Ремонт китайских шпинделей

[Smollett]

Уважаемые единомышленники, прошу совета по шпинделю. Станок на китайце с водяным GDZ 2.2кВт начал ломать фрезы после 3-4 месяцев работы. Сначала 1мм, потом и до полторашки дошел. Проблема явно прогрессировала.
Перебрал механику станка, эффект ноль. Перешел к проверки шпинделя и обнаружил приличное биение на фрезе прямо у основания цанги. Достал индикатор, запустил проверки. Результаты следующие:
1) биение на конусе без гайки и цанги на всем диапазоне скоростей - 0.01мм
2) одеваем цангу и гайку, измеряем биение на фрезе у цанги - в зависимости от оборотов от 0.1 до 0.2 мм. Есть такие обороты при наборе скорости, на которых биение в 1-2 сотки. Чуть прибавишь, снова 0.1 до 0.2 мм
3) Шпиндель при изменении скорости иногда мягко пинается внутри. Звуков при этом нет никаких, просто когда он лежит на боку и держишь его рукой, чувствуешь мягкий толчок. Но на фиксированной скорости работает ровно.
4) Шпиндель работает без шума, только звенит с разной частотой. Люфтов нет, вращается достаточно плотно, останавливается при вращении от руки примерно за 2 секунды. Собственно таким он и пришел с китая год назад. Когда фреза вибрирует, появляется небольшое искажение нормального звона.
5) Обороты шпинделя регулируются с интерфейсной платы 0-10в. Измерил напряжение управления оборотами на фиксированной скорости, оно плавает на +/- 0.003 вольта, соответственно на частотнике видно, что обороты шпинделя плавают +/- 200-300 оборотов. Ухом слышно, как шпиндель меняет тон. С этим буду разбираться
6) цанги менял, много разных ставил, зависимости от них не нашел. Первопричина обороты. Гайку не менял, пока не купил новую. Старая гайка много пережила, смотреть на нее без слез сложно.

Главный вопрос, это надеюсь не подшипники?

[aftaev]

Сначала 1мм, потом и до полторашки дошел. Проблема явно прогрессировала.

одеваем цангу и гайку, измеряем биение на фрезе у цанги - в зависимости от оборотов от 0.1 до 0.2 мм. Есть такие обороты при наборе скорости, на которых биение в 1-2 сотки. Чуть прибавишь, снова 0.1 до 0.2 мм

Цанги это расходники. Появилось биение = менять цанги. 0,1-0,2мм биение это не цанга, а брак.

[Smollett]

Как убедиться, что бьет цанга, а не вал с цангой? На валу с накрученной гайкой некуда индикатор подвести. если на край гайки, то вибрация та же, что и на фрезе или даже больше
Цанг штук 10 разных вставлял и везде есть вибрация. Только гайку еще не менял

[aftaev]

Как убедиться, что бьет цанга, а не вал с цангой?

Измеряют конус шпинделя. Если он бьет больше 0,005мм то конус перешлифовывают или меняют шпиндель.

Цанг штук 10 разных вставлял и везде есть вибрация. Только гайку еще не менял

Хорошие цанги стоят денег. Во всяких инет магазинах часто продают нелеквиды, по дешевым ценам. Если купил 10шт цанг, это еще не значит что хоть одна из них нормальная.

начинать нужно не с подшипов, а покупки хороших цанг.

[Smollett]

Измеряют конус шпинделя. Если он бьет больше 0,005мм то конус перешлифовывают или меняют шпиндель.

если без цанги и гайки шпиндель на любых оборотах тихий и без вибрации на корпусе (пусть и с люфтом 0.01), а с накрученой гайкой вибрирует даже корпус шпинделя, наверное дело в дисбалансе гайки и цанги тут вообще не при чем?

Как 0.01 на конусе превращается в 0.1 до 0.2 на фрезе, только из-за цанги? Дисбаланс гайки может так увеличивать биение? или на нормальных подшипах такого не случится?

[Taganrog]

Как 0.01 на конусе превращается в 0.1 до 0.2 на фрезе

Ответили выше:

Появилось биение = менять цанги.

Они же не вечные. Вы ж их постоянно деформируете зажимая и разжимая.

[nevkon]

Такой вопрос - а может ли ротор сгореть у водянки?
Достался мне 800Вт водный шпиндель сильно БУ (даром, но хочется его таки запустить). Пробовал с частотником что шел в комплекте (для шпинделя в 1.5 кВт, рассчитан на 2.2 кВт шпиндели) - крутится, момент не держит, на низких оборотах рукой торможу без проблем, на высоких любая фреза о материал тоже его тормозит даже на суперлегких режимах. Купил частотник на 1.5 кВт самый дешевый, картина та же.
Теперь о характеристиках. 800Вт - сопротивление обмоток около 4 Ом, индуктивность с ротором в зависимости от положения ротора меняется от 78 до 80 мГн, без ротора около 6.5-7 мГн. Ротор явно грелся в нижней части и видно разделение колец. Для сравнения 1.5кВт - сопротивление обмоток 1.6 Ом, индуктивность в зависимости от положения ротора меняется от 9 до 12 мГн. Этот шпиндель не разбирал - он еще новый.
Если надо могу сделать фото ротора.

[Taganrog]

а может ли ротор сгореть у водянки?

Честно говоря не встречал, чтоб у асинхронников вообще "горели" роторы. Всегда были проблемы с обмотками статора. Роторы видел убитые чисто механически, когда его гнут или посадка по подшипники разбита.

[Сергей Саныч]

индуктивность с ротором в зависимости от положения ротора меняется от 78 до 80 мГн, без ротора около 6.5-7 мГн

Как ни странно, похоже на обрыв "беличьей клетки", то есть обмотки (если можно про нее так сказать) ротора.

[nevkon]

Как ни странно, похоже на обрыв "беличьей клетки", то есть обмотки (если можно про нее так сказать) ротора.

Вечером сделаю подробное фото, может это прояснит ситуацию. Правильно я понимаю что замыкание должно быть типа проводника вдоль оси? Там как раз есть щель небольшая - постараюсь чтобы на фото было видно. Есть смысл мультиметром что-нибудь замерять?

[nevkon]

Ну вот и фото ротора. Сделал с немного разной фокусировкой.

[Taganrog]

Сделал с немного разной фокусировкой.

а для чего они с разной фокусировкой ?
Вообще посмотри визуально со всех сторон. Есть ли повреждения?

[nevkon]

Так я и показываю повреждения. Если открыть оригинальные изображения, то видно щели в беличьей клетке слева по фото. Но вот насколько они могут повлиять на работу я не знаю.
зы Разные фокусы для того чтобы лучше все можно было разглядеть - в центре бликует при съемке и видно плохо. В одном случае фокусировка на краях ротора, в другом - по центру.

[Serg]

Щель в самом верху под небольшим углом? Так это и есть "беличья клетка" - стальной сердечник, разделённый на сектора, между которыми залит алюминий, формирующий собственно обмотку.

[nevkon]

Выделил участок на который обратить внимание. Видно даже первую (вроде как) шайбу снизу, она довольно с большой щелью, дальше все плотнее и после примерно 12 их становится практически не различить - они сливаются в монолит. Под микроскоп не пихал, если есть необходимость могу посмотреть под ним.

[Сергей Саныч]

Что видно:
Цвета побежалости на валу слева от ротора, стало быть ротор в этом месте сильно нагревался. Причиной могла быть некачественная (неполная) заливка беличьей клетки, и, как следствие, повышенное сопротивление ее стержней. Возможно, процесс шел по нарастающей - нагрев вызывал деформацию ротора, расслоение его пластин (что наблюдаем) и полный внутренний разрыв стержней клетки. Об этом говорят результаты замеров индуктивности:

индуктивность с ротором в зависимости от положения ротора меняется от 78 до 80 мГн, без ротора около 6.5-7 мГн.

Такое увеличение со вставленным ротором может наблюдаться, если обмотка ротора (беличья клетка) не замкнута и ротор представляет собой, грубо говоря, железную болванку.

Вряд ли такую неисправность можно устранить, кроме как заменив ротор.

[nevkon]

Спасибо. Все понятно, шпиндель отправлю может быть гонять воздух (надеюсь вращать лопасти ему сил хватит, надо только частотник будет соорудить), пока пусть пылится на полке. Со временем куплю новый 800Вт если то что я задумал сделать с 400Вт воздушкой не получится.
зы. Возникла идея приделать водное охлаждение к 400Вт моторчику и убрать вертушку сверху совсем. Как такая мысль? Сейчас этот моторчик диаметром 52мм, если сделать охладитель до 65мм, то это получается порядка 6.5мм на сторону. Все равно ставить собираюсь 708 + 7002 подшипники в него с некоторой переделкой.

[Serg]

Выделил участок на который обратить внимание.

Если не лень, сделай такую-же фотку, только чтобы продольная полоса алюминия была не вверху, а по центру кадра.

[nevkon]

Не лень. Сделал фото с полосой и заодно фото того что показывает микроскоп (все никак не привыкну что он есть у меня, многие вопросы можно сразу убрать).

[Serg]

Вот и причина утраты мощности - расслоение пластин потянуло (в прямом смысле) за собой ал. "обмотку", в которй появились утоньшения и, возможно, разрывы, это привело к увеличению сопротивления "обмотки" и соотв, потерю мощности.
Вариантов лечения 2: отлить обмотку заново (расплавить и удалить старую и залить по новой), или заменть весь ротор/шпиндель.