¿Conoces las ocho averías más comunes del husillo de un centro de mecanizado y los métodos de tratamiento correspondientes?

I. Introducción

II. Fallos comunes y métodos de solución de problemas en el husillo de los centros de mecanizado

(I) Incumplimiento de los requisitos de precisión del procesamiento

• Durante el transporte, la máquina herramienta puede sufrir impactos que podrían afectar la precisión de los componentes del husillo. Por ejemplo, el eje del husillo podría desplazarse y la carcasa del rodamiento podría deformarse.
• La instalación no es firme, la precisión de la instalación es baja o existen cambios. Una base de instalación irregular de la máquina herramienta, pernos de cimentación sueltos o cambios en la precisión de la instalación debido al asentamiento de la cimentación, entre otros motivos, durante el uso prolongado, pueden afectar la precisión de la posición relativa entre el husillo y otros componentes, lo que resulta en una disminución de la precisión del procesamiento.

• En el caso de máquinas herramienta afectadas durante el transporte, se requiere una inspección exhaustiva de la precisión de los componentes del husillo, incluyendo indicadores como la desviación radial, la desviación axial y la coaxialidad. Con base en los resultados de la inspección, se adoptan los métodos de ajuste adecuados, como el ajuste de la holgura del rodamiento y la corrección de la carcasa del rodamiento, para restablecer la precisión del husillo. De ser necesario, se puede contratar a personal profesional de mantenimiento de máquinas herramienta para realizar las reparaciones.
• Revise periódicamente el estado de instalación de la máquina herramienta y apriete los pernos de cimentación para asegurar una instalación firme. Si se detectan cambios en la precisión de la instalación, se deben utilizar instrumentos de detección de alta precisión para reajustar la nivelación de la máquina herramienta y la precisión de la posición relativa entre el husillo y componentes como la mesa de trabajo. Se pueden utilizar equipos como interferómetros láser para realizar mediciones y ajustes precisos.

(II) Vibración de corte excesiva

• Los tornillos que conectan la caja del husillo y la bancada están flojos, lo que reduce la rigidez de la conexión entre la caja del husillo y la bancada y la hace propensa a vibrar bajo la acción de las fuerzas de corte.
• La precarga de los cojinetes es insuficiente y el espacio libre es demasiado grande, lo que provoca que los cojinetes no puedan soportar eficazmente el husillo durante el funcionamiento, lo que provoca que el husillo se tambalee e induzca vibración de corte.
• La tuerca de precarga de los cojinetes está floja, lo que provoca que el husillo se mueva axialmente y destruye la precisión rotacional del husillo, lo que luego genera vibración.
• Los cojinetes están rayados o dañados, lo que produce una fricción desigual entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura de los cojinetes y genera una vibración anormal.
• El husillo y la caja están fuera de tolerancia. Por ejemplo, si la cilindricidad o la coaxialidad del husillo no cumplen los requisitos, o si la precisión de los orificios de montaje de los rodamientos en la caja es deficiente, la estabilidad rotacional del husillo se verá afectada y se producirán vibraciones.
• Otros factores, como el desgaste desigual de la herramienta, parámetros de corte irrazonables (como velocidad de corte excesiva, velocidad de avance excesiva, etc.) y una sujeción floja de la pieza de trabajo, también pueden provocar vibración de corte.
• En un torno, las piezas móviles del portaherramientas de la torreta pueden estar sueltas o la presión de sujeción puede ser insuficiente y no estar bien apretada. Durante el corte, la inestabilidad del portaherramientas se transmite al sistema de husillo, causando vibraciones.

• Revise los tornillos que conectan la caja del husillo a la bancada. Si están flojos, apriételos a tiempo para asegurar una conexión firme y mejorar la rigidez general.
• Ajuste la precarga de los rodamientos. Según el tipo de rodamiento y los requisitos de la máquina herramienta, utilice métodos de precarga adecuados, como el ajuste mediante tuercas o la precarga con resorte, para que la holgura del rodamiento alcance un rango adecuado y garantice un soporte estable para el husillo.
• Revise y apriete la tuerca de precarga de los rodamientos para evitar que el husillo se mueva axialmente. Si la tuerca está dañada, reemplácela a tiempo.
• En caso de cojinetes rayados o dañados, desmonte el husillo, reemplace los cojinetes dañados y limpie e inspeccione los componentes relevantes para asegurarse de que no queden impurezas.
• Detecte la precisión del husillo y la caja. Para las piezas fuera de tolerancia, se pueden utilizar métodos como el rectificado y el raspado para asegurar una buena interacción entre el husillo y la caja.
• Revise el estado de desgaste de las herramientas y reemplace las herramientas muy desgastadas a tiempo. Optimice los parámetros de corte seleccionando velocidades, avances y profundidades de corte adecuados según factores como el material de la pieza, el material de la herramienta y el rendimiento de la máquina herramienta. Asegúrese de que la pieza esté sujeta de forma firme y fiable. Si tiene problemas con el portaherramientas de torreta de un torno, revise el estado de conexión de las piezas móviles y ajuste la presión de sujeción para que las herramientas queden sujetas de forma estable.

(III) Ruido excesivo en la caja del husillo

• El equilibrio dinámico de los componentes del husillo es deficiente, lo que genera fuerzas centrífugas desequilibradas durante la rotación a alta velocidad, lo que causa vibración y ruido. Esto puede deberse a una distribución desigual de la masa de las piezas instaladas en el husillo (como herramientas, mandriles, poleas, etc.) o a una alteración del equilibrio dinámico de los componentes del husillo durante el proceso de ensamblaje.
• La holgura de los engranajes es irregular o está muy dañada. Al engranar, se generan impactos y ruido. Con el uso prolongado, la holgura de los engranajes puede variar debido al desgaste, la fatiga u otras razones, o las superficies de los dientes pueden presentar descamación, grietas u otros daños.
• Los rodamientos están dañados o los ejes de transmisión están doblados. Los rodamientos dañados provocarán un funcionamiento inestable del husillo y generarán ruido. Los ejes de transmisión doblados provocarán excentricidad durante la rotación, lo que provocará vibración y ruido.
• Las longitudes de las correas de transmisión son inconsistentes o están demasiado flojas, lo que provoca que las correas de transmisión vibren y se froten durante el funcionamiento, generando ruido y también afectando la eficiencia de la transmisión y la estabilidad de la velocidad del husillo.
• La precisión del engranaje es deficiente. Por ejemplo, si el error en el perfil del diente, el error de paso, etc., es grande, se producirá un engrane deficiente y se generará ruido.
• Lubricación deficiente. Si no hay suficiente aceite lubricante o este se deteriora, aumenta la fricción de componentes como engranajes y rodamientos en la caja del husillo, lo que facilita la generación de ruido y acelera el desgaste de los componentes.

• Realice la detección y corrección del equilibrio dinámico de los componentes del husillo. Se puede utilizar un comprobador de equilibrio dinámico para detectar el husillo y sus piezas. En áreas con grandes masas desequilibradas, se pueden realizar ajustes retirando materiales (como taladrado, fresado, etc.) o añadiendo contrapesos para que los componentes del husillo cumplan con los requisitos de equilibrio dinámico.
• Verifique el engrane de los engranajes. Si el engrane de los engranajes es desigual, el problema se puede solucionar ajustando la distancia entre centros o reemplazando los engranajes muy desgastados. Si los engranajes presentan superficies dentadas dañadas, reemplácelos a tiempo para asegurar un buen engrane.
• Revise los cojinetes y los ejes de transmisión. Si los cojinetes están dañados, reemplácelos por unos nuevos. Si los ejes de transmisión están doblados, se pueden enderezar con métodos de enderezamiento. Si la deformación es grave, reemplace los ejes de transmisión.
• Ajuste o reemplace las correas de transmisión para que su longitud sea uniforme y la tensión adecuada. La tensión adecuada de las correas de transmisión se puede lograr ajustando los tensores, como la posición de la polea tensora.
• En caso de problemas de precisión en los engranajes, si se trata de engranajes recién instalados y la precisión no cumple con los requisitos, reemplácelos por otros que sí los cumplan. Si la precisión disminuye debido al desgaste durante el uso, repárelos o reemplácelos según la situación.
• Revise el sistema de lubricación de la caja del husillo para garantizar que la cantidad de aceite lubricante sea suficiente y de buena calidad. Cambie el aceite lubricante periódicamente, limpie las tuberías y los filtros de lubricación para evitar que las impurezas obstruyan los conductos de aceite y asegurar una buena lubricación de todos los componentes.

(IV) Daños en engranajes y cojinetes

• La presión de cambio es demasiado alta, lo que provoca daños en los engranajes por impacto. Durante el cambio de velocidad de la máquina herramienta, si la presión de cambio es demasiado alta, los engranajes soportarán fuerzas de impacto excesivas al engranar, lo que puede provocar fácilmente daños en las superficies de los dientes, fracturas en las raíces de los dientes y otras situaciones.
• El mecanismo de cambio está dañado o los pasadores de fijación se desprenden, lo que provoca un cambio anormal y altera el engrane entre los engranajes, lo que provoca daños en los mismos. Por ejemplo, la deformación y el desgaste de las horquillas de cambio, la rotura de los pasadores de fijación, etc., afectan la precisión y la estabilidad del cambio.
• La precarga de los rodamientos es excesiva o no hay lubricación. Una precarga excesiva provoca que los rodamientos soporten cargas excesivas, lo que acelera su desgaste y fatiga. Sin lubricación, los rodamientos funcionarán en un estado de fricción seca, lo que provoca sobrecalentamiento, quemaduras y daños en las bolas o pistas de rodadura.

• Revise el sistema de presión de cambio y ajústelo a un rango adecuado. Esto se puede lograr ajustando las válvulas de presión del sistema hidráulico o los dispositivos de ajuste de presión del sistema neumático. Al mismo tiempo, revise los circuitos de control de cambio, las válvulas solenoides y otros componentes para garantizar que las señales de cambio sean precisas y las acciones suaves, evitando un impacto excesivo de las marchas debido a cambios anormales.
• Inspeccione y repare el mecanismo de cambio, repare o reemplace las horquillas, pasadores de fijación y otros componentes dañados para garantizar su correcto funcionamiento. Durante el montaje, asegúrese de que la instalación sea precisa y la conexión firme de cada componente.
• Ajuste la precarga de los rodamientos. Según los requisitos técnicos de los rodamientos y las condiciones de trabajo de la máquina herramienta, utilice métodos y magnitudes de precarga adecuados. Al mismo tiempo, refuerce la gestión de la lubricación de los rodamientos, revisando y añadiendo aceite lubricante regularmente para garantizar que siempre estén bien lubricados. En caso de rodamientos dañados por una lubricación deficiente, tras sustituirlos por rodamientos nuevos, limpie a fondo el sistema de lubricación para evitar la entrada de impurezas.

(V) Incapacidad del husillo para cambiar la velocidad

• Si se emite la señal de cambio eléctrico. Si hay una falla en el sistema de control eléctrico, es posible que no pueda enviar la señal de cambio correcta, lo que impide que el husillo realice la operación de cambio de velocidad. Por ejemplo, fallas en los relés del circuito de control, errores en el programa del PLC y mal funcionamiento de los sensores pueden afectar la salida de la señal de cambio.
• Si la presión es suficiente. En sistemas de cambio de velocidad hidráulicos o neumáticos, si la presión es insuficiente, no se puede proporcionar la potencia suficiente para impulsar el mecanismo de cambio de velocidad, lo que impide que el husillo cambie de velocidad. Una presión insuficiente puede deberse a fallos en las bombas hidráulicas o neumáticas, fugas en las tuberías, un ajuste incorrecto de las válvulas de presión, entre otras razones.
• El cilindro hidráulico de cambio está desgastado o atascado, lo que impide su funcionamiento normal y la activación de los engranajes, embragues y otros componentes del cambio de velocidad. Esto puede deberse a daños en los sellos internos del cilindro hidráulico, desgaste severo entre el pistón y el cuerpo del cilindro, o la entrada de impurezas en el cilindro.
• La válvula solenoide de cambio está atascada, lo que impide que cambie de dirección con normalidad. Esto impide que el aceite hidráulico o el aire comprimido fluyan por la trayectoria predeterminada, lo que afecta el funcionamiento del mecanismo de cambio de velocidad. El atascamiento de la válvula solenoide puede deberse a impurezas en el obús, daños en la bobina de la válvula solenoide u otras razones.
• La horquilla del cilindro hidráulico de cambios se suelta, lo que provoca un fallo en la conexión entre el cilindro hidráulico y los engranajes de cambio de velocidad, impidiendo la transmisión de potencia. La caída de la horquilla puede deberse a pernos de fijación sueltos, desgaste y rotura, entre otras razones.
• El cilindro hidráulico de cambio presenta fugas de aceite o fugas internas, lo que reduce su presión de trabajo y no proporciona la fuerza suficiente para completar el cambio de velocidad. Las fugas de aceite o fugas internas pueden deberse al desgaste de los sellos del cilindro hidráulico, a una holgura excesiva entre el pistón y el cuerpo del cilindro, entre otras razones.
• El interruptor de cambio de velocidad presenta fallas. Este interruptor detecta señales como si el cambio de velocidad se ha completado. Si falla, el sistema de control no podrá determinar correctamente el estado del cambio de velocidad, lo que afectará las operaciones posteriores de cambio de velocidad o el funcionamiento de la máquina herramienta.

• Revise el sistema de control eléctrico. Utilice herramientas como multímetros y osciloscopios para detectar las líneas de salida de la señal de desplazamiento y los componentes eléctricos relacionados. Si detecta una falla en el relé, reemplácelo. Si hay un error en el programa del PLC, depúrelo y modifíquelo. Si un sensor falla, reemplácelo por uno nuevo para garantizar que la señal de desplazamiento se emita con normalidad.
• Verifique la presión del sistema hidráulico o neumático. Si la presión es insuficiente, primero verifique el funcionamiento de la bomba hidráulica o neumática. Si detecta una falla, repárela o sustitúyala. Verifique si hay fugas en las tuberías. Si las hay, repárelas a tiempo. Ajuste las válvulas de presión para que la presión del sistema alcance el valor especificado.
• Para el problema del cilindro hidráulico de cambio desgastado o atascado, desmonte el cilindro hidráulico, verifique las condiciones de desgaste de los sellos internos, el pistón y el cuerpo del cilindro, reemplace los sellos dañados, repare o reemplace el pistón y el cuerpo del cilindro desgastados, limpie el interior del cilindro hidráulico y elimine las impurezas.
• Revise la válvula solenoide de cambio de marcha. Si el obús está atascado por impurezas, desmóntela y límpiela para eliminarlas. Si la bobina de la válvula solenoide está dañada, reemplácela por una nueva para garantizar que la válvula solenoide pueda cambiar de dirección con normalidad.
• Revise la horquilla del cilindro hidráulico de cambios. Si se desprende, vuelva a instalarla y apriete los tornillos de fijación. Si está desgastada o rota, sustitúyala por una nueva para asegurar una conexión fiable entre la horquilla y los engranajes del cambio.
• Solucione el problema de fugas de aceite o fugas internas en el cilindro hidráulico de cambio. Reemplace los sellos desgastados y ajuste la holgura entre el pistón y el cuerpo del cilindro. Se pueden utilizar métodos como reemplazar el pistón o el cuerpo del cilindro por tamaños adecuados y aumentar el número de sellos para mejorar el sellado del cilindro hidráulico.
• Revise el interruptor de cambio de velocidad. Use herramientas como multímetros para detectar su estado de encendido y apagado. Si el interruptor falla, reemplácelo por uno nuevo para garantizar que detecte con precisión el estado de cambio de velocidad y envíe la señal correcta al sistema de control.

(VI) Falla de rotación del husillo

• Si se emite el comando de rotación del husillo. Al igual que ocurre con la imposibilidad del husillo de cambiar de velocidad, una falla en el sistema de control eléctrico puede impedir que se emita el comando de rotación del husillo, impidiendo que este arranque.
• El interruptor de protección no está presionado o presenta fallas. Los centros de mecanizado suelen contar con interruptores de protección, como el interruptor de la puerta de la caja del husillo, el interruptor de detección de sujeción de la herramienta, etc. Si estos interruptores no están presionados o presentan fallas, por razones de seguridad, la máquina herramienta impedirá que el husillo gire.
• El mandril no sujeta la pieza. En algunos tornos o centros de mecanizado con mandriles, si este no sujeta la pieza, el sistema de control de la máquina herramienta limita la rotación del husillo para evitar que la pieza salga despedida durante el procesamiento y cause peligro.
• El interruptor de cambio de compuesto está dañado. Su mal funcionamiento puede afectar la transmisión de la señal de arranque del husillo o la detección del estado de funcionamiento del husillo, impidiendo que este gire con normalidad.
• Existe una fuga interna en la válvula solenoide de cambio, lo que hace que la presión del sistema de cambio de velocidad sea inestable o no pueda alcanzar la presión normal, lo que afecta la rotación del husillo. Por ejemplo, en un sistema hidráulico de cambio de velocidad, la fuga de la válvula solenoide puede impedir que el aceite hidráulico impulse eficazmente componentes como embragues o engranajes, impidiendo que el husillo obtenga potencia.

• Revise las líneas de salida del comando de rotación del husillo en el sistema de control eléctrico y los componentes relacionados. Si encuentra una falla, repárelas o reemplácelas a tiempo para garantizar que el comando de rotación del husillo se emita con normalidad.
• Compruebe el estado de los interruptores de protección para asegurarse de que estén presionados correctamente. Si los interruptores de protección fallan, repárelos o sustitúyalos para garantizar que la función de protección de la máquina herramienta funcione correctamente sin afectar el arranque normal del husillo.
• Compruebe la sujeción del mandril para asegurar que la pieza esté firmemente sujeta. Si el mandril presenta alguna falla, como una fuerza de sujeción insuficiente o desgaste de las mordazas, repárelo o sustitúyalo a tiempo para que funcione correctamente.
• Revise el interruptor de cambio de compuesto. Si está dañado, reemplácelo por uno nuevo para garantizar la transmisión normal de la señal de arranque del husillo y la detección precisa del estado de funcionamiento.
• Verifique si la válvula solenoide de cambio de velocidad tiene fugas. Para determinarlo, se pueden utilizar métodos como la prueba de presión y la observación de fugas de aceite alrededor de la válvula. En caso de fugas, desmonte, limpie, revise el obús y los sellos, y reemplace los sellos dañados o la válvula solenoide completa para garantizar un buen sellado y una presión estable en el sistema de cambio de velocidad.

(VII) Sobrecalentamiento del husillo

• La precarga de los rodamientos del husillo es excesiva, lo que aumenta la fricción interna y genera un calor excesivo, lo que provoca el sobrecalentamiento del husillo. Esto puede deberse a un manejo inadecuado durante el montaje o ajuste de la precarga del rodamiento, o al uso de métodos y magnitudes de precarga inadecuados.
• Los rodamientos están rayados o dañados. Durante el proceso de trabajo, los rodamientos pueden rayarse o dañarse debido a una lubricación deficiente, sobrecarga, entrada de materias extrañas, etc. En este caso, la fricción de los rodamientos aumenta considerablemente, generando una gran cantidad de calor y provocando el sobrecalentamiento del husillo.
• El aceite lubricante está sucio o contiene impurezas. Un aceite lubricante sucio aumenta el coeficiente de fricción entre los rodamientos y otras piezas móviles, lo que reduce el efecto de lubricación. Mientras tanto, las impurezas pueden...