Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Листогибочные прессы с ЧПУ являются ключевым оборудованием для обработки листового металла в современном производстве. Точность гибочной операции определяется не только гидравлической или электромеханической системой привода верхней балки, но и качеством позиционирования заднего упора. Именно шариковинтовые передачи (ШВП), линейные направляющие и подшипниковые узлы обеспечивают повторяемость позиционирования заготовки, а значит, и стабильность размеров готовых деталей.
В данной статье подробно рассмотрены комплектующие задних упоров и подшипниковые узлы верхних балок листогибочных прессов ведущих производителей: Trumpf TruBend 5130/7036, Amada HG-1003, Bystronic Xpert и Ermaksan Power Bend Pro. Описаны применяемые классы точности ШВП, типы линейных направляющих, игольчатые роликовые подшипники в цапфах гидроцилиндров, а также практические рекомендации по техническому обслуживанию.
Шариковинтовая передача (ШВП) - механизм, преобразующий вращательное движение серводвигателя в точное поступательное перемещение каретки заднего упора. В отличие от трапецеидальных передач, ШВП использует принцип трения качения через шариковые элементы, циркулирующие в канавках винта и гайки. КПД шариковинтовой передачи составляет свыше 90%, что обеспечивает высокую энергоэффективность привода и минимальный нагрев при длительной работе.
Точность ШВП определяется в соответствии с международными стандартами JIS B 1192 (текущая редакция - 2018 г.) и ISO 3408. Классы точности разделяют на прецизионные (C0-C5) и стандартные (C7-C10). Для прецизионных классов (C0-C5) нормируются прямолинейность, направленность и вариация хода v300. Для стандартных классов (C7-C10) нормируется отклонение хода e300 на произвольном участке длиной 300 мм. В отечественной практике (ОСТ 2 Р31-4-88) применяются классы П1, П3, П5, П7 (позиционные) и Т1, Т3, Т5, Т7, Т9 (транспортные).
Примечание: v300 - максимальная вариация (колебание) хода на участке 300 мм (для классов C0-C5); e300 - максимальное отклонение хода на произвольном участке 300 мм (для классов C7-C10). Данные по каталогу TBI Motion / THK в соответствии с JIS B 1192.
В листогибочных прессах для привода осей заднего упора (X, R, Z) преимущественно применяются ШВП классов C5 и C7. Класс C5 (шлифованный винт) в сочетании с серводвигателем и контроллером ЧПУ обеспечивает повторяемость позиционирования системы в пределах +-0,01 мм и используется на осях X и R в станках высокого класса. Класс C7 (накатанный винт) обеспечивает системную повторяемость +-0,02 мм и применяется в станках среднего сегмента, а также на менее критичных осях Z.
Типичные параметры шариковинтовых передач, применяемых в задних упорах листогибочных прессов: номинальный диаметр винта - 16-25 мм, шаг резьбы - 5-10 мм, длина рабочей части - 400-800 мм в зависимости от хода по оси X. Шаг 5 мм обеспечивает оптимальное соотношение скорости перемещения и разрешающей способности серводвигателя. Гайки ШВП выполняются с преднатягом для устранения осевого люфта, что критично для точности позиционирования при реверсивных перемещениях. Основные размеры ШВП, применяемых в станкостроении, регламентированы ГОСТ 25329-82.
TruBend 5130 - гидравлический листогибочный пресс с усилием 1300 кН (130 т) и длиной гиба 3230 мм. Станок оснащается задним упором с числом осей ЧПУ от 4 до 6 (X1, X2, R1, R2, Z1, Z2) в зависимости от комплектации, с управлением от контроллера Touchpoint TruBend или TASC 6000. Расстояние между стойками составляет 2690 мм, глубина горловины - 420 мм.
Задний упор серии TruBend 5000 представляет собой жесткую сварную конструкцию, перемещающуюся по линейным шариковым направляющим. Привод осей X осуществляется серводвигателями через шариковинтовые передачи. Система привода On-Demand Servo Drive работает по запросу, включаясь только при необходимости, что обеспечивает тихую и энергоэффективную работу. Рабочая скорость по оси Y составляет 0,1-10 мм/с, скорость подхода - до 220 мм/с.
TruBend 7036 - полностью электромеханический пресс с прямым приводом верхней балки (безредукторный высокомоментный двигатель). Усилие гиба составляет 360 кН (36 т), длина гиба - 1020 мм. Станок позиционируется как высокоскоростное решение для гибки малых и средних деталей. Задний упор оснащается 6-осевой системой ЧПУ (X1, X2, R1, R2, Z1, Z2) с контроллером TASC 6000. Повторяемость позиционирования балки по оси Y составляет +-0,002 мм (+-0,00008 дюйма), а по оси X - +-0,02 мм (+-0,0008 дюйма).
Особенностью серии 7000 является использование карбонового (углепластикового) материала в конструкции пальцев заднего упора, что существенно снижает массу подвижных элементов и повышает динамику перемещения. Привод осей заднего упора реализован через ШВП с серводвигателями. Масса станка составляет всего около 2600 кг, что позволяет перемещать его вилочным погрузчиком.
В гидравлических прессах Trumpf серии 5000 верхняя балка (ползун) приводится в движение двумя гидроцилиндрами, закрепленными в стойках станины. В конструкции применяется сферическая подвеска ползуна с возможностью наклона (spherical ram suspension with ram tilt). Цапфенные соединения цилиндров монтируются на игольчатых роликовых подшипниках, которые обеспечивают свободное качание цилиндра при компенсации возможных перекосов. Игольчатые подшипники в данном узле воспринимают высокие радиальные нагрузки при компактных габаритах, что критично для ограниченного пространства внутри стоек станины.
Amada HG-1003 - серво-гидравлический листогибочный пресс с усилием 1000 кН (110 US тонн) и длиной гиба 3110 мм (120,5 дюйма). Серия HG основана на гибридной технологии привода, при которой гидравлический контур работает по запросу (on-demand), что обеспечивает экономию электроэнергии до 30% по сравнению с инверторными системами. Мощность главного двигателя составляет 20 кВт.
Задний упор серии HG в базовой комплектации оснащается 5 осями ЧПУ. Опционально доступна функция Delta X, при которой две оси X работают независимо друг от друга, что позволяет позиционировать пальцы под разными углами для гибки конических деталей и обработки асимметричных заготовок. В модификации HG-1003 ARS/ATC задний упор имеет 6 осей плюс 2 оси L-shift (итого 8 управляемых осей).
Повторяемость позиционирования по оси X составляет +-0,01 мм. Повторяемость ползуна по оси Y - +-0,001 мм (+-0,00004 дюйма). Привод осей X и R реализован серводвигателями через шариковинтовые передачи с преднатягом. Направляющие заднего упора - линейные шариковые рельсового типа. Скорость подхода балки достигает 220 мм/с, рабочая скорость гиба - до 20 мм/с, скорость обратного хода - до 250 мм/с.
Amada использует патентованную технологию FAST для перемещения осей заднего упора на максимальной скорости, в том числе в безопасной зоне, с полным соблюдением требований европейских стандартов безопасности. Пальцы заднего упора имеют U-образную конфигурацию, что обеспечивает эффективную работу при гибке конических деталей.
Bystronic Xpert - серия гидравлических листогибочных прессов с процессно-управляемым приводом, доступная в диапазоне усилий от 40 до 650 т и длин гиба от 1030 до 6100 мм. Отличительная особенность серии - высокоскоростной задний упор с количеством осей от 1 до 6 в зависимости от конфигурации. Управление осуществляется контроллером ByVision Bending с 22-дюймовым сенсорным HD-экраном.
Характеристики заднего упора серии Xpert подробно документированы для компактных моделей Xpert 40 и Xpert 80. Привод осей X и R заднего упора выполнен через шариковинтовые передачи с серводвигателями, перемещение осуществляется по линейным направляющим рельсового типа. Точность позиционирования по оси X составляет 0,02 мм, по оси R - 0,1 мм. Точность позиционирования балки по оси Y достигает 0,004 мм.
Для моделей большего тоннажа (Xpert 200, 320 и выше) задний упор также оснащается до 6 осями ЧПУ с ШВП на осях X и R. Система Optical Bend Guiding с LED-подсветкой позиций оснастки и заднего упора подсказывает оператору последовательность гибов и корректное размещение заготовки. Опция Fast Bend+ обеспечивает повышенную безопасность при работе на высоких скоростях.
Ermaksan Power Bend Pro - серия гидравлических листогибочных прессов, выпускаемых в диапазоне усилий от 60 до 1200 т. Рама станка изготовлена из высокопрочной моноблочной стали марки ST44, подвергается термическому отпуску для снятия остаточных напряжений. Верхняя балка обеспечивает точность гиба 0,01 мм за счет опоры на подшипники в 12 точках. Станок оснащается контроллерами Cybelec (CybTouch 12 PS, CybTouch 15 PS, ModEva PAC Touch) или Delem (ER70, ER90 Plus) с поддержкой до 7 осей ЧПУ. Электрическая система - Siemens.
В стандартной комплектации Power Bend Pro оснащается 2-осевым задним упором (X + R) с ходом по оси X до 800 мм. Привод осей - серводвигатели, работающие через шариковинтовые передачи и линейные направляющие. Опционально доступны конфигурации с 3, 5 и 6 осями (X1, X2, R1, R2, Z1, Z2), в том числе система ATF (Advanced Technological Fingers) для максимальной производительности и точности.
Точность синхронизации осей Y1 и Y2 (привод балки) составляет 0,01 мм, контролируется линейными оптическими датчиками (линейками). Стандартный контроллер - Cybelec CybTouch 12 PS с 2D графическим интерфейсом. Для расширенных конфигураций доступны контроллеры с 3D-визуализацией и программированием сложных деталей.
Модификация Speed-Bend Pro оснащается 6-осевым задним упором ATF типа, обеспечивающим повышенную скорость и точность позиционирования. Передние опорные кронштейны с упорами перемещаются по линейным рельсам и кареткам. Система компенсации прогиба стола реализована в вариантах: ручная (до 320 т), моторизованная (от 260 т), и гидромеханическая.
В таблице ниже приведено сравнение ключевых параметров задних упоров и подшипниковых узлов рассматриваемых листогибочных прессов.
Линейные направляющие рельсового типа являются критически важным компонентом задних упоров листогибочных прессов. Они обеспечивают прямолинейность перемещения каретки по осям X, R и Z, распределяя нагрузку от массы заднего упора и рабочих усилий позиционирования.
В задних упорах листогибочных прессов применяются два основных типа линейных направляющих: шариковые и роликовые. Шариковые направляющие (например, HIWIN серии HG, THK серии SR, Bosch Rexroth серии BSHP) обеспечивают плавный ход и высокую точность при умеренных нагрузках. Роликовые направляющие (INA/Schaeffler, SKF, Schneeberger) выдерживают значительно большие нагрузки и обладают повышенной жесткостью благодаря линейному контакту ролика с дорожкой.
В прессах Trumpf, Amada и Bystronic преимущественно применяются шариковые линейные направляющие на осях заднего упора, поскольку нагрузки в этом узле относительно невелики, а приоритет отдается скорости и плавности перемещения. Для направляющих верхней балки (ползуна) в некоторых моделях используются роликовые направляющие, обеспечивающие высокую жесткость и грузоподъемность при перемещении массивной траверсы.
В гидравлических листогибочных прессах гидроцилиндры верхней балки крепятся к стойкам станины через цапфенные (трунионные) соединения. В этих узлах применяются игольчатые роликовые подшипники, воспринимающие высокие радиальные нагрузки при ограниченных габаритах.
Игольчатый роликовый подшипник представляет собой подшипник качения с тонкими цилиндрическими роликами, у которых отношение длины к диаметру составляет от 3 до 10. За счет увеличенной площади контакта (линейный контакт в отличие от точечного контакта у шариковых подшипников) игольчатые подшипники имеют высокую радиальную грузоподъемность при минимальном поперечном сечении.
В листогибочных прессах игольчатые подшипники в цапфах гидроцилиндров выполняют следующие функции: обеспечивают свободное качание цилиндра при компенсации перекосов балки, воспринимают радиальные нагрузки от веса балки и рабочего усилия, минимизируют потери на трение при ходе балки. Типичные серии игольчатых подшипников, применяемых в подобных узлах: NA49xx (с внутренним кольцом), NK (без внутреннего кольца), RNA (массивный без внутреннего кольца), HK (штампованный стакан).
Регулярное техническое обслуживание ШВП, линейных направляющих и подшипниковых узлов является обязательным условием для поддержания точности и надежности листогибочного пресса. Износ этих компонентов приводит к постепенному увеличению люфтов, снижению точности позиционирования и в конечном итоге к браку продукции.
Смазка шариковинтовых передач проводится с периодичностью, рекомендованной производителем станка (типичный интервал - каждые 500-1000 часов работы). Для ШВП применяются пластичные смазки на литиевой основе с присадками EP (extreme pressure), класса NLGI 2. Рекомендуемый диапазон вязкости базового масла - 100-150 мм2/с при 40 C. Перенасыщение смазкой недопустимо, так как избыточная смазка вызывает повышенное сопротивление и нагрев гайки.
Признаки износа ШВП заднего упора: увеличение люфта при реверсе (определяется индикатором часового типа с ценой деления 0,001 мм), повышение тока серводвигателя при номинальных скоростях, появление посторонних шумов при работе. Для ШВП с преднатягом осевой люфт в нормальном состоянии практически равен нулю. При обнаружении люфта более 0,03-0,05 мм рекомендуется замена гайки или пары винт-гайка целиком. Диагностику можно выполнить также через сервисные функции контроллера ЧПУ, отслеживая рассогласование по позиции (following error).
Линейные направляющие требуют регулярной очистки от металлической пыли и стружки и периодической смазки (каждые 200-500 часов работы). Состояние уплотнений (скребков) кареток проверяется визуально. При обнаружении повреждения уплотнений необходимо произвести замену во избежание попадания абразивных частиц в зону качения, что приводит к ускоренному износу и питтингу дорожек.
Игольчатые подшипники в цапфах гидроцилиндров работают в режиме малых качательных движений (осциллирующий режим), что создает повышенный риск фреттинг-коррозии. Для предотвращения этого явления рекомендуется использовать смазки с противозадирными присадками (EP или AW). Периодичность пополнения смазки - согласно регламенту производителя станка (не реже 1 раза в год при нормальной эксплуатации). Критерий замены - появление ощутимого радиального люфта в цапфенном узле или повышение шума при ходе балки.
В листогибочных прессах Trumpf TruBend, Amada HG, Bystronic Xpert на осях X и R заднего упора применяются ШВП классов C5-C7 по стандарту JIS B 1192 (ISO 3408). Класс C5 (шлифованный винт) обеспечивает вариацию хода (v300) не более 18 мкм на 300 мм, класс C7 (накатанный) - отклонение хода (e300) не более 50 мкм на 300 мм. Конкретный класс зависит от модификации станка и конфигурации осей.
Игольчатые роликовые подшипники устанавливаются в цапфах (трунионных опорах) гидроцилиндров, приводящих верхнюю балку. Они обеспечивают свободное качание цилиндра для компенсации микроперекосов, воспринимают высокие радиальные нагрузки от массы балки и рабочего давления, при этом занимают минимальное пространство. Это критично для обеспечения равномерного хода балки и предотвращения заклинивания цилиндров.
В задних упорах преимущественно используются линейные шариковые направляющие рельсового типа (профильные). Они обеспечивают достаточную грузоподъемность для массы каретки заднего упора, высокую скорость перемещения и точность позиционирования. Распространены направляющие производителей HIWIN, THK, Bosch Rexroth, Schneeberger, INA/Schaeffler. В особо нагруженных конструкциях могут применяться роликовые направляющие повышенной жесткости.
Периодичность смазки ШВП зависит от интенсивности эксплуатации и рекомендаций производителя станка. Общая рекомендация - каждые 500-1000 часов работы. Применяются пластичные литиевые смазки класса NLGI 2 с EP-присадками. Некоторые модели прессов (например, Ermaksan с опцией автосмазки) оснащаются автоматической системой лубрикации, обеспечивающей подачу смазки к направляющим и ШВП в автоматическом режиме.
TruBend 7036 (серия 7000) - полностью электромеханический пресс с прямым безредукторным приводом балки, рассчитанный на скоростную гибку малых деталей. Задний упор имеет до 6 осей ЧПУ с пальцами из углепластика (карбона), что снижает массу и увеличивает динамику. TruBend 5130 (серия 5000) - гидравлический пресс с 4-6-осевым задним упором и сферической подвеской ползуна. В серии 5000 верхняя балка приводится гидроцилиндрами с игольчатыми подшипниками в цапфах, тогда как в серии 7000 этот узел отсутствует.
В базовой конфигурации задний упор Amada HG-1003 имеет 5 осей ЧПУ. С опцией Delta X добавляются 2 независимые оси X. В версии HG-1003 ARS/ATC задний упор оснащается 6 осями плюс 2 оси L-shift (итого 8 управляемых осей). Такая конфигурация позволяет обрабатывать асимметричные и конические детали без ручной перенастройки.
Основные признаки износа: увеличение осевого люфта при реверсе (проверяется индикатором часового типа с ценой деления 0,001 мм), рост тока серводвигателя при неизменных параметрах работы, появление посторонних шумов и вибраций, увеличение рассогласования по позиции (following error) в диагностике контроллера. При обнаружении люфта более 0,03-0,05 мм рекомендуется замена гайки ШВП или полной пары винт-гайка.
Замена ШВП класса C7 на C5 возможна при полном совпадении геометрических параметров (диаметр, шаг, длина, тип фланца гайки, тип и расстояние опор). Однако следует учитывать, что итоговая точность позиционирования определяется всей системой в целом: жесткостью конструкции заднего упора, качеством направляющих, разрешающей способностью энкодера серводвигателя, алгоритмами контроллера ЧПУ. Замена ШВП на более высокий класс без анализа всех сопутствующих компонентов может не дать ожидаемого улучшения.
Для линейных направляющих рельсового типа рекомендуются пластичные смазки на литиевой основе класса NLGI 2 с вязкостью базового масла 70-150 мм2/с при 40 C. Типичные марки: Kluber ISOFLEX NBU 15, SKF LGMT 2 и аналоги, рекомендуемые производителем направляющих. Не допускается применение смазок с содержанием твердых наполнителей (графит, MoS2), так как их частицы могут повредить уплотнения и дорожки качения.
В гидравлических листогибочных прессах Ermaksan Power Bend Pro верхняя балка обеспечивает точность гиба 0,01 мм за счет опоры на подшипники в 12 точках. В цапфах гидроцилиндров применяются игольчатые роликовые подшипники. Задний упор перемещается по линейным направляющим рельсового типа с шариковыми каретками. Привод осей реализован через ШВП с серводвигателями, электрическая система управления - Siemens.
Данная статья носит исключительно ознакомительный и информационный характер. Сведения, представленные в материале, основаны на открытых технических источниках, каталогах производителей и справочной литературе. Автор не несет ответственности за любые действия, предпринятые на основе информации, изложенной в статье, включая, но не ограничиваясь: выбор комплектующих, проведение работ по техническому обслуживанию, ремонту или модернизации оборудования. Перед выполнением любых работ необходимо обращаться к официальной документации производителя конкретного станка и привлекать квалифицированных специалистов. Параметры и характеристики оборудования могут различаться в зависимости от модификации, года выпуска, региона поставки и комплектации станка.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.