Испытания шпинделя

Испытания и выходные параметры — одна из самых важных частей ремонта. Для домашнего или разового ремонта иногда ограничиваются биением конуса, запуском на станке и контролем температуры и вибрации рукой. Если всё работает, механизм используют дальше.

Для коммерческого ремонта или ответственного производственного узла этого недостаточно. Шпиндель должен пройти поэтапную обкатку до максимальной рабочей скорости, а его параметры нужно измерить, сравнить, критически оценить и зафиксировать.

Испытания идут параллельно сборке

Инспекция проводится параллельно разборке, а испытания — параллельно сборке. Если не проверить точность сразу после сборки подшипниковых опор, вся последующая работа может оказаться напрасной.

Контрольные точки нужно заложить в технологию заранее:

• после сборки подшипниковых опор;
• после монтажа ротора, колеса энкодера, шкива или муфты;
• после сборки системы фиксации;
• после подключения контуров, датчиков и разъёмов;
• до первого вращения от привода;
• на каждой ступени обкатки;
• после выхода на установившийся тепловой режим.

Проверки до запуска

Мотор

1. Выполнить установленный набор электрических тестов мотора.
2. Проверить работу термопар.

Геометрическая точность на холодную

1. Измерить радиальное биение инструментального конуса.
2. Измерить осевое биение инструментального конуса.
3. Проверить зазоры в опорах и жёсткость механизма.
4. Измерить биение посадок под колесо энкодера, муфту и шкив.
5. Установить контрольную оправку и измерить биение на заданном вылете.
6. Проверить прилегание конических поверхностей по краске.
7. Проверить наличие торцевого зазора для токарных и HSK-конусов.

Гидро- и пневмоцилиндры

1. Проверить рабочий ход цилиндра.
2. Опрессовать цилиндр и убедиться в отсутствии утечек.

Система фиксации

1. Проверить вылет пальца цанги.
2. Проверить плавность хода.
3. Измерить усилие зажима.
4. Проверить перемещение чувствительного элемента, на который реагируют датчики.
5. Проверить логику датчиков во всех состояниях.
6. Измерить биение адаптера подвода СОЖ.

Энкодер, соединение Хирта, муфта и шкив

1. Измерить биение колеса энкодера.
2. Выполнить набор тестов энкодера по PWM.
3. Проверить корректную работу соединения Хирта.
4. Проверить параллельность оси в двух положениях по контрольной оправке.
5. Измерить осевое и радиальное биение муфты или шкива.

Контуры и коммуникации

1. Проверить проходимость каждого канала.
2. Опрессовать контуры герметичности.
3. Проверить обдув лабиринта.
4. Проверить дренажи.
5. Осмотреть фитинги.
6. Подключить каждый фитинг и проверить отсутствие утечек.
7. Осмотреть разъёмы.
8. Проверить распиновку и работоспособность каждого разъёма.

Поэтапная обкатка

Обкатка строится ступенями по скорости и времени. Конкретную программу определяют тип подшипников, смазка, размер шпинделя и документация изготовителя. На каждом этапе фиксируют:

1. уровень и характер шума;
2. виброскорость и спектр вибрации;
3. температуру в контрольных точках;
4. силу тока и её стабильность.

Переход на следующую ступень выполняется не только по времени. Температура должна стабилизироваться, вибрация не должна расти, а новый звук или резкое изменение тока являются причиной остановки.

Проверка на горячую

После выхода на рабочий тепловой режим повторяем ключевую геометрию.

1. Радиальное биение инструментального конуса.
2. Осевое биение инструментального конуса.
3. Зазоры в подшипниковых опорах.
4. Биение по контрольной оправке.

Сравнение холодного и горячего состояния показывает не только итоговую точность, но и влияние температурного режима, посадок и внутренних напряжений.

Навесное оборудование

1. Проверить ротационное соединение.
2. Проверить гидрозажим, например Kitagawa.
3. Выполнить тест вибрации с инструментальной оправкой клиента, если она передана вместе со шпинделем.

Документирование, консервация и упаковка

В исходной публикации я говорил о 42 процедурах. В приложенной рабочей технологической карте список расширен до 48 пунктов: итоговый отчёт дополнен фиксацией ключевых тестов и подготовкой механизма к хранению или транспортировке.

1. Составить отчёт об испытании.
2. Записать короткие видео ключевых тестов.
3. Подготовить рекомендации по эксплуатации.
4. Выполнить предусмотренную смазку для хранения или монтажа.
5. Защитить разъёмы, фитинги и инструментальный конус.
6. Зафиксировать шпиндель в транспортной таре.
7. Упаковать оправку, уплотнения, снятые комплектующие и остальные сопутствующие части.

Протокол должен содержать не только отметку «пройдено». В него заносятся фактические значения, условия измерения, используемый инструмент, режим вращения и температура. Только так результат можно сравнить при следующем обслуживании.