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Sep 28, 2023

Die häufigsten Ursachen für Spindelausfälle

Haben Sie eine Reihe von Spindelausfällen erlebt und fragen sich, warum?

Haben Sie eine Reihe von Spindelausfällen erlebt und fragen sich, warum? Vielleicht sind Sie ein Qualitätskontrollingenieur und suchen nach Gründen, warum Ihre Schnitte außerhalb der Toleranz liegen.

Artikel von | Präzisionsantriebssysteme

Haben Sie eine Reihe von Spindelausfällen erlebt und fragen sich, warum? Vielleicht sind Sie ein Qualitätskontrollingenieur und suchen nach Gründen, warum Ihre Schnitte außerhalb der Toleranz liegen. Oder vielleicht suchen Sie nach Informationen, die Ihnen bei der Entwicklung eines vorbeugenden Wartungsprogramms für Ihre CNC-Maschine oder Ihr Roboter-Materialentfernungssystem helfen können. Wenn einer dieser Punkte zutrifft, sind Sie hier richtig.

Hier sind also die Hauptursachen für Spindelausfälle.

Die mit Abstand häufigste Ursache für Spindelausfälle sind Abstürze. In vielen Artikeln wird darüber nicht gesprochen, vielleicht weil es peinlich ist. Natürlich möchte niemand einen Absturz melden. Die Tatsache, dass es so häufig zu Unfällen kommt, unterstreicht jedoch, wie wichtig Training ist. Wenn man bedenkt, wie teuer CNC-Maschinen sind, wie viel Ausfallzeiten anfallen und wie viel Zeit und Kosten mit Spindelreparaturen verbunden sind, lohnt es sich, in die Schulung Ihrer Mitarbeiter zu investieren. Durch geeignete Verfahren und eine gründliche Schulung können Programmierfehler und Bedienerfehler vermieden werden.

Es ist verlockend, einen Prozess zu beschleunigen, um Produktionsziele zu erreichen. Und oft gibt es Möglichkeiten, einen Prozess in kürzerer Zeit durchzuführen. Es kann jedoch zwangsläufig zu einem Spindelausfall kommen, wenn die Vorschubgeschwindigkeit der Maschine für die Leistung der Spindel in einem bestimmten Materialtyp zu hoch ist. Die Rücksprache mit dem Hersteller oder einem Spindelexperten kann Ihnen viel Ärger und Ausfallzeiten ersparen.

Wir sehen auch häufig Ausfälle, die durch den Betrieb einer Spindel mit einer Drehzahl verursacht werden, die für die Größe des Fräsers zu hoch ist. Mit zunehmendem Durchmesser und längerer Länge des Schneidwerkzeugs samt Werkzeughalter muss die Arbeitsgeschwindigkeit verringert werden. Weitere Informationen finden Sie in Ihrer Dokumentation.

Bei der Metallbearbeitung wird der Kühlmittelspray häufig direkt auf die Spindelnase gerichtet, um ihn so nah wie möglich an das Schneidwerkzeug zu bringen und so die Vorschubgeschwindigkeit zu erhöhen. Mit der Zeit dringt das Kühlmittel in das Spindeldichtsystem ein, überflutet das Lager und führt zu einem Kurzschluss im Stator. Nehmen Sie es auseinander und Sie werden feststellen, dass die gesamte Spindel voller Wasser ist.

Manchmal übersieht ein Unternehmen den Zustand des Werkzeugs bei einem Bearbeitungsvorgang. Die Verwendung abgenutzter Werkzeuge oder des falschen Werkzeugs für die jeweilige Aufgabe kann zum Ausfall der Spindel führen. Lassen Sie nicht zu, dass kostengünstige und austauschbare Komponenten wie Schneidwerkzeuge und Spannzangen Sie teuer zu stehen kommen.

Hochpräzise Spindeln sind so konzipiert, dass sie den Einfluss der Wärmeausdehnung ihrer Teile berücksichtigen. Werden die Empfehlungen des Herstellers, die Maschine auf Betriebstemperatur zu bringen, nicht befolgt, dehnen sich die betreffenden Bauteile nicht auf die vorgesehene Größe aus. Die daraus resultierende Lockerheit kann Rattermarken in Ihrem Werkstück verursachen und die Lebensdauer der Spindel verkürzen.

Beachten Sie, dass ein ordnungsgemäßer Aufwärmvorgang von der Umgebung abhängt. Ein heißes, feuchtes Klima erfordert andere Aufwärmeigenschaften als ein kühles, trockenes.

Das zu schnelle Abkühlen einer CNC- oder Roboter-Materialentfernungsmaschine kann zu interner Kondensation führen. Das Schmiermittel schützt vor Rost. Aber durch die Vermischung von Wasser und Gleitmittel wird es mit der Zeit eher zu Schlamm. Dieser Schlamm kann die Haltekraft der das Werkzeug haltenden Federn beeinträchtigen. Eine unzureichende Haltekraft führt zu Problemen bei der Qualitätskontrolle und verkürzt die Lebensdauer der Spindel.

Feuchtigkeit oder andere Verunreinigungen im Luftkompressor, der den pneumatischen Antrieb versorgt, kommen häufig vor. Regelmäßige Inspektion und Austausch der Luftfilter sind für die ordnungsgemäße Funktion Ihrer Spindel von entscheidender Bedeutung. In feuchten Klimazonen müssen Sie möglicherweise in einen Trockner für die Luftversorgung investieren.

Ungefiltertes oder schlecht gefiltertes Spindelkühlmittel kann zu Störungen führen. Wenn die Zufuhr zum Wassermantel des Stators verstopft ist, wird der Stator überhitzen und durchbrennen. Ebenso kann verunreinigtes Spindelkühlmittel, das in der Metallbearbeitung häufig vorkommt, das Loch in der Mitte der Welle/Zugstange verstopfen und die Spindel überfluten.

Während es verlockend ist, Geld für Verbrauchsmaterialien wie Filter zu sparen, kostet der Austausch oder die Reparatur Ihrer Spindel viel mehr. Es empfiehlt sich, möglichst hochwertige Filter zu verwenden. Sie sparen langfristig, indem Sie die Lebensdauer Ihrer Spindel verlängern.

Die Ursache dafür sind meist Programmierfehler oder ein fehlgeleiteter Versuch, die Dinge zu beschleunigen. Das zu schnelle Eintauchen führt zum Ausfall des vorderen Lagerpaares.

Ein festsitzendes Werkzeug ist in der Regel auf die Wärmeübertragung zurückzuführen, die durch ein übergroßes Werkzeug verursacht wird. Es kann auch durch einen falschen Auswurfhub der Deichsel verursacht werden. Dies kann passieren, wenn der Aktuator verunreinigt ist oder die Zugstangenfedern gebrochen sind.

Ein rutschendes Werkzeug wird oft durch die Wärmeübertragung von langen, schweren Schnitten verursacht, die die Werkzeugkonizität verziehen oder verzerren. Es kann auch an einem falschen Auswurfhub der Deichsel liegen. In diesem Fall können, wie beim Problem des festsitzenden Werkzeugs, Verunreinigungen im pneumatischen Aktuator oder gebrochene Federn in der Zugstangenbaugruppe die Ursache sein.

Bei einer Nichtübereinstimmung zwischen dem Frequenzumrichter und den elektrischen Eigenschaften der Spindel kann es zu einem Wicklungskurzschluss kommen.

Ein Spindelfehler tritt auf, wenn der Kolben des pneumatischen Aktuators die Zugstange berührt, während sich die Spindel noch dreht. Dies kann durch Bedien- oder Programmierfehler verursacht werden. Eine Fehlfunktion der Näherungssensoren, die die Position der Deichsel erfassen – oder ein Defekt des Sensors oder Relais, der die Wellenbewegung erkennt – kann ebenfalls zu dieser Fehlerart führen.

Eine weitere Möglichkeit ist die Verschmutzung des pneumatischen Stellantriebs oder des Abgasschalldämpfers des Stellantriebs. Einer der häufigsten Übeltäter ist in diesem Fall ein defektes oder undichtes Magnetventil, das es ermöglicht, Luft zum pneumatischen Antrieb zu leiten, wenn diese nicht benötigt wird.

Die meisten modernen Spindeln sind versiegelt und die Schmierung ist auf die Lebensdauer der Spindel ausgelegt. Mangelnde Schmierung oder unsachgemäße Schmierung sind also keine häufige Fehlerursache.

Wie lange soll Ihre Spindel funktionieren? Hersteller geben keine Zahlen zur Spindellebensdauer an, weil so viele Faktoren diese verkürzen können. Umweltfaktoren spielen eine entscheidende Rolle. Ein Beispiel ist die Luftqualität, ein anderes sind Vibrationen, die von einer Maschine in der Nähe ausgehen. Experten mit langjähriger Erfahrung schätzen die durchschnittliche Lebenserwartung der Spindel jedoch auf 5000 bis 7000 Betriebsstunden. Allerdings erhalten einige Betriebe regelmäßig die Hälfte, andere das Doppelte.

Seit 1996 wurden über 40.000 Spindeln repariert oder umgebaut. PDS ist ein weltweit führender Anbieter von Spindelreparaturen und -nachrüstungen für Präzisionsmetall- und Roboteranwendungen. Mit über 40.000 Spindeln, die so repariert wurden, dass sie besser als neu sind. PDS bietet außerdem neue Spindeln, CNC-Zubehör und Industrie 4.0-Spindelüberwachung an. Mit Niederlassungen in Bessemer City, NC (in der Nähe von Charlotte) und Herford, Deutschland, unterstützt PDS hervorragende Handwerkskunst mit einer standardmäßigen 12-monatigen Garantie auf reparierte Spindeln und einer optionalen, branchenführenden 24-monatigen PrecisionCare-Garantie.

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