1. Escopo e propósito
Este manual aborda procedimentos críticos de manutenção para fusos de esferas de precisão usados em equipamentos industriais, incluindo máquinas-ferramentas CNC, sistemas robóticos, equipamentos de automação de fabricação e outros mecanismos onde é necessário movimento linear preciso. O objetivo do manual é fornecer aos técnicos competentes instruções detalhadas para garantir uma operação confiável, prolongar a vida útil e restaurar os parâmetros especificados dos fusos de esferas, medindo a pré-carga, a relubrificação e a compensação de folga. Seguir estes procedimentos é essencial para manter a precisão do posicionamento, minimizar o desgaste e evitar falhas inesperadas.
2. Precauções
CUIDADO: Antes de iniciar qualquer trabalho de manutenção, certifique-se de realizar procedimentos de bloqueio/sinalização (LOTO) de acordo com DSTU EN 1037:2001 "Segurança de máquinas. Prevenção de partida inesperada". Não fazer isso pode resultar em ferimentos graves ou morte.
CUIDADO: Os lubrificantes podem ser prejudiciais se entrarem em contato com a pele ou se forem inalados. Trabalhe em áreas bem ventiladas. Use o EPI recomendado e descarte os materiais usados de acordo com as regulamentações ambientais locais.
CUIDADO: Ao trabalhar com componentes pesados ou em posições inadequadas, use equipamento de elevação apropriado e siga as regras de segurança ao trabalhar em altura ou em espaços confinados.
3. Ferramentas e materiais necessários
Antes de iniciar o trabalho, prepare as seguintes ferramentas e materiais:
| Nome da ferramenta/material | Especificação | Quantidade |
|---|---|---|
| Chave de torque | Faixa 10-100 Nm, precisão ±4% (de acordo com DSTU ISO 6789-1:2019) | 1 |
| Um indicador tipo relógio com base magnética | Faixa 0-10 mm, precisão 0,001 mm | 1 |
| Um conjunto de sondas | A faixa é de 0,02 a 1,00 mm, com passo de 0,01 mm | 1 conjunto |
| Um conjunto de chaves hexadecimais (chaves Allen) | Métrico, de 2 mm a 14 mm | 1 conjunto |
| Um conjunto de chaves de caixa | Métrico, de 8 mm a 24 mm | 1 conjunto |
| Limpador/solvente de freio | Sem resíduos, secagem rápida | 1 frasco (500ml) |
| Guardanapos sem fiapos | Industrial, para limpeza | Pacote (50 unid.) |
| Seringa de lubrificação/Sistema de lubrificação centralizada | O tipo apropriado para o lubrificante selecionado | 1 |
| Lubrificante para fusos de esferas | Sabão de lítio de alta qualidade, classe NLGI 1-2, (por exemplo, ISO L-XBCIA 2 ou equivalente OEM) | 500g |
| Micrômetro | Faixa de 0 a 25 mm, precisão de 0,001 mm (DSTU ISO 3611) | 1 |
| Paquímetro | Faixa 0-150 mm, precisão 0,02 mm (DSTU ISO 13385-1) | 1 |
4. Checklist antes da manutenção
Execute as seguintes verificações antes da desmontagem ou ajuste:
| Item | Verificação | Critérios de aceitação/rejeição | Notas |
|---|---|---|---|
| 1. Inspeção visual | Verifique o parafuso e a porca quanto a danos visíveis, rachaduras, deformação ou corrosão. | Nenhum dano. Corrosão superficial menor é aceitável desde que não haja poços profundos. | Preste atenção nas áreas de vedações e rolamentos de apoio. |
| 2. Inspeção de vedações | Inspecione a vedação da porca esférica quanto a rachaduras, endurecimento ou deslocamento. | As vedações devem estar intactas, flexíveis e sem sinais visíveis de desgaste. | Vedações danificadas podem causar vazamento de óleo e contaminação. |
| 3. Presença de lubrificante | Avalie a condição e a quantidade de lubrificante na área de contato do parafuso e da porca (se disponível visualmente). | O lubrificante deve estar limpo, sem impurezas, em quantidade suficiente. | Sinais de ressecamento, sujeira ou óleo descolorido indicam a necessidade de reabastecimento. |
| 4. Reação | Mova a porca ao longo do parafuso manualmente ou com o sistema. Avalie se há reação perceptível. | Reação mínima ou nenhuma reação perceptível. | Retrocesso excessivo é uma indicação de compensação. |
| 5. Temperatura | Registre a temperatura operacional do alojamento da porca esférica e dos rolamentos axiais após operação de longo prazo. | A temperatura deve estar dentro dos limites especificados pelo fabricante (geralmente até +60°C). | O aumento da temperatura pode indicar lubrificação insuficiente ou pré-carga excessiva. |
| 6. Ruídos e vibrações | Ouça o parafuso esférico enquanto ele se move. | Operação suave e silenciosa. Ausência de ruídos estranhos (rangidos, estalos). | Qualquer ruído ou vibração incomum requer investigação imediata. |
5. Procedimento passo a passo
5.1. Preparação de equipamentos
- Desenergizar e bloquear: Desligue a energia do equipamento, execute o procedimento completo de bloqueio/etiquetagem (LOTO) de acordo com as instruções internas e DSTU EN 1037:2001. Certifique-se de que todas as peças móveis estejam travadas.
- Acesso: Remova as tampas protetoras, tampas ou outros elementos que impeçam o acesso ao fuso de esferas e seus suportes. Certifique-se de que a desmontagem não deslocará os componentes de precisão.
- Limpeza: Usando lenços sem fiapos e limpador de freio, limpe completamente a superfície externa do parafuso e da porca esférica de graxa velha, sujeira e poeira. Não permita que o produto de limpeza entre na porca esférica ou nos rolamentos de suporte.
5.2. Medição de pré-tensão (pré-carga)
A pré-carga é um parâmetro crítico que garante a rigidez e a precisão de um fuso de esferas. Sua medição é obrigatória para sistemas com porca dupla ou onde o fabricante fornece regulamentação.
- Instalação do Indicador: Instale um indicador tipo relógio com base magnética em uma parte estacionária da base do equipamento. A ponta de medição do indicador deve estar apoiada na extremidade da porca esférica ou em uma superfície de medição especial, perpendicular ao eixo do parafuso.
- Determinação do ponto zero: Mova a porca esférica para a posição onde a medição será mais estável e coloque o mostrador indicador em "0".
- Aplicando uma carga axial: Cuidadosamente, usando um dinamômetro ou dispositivo especial, aplique uma carga axial à porca esférica na direção oposta à leitura do indicador. A carga deve ser suficiente para superar o atrito e selecionar a possível folga. Geralmente é aplicada uma carga equivalente a 5-10% da capacidade de carga dinâmica da porca.
- Leitura do valor: Registre a leitura do indicador. Este valor representa a deformação causada pela pré-carga, ou a folga axial total se não houver pré-carga.
- Comparação: compare o valor obtido com os dados fornecidos pelo fabricante (OEM). Para a maioria dos fusos de esferas de precisão, a pré-carga é de 0,005 – 0,015 mm. O desvio da norma indica a necessidade de ajuste ou substituição.
5.3. Reabastecimento de lubrificante
A lubrificação adequada é fundamental para minimizar o atrito, o desgaste e evitar o superaquecimento. Siga as recomendações do fabricante quanto ao tipo e quantidade de lubrificante.
- Remoção de graxa velha: Se a porca esférica puder ser desmontada ou tiver furos de serviço, tente remover o máximo possível de graxa velha e contaminada. Isso pode ser feito movendo lentamente a porca ao longo do parafuso enquanto remove a graxa saliente com lenços sem fiapos. Nunca use ar comprimido para remover graxa, pois isso pode levar sujeira para dentro.
- Aplicação de graxa nova:
- Através do cárter: Se a porca tiver um cárter, conecte a seringa de graxa e alimente lentamente a graxa até que graxa nova comece a sair das vedações. Geralmente é de 1 a 5 gramas para nozes pequenas e de 10 a 20 gramas para nozes grandes.
- Aplicação manual (para sistemas abertos): Para fusos de esferas abertos ou após uma limpeza completa, aplique uma camada fina e uniforme de lubrificante ao longo de todo o comprimento do parafuso e na superfície externa da porca esférica.
- Sistemas de lubrificação centralizada: Ative o sistema de lubrificação centralizada e certifique-se de que a lubrificação seja fornecida ao fuso de esferas.
- Distribuição de graxa: Depois de aplicar a graxa, mova lentamente a porca esférica ao longo do comprimento do parafuso várias vezes para garantir uma distribuição uniforme da graxa ao longo de todos os trilhos esféricos.
- Remoção do excesso: Remova qualquer excesso de lubrificante que sobressaia com lenços sem fiapos para evitar o acúmulo de sujeira e poeira.
5.4. Compensação de folga
A folga (folga) no fuso de esferas leva a uma diminuição na precisão do posicionamento. A compensação de folga é fundamental para manter o desempenho do equipamento.
- Identificação do tipo de porca: determine se a porca esférica é pré-carregada simples, pré-carregada dupla ou usa espaçadores. O método de compensação depende do projeto.
- Para porcas simples (sem pré-tensão): Se a folga for excessiva e o projeto não permitir ajuste, a única solução eficaz é substituir a porca esférica ou todo o conjunto da porca roscada. Tentativas de ajuste não autorizadas podem causar desgaste rápido.
- Para porcas com pré-carga dupla (porca dupla):
- Afrouxe as contraporcas: Afrouxe as contraporcas que fixam a posição das duas partes da porca esférica em relação uma à outra.
- Ajuste de pré-carga: Aperte cuidadosamente a porca de ajuste (ou porca que conecta as duas metades) com o leve torque especificado pelo fabricante (normalmente 5-15 Nm). O aperto excessivo resultará em pré-tensão excessiva, superaquecimento e desgaste rápido.
- Para verificar a resistência à rotação: Gire o parafuso manualmente. Deve girar suavemente, sem emperrar, mas com resistência apreciável.
- Apertar as contraporcas: Aperte as contraporcas com o torque recomendado (geralmente 30-50Nm) enquanto segura a porca de ajuste para evitar que ela gire.
- Medir novamente a folga/pré-tensão: Repita o procedimento de medição da pré-tensão (parágrafo 5.2) para garantir que o valor esteja dentro da tolerância do fabricante.
- Para porcas com espaçadores:
- Desmontagem: Remova a porca esférica do parafuso (se projetada).
- Substituição dos anéis espaçadores: Meça a espessura dos anéis espaçadores (espaçadores) existentes com um micrômetro. Substitua-os por anéis mais finos para reduzir a folga. Reduzir a espessura em 0,01-0,02 mm geralmente leva a uma redução significativa da folga.
- Montagem e inspeção: Monte a porca e instale-a no parafuso. Repita o procedimento de medição de folga/pré-carga (seção 5.2). Use apenas anéis espaçadores originais ou de alta precisão.
5.5. Montagem final e inspeção
- Instalação de elementos de proteção: Reinstale todas as tampas de proteção e as tampas que foram removidas. Certifique-se de que todos os fixadores estejam apertados com os torques recomendados (consulte o manual do OEM).
- Remover bloqueio: Execute um procedimento de bloqueio/sinalização (LOTO) e restaure a energia do equipamento.
- Teste funcional: Execute o equipamento em modo de teste. Mova o eixo acionado por fuso de esferas em todo o seu curso várias vezes em velocidades diferentes. Verifique o bom funcionamento e a ausência de ruídos e vibrações incomuns.
- Monitoramento de temperatura: Durante as primeiras horas de operação após o serviço, verifique regularmente a temperatura da porca esférica e dos rolamentos de suporte. Não deve exceder a norma.
6. Checklist após manutenção
Realize as seguintes verificações após concluir o trabalho e iniciar o equipamento:
| Teste | Resultado esperado | Resultado real | Resultado (aprovado/reprovado) |
|---|---|---|---|
| 1. Suavidade de movimento | O eixo se move suavemente, sem solavancos e travamentos ao longo de toda a extensão do curso. | ||
| 2. Ausência de ruídos incomuns | Não há rangidos, estalos, uivos ou outros ruídos estranhos durante a operação. | ||
| 3. Temperatura dos componentes | As temperaturas da porca esférica e do rolamento axial estão dentro da faixa normal (consulte a especificação do OEM, normalmente < 60°C). | ||
| 4. Precisão de posicionamento | Após vários ciclos de posicionamento, as medições de teste confirmam a precisão alegada do equipamento. | ||
| 5. Ausência de vazamentos de lubrificante | As vedações estão limpas, não há sinais de vazamento ou lubrificação excessiva. | ||
| 6. Confiabilidade de fixação | Todos os fixadores estão apertados, não há vibração ou folga no parafuso esférico e nos pontos de montagem do suporte. |
7. Guia de solução de problemas
A tabela mostra falhas típicas, suas causas prováveis e ações corretivas.
| Sintoma | Causa provável | Ação corretiva |
|---|---|---|
| Folga excessiva do eixo | Desgaste da porca ou esferas; pretensão insuficiente; deformação dos suportes dos rolamentos. | Meça a pré-tensão, ajuste ou substitua os anéis espaçadores. Em caso de desgaste significativo, substitua o conjunto de porcas e parafusos. Verifique a rigidez dos suportes. |
| Aumento de ruído durante a operação | Lubrificante insuficiente ou contaminado; pretensão excessiva; bolas/pistas danificadas; lubrificação irregular. | Complete ou substitua o óleo. Verifique a pré-tensão. Inspecione a porca esférica quanto a danos. |
| Superaquecimento da porca esférica/suporte | Pretensão excessiva; lubrificação insuficiente; carga axial excessiva; poluição. | Verifique e ajuste a pré-tensão. Complete o óleo. Verifique as condições de operação e limpe o sistema. |
| Baixa precisão de posicionamento | Reação excessiva; desgaste de componentes; problemas com o sistema de controle. | Execute a compensação de folga. Inspecione os componentes mecânicos. Verifique os parâmetros do sistema CPC. |
| Movimento preso ou irregular | Lubrificação insuficiente; contaminação na porca esférica; danos às pistas; torção do parafuso. | Limpe e reabasteça o óleo. Inspecione o parafuso e a porca. Verifique a retilineidade do parafuso. |
| Vazamento de lubrificante pelas vedações | Danos ou desgaste das vedações; pressão excessiva do óleo durante o enchimento; tipo errado de lubrificante. | Substitua as vedações danificadas. Controle a quantidade de lubrificante ao reabastecer. Use o tipo de lubrificante recomendado. |
8. Cronograma de manutenção recomendado
O cronograma a seguir é uma orientação geral. Siga as instruções específicas do fabricante do equipamento.
| Tarefa | Frequência | Duração estimada | Nível de qualificação |
|---|---|---|---|
| Inspeção visual, inspeção de vedação, controle de nível de óleo (se disponível) | Mensalmente / A cada 500 horas de operação | 15-30 minutos | Operador/Técnico |
| Reabastecimento de lubrificante (para sistemas sem lubrificação centralizada) | Trimestralmente / A cada 2.000 horas de operação | 30-60 minutos | Técnico |
| Limpeza completa e reabastecimento de lubrificante, verificação de folga | Anualmente / A cada 8.000 horas de operação | 1-2 horas | Técnico de serviço |
| Medição de pré-carga, compensação de folga (se necessário) | A cada 2 anos / A cada 16.000 horas de operação | 2-4 horas | Técnico/Engenheiro Sênior |
| Inspeção completa e revisão (substituição de componentes) | A cada 5 anos/40.000 horas de operação ou de acordo com os resultados dos diagnósticos | A partir de 1 dia | Pessoal especializado |
9. Diretório de peças de reposição
A UNITEC-D GmbH oferece uma ampla gama de componentes para fusos de esferas e sistemas de lubrificação. Consulte nosso catálogo eletrônico para selecionar as peças de reposição necessárias.
| Descrição da peça | Especificação típica | Categoria UNITEC |
|---|---|---|
| Bolas de nozes | Vários tipos (flange, cilíndrico), diâmetro, passo, classe de precisão (de acordo com ISO 3408) | Elementos do movimento linear |
| Vedações para porcas esféricas | Material (NBR, FKM), diâmetro interno/externo | Selagem |
| Lubrificantes para fusos de esferas | Lítio, sintético, grau NLGI, faixa de temperatura | Materiais lubrificantes |
| Maslyanka (Tavotnitsa) | Rosca (M6, M8, 1/8" BSP), material | Sistemas de lubrificação |
| Anéis espaçadores (espaçadores) | Espessura, diâmetro, classe de precisão | Elementos de movimento linear/Elementos de precisão |
| Rolamentos de suporte (conjuntos de suporte) | Tipo (impulso radial), diâmetro do eixo, classe de precisão | Rolamentos |
Visite nosso catálogo eletrônico UNITEC-D para seleção detalhada e pedidos.
10. Links
- DSTU EN 1037:2001. Segurança da máquina. Prevenção de início inesperado.
- DSTU EN 166:2017. Meios de proteção ocular individual. Requisitos técnicos gerais.
- DSTU EN 388:2017. As luvas protegem contra danos mecânicos.
- DSTU EN ISO 20345:2019. Equipamento de proteção individual. Sapatos de proteção.
- DSTU ISO 3611:2015. Micrômetros para medições externas. Condições técnicas.
- DSTU ISO 13385-1:2019. Características geométricas dos produtos (GPS). Dispositivos para medição de dimensões lineares. Parte 1. Paquímetros Vernier.
- DSTU ISO 6789-1:2019. Chaves com torque de aperto controlado. Parte 1. Requisitos e métodos de teste para controle estrutural de torque de aperto.
- ISO 3408. Parafusos de esfera.
- Recomendações de OEM e fabricantes de fusos de esferas.
- ISO L-XBCIA. Classificação de lubrificantes.
