Смазочно-охлаждающие жидкости

Сегодня в машиностроении активно стремятся снизить массу и габариты оборудования, одновременно повышая нагрузки и прочность. Устойчивую и надёжную работу таких машин невозможно обеспечить без применения систем смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ). Эти системы снижают тепловую и силовую нагрузку на инструмент и обрабатываемые детали, удаляют образующийся стружечный материал и продукты износа, а также улучшают точность обработки и качество изготавливаемых деталей, продлевая срок службы инструмента.

Выбор подходящей СОЖ и своевременное обслуживание соответствующей системы — ключ к долговечной и стабильной работе оборудования, а также к сохранению точности и производительности.

Требования к СОЖ

Результативность системы СОЖ в первую очередь зависит от правильно подобранной жидкости. При этом важно учитывать её функциональные, эксплуатационные и санитарные характеристики.

Функциональные требования включают хорошие смазочные и охлаждающие свойства, а также способность отмывать загрязнения с деталей и инструментов.

Эксплуатационные требования касаются стабильности жидкости при хранении и отсутствии агрессивного воздействия на элементы оборудования, а также её совместимости с различными материалами и устойчивости к загрязнению.

Санитарные требования охватывают безопасность для человека и удобство утилизации отработанной жидкости.

Классификация СОЖ по физико-химическим свойствам

По физико-химическим свойствам различают водные (в том числе водоэмульсионные), масляные и специальные СОЖ. Наиболее распространены СОЖ на водной и масляной основе.

Водные СОЖ

Водные СОЖ содержат диспергированные компоненты и могут включать:

• Растворы электролитов – чаще используются в синтетических СОЖ и готовятся с добавлением солей в воду.
• Синтетические СОЖ – создаются на основе водорастворимых органических соединений и обеспечивают хорошее охлаждение при малой смазке.
• Полусинтетические СОЖ – это смеси синтетических и минеральных компонентов, которые объединяют преимущества обеих категорий.
• Эмульсии – представляют собой смесь масла и воды в виде микрокапель. Обычно они образуются с помощью эмульгаторов и содержат дополнительные присадки.

Масляные СОЖ

Масляные СОЖ состоят в основном из минеральных масел (60–100%) и большого набора присадок:

• антифрикционные (уменьшают трение),
• противоизносные,
• моющие,
• противозадирные (улучшают защиту от сваривания),
• антикоррозионные,
• вязкостные,
• антипенные и др.

В отличие от СОЖ на водной основе, нефтяные масла плохо отводят тепло, но обладают лучшими смазывающими качествами. Для таких СОЖ характерна повышенная устойчивость к микробам, высокая стабильность и огнестойкость.

Структура систем СОЖ

Систему смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), по аналогии с гидроприводом, можно условно разделить на несколько функциональных частей: энергетическую, управляющую, регулирующую, а также информационно-диагностическую. Даже при одинаковом назначении станков различия в их конструкции и условиях работы требуют подбора оптимального варианта системы СОЖ под каждую конкретную задачу.

Рабочая жидкость поступает в зону резания или обработки инструмента из индивидуальной либо централизованной системы и циркулирует по замкнутому контуру. В практике применяются три основных типа СОЖ-систем:

• Индивидуальные – рассчитанные на обслуживание одного станка;
• Групповые – обеспечивающие работу нескольких одинаковых машин;
• Централизованные – предназначенные для подачи и фильтрации жидкости сразу на разные типы станков или агрегатов в пределах всего производственного участка или цеха.

На рис. ZSK.11.1 показана схема индивидуальной системы СОЖ, где представлены элементы подачи жидкости, устройства для смыва, а также узлы очистки от загрязнений перед возвратом в бак.

Рис. ZSK.11.1. Фрагмент схемы индивидуальной системы СОЖ

Все основные компоненты системы подачи СОЖ можно условно разделить на несколько подсистем:

• Энергообеспечивающая подсистема – станция СОЖ (С1), включающая электродвигатель М1, насос Н1, фильтр грубой очистки (сливной) Ф1 и фильтр тонкой очистки (напорный) Ф2.
• Подсистема направления и регулирования потоков – распределители Р1 и Р2, запорные и регулирующие вентили ВН1–ВН4, а также сеть трубопроводов и гибких шлангов различного диаметра, обеспечивающих соединение элементов.
• Информационная подсистема – реле контроля расхода РР1.

В отличие от локальных (индивидуальных) систем СОЖ, групповые и централизованные решения используют единую энергообеспечивающую станцию, обслуживающую сразу несколько единиц оборудования, как однотипных, так и разнородных. На гидравлических принципиальных схемах отдельных станков или агрегатов, входящих в такие системы, собственный источник энергии, как правило, не изображается. Его наличие обозначают условным символом – заштрихованным треугольником с индексом, чаще всего буквой «Р».