Po kolizji maszyny CNC należy sprawdzić nie tylko luz osi, ale również prostoliniowość wału, bicie czopów, stan bieżni, moment obrotowy nakrętki, system recyrkulacji, łożyska podporowe, sprzęgło oraz dokładność skoku.

Śruba kulowa może nadal wykonywać ruch, mimo że została przeciążona, trwale odkształcona albo lokalnie uszkodzona. Brak dużego luzu nie potwierdza prawidłowego stanu zespołu. Podobnie możliwość przesunięcia osi w trybie ręcznym nie oznacza, że śruba może bezpiecznie pracować z pełną prędkością i obciążeniem.

Po poważnej kolizji nie należy ograniczać diagnostyki do skasowania alarmu, sprawdzenia pozycji referencyjnej ani korekty kompensacji. Najpierw trzeba ustalić, które elementy przejęły siłę uderzenia i czy nie doszło do trwałej zmiany geometrii układu.

Jeżeli po kolizji pojawiły się hałas, drgania, zmienny opór, nagrzewanie albo luz, sprawdź naprawę i regenerację śrub kulowych.

Jakie objawy po kolizji mogą wskazywać na uszkodzenie śruby kulowej?

Powyższe objawy mogą występować pojedynczo albo jednocześnie. Ostateczna kwalifikacja wymaga rozdzielenia wpływu śruby, nakrętki, łożysk, sprzęgła, prowadnic i układu pomiarowego.

Jak kolizja obciąża śrubę kulową?

Podczas normalnej pracy obciążenia osi są rozłożone zgodnie z założonym cyklem ruchu. Kolizja powoduje gwałtowne zatrzymanie albo zmianę kierunku siły, często w czasie znacznie krótszym niż typowe przyspieszanie lub hamowanie.

W zależności od przebiegu zdarzenia śruba może zostać obciążona:

• gwałtowną siłą osiową,
• obciążeniem udarowym,
• siłą powodującą wyboczenie,
• momentem zginającym,
• dodatkowym obciążeniem promieniowym,
• przeciążeniem dynamicznym nakrętki,
• wymuszonym przemieszczeniem względem prowadnic,
• momentem skręcającym przenoszonym przez sprzęgło.

Energia kolizji może zostać przejęta przez kilka elementów jednocześnie. Uszkodzenie śruby często współwystępuje z uszkodzeniem:

• łożysk podporowych,
• mocowania nakrętki,
• sprzęgła,
• prowadnic,
• korpusu osi,
• czujnika położenia,
• elementów ustalających.

Dlatego nie należy diagnozować śruby w oderwaniu od pozostałych elementów osi.

Czy po kolizji można ponownie uruchomić oś?

Zależy to od charakteru zdarzenia i objawów. Po lekkim kontakcie bez gwałtownego zatrzymania możliwa może być kontrolowana diagnostyka w maszynie. Po silnej kolizji wymuszanie ruchu może powiększyć uszkodzenie.

Nie należy uruchamiać osi z pełną prędkością, jeżeli:

• nakrętka jest zablokowana,
• występuje gwałtowny wzrost obciążenia silnika,
• słychać metaliczne stuki,
• występuje cykliczne zacinanie,
• wał ma widoczne bicie,
• pojawiły się opiłki w smarze,
• obudowa nakrętki lub łożysk przesunęła się,
• sprzęgło zostało uszkodzone,
• oś utraciła powtarzalność,
• występuje szybki wzrost temperatury,
• ruch jest możliwy tylko w jednym kierunku.

Nie należy przełamywać oporu przez zwiększanie momentu silnika ani wielokrotne próby ruchu. Jeżeli kulki lub elementy systemu recyrkulacji są uszkodzone, wymuszony ruch może doprowadzić do zablokowania nakrętki i dalszego niszczenia bieżni.

Co może zostać uszkodzone podczas kolizji?

Wał śruby kulowej

Wał może ulec:

• trwałemu skrzywieniu,
• lokalnemu zgięciu,
• odkształceniu części gwintowanej,
• deformacji stref przejściowych,
• uszkodzeniu czopów,
• zmianie współosiowości zakończeń,
• uszkodzeniu gwintów i powierzchni oporowych.

Skrzywienie nie zawsze jest widoczne bez pomiaru. Niewielka deformacja może powodować duży wzrost obciążeń przy wysokiej prędkości.

Bieżnia wału

Przeciążone kulki mogą spowodować:

• trwałe wgniecenia,
• lokalne odkształcenie profilu,
• wżery,
• wykruszenia,
• pęknięcia warstwy roboczej,
• ślady zatarcia.

Uszkodzenie może być ograniczone do krótkiego odcinka odpowiadającego pozycji nakrętki w chwili kolizji.

Bieżnia nakrętki

Wewnątrz nakrętki mogą powstać:

• punktowe wgniecenia,
• wykruszenia,
• zmiana profilu,
• nierównomierny ślad pracy,
• trwałe odkształcenie korpusu,
• uszkodzenie obiegów roboczych.

Brak widocznego uszkodzenia wału nie wyklucza uszkodzenia bieżni nakrętki.

Kulki

Kolizja może powodować:

• trwałe odkształcenia powierzchni,
• wgniecenia,
• pęknięcia,
• zarysowania,
• zmęczeniowe uszkodzenie,
• Jeżeli kulki lub elementy systemu recyrkulacji są uszkodzone, wymuszony ruch może doprowadzić do zablokowania nakrętki i dalszego niszczenia bieżni.

Kulki mogą nadal krążyć w obiegu, ale generować hałas i nierównomierny moment obrotowy.

System recyrkulacji

Elementy nawrotne mogą zostać:

• pęknięte,
• przesunięte,
• odkształcone,
• poluzowane,
• uszkodzone przez uderzające kulki.

Uszkodzone elementy systemu recyrkulacji mogą powodować zacinanie, stuki i blokowanie nakrętki.

Mocowanie nakrętki

Kołnierz, obudowa lub wspornik nakrętki mogą ulec:

• poluzowaniu,
• przesunięciu,
• pęknięciu,
• trwałemu odkształceniu,
• utracie powierzchni ustalającej.

Ruch korpusu nakrętki może być błędnie interpretowany jako luz wewnętrzny śruby kulowej.

Łożyska podporowe

Kolizja może zmienić:

• napięcie łożysk,
• położenie pierścieni,
• stan elementów dystansowych,
• geometrię obudowy,
• stan czopów wału.

Możliwe są również wgniecenia bieżni łożysk, które powodują cykliczny hałas i wzrost temperatury.

Sprzęgło i zakończenia wału

Sprzęgło może:

• pęknąć,
• przesunąć się na wale,
• utracić zacisk,
• uszkodzić element elastyczny,
• zdeformować piastę,
• uszkodzić wpust.

Uszkodzenie sprzęgła może powodować luz albo opóźnioną reakcję osi, mimo że śruba i nakrętka są sprawne.

Dlaczego sam pomiar luzu nie wystarczy?

Po kolizji pomiar całkowitego luzu osi może obejmować jednocześnie:

• luz nakrętki,
• luz łożysk,
• ruch mocowania nakrętki,
• luz sprzęgła,
• odkształcenie wspornika,
• ruch prowadnic,
• sprężystość konstrukcji.

Mały luz nie wyklucza:

• skrzywienia wału,
• błędu skoku,
• uszkodzenia bieżni,
• nadmiernego napięcia wstępnego,
• uszkodzenia recyrkulacji,
• zbyt wysokiego momentu obrotowego.

Duży luz nie musi natomiast oznaczać zużycia nakrętki. Może pochodzić z łożyskowania lub mocowania.

Więcej informacji: luz śruby kulowej czy łożysk – jak znaleźć źródło luzu osi maszyny.

Jak sprawdzić, czy wał został skrzywiony?

Ocena wału powinna obejmować:

• pomiar bicia czopów,
• pomiar kilku przekrojów części gwintowanej,
• kontrolę prostoliniowości,
• porównanie wyników przy różnych sposobach podparcia,
• ocenę ugięcia pod ciężarem własnym,
• kontrolę stref przejściowych,
• pomiar współosiowości zakończeń.

Nie należy opierać decyzji na jednym pomiarze wykonanym w środku wału.

Długi wał może wykazywać ugięcie sprężyste, które nie jest trwałym skrzywieniem. Z kolei niewielkie odkształcenie czopu może powodować duże bicie podczas pracy z wysoką prędkością.

Więcej informacji: skrzywiona śruba kulowa – jak zmierzyć bicie i kiedy prostowanie ma sens?

Jak sprawdzić, czy kolizja uszkodziła bieżnię?

Bieżnię wału i nakrętki należy ocenić pod kątem:

• wgnieceń,
• wżerów,
• wykruszeń,
• zmiany profilu,
• śladów zatarcia,
• pęknięć,
• lokalnego poszerzenia śladu pracy,
• uszkodzenia warstwy roboczej.

Szczególnie istotny jest obszar, w którym nakrętka znajdowała się w momencie kolizji.

Objawami lokalnego uszkodzenia mogą być:

• wzrost momentu obrotowego nakrętki w jednym położeniu,
• hałas tylko w części zakresu,
• cykliczne uderzenia,
• zmienny luz,
• opiłki w smarze.

Więcej informacji: uszkodzona bieżnia śruby kulowej – objawy, przyczyny i możliwości naprawy.

Jak kolizja wpływa na napięcie wstępne nakrętki?

Kolizja może zmienić warunki kontaktu kulek i bieżni.

Może dojść do:

• utraty napięcia wstępnego,
• wzrostu napięcia wstępnego,
• nierównomiernego napięcia na długości,
• deformacji elementu dystansowego,
• uszkodzenia kulek,
• trwałego odkształcenia bieżni,
• zmiany momentu obrotowego.

Jeżeli profil bieżni został lokalnie uszkodzony, jedna wartość napięcia wstępnego może nie być utrzymana na całej długości.

Próba usunięcia luzu przez zastosowanie większych kulek może spowodować nadmierny moment obrotowy w nieuszkodzonych częściach wału.

Jak sprawdzić moment obrotowy po kolizji?

Moment obrotowy nakrętki powinien być oceniany:

• na całej długości roboczej,
• w obu kierunkach,
• przy małej prędkości,
• przy kilku prędkościach testowych,
• w stanie zimnym i po kontrolowanym rozgrzaniu.

Należy zwrócić uwagę na:

• lokalne wzrosty oporu,
• cykliczne zmiany,
• gwałtowne skoki,
• różnice pomiędzy kierunkami,
• wzrost momentu wraz z temperaturą,
• powtarzalność w tym samym położeniu.

Cykliczna zmiana momentu związana z obrotem wału może wskazywać na bicie, skrzywienie albo uszkodzenie czopu. Wzrost oporu związany z położeniem nakrętki częściej wskazuje na lokalne uszkodzenie bieżni.

Czy kolizja może uszkodzić dokładność skoku?

Tak. Po kolizji może wystąpić:

• trwała deformacja wału,
• lokalna odchyłka skoku,
• przesunięcie baz montażowych,
• zmiana napięcia osiowego,
• przemieszczenie łożysk,
• błąd pozycjonowania,
• zmiana kompensacji osi.

Śruba może wykazywać mały luz, ale powodować błędne położenie na określonym odcinku.

Dokładność skoku jest odrębnym parametrem od luzu. Do jej kontroli może być potrzebny pomiar interferometrem laserowym.

Czy kompensacja sterowania może ukryć skutki kolizji?

Kompensacja może zmniejszyć widoczny błąd pozycjonowania, ale nie naprawia:

• skrzywionego wału,
• uszkodzonej bieżni,
• zdeformowanej nakrętki,
• uszkodzonych kulek,
• luzu łożysk,
• problemów sprzęgła,
• zmiennego momentu obrotowego.

Jeżeli uszkodzenie rozwija się w czasie, stała korekta w sterowaniu może przestać odpowiadać rzeczywistemu stanowi osi.

Po kolizji nie należy zwiększać kompensacji bez wcześniejszej kontroli mechanicznej.

Kolejność diagnostyki śruby kulowej po kolizji

1. Zabezpieczenie maszyny

Należy zatrzymać automatyczny cykl i nie wymuszać ruchu osi o zwiększonym oporze.

2. Odczyt alarmów i danych sterowania

Warto zapisać:

• kod alarmu,
• pozycję osi,
• obciążenie silnika,
• prędkość,
• kierunek ruchu,
• stan programu,
• moment wystąpienia kolizji.

3. Oględziny

Sprawdza się:

• położenie nakrętki,
• mocowania,
• sprzęgło,
• obudowy łożysk,
• osłony,
• widoczne uszkodzenia wału,
• wycieki i zanieczyszczenia.

4. Kontrola mocowania nakrętki

Należy sprawdzić, czy kołnierz i obudowa nie przesuwają się względem elementu osi.

5. Kontrola sprzęgła

Sprawdza się zaciski, piasty, wpusty, element elastyczny i wzajemne położenie wału silnika oraz śruby.

6. Kontrola ruchu wału w łożyskach

Pomiar pozwala określić, czy cały wał przemieszcza się osiowo względem obudowy zespołu podporowego.

7. Rozdzielenie źródeł luzu

Należy osobno ocenić:

• luz nakrętki,
• luz łożysk,
• luz mocowania,
• luz sprzęgła.

8. Pomiar bicia i prostoliniowości

Kontroluje się czopy, część gwintowaną i współosiowość zakończeń.

9. Kontrola momentu obrotowego

Pomiar wykonuje się na całej długości i w obu kierunkach.

10. Ocena bieżni, kulek i recyrkulacji

W razie objawów uszkodzenia konieczny może być demontaż nakrętki.

11. Kontrola dokładności skoku

W precyzyjnych osiach należy potwierdzić, czy kolizja nie wpłynęła na pozycjonowanie.

12. Kwalifikacja do dalszych prac

Na podstawie wyników zespół można zakwalifikować do:

• ponownego montażu i regulacji,
• naprawy,
• regeneracji,
• prostowania wału,
• wykonania nowego wału,
• wykonania nowej nakrętki,
• wykonania nowego kompletnego zespołu śruby i nakrętki.

Kiedy możliwa jest regeneracja po kolizji?

Regeneracja może być rozważana, gdy:

• odkształcenie wału jest ograniczone,
• nie występują pęknięcia,
• bieżnie nie mają głębokich wykruszeń,
• system recyrkulacji może zostać naprawiony,
• kulki mogą zostać dobrane do zachowanego profilu,
• możliwe jest uzyskanie równomiernego momentu obrotowego,
• dokładność skoku mieści się w wymaganym zakresie albo może zostać potwierdzona,
• mocowania i czopy mogą zostać przywrócone do prawidłowej geometrii.

Regeneracja nie oznacza automatycznie przywrócenia parametrów fabrycznie nowej śruby. Zakres możliwego efektu zależy od rzeczywistego stanu wału i nakrętki.

Kiedy potrzebny jest nowy wał?

Nowy wał może być potrzebny, gdy:

• część gwintowana jest trwale skrzywiona,
• występują pęknięcia,
• bieżnia wału ma głębokie uszkodzenia,
• czopy są trwale niewspółosiowe,
• błąd skoku przekracza wymagania,
• wcześniejsze prostowanie nie przyniosło efektu,
• warstwa robocza została uszkodzona.

Wykonanie nowego wału do używanej nakrętki wymaga oceny jej bieżni i możliwości uzyskania właściwego napięcia wstępnego.

Kiedy potrzebna jest nowa nakrętka?

Nowa nakrętka może być potrzebna, gdy:

• korpus został zdeformowany,
• bieżnia wewnętrzna ma głębokie uszkodzenia,
• elementy recyrkulacji nie mogą zostać skutecznie odtworzone,
• nie można uzyskać równomiernego momentu obrotowego nakrętki na wymaganej długości roboczej,
• napięcie wstępne nie może zostać ustawione w wymaganym zakresie.

Stan wału musi jednak pozwalać na prawidłowe dopasowanie nowej nakrętki.

Kiedy potrzebna jest kompletna nowa śruba kulowa?

Kompletny nowy zespół wału i nakrętki jest zwykle właściwszy, gdy:

• oba elementy są uszkodzone,
• geometria wału została trwale utracona,
• bieżnie mają głębokie wgniecenia lub wykruszenia,
• dokładność skoku nie może zostać potwierdzona,
• regeneracja nie zapewni wymaganej trwałości,
• awaria osi może powodować poważne ryzyko dla maszyny,
• koszt naprawy jest nieproporcjonalny do spodziewanego efektu.

W takim przypadku można przeanalizować wykonanie nowej śruby kulowej dopasowanej do geometrii i warunków pracy osi.

Regeneracja, nowy wał czy nowa śruba?

Jeżeli uszkodzenia pozwalają na naprawę, zespół może zostać zakwalifikowany do regeneracji. Gdy kolizja trwale zmieniła geometrię wału, nakrętki albo bieżni, bardziej uzasadnione może być wykonanie nowej śruby kulowej.

Jakie dane przesłać do oceny śruby po kolizji?

Zdjęcia i wyniki pomiarów umożliwiają ocenę wstępną. Ostateczna kwalifikacja wymaga pomiaru konkretnego zespołu.

Jak przygotować śrubę po kolizji do transportu?

Przed wysyłką należy:

• zabezpieczyć nakrętkę przed zsunięciem,
• nie demontować nakrętki bez trzpienia montażowego,
• zabezpieczyć czopy i gwinty,
• podeprzeć wał na odpowiedniej długości,
• uniemożliwić przemieszczanie w opakowaniu,
• nie prostować wału przed wykonaniem pomiarów,
• oznaczyć położenie nakrętki w chwili kolizji, jeżeli jest znane,
• dołączyć opis zdarzenia i wyniki pomiarów.

Nieprawidłowy transport może wprowadzić nowe odkształcenia i utrudnić ocenę uszkodzeń powstałych w maszynie.

Najczęściej zadawane pytania

Czy po kolizji można uruchomić oś ręcznie?

Tylko jeżeli nie występuje gwałtowny opór, hałas, blokowanie ani widoczne uszkodzenie. Ruch powinien być wykonywany kontrolowanie i bez zwiększania dostępnego momentu napędowego.

Czy brak luzu oznacza, że śruba jest sprawna?

Nie. Śruba może mieć skrzywiony wał, uszkodzoną bieżnię, zbyt duże napięcie wstępne albo błąd skoku mimo braku mierzalnego luzu.

Czy kolizja może uszkodzić tylko nakrętkę?

Tak. Możliwe jest uszkodzenie bieżni wewnętrznej, kulek, korpusu albo elementów recyrkulacji przy zachowanym wale.

Czy skrzywienie wału zawsze jest widoczne?

Nie. Niewielkie odkształcenie może być widoczne dopiero podczas pomiaru albo pracy przy wyższej prędkości.

Czy można wyprostować wał po kolizji?

W niektórych przypadkach tak. Zależy to od wartości deformacji, stanu bieżni, materiału, średnicy, długości i wymaganej dokładności.

Czy wystarczy wymienić kulki?

Tylko jeżeli bieżnie zachowały prawidłowy profil, wał nie jest zdeformowany, a uszkodzenie nie obejmuje nakrętki ani recyrkulacji.

Czy po kolizji trzeba sprawdzić łożyska podporowe?

Tak. Mogły przejąć znaczną część obciążenia i utracić właściwe napięcie albo ulec uszkodzeniu.

Czy kolizja może uszkodzić sprzęgło bez uszkodzenia śruby?

Tak. Sprzęgło może się przesunąć, pęknąć albo utracić zacisk, powodując luz lub opóźnioną reakcję osi.

Czy kolizja wpływa na dokładność skoku?

Może. Trwała deformacja wału lub przesunięcie punktów podparcia może zmienić rzeczywiste pozycjonowanie osi.

Czy kompensacja w sterowaniu wystarczy po kolizji?

Nie, jeżeli przyczyną błędu jest uszkodzenie mechaniczne. Kompensacja nie usuwa skrzywienia, uszkodzeń bieżni ani luzu łożysk.

Kiedy regeneracja po kolizji ma sens?

Gdy geometria może zostać przywrócona, bieżnie nie mają głębokich uszkodzeń, a po naprawie można uzyskać wymagany moment obrotowy, luz i dokładność.

Kiedy lepiej wykonać nową śrubę?

Gdy uszkodzenie obejmuje wał i nakrętkę, występuje znaczne skrzywienie, głębokie uszkodzenie bieżni albo utrata wymaganej dokładności skoku.

Potrzebujesz oceny śruby kulowej po kolizji?

Prześlij zdjęcia wału, nakrętki, mocowania, sprzęgła i zespołu podporowego oraz dane maszyny, opis zdarzenia i wyniki wykonanych pomiarów. Warto podać, czy po kolizji występują luz, hałas, drgania, wzrost temperatury, zmienny moment obrotowy albo błąd pozycjonowania.

Na podstawie danych możliwa jest wstępna ocena prawdopodobnego zakresu uszkodzeń. Ostateczna kwalifikacja do naprawy lub regeneracji wymaga kontroli wału, nakrętki, bieżni, kulek, elementów systemu recyrkulacji i geometrii zakończeń.

Sprawdź ofertę naprawy i regeneracji śrub kulowych.

Jeżeli uszkodzenie jest trwałe i nie pozwala uzyskać wymaganych parametrów po regeneracji, można przeanalizować wykonanie nowej śruby kulowej albo zamiennika według dokumentacji lub wzorca.

Powiązane artykuły

• Skrzywiona śruba kulowa – jak zmierzyć bicie i kiedy prostowanie ma sens?
• Uszkodzona bieżnia śruby kulowej – objawy, przyczyny i możliwości naprawy
• Luz śruby kulowej czy łożysk? Jak znaleźć źródło luzu osi maszyny