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2020年9月7日月曜日

フライスMX-20のリードスクリュー支持ベアリング交換

 ここ半年ほど、フライスのY軸を+方向に送るとゴロゴロ音と振動が出るのは知っていて、ベアリングにキリコでも入ったんだろうな、と思いつつほったらかしにしていた。先日SCM材を側面円弧切削していて、45°方向近辺にギザギザが出ることに気付き、重い腰を上げてベアリング交換することにした。

削り面拡大はこんな感じ。

ギザギザの出た削り面

円弧の45度近辺、Y軸が+方向に動くところに強く出る。Y軸がマイナス方向では出ない。X方向だけ、Y方向だけ動くところでは出ない。

Y軸駆動部外観がこれ。

Y軸駆動部外観
ベアリング部は一応アルミテープでカバーしている。確かカバーは随分後で追加したはず。

モータとカップリングを外すとこんな状態。ありゃりゃ、これはまずいでしょう。
キリコが付着したリードスクリュー支持ベアリング部

モータ軸周辺にもキリコがくっついてる。
キリコが付着したステッピングモータ軸部

ベアリング回りもキリコだらけ。
キリコが付着したリードスクリュー支持ベアリング部詳細
アンギュラベアリングはシールドが付いていないので、ケアしてやらないと異物は入り放題。

ベアリングを抜いてみると、グリスがやけにメタリックな感じになってる。(写真はY+方向支持用、つまり奥側。Y-方向の手前側は、外側はキリコまみれだが、グリスも回転も特に問題無かった。)
リードスクリュー支持ベアリングのグリスの状態

ベアリングは一応洗って損傷具合をチェックした。
洗いかす。
リードスクリュー支持ベアリングの洗浄かすの金属片

フレーク状の金属片がたくさん。キリコそのままもいくつか。フレークはアルミのキリコがボールでのされたか?

ボール。ちょっと茶色っぽくなっているような気がするが、目に見える傷はない。
リードスクリュー支持ベアリングのボールの状態

外輪、内輪、リテーナー。
リードスクリュー支持ベアリングの外輪、内輪、リテーナの状態

傷は見当たらない。リテーナーは、内側の溝部分に金属フレークがぎっちり入っていた。
ベアリングは見た目きれいなので、洗って組んでもう一度使おうか、とも思ったが、組んでみるとやっぱりごろごろするので、新品交換。

さて、トラブルが出たのにベアリング交換だけでは反省が足りない。
キリコ対策を含め、もっときちんとした構造にしたい。
とはいえ、当座削るものもあるので、今はあまり時間をかけたくない。
で、ごみ除けのワッシャーを挟むことにした。アンギュラベアリングが7001なので外径Φ28、穴径Φ12。ワッシャーを入れるなら、外径Φ27くらいか?

最初、丸棒から削ろうかと思ったが、結構手間がかかるので板から作ることにして、ジャンク箱をあさって、端材のA5052 t1板を見つけだす。

金のこで外周を切ってドリルとカウンターシンクでΦ12穴を開け、(カウンターシンク外径がΦ12だったので。これだと板にきれいに丸穴が開く。)
アンギュラベアリングのシールドワッシャ製作 穴開け

切り離してバリを落とし、
アンギュラベアリングのシールドワッシャ製作 切り離し

2枚重ねてM12ボルトナットで固定してスクロールチャックで咥えて、
アンギュラベアリングのシールドワッシャ製作 旋盤チャッキング

外周を落としてΦ27とする。
アンギュラベアリングのシールドワッシャ製作 外周削り

バリを落として出来上がり、と思ったが、
アンギュラベアリングのシールドワッシャ製作 中間

仮組してみると、外輪とこすれるので、今度は1枚づつ再チャックして外側をΦ24まで0.3mm削る。
アンギュラベアリングのシールドワッシャ製作 旋盤で段差削り

出来上がり。こんなラフな治具もどきでも案外ちゃんと削れる。
アンギュラベアリングのシールドワッシャ製作 完成

薄い丸物は棒から作るより板から作るほうが楽、でした。

部品を洗浄して、ベアリングは新品にグリスを詰めて、
フライス盤Y軸リードスクリュー支持部部品

組立。シールドワッシャは奥にも付いてる。これで少々の異物は防いでくれるはず。
フライス盤Y軸リードスクリュー支持部ベアリングシールドワッシャ組付け状態


組みあがったらバックラッシを確認してMach3のバックラッシ補正値を見直し。

フライス盤Y軸バックラッシ測定

元0.042→0.056と若干増やした。バックラッシは位置によって違うので、補正値は最小値に合わせた。実バックラッシより補正値のほうが大きいと、補正動作時にぴょこんと動くので。
バックラッシの位置による違いは詳しく見ていくとなかなか悩むところで、小さい周期で案外大きく変動する。(最大-最小差が0.04mmくらいか?)おそらくリードスクリューのピッチのよろけか偏心の影響。(偏心が支配的だと思う。)これは別途ちゃんと確認しようと思う。

補正が終わったら、またアルミテープでカバーする。
フライス盤Y軸リードスクリュー駆動部外観(再組立後)

ベアリング交換前の円弧切削面(前出と同じ写真)
ギザギザの出た削り面(対策前)

ベアリング交換後。
ギザギザのない削り面(対策後)

ゴロゴロ音もなくなったし、とりあえずはこれで合格とする。
X軸は異音もないので、今は開けない。