Giữ cho vít bi được bôi trơn và không có chất gây ô nhiễm sẽ kéo dài tuổi thọ và năng suất của chúng. Để tận dụng tối đa vít bi, chúng phải được bảo vệ khỏi chất làm mát và mảnh vụn. Ngoài ra, cần bảo dưỡng trục vít me bi Ball Screw thường xuyên
Các máy công cụ ngày nay hoạt động thường xuyên trên cơ sở 24/7 với rất ít thời gian ngừng hoạt động. Nếu có, cho phép để bảo trì định kỳ. Chúng cũng hoạt động nhanh hơn với khả năng loại bỏ kim loại tăng lên và linh hoạt hơn về khả năng gia công. Nhưng gia công nhanh hơn có nghĩa là gia tốc và tốc độ cắt kim loại cao hơn, cũng như chuyển động ngang nhanh.
Tốc độ cao hơn đặt ra yêu cầu lớn hơn đối với các bộ truyền động tuyến tính của máy công cụ. Đồng thời, quá trình cắt tốc độ cao và gia công khô các vật liệu kỳ lạ và cứng lại tạo ra nhiều hạt mịn, có thể làm tăng tốc độ mài mòn trên các bộ truyền động không được bảo vệ.
Cách sửa chữa – bảo dưỡng trục vít me bi Ball screw hiệu quả
Mài mòn trục vít và bi
Vít bi lại được gia công mài chính xác tiếp tục là bộ truyền động ưa thích cho máy công cụ. Thiết kế nhỏ gọn, chi phí kinh tế và hiệu quả của chúng là những lợi thế chính, đặc biệt đối với các máy tốc độ cao. Tuy nhiên, tuổi thọ của vít truyền động không còn chỉ phụ thuộc vào khả năng chịu tải định mức của nó so với tải trọng trung bình được áp dụng. Hai yếu tố khác hiện phải được xem xét khi thiết kế các máy tốc độ cao hiện đại – bôi trơn và mài mòn do nhiễm bẩn.
Đối với các quả Bi thép lăn giữa các bề mặt thép nền, thường có ba loại ma sát. Một là tiếp xúc trực tiếp hay còn gọi là ma sát rắn solid friction nếu không có chất bôi trơn giữa chúng. Loại còn lại là ma sát điện thủy động electrohydrodynamic friction (EHD), phát sinh nếu luôn có một màng dầu giữa các quả Bi và đường đua. Và ma sát hỗn hợp mixed friction có nghĩa là có một số màng dầu đóng vai trò là chất bôi trơn nhưng cũng có một số tiếp xúc trực tiếp giữa quả Bi và đường dẫn.
So với các bộ phận khác của máy, chẳng hạn như ổ bi tiếp xúc góc hoặc rãnh sâu (hoặc thậm chí là ổ trượt trơn), vít bi có biểu hiện trượt và xoắn nhiều hơn. Trượt bắt nguồn từ việc thiếu người giữ bi tại chỗ. Nó có thể được giảm bớt bằng cách thêm chuỗi Bi Ball chains hoặc miếng đệm nhựa plastic spacers để giảm ma sát giữa các quả Bi lăn liền kề. Nhưng cả hai đều phải tuân theo các giới hạn thiết kế.
Ví dụ, chuỗi Bi phải vừa với các quả trả Bi. Xoắn là do các đường tiếp xúc nghiêng tương tự như ở các ổ bi tiếp xúc góc. Ngoài ra còn có nhiều ma sát hỗn hợp hơn do tốc độ tương đối thấp hơn. Bi trả về trong đó các quả Bi không lăn đều gây ra ma sát bổ sung.
Vít bi thường có kích thước dựa trên áp suất Hertzian của tải trọng tác dụng và số chu kỳ tải trọng (phương trình tuổi thọ L10 cổ điển). Tải trọng tác dụng gây mỏi vật liệu theo thời gian. Điều này được phản ánh trong phương trình thường được sử dụng để tính tuổi thọ:
L10 = (Ca/Fm)3 × 106,
where Fm = mean equivalent load, Ca = dynamic load rating, and L10 = number of hours or revolutions 90% of the bearing will survive.
Vít bi trong máy công cụ có thể tiếp xúc với nhiều loại chất gây ô nhiễm không mong muốn, hầu hết trong số đó làm giảm tuổi thọ hoạt động của chúng.
Từ phương trình này, một kỹ sư có thể kết luận rằng việc giảm Fm hoặc tăng xếp hạng tải trọng bằng cách sử dụng một đơn vị lớn hơn sẽ làm tăng tuổi thọ hữu ích của ổ trục. Đây sẽ là một kết luận hợp lệ đối với các ổ trục thông thường, quay chậm hơn. Máy móc hiện đại di chuyển nhanh hơn nhiều, một chế độ mà sự mài mòn và bám dính, những yếu tố nằm ngoài phương trình L10 cổ điển, trở nên quan trọng hơn.
Mòn mòn là do nhiễm bẩn bên trong đai ốc vít bi. Sự mài mòn của chất kết dính bắt nguồn từ quá trình vi hàn – kết quả của sự phân hủy màng chất bôi trơn. Ảnh hưởng của các yếu tố hao mòn này là hỏng hóc sớm do mất tải trước. Bởi vì các ổ đĩa servo tiên tiến rất nhạy cảm với những thay đổi về ma sát, nên việc tránh mất tải trước trở nên rất quan trọng.
Do đó, để kéo dài tuổi thọ của vít me bi. Cần xem xét bảo dưỡng trục vít me bi bằng cách đến việc làm sạch và bôi trơn để giảm mài mòn và bám dính, cũng như khả năng chịu tải động.
Bôi trơn Lubrication và phủ bịt sealing
Dụng cụ cắt có thể kéo dài tuổi thọ nếu chúng được làm bằng gốm hoặc có lớp phủ cứng. Và tuổi thọ của trục vít bi có thể được cải thiện bằng cách làm kín và bôi trơn tốt hơn.
Thông thường không thể đậy hoặc cố định các vít bi đủ chặt để loại bỏ hoàn toàn các chất gây ô nhiễm như bụi và các hạt mịn hơn. Trong nhiều trường hợp, cần gạt nước bịt kín đai ốc khỏi các hạt mài mòn. Cần gạt nước thông thường, không tiếp xúc (phớt mê cung) noncontacting wipers (labyrinth seals) sẽ không loại bỏ được các hạt nhỏ vì chúng vốn có khoảng cách vài phần mười milimét giữa phốt và trục. Cần gạt nước cũng không hiệu quả trong việc loại bỏ các chất gây ô nhiễm.
Miếng đệm môi làm bằng vật liệu đàn hồi tốt hơn đáng kể. Giống như phốt trục, chúng mang lại sự vừa khít. Nhưng vì các vòng đệm này thường bao gồm một gờ phải trượt vào vít với áp suất đáng kể để đảm bảo vòng đệm kín, nên nó gây ra ma sát và mài mòn cao. Và trong các vít bi có bước lớn, các vòng đệm môi có thể uốn cong theo chiều dọc, làm giảm hiệu quả của chúng.
Các “ngón tay fingers” gạt nước bằng nhựa phải vừa khít với bề mặt của ren vít để làm sạch chúng trước khi đi qua vít bi. Lưu ý lò xo được sử dụng để tải trước hoặc căng chúng vào ren vít.
Hiện tại, giải pháp tốt nhất là cần gạt nước bằng nhựa được phân đoạn với một số cạnh được định hướng gần đúng góc với hướng chuyển động. Cần gạt nước lắp ở cả hai đầu của đai ốc và phải vừa khít vì hiệu quả của chúng phụ thuộc phần lớn vào đường tiếp xúc của chúng với vít. Các đoạn phải đủ cứng để loại bỏ bụi bẩn cứng đầu khỏi vít nhưng vẫn đủ linh hoạt để tiếp xúc với nhau mặc dù lò xo đã tải trước.
Khi chỉ định cần gạt nước phân đoạn, hãy đảm bảo rằng cần gạt nước có “ngón tay” nhô ra không tiếp xúc với đầu đàn hồi của thanh cản hành trình. Trong những trường hợp như vậy, cần gạt nước gắn phẳng là cần thiết. Các đoạn hình nêm hoặc các cạnh vát là tốt nhất khi có nhiều bụi bẩn.
Kết hợp seals and lubrication
Cần gạt nước có thêm khả năng lưu trữ và phân phối chất bôi trơn đang ngày càng trở nên phổ biến, đặc biệt là khi các quy định về môi trường về xử lý dầu trở nên hạn chế hơn. Loại cần gạt này làm giảm đáng kể mức tiêu thụ chất bôi trơn nhưng vẫn bôi trơn đúng cách các đai ốc bi. Mặc dù lượng chất bôi trơn bị thất thoát khi sử dụng các cần gạt nước này ít hơn so với các thiết bị bôi trơn tự động thông thường, việc bổ sung thường xuyên cho bình chứa vẫn là cần thiết — và phải chú ý đến việc vệ sinh sạch sẽ.
Theo nguyên tắc chung, khi lưu lượng chất bôi trơn giảm, phải cải thiện khả năng làm kín, vì đai ốc bi không còn được làm sạch bằng chất bôi trơn mới. Đây cũng là một cách bảo dưỡng trục vít me tốt
Cần gạt nước nhựa phân đoạn, kết hợp với vòng nỉ đã được chứng minh là một sự kết hợp đặc biệt hiệu quả. “Giai đoạn” đầu tiên trong cần gạt nước kết hợp có thể được làm từ nhựa có đặc tính cơ học để tạo ra lượng tiếp xúc phù hợp với trục và dẫn các chất bẩn ra khỏi trục vít. “Giai đoạn” thứ hai là một vòng nỉ lưu trữ chất bôi trơn và phân phối nó dưới dạng một lớp màng mỏng, đều. Vòng nỉ có thể lưu trữ tới 75% thể tích của chúng trong chất bôi trơn và dễ dàng nạp lại.
Một ưu điểm khác của cần gạt nước kết hợp, bên cạnh việc giảm tiêu thụ dầu, là chúng có thể được sử dụng với bất kỳ chất bôi trơn lỏng nào — mỡ hoặc dầu lỏng. Mỡ lỏng đặc biệt thích hợp cho các ứng dụng có chuyển động dao động hành trình ngắn hoặc tốc độ thấp.
Các tính toán thông thường cho tuổi thọ của máy công cụ thường chỉ tính đến độ mỏi của vật liệu để xác định tuổi thọ vận hành. Nhưng đối với các thiết bị tốc độ cao, nên bao gồm mài mòn và mài mòn chất kết dính.
Như một phần thưởng bổ sung, nỉ hấp thụ các hạt nhỏ có thể lọt qua cần gạt nước bằng nhựa, cho phép nó hoạt động như một cần gạt nước thứ hai. Điều này đặc biệt có lợi trong các ứng dụng có bụi hoặc bùn mịn, mài mòn, chẳng hạn như máy mài. Tuy nhiên, xin lưu ý rằng nỉ không thể được sử dụng riêng lẻ như một khăn lau, ngoại trừ trong điều kiện tương đối sạch, vì nó hấp thụ chất làm mát và các hạt. Do đó, phớt đảm bảo vận hành không gặp sự cố và cho phép giảm 90% lượng dầu bôi trơn tiêu thụ, nhưng chỉ khi được sử dụng với cần gạt nước bằng nhựa tốt.
Sự mài mòn trên một bộ phận lăn như vít bi bao gồm sự mỏi vật liệu và, ở tốc độ cao, sự mài mòn và bám dính (hàn vi điểm microwelding).
Các sản phẩm khác trên thị trường kết hợp việc làm kín và phân phối chất bôi trơn trong một vòng polyme. Nhưng không giống như nỉ, polyme cần nhiệt để hoạt động bình thường — do đó tạo thêm ma sát không mong muốn. Vòng, được tẩm dầu, tạo thành một vòng đệm xung quanh sợi chỉ, thường được hỗ trợ bởi tải trước lò xo. Ma sát được tạo ra bởi vòng nhựa cọ xát vào sợi đang quay làm nóng vòng làm cho dầu chảy ra khỏi polyme. Polyme có thể tái hấp thụ một phần dầu khi nó đi qua sợi chỉ, nhưng không có bình chứa để nạp lại. Do đó, các cần gạt polyme này thường được sử dụng thành nhiều bộ, giúp tăng đáng kể chiều dài đai ốc bi, để cung cấp đủ chất bôi trơn. Và không có sự lựa chọn giữa mỡ và dầu – bạn phải sử dụng bất kỳ loại dầu nào được nhúng trong nhựa.
Có thể cải thiện đáng kể tuổi thọ của trục vít bi, ngay cả trong những ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất, nếu bạn cung cấp đủ chất bôi trơn và bảo vệ khỏi nhiễm bẩn mài mòn. Cần gạt kết hợp có thể lưu trữ và bổ sung chất bôi trơn, cùng với vòng đệm kiểu ngón tay hiệu quả, cũng cải thiện độ tin cậy của vít bi. Chi phí cho tùy chọn này là nhỏ so với thời gian ngừng hoạt động do hỏng hóc bất ngờ và sớm. Và, trong một số trường hợp, bôi trơn lâu dài hoặc thậm chí bôi trơn “trọn đời” có thể khả thi nếu chọn chất bôi trơn thích hợp.
