Motores Spindles e Cabeçotes de Alta Frequência Identificação Instalação Manutenção Aplicação Solução de Problemas Leia o Manual e Parametrize o Inversor de Frequência antes de Instalar o Motor 1 Introdução Os Motores Spindles de Alta Frequência tornaram-se um dos mais importantes inventos do homem ao longo de seu desenvolvimento tecnológico. Máquina de construção moderna, custo reduzido, pequeno dimensional, versátil e não poluente, seus princípios de funcionamento, seleção e utilização necessitam ser conhecidos para que o mesmo desempenhe seu papel relevante nos dias de hoje. Através de uma linguagem simples e objetiva, este manual visa facilitar o trabalho de quem utiliza Motores Spindles de Alta Frequência TECMAF. Este material abrange todos os motores de alta rotação, assíncronos de indução, trifásicos e com rotor de gaiola, produzidos pela TECMAF, a maior fabricante de Motores Spindles de Alta Frequência do Brasil. A TECMAF reserva-se no direito de alterar seus produtos sem comunicação prévia. Peças e acessórios incorporados no projeto do Spindle podem mudar a qualquer momento devido à situação econômica e funcional, não havendo a obrigação da Tecmaf em realizar a notificação dos mesmos. 2 Índice A Tecmaf ............................................................................................................................................... 04 Garantia ................................................................................................................................................ 06 Seção 1 - Identificação Como Identificar o Spindle ..................................................................................................................... 07 Codificação dos Spindles Tecmaf .......................................................................................................... 08 Sistemas de Refrigeração ..................................................................................................................... 09 Sentido de Rotação do Spindle ............................................................................................................. 10 Classe de Isolamento do Spindle .......................................................................................................... 11 Temperatura Externa do Spindle ........................................................................................................... 12 Potência Nominal do Spindle ................................................................................................................. 13 Grau de Proteção do Spindle ................................................................................................................ 14 Seção 2 - Instalação Instalação ............................................................................................................................................. 15 Aspectos Mecânicos .............................................................................................................................. 16 Aspectos Elétricos ................................................................................................................................. 17 Temperatura do Ambiente de Trabalho ................................................................................................. 18 Procedimento de Start-up ...................................................................................................................... 19 Temperatura de Trabalho do Spindle .................................................................................................... 20 Requisitos de Ar Comprimido ................................................................................................................ 21 Riscos Associados ao Uso Inadequado e Manuseio ............................................................................. 22 Seção 3 - Manutenção Manutenção e Limpeza ........................................................................................................................ 23 Lubrificação dos Rolamentos ................................................................................................................ 24 Substituição dos Rolamentos ................................................................................................................ 25 Ferramentas .......................................................................................................................................... 27 Pinças ................................................................................................................................................... 28 Controle de Manutenção Periódica ....................................................................................................... 31 Armazenagem ....................................................................................................................................... 32 Informações Ambientais ........................................................................................................................ 33 Seção 4 - Aplicação Aplicação .............................................................................................................................................. 34 Seleção do Spindle através do Material ................................................................................................. 35 Seção 5 – Solução de Problemas Falhas Comuns em Spindles ................................................................................................................ 36 Solução de Problemas .. ........................................................................................................................ 37 3 A Tecmaf A TECMAF foi fundada em 1995. Trabalhando inicialmente com manutenção de Equipamentos de Alta Frequência, logo expandiu sua área de atuação, acompanhando o crescimento do setor industrial brasileiro nos segmentos de usinagem, fundição e caldeiraria. Para oferecer novas soluções ao mercado, a TECMAF desenvolveu sua própria linha de produtos, tornando-se a primeira empresa brasileira a fabricar Spindles de Alta Frequência. Com a execução de grandes projetos e vários lançamentos nos últimos anos, vem percorrendo uma trajetória de crescimento constante e excelência nos serviços. Em abril de 2009, a TECMAF conquistou a certificação ISO 9001:2008, resultado do trabalho contínuo de seus colaboradores e parceiros para a melhoria do Sistema de Gestão da Qualidade e o aprimoramento de seus processos, produtos e serviços. A empresa possui infraestrutura completa para prestar assistência técnica e atender ao mercado de reposição de peças. Em 17 anos de história, a TECMAF conquistou solidez e confiabilidade que se estendem aos seus produtos e ao relacionamento com os clientes. Nossa Missão: Qualidade, Agilidade na Entrega e Preços Justos são os nossos principais objetivos. Também temos como primícias: - Manter a qualidade dos produtos e o atendimento ao cliente em primeiro lugar; - Estimular o mercado com inovações tecnológicas; - Prever as tendências e evoluções técnicas de automação de processos. 4 Garantia A TECMAF garante que este Spindle está livre de defeitos em suas partes elétricas e mecânicas e foi aprovado em todos os testes de fábrica. A TECMAF oferece garantia contra defeitos de fabricação de seus Spindles por um período de 12 meses contados a partir da data de emissão da nota fiscal fatura da fábrica ou do distribuidor/revendedor, independentemente da data de instalação e desde que satisfeitos os seguintes requisitos: transporte, manuseio e armazenamento adequado; instalação correta e em condições ambientais especificadas e sem presença de agentes agressivos, conforme todas as recomendações deste manual; operação dentro dos limites de suas capacidades; realização periódica das devidas manutenções preventivas; realização de reparos e/ou modificações somente por pessoas autorizadas e homologadas pela TECMAF; plaqueta de identificação do motor legível e sem rasuras; o produto, na ocorrência de uma anomalia, esteja disponível para o fornecedor por um período mínimo de 07 dias (após recebimento do produto), necessário para a identificação da causa da anomalia e seus devidos reparos; aviso imediato por parte do comprador dos defeitos ocorridos e que os mesmos sejam posteriormente comprovados pela TECMAF como defeitos de fabricação, após o recebimento do equipamento. As peças e/ou componentes do Spindle que foram modificadas, ou montadas com peças não originais ou adulteradas por pessoal não autorizado pela TECMAF invalidam a garantia do Spindle. A TECMAF não responderá, e nem caberá o ônus por responsabilidade de tempo de inatividade, perda de produção ou prejuízos econômicos oriundos da utilização indevida, fora dos padrões especificados ou de qualquer outra contingência, mesmo que avisada com antecedência. 5 Garantia A garantia não inclui serviços de prestados nas instalações do comprador, custos de transporte do produto e despesas de locomoção, hospedagem e alimentação do pessoal de Assistência Técnica quando solicitado pelo cliente. Os serviços em garantia são prestados exclusivamente em empresas de Assistência Técnica autorizadas e homologadas pela TECMAF ou na própria fábrica. Excluem-se desta garantia os componentes, cuja vida útil em uso normal seja menor que o período de garantia. O reparo e/ou distribuição de peças ou produtos a critério da TECMAF durante o período de garantia, não prorrogará o prazo de garantia original. A presente garantia se limita ao produto fornecido, não se responsabilizando a TECMAF por danos a pessoas, a terceiros, a outros equipamentos ou instalações, lucros cessantes ou quaisquer outros danos emergentes ou consequentes. Serviço de Atendimento ao Cliente: Nosso Departamento de Assistência Técnica está disponível durante todo o horário comercial para suporte ao cliente via telefone. Você pode contatar os nossos técnicos através do telefone (19) 3463.5087. Além disso, nosso site contém vastas informações sobre o uso dos nossos produtos, manutenção e aplicações. Visite-nos em www.tecmaf.com.br para mais informações. 6 Seção 1 Como Identificar o Spindle Plaqueta de Identificação Tecmaf Item 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 Descrição Linha do Spindle, de acordo com o sistema de refrigeração Modelo do Spindle Número de série do Spindle Tensão Nominal do Spindle * Tensão Nominal do Spindle * Corrente Nominal do Spindle Corrente Nominal do Spindle Frequência Nominal do Spindle Rotação Nominal do Spindle Classe de Isolação do Spindle Classe IP do Spindle Potência Nominal do Spindle (em kW) * Verifique a tensão de alimentação do seu Spindle. 7 Codificação dos Spindles Tecmaf Seção 1 T V S 1 A 3 M 01 ER-16 Geral Refrigeração Carcaça Potência Modelo de Rolamento Frequência Sistema de Troca de Ferramentas Sequencial Tecmaf Sistema de Fixação da Ferramenta Geral V: Ventoinha (forçada) S F: Ventoinha elétrica (cooler) O 1: < 1cv C E A: Ar Comprimido L: Líquida 2: < 2cv 4: < 4cv 7: < 7,5cv Z: Rolamento rígido de esferas A: Rolamentos de Contato Angular C: Rolamentos de Contato Angular Cerâmicos 2: 200 Hz 3: 300 Hz 4: 400 Hz 5: 500 Hz 6: 600 Hz M: Troca Manual de Ferramentas R: Troca Rápida de Ferramentas A: Troca Automática de Ferramentas E: Fixação da Ferramenta direto no Eixo do Spindle Sequencial Tecmaf ER ER-16 ER-20 ER-25 ER-32 ISO ISO16/ER16 ISO20/ER20 ISO25/ER25 ISO30/ER32 ISO40/ER40 HSK HSK32E/ER25 HSK50F/ER32 HSK63F/ER40 DS Dupla Saída de Eixos 8 Seção 1 Sistemas de Refrigeração Os Spindles Tecmaf são refrigerados por quatro métodos primários: Ventoinha, Ventilador Elétrico, Ar Comprimido e Líquido. A escolha exata do método de ventilação permite ao Spindle uma maior eficiência e durabilidade do conjunto do motor. TV: Ventoinha A série TV tem uma ventoinha montada diretamente no eixo do Spindle. Os sistemas de refrigeração à ventoinha são os mais populares e de menor custo. Esta refrigeração oferece ciclos de 70%. TF: Ventilador Elétrico (cooler) A série TF tem um ventilador elétrico (cooler) que permite ao Spindle uma refrigeração, independentemente da rotação do eixo. Esta refrigeração oferece ciclos 70%. TA: Ar Comprimido A série TA é refrigerada por ar comprimido. A quantidade de consumo de ar comprimido depende do tamanho do Spindle. Esta refrigeração oferece ciclos de 90%. TL: Líquida A série TL é refrigerada por líquido, através de um sistema interno. Este sistema de refrigeração é o mais eficiente e permite ciclos de 100%. 9 Seção 1 Sentido de Rotação do Spindle O motor de indução trifásico (Spindle) Tecmaf trabalha em qualquer sentido dependendo da conexão com a fonte elétrica. Para inverter o sentido de rotação, inverte-se qualquer par de conexões (fases) entre motor e fonte elétrica. Os Spindles TECMAF (série TV) possuem ventoinha bidirecional, as quais proporcionam a operação em qualquer sentido de rotação, sem prejudicar a refrigeração do motor. 10 Seção 1 Classe de Isolamento do Spindle O limite de temperatura do Spindle depende do tipo de material empregado. Para fins de normalização, os materiais isolantes e os sistemas de isolamento (cada um formado pela combinação de vários materiais) são agrupados em CLASSES DE ISOLAMENTO, cada qual definida pelo respectivo limite de temperatura, ou seja, pela maior temperatura que o material pode suportar continuamente sem que seja afetada sua vida útil. As classes de isolamento utilizadas em equipamentos elétricos e os respectivos limites de temperatura conforme NBR-7034, são as seguintes: - Classe A (105 ºC) - Classe E (120 ºC) - Classe B (130 ºC) - Classe F (155 ºC) - Classe H (180 ºC) As classes B e F são as comumente utilizadas em motores normais. Os Motores Spindles de Alta Frequência TECMAF utilizam classe H. 11 Seção 1 Temperatura Externa do Spindle O Spindle de Alta Frequência TECMAF possui carcaça de alumínio para poder dissipar com maior eficiência o calor produzido pelo conjugado do motor. Ressaltamos, que por trabalhar em rotações elevadas, o equipamento produz aquecimento mecânico causado pelos seus rolamentos. Era comum, antigamente, verificar o aquecimento do motor, medindo, com a mão, a temperatura externa da carcaça. Em motores modernos, este método primitivo é completamente errado. Os critérios modernos de projeto procuram aprimorar a transmissão de calor internamente, de modo que a temperatura do enrolamento fique pouco acima da temperatura externa da carcaça, onde ela realmente contribui para dissipar as perdas. Em resumo, a temperatura da carcaça não dá indicação do aquecimento interno do motor, nem de sua qualidade. Um motor frio por fora pode ter perdas maiores e temperatura mais alta no enrolamento do que um motor exteriormente quente. 12 Seção 1 Potência Nominal do Spindle É a potência que o motor pode fornecer, dentro de suas características nominais, em regime contínuo. O conceito de potência nominal, ou seja, a potência que o motor pode fornecer, está intimamente ligado à elevação de temperatura do enrolamento. Sabemos que o motor pode acionar cargas de potências bem acima de sua potência nominal, até quase atingir o conjugado máximo. O que acontece, porém, é que, se esta sobrecarga for excessiva, isto é, for exigida do motor uma potência muito acima daquela para a qual foi projetado, o aquecimento normal será ultrapassado e a vida do motor será diminuída, podendo ele, até mesmo, queimar-se rapidamente. A potência do equipamento elétrico é determinada pela corrente nominal do motor, ou seja, esta determinação identifica que a plena potência do motor é alcançada quando ele atinge sua corrente nominal (amperes). Deve-se sempre ter em mente que a potência (em trabalho) solicitada ao motor é definida pelas características da carga, isto é, independente da potência do motor. Nota: deve-se observar que se aplicarmos uma carga superior à potência nominal do equipamento, ocorrerá a precipitação da fadiga através da alteração da sua corrente nominal, gerando um escorregamento irregular, saturando o campo magnético pelo aumento da temperatura e ocasionando o travamento e possível danos no bobinado. 13 Grau de Proteção do Spindle Seção 1 A norma NBR IEC 60034-5 define os graus de proteção dos equipamentos elétricos por meio das letras características IP, seguidas por dois algarismos. O 1º ALGARISMO indica o grau de proteção contra penetração de corpos sólidos estranhos e contato acidental. 1º ALGARISMO Algarismo 0 1 2 3 4 5 6 Indicação Sem proteção Corpos estranhos de dimensões acima de 50mm Corpos estranhos de dimensões acima de 12mm Corpos estranhos de dimensões acima de 2,5mm Corpos estranhos de dimensões acima de 1,0mm Proteção contra acúmulo de poeiras prejudiciais ao motor Totalmente protegido contra a poeira O 2º ALGARISMO indica o grau de proteção contra penetração de água no interior do motor. 2º ALGARISMO Algarismo Indicação 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Sem proteção Pingos de água na vertical Pingos de água até a inclinação de 15º com a vertical Água de chuva até a inclinação de 60º com a vertical Respingos de todas as direções Jatos d’água de todas as direções Água de vagalhões Imersão temporária Imersão permanente O grau de proteção de cada Spindle Tecmaf está mencionado na plaqueta de identificação do equipamento. 14 Seção 2 Instalação Todos os profissionais que realizam serviços em equipamentos elétricos, seja na instalação, operação ou manutenção, deverão ser permanentemente informados e atualizados sobre as normas e prescrições de segurança, que regem o serviço e, aconselhados a seguilas. Cabe ao responsável certificar-se antes do início do trabalho, de que tudo foi devidamente observado, e alertar seu pessoal para os perigos inerentes à tarefa proposta. Recomenda-se que este serviço seja efetuado por pessoal qualificado. Como medida de segurança, os equipamentos para combate a incêndios e avisos sobre primeiros socorros, não deverão faltar no local de trabalho; deverão estar sempre em locais bem visíveis e de fácil acesso. Os Spindles antes de serem expedidos, são balanceados e testados na fábrica, garantindo o seu perfeito funcionamento. Ao recebê-los, recomendamos cuidados e inspeção, verificando a existência de eventuais danos provocados pelo transporte. Caso eles tenham ocorrido, notificar imediatamente à empresa transportadora e a TECMAF ou através do representante mais próximo. Se a atmosfera ambiente for úmida, corrosiva ou conter substâncias ou partículas deflagráveis é importante assegurar o correto grau de proteção do equipamento. A instalação de motores onde existam vapores, gases ou poeiras inflamáveis ou combustíveis, oferecendo possibilidade de fogo ou explosão deve ser feita de acordo com a Norma IEC 60079-14. Em nenhuma circunstância os motores poderão ser cobertos por caixas ou outras coberturas que possam impedir ou diminuir o sistema de ventilação e/ou a livre circulação do ar durante seu funcionamento. A distância recomendada entre a entrada de ar do motor (para motores com ventilação forçada) e a parede, deve ser, no mínimo, o dobro do diâmetro da abertura da entrada de ar. O ambiente, no local de instalação, deverá ter condições de renovação do ar da ordem de 5m³ por minuto para cada 1 kW de potência do motor, considerando temperatura ambiente de até 40°C e altitude de até 1.000 metros. 15 Seção 2 Aspectos Mecânicos Base de Fixação: A base de fixação onde será colocado o motor deverá ser plana, limpa e isenta de vibrações. No dimensionamento da base do motor, deverá ser considerado o fato de que o motor pode, ocasionalmente, ser submetido a um torque maior que o torque nominal. Alinhamento: O Spindle de Alta Frequência deve estar perfeitamente alinhado com a máquina acionada, especialmente nos casos de acoplamento direto. Um alinhamento incorreto pode causar defeito nos rolamentos, vibração e até ruptura do eixo. A melhor forma de se conseguir um alinhamento correto é usar relógios comparadores, colocados um em cada semi-luva, um apontando radialmente e outro axialmente. Assim é possível verificar simultaneamente o desvio de paralelismo e o desvio de concentricidade, ao dar-se uma volta completa nos eixos. Os mostradores devem estar concêntricos. Acoplamento: Deve-se sempre preferir o acoplamento direto, devido ao menor custo, menor espaço ocupado, ausência de deslizamento (correias) e maior segurança contra acidentes. No caso de transmissão com redução de velocidade, é usual também o acoplamento direto através de redutores. CUIDADOS: Alinhar cuidadosamente as pontas de eixos, usando acoplamento flexível. Balanceamento: Conforme norma ISO 1940, balanceamento é o processo que procura melhorar a distribuição de massa de um corpo, de modo que este gire em seus mancais sem forças de desbalanceamento. A vibração de um Spindle está intimamente relacionada com sua montagem, e por isso é geralmente desejável efetuar as medições de vibração nas condições reais de instalação e funcionamento. Contudo, para permitir a avaliação do balanceamento e da vibração de motores elétricos girantes, é necessário efetuar tais medições, com a máquina desacoplada, sob condições de ensaio determinadas de forma a permitir a reprodutividade dos ensaios e obtenção de medidas comparáveis. 16 Seção 2 Aspectos Elétricos É de grande importância observar a correta alimentação de energia elétrica. A seleção dos condutores, sejam os dos circuitos de alimentação dos motores, sejam os dos circuitos terminais ou dos de distribuição, deve ser baseada na corrente nominal dos motores, conforme norma ABNT – NBR 5410. Vedação do conector / caixa de ligação: O(s) furo(s) de passagem dos cabos de alimentação deverá(ão) ser vedado(s) durante o processo de instalação do Spindle, para prevenir eventuais contaminações internas, ou mesmo a entrada de corpos estranhos no conector / caixa de ligação. IMPORTANTE: caso o Spindle seja instalado ao tempo ou em ambiente com presença de água (constante ou eventual), o cabo de alimentação deverá ser do tipo multipolar e a vedação do(s) furo(s) do conector / caixa de ligação deverá ser feita com prensa-cabo de bitola compatível com a bitola do cabo de alimentação. 17 Seção 2 Temperatura do Ambiente de Trabalho Conforme as NBR-15626-1 e NBR-15626-2, as condições usuais de trabalho são: a) Altitude não superior a 1.000 metros acima do nível do mar; b) Meio refrigerante (ar ambiente, líquido ou ar comprimido) com temperatura não superior a 40ºC e isenta de elementos prejudiciais. Os Spindles TECMAF que necessitam de refrigeração líquida devem, obrigatoriamente, trabalhar acoplados à um sistema de resfriamento (chiller) com controle de temperatura do líquido refrigerante. Spindles que trabalham em temperaturas inferiores a -20ºC apresentam os seguintes problemas: a) Excessiva condensação, exigindo drenagem adicional ou instalação de resistência de aquecimento, caso o motor fique longos períodos parado. b) Formação de gelo nos mancais, provocando endurecimento das graxas ou lubrificantes nos mancais, exigindo o emprego de lubrificantes especiais ou graxa anti-congelante. Em Spindles que trabalham em temperaturas ambientes constantemente superiores a 40ºC, o enrolamento pode atingir temperaturas prejudiciais à isolação. Para locais, onde a ventilação do Spindle é prejudicada, recomendamos a utilização de Spindles sem ventilação forçada (ventoinha); Obedecendo estes valores de altitude e temperatura ambiente, o Spindle fornecerá, sem sobreaquecimento, sua potência nominal. 18 Seção 2 Procedimento de Start-up* Sempre deve-se utilizar uma rampa de aceleração suave. Jamais deve-se aplicar cargas a um Spindle ainda “frio”. Antes de iniciar o trabalho, ligue o Spindle em 50% de sua rotação nominal por cerca de 10 minutos. Isto permite que os rolamentos, mancais e eixo alcancem suas dimensões projetadas através da expansão térmica. Aplicação de cargas a um Spindle “frio” pode causar desgaste prematuro dos rolamentos. Uma vez que o Spindle foi instalado na máquina, siga o procedimento de start-up da tabela abaixo. O Spindle deve ser ligado de acordo com o sentido de rotação especificado. Caso não haja informação sobre a direção do eixo, o Spindle pode girar em qualquer direção. O procedimento de aquecimento do Spindle descrito na tabela refere-se ao start-up diário ou a qualquer momento que o Spindle estiver à temperatura ambiente. Não seguindo este procedimento, a garantia do Spindle será anulada. Rotação do Spindle Ciclo de Tempo (min) 50% da Rotação Nominal 75% da Rotação Nominal 100% da Rotação Nominal 5 3 3 Quando o Spindle for estocado por mais de 30 dias, deve-se seguir o procedimento de start-up descrito na tabela abaixo: Rotação do Spindle Ciclo de Tempo (min) 20% da Rotação Nominal 50% da Rotação Nominal 75% da Rotação Nominal 100% da Rotação Nominal 25 10 10 15 Resfriamento: Durante o turno de trabalho, recomendamos que o sistema de refrigeração Spindle (ventoinha, ar comprimido ou líquido) sempre permaneça ligado (sem interrupções). 19 Seção 2 Temperatura de Trabalho do Spindle A temperatura de trabalho dos mancais do Spindle deverá ser sempre igual ou inferior a 30º C acima da temperatura ambiente. Requisitos Recomendados para o Chiller / Spindles série TL: Descrição Valor Temperatura do Líquido – saída Temperatura Limite do chiller Líquido Refrigerante Volume 20 à 25º C 30º C 80% água / 20% fluído 3 litros / min à 2 Bar 20 Seção 2 Requisitos de Ar Comprimido A qualidade do ar em um Spindle é fundamental para o correto uso do equipamento. Particularmente, como em todos os equipamentos que utilizam ar comprimido, as variações na pressão do ar e temperatura podem danificar os rolamentos do Spindle, além do sistema de fixação de ferramenta. Para evitar este problema, citamos abaixo algumas especificações gerais sobre a qualidade do ar de acordo com a norma ISO 8573.1 – Classe 1: - Quantidade de poluição aceitável: 0,1 mm - Concentração de poluição aceitável 0,1 mg/m³ - Quantidade de partículas de óleo aceitável 0,01 mg/m³ Para isto, recomendamos um sistema de filtros em duas fases, com um filtro de 25 micron, seguido por um filtro de 5 micron, separados por dois metros. A pressão do ar comprimido para refrigeração do Spindle deve ser de 6 bar. Umidade – Especificações: - Ponto de condensação à 6 bar +3 ºC - Ponto de condensação na pressão atmosférica -22 ºC Correspondente à 0,75 g/m³ Quando um secador de ar não está disponível na linha de alimentação, um sistema de filtro para secagem do ar é recomendado. 21 Seção 2 Riscos Associados ao Uso Inadequado e Manuseio 1. Jamais tenha contato físico com qualquer máquina em movimento; 2. Tome precauções para evitar o contato acidental: evite utilizar roupas solas, prenda os cabelos, retire os acessórios que possam ficar presos nas peças móveis ou causar choque elétrico; 3. Use Equipamentos de Proteção Individual, como óculos de segurança, protetor auricular, etc. quando da proximidade com o Spindle; 4. Nunca remova, modifique ou substitua os dispositivos de segurança ou partes do Spindle; 5. Se houver necessidade de remoção de dispositivos de segurança por qualquer motivo, certifique-se que eles estejam devidamente instalados e em funcionamento antes de operar o Spindle; 6. Antes de iniciar o funcionamento do Spindle, garanta que todos os dispositivos de segurança estão em bom funcionamento; 7. Parafusos soltos podem causar acidentes graves. Verifique se todos os parafusos estão apertados e instalados corretamente; 8. Não tente consertar ou alterar as configurações do Spindle sem autorização para isso; 9. Não utilize o Spindle para cortar materiais não recomendados; 10. Não opere o Spindle em ambientes onde há risco de explosão; 11. Tenha cuidado ao manusear ferramentas. Algumas ferramentas podem ser extremamente afiadas e devem ser removidas antes da manutenção do Spindle; 12. Cuidado com as peças rotativas, mesmo após desligar o Spindle; 13. Realize todas as manutenções programadas para o Spindle. A não realização das manutenções causam operações incorretas e desgaste do equipamento; 14. Não retire as etiquetas de advertência e os dispositivos de segurança do Spindle. Assegure que todas as etiquetas de segurança estão legíveis e não obstruídas da vista do operador; 15. Não levante o Spindle pelo conector (ou caixa de ligação) ou pela tampa do cooler. Estas peças não são projetadas para suportar as forças associadas com o levantamento do Spindle e podem quebrar; 16. Sempre respeitar as precauções de segurança prescritas neste manual. 22 Seção 3 Manutenção e Limpeza A manutenção dos Spindles resume-se numa inspeção periódica quanto a níveis de isolamento, elevação de temperatura, desgastes excessivos, correta lubrificação dos rolamentos e eventuais exames no ventilador, para verificar o correto fluxo de ar. A frequência com que devem ser feitas as inspeções, depende do tipo de motor e das condições do local de aplicação do motor. Limpeza: Os Spindles devem ser mantidos limpos, isentos de poeira, detritos e óleos. Para limpá-los, deve-se utilizar panos limpos de algodão. Se a poeira não for abrasiva, deve-se utilizar o jateamento de ar comprimido, soprando a poeira da tampa defletora e eliminando toda acumulação de pó contida nas pás do ventilador e nas aletas de refrigeração, permitindo assim a livre circulação de ar. Em Spindles com proteção IP54, recomenda-se uma limpeza no conector / caixa de ligação. Esta deve apresentar os bornes limpos, sem oxidação, em perfeitas condições mecânicas e sem depósitos de pó nos espaços vazios. As ferramentas, porta-ferramentas, cones, porcas e pinças devem ser limpos com álcool. Nunca utilize óleos ou lubrificantes para limpeza destes itens. Ferramentas e acessórios sujos podem causar desalinhamento da ferramenta, desbalanceamento, aperto incorreto de ferramenta e cortes de má qualidade. 23 Seção 3 Lubrificação dos Rolamentos Os Spindles TECMAF são fornecidos com rolamentos rígidos de esferas (com blindagem e folga C3) que não necessitam ser lubrificados ou rolamentos de contato angular. A finalidade da manutenção, neste caso, é prolongar o máximo possível, a vida útil do sistema de mancais. A manutenção abrange: a) observação do estado geral em que se encontram os mancais; b) lubrificação e limpeza; c) exame minucioso dos rolamentos. Qualidade e Quantidade de Graxa (Rolamentos de Contato Angular): É importante que seja feita uma lubrificação correta, isto é, aplicar a graxa correta e em quantidade adequada, pois uma lubrificação deficiente, tanto quanto uma lubrificação excessiva trazem efeitos prejudiciais. A lubrificação em excesso acarreta elevação de temperatura, devido a grande resistência que oferece ao movimento das partes rotativas e acaba por perder completamente suas características de lubrificação. Isto pode provocar vazamento, penetrando a graxa no interior do motor e depositando-se sobre as bobinas ou outras partes do motor. Graxas de base diferente nunca deverão ser misturadas. Para uma lubrificação correta, recomendamos a consulta ao catálogo do fabricante do rolamento. 24 Seção 3 Substituição dos Rolamentos A desmontagem de um Spindle para troca de rolamentos somente deverá ser feita por pessoal qualificado. A desmontagem dos rolamentos não é difícil, desde que sejam utilizadas ferramentas adequadas (extrator de rolamentos, dispositivos de prensagem, aquecedores). É essencial que a montagem dos rolamentos seja efetuada em condições de rigorosa limpeza, temperatura controlada e por pessoal qualificado, para assegurar um bom funcionamento e evitar danos. Rolamentos novos somente deverão ser retirados da embalagem no momento de serem montados. Antes da colocação do rolamento novo, se faz necessário verificar se o encaixe no eixo não apresenta sinais de rebarba ou sinais de pancadas. Os rolamentos não podem receber golpes diretos durante a montagem. Também deve-se tomar cuidado quanto às batidas e/ou amassamento dos encaixes das tampas e da carcaça e na retirada do conector / caixa de ligação, evitando quebras ou rachaduras na carcaça. Balanceamento do Rotor: Para toda e qualquer substituição de rolamentos, é necessário fazer a verificação do balanceamento do eixo rotor do Spindle. 25 Seção 3 Substituição dos Rolamentos Montagem: a) fazer inspeção de todas as peças visando detectar problemas como: trincas nas peças, partes encaixadas com incrustações, roscas danificadas, etc; b) montar fazendo uso de martelo de borracha e bucha de bronze, certificando-se de que as partes encaixam entre si perfeitamente; c) após a montagem do conector / caixa de ligação, observar se houve uma perfeita vedação das janelas, inclusive na passagem dos cabos. Testes: Girar o eixo com a mão, observando problemas de arraste nas tampas e anéis de fixação. 26 Seção 3 Ferramentas 1. Mantenha as ferramentas sempre afiadas, visando reduzir a força e o calor na ferramenta e manter a qualidade do corte; 2. Monitore a corrente (amperagem) do Spindle para detectar a perda de afiação da ferramenta. O calor gerado pelas ferramentas pode superaquecer a graxa dos rolamentos, evaporar seus componentes essenciais e diminuir a vida útil dos rolamentos; 3. A temperatura máxima dos mancais é de 70ºC. O excesso de calor prejudica o funcionamento dos porta-ferramentas, porcas de aperto e pinças; 4. Use apenas ferramentas, porta-ferramentas e porcas balanceadas; 5. Balanceie toda ferramenta após sua afiação. A vibração das ferramentas desbalanceadas podem danificar rapidamente os rolamentos do Spindle; 6. Substitua por novos, todo porta-ferramenta, porca e pinças que estiverem gastos, arranhados ou deformados, evitando assim o deslizamento da ferramenta e o desbalanceamento do conjunto; 7. Quando necessário, utilize sensores de vibração junto aos Spindles; 8. A vida útil de uma pinça é de igual ou inferior a 700 horas. 9. CUIDADO: o desgaste de ferramentas leva o operador a apertar demasiadamente as porcas e pinças, danificando estes acessórios. 27 Pinças Seção 3 A maneira como uma pinça foi projetada para ser usada normalmente difere da maneira que as pinças são utilizadas na prática. Isto é lamentável, dado o papel fundamental que desempenham estas peças. A pinça é responsável pela fixação da ferramenta de corte no porta-ferramenta (ou eixo do Spindle). A pinça, e não o porta-ferramenta, é quem atua na fixação da ferramenta. Segurando e posicionando a ferramenta, ela determina a força de fixação e a centralização e, portanto, pode determinar também a capacidade do processo de produção. Melhorar a maneira como as pinças são utilizadas é uma forma da empresa melhorar o uso de suas ferramentas. Talvez o conselho mais simples está relacionado com o detalhe negligenciado com mais frequência: a limpeza. As pinças são revestidas com um óleo anti-ferrugem antes de serem embaladas e enviadas. Este revestimento de proteção é essencial para a preservação da pinça, porém deve ser removido antes de sua utilização. O óleo reduz a força de preensão e também pode afetar a centralização. Para remover esta camada protetora, recomenda-se pulverizar um óleo de limpeza, como WD40, por exemplo, e seca-la posteriormente com uma toalha. Após certo tempo de uso, a pinça pode apresentar manchas em suas áreas cônicas. Estas manchas podem ser resultado de sujeira no porta-ferramenta (ou eixo do Spindle), cavacos das peças usinadas, líquido de refrigeração sujo ou a queima da qualquer óleo que foi deixado na superfície da pinça. Ao tentar remover estas manchas, não utilize ferramentas que possam deformar ou remover o material da pinça. A melhor ferramenta de limpeza é uma escova de latão, podendo ser usada com ou sem um agente de limpeza. Se a mancha não for removida, então deve-se substituir a pinça. Corpos estranhos na pinça são problemas suficientes para afetar a performance da ferramenta. Limpe também o interior da pinça. Após a limpeza, inspecione visualmente se há quaisquer detritos e sinais de danos. E finalmente limpe as ranhuras. As ranhuras permitem que a pinça prenda a ferramenta, portanto qualquer coisa dentro de uma ranhura reduz a força de fixação da pinça e aumenta a excentricidade. Pode-se utilizar um metal fino ou uma lâmina de plástico para limpar completamente os detritos dentro das ranhuras. 28 Seção 3 Pinças Sinais de Danos ou Mau Uso: Após a limpeza das pinças, verifique as mesmas quanto a sinais de mau uso. Esta inspeção é rápida e, geralmente, pode ser feita durante o processo de montagem do portaferramentas (ou eixo do Spindle). Deve ser checado: 1. Há alguma ranhura no “nariz” da pinça? Isto indica que a pinça e a porca foram montadas incorretamente. 2. Há marcas profundas em torno da bitola da pinça? Isto indica que as ferramentas não foram inseridas dentro da profundidade mínima para fixação. 3. A pinça perdeu a forma arredondada? Tanto na sede da ferramenta, quanto no diâmetro externo? 4. Há rebarbas no material da pinça? Caso a resposta para uma destas questões for sim, deve-se substituir a pinça imediatamente. O que pode causar a descentralização da ferramenta? 1. Montagem imprópria da pinça na porca: na montagem incorreta, a pinça é colocada primeiro no porta-ferramenta (ou eixo do Spindle), e em seguida a porca é colocada. Em uma montagem correta (veja imagem ao lado), a pinça é colocada primeiramente na porca, em seguida a ferramenta é inserida na pinça e, depois a porca é rosqueada no portaferramenta (ou eixo do Spindle). A montagem incorreta pode causar desalinhamento de até 0,03mm; 2. Não inserir a ferramenta suficientemente dentro da pinça: para cada modelo de pinça, há uma capacidade mínima de profundidade da ferramenta. Se a ferramenta é colocada numa profundidade rasa dentro da pinça, ocorrerá a descentralização, pois a pinça sofrerá deformação; 3. Aperto excessivo da porca: apertando a porca com muita força pode ocasionar a deformação da pinça, e consequentemente, a descentralização da ferramenta; 4. Pino de tração gasto: o pino de tração, ou o botão de retenção, é parafusado no final do cone do porta-ferramenta. Pino de tração gasto ou danificado pode causar descentralização de até 0,03mm. 29 Pinças Seção 3 Como conseguir maior centralização e força de aperto: 1. Primeiro, limpe bem antes de montar, não somente a pinça, mas também a porca e o porta-ferramenta (ou eixo do Spindle); 2. Coloque uma leve camada de óleo na parte externa da pinça, cobrindo-a por completo, mas não em excesso. Esta camada de óleo tem por finalidade reduzir o atrito entre a pinça e o porta-ferramenta (ou eixo do Spindle), quando a pinça é empurrada para dentro da cavidade. A pinça que desliza mais facilmente permite uma aplicação maior do torque da porca, permitindo uma maior centralização do porta-ferramenta (ou eixo do Spindle). O resultado é uma maior e melhor centralização quando do travamento da porca; 3. Certifique-se de que, pelo menos o comprimento da ferramenta ocupa 2/3 do comprimento da pinça. Quando a ferramenta não é inserida dentro da profundidade mínima da pinça, ocorre uma deformação indevida da pinça, e consequentemente, uma excentricidade; 4. Ao realizar o aperto da porca, aplique apenas o torque necessário (conforme tabela abaixo). Use uma chave de aperto de qualidade para observar este limite. O torque excessivo da porca não permite um maior aperto da pinças, e sim uma excentricidade da mesma. Quanto maior a força aplicada, mais a pinça quer “torcer” com a porca. 5. Evite o fenômeno de torção da pinça utilizando uma porca que reduz o atrito entre a porca e a pinça. Diferentes variedades de porcas permitem esta baixa fricção, através de revestimentos impregnados, rolamentos de esferas e rolamentos de fricção. Especificações de Torque de Porcas Porca Tipo de Chave Torque Máx. (Nm) Torque Recomend. (Nm) ER-16 Canhão 67 61 ER-16 Sextavada Sextavada 67 61 ER-20 Canhão 100 90 ER-20 Sextavada Sextavada 100 90 ER-25 Canhão 128 115 ER-25M Castelo 39 33 ER-32 Canhão 169 151 ER-40 Canhão 189 170 30 Seção 3 Controle de Manutenção Periódica TIPO DE CONTROLE FREQUÊNCIA DE AFERIÇÃO Limpeza Externa Diariamente Limpeza do cone/eixo porta ferramenta Diariamente Lubrificação de Rolamentos Controle de cabos de alimentação e sensores Controle de tubos de conexão pneumáticos e hidráulicos Controle de vibração PROCEDIMENTOS DE INTERVENÇÃO Utilizar um pano úmido, e após a limpeza, secar imediatamente com um pano seco. Quando do trabalho com presença de pó, limpar o cone/eixo porta ferramenta com jatos de ar comprimido. Não necessita Não necessita. Verificar a ligação dos cabos de alimentação e sensores e se os mesmos não estão cortados ou rompidos. Verificar se tubos e mangueiras de conexão pneumáticos e hidráulicos estão cortados ou rompidos. Verificar se o motor está fixado corretamente e se não há parafusos soltos. Semanalmente Semanalmente Semanalmente 31 Seção 3 Armazenagem Os Spindles não devem ser erguidos pelo eixo, mas sim pelo corpo da carcaça. O levantamento ou depósito deve ser suave, sem choques. Caso contrário, os rolamentos podem ser danificados. Se os Spindles não forem imediatamente instalados, devem ser armazenados em local seco, isento de poeira, gases, agentes corrosivos, dotados de temperatura uniforme, colocando-os em posição normal e sem encostar-se a eles outros objetos. Spindles armazenados por um período prolongado, poderão sofrer queda da resistência de isolamento e oxidação nos rolamentos. Os mancais e o lubrificante merecem importantes cuidados durante o período de armazenagem. Permanecendo o Spindle inativo, o peso do eixo do rotor tende a expulsar a graxa para fora da área entre as superfícies deslizantes do rolamento, removendo a película que evita o contato metal-com-metal. Como prevenção contra a formação de corrosão por contato nos rolamentos, os Spindles não deverão permanecer nas proximidades de máquinas que provoquem vibrações. Recomendamos também que: a) os Spindles montados e em estoque, devem ter seus eixos periodicamente girados, pelo menos uma vez por mês, para renovar a graxa na pista do rolamento; b) com relação à resistência de isolamento, é difícil prescrever regras fixas para seu valor real uma vez que ela varia com o tipo, tamanho, tensão nominal, qualidade e condições do material isolante usado, método de construção e os antecedentes da construção do equipamento; c) sejam feitos registros periódicos que serão úteis como referência para se tirar conclusões quanto ao estado em que o equipamento se encontra. 32 Seção 3 Informações Ambientais Embalagem: Os Spindles Tecmaf são fornecidos em embalagens de papelão e/ou madeira. Estes materiais são recicláveis ou reutilizáveis. Produto: Os Spindles, sob o aspecto construtivo, são fabricados essencialmente com metais ferrosos (aço, ferro fundido), metais não ferrosos (cobre, alumínio) e plástico. O Spindle, de maneira geral, é um produto que possui vida útil longa, porém quando de seu descarte, a TECMAF recomenda que os materiais da embalagem e do produto sejam devidamente separados e encaminhados para reciclagem. Os materiais não recicláveis deverão, como determina a legislação ambiental, ser dispostos de forma adequada, ou seja, em aterros industriais, co-processados em fornos de cimento ou incinerados. Os prestadores de serviços de reciclagem, disposição em aterro industrial, co-processamento ou incineração de resíduos deverão estar devidamente licenciados pelo órgão ambiental de cada estado para realizar estas atividades. 33 Seção 4 Aplicação Velocidade do Spindle: A velocidade incorreta do Spindle é um erro comum na aplicação destes equipamentos. Geralmente, cada material possui um perfil de corte e uma velocidade de corte ideal. Ferramentas de diâmetros maiores requerem velocidades mais lentas. O equilíbrio entre a velocidade do Spindle e o avanço de corte da ferramenta, permite um melhor acabamento de corte e aumenta a vida útil da ferramenta e do Spindle. A velocidade do Spindle é controlada por um Inversor de Frequência. Todos os Spindles são motores assíncronos trifásicos com velocidade variável de 0 RPM até a rotação máxima do Spindle. A potência de alimentação do Inversor de Frequência deve coincidir com a potência absorvida pelo Spindle. Avanço de Corte: O avanço de corte da máquina deve ser equilibrado de acordo com a rotação do Spindle. Mudando um, influencia o outro. Avanços de corte muito lentos diminuem a vida útil da ferramenta, devido ao superaquecimento, podendo gerar “queimaduras” no trabalho. Outro fator no aumento de temperatura da ferramenta é a falta de refrigeração nas lâminas (asas) de corte. Muitas vezes, o melhor avanço de corte é obtido através de tentativa e erro. Porém, recomendamos ao usuário consular seu fornecedor de ferramentas para o aconselhamento dos dados de corte necessários para sua aplicação. Ciclo: Todos os Spindles Tecmaf são classificados em ciclos S1. Isto significa que o Spindle é capaz de executar sua potência nominal em 100% do tempo. Quando mencionamos neste Manual que os Spindles das séries TV e TF oferecem ciclos de 70% é porque o ventilador não é capaz de remover o calor de forma eficiente para permitir cortes com carga total 100% do tempo. Os rolamentos poderão superaquecer e danificar o Spindle. Porém, a potência do Spindle ainda está em ciclo S1. 34 Seção 4 Seleção do Spindle através do Material Tipo de Material Série Formato TV TF TA TL Bloco / Placa Chapa Chapa Chapa Bloco / Placa Chapa Placa Placa / Moldado Placa Todos Placa Todos Placa / Tubo Titânio e Ligas Térmicas Ligas de Aço Aço Inoxidável Liga de Aço Carbono Pedras, Granito e Mármore Aço Rápido Alumínio Fenolite e Fibra de Vidro Policarbonato Rígido Madeira (rígida) Madeirite Madeira (mole) Plástico e PVC flexível MDF (Medium Density Placa Fiberboard) Bloco / Moldado Espumas rígidas Todas as séries descritas acima são adequadas para corte, furação, fresamento e polimento. ADEQUADO 35 ATENÇÃO NÃO ADEQUADO Seção 5 Falhas Comuns em Spindles Alta Carga Radial: Esta falha ocorre quando o avanço de corte da máquina é muito rápido para o material a ser cortado, ou quando o alto avanço de corte empurra uma ferramenta com dentes danificados ou muito chatos. Esta falha é detectada através de danos causados no par de rolamentos dianteiros. Alta Carga Axial: Esta falha ocorre quando o Spindle sofre um grande impacto axial, tanto com a peça, quanto a mesa de trabalho. Esta falha é detectada através de danos causados no par de rolamentos dianteiros. Ferramenta Desbalanceada: Esta falha ocorre quando a ferramenta utilizada não está devidamente balanceada, ou quando as dimensões ou peso da ferramenta são superiores aos recomendados. Esta falha é detectada através de danos causados nos rolamentos dianteiros e traseiros. Estator em curto: Esta falha ocorre, normalmente, quando o Spindle não recebe a alimentação adequada. Na maioria dos casos, isto ocorre devido aos parâmetros do Inversor de Frequência não corresponderem adequadamente às características elétricas do Spindle. Esta falha é detectada pela conferência do cliente. Outras: Outras falhas ocorrem devido circunstâncias incomuns, tais como falha de parâmetros de inversor, falha no sistema de refrigeração, mau contato no conector de alimentação do Spindle. Impactos: Esta falha é causada, normalmente, pelo operador ou por erros de programação. Isto ocorre quando o Spindle é dirigido à mesa de trabalho, às peças usinadas ou aos componentes utilizados em torno de robôs. Esta falha é detectada através dos danos causados no eixo e até no próprio corpo do Spindle. 36 Seção 5 Solução de Problemas Problema: Não é possível atingir a velocidade nominal do Spindle. Solução: Verifique a tensão de entrada da máquina. Verifique as configurações de parâmetros do Inversor de Frequência. Problema: Vibração do Spindle ou acabamento ruim de corte. Solução: Verifique o balanceamento do porta-ferramenta. Verifique se o eixo do Spindle está torto. Verifique o balanceamento da ferramenta ou se o comprimento da mesma excede o limite máximo permitido. Problema: Superaquecimento do Spindle. Solução: Verifique o funcionamento do sistema de refrigeração do Spindle (por exemplo: se a pressão do ar comprimido está de acordo com as configurações do Spindle, se a ventoinha elétrica (cooler) está ligada, se a ventoinha presa ao eixo está girando normalmente, se o chiller está funcionando). Verifique a tensão de entrada. Verifique as configurações de parâmetros do Inversor de Frequência. Problema: Desgaste prematuro da ferramenta de corte. Solução: Verifique se o material da ferramenta não é adequado ao material cortado por ela. Reduza a profundidade de corte da ferramenta. Verifique o avanço de corte da ferramenta. Problema: Porta-ferramenta preso no cone do eixo do Spindle. Solução: Verifique se o atuador de pneumático está funcionando. Verifique se a pressão do ar comprimido está adequada para o atuador. Verifique se o recurso de limpeza do cone (quando aplicável) está funcionando. Verifique se o cone do eixo e o porta-ferramenta estão limpos. Verifique se o pino de tração está adequado ao cone do Spindle. Nota: sempre retire o porta-ferramenta do cone do eixo antes de desligar a máquina. Problema: Porta-ferramenta solto. Solução: Verifique se o cone do eixo do Spindle está gasto. Cones HSK exigem limpezas regulares para manter a força de fixação adequada. Verifique se o porta-ferramenta está gasto ou se o peso da ferramenta utilizada está acima do recomendado. Verifique se o pino de tração está adequado ao cone do Spindle. 37 Seção 5 Solução de Problemas Problema: Ruídos durante a troca automática de ferramentas. Solução: Verifique se há contaminação na linha de ar comprimido. Verifique o alinhamento do magazine de ferramentas e/ou ponto de troca. Problema: Ferramenta de corte solta. Solução: Verifique se há desgaste no cone do eixo do Spindle, porta-ferramentas, pinças, porcas de fixação e da própria ferramenta de corte. Problema: Quebra frequente das ferramentas de corte. Solução: Verifique o comprimento de corte. Verifique se o avanço de corte está alto. Verifique a possível quantidade excessiva de remoção de material. Problema: Spindle não consegue girar. Spindle com baixo torque de partida. Solução: Verifique se a ligação do Spindle está correta. Verifique as configurações de parâmetros do Inversor de Frequência. Problema: Spindle apresenta alta amperagem (em carga). Solução: Verifique a tensão e a frequência do Spindle. Verifique se há sobrecarga no momento de trabalho do Spindle. Verifique as configurações de parâmetros do Inversor de Frequência. Problema: Aquecimento excessivo nos mancais do Spindle Solução: Verifique se há excessivo esforço axial ou radial no eixo do Spindle. Verifique se o eixo do Spindle está torto. Verifique se a ferramenta está desbalanceada. 38 TECMAF Ltda. Rua Frederico Amadeu Covolan, 413 CEP: 13456-132 – Santa Bárbara d’Oeste - SP Fone (19) 3463-5087 - Fax (19) 3455-6070 [email protected] www.tecmaf.com.br 39