Máquina de moagem do eixo de manivela

Retificação de virabrequim é difícil porque os virabrequins não giram em torno da linha central principal do virabrequim, eles orbitam em torno dele em um caminho excêntrico em constante mudança, o que significa que o rebolo deve rastrear um alvo em movimento em vez de uma superfície circular fixa. Uma retificadora de virabrequim CNC resolve isso com controle de eixo sincronizado que recalcula a posição do rebolo milhares de vezes por rotação, ao mesmo tempo que gerencia o risco de deflexão criado por um eixo longo, pesado e carregado de forma desigual. As seções abaixo explicam por que esse processo é excepcionalmente exigente, como a máquina rastreia os munhões dos pinos excêntricos, quais tipos de virabrequins precisam de equipamentos dedicados e como selecionar a máquina certa.

Por que a retificação do virabrequim é tão difícil

Ao contrário de um eixo simples, um virabrequim possui vários munhões de pinos deslocados do eixo de rotação principal por uma distância excêntrica fixa, um para cada cilindro que o motor ou compressor atende. Quando o virabrequim gira em torno de sua linha central do munhão principal durante a retificação, cada munhão do pino traça uma órbita circular em torno dessa linha central, em vez de permanecer parado. Uma patente que descreve métodos de retificação de virabrequim observa que a parte retificadora do rebolo realmente se move em uma órbita elíptica em relação ao pino durante uma revolução do virabrequim, o que significa que as condições de retificação, como carga do rebolo e velocidade de contato, mudam continuamente ao longo do ciclo.

Isto cria vários desafios de composição que não existem na retificação cilíndrica padrão.

• Geometria de contato em constante mudança. A roda deve se mover radialmente em coordenação com o ângulo de rotação do virabrequim para continuar acompanhando a superfície do pino em órbita, em vez de manter uma posição fixa.
• Resistência de moagem variável. Pesquisas sobre a mecânica de retificação do molinete mostraram que a resistência à retificação atua na mesma direção do movimento do pino em alguns pontos da rotação e na direção oposta em outros, o que cria flutuações de carga que podem afetar a precisão se não forem compensadas.
• Eixos longos, delgados e com carga irregular. Os virabrequins costumam ser longos em relação ao seu diâmetro e apresentam distribuição desigual de massa dos contrapesos, tornando-os propensos à deflexão sob a força de retificação e seu próprio peso.
• Múltiplas superfícies críticas em uma peça. Os munhões principais, os munhões dos pinos e, às vezes, as faces de encosto precisam ser retificados com precisão uns em relação aos outros na mesma peça.
• Alta consequência do erro. Um virabrequim fora da tolerância pode causar vibração, desgaste dos rolamentos ou falha do motor, portanto a margem de erro aceitável é extremamente pequena em relação ao tamanho e à massa da peça.

Esses fatores são os motivos pelos quais a retificação de virabrequins requer máquinas específicas, em vez de uma retificadora cilíndrica padrão adaptada para o trabalho.

Como as retificadoras de virabrequim CNC fazem o polimento dos pinos excêntricos

Para retificar um munhão de pino que orbita em torno da linha central principal, uma retificadora de virabrequim CNC coordena dois eixos em tempo real: um eixo C que gira o virabrequim e um eixo X que move o carro do rebolo radialmente para dentro e para fora. A pesquisa acadêmica sobre retificação de pinos de virabrequim, publicada na revista especializada Sensors, descreve isso como retificação oscilante, onde o virabrequim é acionado pelo eixo C em torno do centro do munhão principal enquanto os munhões de pinos giram em torno do mesmo centro, e o rebolo executa um movimento alternativo de perseguição ao longo do eixo X para seguir o pino.

De acordo com a mesma pesquisa, a precisão de posicionamento prática do eixo C e do eixo X deve corresponder estreitamente às equações teóricas de controle de movimento para que o resultado seja um verdadeiro perfil de pino circular, uma vez que qualquer desvio entre a posição comandada e a real do eixo introduz um erro de contorno diretamente na superfície do solo. É por isso que as retificadoras de virabrequim contam com codificadores de alta resolução e servocontrole bem ajustados, em vez dos sistemas de posicionamento mais simples encontrados nas retificadoras OD padrão.

Que tipos de virabrequins exigem retificadoras especializadas

Nem todos os virabrequins apresentam o mesmo desafio de retificação e as especificações da máquina variam significativamente com base no tamanho, peso e configuração do virabrequim. A tabela abaixo descreve categorias comuns e suas considerações de moagem.

Virabrequins pesados ​​apresentam um problema específico de engenharia. Uma patente de máquina retificadora que aborda a retificação de pinos em virabrequins pesados ​​explica que a deflexão se torna um problema significativo quando o virabrequim excede um determinado comprimento e peso, e descreve um arranjo de alívio que aplica uma força contrária constante ao virabrequim durante a retificação, especificamente para gerenciar essa deflexão sem anexar peças extras ao próprio eixo. Isso ilustra por que as retificadoras de virabrequim para serviços pesados ​​são construídas com sistemas dedicados de suporte e alívio que as máquinas em escala automotiva normalmente não precisam.

Como você evita a deflexão e garante a precisão na retificação do virabrequim

A deflexão é uma das fontes mais comuns de erro na retificação de virabrequins, uma vez que o eixo é apoiado apenas em suas extremidades ou em apoios estáveis intermediários enquanto uma força de retificação é aplicada fora do centro. As práticas e recursos da máquina a seguir abordam isso diretamente.

1. Descansos constantes e suportes de seguidor. Apoios estáveis ​​ajustáveis ​​posicionados perto do pino que está sendo retificado reduzem a extensão sem suporte do virabrequim e limitam a deflexão sob força de corte.
2. Sistemas de contrapeso ou alívio. Em virabrequins pesados, os arranjos de alívio mecânico aplicam uma força contrária para compensar o próprio peso do eixo, evitando arqueamento que, de outra forma, distorceria o munhão retificado.
3. Sequência de moagem otimizada. A retificação de munhões em uma ordem planejada, em vez de sequencialmente no eixo, pode equilibrar as forças e reduzir a deflexão cumulativa à medida que o material é removido.
4. Taxas de alimentação controladas. Passagens mais leves e mais frequentes perto do tamanho final reduzem o pico de força de retificação em comparação com um único corte pesado, diminuindo a deflexão momentânea.
5. Base e cabeçote rígidos da máquina. Uma estrutura de máquina pesada e bem amortecida resiste à sua própria deflexão sob carga, o que se agrava com qualquer deflexão do eixo se a própria máquina não for suficientemente rígida.
6. Precisão de movimento em tempo real. Como a retificação do pino depende da coordenação precisa dos eixos C e X, o ajuste do servo e a resolução do codificador afetam diretamente se o caminho da ferramenta comandado corresponde ao perfil real do terreno.
7. Controle térmico. O fluxo do líquido refrigerante e as condições ambientais consistentes limitam a expansão térmica do corpo longo do virabrequim, que de outra forma mudaria a posição do munhão no meio do ciclo.

Abordar a deflexão raramente é uma solução única. Normalmente requer a combinação certa de rigidez da máquina, suporte de fixação e uma sequência de retificação adequada ao comprimento e distribuição de massa específicos do virabrequim.

Como escolher a retificadora CNC de virabrequim certa

Selecionando um Máquina retificadora de virabrequim deve ser baseado no tamanho, peso e perfil de tolerância dos virabrequins que você espera produzir, não apenas na maior parte de sua carteira de pedidos atual. Considere os seguintes fatores.

• Comprimento máximo e giro do virabrequim. Confirme se o comprimento da base da máquina e o diâmetro de giro cobrem o maior virabrequim esperado com margem para crescimento futuro da peça.
• Número de pinos e diários principais suportados. Verifique se o controle do eixo C e do eixo X pode gerenciar a contagem do munhão do virabrequim e a configuração do curso sem tempo de ciclo excessivo.
• Recursos de gerenciamento de deflexão. Para virabrequins mais longos ou mais pesados, verifique se a máquina inclui apoios estáveis, sistemas de alívio ou outro suporte projetado para neutralizar a curvatura durante a retificação.
• Resolução de servo e codificador. O controle de movimento de maior resolução melhora diretamente a circularidade do pino, uma vez que o posicionamento do eixo deve acompanhar de perto a equação teórica da órbita.
• Sistema de roda e dressador. Confirme se o tamanho, o tipo e o ciclo de dressagem automático do disco se adequam aos diâmetros dos munhões e ao acabamento superficial que seus virabrequins exigem.
• Volume de produção e necessidades de mudança. Oficinas de alta mistura e baixo volume se beneficiam da programação CNC flexível para diferentes configurações de curso, enquanto linhas de produção dedicadas podem favorecer ciclos fixos otimizados.
• Suporte e treinamento do fabricante. As retificadoras de virabrequim são máquinas complexas, portanto, o acesso contínuo a peças de reposição, suporte de calibração e treinamento do operador é importante durante a vida útil do equipamento.

Nossa empresa fabrica equipamentos de retificação de precisão em uma instalação de 35.000 metros quadrados com uma área construída de 32.000 metros quadrados, combinando uma base dedicada de produção de máquinas-ferramenta com uma base de produção de peças hidráulicas. Nossa linha de produtos inclui retificadoras cilíndricas comuns e CNC, retificadoras cilíndricas CNC de face final, retificadoras cilíndricas CNC e de face final automáticas de carga e descarga, retificadoras compostas e retificadoras cilíndricas comuns e CNC de alta precisão. Quando o virabrequim ou outro componente especializado de um cliente estiver fora das especificações padrão do catálogo, nossa equipe de engenharia também projeta retificadoras especiais não padronizadas e fornece tecnologia de suporte, software, treinamento e integração de automação.

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