Tarkkuus ja tarkkuus ovat erittäin tärkeitä suunnittelussa, ja aksiaalinen juoksu on yksi yleisimmistä tavoista, joilla virheitä tapahtuu koneistuksessa.
Aksiaalinen juoksu on määrä, jonka leikkuutyökalun pyörimisakseli on poissa tasosta.
Tällä voi olla suuri vaikutus valmiin tuotteen tarkkuuteen, mikä voi johtaa kalliisiin korjauksiin, enemmän jätettä ja heikompaan tehokkuuteen.
Aksiaalisen juoksun ymmärtäminen on tärkeää insinööriopiskelijoille ja ammattilaisille, jotka haluavat varmistaa, että koneistus toimii hyvin ja pysyy tarkana.
Tässä blogipostauksessa puhun aksiaalisen juoksun syistä ja vaikutuksista, puhun sen mittaamisesta ja katson parhaita tapoja pitää sen vaikutukset koneistustoimintoihin mahdollisimman pieninä.
Joten, olitpa kokenut insinööri tai utelias opiskelija, ota kiinni ja valmistaudu oppimaan aksiaalisen juoksun kiehtovasta maailmasta.
Axial Runoutin esittely
Muodollinen määritelmä:
Kokonaismäärä pyörimisakselia pitkin, jonka verran leikkuutyökalun pyöriminen poikkeaa tasosta.
Aksiaalinen juoksu on eräänlainen juoksu, joka kuvaa kuinka kaukana leikkuutyökalun pyörimisakseli on tasosta.
Se tapahtuu, kun pyörimisakseli ei ole sama kuin karan keskiakseli ja ero mitataan pyörimisakselia pitkin.
Toisaalta säteittäinen juoksu tapahtuu, kun pyörimisakseli siirtyy pois karan keskilinjan akselista, mutta pysyy samansuuntaisena sen kanssa.
Molemmat häiriötyypit voivat aiheuttaa ongelmia, kuten tärinää, melua ja tarkkuuden menetystä.
Radial vs. Axial Runout
Keskilinjan akselin pituudella säteittäisen juoksun määrä on aina sama, mutta aksiaalisen juoksun määrä vaihtelee riippuen siitä, missä se mitataan pohjaan nähden.
Pinnan asentoon, kun se pyörii pystytasossa, vaikuttaa sen aksiaalinen juoksu.
Sen säteittäinen juoksu puolestaan kuvaa kuinka pyöreä tai epäkesko se on.
Yleensä pyörölavat ja pöydät valmistetaan sekä säteittäis- että aksiaalisuojilla.
Aksiaalisen juoksun mittaus
Aksiaalinen juoksu on kulma kahden akselin välillä, jotka eivät ole samassa tasossa.
Tässä tapauksessa osan ja vertailuakselin välinen ero kasvaa, kun siirryt pois kohdasta, jossa ne kohtaavat.
Pyörivän pöydän tai vaiheen karaan asetetaan mittakello aksiaalisen juoksun mittaamiseksi.
Sen jälkeen osoitinta siirretään niin, että se koskettaa vertailupintaa, ja pöytää käännetään saadakseen selville, kuinka kaukana se voi olla vertailutasosta.
Vinkki: Ota tekstityspainike käyttöön, jos tarvitset sitä. Valitse asetuspainikkeesta "automaattinen käännös", jos et tunne englannin kieltä. Sinun on ehkä napsautettava ensin videon kieltä, ennen kuin suosikkikielesi on saatavilla käännettäväksi.
Aksiaalisen juoksun syyt ja vaikutukset
Joitakin asioita, jotka voivat aiheuttaa aksiaalisen juoksun, ovat kuluneet tai väärin kohdistetut laakerit, taipunut kara tai työkappale, huolimaton työkalun tai kiinnittimen kohdistus ja työstökoneen laajeneminen kuumentuessaan.
Jos aksiaalista juoksua ei oteta huomioon tai sitä ei kiinnitetä koneistuksen aikana, se voi aiheuttaa osan epätarkkuuden, osien hylkäämisen, kustannusten nousun ja tuottavuuden laskun.
Aksiaalisen juoksun vaikutukset
Aksiaalinen juoksu voi vaikuttaa koneistukseen tekemällä lastujen kuormituksesta epätasaista tai saamalla työkalun tärisemään liikaa.
Tämä voi aiheuttaa kärjen liikkumisen, mikä muuttaa pinnan valmistustapaa ja sen karheutta.
Se voi myös aiheuttaa muutoksia pinnan topografiassa.
Esimerkiksi jos arvo on riittävän suuri, työkalumerkkien välinen etäisyys voi muuttua ja k:nnen hampaan jättämä työkalumerkki voidaan poistaa.
Myös aksiaalinen juoksu muuttuu silloin, kun leikkaustyökalu on pystytasossa, mikä voi aiheuttaa epätasaisia lastukuormituksia, lyhyemmän työkalun käyttöiän ja enemmän tärinää.
Tämä puolestaan voi aiheuttaa työkappaleen pinnan huonon pinnan, kuten karheuden, aaltoja ja tärinäjälkiä.
Kun koneistetaan Z-akselia pitkin, aksiaalinen juoksu voi myös muuttaa lastuamissyvyyttä ja johtaa mittavirheisiin, kuten kartioon.
Kun työstetään herkkiä tai erittäin tarkkoja osia, aksiaalisen valumisen vaikutukset pinnan viimeistelyyn voivat olla hyvin havaittavissa.
Radial Runout
Toisaalta säteittäinen juoksu tapahtuu, kun pyörimisakseli siirtyy pois karan keskilinjan akselista, mutta pysyy samansuuntaisena sen kanssa.
Kummankin tyyppinen ulosajo voi tehdä työkalusta tai laitteistosta vähemmän tarkan, mikä voi saada sen kääntymään ihanteellisen akselinsa ympäri.
Säteittäinen poisto vaikeuttaa osan keskittämistä pöydälle, mikä voi johtaa kulmavirheeseen, joka on liian suuri hyväksyttäväksi.
Säteittäiset ja aksiaaliset juoksut voivat aiheuttaa leikkaustyökalujen liian nopean tai epätasaisen kulumisen, mikä voi aiheuttaa niiden rikkoutumisen liian aikaisin ja heikentää prosessin turvallisuutta.
Tällaiset katkokset voivat vaikeuttaa jäljellä olevien leikkuureunojen kunnostusta tai käyttöä, mikä nostaisi kulutustarvikkeiden kustannuksia.
Runoutilla on suuri vaikutus siihen, kuinka tarkka koneistus on ja kuinka kauan työkalut kestävät.
Aksiaalisen juoksun mittaus
On olemassa erilaisia tapoja mitata aksiaalista juoksua, jotka vaihtelevat sen mukaan, kuinka tarkkoja ne ovat ja kuinka vaikeita niitä on käyttää.
Staattiset testausmenetelmät
Staattinen testaus on yleinen tapa mitata aksiaalista juoksua, koska se on helpompaa ja halvempaa kuin dynaaminen testaus.
Staattiset testit tehdään, kun kara tai työkappale on paikallaan.
On olemassa erilaisia tapoja tehdä ne, jotka on selitetty American Society of Mechanical Engineersin Axes of Rotation -julkaisussa.
Vakiomagneettisella pohjalla varustettu kellotaulu on yksinkertainen ja yleinen tapa mitata kytkimen tai akselin vääntöä.
Tätä testiä varten magneettinen alusta asetetaan tasaiselle pinnalle kytkimen tai akselin läheisyyteen ja mittakello asetetaan kytkimen tai akselin päälle.
Liian paljon valumista tarkoittaa, että kytkimen navan sisähalkaisija on kulunut tai akseli on taipunut.
Joissakin tapauksissa on myös hyvä idea tarkistaa kytkimen aksiaalinen uloskäynti asettamalla osoitin kytkimen navan ulkopintaan.
Dynaamiset testausmenetelmät
Dynaamisia testausmenetelmiä on vaikeampi ymmärtää, mutta ne antavat hieman tarkempia tuloksia, koska niissä otetaan huomioon lämpö, tärinä ja keskipakovoima.
Dynaaminen testaus tehdään karan tai työkappaleen liikkuessa.
Se voidaan tehdä myös eri tavoilla, kuten aika- tai taajuuspohjaisilla menetelmillä.
Aikaperusteisessa menetelmässä kierroslukumittarilla mitataan, kuinka nopeasti kara pyörii, ja kiihtyvyysmittarilla mitataan, kuinka paljon koneen tärinä aiheuttaa.
Taajuuspohjaisella menetelmällä mitataan taajuusanalysaattorilla ajon aiheuttamien värähtelyjen taajuutta.
Laitteet ja kalibrointi
Aksiaalisen juoksun mittausten tarkkuus riippuu käytetystä laitteesta ja siitä, miten se on asetettu ja kalibroitu.
Riippumatta siitä, mitä menetelmää käytetään, tarkat mittaukset on määritettävä ja kalibroitava oikein.
On tärkeää varmistaa, että laite on asetettu ja kalibroitu oikein, jotta se voi antaa tarkat lukemat.
Akselin loppuminen
Suurimman osan ajasta aksiaalisen akselin ulosajoa käytetään painelaakerien kunnon tarkistamiseen.
Se mitataan akselin keskeltä (sen pyörimisakselilta).
Face runout on termi mittauksille, jotka eivät ole keskellä.
Tässä tapauksessa tasaisuus ja suorakulmaisuus tulevat osaksi mittausta, mistä useimmat sovellukset eivät välitä.
Radiaalisen akselin juoksu on tapa mitata kuinka paljon pyöreä akseli liikkuu keskustansa ympäri kääntyessään.
Veto/akselin kohdistus, laakerin jäykkyys, lisääntyvä laakereiden kuluminen ja tasapaino ovat kaikki asioita, jotka voivat aiheuttaa tämän.
Ero aksiaalisen ja radiaalisen juoksun välillä
Molemmat juoksutyypit ovat poikkeamia suunnitellusta pyörimisakselista, mutta poikkeaman suunta ja vaikutukset työkappaleeseen ovat eri tyypeillä.
Radial Runout selitetty
Säteittäinen juoksu on silloin, kun pyörimisakseli ei ole linjassa karan keskilinjan kanssa, mutta on silti poissa siitä.
Radial runout on mitta, joka on sama koko koneen akselilla.
Se näyttää kuinka pyörivä pöytä liikkuu, kun se kääntyy vaakatasossa.
Sitä kutsutaan joskus epäkeskisyydeksi tai lateraaliseksi translaatioksi.
Aksiaalinen juoksu selitetty
Kun leikkuutyökalun pyörimisakseli siirtyy poispäin tasosta sen pyörimisakselia pitkin, sitä kutsutaan aksiaaliseksi juoksuksi.
Poikkeaman vuoksi akseli on nyt vinossa eikä enää kulje samansuuntaisesti pääakselin kanssa.
Se, kuinka paljon aksiaalista juoksua on, riippuu siitä, missä alustassa se mitataan.
Aksiaalinen juoksu voi johtaa useisiin ongelmiin, kuten epätasaiseen lastukuormitukseen, liian suureen työkalun tärinään, kärkien ajautumiseen sekä pinnan karheuteen ja muodostumiseen liittyviin ongelmiin.
Radiaalisen ja aksiaalisen juoksun vaikutukset
Kummankin tyyppinen ulosajo voi tehdä työkalusta tai laitteistosta vähemmän tarkan, mikä voi saada sen kääntymään ihanteellisen akselinsa ympäri.
Säteittäinen juoksu vaikeuttaa osan keskittämistä pöydälle, mikä johtaa kulmavirheisiin ja huonoon pintakäsittelyyn pyöreysvirheiden muodossa.
Aksiaalinen juoksu muuttuu, kun leikkuutyökalu on pystytasossa, mikä aiheuttaa epätasaisia lastukuormituksia, lyhyemmän työkalun käyttöiän ja enemmän tärinää.
Tämä puolestaan voi aiheuttaa työkappaleen pinnan huonon pinnan, kuten karheuden, aaltoja ja tärinäjälkiä.
Kun koneistetaan Z-akselia pitkin, aksiaalinen juoksu voi myös muuttaa lastuamissyvyyttä ja johtaa mittavirheisiin, kuten kartioon.
Aksiaalisen ja radiaalisen juoksun mittaus
Useimmiten kytkimen tai akselin juoksun mittaamiseen käytetään vakiomagneettisella pohjalla varustettua kellotaulua.
Aseta magneettinen alusta tasaiselle pinnalle lähelle akselia tai kytkintä.
Aseta sitten valitsin kytkimeen tai akseliin ja katso kuinka valitsin liikkuu.
Liian paljon valumista tarkoittaa, että kytkimen navan sisähalkaisija on kulunut tai akseli on taipunut.
Joissakin tapauksissa on myös hyvä idea tarkistaa kytkimen aksiaalinen uloskäynti asettamalla osoitin kytkimen navan ulkopintaan.
Aksiaalinen juoksu voidaan mitata useilla tavoilla.
Kellonäytöt, laseranturit ja koordinaattimittauskoneet ovat joitain yleisimmistä tavoista tehdä tämä.
Yksinkertaiset mittaukset tehdään usein kellotaulun osoittimilla, kuten magneettisilla pohjalla.
Testi tehdään asettamalla magneettinen alusta tasaiselle pinnalle ja asettamalla mittakello akseliin tai kytkimeen mittaamaan juoksua.
Laserantureita tai koordinaattimittauslaitteita voidaan käyttää tarkempien ja tarkempien mittausten tekemiseen.
Näillä laitteilla voit tehdä mittauksia koskematta niihin, ja ne voivat mitata kulumista useampaa kuin yhtä akselia pitkin samanaikaisesti.
Minimoi ja eliminoi aksiaalisen juoksun
Aksiaalisen juoksun vähentämiseksi tai poistamiseksi on tärkeää asentaa ja huoltaa kone oikein.
Seuraavassa on joitain parhaita tapoja vähentää aksiaalista loppumista:
- Tarkkuustyökalunpitimet: Tarkkuustyökalunpitimien, kuten kutiste- tai puristussovitettavien työkalupitimien käyttäminen voi antaa sinulle tarkan ja tarkan työkalun pyörimisen, mikä voi auttaa vähentämään kulumista.
- Koneiden ja työkalunpitimien valinta minimaalisella käytöllä: Koneiden ja työkalunpitimien valinta minimaalisella käytöllä on avainasemassa, jotta järjestelmän kokonaiskulutus voidaan pitää mahdollisimman pienenä.
- Tasainen paine: Varmista, että varren ympärillä on sama määrä painetta, jotta voit vähentää valumista.
- Kuluneiden laakerien tarkastus ja vaihto: Aksiaalisen vuotamisen vähentämiseksi kuluneet tai vaurioituneet laakerit on tarkastettava ja vaihdettava säännöllisesti.
- Leikkausvoimien valvonta ja hallinta: Esimerkiksi oikeiden leikkausparametrien käyttö voi auttaa hallitsemaan leikkausvoimia ja vähentämään aksiaalista poistoa.
Alan standardit ja tekniset tiedot
On olemassa alan standardeja ja spesifikaatioita aksiaalisyötölle, joita käytetään varmistamaan, että osat täyttävät tietyt tarkkuusvaatimukset.
Organisaatiot, kuten International Organization for Standardization (ISO) ja American National Standards Institute, asettavat nämä säännöt ja vaatimukset (ANSI).
Circular runout on yksi yleisimmin käytetyistä alan standardeista aksiaalisyötössä.
Pyöreä juoksu on eräänlainen geometrinen toleranssi, jota käytetään mittaamaan kuinka paljon pinta liikkuu ylös tai alas, kun se kääntyy vaakatasossa.
Ympyräajossa nollapisteakselia käytetään toleranssialueen vertailupisteenä.
Tämä tekee perusakselin ympärille 2D-toleranssivyöhykkeen.
Huomiotekstin täyttämiseksi kaikkien todellisen pinnan pisteiden on oltava tämän toleranssialueen sisällä.
Yhdistämällä kaksi lyhyttä akselia osan päissä, pyöreää juoksua voidaan käyttää myös muiden keskiosan ominaisuuksien tarkistamiseen.
Yritysmaailmassa on muitakin sääntöjä aksiaalisesta ulosajosta, kuten:
- ISO 1101: Tämä standardi kuvaa työkappaleiden geometrisen toleranssin yleiset vaatimukset, mukaan lukien toleranssivyöhykkeiden käyttö muodon, suunnan ja sijainnin ohjaamiseen.
Tämä standardi, ANSI Y14.5, kertoo, kuinka geometristä mitoitusta ja toleranssia (GD&T) tulee käyttää suunnittelupiirustuksissa.
Tässä ASME B89.3.4 -standardissa kerrotaan, kuinka aksiaalista juoksua mitataan mittakelloilla tai elektronisilla siirtymäantureilla.
Nämä alan standardit ja tekniset tiedot antavat insinööreille, valmistajille ja laadunvalvonnasta vastaaville henkilöille tavan keskustella toistensa kanssa ja varmistaa, että osat täyttävät tietyt vaatimukset.
Näitä standardeja ja ohjeita noudattamalla valmistajat voivat varmistaa, että heidän osansa ovat tarkkoja ja täyttävät asiakkaidensa tarpeet.
Johtopäätös
Yhteenvetona voidaan todeta, että aksiaalinen juoksu on tärkeä asia insinöörien ja koneistajien harkittavaksi, jos he haluavat työnsä olevan täsmällistä.
Se on aina uhka koneistustoimintojen tarkkuudelle ja tehokkuudelle, mutta oikeilla työkaluilla, tekniikoilla ja tiedolla se voidaan käsitellä.
Ymmärtämällä aksiaalisen loppumisen syyt ja vaikutukset ja käyttämällä parhaita käytäntöjä sen vaikutusten vähentämiseksi, insinöörin ammattilaiset voivat saavuttaa korkean tarkkuuden, parantaa tuottavuutta ja vähentää jätettä.
Mutta aksiaalinen runout on myös muistutus herkästä tasapainosta, joka on säilytettävä asioiden monimutkaisuuden ja täydellisyyden halun välillä.
Kun kehitämme jatkuvasti uusia ideoita ja ylitämme mahdollisuuksien rajoja, meidän on pysyttävä nöyrinä haasteiden edessä ja yritettävä aina oppia lisää ympäröivästä maailmasta ja kehittyä siinä.
Jaa…
