Эффективная работа смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) на современных обрабатывающих центрах с ЧПУ невозможна без непрерывной очистки от мелкодисперсного металлического шлама и посторонних масел. Загрязнение эмульсии ускоряет износ режущих кромок и приводит к бактериальному поражению бака. При этом чистая эмульсия сохраняет теплоотвод. В нашей практике многоступенчатая фильтрация продлевает срок службы СОЖ до двух лет без полной замены.
Загрязнение технологической эмульсии: мелкодисперсный шлам и масла
В процессе резания в бак СОЖ попадает металлическая стружечная пыль, абразивные частицы и смытое направляющее масло (Tramp Oil). Масляная пленка на поверхности эмульсии блокирует доступ кислорода, создавая анаэробную среду для размножения бактерий и появления неприятного запаха. А циркуляция микрочастиц чугуна и стали повреждает плунжерные пары шпиндельных насосов высокого давления.
Основные источники загрязнения смазочно-охлаждающей жидкости станка:
- Металлическая микростружка и шлам размером от двух до пятидесяти микрон.
- Утечки гидравлического и шпиндельного масла через уплотнения станины.
- Колонии микроорганизмов, разлагающие антикоррозионные присадки эмульсии.
Регулярная сепарация посторонних включений восстанавливает свойства эмульсии.
Удаление плавающего гидравлического масла скиммерами
Для непрерывного сбора несвязанных масел с поверхности СОЖ применяются дисковые, ленточные или трубчатые скиммеры (Oil Skimmers). Гидрофобный полимерный диск или лента непрерывно вращается, погружаясь в верхний слой жидкости, и собирает масляную пленку. Наш цеховой опыт показывает, что ежедневная работа скиммера снижает концентрацию свободного масла в баке ниже половины процента.
Дисковые маслоотделители поддерживают насыщение эмульсии кислородом воздуха.
Производительность компактного ленточного скиммера составляет от 2 до 6 литров собранного масла в час.
Подобрать оборудование под вашу задачу
Тонкая очистка гидроциклонами, бумажными фильтрами и центрифугами
Тонкая сепарация механических примесей размером менее десяти микрометров осуществляется гидроциклонами под давлением и автоматическими рулонными бумажными фильтрами. Для высокоскоростной шлифовки и фрезерования алюминия применяются центрифуги непрерывного действия с фактором разделения свыше двух тысяч g. При этом плотный шлам спрессовывается в сухой брикет, пригодный для вторичной переработки.
Расчет эффективности гидроциклонного разделения шлама в потоке СОЖ:
\[d_{50} = \sqrt{\frac{18 \cdot \mu_{fluid} \cdot D_{cyclone}}{\pi \cdot (\rho_{metal} - \rho_{fluid}) \cdot v_{inlet}}}\]
где параметр \(d_{50}\) задает граничный диаметр улавливаемой частицы, а \(\mu_{fluid}\) отражает вязкость эмульсии.
| Тип фильтрационного оборудования | Тонкость фильтрации, мкм | Производительность очистки | Обслуживание и расходные материалы |
|---|---|---|---|
| Сетчатый фильтр грубой очистки | 100 – 250 мкм | До 300 л/мин | Ручная промывка сетки раз в смену |
| Бумажный гравитационный фильтр | 15 – 30 мкм | 80 – 150 л/мин | Автоматическая перемотка нетканого полотна |
| Гидроциклонная станция + центрифуга | 3 – 8 мкм | 100 – 250 л/мин | Периодическая выгрузка спрессованного осадка |
Автоматический контроль концентрации эмульсии и УФ-обработка
Стабильность защитных и смазывающих свойств эмульсии зависит от поддержания заданной концентрации концентрата, измеряемой цифровым рефрактометром. Автоматические смесители-дозаторы (Venturi или Dosatron) непрерывно восполняют испарившуюся воду и концентрат в точной пропорции. А ультрафиолетовые проточные стерилизаторы уничтожают до девяноста девяти процентов бактерий без добавления токсичных биоцидов.
Влияние стабильной концентрации СОЖ на стойкость инструмента и качество обработки:
| Концентрация эмульсии | Технологическое состояние СОЖ | Последствия отклонения от нормы |
|---|---|---|
| Менее 4% (заниженная) | Недостаток смазки и ингибиторов | Коррозия станины и деталей, налипание стружки |
| 6 – 8% (номинальная) | Оптимальный баланс смазки и охлаждения | Максимальная стойкость фрез и защита от ржавчины |
| Свыше 12% (завышенная) | Избыточная концентрация масла | Обильное пенообразование, дерматиты у персонала |
Технические критерии продления ресурса СОЖ и защиты насосов высокого давления
Внутренняя подача СОЖ через шпиндель под давлением семьдесят бар требует фильтрации жидкости с тонкостью не грубее пяти микрон. Попадание крупных песчинок мгновенно разрушает керамические уплотнения ротационного соединения шпинделя (Rotary Union). А регулярная аэрация бака в выходные дни предотвращает закисание эмульсии во время производственных пауз.
Практический регламент технического обслуживания систем СОЖ на ЧПУ:
- Ежесменный замер концентрации эмульсии оптическим или цифровым рефрактометром.
- Проверка уровня заполнения бака маслом-скиммером и очистка приемного лотка.
- Контроль перепада давления на манометрах картриджных фильтров тонкой очистки.
- Периодическая полная откачка осадка со дна бака промышленным пылесосом-илососом.
Грамотный уход за смазочно-охлаждающей средой сберегает дорогостоящие узлы станка.
