Precisie en nauwkeurigheid zijn erg belangrijk in engineering, en axiale slingering is een van de meest voorkomende manieren waarop fouten optreden bij het bewerken.
Axiale slingering is de mate waarin de rotatie-as van een snijgereedschap afwijkt van een vlak.
Dit kan een groot effect hebben op de nauwkeurigheid van het eindproduct, wat kan leiden tot dure nabewerkingen, meer verspilling en minder efficiëntie.
Het begrijpen van axiale slingering is belangrijk voor ingenieursstudenten en professionals die ervoor willen zorgen dat de bewerking goed werkt en nauwkeurig blijft.
In deze blogpost zal ik het hebben over de oorzaken en gevolgen van axiale slingering, hoe je deze kunt meten en hoe je de effecten ervan op bewerkingen tot een minimum kunt beperken.
Dus of u nu een ervaren ingenieur bent of een nieuwsgierige student, zet uw gordel om en maak u klaar om meer te weten te komen over de fascinerende wereld van axiale slingering.
Inleiding tot axiale slingering
Formele definitie:
De totale hoeveelheid langs de rotatieas waarmee de rotatie van een snijgereedschap afwijkt van een vlak.
Axiale slingering is een soort slingering die beschrijft hoe ver de rotatieas van een snijgereedschap van een vlak verwijderd is.
Dit gebeurt wanneer de rotatie-as niet dezelfde is als de centrale as van de spil en het verschil wordt gemeten langs de rotatie-as.
Aan de andere kant vindt radiale slingering plaats wanneer de rotatie-as weg beweegt van de hartlijnas van de spil, maar er evenwijdig aan blijft.
Beide soorten slingering kunnen problemen veroorzaken zoals trillingen, geluid en verlies van nauwkeurigheid.
Radiale versus axiale slingering
Langs de as van de middellijn is de hoeveelheid radiale slingering altijd hetzelfde, maar de hoeveelheid axiale slingering verandert afhankelijk van waar deze wordt gemeten ten opzichte van de basis.
De positie van een oppervlak wanneer het in een verticaal vlak roteert, wordt beïnvloed door de axiale slingering.
De radiale slingering beschrijft daarentegen hoe rond of excentrisch het is.
Gewoonlijk worden draaitafels en tafels gemaakt met zowel radiale als axiale slingeringen.
Meting van axiale slingering
Axiale slingering is de hoek tussen twee assen die niet in hetzelfde vlak liggen.
In dit geval wordt het verschil tussen een onderdeel en een referentieas groter naarmate u verder gaat van waar ze samenkomen.
Een meetklok wordt op de spil van de draaitafel of tafel geplaatst om de axiale slingering te meten.
De indicator wordt vervolgens verplaatst zodat deze het referentieoppervlak raakt en de tafel wordt gedraaid om te bepalen hoe ver deze van het referentievlak verwijderd kan zijn.
Tip: Schakel de ondertitelingsknop in als je die nodig hebt. Kies "automatische vertaling" in de instellingenknop, als u niet bekend bent met de Engelse taal. Mogelijk moet u eerst op de taal van de video klikken voordat uw favoriete taal beschikbaar komt voor vertaling.
Oorzaken en gevolgen van axiale slingering
Enkele van de dingen die axiale slingering kunnen veroorzaken, zijn versleten of verkeerd uitgelijnde lagers, een verbogen spil of werkstuk, een slordige uitlijning van gereedschap of opspanning en het uitzetten van de werktuigmachine terwijl deze opwarmt.
Als er geen rekening wordt gehouden met de axiale slingering of deze niet wordt gefixeerd tijdens de bewerking, kan dit ertoe leiden dat het onderdeel minder nauwkeurig is, onderdelen worden afgekeurd, de kosten stijgen en de productiviteit daalt.
Effecten van axiale slingering
Axiale slingering kan bewerkingen beïnvloeden doordat de spaanbelasting ongelijkmatig wordt of doordat het gereedschap te veel klappert.
Hierdoor kan de punt gaan bewegen, wat de manier verandert waarop het oppervlak is gemaakt en hoe ruw het is.
Het kan ook veranderingen in de topografie van het oppervlak veroorzaken.
Als de waarde bijvoorbeeld hoog genoeg is, kan de afstand tussen gereedschapsmarkeringen veranderen en kan de gereedschapsmarkering die door de k-tand is achtergelaten, worden verwijderd.
Ook verandert de axiale rondloop waar het snijgereedschap zich in het verticale vlak bevindt, wat ongelijke spaanbelastingen, een kortere standtijd en meer trillingen kan veroorzaken.
Dit kan er op zijn beurt voor zorgen dat het oppervlak van het werkstuk een slechte afwerking heeft, zoals ruwheid, golven en trillingssporen.
Bij het bewerken langs de Z-as kan axiale slingering ook de snedediepte veranderen en leiden tot maatfouten, zoals conus.
Wanneer delicate of zeer nauwkeurige onderdelen worden bewerkt, kunnen de effecten van axiale slingering op de oppervlakteafwerking zeer merkbaar zijn.
Radiale slingering
Aan de andere kant vindt radiale slingering plaats wanneer de rotatie-as weg beweegt van de hartlijnas van de spil, maar er evenwijdig aan blijft.
Beide soorten slingering kunnen een stuk gereedschap of uitrusting minder nauwkeurig maken, waardoor het van zijn ideale as kan gaan draaien.
Radiale slingering maakt het moeilijker om een onderdeel op de tafel te centreren, wat kan leiden tot een hoekfout die te groot is om acceptabel te zijn.
Radiale en axiale slingeringen kunnen ervoor zorgen dat snijgereedschappen te snel of ongelijkmatig slijten, waardoor ze te snel kunnen breken en het proces minder veilig kan worden.
Dergelijke breuken kunnen het moeilijker maken om de resterende snijkanten te repareren of te gebruiken, wat de kosten van verbruiksartikelen zou verhogen.
Slingering heeft een groot effect op hoe nauwkeurig de bewerking is en hoe lang gereedschappen meegaan.
Meting van axiale slingering
Er zijn verschillende manieren om axiale slingering te meten die variëren in hoe nauwkeurig ze zijn en hoe moeilijk ze te gebruiken zijn.
Statische testmethoden
Statisch testen is een gebruikelijke manier om axiale slingering te meten, omdat het eenvoudiger en goedkoper is dan dynamisch testen.
Statische tests worden uitgevoerd wanneer de spil of het werkstuk stilstaat.
Er zijn verschillende manieren om ze te doen, die worden uitgelegd in de Axes of Rotation van de American Society of Mechanical Engineers.
Een meetklok met een standaard magnetische basis is een eenvoudige en gebruikelijke manier om de slingering van een koppeling of een as te meten.
Om deze test uit te voeren, wordt de magnetische basis op een vlak oppervlak in de buurt van de koppeling of as geplaatst en wordt de meetklok op de koppeling of as geplaatst om de slingering te meten.
Als er te veel slingering is, betekent dit dat de binnendiameter van de koppelingsnaaf versleten is of dat de as verbogen is.
In sommige gevallen is het ook een goed idee om de axiale slingering van de koppeling te controleren door de meetklok op de buitenzijde van de koppelingsnaaf te plaatsen.
Dynamische testmethoden
Dynamische testmethoden zijn moeilijker te begrijpen, maar ze geven iets nauwkeurigere resultaten omdat ze rekening houden met warmte, trillingen en middelpuntvliedende kracht.
Dynamisch testen wordt uitgevoerd terwijl de spil of het werkstuk in beweging is.
Het kan ook op verschillende manieren worden gedaan, zoals met behulp van de op tijd gebaseerde of op frequentie gebaseerde methoden.
Bij de op tijd gebaseerde methode wordt een toerenteller gebruikt om te meten hoe snel de spil draait en wordt een versnellingsmeter gebruikt om te meten hoeveel slingering de machine doet trillen.
De op frequentie gebaseerde methode meet de frequentie van de trillingen veroorzaakt door slingering met een frequentieanalysator.
Apparatuur en kalibratie
De nauwkeurigheid van metingen van axiale slingering is afhankelijk van de gebruikte apparatuur en hoe deze is ingesteld en gekalibreerd.
Ongeacht welke methode wordt gebruikt, nauwkeurige metingen moeten correct worden ingesteld en gekalibreerd.
Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat de apparatuur correct is ingesteld en gekalibreerd, zodat deze nauwkeurige metingen kan geven.
Slingering van de as
Meestal wordt axiale asslingering gebruikt om de toestand van druklagers te controleren.
Het wordt gemeten in het midden van de as (op de roterende as).
Face runout is de term voor metingen die niet in het midden liggen.
In dit geval worden vlakheid en haaksheid onderdeel van de meting, waar de meeste toepassingen niet om geven.
Radiale asslingering is een manier om te meten hoeveel een ronde as tijdens het draaien rond zijn middelpunt beweegt.
Aandrijf-/asuitlijning, lagerstijfheid, toenemende slingering naarmate lagers slijten, en balans zijn allemaal factoren die dit kunnen veroorzaken.
Verschil tussen axiale en radiale slingering
Beide soorten slingering zijn afwijkingen van de beoogde rotatieas, maar de richting van de afwijking en de effecten op het werkstuk zijn voor elk type verschillend.
Radiale slingering uitgelegd
Radiale slingering is wanneer de rotatie-as niet in lijn is met de middellijn van de spil, maar er nog steeds vanaf is.
Radiale slingering is een meting die overal langs de as van de machine gelijk is.
Het laat zien hoe een draaitafel beweegt wanneer deze in een horizontaal vlak draait.
Het wordt soms excentriciteit of laterale translatie genoemd.
Axiale slingering uitgelegd
Wanneer de rotatieas van een snijgereedschap weg beweegt van een vlak langs de rotatieas, wordt dit axiale slingering genoemd.
Door de afwijking is de as nu gekanteld en loopt niet meer evenwijdig aan de hoofdas.
Hoeveel axiale slingering er is, hangt af van waar op de basis het wordt gemeten.
Axiale slingering kan tot een aantal problemen leiden, zoals een ongelijkmatige spaanbelasting, te veel gereedschapsgebabbel, puntafwijking en problemen met oppervlakteruwheid en generatie.
Effecten van radiale en axiale slingering
Beide soorten slingering kunnen een stuk gereedschap of uitrusting minder nauwkeurig maken, waardoor het van zijn ideale as kan gaan draaien.
Radiale slingering maakt het moeilijker om een onderdeel op een tafel te centreren, wat leidt tot hoekfouten en een slechte oppervlakteafwerking in de vorm van rondingsfouten.
Axiale slingering verandert waar het snijgereedschap zich in het verticale vlak bevindt, wat ongelijke spaanbelastingen, een kortere standtijd en meer trillingen veroorzaakt.
Dit kan er op zijn beurt voor zorgen dat het oppervlak van het werkstuk een slechte afwerking heeft, zoals ruwheid, golven en trillingssporen.
Bij het bewerken langs de Z-as kan axiale slingering ook de snedediepte veranderen en leiden tot maatfouten, zoals conus.
Axiale en radiale slingering meten
Meestal wordt een meetklok met een standaard magnetische basis gebruikt om de slingering van een koppeling of as te meten.
Plaats de magnetische basis gewoon op een vlakke ondergrond in de buurt van de as of koppeling.
Plaats vervolgens de meetklok op de koppeling of as en kijk hoe de meetklok beweegt.
Als er te veel slingering is, betekent dit dat de binnendiameter van de koppelingsnaaf versleten is of dat de as verbogen is.
In sommige gevallen is het ook een goed idee om de axiale slingering van de koppeling te controleren door de meetklok op de buitenzijde van de koppelingsnaaf te plaatsen.
Axiale slingering kan op een aantal manieren worden gemeten.
Meetklokken, lasersensoren en coördinatenmeetmachines zijn enkele van de meest gebruikelijke manieren om dit te doen.
Eenvoudige metingen worden vaak gedaan met meetklokken, zoals die met een magnetische voet.
De test wordt uitgevoerd door de magnetische basis op een vlakke ondergrond te plaatsen en de meetklok op de as of koppeling te plaatsen om de slingering te meten.
Lasersensoren of coördinatenmeetmachines kunnen worden gebruikt om metingen nauwkeuriger en nauwkeuriger uit te voeren.
Met deze apparaten kunt u metingen uitvoeren zonder ze aan te raken, en ze kunnen de slingering langs meer dan één as tegelijk meten.
Axiale slingering minimaliseren en elimineren
Om axiale slingering te verminderen of weg te werken, is het belangrijk om de machine correct in te stellen en te onderhouden.
Hier zijn enkele van de beste manieren om axiale slingering te verminderen:
- Precisie-gereedschapshouders: Het gebruik van precisie-gereedschapshouders zoals gereedschapshouders met krimppassing of perspassing kan u een nauwkeurige en nauwkeurige gereedschapsrotatie geven, wat kan helpen de slingering te verminderen.
- Machines en gereedschapshouders kiezen met minimale rondloop: Het kiezen van machines en gereedschapshouders met minimale rondloop is essentieel om de totale rondloop van een systeem tot een minimum te beperken.
- Gelijkmatige druk: Zorg ervoor dat er rondom de schacht dezelfde hoeveelheid druk is om uitloop te verminderen.
- Versleten lagers controleren en vervangen: Om axiale slingering te verminderen, moeten versleten of beschadigde lagers regelmatig worden gecontroleerd en vervangen.
- Bewaking en controle van de snijkrachten: het gebruik van de juiste snijparameters kan bijvoorbeeld helpen de snijkrachten te beheersen en de axiale slingering te verminderen.
Industriestandaarden en specificaties
Er zijn industriestandaarden en specificaties voor axiale slingering die worden gebruikt om ervoor te zorgen dat onderdelen aan bepaalde nauwkeurigheids- en precisie-eisen voldoen.
Organisaties als de International Organization for Standardization (ISO) en het American National Standards Institute stellen deze regels en eisen (ANSI).
Circulaire slingering is een van de meest gebruikte industriestandaarden voor axiale slingering.
Circulaire slingering is een soort geometrische tolerantie die wordt gebruikt om te meten hoeveel een oppervlak omhoog of omlaag beweegt als het in een horizontaal vlak draait.
Bij cirkelrondloop wordt de referentie-as gebruikt als referentiepunt voor de tolerantiezone.
Dit maakt een 2D-tolerantiezone rond de referentie-as.
Om aan de callout te voldoen, moeten alle punten op het echte oppervlak binnen deze tolerantiezone liggen.
Door twee korte assen aan de uiteinden van het onderdeel te combineren, kan cirkelrondloop ook worden gebruikt om andere kenmerken van het centrale onderdeel te controleren.
Er zijn andere regels in het bedrijfsleven over axiale slingering, zoals:
- ISO 1101: Deze norm beschrijft de algemene vereisten voor geometrische toleranties van werkstukken, inclusief het gebruik van tolerantiezones om vorm, oriëntatie en locatie te regelen.
Deze norm, ANSI Y14.5, geeft aan hoe geometrische dimensionering en toleranties (GD&T) moeten worden gebruikt op technische tekeningen.
Deze norm, ASME B89.3.4, beschrijft hoe de axiale slingering moet worden gemeten met meetklokken of elektronische verplaatsingsondes.
Deze industrienormen en -specificaties bieden ingenieurs, fabrikanten en mensen die verantwoordelijk zijn voor kwaliteitscontrole een manier om met elkaar te praten en ervoor te zorgen dat onderdelen aan bepaalde eisen voldoen.
Door deze normen en richtlijnen te volgen, kunnen fabrikanten ervoor zorgen dat hun onderdelen nauwkeurig zijn en voldoen aan de behoeften van hun klanten.
Conclusie
Concluderend, axiale slingering is een belangrijk punt voor ingenieurs en machinisten om over na te denken als ze willen dat hun werk nauwkeurig is.
Het vormt altijd een bedreiging voor de nauwkeurigheid en efficiëntie van bewerkingen, maar met de juiste gereedschappen, technieken en kennis kan het worden aangepakt.
Door de oorzaken en gevolgen van axiale slingering te begrijpen en best practices te gebruiken om de effecten ervan te verminderen, kunnen technische professionals een hoge mate van nauwkeurigheid bereiken, de productiviteit verbeteren en afval verminderen.
Maar axiale slingering is ook een herinnering aan het delicate evenwicht dat moet worden bewaard tussen de complexiteit van het maken van dingen en het verlangen naar perfectie.
Terwijl we nieuwe ideeën blijven bedenken en de grenzen verleggen van wat mogelijk is, moeten we nederig blijven bij uitdagingen en altijd proberen meer te leren over en beter te worden in de wereld om ons heen.
Delen op…
