머시닝센터의 스핀들에서 흔히 나타나는 8가지 결함과 그에 따른 처리 방법을 알고 계신가요?

I. 서론

II. 머시닝센터 스핀들의 일반적인 결함 및 문제 해결 방법

(I) 처리 정확도 요구 사항 충족 실패

• 운송 중 공작기계가 충격을 받을 수 있으며, 이로 인해 스핀들 부품의 정확도가 저하될 수 있습니다. 예를 들어, 스핀들 축이 이동하거나 베어링 하우징이 변형될 수 있습니다.
• 설치가 견고하지 않거나, 설치 정확도가 낮거나, 변화가 있는 경우입니다. 공작기계의 설치 기초가 고르지 않거나, 기초 볼트가 느슨하거나, 장기간 사용 중 기초 침하 등으로 인한 설치 정확도가 변하면 스핀들과 다른 부품 간의 상대 위치 정확도에 영향을 미쳐 가공 정확도가 저하될 수 있습니다.

• 운송 중 충격을 받은 공작기계의 경우, 스핀들 부품의 방사상 런아웃, 축방향 런아웃, 스핀들의 동축도 등의 지표를 포함한 정밀 검사를 실시해야 합니다. 검사 결과에 따라 베어링 간극 조정 및 베어링 하우징 교정 등 적절한 조정 방법을 통해 스핀들의 정밀도를 회복합니다. 필요한 경우, 전문 공작기계 유지보수 인력을 투입하여 수리를 의뢰할 수 있습니다.
• 공작기계의 설치 상태를 정기적으로 점검하고 기초 볼트를 조여 단단히 설치되도록 하십시오. 설치 정확도에 변화가 발견되면 고정밀 감지 장비를 사용하여 공작기계의 수평 및 스핀들과 작업대 등의 부품 사이의 상대 위치 정확도를 재조정해야 합니다. 레이저 간섭계와 같은 장비를 사용하여 정밀한 측정 및 조정을 수행할 수 있습니다.

(II) 과도한 절단 진동

• 스핀들 박스와 베드를 연결하는 나사가 느슨해져서 스핀들 박스와 베드 사이의 연결 강성이 감소하고 절삭력에 의해 진동이 발생하기 쉽습니다.
• 베어링의 예압이 부족하고 간극이 너무 커서 베어링이 작동 중 스핀들을 효과적으로 지지하지 못하고, 스핀들이 흔들리면서 절삭 진동이 발생합니다.
• 베어링의 예압 너트가 느슨해지면 스핀들이 축방향으로 움직이고 스핀들의 회전 정확도가 떨어지며, 결국 진동이 발생합니다.
• 베어링에 흠집이 생기거나 손상이 생기면 구름 요소와 베어링의 궤도 사이에 마찰이 고르지 않아 비정상적인 진동이 발생합니다.
• 스핀들과 박스가 허용 오차를 벗어났습니다. 예를 들어, 스핀들의 원통도 또는 동축도가 요구 사항을 충족하지 못하거나 박스 내 베어링 장착 구멍의 정확도가 낮으면 스핀들의 회전 안정성에 영향을 미쳐 진동이 발생할 수 있습니다.
• 공구 마모가 고르지 않거나, 절삭 매개변수가 적절하지 않거나(예: 과도한 절삭 속도, 과도한 이송 속도 등), 작업물의 클램핑이 느슨한 등의 다른 요소도 절삭 진동을 일으킬 수 있습니다.
• 선반의 경우, 터렛 툴 홀더의 가동부가 느슨하거나 클램핑 압력이 부족하여 제대로 조여지지 않을 수 있습니다. 절삭 중 툴 홀더의 불안정성은 스핀들 시스템으로 전달되어 진동을 유발합니다.

• 스핀들 박스와 베드를 연결하는 나사를 확인하세요. 나사가 느슨하면 적절한 시기에 조여 단단히 고정하고 전체적인 강성을 향상시키세요.
• 베어링의 예압을 조정하십시오. 베어링 종류와 공작 기계의 요구 사항에 따라 너트를 통한 예압 조정이나 스프링 예압 조정과 같은 적절한 예압 방법을 사용하여 베어링 간극을 적절한 범위에 맞추고 스핀들을 안정적으로 지지하십시오.
• 베어링의 예압 너트를 점검하고 조여 스핀들이 축 방향으로 움직이지 않도록 하십시오. 너트가 손상된 경우 적절한 시기에 교체하십시오.
• 베어링에 흠집이나 손상이 있는 경우 스핀들을 분해하여 손상된 베어링을 교체하고, 관련 부품을 청소 및 검사하여 불순물이 남아 있지 않은지 확인합니다.
• 스핀들과 박스의 정확도를 확인합니다. 허용 오차를 벗어난 부품의 경우, 연삭 및 스크래핑과 같은 방법을 사용하여 수리함으로써 스핀들과 박스의 원활한 상호 작용을 보장합니다.
• 공구 마모 상황을 점검하고 심하게 마모된 공구는 적시에 교체하십시오. 가공물 재질, 공구 재질, 공작 기계 성능 등의 요인을 고려하여 적절한 절삭 속도, 이송 속도, 절삭 깊이를 선택하여 절삭 조건을 최적화하십시오. 가공물이 견고하고 안정적으로 고정되었는지 확인하십시오. 선반의 터렛 툴 홀더에 문제가 있는 경우, 이동 부품의 연결 상태를 점검하고 클램핑 압력을 조정하여 공구를 안정적으로 고정할 수 있도록 하십시오.

(III) 스핀들 박스의 과도한 소음

• 스핀들 부품의 동적 균형이 불량하여 고속 회전 시 원심력 불균형이 발생하고, 이로 인해 진동과 소음이 발생합니다. 이는 스핀들에 장착된 부품(예: 공구, 척, 풀리 등)의 질량 분포가 불균일하거나 조립 과정에서 스핀들 부품의 동적 균형이 깨지기 때문일 수 있습니다.
• 기어의 맞물림 간격이 고르지 않거나 심하게 손상된 경우, 기어가 맞물릴 때 충격과 소음이 발생합니다. 장기간 사용 시 마모, 피로 등의 이유로 기어의 맞물림 간격이 변하거나, 기어 표면에 박리, 균열 등의 손상이 발생할 수 있습니다.
• 베어링이 손상되었거나 구동축이 휘었습니다. 베어링이 손상되면 스핀들이 불안정하게 작동하고 소음이 발생합니다. 구동축이 휘어지면 회전 시 편심이 발생하여 진동과 소음이 발생합니다.
• 구동 벨트의 길이가 일정하지 않거나 너무 느슨하면 작동 중에 구동 벨트가 진동하고 마찰되어 소음이 발생하고 전달 효율과 스핀들 속도의 안정성에도 영향을 미칩니다.
• 기어 정확도가 낮습니다. 예를 들어, 치형 오차, 피치 오차 등이 크면 기어 맞물림 불량 및 소음 발생의 원인이 됩니다.
• 윤활 불량. 윤활유가 부족하거나 윤활유의 품질이 저하되면 스핀들 박스 내 기어, 베어링 등 부품의 마찰이 증가하여 소음이 발생하기 쉽고 부품 마모가 가속화됩니다.

• 스핀들 부품의 동적 평형 감지 및 보정을 수행합니다. 동적 평형 테스터를 사용하여 스핀들 및 관련 부품을 감지할 수 있습니다. 불균형 질량이 큰 영역의 경우, 드릴링, 밀링 등 재료를 제거하거나 균형추를 추가하여 스핀들 부품이 동적 평형 요건을 충족하도록 조정할 수 있습니다.
• 기어의 맞물림 상태를 확인하십시오. 맞물림 간격이 불균일한 기어의 경우, 기어 중심 거리를 조정하거나 심하게 마모된 기어를 교체하면 문제를 해결할 수 있습니다. 치면이 손상된 기어의 경우, 기어의 맞물림이 양호하도록 적절한 시기에 교체하십시오.
• 베어링과 구동축을 점검하십시오. 베어링이 손상된 경우 새 베어링으로 ​​교체하십시오. 구동축이 휘어진 경우, 교정 방법을 사용하여 곧게 펴십시오. 심하게 휘어진 경우 구동축을 교체하십시오.
• 구동 벨트를 조정하거나 교체하여 길이와 장력을 일정하게 유지하십시오. 구동 벨트의 장력은 장력 조절 풀리의 위치와 같은 벨트 장력 조절 장치를 조정하여 적절하게 조절할 수 있습니다.
• 기어 정밀도가 낮은 문제의 경우, 새로 장착한 기어의 정밀도가 요구 사항을 충족하지 못하는 경우, 정밀도 요구 사항을 충족하는 기어로 교체하십시오. 사용 중 마모로 인해 정밀도가 저하된 경우, 실제 상황에 따라 수리 또는 교체하십시오.
• 스핀들 박스의 윤활 시스템을 점검하여 윤활유의 양이 충분하고 품질이 양호한지 확인하십시오. 윤활유를 정기적으로 교체하고, 윤활 파이프라인과 필터를 청소하여 불순물이 오일 통로를 막지 않도록 하고, 모든 부품의 윤활이 원활하게 이루어지도록 하십시오.

(IV) 기어 및 베어링 손상

• 변속 압력이 너무 높으면 충격으로 기어가 손상될 수 있습니다. 공작기계의 변속 작업 중 변속 압력이 너무 높으면 기어가 맞물리는 순간에 과도한 충격력을 받게 되어 치면 손상, 치근 파단 등의 문제가 발생하기 쉽습니다.
• 변속 메커니즘이 손상되었거나 고정 핀이 떨어져 변속 과정이 비정상적으로 진행되고 기어 간의 맞물림이 깨져 기어가 손상될 수 있습니다. 예를 들어, 변속 포크의 변형 및 마모, 고정 핀의 파손 등은 변속의 정확도와 안정성에 영향을 미칩니다.
• 베어링의 예압이 너무 크거나 윤활이 부족합니다. 과도한 예압은 베어링에 과도한 하중을 가하게 하여 베어링의 마모와 피로를 가속화합니다. 윤활이 부족하면 베어링이 무마찰 상태로 작동하여 과열, 발화, 베어링의 볼이나 궤도면 손상으로 이어질 수 있습니다.

• 변속 압력 시스템을 점검하고 변속 압력을 적절한 범위로 조정하십시오. 이는 유압 시스템의 압력 밸브 또는 공압 시스템의 압력 조정 장치를 조정하여 달성할 수 있습니다. 동시에 변속 제어 회로, 솔레노이드 밸브 및 기타 구성품을 점검하여 변속 신호가 정확하고 작동이 원활한지 확인하고, 비정상적인 변속으로 인한 과도한 기어 충격을 방지하십시오.
• 변속 메커니즘을 점검 및 수리하고, 손상된 변속 포크, 고정 핀 및 기타 부품을 수리 또는 교체하여 변속 메커니즘의 정상 작동을 보장합니다. 조립 과정에서는 각 부품의 설치 정확도와 견고한 연결을 확인하십시오.
• 베어링의 예압을 조정하십시오. 베어링의 기술적 요구 사항과 공작기계의 작동 조건에 따라 적절한 예압 방법과 예압 크기를 사용하십시오. 동시에 베어링 윤활 관리를 강화하고, 정기적으로 점검 및 윤활유를 보충하여 베어링이 항상 양호한 윤활 상태를 유지하도록 하십시오. 윤활 불량으로 베어링이 손상된 경우, 새 베어링으로 ​​교체한 후 윤활 시스템을 철저히 청소하여 불순물이 베어링에 다시 유입되지 않도록 하십시오.

(V) 스핀들의 속도 변경 불능

• 전기 변속 신호 출력 여부. 전기 제어 시스템에 오류가 있는 경우, 정확한 변속 신호를 전송하지 못해 스핀들이 변속 동작을 수행하지 못할 수 있습니다. 예를 들어, 제어 회로의 릴레이 고장, PLC 프로그램 오류, 센서 오작동 등이 변속 신호 출력에 영향을 미칠 수 있습니다.
• 압력이 충분한지 여부. 유압 또는 공압 변속 시스템의 경우, 압력이 부족하면 변속 메커니즘의 작동을 구동할 충분한 동력을 공급할 수 없어 스핀들이 속도를 변경할 수 없게 됩니다. 압력 부족은 유압 펌프 또는 공압 펌프의 고장, 파이프라인 누출, 압력 밸브의 부적절한 조정 및 기타 이유로 인해 발생할 수 있습니다.
• 변속 유압 실린더가 마모되었거나 고착되어 유압 실린더가 정상적으로 작동하지 않고 변속 기어나 클러치 및 기타 구성품을 밀어 변속 동작을 수행할 수 없습니다. 이는 유압 실린더 내부 씰 손상, 피스톤과 실린더 배럴 사이의 심각한 마모, 그리고 유압 실린더에 유입된 불순물 때문일 수 있습니다.
• 변속 솔레노이드 밸브가 고착되어 솔레노이드 밸브의 방향이 정상적으로 변경되지 않아 유압 오일이나 압축 공기가 정해진 경로를 따라 흐르지 못하고, 이로 인해 변속 메커니즘의 작동에 영향을 미칩니다. 솔레노이드 밸브 고착은 밸브 코어의 불순물 고착, 솔레노이드 밸브 코일 손상 등 여러 가지 원인으로 발생할 수 있습니다.
• 변속 유압 실린더 포크가 떨어져 유압 실린더와 변속 기어 사이의 연결이 끊어져 변속 동력을 제대로 전달하지 못하게 됩니다. 포크가 떨어지는 원인은 포크 고정 볼트의 느슨함, 포크의 마모 및 파손, 그리고 기타 여러 가지입니다.
• 변속 유압 실린더에서 오일 누출이 발생하거나 내부 누출이 발생하여 유압 실린더의 작동 압력이 감소하고 변속 동작을 완료하는 데 필요한 충분한 힘을 제공할 수 없습니다. 오일 누출이나 내부 누출은 유압 실린더 씰의 노화, 피스톤과 실린더 배럴 사이의 과도한 간극, 그리고 기타 여러 가지 이유로 발생할 수 있습니다.
• 변속 복합 스위치가 오작동합니다. 복합 스위치는 속도 변경 완료 여부와 같은 신호를 감지하는 데 사용됩니다. 스위치가 오작동하면 제어 시스템이 속도 변경 상태를 정확하게 판단하지 못해 후속 속도 변경 작업이나 공작 기계 작동에 영향을 미칩니다.

• 전기 제어 시스템을 점검하십시오. 멀티미터나 오실로스코프와 같은 도구를 사용하여 변속 신호 출력선과 관련 전기 부품을 감지하십시오. 릴레이 고장이 발견되면 교체하십시오. PLC 프로그램에 오류가 있는 경우 디버깅하고 수정하십시오. 센서가 고장난 경우 새 센서로 교체하여 변속 신호가 정상적으로 출력되는지 확인하십시오.
• 유압 또는 공압 시스템의 압력을 점검하십시오. 압력이 부족한 경우, 먼저 유압 펌프 또는 공압 펌프의 작동 상태를 점검하십시오. 고장이 있는 경우 수리 또는 교체하십시오. 파이프라인에 누출이 있는지 확인하십시오. 누출이 있는 경우 적시에 수리하십시오. 시스템 압력이 지정된 값에 도달하도록 압력 밸브를 조정하십시오.
• 변속 유압 실린더가 마모되거나 고착되는 문제의 경우, 유압 실린더를 분해하여 내부 씰, 피스톤, 실린더 배럴의 마모 상태를 확인하고, 손상된 씰을 교체하고, 마모된 피스톤과 실린더 배럴을 수리 또는 교체하고, 유압 실린더 내부를 청소하고, 불순물을 제거하십시오.
• 변속 솔레노이드 밸브를 점검하십시오. 밸브 코어가 불순물로 인해 막혀 있는 경우, 솔레노이드 밸브를 분해하여 세척하여 불순물을 제거하십시오. 솔레노이드 밸브 코일이 손상된 경우, 솔레노이드 밸브가 정상적으로 방향을 전환할 수 있도록 새 코일로 교체하십시오.
• 변속 유압 실린더 포크를 점검하십시오. 포크가 떨어지면 다시 설치하고 고정 볼트를 조이십시오. 포크가 마모되었거나 파손된 경우 새 포크로 교체하여 포크와 변속 기어 사이의 안정적인 연결을 확보하십시오.
• 변속 유압 실린더의 오일 누출 또는 내부 누출 문제를 해결하십시오. 노후된 씰을 교체하고 피스톤과 실린더 배럴 사이의 간극을 조정하십시오. 피스톤이나 실린더 배럴을 적절한 크기로 교체하고 씰 개수를 늘리는 등의 방법을 통해 유압 실린더의 밀봉 성능을 향상시킬 수 있습니다.
• 변속 컴파운드 스위치를 점검하십시오. 멀티미터와 같은 도구를 사용하여 스위치의 온/오프 상태를 감지하십시오. 스위치에 문제가 있는 경우, 새 스위치로 교체하여 변속 상태를 정확하게 감지하고 제어 시스템에 올바른 신호를 공급할 수 있도록 하십시오.

(VI) 스핀들 회전 실패

• 스핀들 회전 명령이 출력되는지 여부. 스핀들이 속도를 변경할 수 없는 것과 마찬가지로, 전기 제어 시스템의 고장으로 인해 스핀들 회전 명령이 출력되지 않아 스핀들이 시동되지 않을 수 있습니다.
• 보호 스위치가 눌리지 않았거나 오작동하는 경우. 머시닝 센터에는 일반적으로 스핀들 박스 도어 스위치, 공구 클램핑 감지 스위치 등과 같은 보호 스위치가 있습니다. 이러한 스위치가 눌리지 않았거나 오작동하는 경우, 안전상의 이유로 공작 기계가 스핀들의 회전을 차단합니다.
• 척이 공작물을 고정하지 않습니다. 척이 있는 일부 선반이나 머시닝 센터에서는 척이 공작물을 고정하지 않으면 공작 기계 제어 시스템이 스핀들 회전을 제한하여 가공 중 공작물이 튀어나와 위험을 초래하는 것을 방지합니다.
• 변속 컴파운드 스위치가 손상되었습니다. 변속 컴파운드 스위치의 오작동은 스핀들 시작 신호 전달이나 스핀들 작동 상태 감지에 영향을 미쳐 스핀들이 정상적으로 회전하지 못하게 할 수 있습니다.
• 변속 솔레노이드 밸브에 내부 누설이 발생하여 변속 시스템의 압력이 불안정해지거나 정상 압력을 유지할 수 없게 되어 스핀들 회전에 영향을 미칩니다. 예를 들어, 유압 변속 시스템에서 솔레노이드 밸브의 누설은 유압 오일이 클러치나 기어와 같은 부품을 효과적으로 밀어내지 못하게 하여 스핀들이 동력을 얻지 못하게 할 수 있습니다.

• 전기 제어 시스템 및 관련 부품의 스핀들 회전 명령 출력 라인을 점검하십시오. 오류가 발견되면 적시에 수리 또는 교체하여 스핀들 회전 명령이 정상적으로 출력되도록 하십시오.
• 보호 스위치의 상태를 점검하여 정상적으로 눌려 있는지 확인하십시오. 보호 스위치가 제대로 작동하지 않는 경우, 스핀들의 정상적인 시동에 영향을 주지 않고 공작 기계의 안전 보호 기능이 정상 작동하는지 확인하기 위해 수리 또는 교체하십시오.
• 척의 클램핑 상태를 점검하여 공작물이 단단히 고정되었는지 확인하십시오. 클램핑력 부족이나 척 조 마모 등 척에 문제가 있는 경우, 척을 적시에 수리 또는 교체하여 정상적으로 작동하도록 하십시오.
• 변속 컴파운드 스위치를 점검하십시오. 손상된 경우 새 것으로 교체하여 스핀들 시동 신호의 정상적인 전달과 정확한 작동 상태 감지를 보장하십시오.
• 변속 솔레노이드 밸브의 누유 상황을 점검하십시오. 압력 테스트 및 솔레노이드 밸브 주변 오일 누출 여부 관찰 등의 방법을 통해 진단할 수 있습니다. 누유가 있는 솔레노이드 밸브의 경우, 밸브 코어와 씰을 분해하여 청소하고 점검한 후 손상된 씰이나 솔레노이드 밸브 전체를 교체하여 변속 시스템의 양호한 밀봉 성능과 안정적인 압력을 확보하십시오.

(VII) 스핀들 과열

• 스핀들 베어링의 예압이 너무 커서 베어링 내부 마찰이 증가하고 과도한 열이 발생하여 스핀들 과열이 발생합니다. 이는 베어링 예압 조립 또는 조정 시 부적절한 작동이나 부적절한 예압 방법 및 예압 크기 사용 때문일 수 있습니다.
• 베어링에 흠집이 생기거나 손상되었습니다. 작업 중 윤활 불량, 과부하, 이물질 유입 등으로 인해 베어링에 흠집이 생기거나 손상될 수 있습니다. 이때 베어링의 마찰이 급격히 증가하여 많은 열이 발생하고 스핀들이 과열됩니다.
• 윤활유가 더럽거나 불순물이 포함되어 있습니다. 더러운 윤활유는 베어링과 다른 움직이는 부품 사이의 마찰 계수를 증가시켜 윤활 효과를 감소시킵니다. 한편, 불순물은