Vinkelkontaktkullager i båda ändar på Z-axeln?

[CNC Viking]

G-kod på er alla CNC-nördar!

Jag håller på att fixa till min andra VMC, Feeler FV-800A (1998) och behöver byta lagren i botten på Z-kulskruven.
På min första FV-800 (1996) finns det ett par vinkelkontaktkullager vid drivsidan upptill och 2 st spårkullager nertill som bara styr skruven radiellt.

Fria lagren (nertill på skruven) <-------------------------------------------------> Fasta lagren (upptill på skruven)

Z-kulskruv.jpg

Men denna nyare har ett par vinkelkontaktkullager i botten också, med en stor ihålig "skruv" som lägger an lite kraft axialt nedåt på lagerpaketets ytterringar. Detta sträcker kulskruven något vid normal temperatur och sval kulskruv. Om kulskruven värms under körning, kan den länga sig utan att bågna för hela nedre lagerpaketet kan glida neråt då det inte finns något i lagerhuset under lagren. Bara en slät fortsatt borrning.

Z-Kulskruv 2.jpg

Någon som är insatt i om detta verkligen ger mer precision? Jag tycker att min gamla funkar ganska OK med enbart radiellt stöd. Modifieringen kanske tillkom för att minimera Z-backlash och därmed ev. åverkan på verktygen. Skall också nämnas att båda maskiners X- och Y-axlar bara har axiellt flytande spårkullager i fria änden.

[CNC Viking]

Hallåååå, ingen som känner till detta?

Är intresserad att få reda på varför man gjort denna uppgradering, om andra maskiner (t.ex. Mazak, Haas etc.) också har detta, och hur mycket nytta det gör.
Tacksam för inlägg från CNC-servicekillar också. Ni har ju erfarenhet på sånt här.

[H.O]

Om jag skulle gissa på något så vore det att uppsättningen med två VK-lager ger en styvare lagring som hjälper till att hindra skruven från att bågna när den belastas i nedåtgående riktning. Å andra sidan, om hela lagringen kan flyta axiellt i huset så är det ju inget som "håller emot" och då borde ju skruven inte vilja bågna i alla fall....

Hoppas någon kommer med ett definitivt svar till dig!

[CNC Viking]

Det kanske har effekt vid höga matningshastigheter och därmed kraftigare accelerationer / decelerationer att göra och märks inte alls vid mer normal körning?
Vad händer om skruven länger sig något pga värme och nedre lagerpaketet släpper trycket mot förspänningsskruven? Då har man ju bara en j**ligt dyr radiell lagring á la spårkullager!

I högsta grad intressant att få inblick i detta eftersom universalslipade VK-lager med förspänning avsedda för kulskruvar är svindyra (SKF BSB 3062 CGB= ca. 3 200:-+moms före rabatt och FAG BSB 030062-T= ca 2 600:- + moms före rabatt) PER STYCK!! Alltså 4x denna kostnad om man skall installera nya VK-lager i båda ändar. Klart som korvspad att man bara vill kosta på spårkullager i fria änden om det inte gör nån större skillnad.

[H.O]

Men är inte VK-lagrena förspända mot varandra även om/när skruven länger sig. Jag tror att den förpänningen ger en styvare lagring än motsvarande med vanliga spårkullager. Är "sträckningen" av skruven stumm eller finns det kanske någon form av fjäderellement inbyggt i den där muttern? Bilden är inte supertydlig.

Jag bara spekulerar....

[tecno]

Jag kan inte se vitsen med att montera VK i den lösa änden.

[säter]

Jag har den konstruktionen på X-axeln i min fräsmaskin.
Dock axialrullager istället, men det gör ingen skillnad.

Jag har fått för mig att det endast är till för att höja positioneringsnoggrannheten.

[CNC Viking]

HO,
VK-lagren är "O" -orienterade och därmed förspända sinsemellan genom att man drar åt muttern stum på kulskruvsänden (innerringarna blir kloss an). Då blir också ytteringarna spända mot varandra och det hela upplevs som ett enda glappfritt lager som i sin tur sätts an lite neråt av spännskruven i lagerhuset.

Men om kulskruven blir längre pga värme, förlorar ju ytterringarna (lagerpaketet) axiell kontakt mot spännskruven och det hela blir helt "flytande" axiellt, alltså inte mycket bättre än bara vanliga spårkullager.

Säter,
Om axiallagret är lite förspänt (sträcker kulskruven), borde det väl hjälpa något i alla fall tills axeln länger sig och axiallagret tappar sin förspänning?
Om du har glapp vid normal temperatur, kan du inte spänna axiallagret lite då, och få mindre backlash.

[säter]

Nej, skruven är försträckt i kallt läge.
Hur mycket vet jag inte.
Jag har aldrig ändrat den justeringen.

Det är nog tänkt att skruven inte ska tappa förspänningen, trots att den blir varm.

[sm7tjc]

Det logiska borde ju vara att skruven är så pass sträckt att den aldrig släpper förspänningen helt, även om den blir "normalt" varm. I så fall borde det förbättra precisionen. Frågan är väl bara hur mycket?
Det verkar ju vara overkill med tanke på att andra maskiner funkar lika bra utan det systemet.

[svenakela]

En spänd skruv vibrerar inte lika lätt och klarar last bättre.
Give and take - skaffa billigare lager mot sämre drift. Samma som med vinterdäcken helt enkelt.

[CNC Viking]

Nja, om systemet med sträckt skruv är bättre vill man förstås behålla det men till lägsta möjliga kostnad.

Säter har du nån bild på din x-skruv så vi kan se lagertyperna som används? Är det t.ex. 2st vanliga spårkullager i kombination med ett
enkelt axiallager (one direction)? Det skulle i så fall bli mycket billigare än 2st universalslipade vinkelkontaktkullager i fria änden.

Oavsett vilket, så måste väl förspänningen vara större i kallt tillstånd och minska vartefter skruven blir längre pga värme.

[säter]

Det är dubbelverkande axiallager i båda ändar, dvs totalt 4st.
Radiallagringen är cylindriskt nållager.

Jag håller med "sm7tjc".
Jag tror det är overkill med en förspänd skruv.
Speciellt på Z-axeln.

[CNC Viking]

Säter,
Dubbelverkande axiallager är det väl för att få det glappfritt? Men varför 2 i varje ände, kanske för att ta upp större krafter (tandemmontering)?
Är axiallagren kul- eller rullager?

Hur fungerar ansättningen av lagerpaketen i din maskin? Bild ur sprängskissen?

[Eson]

Jag tror det är för att döda/transportera vibrationer snabbare genom att öka styvheten och kontaktarean mellan bord-kulskruv-fundament. Och då man använder VK-lager i båda ändarna så måste man ha kylning för annars sabbar värmeutvidgningen allt.

Jag är fascinerad av hur gamla och nya high-end verktygsmaskiner är byggda. Gamla verktygsmaskiner använde hydrodynamiska glidstyrningar med trapetsskruvar vilket ger hög kontaktarea och vibrationsdämpande egenskaper med smörjmedlet emellan. Det ger hög precision och ytfinish med dåtidens tänk med stora materialingrepp och låg matning vilket orsakar stora krafter och vibrationer.

Dagens maskiner satsar mer på snabbhet och då är vibrationerna högre upp i registret så att kulskenstyrningar och kulskruvar funkar med moderna high-speed-machining(HSM) metoder med hög matning och små materialingrepp. Men där kulskenstyrningar och kulskruvar inte håller måttet så kör man sen med rullskenstyrningar och "rull-kulskruvar" som har större kontaktarea. Högsta upp i kedjan hittar vi hydrostatiska glidstyrningar och trapetsskruvar eller linjärmotorer som tål enorma laster och är vibrationsdämpande samtidigt som de är nästan helt friktionsfria.