для чего нужна сож
Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ)
Смазочно-охлаждающая жидкость (СОЖ) – это жидкий многокомпонентный состав, обеспечивающий 2 основных функции – смазывания и охлаждения, а в некоторых случаях еще и вымывание стружки из зоны обработки. Использование СОЖ обусловлено возникновением побочных эффектов при интенсивной механической обработке различных материалов, связанных с выделением тепла. В результате теплового расширения происходит деформация материала, что приводит к увеличению трения, быстрому износу инструмента, низкой точности обработки, а часто к браку. С применением СОЖ удается значительно повысить производительность и ресурс инструмента, снизить энергозатраты и достичь высокой точности обработки.
Применение
В основном смазочно-охлаждающие жидкости применяются в металлообработке резанием и деформацией. При этом нередко СОЖ используются для работы с твердыми хрупкими материалами – керамикой, стеклом, камнями. Некоторые эмульсии имеют расширенный спектр применения и с успехом используются как разделительные смазки для формовки бетонных изделий и конструкций, обработки катков при асфальтировании, а также в качестве охладителя при закалке металла.
Основными потребителями СОЖ стали:
Принцип действия
Смазочно-охлаждающая жидкость подается непосредственно в зону обработки режущим инструментом. При непрерывной подаче охлаждающая функция достигается путем теплоотведения. Для некоторых технологических процессов с периодической подачей СОЖ предусмотрено охлаждение, возникающее за счет испарения жидкости.
Смазывающая функция достигается путем образования на поверхности материала и инструмента масляной пленки, снижающей боковое трение сверла, резца, фрезы и исключающей задиры, заедание и налипание стружки на режущий инструмент. При штамповке, волочении, вырубке и особенно глубокой высадке охлаждающая смазка исключает задиры от штампа, образование разрывов и трещин в заготовке, снижает механические напряжения.
Качества и требования
Существует большое множество СОЖ, каждая из которых выделяется теми или иными качествами. Их свойства и особенности формируются в зависимости от обрабатываемого материала, вида и режима обработки, технологических особенностей оборудования. Таким образом, в зависимости от применения, можно выделить основные качества СОЖ в приоритетном порядке:
В зависимости от оборудования, которое обеспечивает подачу жидкости в нужном количестве и при определенном давлении, СОЖ должна соответствовать необходимой вязкости, противостоять вспениванию, обладать способностью к фильтрации. Учитывается также температурный режим применения, причем как самого процесса, так и окружающей среды. Здесь важными качествами становятся устойчивость к замерзанию, а при повышенных температурах обработки – негорючесть и низкая испаряемость.
Независимо от целей применения вся современная продукция должна соответствовать нормам экологии, гигиены и утилизации.
Виды и особенности
Все выпускаемые смазочно-охлаждающие жидкости классифицируются по физико-химическому состоянию.
Индустриальные масла, обогащенные присадками
Обладают высокой смазывающей способностью, удовлетворительной моющей и низкой охлаждающей. Их, как правило, применяют для холодной деформации металлов, где охлаждающие качества не играют основной роли. При этом в последнее время появилась новая технология, позволяющая использовать масла для эффективного охлаждения – это охлаждение в масляном тумане. Методика предусматривает подачу воздушно-масляного аэрозоля под высоким давлением, где поток воздуха усиливает охлаждающую функцию.
Эмульсолы
Это самые распространенные и недорогие продукты, поставляемые в виде водоразбавляемых концентратов. В составе продукта содержится до 85% минерального, синтетического или полусинтетического масла. Остальную часть составляют ПАВы (поверхностно-активные вещества) и биоциды.
Непосредственно перед применением (заправкой бачка станка), продукт разбавляется водой и перемешивается. При этом получается грубодисперсная эмульсия молочного цвета. Преимуществом такого продукта стала возможность регулировки смазывающих и охлаждающих свойств путем концентрации. Например, для глубокого сверления на низких оборотах концентрацию повышают, а для скоростного сверления − снижают. Жидкость сочетает охлаждающие и моющие способности воды и смазывающие − масла.
Входящие в состав ПАВы формируют противоизносные, противозадирные и антифрикционные свойства. Биоциды препятствуют развитию в жидкости микроорганизмов. Также в составе применяются антиокислительные и противокоррозионные ингибиторы.
Синтетические и полусинтетические микроэмульсии
Готовый к применению продукт, не требующий разведения водой. В его основе уже готовая водно-масляная эмульсия с высокой коллоидной стабильностью. Несмотря на двухфазное состояние, такая жидкость прозрачная, так как дисперсность масла доведена до молекулярного состояния.
Синтетические микроэмульсии характеризуются повышенными смазывающими, охлаждающими и моющими свойствами, за счет чего имеют более широкий диапазон применения по сравнению с эмульсолами. Кроме того, они характеризуются повышенным сроком эксплуатации и высокой способностью к фильтрации. Их часто применяют в высокоточных станках с ЧПУ.
Водные растворы углеводородов с добавками
Это продукт современных технологий – смазочно-охлаждающие жидкости, не содержащие масла. Представляют собой однофазную структуру водного раствора углеводородов, спиртов, кислот, минералов и др. Их состав может сильно различаться в зависимости от назначения. Наиболее распространенным компонентом является гликоль, который применяется в производстве антифриза и тормозной жидкости.
Преимущественными характеристиками, кроме самой высокой охлаждающей способности, стали сверхвысокая проницаемость. Благодаря этой способности жидкость используется в точных процессах обработки – калибровке, зенкованною и др. Применяется практически для любых материалов. В состав не входят биоциды так как вещество само по себе устойчиво к развитию грибков и бактерий, не вызывает аллергию, нетоксично. В отличие от масляных, такие СОЖ могут применяться в кислородной среде.
Лучшие смазочно-охлаждающие жидкости
В настоящее время к составу СОЖ предъявляются самые строгие экологические требования и вся продукция знаменитых брендов имеет соответствующие сертификаты. Поэтому ориентируя выбор не только на качество, но и на безопасность, стоит в первую очередь рассматривать товарные предложения проверенных передовых производителей.
WEICON BIO-CUT
Биологически разлагаемая СОЖ последнего поколения без масел. Используется для всех видов механической обработки стали, чугуна, легированных сплавов и цветных металлов. Может использоваться для сверления стекла, кафеля, керамики. WEICON BIO-CUT отличается длительным сроком хранения и эксплуатации. Поставляется как в канистрах для промышленного применения, так и в аэрозольных баллонах для использования на строительных объектах.
Loctite 8035
Водоразбавляемый концентрат с улучшенной формулой без биоцидных добавок для всех видов металла сплава, в том числе для цветных. За счет пониженного пенообразования Loctite 8035 предназначен для автоматической подачи на сверлильных, токарных и фрезеровочных станках.
Molykote S-1013 Spray
Смазывающе-охлаждающая жидкость в аэрозольном баллоне. Это готовая к применению синтетическая микроэмульсия для обработки металлов резанием. Molykote S-1013 Spray позволяет выполнять сверление отверстий большого диаметра в толстостенной стали ручной электродрелью в непроизводственных условиях. Может также использоваться для станочной обработки, если в станке не предусмотрена система подачи СОЖ.
EFELE CF-621
Полусинтетический эмульсол на основе композиции синтетического и минерального масла, универсального применения. Поставляется в виде концентрата. Сбалансированные в равной степени смазывающие, охлаждающие и моющие качества позволяют применять EFELE CF-621 для всех видов металлообработки.
Зачем нужны СОЖ. Эмульсол
К смазочно-охлаждающим жидкостям (СОЖ) относятся многокомпонентные составы, используемые для смазывания и охлаждения металлоконструкций с целью снижения их износа вследствие трения и повышения точности обработки. Наряду с основной СОЖ выполняют и ряд дополнительных функций: освобождают конструкции от абразивной пыли и стружки, обеспечивают эффективную защиту от коррозии, охлаждают контактирующие при обработке поверхности и отводят лишнее тепло.
Большая часть смазочно-охлаждающих жидкостей имеют нефтяную масляную основу, обладают жидкой консистенцией, что упрощает их применение и способствует экономичному расходу.
Учитывая высокую значимость СОЖ для производственного процесса, необходимо использовать жидкости хорошего качества – это поможет продлить период эксплуатации оборудования и обеспечить надёжную гидрозащиту промышленных и строительных конструкций.
Качественные составы помогают в несколько раз уменьшить риск появления и распространения коррозии всех поверхностей, участвующих в работах, своевременно отводят тепло, возникающее вследствие трения, защищают персонал от производственных травм, повышают гладкость и геометрическую точность обработанных деталей.
Также СОЖ задействуются в качестве средства охлаждения двигателей, аппаратуры, теплообменников, других нагреваемых установок. Важно, чтобы составы, применяемые с такими целями, обладали низкой температурой замерзания, высокой теплоёмкостью и теплопроводностью, малой вязкостью в холодных условиях.
Многообразие полезных эффектов обеспечивает смазочно-охлаждающим жидкостям высокий спрос в металлургии, ремонтной сфере, машиностроении.
Одно из самых популярных изделий в этой группе – эмульсолы – находят активное применение не только в производстве, но и в строительстве, где выполняют роль надёжного, экономичного гидроизолятора. Эмульсол представляет собой многокомпонентный состав, включающий помимо минеральных масел (40-80%) ряд мылоподобных поверхностно-активных элементов (10-30%), обеспечивающих смеси необходимые эмульгирующие свойства. К таким ПАВ относятся сульфонаты, алифатические кислоты, оксиэтилированные алкилфенолы. Также в составе могут присутствовать полиэтиленгликоли и спирты, присадки, вода, бактерициды.
При добавлении воды концентрированные эмульсолы трансформируются в стойкие коллоидно-дисперсные эмульсии с высокими смазочно-охлаждающими свойствами.
Область применения эмульсола в целом совпадает с предназначением всех СОЖ. Благодаря чистоте состава, экологичности и доступности этот материал является одним из самых востребованных эмульгирующих веществ в современном строительстве.
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.
При всех видах механической обработки металлов в зоне контакта инструмента с заготовкой действуют мощные силы трения и выделяется большое количество тепла. Это приводит к ухудшению качества обработки поверхностей, ускоренному износу инструментальной оснастки и оборудования, изменению свойств и структуры обрабатываемого металла из-за перегрева. Чтобы избежать негативных последствий, при токарной и других видах металлообработки рекомендуется применение СОЖ.
Что такое СОЖ?
Аббревиатура СОЖ в производстве и металлообработке расшифровывается как “смазочно-охлаждающая жидкость”, также употребляется термин СОТС — “смазочно-охлаждающие технологические средства”. СОЖ — это многокомпонентные составы, главным назначением которых является охлаждение и смазка инструментов и обрабатываемых деталей из черных и цветных металлов и сплавов. Они уменьшают трение и защищают инструменты и заготовку от перегрева и коррозии, эффективно удаляют абразивную пыль и мелкую стружку из рабочей зоны, предотвращают быстрый износ основных элементов оборудования.
Виды и характеристики СОЖ
Основными техническими характеристиками СОЖ являются плотность и вязкость, которые зависят от состава и определяют их смазывающие и охлаждающие качества. Также важным свойством охлаждающей жидкости является температура замерзания, определяющая условия, в которых возможно применение смазки.
В зависимости от состава, СОЖ подразделяются на две группы:
По форме выпуска различают концентраты и готовые к применению эмульсии. В особую группу можно выделить аэрозоль, применяемый на нестационарных рабочих местах.
Масляные СОЖ
Масляные СОЖ — это чистые минеральные масла (вязкость 2 — 40 мм2/с при 50°С) или с добавками разнообразных функциональных присадок (противозадирные, антифрикционные, антитуманные, антикоррозионные и пр.). Производятся из нефтепродуктов, в связи с чем относятся к горючим жидкостям.
Имеют отличные смазывающие свойства, но при этом отмечается ряд недостатков: низкая способность к охлаждению, испаряемость и высокий уровень пожарной опасности. Масляные смазочно-охлаждающие жидкости не требуют специального приготовления, они выпускаются готовыми к применению.
Выбор и применение СОЖ на масляной основе
Масляные СОЖ характеризуются показателями плотности, вязкости и температурой вспышки, что и является основными критериями выбора определенной марки смазочно-охлаждающей жидкости. Они традиционно используются при тяжелых режимах работы на металлорежущих станках — с низкими скоростями подачи и большой глубиной резания. Эмульсолы на основе минерального масла широко применяются при хонинговании, развертывании и сверлении, а также в случаях, когда уплотнение станка не позволяет использовать водосодержащие продукты.
Чистые минеральные масла без присадок имеют ограниченное применение и чаще всего применяются при простых работах с цветными металлами (бронза, латунь, медь), а также с углеродистыми сталями и чугуном. Для труднообрабатываемых материалов подходят масляные смазочно-охлаждающие жидкости более сложного состава с присадками.
Делая выбор между несколькими марками смазочно-охлаждающей жидкости с аналогичными характеристиками, специалисты рекомендуют отдать предпочтение тем продуктам, которые:
Синтетические и полусинтетические СОЖ
Водосмешиваемые СОЖ в своем составе содержат различные органические и неорганические вещества, среди которых: спирты, вода, эмульгаторы, электролиты, биоциды, ингибиторы коррозии, противозадирные присадки и пр.
Преимущества этого вида эмульсолов — невысокая стоимость, простота приготовления рабочих эмульсий, низкая пожароопасность, хорошие охлаждающие свойства. Недостатки — пенообразование, высокая степень биопоражения микроорганизмами и расходы на утилизацию.
Классификация водорастворимых СОЖ
Поставка водосмешиваемых эмульсолов осуществляется в виде концентрата, который используется для приготовления рабочих эмульсий непосредственно на месте применения. При этом обязательным условием получения качественного продукта является правильное разбавление концентрата водой — он добавляется в воду и тщательно перемешивается.
Эта группа включает три основных разновидности СОЖ с разной дисперсностью основного компонента:
Состав и характеристики СОЖ на водной основе
Водорастворимые СОЖ характеризуются отличными охлаждающими свойствами и поэтому подходят для высокоскоростных режимов обработки металлов. Кроме того, они дают возможность получить рабочий раствор различной концентрации, что расширяет применяемость данного вида эмульсолов в металлообработке.
Например, одна и та же марка смазочно-охлаждающей жидкости может использоваться для черновой механической обработки в концентрации 2-5%, а при выполнении особо трудных операций (глубокого зенкования, сверления и пр.) — в повышенных концентрациях до 8%. Синтетические СОЖ с невысокой концентрацией 1,5-2,5% обычно выбирают для шлифовальных операций.
Рекомендуемые концентрации и применяемость каждой марки СОЖ для определенного вида механической обработки приводятся в технической документации производителей. Точное соблюдение дозировок гарантирует стабильность готового раствора СОЖ и позволяет достичь максимально эффективной обработки металлов.
Выбор и применение СОЖ
Основными сферами применения смазывающе-охлаждающих жидкостей являются токарная и фрезерная обработка металлов. Эмульсол для металлообработки выбирается, исходя из конкретных условий производства: типа оборудования, применяемого инструмента, выполняемых технологических операций, материала заготовки, способа подачи рабочей эмульсии и пр.
При высокоскоростной токарной обработке необходимо использовать СОЖ с улучшенными теплоотводящими и антифрикционными характеристиками.
Даже при обработке нержавеющих металлов в составе концентрата СОЖ, эмульсола или эмульсии для токарных станков должны быть специальные присадки для предотвращения коррозии инструмента и узлов оборудования.
В состав токарной эмульсии для обработки вязких металлов обязательно вводят антизадирные компоненты.
Как выбрать СОЖ для фрезерования?
Требования к СОЖ для фрезерных станков зависят от режима резания, материала инструмента и заготовки. Например:
при использовании фрез с твердосплавными пластинами они должны сочетать высокие смазочные и низкие охлаждающие свойства (фрезерование является прерывистым процессом, поэтому интенсивное охлаждение зоны реза приводит к образованию термических трещин на режущих кромках инструмента из-за резких перепадов температуры);
при обработке деталей из алюминия и нержавейки необходимо для улучшения качества обработки поверхностей следует применять СОЖ с антизадирными присадками.
Особенности выбора СОЖ для шлифовальных станков
К СОЖ для шлифовки металлов предъявляются повышенные требования по пожаробезопасности, пено- и туманообразованию, содержанию опасных для здоровья персонала веществ.
Во время шлифования в рабочей зоне образуется большое количество мелкой стружки и абразивной пыли, что приводит к образованию царапин на обрабатываемых поверхностях. Поэтому для обеспечения высокого качества деталей необходимо выбирать СОЖ с улучшенными моющими свойствами.
СОЖ для сверления
Выбирая смазочно-охлаждающую жидкость для сверлильного станка, необходимо обязательно учитывать глубину отверстий: СОЖ для глубокого сверления должны обладать повышенными теплоотводящими и антифрикционными свойствами.
Для повышения качества обработки поверхностей отверстий в деталях из нержавеющей стали в состав СОЖ вводят компоненты, предотвращающие налипание металла на сверло.
Одним из важнейших требований к СОЖ при использовании твердосплавных сверл является содержание присадок, препятствующих выгоранию кобальта.
СОЖ для обработки металлов давлением
Подбор СОЖ для обработки металлов давлением осуществляют с учетом особенностей технологических режимов выполняемых процессов (прессование, горячая или холодная штамповка).
В основном для операций горячей штамповки применяются пожаробезопасные смазочно-охлаждающие жидкости на водной основе с графитом и без графита, а также масляные СОЖ с графитом. Эти продукты образуют термостойкую смазочную пленку с хорошими разделительными свойствами. Они уменьшают износ оборудования, предотвращая жесткий контакт матрицы и заготовки.
Широкое применение получило также специальное испаряющееся масло для штамповки, в состав которого входят особые полярные присадки (эфиры). Оно отличается невысокой вязкостью, легко наносится на рабочие поверхности, испаряется при нагреве и не требует последующей очистки.
Для холодной обработки металлов давлением выпускаются СОЖ на масляной основе со значительным содержанием различных присадок и смазочных добавок, придающих нужные эксплуатационные свойства — коррозионную устойчивость и износостойкость, хорошие противозадирные качества. Создаваемая защитная масляная пленка снижает трение, уменьшает дефекты и улучшает качество поверхности получаемой детали.
Марки и рейтинг СОЖ
Кроме того, под видом эмульсий и эмульсолов известных марок нередко продаются фальсификаты, опасные не только для оборудования, но и для здоровья людей.
Смазывающе-охлаждающие жидкости отечественного производства стоят значительно дешевле, но при этом обладают рядом недостатков, в числе которых:
При разработке нашей продукции мы учли эти факторы, поэтому концентрат СОЖ для металлообработки марки Oilсool полностью отвечает современным санитарно-гигиеническим требованиям, а пакет присадок Ecoboost 2000 обеспечивает высокие антикоррозионные, антифрикционные, противозадирные и другие важные эксплуатационные свойства. Производимые нами смазочно-охлаждающие жидкости ничем не уступают зарубежным аналогам и при этом стоят дешевле.
Когда требуется замена СОЖ
Замена эмульсола производится по истечению срока годности продукта, а также в тех случаях, когда в процессе использования его качество, внешний вид и эксплуатационные характеристики значительно ухудшились.
Как показывает практика, масляные эмульсолы имеют более длительный срок годности по сравнению с СОЖ на водной основе. Это объясняется тем, что вода является хорошей средой для развития всевозможных микроорганизмов, что приводит к снижению уровня кислотности рН и появлению неприятного запаха. Вредными факторами для водосмешиваемых СОЖ являются также повышенные температуры, загрязнение смазочными материалами и абразивами. Такая эмульсия теряет стабильность и свои свойства, становится более токсичной. Текущий контроль состояния СОЖ дает возможность своевременно выявить несоответствия и внести корректировки. Периодичность контроля устанавливается стандартами:
Смазочно-охлаждающая жидкость: типы СОЖ, контроль рабочих параметров, обслуживание
Спросите операторов и собственников станков, какие у них любимые задачи на производстве. Обслуживание системы подачи СОЖ они, скорее всего, не назовут. Несмотря на это, регулярное обслуживание этой системы — важная задача. Она упрощает вашу работу, делает ее эффективной.
Сегодня мы обсудим виды смазочно-охлаждающих жидкостей и основные приборы для её обслуживания. Рассмотрим два примера решения наиболее частых проблем с СОЖ на разных станках. Завершим обзор перечислением основных шагов, которые необходимо выполнять при обслуживании СОЖ.
Что такое хорошая охлаждающая жидкость
Главные задачи СОЖ — охлаждать и смазывать зону резания, удалять стружку от фрезы и обеспечивать коррозионную защиту. Наиболее эффективно эти задачи решаются при надлежащей чистоте и правильном подборе продукта. Прежде чем мы перейдем к демонстрациям, давайте рассмотрим основные виды&bsp;СОЖ, основные их отличия и возможности. Существуют четыре основные типа охлаждающей жидкости: нерастворимые чистые масла, водорастворимые, синтетические и полусинтетические.
Чистые масла — это нефтяные или минеральные масла, которые не растворяются в воде. Исторически, такие масла были первыми жидкостями, которые применялись в качестве охлаждающей жидкости в процессе обработки. Однако, на современных станках с ЧПУ такие масла практически полностью были заменены различными смесями смазок и присадок, которые смешиваются с водой. Чистые масла обычно используются для таких процессов, как зубофрезерование, где скорость резания и температура низкие, а смазка и эвакуация стружки имеют первостепенные значения. Станки HAAS не предназначены для работы с чистыми маслами.
Растворимые масла представляют собой эмульсию, состоящую из 50–80% масла плюс присадки, которые смешиваются с водой. Высокая смазывающая способность делает их эффективными для тяжелых режимов работы и защищает детали от ржавчины. Также они, как правило, являются наименее дорогим выбором. С другой стороны, растворимые масла склонны к бактериальному заражению и их охлаждающая способность не самая лучшая. Кроме того, они имеют более высокий показатель выноса со стружкой и более низкий срок стойкости, чем у других СОЖ.
Синтетические охлаждающие жидкости не содержат натуральных масел, обладают превосходной охлаждающей способностью и мало выносятся со стружкой. Они также обладают высокой биологической стабильностью и имеют удвоенный срок службы по сравнению с растворимыми маслами. С другой стороны, они более дорогие и смазывающая способность у них не такая хорошая. Их обычно используют при шлифовании и легкой обработке. Синтетические масла чувствительны к концентрации и, как правило, хуже защищают станок и детали от ржавчины.
Полусинтетические охлаждающие жидкости являются гибридами растворимых и синтетических СОЖ с содержанием масла в диапазоне от 5 до 50% объема концентрата. Такая СОЖ больше уходит со стружкой, но лучше охлаждает, чем растворимые СОЖ и лучше смазывает, чем синтетические. Полусинтетические СОЖ с содержанием масла до 50% устойчивы к коррозии и также сводят на нет большинство последствий бактериальной инфекции. Однако, они обычно на 20% дороже, чем сопоставимые растворимые СОЖ. Полусинтетика обеспечивает увеличение срока службы СОЖ в баке как минимум на 50%.
Теперь, когда мы сравнили все типы охлаждающей жидкости, Вы можете ясно увидеть, что полусинтетика имеет наибольшее количество положительных оценок. Такие СОЖ могут стать вашим лучшем выбором. Именно эта СОЖ используется здесь, на заводе Haas Automation.
Обслуживание СОЖ
Чтобы ваша смазочно-охлаждающая жидкость работала оптимально, нужно делать следующее:
Очень важно, чтобы охлаждающая жидкость была чистой без постороннего масла и стружки в баке. Это обеспечивает длительную стабильность СОЖ, так как загрязнители создают питательную среду для бактерий.
Концентрация охлаждающей жидкости — это отношение концентрата к воде. Концентрация проверяется с помощью рефрактометра Брикса. Обычно, концентрация должна быть около 7%. Для большинства СОЖ концентрация ниже 4% является нерабочей, т.к. начинается коррозия и образование бактерий. С другой стороны, концентрация выше 10% может стать причиной раздражения кожи и пенообразования.
Измеряя pH с помощью индикаторной полоски, оценивают кислотность или щелочность охлаждающей жидкости. Растворы с уровнем рH ниже семи вызывают коррозию и способствуют росту бактерий. Низкое значение pH часто является следствием низкой концентрации. Когда это значение быстро падает, появляется проблема с бактериями в системе. Правильное значение pH обычно находится в диапазоне от 8 до 10.
Жесткость воды тоже проверяется тест-полоской и измеряет содержание карбоната кальция, которое, обычно, не должно превышать 400 частей на миллион. Выше этой точки увеличивается вероятность коррозии и бактериального загрязнения. Когда критические уровни жесткости превышены, лучше утилизировать поврежденную СОЖ и залить новую.
Для некоторых производств затраты на рефрактометр и тест-полоски кажутся большими. Однако следует подумать о том, насколько быстро окупятся затраты на такие устройства и на их использование. СОЖ стоит дорого, а режущие инструменты и ржавые детали с плохо обработанной поверхностью еще дороже. Использование индикаторных полосок и рефрактометра быстро окупится только на сокращении расходов на СОЖ.
Поддержание чистоты в баке и сохранение нужной концентрации, несложные быстрые процедуры, если этому постоянно уделять внимание.
Доливка СОЖ в бак
В нашей первой демонстрации Эндрю проверяет состояние полусинтетической охлаждающей жидкости на станке Haas ST-30. Отодвинув бочку для стружки, Эндрю выкатывает бак с охлаждающей жидкостью в такое место, где он может получить к нему доступ со всех сторон. Он откладывает в сторону датчик уровня охлаждающей жидкости и поднимает основную крышку, чтобы стряхнуть стружку на входную решетку бака. С решетки он ссыпает стружку в бочку
Эндрю отмечает, что уровень охлаждающей жидкости низкий и на поверхности есть немного постороннего масла. В отличие от растворимых масел, входящих в состав СОЖ, это масло попадает в СОЖ либо в процессе обработки, либо из станка. Токарные станки Haas используют очень мало масла во время работы, а этот ST-30 обрабатывал алюминиевые заготовки. Однако, в последнее время станок обрабатывал и немного стальных заготовок, испачканных в масле.
Поскольку количество масла небольшое, Эндрю решает удалить его, используя масловпитывающие салфетки. Он выжимает СОЖ из салфеток, оставляя только масло, и помещает их в масляный контейнер для отходов. Несколько недель назад этот бак СОЖ был полон! Куда же уходит охлаждающая жидкость?
Станки потребляют охлаждающую жидкость двумя способами: физическое удаление и испарение. Тонкий слой СОЖ может уноситься со стружкой и готовыми деталями, которые забирают из рабочей зоны.
Вот быстрый ненаучный эксперимент, чтобы показать, как объём уносимой охлаждающей жидкости зависит от геометрии стружки. Здесь у Эндрю несколько алюминиевых стружек, с различной геометрией. Даже используя этот упрощенный подход, можно показать, как значительное количество охлаждающей жидкости может быть удалено из станка, в частности тяжелые растворимые компоненты масла.
Вынос СОЖ также увеличивается, если полученные детали имеют большую площадь поверхности. Например, как эта труба. Помните, что из-за этого смесь становится менее концентрированной, так как со стружкой и деталями уносится, в основном, растворимое в охлаждающей жидкости масло.
Второй способ удаления СОЖ из станка — испарение. Высокие скорости вращения шпинделя и высокое давление охлаждающей жидкости создают пары СОЖ. Тяжелые режимы резания способствуют испарению охлаждающей жидкости из рабочей зоны, высокая температура окружающей среды способствует испарению СОЖ из бака. Испарение удаляет из СОЖ воду, что повышает со временем концентрацию раствора.
Эндрю отряхнул стружку с главной крышки. Теперь он решает проверить наличие стружки в самом баке. Может быть, кто-то неправильно убирал стружку с верхней крышки, и она попала в бак. Эндрю берёт перфорированный совок и проводит им по дну бака, чтобы собрать стружку в одном месте. В баке, конечно же, есть немного стружки и он вытаскивает ее, позволяя СОЖ стечь, и бросает в бочку для стружки.
Есть несколько основных причин, почему это плохо, когда стружка накапливается на дне бака. Например, вы не знаете, сколько места в баке осталось для охлаждающей жидкости. Уровень СОЖ из-за стружки поднимается. Эти кучи стружки могут занимать много места. Скопления стружки также создают идеальную среду для накопления масла и размножения бактерий.
После удаления с поверхности СОЖ постороннего масла и стружки со дна бака Эндрю приступает к проверке концентрации охлаждающей жидкости. В некоторых производствах используют метод визуального контроля, когда доливают в свои баки охлаждающую жидкость. Проблема заключается в том, что вы никогда не знаете, какая смесь сейчас в баке, богатая или с низкой концентрацией. Изменение концентрации в неправильном направлении приведет к проблемам. С бедной смесью будет ухудшаться качество обрабатываемой поверхности и детали могут заржаветь. Или эмульсия станет очень богатой, мы просто зря потратим дорогую охлаждающую жидкость.
Мы не хотим совершать эти ошибки, поэтому Эндрю берет немного очищенной воды, которую он будет использовать для приготовления эмульсии. Он наносит несколько капель на призму рефрактометра и закрывает световую пластину. Световая полоса лежит не на нулевой отметке, поэтому Эндрю использует небольшую отвертку, чтобы отрегулировать нулевое положение.
Важно использовать одну и ту же воду для корректировки нулевой линии и для смешивание охлаждающей жидкости. При нулевом значении он очищает призму и берет образец охлаждающей жидкости из бака. Теперь рефрактометр показывает значение 4.
Давайте теперь на мгновение остановимся, чтобы поговорить о концентрации СОЖ. Эндрю хорошо знает эту охлаждающую жидкость. Из описания следует, что это полусинтетическая СОЖ и она имеет соотношение один к одному. Это означает, что её концентрация равна показаниям рефрактометра, т.е. равна 4. Всегда лучше перепроверить это соотношение для конкретной охлаждающей жидкости. Не все СОЖ одинаковы. Основываясь на этом низком показании, он должен добавить богатую смесь в охлаждающую жидкость в баке, чтобы вернуть необходимое общее значение концентрации 7%.
Прежде чем изменить концентрацию, Эндрю измерит pH и жесткость, чтобы убедиться, что можно продолжать использовать эту находящуюся в баке охлаждающую жидкость. Эндрю берет индикаторную полоску для проверки качества воды, помещает её в СОЖ в баке и удерживает в течение одной секунды в соответствии с рекомендациями поставщика. Затем он удерживает полоску в течение 30 секунд. Эндрю видит, что pH примерно равна 7 при рекомендуемых значениях от 8 до 10.
Такое значение pH является ещё одним показателем того, что необходимо добавить концентрированную смесь. Эта тест-полоска также оценивает жесткость воды, и Эндрю видит, что жесткость находится на уровне примерно 200 частей на миллион.
Посмотрев в записи о техническом обслуживании этого станка, Эндрю узнал, что ранее бак заправляли деионизированной водой, поэтому он не удивлен, что жесткость ниже рекомендуемого значения — 400 частей на миллион. Эндрю знает, что если этот бак на 55 галлонов (208 литров) полностью заполнить, то глубина СОЖ будет 7 дюймов. Теперь Эндрю измеряет, какой процент охлаждающей жидкости был потерян. Получилась глубина 5,62 дюйма от дна бака. Если поделить 5,62 на 7, то получим 0,8, т.е. в баке осталось 80% охлаждающей жидкости. Умножив 0,8 на 55 галлонов получаем 44 галлона. Если вычесть 44 из 55, то получим 11 галлонов, которые необходимо приготовить и долить.
Сейчас мы знаем две величины: в баке осталось 44 галлона и нужно долить 11 галлонов, чтобы бак был полный. Эндрю знает, что 44 галлона в баке имеют концентрацию 4%. Ему нужно довести концентрацию до 7%. Эндрю должен увеличить концентрацию на 3%. Для этого он умножает 44 на 0,03 и получает 1,32 галлона. Эндрю нужно дополнительно 1,32 галлона концентрата для имеющихся в баке 44 галлонов.
Оставим пока в стороне эти 1,32 галлона, скоро они нам понадобятся. Эндрю пока не заливает концентрат, так как ему еще нужно рассчитать, сколько концентрата понадобится для 11 галлонов, которые нужно долить. Чтобы довести 11 галлонов до концентрации 7% нужно 0,77 галлона концентрата, т.е. нужно 11 умножить на 0,07. Поэтому Эндрю добавляет 0,77 галлона концентрата к 1,32 галлону, необходимого для жидкости, которая уже находится в баке. В итоге получаем 2,09 галлона концентрата. Теперь, если мы возьмем эти 2,09 галлона концентрата и добавим к 11 галлонам доливаемой воды плюс 44 галлона, то мы получим в общей сложности 57,09 галлонов смеси.
Это больше на 2 галлона емкости бака. Это может закончиться переполнением, охлаждающая жидкость окажется на полу. Чтобы избежать переполнения бака Эндрю вычитает 2,09 галлона концентрата из 11 галлонов, которые нужно долить и получает 8,91 галлонов воды. В итоге, ему нужно смешать 8,91 галлонов воды и 2,09 галлона концентрата.
Вы всегда должны использовать чистейшую воду для пополнения системы, чтобы минимизировать накопление растворенных твердых частиц. Деионизированную воду можно приобрести у промышленных предприятий водоснабжения. Системы очистки воды могут быть как простыми и недорогими, так и довольно сложными. Вы даже можете использовать очищенную питьевую воду из местного супермаркета, так как ее жесткость, обычно, очень похожа на жесткость деионизированной воды промышленного назначения.
Когда дело доходит до смешивания охлаждающей жидкости, Эндрю использует смеситель типа Вентури, когда ему нужно полностью наполнить бак. Сейчас нужно приготовить меньшее количество СОЖ, и Эндрю не хочет изменять настройки своего смесителя, поэтому он будет смешивать воду и концентрат вручную.
Всегда смешивайте воду и концентрат в отдельной ёмкости перед добавлением в бак станка.
Эндрю использует градуированное ведро для измерения девяти галлонов воды. Если у вас нет такого ведра, то его легко сделать с помощью нескольких простых измерений. Эндрю определяет чуть меньше девяти галлонов воды и наливает его в бочку для смешивания.
Помните, всегда нужно начинать с воды.
Налив воду в бочку, Эндрю наливает чуть более двух галлонов концентрата в измерительное ведро и плавно выливает его в бочку постепенно смешивая воду и концентрат. Подготовив охлаждающую жидкость в смесительной бочке, Эндрю перемещает бочку к баку СОЖ и аккуратно заливает смесь в бак. Когда вся охлаждающая жидкость добавлена, он опять перемешивает полученный раствор.
С помощью рефрактометр Эндрю проверяет полученную концентрацию. Она равна 7,5%, что и следовало ожидать, так как наш метод всегда даёт немного более богатую смесь.
Заполнение бака новой охлаждающей жидкостью
Теперь мы находим Эндрю в другом месте нашего цеха, у фрезерного центра Haas VF-3YT. Он будет проверять состояние имеющейся в баке СОЖ. Оператор станка недавно жаловался, что охлаждающая жидкость пенится и плохо пахнет. Когда Эндрю подошел, он почувствовал запах серы в воздухе. Вероятно, этот бак СОЖ давно не обслуживался.
Эндрю выкатывает бак, чтобы получить к нему доступ. Он снимает датчик уровня охлаждающей жидкости и надевает перчатки, прежде чем продолжить. Он вытаскивает крышку слива СОЖ, отмечая тяжелый слой мелкой стружки на ней, а потом убирает основную крышку бака. Вся поверхность охлаждающей жидкости покрыта слоем масла. От СОЖ действительно распространяется очень неприятный запах, который, вероятно, может вызвать неприятные воспоминания у многих владельцев производств.
Так как этот бак нуждается, очевидно, в серьезной чистке, Эндрю вытаскивает сетку фильтра, а затем оба насоса охлаждающей жидкости. Он наклоняет каждый насос на бок, чтобы слить масло и СОЖ, а потом выкатывает бак дальше для улучшения доступа к нему. Эндрю обнаруживает, что под слоем масла есть какая-то охлаждающая жидкость.
Проведя рукой по дну бака, он обнаружил, что здесь есть кое-что ещё, кроме охлаждающей жидкости и масла. Похоже на подводную горную цепь из мелкой стружки, вероятно, состоящей из стали и чугуна, которые обрабатывались на этом станке. Эндрю знает, что между маслом и тяжелой стружкой создается идеальная среда для размножения бактерий. После оценки химического состояния охлаждающей жидкости можно будет окончательно решить, стоит ли спасать эту СОЖ или её нужно удалить.
Индикаторная полоска показывает, что у СОЖ также низкий показатель pH, около 6. Скорее всего, такой показатель из-за бактерий, которые находятся в охлаждающей жидкости и вызывают неприятный запах. Но большее беспокойство вызывает жесткость воды, превышающее 400 частей на миллион.
Не имея журнала технического обслуживания этого станка, Эндрю предполагает, что для приготовления охлаждающей жидкости много раз использовалась жесткая водопроводная вода, что привело к накоплению твердых частиц в эмульсии.
Эндрю попросил оператора станка на прошлой неделе взять с помощью пробирки пробу СОЖ для проверки на бактерии. Флакон с бактериями стоял все выходные. Уровень бактерий допускает как лечение СОЖ, так и её замену. Так как охлаждающая жидкость также покрыта маслом и имеет высокую жесткость, то лучший вариант — заменить старую СОЖ на новую.
Эндрю использует совок, чтобы очистить дно бака в том месте, откуда он будет качать СОЖ. Он использует ручной насос, чтобы откачать плохую СОЖ из бака в ёмкость для отходов. В процессе слива охлаждающей жидкости, появляется слой стружки, доказывающий высокую степень проблемы.
Когда основная часть охлаждающей жидкости слита, Эндрю удаляет стружку из сливного желоба и с входной панели. После этого он приступает к очистке всего бака. Оставшаяся неубранная стружка, старая СОЖ и другой мусор будут загрязнять любую новую охлаждающую жидкость, залитую в бак.
Так как в старой СОЖ были бактерии, то очень высока вероятность, что оставшиеся части системы охлаждения станка, которые нельзя легко очистить, также загрязнены. Для очистки таких труднодоступных мест существуют биоциды. Это опасные химические вещества, которые следует использовать только в самых тяжёлых случаях.
В нашем случае, Эндрю, следуя рекомендациям производителей СОЖ, и вместо биоцидов использует сильнощелочное чистящее средство, чтобы избавиться от оставшихся в системе бактерий. Эндрю частично наполняет бак водой и смешивает с 4% щелочным очистителем. Затем он на два часа включает систему подачи СОЖ станка, чтобы полностью уничтожить бактерии.
Промышленные испытания показали, что загрязненные бактериями отстойники, которые заполнялись без должной тщательной очистки, как правило, возвращались к имеющемуся уровню загрязнения бактериями в течение четырех дней.
После удаления бактерий Эндрю откачивает щелочную смесь и заменяет её 1%-ным раствором охлаждающей жидкости. Потом опять включает систему подачи СОЖ станка, теперь на 30 минут, чтобы смыть сильнощелочную смесь. Её нельзя оставить в станке. Эндрю откачивает этот слабоконцентрированный раствор для промывки. Теперь система охлаждения готова к заправке.
Если бы этот бак СОЖ обслуживался должным образом, то вся эта дополнительная работа не была бы необходима.
Эндрю наливает в ведро воду из-под крана. Это может показаться неправильным, так как мы рекомендовали использовать только очищенную воду для приготовления раствора. Но, на самом деле, лучше начинать новую партию с использованием водопроводной воды, так как минералы, содержащийся в такой воде, обеспечивают поверхность для прилипания масел и присадок. Это позволит получить наилучшую эмульсию.
Как и прежде, нам нужно определить параметры этой конкретной водопроводной воды и откалибровать рефрактометр. Смеситель Вентури использует давление воды, чтобы подать заданное количество концентрата в поток. По мере подачи концентрата он тщательно смешивается с водой.
Эндрю помещает всасывающую трубку смесителя в ёмкость с концентратом, а затем соединяет водозаборный шланг смесителя с краном. Смеситель можно настроить для вывода необходимой концентрации. Он замечает, что кто-то ещё изменял его настройки. К счастью, он пометил свой циферблат, поэтому легко возвращается к настройкам, которые требуются для данного типа охлаждающей жидкости.
Следующим шагом является проверка того, что концентрация смеси действительно составляет 7%.
Он закачивает небольшое количество смешанной охлаждающей жидкости в ведро, останавливается и проверяет концентрацию с помощью рефрактометра. Прибор показывает значение 7. Так и должно быть.
Здесь нужно помнить, что многие охлаждающие жидкости не имеют соотношения один к одному между показаниями Брикса рефрактометра и фактической процентной концентрацией.
Эндрю обращается к паспорту охлаждающей жидкости и видит, что соотношение снова составляет один к одному. Это означает, что показание рефрактометра равно фактической концентрации смеси. Эндрю получил правильную концентрацию, поэтому он приступает к заполнению ёмкости охлаждающей жидкостью.
Вернувшись к станку, Эндрю наливает готовую СОЖ в бак. Когда бак заполнен, он возвращает на место крышки. Крышки не только предотвращают попадание стружки и мусора в СОЖ, но и сводят к минимуму её испарение.
Думая о кучах мелкой стружки, которые он недавно вычерпал из бака, Эндрю устанавливает дополнительный комплект для фильтрации СОЖ — решетку и сетку-фильтр под сливом охлаждающей жидкости.
Теперь этот фрезерный центр готов производить детали с иcпользованием полнофункциональной СОЖ.
Когда использовать дополнительный фильтр
Давайте подробнее рассмотрим, как СОЖ сливается в бак и когда необходимо использовать этот дополнительный фильтр.
Отверстия впускной панели очень малы, они отлично удерживают даже мелкую стружку или «мелкие частицы», как их обычно называют. Вы можете видеть, что даже эти мелкие частицы, расположенные над входной зоной, почти не попадают с охлаждающей жидкостью в ёмкость ниже. Через решетку проходят только самые маленькие частицы. Несмотря на это, если в течение многих месяцев вы имеете дело с очень мелкой стружкой, или, например, вы обрабатываете чугун и получаете зернистую субстанцию, то большое количество стружки может попасть в бак с охлаждающей жидкостью. Количество стружки будет постепенно увеличиваться. В этом случае, вам следует подумать об использовании этого дополнительного комплекта для фильтрации СОЖ.
Сетка-фильтр растягивается на металлической корзине и располагается над входной панелью бака. Она позволяет СОЖ проходить через неё, но предотвращает попадание в бак мелкой стружки.
Подведем итог
Обобщим информацию, которую мы только что предоставили. Рассмотрим наиболее важные этапы обслуживания смазочно-охлаждающей жидкости.
Следите за состоянием вашей СОЖ не реже одного раза в неделю. Если состояние охлаждающей жидкости остается стабильным, то можно этот интервал увеличить.
Во время обслуживания удалите постороннее масло и стружку из бака. Подготовьте раствор нужной концентрации, прежде чем добавлять его в бак. Никогда не добавляйте в бак только воду. Используйте, если это возможно, смеситель Вентури или насос пропорционального дозирования. За исключением первой заправки, используйте самую чистую воду, какая вам в данный момент доступна.
Оптимальная концентрация смазочно-охлаждающей жидкости 7%. Концентрация меньше 4% приводит к коррозии и бактериальному заражению. Концентрация более 10% может вызывать раздражение кожи.
Уровень pH должен находиться в диапазоне от 8 до 10. Низкое значение pH также приводит к коррозии и развитию бактерий.
Используйте дионизированную воду для дозаправки. Замените свою охлаждающую жидкость при ухудшении производительности, когда жесткость достигнет 400 частей на миллион.
Помните, что нужно содержать СОЖ в чистоте, следить за её параметрами. В этом случае ваша СОЖ принесет вам много пользы.