การแก้ไขปัญหาความล้มเหลวของตลับลูกปืนเชิงเส้นในหุ่นยนต์คาร์ทีเซียนความเร็วสูง: การอัปเกรดตัวยึดเหล็ก
วันที่: พฤศจิกายน 2023 | หมวดหมู่: วิศวกรรมและกรณีการใช้งาน | เวลาในการอ่าน: 3 นาที
บทสรุปสำหรับผู้บริหาร
- การใช้งาน: แกน Z แนวตั้งบนหุ่นยนต์หยิบชิ้นงานแบบเซอร์โวไดรฟ์ (การฉีดขึ้นรูป)
- ส่วนประกอบ: ประเภทหน้าแปลน ตลับลูกปืนเชิงเส้น (รุ่น: LMK25LUU)
- ความล้มเหลว: การแตกตัวอย่างรุนแรงของตัวยึดเรซิน (ไนลอน) มาตรฐาน
- วิธีแก้ไขปัญหาของเรา: การอัปเกรดเป็น ตลับลูกปืนเชิงเส้นตัวยึดเหล็ก (การเปลี่ยนแบบ Drop-in)
- ผลลัพธ์: ช่วงเวลาการบำรุงรักษาขยายจาก 3 เดือนเป็น 14 เดือน.
ความท้าทาย: ความล้มเหลวของตลับลูกปืน "ลึกลับ" บนแกน Z
ผู้ผลิตส่วนประกอบพลาสติกสำหรับยานยนต์รายหนึ่งได้ติดต่อทีมวิศวกรรมของเราด้วยปัญหาการบำรุงรักษาที่สำคัญ สายการผลิตของพวกเขาใช้ หุ่นยนต์คาร์ทีเซียนความเร็วสูง (Sprue Pickers) จำนวน 50 เครื่องที่ทำงานตลอด 24 ชั่วโมงทุกวัน
ผู้จัดการฝ่ายบำรุงรักษาแจ้งว่า ตลับลูกปืนเชิงเส้น บนแขนแนวตั้ง (แกน Z) ติดขัดบ่อยครั้ง
- อาการ: ลูกปืนติดขัด ทำให้มอเตอร์เซอร์โวโอเวอร์โหลดและส่งสัญญาณเตือน
- ปริศนา: เพลาเหล็กแข็งไม่แสดงร่องรอยการสึกหรอ และมีการปฏิบัติตามตารางการหล่อลื่นอย่างเคร่งครัด อย่างไรก็ตาม ตลับลูกปืนล้มเหลวทุกๆ 8–12 สัปดาห์
![กรณี บริษัท ล่าสุดเกี่ยวกับ [#aname#]](//style.cnclinearguide.com/images/load_icon.gif)
การวิเคราะห์ความล้มเหลวทางเทคนิค
เมื่อทำการผ่า LMK25LUU ตัวอย่างที่ล้มเหลวในห้องปฏิบัติการของโรงงานของเรา สาเหตุหลักก็ปรากฏขึ้นทันที
ปัญหาไม่ได้อยู่ที่ลูกเหล็กหรือปลอกด้านนอก แต่อยู่ที่ ตัวยึดเรซิน (กรงไนลอน).
ในการทำงานอัตโนมัติมาตรฐาน ตัวยึดไนลอนนั้นยอดเยี่ยมสำหรับการทำงานที่ราบรื่นและเงียบ อย่างไรก็ตาม แอปพลิเคชันเฉพาะนี้แสดงถึง "สถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด" สำหรับไนลอน:
- การเร่งความเร็วสูง: หุ่นยนต์ทำงานที่ 2.5 ม./วินาที พร้อมการลดความเร็วอย่างรวดเร็ว (ประมาณ 2G)
- ผลกระทบจากความเฉื่อย: เมื่อแขนแนวตั้งหยุดกะทันหันเพื่อคว้าชิ้นส่วน ลูกบอลภายในจะมีความเฉื่อยลงมาอย่างมาก กระแทกกับปลายตัวยึด
- ผลลัพธ์: กรงไนลอนมาตรฐานที่ไม่สามารถทนต่อ ความล้าจากการกระแทก ซ้ำๆ นี้ได้ ในที่สุดก็แตกออก เศษพลาสติกจึงติดขัดรางลูกบอล
หมายเหตุวิศวกร: ตลับลูกปืนเชิงเส้น "เกรดตลาด" มาตรฐานมักใช้กรง POM (Polyacetal) แม้ว่าจะมีประสิทธิภาพด้านต้นทุน แต่ก็ไม่เพียงพอต่อโครงสร้างสำหรับแรง G สูงที่เกิดจากระบบเซอร์โวไดรฟ์สมัยใหม่
วิธีแก้ไข: การอัปเกรดวัสดุ ไม่ใช่การออกแบบใหม่
ลูกค้ากลัวว่าพวกเขาจะต้องออกแบบหน้าแปลนหุ่นยนต์ใหม่หรือเปลี่ยนไปใช้รางนำเชิงเส้นราคาแพง เราเสนอวิธีแก้ไขที่ง่ายกว่าและคุ้มค่ากว่า: การอัปเกรดวัสดุ
เราจัดหา ตลับลูกปืนเชิงเส้นรุ่น "Heavy Duty" (รุ่น: LMK25LUU-Steel)
- การอัปเกรดที่สำคัญ: เราแทนที่กรงไนลอนมาตรฐานด้วย ตัวยึดเหล็กอัลลอยด์คาร์บอนต่ำ.
- ความสมบูรณ์ของโครงสร้าง: กรงเหล็กถูกตอกหมุดและแข็งแรงทนทาน ได้รับการออกแบบมาให้ทนต่อแรงกระแทกและการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการเคลื่อนที่ในแนวตั้งแบบเซอร์โวไดรฟ์
- ความเข้ากันได้แบบ Drop-in: ขนาดภายนอกยังคงเหมือนเดิมกับซีรีส์ ISO LMK มาตรฐาน ลูกค้าสามารถเปลี่ยนชิ้นส่วนได้ทันทีโดยไม่ต้องดัดแปลงเครื่องจักร
![กรณี บริษัท ล่าสุดเกี่ยวกับ [#aname#]](//style.cnclinearguide.com/images/load_icon.gif)
การเปรียบเทียบ: มาตรฐานเทียบกับ Heavy Duty
| คุณสมบัติ |
ตลับลูกปืนเชิงเส้นมาตรฐาน |
วิธีแก้ไขปัญหาตัวยึดเหล็กของเรา |
| การอ้างอิงรุ่น |
LMK25LUU (มาตรฐาน) |
LMK25LUU-GA (เหล็ก) |
| วัสดุตัวยึด |
เรซิน / ไนลอน |
เหล็กอัลลอยด์ |
| ความต้านทานแรงกระแทก |
ต่ำ (มีแนวโน้มที่จะแตกร้าว) |
สูง (ทนต่อแรงกระแทก) |
| อุณหภูมิสูงสุด |
80°C |
150°C |
| ขีดจำกัดวัสดุกรง |
อ่อนตัวที่ >80°C |
เสถียรถึง 300°C-400°C |
| แอปพลิเคชันที่ดีที่สุด |
เครื่องพิมพ์ 3 มิติ, ประตูบานเลื่อน |
หุ่นยนต์เซอร์โว, เครื่องอัด, การหล่อแบบ |
ผลลัพธ์ (ข้อมูลภาคสนาม 12 เดือน)
ลูกค้าติดตั้งตลับลูกปืนตัวยึดเหล็กของเราบนเครื่องนำร่อง 5 เครื่อง ผลลัพธ์หลังจากหนึ่งปีเป็นที่สิ้นสุด:
- อายุการใช้งาน: อายุการใช้งานเฉลี่ยเพิ่มขึ้นจาก 3 เดือนเป็น 14+ เดือน.
- ความน่าเชื่อถือ: ไม่มีการแตกของกรงหรือความล้มเหลวแบบ "ตายกะทันหัน"
- การประหยัดต้นทุน: แม้ว่าราคาต่อหน่วยของตลับลูกปืนตัวยึดเหล็กจะสูงกว่าเล็กน้อย แต่การลดลงของ ต้นทุนการหยุดทำงาน ช่วยให้ลูกค้าประหยัดได้ประมาณ $15,000 ต่อปี ทั่วทั้งสายการผลิต
บทสรุป
ตลับลูกปืนเชิงเส้นไม่ได้ถูกสร้างขึ้นมาเท่ากันทั้งหมด
หากอุปกรณ์อัตโนมัติของคุณใช้ มอเตอร์เซอร์โวความเร็วสูง หรือทำงานใน การกำหนดค่าแนวตั้ง (แกน Z) ตลับลูกปืนกรงไนลอนมาตรฐานอาจเป็นจุดอ่อนในห่วงโซ่การผลิตของคุณ
ในฐานะผู้ผลิตโดยตรง เรานำเสนอโซลูชันเฉพาะทางที่บริษัทการค้ามักมองข้าม