Mletie

Brúsenie kľukového hriadeľa je ťažké, pretože kľukové čapy sa neotáčajú okolo hlavnej stredovej čiary kľukového hriadeľa, obiehajú okolo neho v nepretržite sa posúvajúcej excentrickej dráhe, čo znamená, že brúsny kotúč musí sledovať pohybujúci sa cieľ a nie pevný kruhový povrch. CNC brúska kľukového hriadeľa to rieši synchronizovaným riadením osí, ktoré prepočítava polohu kotúča tisíckrát za otáčku a zároveň riadi riziko vychýlenia spôsobeného dlhým, ťažkým a nerovnomerne zaťaženým hriadeľom. Nasledujúce časti vysvetľujú, prečo je tento proces jedinečne náročný, ako stroj sleduje excentrické čapy, ktoré typy kľukových hriadeľov potrebujú špeciálne vybavenie a ako si vybrať správny stroj.

Prečo je brúsenie kľukového hriadeľa také ťažké

Na rozdiel od jednoduchého hriadeľa má kľukový hriadeľ viacero čapov odsadených od hlavnej osi otáčania o pevnú excentrickú vzdialenosť, jeden pre každý valec, ktorému slúži motor alebo kompresor. Keď sa kľukový hriadeľ počas brúsenia otáča okolo svojej stredovej osi hlavného čapu, každý čap čapu sleduje kruhovú dráhu okolo tejto stredovej čiary, namiesto toho, aby zostal nehybný. Patent popisujúci metódy brúsenia kľukového čapu uvádza, že brúsna časť kotúča sa v skutočnosti pohybuje po eliptickej obežnej dráhe vzhľadom na čap počas jednej otáčky kľukového hriadeľa, čo znamená, že podmienky brúsenia, ako je zaťaženie kotúča a kontaktná rýchlosť, sa počas cyklu neustále menia.

To vytvára niekoľko problémov spojených so zmiešavaním, ktoré pri štandardnom valcovom brúsení neexistujú.

• Neustále sa meniaca kontaktná geometria. Koleso sa musí pohybovať radiálne v koordinácii s uhlom otáčania kľukového hriadeľa, aby sa udržalo sledovanie povrchu obežného čapu, namiesto toho, aby držalo pevnú polohu.
• Variabilný odpor brúsenia. Výskum mechaniky brúsenia kľukového čapu ukázal, že odpor brúsenia pôsobí v niektorých bodoch otáčania v rovnakom smere ako pohyb čapu a v iných v opačnom smere, čo vytvára kolísanie zaťaženia, ktoré môže ovplyvniť presnosť, ak nie je kompenzované.
• Dlhé, štíhle, nerovnomerne zaťažené hriadele. Kľukové hriadele sú často vzhľadom na svoj priemer dlhé a nesú nerovnomerné rozloženie hmoty od protizávaží, čo ich robí náchylnými na vychýlenie pod brúsnou silou a vlastnou váhou.
• Viacnásobné kritické povrchy na jednej časti. Hlavné čapy, čapové čapy a niekedy aj prítlačné čelá musia byť na rovnakej časti navzájom presne vybrúsené.
• Vysoký dôsledok chyby. Kľukový hriadeľ, ktorý je mimo tolerancie, môže spôsobiť vibrácie, opotrebovanie ložísk alebo poruchu motora, takže prípustná odchýlka chyby je extrémne malá v porovnaní s veľkosťou a hmotnosťou dielu.

Tieto faktory sú dôvodom, prečo brúsenie kľukového hriadeľa vyžaduje skôr účelové stroje než štandardnú valcovú brúsku prispôsobenú na danú prácu.

Ako CNC brúsky kľukového hriadeľa leštia excentrické kolíky

Na brúsenie čapu kolíka, ktorý obieha okolo hlavnej stredovej čiary, CNC brúska kľukového hriadeľa koordinuje dve osi v reálnom čase: os C, ktorá otáča kľukový hriadeľ, a os X, ktorá posúva vozík brúsneho kotúča radiálne dovnútra a von. Akademický výskum brúsenia čapu kľukového hriadeľa, publikovaný v recenzovanom časopise Sensors, to opisuje ako oscilačné brúsenie, kde je kľukový hriadeľ poháňaný osou C okolo stredu hlavného čapu, zatiaľ čo čapy kolíka sa otáčajú okolo toho istého stredu a brúsny kotúč vykonáva vratný pohyb pozdĺž osi X, aby sledoval kolík.

Podľa toho istého výskumu sa musí praktická presnosť polohovania osi C aj osi X presne zhodovať s teoretickými rovnicami riadenia pohybu, aby výsledkom bol skutočný profil kruhového čapu kolíka, pretože akákoľvek odchýlka medzi prikázanou a skutočnou polohou osi vnáša chybu obrysu priamo do povrchu zeme. To je dôvod, prečo sa brúsky kľukového hriadeľa spoliehajú na snímače s vysokým rozlíšením a presne vyladené servo ovládanie, než na jednoduchšie polohovacie systémy, ktoré sa nachádzajú na štandardných OD brúskach.

Aké typy kľukových hriadeľov si vyžadujú špecializované brúsky

Nie všetky kľukové hriadele predstavujú rovnakú výzvu pri brúsení a špecifikácia stroja sa výrazne líši v závislosti od veľkosti, hmotnosti a konfigurácie kľukového hriadeľa. V tabuľke nižšie sú uvedené bežné kategórie a úvahy o ich brúsení.

Ťažké kľukové hriadele predstavujú osobitný technický problém. Patent na brúsku, ktorý sa zaoberá brúsením kolíkov na ťažkých kľukových hriadeľoch, vysvetľuje, že vychýlenie sa stáva významným problémom, keď kľukový hriadeľ prekročí určitú dĺžku a hmotnosť, a opisuje odľahčovacie usporiadanie, ktoré na kľukový hriadeľ počas brúsenia aplikuje konštantnú protipôsobiacu silu, aby bolo možné toto vychýlenie zvládnuť bez pripevnenia ďalších častí k samotnému hriadeľu. To ilustruje, prečo sú vysokovýkonné brúsky s kľukovým hriadeľom konštruované so špeciálnymi podpornými a odľahčovacími systémami, ktoré stroje na výrobu automobilov zvyčajne nepotrebujú.

Ako sa vyhnete vychýleniu a zabezpečíte presnosť brúsenia kľukového hriadeľa

Vychýlenie je jedným z najbežnejších zdrojov chýb pri brúsení kľukového hriadeľa, pretože hriadeľ je podopretý iba na svojich koncoch alebo v medziľahlých pevných podperách, zatiaľ čo brúsna sila pôsobí mimo stredu. Nasledujúce postupy a funkcie stroja to priamo riešia.

1. Pevné opierky a podpora nasledovníka. Nastaviteľné pevné opierky umiestnené v blízkosti brúseného čapu zmenšujú nepodporované rozpätie kľukového hriadeľa a obmedzujú vychýlenie pri reznej sile.
2. Vyvažovacie alebo pomocné systémy. Na ťažkých kľukových hriadeľoch mechanické odľahčovacie zariadenia aplikujú opačnú silu na kompenzáciu vlastnej hmotnosti hriadeľa, čím sa zabráni prehýbaniu, ktoré by inak zdeformovalo brúsený čap.
3. Optimalizovaná postupnosť mletia. Brúsenie čapov v plánovanom poradí, a nie sekvenčne nadol po hriadeli, môže vyrovnávať sily a znižovať kumulatívne vychýlenie pri odstraňovaní materiálu.
4. Riadené rýchlosti posuvu. Ľahšie, častejšie prechody blízko konečnej veľkosti znižujú špičkovú brúsnu silu v porovnaní s jedným ťažkým rezom, čím sa znižuje momentálna deformácia.
5. Pevné lôžko a vreteník stroja. Ťažká, dobre tlmená konštrukcia stroja odoláva vlastnej deformácii pri zaťažení, ktorá sa spája s akoukoľvek deformáciou hriadeľa, ak samotný stroj nie je dostatočne tuhý.
6. Presnosť pohybu v reálnom čase. Pretože brúsenie čapu kolíka závisí od presnej koordinácie osi C a osi X, ladenie servopohonov a rozlíšenie snímača priamo ovplyvňujú, či sa prikázaná dráha nástroja zhoduje so skutočným profilom brúsenia.
7. Tepelná kontrola. Prietok chladiacej kvapaliny a konzistentné okolité podmienky obmedzujú tepelnú rozťažnosť dlhého telesa kľukového hriadeľa, ktoré by inak posunulo polohu čapu uprostred cyklu.

Riešenie vychýlenia je zriedka jedinou opravou. Zvyčajne to vyžaduje správnu kombináciu tuhosti stroja, podpory uchytenia obrobku a poradia brúsenia vhodného pre konkrétnu dĺžku a rozloženie hmotnosti kľukového hriadeľa.

Ako si vybrať správnu CNC brúsku kľukového hriadeľa

Výber a Brúska kľukového hriadeľa by mali vychádzať z veľkosti, hmotnosti a profilu tolerancie kľukových hriadeľov, ktoré očakávate, že ich vyrobíte, nielen z najväčšej časti vo vašej aktuálnej knihe objednávok. Zvážte nasledujúce faktory.

• Maximálna dĺžka a výkyv kľukového hriadeľa. Skontrolujte, či dĺžka lôžka stroja a priemer otáčania pokrývajú váš najväčší očakávaný kľukový hriadeľ s rezervou pre budúci rast dielov.
• Počet podporovaných pinov a hlavných žurnálov. Overte si, že ovládanie osi C a osi X dokáže spravovať počet čapu vášho kľukového hriadeľa a konfiguráciu zdvihu bez nadmerného času cyklu.
• Funkcie riadenia priehybu. V prípade dlhších alebo ťažších kľukových hriadeľov skontrolujte, či stroj obsahuje stabilné opierky, odľahčovacie systémy alebo inú podporu určenú na zabránenie priehybu počas brúsenia.
• Rozlíšenie serva a kódovača. Riadenie pohybu s vyšším rozlíšením priamo zlepšuje zaoblenie čapu kolíka, pretože umiestnenie osi musí presne sledovať rovnicu teoretickej obežnej dráhy.
• Kolesový a obliekací systém. Skontrolujte, či veľkosť, typ kolesa a cyklus automatického orovnávania zodpovedajú priemerom čapu a povrchovej úprave, ktorú vaše kľukové hriadele vyžadujú.
• Objem výroby a potreby prechodu. Veľkoobchody s menším objemom ťažia z flexibilného CNC programovania pre rôzne konfigurácie zdvihu, zatiaľ čo špecializované výrobné linky môžu uprednostňovať optimalizované pevné cykly.
• Podpora a školenie výrobcu. Brúsky s kľukovým hriadeľom sú zložité stroje, takže neustály prístup k náhradným dielom, podpora pri kalibrácii a školenie obsluhy sú dôležité počas životnosti zariadenia.

Naša spoločnosť vyrába presné brúsne zariadenia zo závodu s rozlohou 35 000 metrov štvorcových so stavebnou plochou 32 000 metrov štvorcových, pričom kombinuje základňu na výrobu obrábacích strojov so základňou na výrobu hydraulických dielov. Náš sortiment zahŕňa bežné a CNC valcové brúsky, CNC čelné valcové brúsky, automatické nakladacie a vykladacie CNC a čelné valcové brúsky, kompozitné brúsky a vysoko presné bežné a CNC valcové brúsky. Ak kľukový hriadeľ alebo iný špecializovaný komponent zákazníka nespĺňa štandardné katalógové špecifikácie, náš inžiniersky tím navrhne aj neštandardné špeciálne brúsky a poskytne podpornú technológiu, softvér, školenia a integráciu automatizácie.

Naša spoločnosť je držiteľom certifikácie systému kvality ISO9001-2015 a certifikácie bezpečnosti CE a bola uznaná ako národný high-tech podnik. V roku 2021 sme boli ohodnotení ako špecializovaný a nový malý a stredný podnik v provincii Zhejiang. Vďaka zavedeným kvalifikáciám na samoexport sa naše produkty v súčasnosti dostávajú do viac ako 20 krajín vrátane Spojených štátov, Nemecka, Japonska a na trhy v juhovýchodnej Ázii, pričom sú postavené na dlhotrvajúcom záväzku kvality na prvom mieste, povesti na prvom mieste a služieb.