Verificarea maşinilor-unelte (XIX). Avem nevoie de experţi

Masini-Unelte

de Corneliu Gornic

Verificarea maşinilor-unelte (XIX). Avem nevoie de experţi

În finalul acestui articol serial, vreau să prezint câteva cazuri în care rezultatele verificărilor unor maşini-unelte nu au fost satisfăcătoare, iar cei implicaţi în realizarea maşinii-unelte nu au reuşit să descopere cauzele şi, evident, să ia măsurile de corecţie corespunzătoare.

 

Cazul 1

Scop: determinarea săgeţii culisei unei maşini orizontale de alezat şi frezat în timpul deplasării acesteia, sub greutatea proprie („săgeata” culisei), în vederea compensării prin echipamentul de comandă numerică;

 

Probleme: instabilitatea poziţiei în timpul deplasării şi, ca urmare, lipsa repetabilităţii pentru a putea compensa deformaţia respectivă;

 

Diagnoză, constatări:

  • deplasarea păpuşii (neprogramată, necomandată), adică modificarea poziţiei sale unghiulare (precesie-yaw) la deplasarea culisei;
  • s-au făcut următoarele verificări: - la şurubul cu bile: paralelismul axei şuru­bului cu bile faţă de ghidajele montantului (în două planuri), bătaia radială a şurubului cu bile (în două planuri); aba­terile au fost foarte mari, deşi echipa de montare a afirmat că a efectuat alinierea corectă a şurubului cu bile; - la arborele de frezare: perpendicularita­tea axei de rotire a acestuia faţă de direcţia de deplasare a păpuşii; acesta s-a încadrat în valorile admise ale aba­terilor; - la culisă: perpendicularitatea direcţiei de deplasare a culisei faţă de direcţia de deplasare a păpuşii; s-a constatat o eroa­re foarte mare; 

 

Cauze (figura 1 deschidere):

  • s-a „aranjat” geometria culisei prin modificarea unor distanţe (cote) ale locaşurilor tanchetelor cu role faţă de suprafaţa de ghidare a păpuşii, iar tanchetele au fost pretensionate diferit;
  • aceste „aranjamente” au fost făcute din cauza prelucrării necorespunzătoare a ghidajelor culisei în păpuşă şi a abaterii de paralelism a axei arborelui de frezare faţă de ghidajele culisei;
  • suprafaţa de aşezare (de rezemare, de fixare) a piuliţei şurubului cu bile pe păpuşă a fost prelucrată cu erori excesive (paralelism şi perpendicularitate) faţă de suprafeţele de referinţă (ghidaje);

 

Rezultate: După corectarea suprafeţelor prelucrate incorect şi după introducerea diagramei săgeţii culisei în programul de compensare (prin comandă numerică) s-a măsurat o eroare de rectilinitate a deplasării culisei şi de perpendicularitate a direcţiei de deplasare a culisei faţă de direcţia de deplasare a păpuşii de 0,010mm/1000mm, ceea ce se încadra în limitele admise în fişa de verificări.

 

Cazul 2

Scop: determinarea cauzelor variaţiei jocului de întoarcere (backlash) la deplasarea (poziţionarea) axelor comandate numeric;

 

Probleme: poziţia ansamblului mobil, comandat numeric (sau doar cu poziţionare) poate diferi în funcţie de sensul de atingere/poziţionare la cota stabilită; problema este foarte importantă atât la poziţionare, cât şi la prelucrarea prin conturare; 

 

Diagnoză:

  • variaţia rigidităţii şurubului cu bile din cauza variaţiei diametrului de rostogolire a bilelor sau din cauza variaţiei pasului şurubului cu bile;
  • rigiditatea insuficientă a sistemului de lăgăruire a şurubului cu bile, fixarea insuficient de rigidă a piuliţei şurubului cu bile sau a suportului (lor) lagărelor şurubului cu bile;
  • erori de rectilinitate şi/sau de paralelism ale ghidajelor ansamblului mobil;
  • erori de aliniere (paralelism) ale şurubului cu bile sau ale sistemului de fixare a piuliţei cu bile faţă de ghidajele ansamblului mobil;
  • erori de coaxialitate dintre axele lagărelor şurubului cu bile şi axa piuliţei;
  • perpendicularitatea suprafeţei de fixare a piuliţei cu bile faţă de axa şurubului cu bile;
  • dacă se utilizează un sistem de măsurare indirect (măsurare cu traductor rotativ fixat pe şurubul cu bile) ca­racteristicile cuplajului (şurub cu bile-traductor) influenţează direct jocul de întoarcere etc;
  • una din verificările care evidenţiază erorile de aliniere, dar şi cele de execuţie ale ghidajelor ansamblului mobil şi ale şurubului cu bile, este variaţia momentului rezistent la motorul de acţionare a mecanismului de avans;
  • variaţia temperaturii traductorului pe lungimea acestuia; la multe maşini-unelte cu comandă numerică, de dimensiuni mari (maşini-unelte grele) am constatat variaţii ale tempe­raturii traductorului de ordinul a 3-4°C, pe o lungime de 2-3m. Din cauze pe care nu le prezint aici, temperatura traductorului a variat continuu în timpul funcţionării maşinii-unelte, ceea ce a condus la valori foarte mari ale împrăştierii şi ale jocului de întoarcere; aceste valori nu aparţineau părţii mecanice a maşinii, dar făceau parte din „modul de funcţionare” a acesteia. Variaţia temperaturii traductorului (dar şi a maşinii) se poate datora şi curenţilor de aer.

 

Rezultate: După remedierea tuturor tipurilor de erori enumerate (plus altele nespecificate aici) am obţinut valori ale erorii de poziţionare mai mici de 0,010mm/1000mm (eroare sistematică, împrăştiere şi joc de întoacere), chiar fără a utiliza funcţia de compensare a erorii sistematice. La maşinile-unelte grele problema este destul de dificilă din cauze termice. 

Figura 2

 

Cazul 3

Scop: determinarea variaţiei erorii de rectilinitate a deplasării culisei unui strung carusel; 

 

Istoric:

  • la finisarea culisei s-au obţinut erori de rectilinitate ale suprafeţelor între 6 şi 16µm pe o lungime de peste 4m;
  • după montarea pe maşină a culisei (inclusiv a piuliţei şurubului cu bile) s-a verificat abaterea de rectilinitate a direcţiei de deplasare a culisei pe o lungime a cursei de cca 0,5m (la producător); s-a considerat că verificarea corespunde condiţiilor contractuale;
  • la beneficiar, cel care a verificat maşina (având mulţi ani de experienţă la o fabrică foarte cunoscută de maşini-unelte, dar lucrând atunci independent) a făcut verificarea pe întreaga lungime a deplasării (corect din punctul de vedere al beneficiarului!), în două planuri perpendiculare; a constatat că eroarea este cu mult mai mare decât valoarea convenită prin contract într-unul din planuri;
  • după mai multe negocieri, suportul de lucru împreună cu culisa au fost returnate producătorului maşinii-unelte;
  • s-a verificat din nou culisa după demontarea şurubului cu bile, dar cu caseta piuliţei montată (inclusiv cu sitemul de rigidizare) (figura 2);
  • s-a constatat că abaterea de rectilinitate a suprafeţei culisei era mai mare decât valoarea admisă şi mult mai mare decât valoarea iniţială; valoarea maximă a abaterii corespundea zonei de rigidizare a suportului piuliţei; după demontarea (dificilă) a penelor de rigidizare s-a constatat că eroarea de rectilinitate se încadra în valorile obţinute la prelucrare. Rezultă că la montare culisa a fost încovoiată, din cauza forţei de strângere foarte mari a sistemului de rigidizare;

 

Notă: La un moment dat a existat suspiciunea că la manipulare culisa ar fi fost scăpată din macara şi că aceasta ar fi fost cauza erorii de rectilinitate „dobândită” (ipoteză falsă, care a generat o investigaţie internă).

  • s-a constatat după demontarea sistemului de rigidizare că: - şuruburile de strângere a penelor erau strânse excesiv, până aproape de blocare; - înclinările penelor erau diferite;

 

Soluţie

  • s-au reprelucrat penele în corespondenţă (aceeaşi înclinare);
  • s-a elaborat o procedură de montare modificată, prin care forţa de strângere era controlată, asigurându-se, în acelaşi timp, şi rigiditatea ansamblului;
  • la reverificarea rectilinităţii culisei s-a constatat că aceasta corespunde. La montarea pe maşină nu au mai apărut probleme.

 

Cazul 4

Scop: determinarea cauzelor care conduc la instabilitatea rectilinităţii deplasării unui montant pe batiu (I)

 

Constatări: deşi s-au efectuat reglajele necesare ale batiului pentru asigurarea rectilinităţii direcţiei de deplasare a montantului, după un anumit timp (după mai multe deplasări) s-a constatat că valorile măsurate erau mult mai mari decât cele iniţiale;

 

Diagnoză:

  • s-a constatat prezenţa unei erori mai mari decât cea admisă;
  • s-a refăcut reglajul poziţiei batiului şi s-a refăcut verificarea rectilinităţii deplasării montantului (după efectuarea mai multor deplasări ale montantului, pe întreaga cursă a acestuia); din nou eroarea acesteia era mai mare decât valoarea acceptată şi decât cea constatată imediat după realinierea batiului;
  • după câteva deplasări s-a identificat şi o zonă în care se constatau devieri majore ale rectilinităţii;
  • în zonele respective s-au făcut măsurări care au stabilit următoarele: - existau deplasări relative între două tronsoane ale ansamblului batiu; - cel puţin în zona unor papuci de reglare se constatau deformaţii ale acestora;
  • s-a hotărât scoaterea unor papuci de reglare de sub batiu şi demontarea acestora;
  • s-au constatat următoarele: - suprafeţele de contact ale planului înclinat (utilizat ca element de reglare) erau realizate cu abateri grosolane faţă de documentaţia de execuţie corespunzătoare (rugozitate complet necorespunzătoare); - vaselina utilizată în cupla de frecare avea multe impurităţi (nisip, şpan);

 

Soluţie:

  • corectarea elementelor de îmbinare a tronsoanelor de batiuri;
  • corectarea suprafeţelor planului înclinat;
  • utilizarea unei vaseline corespunzătoare.

 

După rezolvarea acestor defecţiuni nu au mai fost pro­bleme. În numărul următor vor fi prezentate alte câteva cazuri şi concluziile finale ale acestui articol. 


Bibliografie

1.ANTENA 3-Emisiunea „Exces de putere”, Oana STANCU,12 ianuarie 2013

2.***Dicţionar Universal Ilustrat al Limbii Române,12 volume,Ed.LITERA,2010,vol.4, pag.217

3.***DEX ed.a ii-a ,Univers Enciclopedic,Bucureşti,1996,pag.358

4.***World Power Dctionary,ISBN962-258-236-2;Reader’s Digest Association Far East Intnl.,Hong Kong,2005, pag.280


Corneliu Gornic este inginer, Director Ştiinţific PROFEX CONSULT



Corneliu Gornic

Inginer, specialitatea Maşini-Unelte şi Scule, promoţia 1968

Activitate:

- cercetare maşini-unelte din 1968 până în 1992, de la simplu inginer la cercetător ştiinţific principal gr. I şi director ştiinţific, în cadrul Institutului de Cercetări şi Proiectări Maşini-Unelte (ICPMUA, ICSIT-TITAN, acum SIMTEX);

- marketing, AQ, CTC, proiectare (fostul ARMUS);

- dezvoltare, tehnologii de montaj şi reglaj, încercări şi diagnoză, tehnologii de prelucrare (PROFEX CONSULT)