Ispezione e manutenzione dei servomotori BAUMULLER DS 56-M. Quando è necessario eseguire la boccolatura delle sedi?

L’ispezione dei servomotori Baumuller DS56-M dovrebbe comprendere non solo il controllo e la sostituzione dei cuscinetti, ma anche la misurazione delle sedi dei cuscinetti, la valutazione dell’allineamento dell’albero, la diagnostica del resolver o dell’encoder e il controllo delle condizioni elettriche degli avvolgimenti. La boccolatura delle sedi dovrebbe essere presa in considerazione quando la sede del cuscinetto è usurata, allargata o ovalizzata e il nuovo cuscinetto non può essere alloggiato correttamente. In questa situazione, la sola sostituzione del cuscinetto non elimina la causa del problema e può portare a una rapida ricomparsa del guasto.

Nel caso delle macchine di produzione, un problema di questo tipo ha un’importanza molto maggiore rispetto al costo di un singolo cuscinetto. Un gioco crescente può provocare vibrazioni, surriscaldamento, perdita di precisione dell’asse, danneggiamento del sistema di feedback e, nei casi estremi, anche il contatto tra elementi del rotore e dello statore. Per questo motivo, la manutenzione del servomotore DS56-M dovrebbe essere considerata come una diagnostica completa dell’intero gruppo elettromeccanico.

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Ispezione dei servomotori Baumuller DS56-M – cosa controllare prima di un guasto?

Cosa sapere sul servomotore Baumuller DS56-M prima dell’ispezione?

Il Baumuller DS56-M è un servomotore sincrono trifase destinato ad azionamenti industriali di precisione. La designazione M si riferisce alla variante con lunghezza media del pacco statorico all’interno di questa grandezza meccanica. I singoli esemplari possono differire, tra l’altro, per avvolgimento, velocità nominale, sistema di feedback, freno e parametri elettrici.

Per questo motivo, durante la diagnostica, l’ordinazione dei ricambi o la scelta di un motore sostitutivo, non bisogna basarsi esclusivamente sulla designazione DS56-M. Sono necessari i dati della targhetta, il numero articolo e le informazioni relative all’esecuzione meccanica e al sistema di misura.

A seconda della configurazione, nel sistema di feedback può essere utilizzato un resolver oppure un encoder SinCos. Per il corretto funzionamento dell’intero azionamento, lo stato dei cavi di segnale, la schermatura, la regolazione del trasduttore e la corrispondenza del segnale di posizione con la posizione del rotore sono quindi importanti quanto la meccanica del motore.

Quali sintomi indicano l’usura del servomotore DS56-M?

È preferibile eseguire l’ispezione dei servomotori Baumuller prima che l’asse si arresti completamente. Molti guasti si sviluppano gradualmente e manifestano in anticipo sintomi caratteristici.

Sintomo	Possibile causa	Intervento consigliato
Rumore o ronzio dei cuscinetti	Piste usurate, degradazione del grasso, danneggiamento del cuscinetto	Controllo dei cuscinetti e delle superfici di alloggiamento
Aumento delle vibrazioni	Gioco dei cuscinetti, sede usurata, disallineamento o danneggiamento del rotore	Misurazione dei giochi, delle sedi e della geometria del gruppo
Aumento della temperatura del motore	Maggiore resistenza meccanica, sovraccarico, sporco sulla carcassa o problema elettrico	Diagnostica meccanica ed elettrica
Strappi dell’asse	Segnale errato del resolver o dell’encoder, problema di impostazioni o di natura meccanica	Controllo del sistema di feedback e dell’azionamento
Gioco radiale dell’albero	Cuscinetto usurato o sede del cuscinetto danneggiata	Smontaggio e misurazione della sede
Errori di posizionamento ricorrenti	Resolver, encoder, cavo di feedback o danno meccanico	Diagnostica del segnale di misura

Rumore, vibrazioni e aumento della temperatura del motore

L’usura del sistema di cuscinetti aumenta la resistenza al rotolamento. Il servoazionamento deve quindi fornire una coppia maggiore per superare le resistenze meccaniche, con un possibile aumento dell’assorbimento di corrente e della quantità di calore generata. Contemporaneamente aumentano il livello di vibrazioni e il rumore.

L’aumento della temperatura non dovrebbe quindi essere considerato esclusivamente un problema dell’avvolgimento o dell’inverter. In pratica, la causa può essere anche l’usura meccanica del servomotore.

Gioco dell’albero e problemi di posizionamento

Un gioco percepibile dell’albero non dovrebbe essere attribuito automaticamente ed esclusivamente a un cuscinetto usurato. Se l’anello esterno ha ruotato per un lungo periodo nello scudo portacuscinetto, la sede potrebbe essersi usurata.

In questo caso, l’albero può perdere la corretta guida e il rotore non lavora più in perfetta coassialità rispetto allo statore. Ciò provoca un aumento delle vibrazioni e può influire sulla qualità della regolazione del servoazionamento. In uno stadio avanzato esiste inoltre il rischio di danneggiare altri componenti meccanici.

Come dovrebbe essere eseguita l’ispezione dei servomotori Baumuller?

Una manutenzione completa dei servomotori Baumuller dovrebbe combinare la diagnostica meccanica ed elettrica con il controllo del sistema di feedback. La sostituzione di un singolo componente senza individuare la causa originaria del guasto può soltanto rimandare il problema nel tempo.

Controllo dei cuscinetti e degli scudi portacuscinetto

Dopo lo smontaggio del motore, è necessario valutare lo stato dei cuscinetti, dell’albero e di entrambe le superfici di alloggiamento. Il controllo dovrebbe comprendere, tra l’altro:

• lo stato delle piste e degli elementi volventi,
• tracce di surriscaldamento o grippaggio,
• gioco radiale e assiale,
• lo stato della superficie dell’albero sotto l’anello interno,
• lo stato della sede dell’anello esterno nello scudo portacuscinetto,
• il diametro e l’ovalizzazione della sede,
• tracce di rotazione del cuscinetto nella sede,
• la coassialità dei componenti dopo la rigenerazione.

Particolarmente importante è lo stato dello scudo portacuscinetto. Un cuscinetto nuovo e di alta qualità non funzionerà correttamente se viene installato in una sede che non garantisce il corretto accoppiamento.

Diagnostica del resolver o dell’encoder SinCos

Il secondo elemento che richiede un controllo è il trasduttore di posizione. A seconda della versione, il DS56-M può lavorare con un resolver oppure con un encoder SinCos adeguato.

I problemi del sistema di misura possono manifestarsi con errori del servoazionamento, posizionamento instabile, strappi dell’albero o avvio errato dell’asse. La causa del guasto può essere il sensore stesso, il suo fissaggio meccanico, la contaminazione, il cavo di segnale, la schermatura oppure una sincronizzazione errata rispetto alla posizione del rotore.

La diagnostica dovrebbe comprendere la valutazione dei segnali di misura, dei collegamenti e dello stato meccanico del trasduttore. Dopo un intervento sul resolver o sull’encoder, è inoltre necessario mantenere o ripristinare la corretta regolazione rispetto al rotore.

Un errore del sistema di feedback non significa sempre che sia necessario acquistare l’intero servomotore. Invia la designazione DS56-M, il tipo di encoder o resolver e il codice di allarme. La diagnostica permetterà di valutare se è possibile regolare, rigenerare o sostituire soltanto il sistema di misura.

Controllo dell’avvolgimento e dell’isolamento dello statore

L’ispezione dei servomotori Baumuller dovrebbe comprendere anche la parte elettrica. Durante il funzionamento, l’avvolgimento dello statore è sottoposto a sollecitazioni termiche e all’alimentazione impulsiva del servoazionamento. Con il tempo, l’isolamento può deteriorarsi.

Durante la diagnostica è opportuno controllare la resistenza di isolamento e confrontare la resistenza e l’induttanza delle singole fasi. Eventuali differenze possono indicare un cortocircuito tra spire in fase di sviluppo, un problema di collegamento o un altro danneggiamento dell’avvolgimento.

La rilevazione precoce delle anomalie è particolarmente importante, perché un grave guasto dell’avvolgimento può influire anche sullo stadio di potenza dell’inverter o del servoamplificatore.

Perché è importante mantenere pulita la carcassa del DS56-M?

Nelle versioni che utilizzano la dissipazione naturale del calore, la superficie della carcassa partecipa allo scambio termico con l’ambiente. Uno strato di polvere, olio, grasso o altre impurità ostacola la dissipazione del calore.

La manutenzione regolare dei servomotori Baumuller dovrebbe quindi includere anche la pulizia della carcassa esterna e il controllo della tenuta. Si tratta di una semplice operazione preventiva che può ridurre la temperatura di esercizio e rallentare l’invecchiamento dell’isolamento.

Quando eseguire la boccolatura delle sedi del DS56-M e conviene effettuare la rigenerazione?

Cosa fare quando il cuscinetto non è correttamente alloggiato nella sede?

Se dopo lo smontaggio risulta che il nuovo cuscinetto non è correttamente alloggiato nello scudo, il problema non dovrebbe essere considerato risolto con la sola sostituzione. Prima di tutto è necessario controllare lo stato e la geometria della sede.

Un cuscinetto con un gioco percepibile nella sede può spostarsi durante il funzionamento o ruotare con l’anello esterno all’interno dello scudo portacuscinetto. Questo provoca un’ulteriore usura del materiale e l’allargamento della sede.

In una situazione del genere sorge una domanda tipica: cosa fare quando il cuscinetto non è correttamente alloggiato nella sede? La soluzione non dovrebbe consistere nel bloccare il cuscinetto in modo casuale senza aver prima misurato il danno. In un servomotore che richiede una guida precisa del rotore, è necessario mantenere la geometria dell’intero sistema.

Se lo scostamento dimensionale è significativo oppure la sede è ovalizzata, una possibile soluzione è la boccolatura della sede del servomotore.

Quando è necessaria la boccolatura delle sedi del servomotore?

La boccolatura delle sedi del DS56-M dovrebbe essere presa in considerazione soprattutto quando si verifica uno o più dei seguenti problemi:

• l’anello esterno del cuscinetto ha ruotato nello scudo,
• la sede presenta un diametro maggiorato,
• la sede è ovalizzata,
• sono visibili tracce di usura o surriscaldamento sulla superficie,
• il cuscinetto non mantiene la posizione corretta,
• dopo una precedente sostituzione dei cuscinetti il gioco è ricomparso rapidamente,
• l’albero presenta un gioco radiale eccessivo,
• si verificano problemi nel mantenimento dell’allineamento del rotore.

Un funzionamento prolungato con un cuscinetto danneggiato può portare all’usura della sede. Quando la pista è gravemente usurata oppure il cuscinetto inizia a grippare, aumentano le forze che agiscono sul suo alloggiamento. Di conseguenza, l’anello esterno può iniziare a muoversi rispetto allo scudo.

Proprio per questo motivo, durante la rigenerazione di un motore Baumuller non è sufficiente valutare soltanto il cuscinetto. È necessario controllare anche il componente nel quale è montato.

Come viene eseguita la boccolatura della sede di un servomotore?

La boccolatura delle sedi di un motore elettrico consiste nella ricostruzione meccanica della sede danneggiata. Nel caso di un servomotore di precisione, il processo deve tenere conto non solo del diametro nominale, ma soprattutto della coassialità rispetto agli altri componenti che guidano il rotore.

Un tipico processo di rigenerazione comprende:

1. la misurazione della sede danneggiata e la valutazione della sua geometria,
2. la determinazione dell’asse di riferimento per le lavorazioni successive,
3. l’alesatura della sede danneggiata,
4. la realizzazione di una boccola di riparazione adeguata,
5. l’installazione della boccola nello scudo portacuscinetto,
6. la lavorazione finale del foro alla dimensione corretta del cuscinetto,
7. il controllo della coassialità e dell’accoppiamento,
8. il montaggio di nuovi cuscinetti e un nuovo controllo della meccanica del motore.

Il materiale e il metodo di realizzazione della boccola devono essere scelti in funzione della struttura e delle condizioni di esercizio del motore specifico. Il risultato finale è fondamentale: ripristinare un alloggiamento stabile e coassiale del cuscinetto.

Smontaggio e montaggio dei cuscinetti nel motore Baumuller DS56-M

Lo smontaggio dei cuscinetti in un motore Baumuller richiede particolare attenzione a causa della struttura del rotore, del sistema di feedback e delle forze magnetiche presenti in un motore sincrono.

Un uso improprio degli utensili può danneggiare le superfici dell’albero, lo scudo, il resolver o altri componenti. Un rischio analogo si presenta durante il montaggio di nuovi componenti.

Il montaggio dei cuscinetti in un motore Baumuller dovrebbe avvenire mantenendo la pulizia e utilizzando un metodo che non trasferisca le forze di montaggio attraverso gli elementi volventi. Se in precedenza è stata eseguita la boccolatura della sede del servomotore, prima dell’assemblaggio è necessario confermare anche la corretta geometria della sede rigenerata.

Dopo l’assemblaggio è opportuno controllare:

• la libera rotazione dell’albero,
• il gioco assiale e radiale,
• l’eccentricità dell’albero,
• la posizione del rotore rispetto allo statore,
• il corretto funzionamento del sistema di feedback,
• il livello di rumore e vibrazioni durante il test,
• la temperatura e l’assorbimento di corrente.

Riparazione, rigenerazione o sostituzione del Baumuller DS56-M?

Non tutti i guasti del DS56-M richiedono l’acquisto di un motore nuovo o usato. Se lo statore, il rotore e i principali componenti meccanici sono idonei alla rigenerazione, la riparazione può risultare più vantaggiosa in termini di costi, tempi e mantenimento della compatibilità con la macchina esistente.

La rigenerazione di un motore Baumuller può comprendere, tra l’altro, la sostituzione dei cuscinetti, la boccolatura delle sedi, la riparazione dell’albero, la diagnostica degli avvolgimenti, l’assistenza al sistema di feedback, il controllo del freno, il ripristino delle tenute e il test finale.

È opportuno prendere in considerazione l’acquisto di un altro motore quando:

• i danni meccanici sono molto estesi,
• lo statore o il rotore hanno subito gravi danni,
• la riparazione non garantirebbe una durata ragionevole,
• è necessario immediatamente un dispositivo sostitutivo,
• la modernizzazione della macchina giustifica il passaggio a un’altra soluzione di azionamento.

Quando si acquista un sostituto, è necessario confrontare non soltanto la designazione DS56-M, ma anche i dati nominali, l’esecuzione dell’albero e della flangia, il sistema di feedback, il freno, i connettori e gli altri elementi che influiscono sulla compatibilità.

Come ridurre i tempi di fermo dopo un guasto del servomotore Baumuller?

Per il reparto manutenzione, spesso il costo principale non è la riparazione stessa, ma il tempo di fermo della macchina. Per questo motivo, in caso di guasto, è opportuno analizzare parallelamente diversi scenari:

• diagnostica express e riparazione del DS56-M già installato,
• rigenerazione del motore danneggiato,
• fornitura di un dispositivo sostitutivo compatibile,
• acquisto di un esemplare funzionante da tenere a magazzino come ricambio critico,
• modernizzazione dell’azionamento se la soluzione attuale è difficilmente reperibile,
• vendita o acquisto del dispositivo guasto quando un’ulteriore rigenerazione non è giustificata.

Negli stabilimenti che dispongono di più macchine con azionamenti simili, è inoltre opportuno creare un elenco dei servomotori critici e raccogliere i dati delle relative targhette. Ciò accelera la scelta del dispositivo e il contatto con l’assistenza in caso di guasto.

Quando inviare il DS56-M a un centro di assistenza professionale?

È consigliabile affidare il servomotore a una diagnostica specializzata soprattutto quando si verifica gioco sull’albero, danneggiamento ricorrente dei cuscinetti, vibrazioni anomale, sospetto di usura della sede, errori del resolver o dell’encoder, strappi dell’asse, surriscaldamento o problemi elettrici.

Alla richiesta di assistenza è preferibile allegare:

• la designazione completa del motore,
• una foto della targhetta,
• il numero articolo, se disponibile,
• una descrizione della macchina e dell’applicazione,
• una descrizione dei sintomi prima del guasto,
• i codici di errore dell’inverter o del servoazionamento,
• l’informazione relativa a eventuali riparazioni precedenti del motore,
• foto dei danni visibili.

Sulla base di queste informazioni è possibile determinare molto più rapidamente l’ambito della diagnostica e decidere se la soluzione migliore sia l’assistenza, la rigenerazione, la boccolatura delle sedi, la riparazione del sistema di feedback, l’acquisto di un dispositivo sostitutivo oppure la modernizzazione dell’azionamento.

La produzione è ferma a causa di un guasto dello ZIEHL-ABEGG RH35C-ZID.DG.CR? Invia Hai bisogno della riparazione o dell’ispezione di un Baumuller DS56-M? Invia la designazione del dispositivo, una foto della targhetta e una descrizione del guasto. Richiedi informazioni su diagnostica, rigenerazione, boccolatura delle sedi, riparazione, disponibilità dei ricambi o di un dispositivo sostitutivo. —> Richiedi la riparazione

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