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 оборудованияТонкость фильтрации, мкмПроизводительность очисткиОбслуживание и расходные материалы
Сетчатый фильтр грубой очистки100 – 250 мкмДо 300 л/минРучная промывка сетки раз в смену
Бумажный гравитационный фильтр15 – 30 мкм80 – 150 л/минАвтоматическая перемотка нетканого полотна
Гидроциклонная станция + центрифуга3 – 8 мкм100 – 250 л/минПериодическая 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 эмульсииТехнологическое состояние СОЖПоследствия отклонения от нормы
Менее 4% (заниженная)Недостаток смазки и ингибиторовКоррозия станины и деталей, налипание стружки
6 – 8% (номинальная)Оптимальный баланс смазки и охлажденияМаксимальная стойкость фрез и защита от ржавчины
Свыше 12% (завышенная)Избыточная концентрация маслаОбильное 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:

  1. Ежесменный замер концентрации эмульсии оптическим или цифровым рефрактометром.
  2. Проверка уровня заполнения бака маслом-скиммером и очистка приемного лотка.
  3. Контроль перепада давления на манометрах картриджных фильтров тонкой очистки.
  4. Периодическая полная откачка осадка со дна бака промышленным пылесосом-илососом.

Грамотный уход за смазочно-охлаждающей средой сберегает дорогостоящие узлы станка.