Published January 1, 2023 | Version v1
Publication Open

An experimental method for determining the service life and reliability of the CNC lathe main spindle bearing assembly

Creators

  • 1. Hanoi University of Science and Technology
  • 2. Vinh University

Description

The main spindle bearing assembly (MSBA) plays an important role in the quality and service life of CNC machine tools and industrial equipment. The MSBA is usually evaluated based on the allowable wear or the stiffness independently combined with the vibration characteristics. Therefore, it is very important to determine the service life of MSBA when the wear reaches the allowable value, and the stiffness is reduced to the allowable value. This paper studies the simultaneous relationship of wear, stiffness, and vibration characteristics of MSBA in a CNC lathe. The results show that the service life of MSBA is different when evaluated based on each criterion (wear or stiffness). The stiffness of the MSBA is reduced to the allowable limit [ J ] = 200 N/μm with a Root Mean Square (RMS) value of about 5.75 mm/s 2 . The wear of the MSBA reaches the allowable limit [ δ a ] = 5 μm with an RMS value of about 4.5 mm/s 2 . The life of MSBA calculated according to the stiffness criterion is about 1.18 times higher than that calculated based on the wear criterion. The average life of MSBA with standard lubrication according to the wear criterion reaches ∼15,799 h and RMS reaches ∼2.4508 mm/s 2 .

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تلعب مجموعة محمل المغزل الرئيسي (MSBA) دورًا مهمًا في جودة وعمر خدمة أدوات ماكينات CNC والمعدات الصناعية. عادة ما يتم تقييم MSBA بناءً على التآكل المسموح به أو الصلابة بشكل مستقل مع خصائص الاهتزاز. لذلك، من المهم جدًا تحديد عمر خدمة MSBA عندما يصل التآكل إلى القيمة المسموح بها، ويتم تقليل الصلابة إلى القيمة المسموح بها. تدرس هذه الورقة العلاقة المتزامنة لخصائص التآكل والصلابة والاهتزاز لـ MSBA في مخرطة CNC. تظهر النتائج أن عمر خدمة MSBA يختلف عند تقييمه بناءً على كل معيار (التآكل أو الصلابة). يتم تقليل صلابة MSBA إلى الحد المسموح به [ J ] = 200 نيوتن/ميكرومتر مع قيمة متوسط الجذر التربيعي (RMS) حوالي 5.75 مم/ثانية 2 . يصل تآكل MSBA إلى الحد المسموح به [ δ a ] = 5 ميكرومتر بقيمة RMS تبلغ حوالي 4.5 مم/ثانية 2 . عمر MSBA المحسوب وفقًا لمعيار الصلابة أعلى بحوالي 1.18 مرة من ذلك المحسوب بناءً على معيار التآكل. يصل متوسط عمر MSBA مع التشحيم القياسي وفقًا لمعيار التآكل إلى 15،799 ساعة و RMS يصل إلى 2.4508مم/ثانية 2 .

Translated Description (French)

L'ensemble de roulement de broche principal (MSBA) joue un rôle important dans la qualité et la durée de vie des machines-outils CNC et des équipements industriels. Le MSBA est généralement évalué en fonction de l'usure admissible ou de la rigidité indépendamment combinée aux caractéristiques de vibration. Par conséquent, il est très important de déterminer la durée de vie du MSBA lorsque l'usure atteint la valeur admissible et que la rigidité est réduite à la valeur admissible. Cet article étudie la relation simultanée des caractéristiques d'usure, de rigidité et de vibration du MSBA dans un tour CNC. Les résultats montrent que la durée de vie du MSBA est différente lorsqu'elle est évaluée en fonction de chaque critère (usure ou rigidité). La rigidité du MSBA est réduite à la limite admissible [ J ] = 200 N/μm avec une valeur moyenne quadratique (RMS) d'environ 5,75 mm/s 2 . L'usure du MSBA atteint la limite admissible [ δ a ] = 5 μm avec une valeur efficace d'environ 4,5 mm/s 2 . La durée de vie du MSBA calculée selon le critère de rigidité est environ 1,18 fois supérieure à celle calculée sur la base du critère d'usure. La durée de vie moyenne du MSBA avec une lubrification standard selon le critère d'usure atteint ∼15 799 h et le RMS atteint ∼ 2,4508 mm/s 2 .

Translated Description (Spanish)

El conjunto de rodamiento del husillo principal (MSBA) desempeña un papel importante en la calidad y la vida útil de las máquinas herramienta CNC y los equipos industriales. El MSBA generalmente se evalúa en función del desgaste permitido o la rigidez combinada independientemente con las características de vibración. Por lo tanto, es muy importante determinar la vida útil de MSBA cuando el desgaste alcanza el valor permisible y la rigidez se reduce al valor permisible. Este documento estudia la relación simultánea de las características de desgaste, rigidez y vibración de MSBA en un torno CNC. Los resultados muestran que la vida útil de MSBA es diferente cuando se evalúa en función de cada criterio (desgaste o rigidez). La rigidez del MSBA se reduce al límite permitido [ J ] = 200 N/μm con un valor cuadrático medio (RMS) de aproximadamente 5,75 mm/s 2 . El desgaste del MSBA alcanza el límite permitido [ δ a] = 5 μm con un valor RMS de aproximadamente 4,5 mm/s 2 . La vida útil de MSBA calculada de acuerdo con el criterio de rigidez es aproximadamente 1.18 veces mayor que la calculada en función del criterio de desgaste. La vida media del MSBA con lubricación estándar de acuerdo con el criterio de desgaste alcanza ∼15,799 h y el RMS alcanza ∼2.4508 mm/s 2 .

Files

mfreview220057.pdf.pdf

Files (24 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
24 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
طريقة تجريبية لتحديد عمر الخدمة وموثوقية مجموعة محمل عمود الدوران الرئيسي لمخرطة CNC
Translated title (French)
Une méthode expérimentale pour déterminer la durée de vie et la fiabilité de l'ensemble de roulement de la broche principale du tour CNC
Translated title (Spanish)
Un método experimental para determinar la vida útil y la fiabilidad del conjunto de rodamientos del husillo principal del torno CNC

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4367155595
DOI
10.1051/mfreview/2023005

Is supplement to
https://openalex.org/W591055645 (Other)
https://openalex.org/W4311167343 (Other)
https://openalex.org/W4283210367 (Other)
https://openalex.org/W2730007928 (Other)
https://openalex.org/W2555775159 (Other)
https://openalex.org/W2393145056 (Other)
https://openalex.org/W2382925371 (Other)
https://openalex.org/W2372377814 (Other)
https://openalex.org/W2363718127 (Other)
https://openalex.org/W2089271935 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Vietnam

References

  • https://openalex.org/W2000576754
  • https://openalex.org/W2029002604
  • https://openalex.org/W2086804445
  • https://openalex.org/W2142162317
  • https://openalex.org/W2143664990
  • https://openalex.org/W2597902973
  • https://openalex.org/W2899690017
  • https://openalex.org/W2911464562
  • https://openalex.org/W2944713744
  • https://openalex.org/W3008405248
  • https://openalex.org/W3025598494
  • https://openalex.org/W3140862450
  • https://openalex.org/W3164972121
  • https://openalex.org/W4235594362
  • https://openalex.org/W4281653992