrustningen startas första gången är noggrannheten normal. Efter att ha kört i en halvtimme eller en timme börjar de bearbetade måtten gradvis skifta och den ackumulerade positionsfelet ökar. Muttern och skruven blir märkbart varma. Detta är typiskt för termisk deformation av kulkärl.

I. Vad är termisk deformation av kulkärl?

Under förhållanden med höghastighetsdrift, friktionsbelastning och för stor förspänning genererar kulkärlet kontinuerligt värme. Temperaturen i skruvaxeln stiger, dess fysiska längd ökar på grund av värme, och steget ändras också något.

Detta gör att den faktiska förflyttningssträckan överstiger den teoretiskt inställda sträckan. Ju längre resa, desto större blir det ackumulerade felet. Denna fenomen kallas termisk deformation av kulkärl (termisk längdändring).

Termisk längdändring beräknas vanligtvis med följande formel:

δL = α×L×ΔT

Där:

δL: Spindelns längdändring

α: Materialets temperaturutvidgningskoefficient

L: Spindellängd

δT: Temperaturändring

När spindellängden ändras förskjuts även positionskoordinaterna för verktygsmaskinen, vilket leder till instabila bearbetningsmått.

II. Vanliga fenomen efter termisk deformation av kulscrewar

I praktisk underhållsverksamhet manifesterar termisk deformation vanligtvis sig på följande sätt:

• Normal noggrannhet vid kall drift, ökad felaktighet efter uppvärmning
• Gradvis måttdrift efter långvarig bearbetning
• Minskad upprepbarhet
• Markant uppvärmd skruvmutter
• Lätt klibbning efter höghastighetsdrift
• Ökad felaktighet vid långsträckorörelse för X- och Y-axlarna

Många tror felaktigt att detta är ett servo-parameterproblem, men den verkliga orsaken kan faktiskt vara en för stor temperaturhöjning i skruven.

III. Viktiga faktorer som påverkar termisk deformation av kulkretsar

För stor förspänning: Även om ökad styvhet eliminerar spel, ökar den också friktionsvärmeutvecklingen.

Hög rotationshastighet: Ju snabbare skruven roterar, desto större är friktionsenergiförbrukningen och desto högre blir temperaturhöjningen.

Dålig smörjning: Otillräcklig fettmängd eller ineffektiv smörjolja, vilket leder till ineffektiv smörjning, förvärrar temperaturhöjningen.

Belastning: Frekventa framåt- och bakåtrotationer samt höglastförhållanden leder till ackumulering av friktionsvärme, vilket resulterar i en beständig hög temperaturhöjning.

IV. Snabb bedömning på plats: Är det ett fel orsakat av termisk deformation?

Måtten är acceptabla vid kallstart, men fortsätter att avvika efter 30 minuters drift.

Skruvens och mutterns husningar är märkbart varma vid beröring, med temperaturer långt över rumstemperaturen.

Ju längre slaglängd, desto större blir felaktigheten vid slutpositionering.

Noggrannheten är stabil på vintern, men felet ökar kraftigt i högtempererade sommiljöer.

Noggrannheten återställs automatiskt efter att hastigheten sänkts och maskinen stoppats intermittently.

V. Huvudsakliga motåtgärder:

Tvingad kylning: Genom att använda en ihålig kugelskruv och cirkulerande kylningsvätska kan den interna temperaturen i skruven minskas avsevärt och termisk deformation vid båda ändarna minimeras.

Förspännning (förbelastning): Att förspänna skruven vid installation kan kompensera en del av den termiska utvidgningen som orsakas av temperaturhöjningen under drift.

Optimerad förbelastning: Justera kulornas förbelastning enligt brukskraven för att balansera styvhet och temperaturhöjning.

Effektiv smörjning: Använd smörjolja/fett av hög kvalitet för att minska friktionsvärmeutvecklingen.

Kompensation för termisk deformation: Använd den inbyggda programvaran för kompensation av termiska fel i verktygsmaskinsystemet för att korrigera detta fel.

Termisk deformation av kulscrew är ett systematiskt problem som kräver omfattande hantering. Vi rekommenderar att du, när du löser sådana problem, följer logiken "börja med kontroll av värmekällan, prioritera strukturell optimering och komplettera sedan med externa åtgärder och intelligent kompensation" för att uppnå bästa möjliga helhetsresultat.