Mazání kuličkového šroubu: Nejlepší postupy pro olej vs. mazivo, intervalový průvodce a údržba

Co dělá mazání uvnitř kuličkového šroubu

Kontakt mezi ocelovou kuličkou a tvrzenou oběžnou dráhou není hladká interakce -na{1}}povrch. Na mikroskopické úrovni se jedná o řadu vysokotlakých-bodových kontaktů, kde se kulička pod zatížením mírně deformuje. Bez mazacího filmu v těchto kontaktních bodech interagují kovové povrchy přímo - a produkují tření, teplo a progresivní mikro-opotřebení, které nakonec degraduje jak kuličky, tak geometrii oběžné dráhy.

Mazací film na kontaktním místě dělá tři věci současně. Odděluje kovové povrchy, aby se zabránilo přímému kontaktu. Odvádí teplo z kontaktní zóny. A snižuje valivý odpor, který musí hnací motor překonávat.

Při nedostatečném mazání dochází k degradaci všech tří funkcí najednou: povrchy se přímo dotýkají, lokálně se akumuluje teplo a zvyšuje se tření při chodu. Výsledkem je kuličkový šroub, který běží hlučněji, zahřívá se a ztrácí rozměrovou přesnost rychleji, než by předpovídala jeho jmenovitá životnost.

Jeden bod, který je často nepochopený: kvalita mazání ovlivňuje, jak dlouho kuličkový šroub vydrží a jak hladce běží, ale nemění jmenovité dynamické zatížení Ca uvedené v katalogu. Ca je parametr produktu definovaný geometrií šroubu, materiálem a výrobním procesem. Mazání rozhoduje o tom, zda šroub skutečně dosahuje jmenovité životnosti v provozu.

Olej vs tuk: Jak si vybrat

Dva primární typy maziv pro kuličkové šrouby jsou olej a tuk. Chovají se odlišně, vyhovují různým provozním podmínkám a vyžadují různé přístupy k údržbě. Nesprávná volba - s použitím silného maziva ve vysokorychlostní-aplikaci, například -, může zvýšit provozní odpor a tvorbu tepla, než je snížit.

Mazací olej

Olej má nízkou viskozitu a volně protéká kuličkovým okruhem. Díky tomu se dobře-hodí pro vysokorychlostní{2}}aplikace, kde kuličky rychle cirkulují a potřebují neustále obnovovat film. Olej také odvádí teplo účinněji než mazivo, protože odtéká z kontaktní zóny a může být shromažďován, chlazen a recirkulován v centralizovaných mazacích systémech.

Nevýhodou oleje je, že nedrží na místě. Na kuličkovém šroubu, který se otáčí zřídka, mezi cykly odtéká olej z kontaktních ploch, takže oběžná dráha je při spuštění dočasně suchá. Díky tomu je olej méně vhodný pro aplikace s nízkou-rychlostí nebo přerušovanou{3}}zátěží, pokud není zaveden systém kontinuální dodávky.

Použijte olej, když:

• Provozní rychlost vytváří hodnotu Dm·N vyšší než přibližně 70 000 (Dm=střední průměr šroubu v mm, rychlost otáčení N=v RPM)
• Na stroji je instalován systém centrálního mazání
• Aplikace je vysokorychlostní-CNC osy nebo přesné posuvy vřetena
• Konzistentní obnova filmu je zaručena konstrukcí mazacího systému

Doporučený typ oleje: ISO VG 32 až VG 68 vřetenový olej nebo dopravní olej v závislosti na otáčkách a zatížení. Vyšší viskozita (VG 68) vyhovuje většímu zatížení a nižším rychlostem; nižší viskozita (VG 32) vyhovuje vyšším rychlostem.

Mazací tuk

Mazací tuk je olej kombinovaný se zahušťovadlem, které drží mazivo na místě na kontaktních plochách. Zůstává tam, kde je aplikován, což z něj činí praktickou volbu pro většinu průmyslových instalací s kuličkovými šrouby, které nejsou připojeny k systému centralizovaného zásobování olejem.

Mazivo je shovívavější k přerušovaným pracovním cyklům, protože zahušťovadlo nadále uvolňuje olej do kontaktní zóny i během období nízké aktivity. Poskytuje také lepší odolnost proti znečištění prachem a třískami, což je důležité při obrábění a obecně v průmyslovém prostředí.

Omezení maziva spočívá v tom, že při vysokých rychlostech se může zahušťovadlo rozvířit a způsobit, že se mazivo zahřeje a degraduje rychleji než olej. Při velmi-rychlostních aplikacích může mazivo spíše zvýšit než snížit provozní odpor.

Mazivo použijte, když:

• Není přítomen systém centralizovaného olejového mazání
• Provozní rychlost je střední (Dm·N pod přibližně 70 000)
• Osa běží přerušovaně nebo v proměnných pracovních cyklech
• Prostředí obsahuje prach, třísky nebo vlhkost, které by mohly kontaminovat lehčí mazivo
• Osa je vertikální, kde by olej odtékal z kontaktní zóny

Doporučený typ maziva: mazivo na bázi lithia -nebo lithiového-komplexu třídy 1 nebo 2 NLGI pro všeobecné průmyslové aplikace. Pro vyšší rychlosti poskytuje syntetické mazivo s nízkou viskozitou-základu-oleje- (PAO nebo esterová báze) lepší výkon při vysokých-rychlostech než produkty na bázi minerálních-olejů{10}}.

Zvláštní ohledy na životní prostředí

Potravinářské a lékařské aplikace:Standardní maziva na bázi lithia- nejsou vhodná. Jakékoli mazivo používané při výrobě potravin, farmaceutických zařízení nebo zdravotnických zařízení musí mít certifikaci NSF H1 pro náhodný kontakt s potravinami. Tuky NSF H1 na bázi bílého minerálního oleje-jsou dostupné u většiny hlavních dodavatelů maziv a měly by být specifikovány ve fázi návrhu zařízení, nikoli dodatečně.

Nízká-teplota prostředí (pod 0 stupňů):Standardní maziva při nízkých teplotách výrazně houstnou, což zvyšuje odpor při rozjezdu a může zabránit tomu, aby se mazivo dostalo na kontaktní plochy během prvních otáček. Specifikujte syntetické mazivo určené pro očekávanou minimální provozní teplotu. Plastické maziva na bázi PAO- obvykle zůstávají čerpatelné a účinné až do -30 stupňů nebo méně, v závislosti na složení.

Prostředí s vysokou-teplotou (nad 80 stupňů):Maziva na bázi minerálních olejů- oxidují a odpařují se rychleji při zvýšených teplotách, čímž se zkracuje účinný interval mazání. Plně syntetická maziva nebo maziva s vysokoteplotním aditivem si udržují výkon lépe nad 80 stupňů .

Srovnání shrnutí:

Intervaly mazání: Jak často je často dost

Neexistuje jediný správný interval mazání pro všechny aplikace kuličkových šroubů. Interval závisí na provozní rychlosti, zatížení, teplotě, vystavení znečištění, typu maziva a na tom, zda instalace používá těsnění a stěrače.

Následující referenční intervaly jsou výchozími body pro kuličkové šrouby mazané tukem- v typickém průmyslovém prostředí. Měly by být nastaveny na základě skutečných provozních podmínek a potvrzeny monitorováním provozní teploty a hluku.

U systémů mazaných olejem-napojených na centralizované zásobování se samotný olej průběžně obnovuje. V těchto instalacích jsou příslušnými úkoly údržby monitorování hladiny a stavu oleje, výměna oleje v intervalech doporučených výrobcem stroje (obvykle každých 6–12 měsíců) a kontrola filtrů a rozvodů.

Známky, že interval je třeba zkrátit:

• Provozní teplota na matici je trvale vyšší než při uvedení do provozu
• Slyšitelný hluk se od posledního mazání zvýšil
• Přesnost polohování se posunula bez mechanické příčiny
• V blízkosti matice je viditelné znečištění (úlomky, chladicí kapalina, prach).

Kolik lubrikantu nanést

Nanášení příliš malého množství lubrikantu je zřejmým problémem. Nanášení příliš velkého množství je méně zřejmé, ale způsobuje skutečné problémy: přebytečné mazivo se vytlačuje do zpětné dráhy kuličky, zvyšuje provozní odpor, vytváří teplo a může kontaminovat blízké součásti nebo obrobky.

Počáteční instalace (první montáž):
Naplňte vnitřek matice přibližně do jedné-třetiny až jedné{1}}poloviny dostupného vnitřního objemu. Cílem je pokrýt všechny kuličky a oběžné dráhy souvislým filmem, aniž by se matice naplnila tak, aby kuličky musely protlačit pevnou masu tuku.

Většina matic kuličkových šroubů má na těle matice mazací šroubení (vsuvku). Mazivo nanášejte pomalu přes tuto armaturu a přitom ručně otáčejte hřídelí šroubu, aby se mazivo rovnoměrně rozprostřelo v okruhu koule, než se osa uvede do chodu.

Běžná údržba (doplňování):
Každá doplňovaná dávka by měla být přibližně 10–20 % počátečního plnicího množství. Pro standardní matici SFU 2005 (průměr 20 mm, vedení 5 mm) může být typická počáteční náplň 2–3 gramy; každé běžné doplnění by bylo 0,3–0,6 gramu. Větší ořechy vyžadují úměrně více.

Pokud matice nemá mazací šroubení, praktickým přístupem je nanést malé množství maziva přímo na odkrytý hřídel šroubu před maticí a poté několikrát projet osu celou její dráhou, aby se mazivo dostalo do kontaktní zóny.

Užitečná kontrola v terénu:Po nanesení maziva a spuštění osy zkontrolujte po 10–15 minutách provozu teplotu těla matice. Správně namazaný kuličkový šroub běžící střední rychlostí by měl dosahovat stabilní teploty 5–15 stupňů nad okolní teplotou. Pokud teplota na matici nadále stoupá nebo překročí 60 stupňů, může to znamenat příliš mnoho maziva (víření) nebo příliš málo (nedostatečný film). Podle toho upravte množství.

Metody mazání: manuální, automatické a centralizované

Ruční mazání (mazací pistole nebo stříkačka)

Nejběžnější přístup u malých a středních-zařízení. Mazací pistole nebo dávkovací stříkačka se používá k vstřikování maziva přes šroubení matice v naplánovaném intervalu.

Ruční mazání je levné-a nevyžaduje žádný další hardware, ale zcela závisí na důsledném dodržování plánu údržby. V prostředích s vysokou-výrobou, kde stroj běží nepřetržitě, lze intervaly ručního mazání snadno vynechat. Písemný záznam o mazání připojený ke stroji je jednoduchý, ale účinný způsob, jak udržet disciplínu.

Nejlepší pro:Zařízení s malým počtem mazacích míst, přístupnými maticemi a strukturovanou rutinou údržby.

Automatické jednobodové-maznice

Jednobodová maznice-je samostatné kazetové zařízení,{1}}které se montuje přímo na maznici matice a dodává kontrolovanou, nepřetržitou dávku maziva po nastavenou dobu (obvykle 1, 6 nebo 12 měsíců). Zařízení funguje bez externího napájení a používá plynový-nebo pružinový{7}}mechanismus k pomalému vtlačování maziva do matice.

Tato zařízení eliminují riziko zmeškání intervalů mazání a jsou zvláště užitečná na osách, které jsou obtížně přístupné pro ruční obsluhu - uvnitř krytů, na horních portálech nebo na automatických linkách s vysokým-cyklem.

Omezením jsou náklady na mazací místo a nutnost vyměnit kazetu, když je prázdná. Nemohou také reagovat na měnící se provozní podmínky: stroj běžící na dvě směny vyčerpá mazivo rychleji, než je zařízení kalibrováno.

Nejlepší pro:Těžko{0}}přístupné-osy, vysoko-automatická zařízení a aplikace, kde nelze spolehlivě naplánovat ruční údržbu.

Centralizované mazací systémy (standard CNC strojů)

Většina CNC obráběcích center a přesných brusek je vybavena centrálním mazacím systémem, který distribuuje olej nebo mazivo do více mazacích míst - kuličkové šrouby, lineární vedení a ložiska vřeten - prostřednictvím sítě rozvodů a dávkovacích ventilů.

Systém je řízen CNC strojem, které spouští mazací impuls v nastavených intervalech (obvykle každých 30–120 minut provozu stroje-). Množství dodávané do každého bodu je nastaveno kalibrací dávkovacího ventilu.

U strojů s centralizovaným mazáním je úkolem údržby sledování hladiny v nádrži, doplňování správné třídy maziva, kontrola těsnosti nebo ucpání rozvodů a úplná výměna maziva v intervalech doporučených výrobcem stroje.

Důležité:Nikdy nemíchejte třídy nebo značky maziv v centralizovaném systému bez ověření kompatibility. Některé typy zahušťovadel tuků jsou vzájemně nekompatibilní a tvoří tvrdou usazeninu, která blokuje rozvody.

Nejlepší pro:Více{0}}osé CNC stroje, zařízení pro přesné broušení a jakýkoli stroj, kde je vyžadováno konzistentní automatické mazání na více místech.

Mazání při první montáži: krok, který se nejčastěji vynechává

Ve fázi montáže nejčastěji vznikají problémy s mazáním, protože je to krok, kterému je věnována nejmenší pozornost.

Kuličkové šrouby dodané od výrobce jsou opatřeny lehkým ochranným povlakem pro ochranu proti korozi během přepravy a skladování. Tento povlak není funkčním mazivem. Před instalací a prvním spuštěním šroubu je třeba jej řádně namazat mazivem, které se bude používat v provozu.

Spuštění nového kuličkového šroubu nasucho nebo pouze s ochranným povlakem i na krátkou dobu během uvádění stroje do provozu může vytvořit vzory opotřebení na oběžné dráze, které přetrvají po celou dobu životnosti šroubu, a urychlit dlouhodobou-degradaci.

Správný postup při montáži:

1. Otřete dřík šroubu čistým- hadříkem, který nepouští vlákna, abyste odstranili zbytky obalu. Nepoužívejte rozpouštědla, která by mohla narušit těsnění.
2. Naneste zvolené mazivo na hřídel šroubu v oblasti, která bude pokryta maticí.
3. Pomalu našroubujte matici na hřídel a otáčejte rukou, abyste zajistili, že mazivo bude zapracováno do okruhu koule před připojením napájení.
4. Pokud má matice mazací šroubení, vstříkněte počáteční množství náplně přes šroubení po našroubování matice na hřídel.
5. Než začnete osu pracovat při normální rychlosti nebo zatížení, proveďte několik pomalých, úplných{0}}cyklů zdvihu.

Toto počáteční mazání trvá deset minut a má měřitelný účinek na dlouhodobý-výkon. Měl by to být zdokumentovaný krok v kontrolním seznamu sestavení stroje, nikoli dodatečný nápad.

Běžné chyby v mazání

Závěr

Mazání kuličkového šroubu není složité, ale vyžaduje uváženou volbu: správný typ maziva pro rychlost a stav zatížení, správný interval pro provozní prostředí, správné množství pro potažení kontaktních ploch, aniž by to způsobilo třepání, a správný způsob, jak zajistit, aby se mazivo skutečně dostalo do okruhu kuličky.

Důsledkem správného výběru je kuličkový šroub, který běží při provozní teplotě a hladině hluku, pro kterou byl navržen, a dosahuje nebo překračuje svou jmenovitou životnost. Důsledkem jejich špatného nastavení je postupná degradace, která vypadá jako problém s kvalitou produktu, ale ve skutečnosti je problémem údržby.

Pokud specifikujete instalaci nového kuličkového šroubu a chcete radu ohledně typu maziva, intervalu a způsobu mazání pro vaše specifické podmínky osy, technický tým společnosti DLY může vaše požadavky zkontrolovat a poskytnout doporučení spolu se specifikací produktu.