Broušený stroj na klikový hřídel

Broušení klikového hřídele je obtížné, protože klikové čepy se neotáčejí kolem hlavní středové osy klikové hřídele, obíhají kolem ní v kontinuálně se posouvající excentrické dráze, což znamená, že brusný kotouč musí sledovat pohybující se cíl spíše než pevný kruhový povrch. CNC bruska na klikové hřídele to řeší pomocí synchronizovaného ovládání os, které přepočítává polohu kotouče tisíckrát za otáčku a zároveň řídí riziko vychýlení způsobené dlouhou, těžkou a nerovnoměrně zatíženou hřídelí. Níže uvedené části vysvětlují, proč je tento proces jedinečně náročný, jak stroj sleduje excentrické čepy čepů, které typy klikových hřídelů potřebují speciální vybavení a jak vybrat správný stroj.

Proč je broušení klikového hřídele tak obtížné

Na rozdíl od jednoduchého hřídele má klikový hřídel více čepových čepů odsazených od hlavní rotační osy o pevnou excentrickou vzdálenost, jeden pro každý válec, kterému motor nebo kompresor slouží. Když se klikový hřídel během broušení otáčí kolem své hlavní osy čepu, každý čep čepu kopíruje kruhovou dráhu kolem této středové osy, místo aby zůstal v klidu. Patent popisující způsoby broušení klikového čepu uvádí, že brusná část kola se ve skutečnosti pohybuje po eliptické dráze vzhledem k čepu během jedné otáčky klikového hřídele, což znamená, že podmínky broušení, jako je zatížení kotouče a kontaktní rychlost, se v průběhu cyklu neustále mění.

To vytváří několik problémů se směsí, které u standardního válcového broušení neexistují.

• Neustále se měnící kontaktní geometrie. Kolo se musí pohybovat radiálně v koordinaci s úhlem rotace klikového hřídele, aby stále sledovalo povrch oběžného čepu, spíše než aby drželo pevnou polohu.
• Variabilní odpor broušení. Výzkum mechaniky broušení klikových čepů ukázal, že odpor broušení působí v některých bodech otáčení stejným směrem jako pohyb čepu a v jiných v opačném směru, což vytváří kolísání zatížení, které může ovlivnit přesnost, pokud není kompenzováno.
• Dlouhé, štíhlé, nerovnoměrně zatížené hřídele. Klikové hřídele jsou často vzhledem ke svému průměru dlouhé a nesou nerovnoměrné rozložení hmoty od protizávaží, takže jsou náchylné k vychýlení vlivem brusné síly a vlastní hmotnosti.
• Více kritických povrchů na jedné součásti. Hlavní čepy, čepové čepy a někdy i přítlačné čela musí být na stejné součásti vzájemně přesně vybroušeny.
• Vysoký důsledek chyby. Klikový hřídel, který je mimo toleranci, může způsobit vibrace, opotřebení ložisek nebo poruchu motoru, takže přijatelná odchylka je extrémně malá vzhledem k velikosti a hmotnosti součásti.

Tyto faktory jsou důvodem, proč broušení klikového hřídele vyžaduje spíše účelové stroje než standardní válcovou brusku přizpůsobenou pro danou práci.

Jak CNC brusky na klikové hřídele leští excentrické čepy čepů

K broušení čepu čepu, který obíhá kolem hlavní středové osy, CNC bruska klikového hřídele koordinuje dvě osy v reálném čase: osu C, která otáčí klikovým hřídelem, a osu X, která posouvá vozík brusného kotouče radiálně dovnitř a ven. Akademický výzkum broušení čepů klikového hřídele, publikovaný v recenzovaném časopise Sensors, to popisuje jako oscilační broušení, kde je klikový hřídel poháněn osou C kolem středu hlavního čepu, zatímco čepy kolíku se otáčejí kolem stejného středu a brusný kotouč provádí vratný pohyb podél osy X, aby sledoval čep.

Podle stejného výzkumu musí praktická přesnost polohování jak osy C, tak osy X těsně odpovídat teoretickým rovnicím řízení pohybu, aby výsledkem byl skutečný profil kruhového čepu čepu, protože jakákoli odchylka mezi nařízenou a skutečnou polohou osy zavádí chybu obrysu přímo do povrchu země. To je důvod, proč brusky na klikové hřídele spoléhají na enkodéry s vysokým rozlišením a přesně vyladěné servořízení spíše než na jednodušší polohovací systémy, které se nacházejí u standardních OD brusek.

Jaké typy klikových hřídelů vyžadují specializované brusky

Ne všechny klikové hřídele představují stejnou výzvu při broušení a specifikace stroje se výrazně liší v závislosti na velikosti, hmotnosti a konfiguraci klikového hřídele. Níže uvedená tabulka uvádí běžné kategorie a úvahy o jejich broušení.

Těžké klikové hřídele představují zvláštní technický problém. Patent brusky zabývající se broušením kolíků na těžkých klikových hřídelích vysvětluje, že průhyb se stává významným problémem, jakmile klikový hřídel překročí určitou délku a hmotnost, a popisuje odlehčovací uspořádání, které během broušení aplikuje konstantní protipůsobící sílu na klikový hřídel, konkrétně za účelem zvládnutí tohoto vychýlení bez připojení dalších dílů k samotné hřídeli. To ilustruje, proč jsou vysoce výkonné brusky na klikové hřídele konstruovány s vyhrazenými podpůrnými a odlehčovacími systémy, které stroje v automobilovém měřítku obvykle nepotřebují.

Jak se vyvarujete průhybu a zajistíte přesnost broušení klikového hřídele

Vychýlení je jedním z nejčastějších zdrojů chyb při broušení klikového hřídele, protože hřídel je podepřena pouze na svých koncích nebo v mezilehlých pevných podpěrách, zatímco brusná síla působí mimo střed. Následující postupy a funkce stroje to přímo řeší.

1. Pevné opěrky a podpěry následovníka. Nastavitelné pevné podpěry umístěné v blízkosti broušeného čepu snižují nepodporované rozpětí klikového hřídele a omezují průhyb pod řeznou silou.
2. Vyrovnávací nebo odlehčovací systémy. Na těžkých klikových hřídelích působí mechanické odlehčení proti působení síly, aby kompenzovalo vlastní hmotnost hřídele, čímž se zabrání prověšení, které by jinak deformovalo broušený čep.
3. Optimalizovaná sekvence broušení. Broušení čepů v plánovaném pořadí, spíše než sekvenční dolů po hřídeli, může vyvážit síly a snížit kumulativní vychýlení při odstraňování materiálu.
4. Řízené rychlosti posuvu. Lehčí, častější průchody blízko konečné velikosti snižují špičkovou brusnou sílu ve srovnání s jedním těžkým řezem a snižují momentální prohnutí.
5. Pevné lože stroje a vřeteník. Těžká, dobře tlumená konstrukce stroje odolává vlastnímu vychýlení při zatížení, které se spojuje s jakýmkoliv vychýlením hřídele, pokud samotný stroj není dostatečně tuhý.
6. Přesnost pohybu v reálném čase. Protože broušení čepového čepu závisí na přesné koordinaci osy C a osy X, ladění serva a rozlišení kodéru přímo ovlivňuje, zda přikázaná dráha nástroje odpovídá skutečnému profilu broušení.
7. Tepelná regulace. Průtok chladicí kapaliny a stálé okolní podmínky omezují tepelnou roztažnost dlouhého těla klikového hřídele, které by jinak posunulo polohu čepu uprostřed cyklu.

Řešení vychýlení je zřídka jediná oprava. Obvykle to vyžaduje správnou kombinaci tuhosti stroje, podpory upínání obrobku a pořadí broušení vhodné pro konkrétní délku klikového hřídele a rozložení hmotnosti.

Jak vybrat správnou CNC brusku na klikové hřídele

Výběr a Bruska klikového hřídele by měly být založeny na velikosti, hmotnosti a profilu tolerance klikových hřídelí, které očekáváte, že budete vyrábět, nejen na největší části ve vaší aktuální knize objednávek. Zvažte následující faktory.

• Maximální délka klikového hřídele a výkyv. Ujistěte se, že délka lože stroje a průměr otáčení pokrývají váš největší očekávaný klikový hřídel s rezervou pro budoucí růst dílů.
• Počet podporovaných kolíků a hlavních žurnálů. Ověřte, že ovládání osy C a osy X dokáže spravovat počet čepů klikového hřídele a konfiguraci zdvihu bez nadměrné doby cyklu.
• Funkce správy průhybu. U delších nebo těžších klikových hřídelí zkontrolujte, zda stroj obsahuje pevné podpěry, odlehčovací systémy nebo jiné podpěry navržené tak, aby působily proti průhybu během broušení.
• Rozlišení serva a kodéru. Řízení pohybu s vyšším rozlišením přímo zlepšuje zaoblení čepového čepu, protože umístění os musí přesně sledovat teoretickou rovnici oběžné dráhy.
• Kolečko a orovnávací systém. Ujistěte se, že velikost, typ kola a automatický orovnávací cyklus vyhovují průměrům čepů a povrchové úpravě, kterou vaše klikové hřídele vyžadují.
• Objem výroby a potřeby přechodu. Dílny s velkým mixem a menším objemem těží z flexibilního CNC programování pro různé konfigurace zdvihu, zatímco vyhrazené výrobní linky mohou upřednostňovat optimalizované pevné cykly.
• Podpora výrobce a školení. Brusky na klikové hřídele jsou složité stroje, takže neustálý přístup k náhradním dílům, podpora kalibrace a školení obsluhy jsou důležité po celou dobu životnosti zařízení.

Naše společnost vyrábí zařízení pro přesné broušení ze závodu o rozloze 35 000 metrů čtverečních se stavební plochou 32 000 metrů čtverečních a kombinuje specializovanou výrobní základnu obráběcích strojů se základnou pro výrobu hydraulických dílů. Náš sortiment zahrnuje běžné a CNC válcové brusky, CNC koncové válcové brusky, automatické nakládací a vykládací CNC a koncové válcové brusky, kompozitní brusky a vysoce přesné běžné a CNC válcové brusky. Pokud klikový hřídel nebo jiná specializovaná součást zákazníka nespadá do standardních katalogových specifikací, náš technický tým také navrhne nestandardní speciální brusky a poskytne podpůrnou technologii, software, školení a integraci automatizace.

Naše společnost je držitelem certifikace systému kvality ISO9001-2015 a certifikace bezpečnosti CE a byla uznána jako národní high-tech podnik. V roce 2021 jsme byli hodnoceni jako specializovaný a nový malý a střední podnik v provincii Zhejiang. Se zavedenými kvalifikacemi pro vlastní vývoz se naše produkty v současné době dostávají do více než 20 zemí včetně Spojených států, Německa, Japonska a na trhy v jihovýchodní Asii, a to na základě dlouhodobého závazku pro kvalitu na prvním místě, pověst na prvním místě a služby na prvním místě.