Problemy z płynem chłodząco-smarującym do obrabiarek CNC

  Płyn chłodząco - smarujący inaczej chłodziwo stosowany jest w obróbce skrawaniem jako czynnik chłodzący narzędzi skrawających, obrabianego detalu oraz przestrzeni obróbczej. Obniżenie temperatury narzędzia jest bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na jego trwałość oraz skuteczność obróbki. Chłodzenie może być zewnętrzne kiedy struga chłodziwa kierowana jest na skrawaną warstwę , powierzchnię natarcia narzędzia od góry lub od dołu oraz chłodzenie wewnętrzne ( przez wrzeciono) kiedy to chłodziwo podaje się bezpośrednio przez narzędzie skrawające. Oprócz chłodzenia narzędzia i obrabianego detalu chłodziwo spełnia funkcję smarowania w strefie styku ostrza skrawającego z obrabianym materiałem , zmniejsza współczynnik tarcia , poprawia jakość obrabianej powierzchni, usuwa wióry z obszaru obróbki oraz zapewnia ochronę powierzchni obrabianego detalu przed korozją. 

Najczęściej wykorzystywanymi cieczami obróbczymi są oleje obróbcze oraz emulsje do obróbki metalu. Otrzymuje się je poprzez zmieszanie w odpowiednich proporcjach olejów emulgujących z wodą średniotwardą w dowolnej proporcji. W efekcie powstaje stabilna emulsja w kolorze mleka, która zawiera 2-8 % (V/V) oleju emulgującego.

  Dla zapewnienia odpowiednich i stałych proporcji stężenia  cieczy chłodzącej można wykorzystać inżektorowy mieszalnik chłodziwa .Po zamontowani mieszalnika emulsji na beczce i podłączeniu strumienia wody można ustawić za pomocą pokrętła dowolny stopień stężenia. Strumień wody wytwarzając podciśnienie zasysa odpowiednią ilość emulsji z beczki i jako ciecz chłodząco smarująca trafia do zbiornika obrabiarki. 

  Z uwagi na możliwość rozwoju bakterii i grzybów wszystkie chłodziwa obróbcze wymagają pielęgnacji w czasie eksploatacji . Następstwem czego może być degradacja emulsji, korozja elementów obrabiarki, powstanie dużej ilości osadów mechanicznych ( wióry, szlam )  zanieczyszczających system chłodzenia obrabiarki oraz uczulenia u operatorów. Stopień stężenia emulsji  chłodząco smarującej należy starć się utrzymywać na stałym poziomie zalecanym przez producentów koncentratu chłodziwa oraz okresowo czyścić z zanieczyszczeń stałych które mogą uszkodzić poszczególne elementy systemu chłodzenia obrabiarki . Na zmianę stopnia stężenia chłodziwa największy wpływ mają oleje obce (nieemulgujące oleje smarne) które dostają się do chłodziwa ze smarowanych prowadnic lub z nieszczelności układów hydraulicznych. Proces stałego usuwania nadmiaru oleju ze zbiornika z chłodziwem  skutecznie wydłuża jego czas eksploatacji, likwiduje zjawisko powstawania dymu podczas obróbki, utrzymuje właściwości chłodząco smarne emulsji oraz opóźnia proces rozwoju bakterii beztlenowych a tym samym likwiduje nieprzyjemny zapach zepsutego chłodziwa. Skuteczną metodą usuwania powyższych problemów jest regularne stosowanie skimmerów olejowych odolejaczy

Skimmery olejowe w zależności od sposobu działania można podzielić na skimmery taśmowe, tarczowe oraz bocznikowe. Najpopularniejszym  i chyba najtańszym   na rynku rozwiązaniem są skimmery taśmowe . Odolejacz taśmowy  jest prostym i kompaktowym urządzeniem pracującym w obiegu zamkniętym. Skimmer olejowy może pracować jednocześnie z obrabiarką nie zakłócając cyklu produkcyjnego. Odolejacz mocujemy za pomocą podstawy magnetycznej lub wkrętów nad zbiornikiem z chłodziwem w ten sposób aby pas zbierający olej obciążony rolką zanurzony był w chłodziwie. Taśma skimmera olejowego napędzana silnikiem krokowym zgarnia z powierzchni chłodziwa nadmiar oleju i ocierając o wykonany ze stali nierdzewnej zgarniacz odprowadza nadmiar oleju poza zbiornik z chłodziwem.

 Na podobnej zasadzie działają odolejacze tarczowe z tą różnicą ,że taśmę zbierającą olej zastępuje tarcza. Do jednej obrabiarki dedykowany powinien być oddzielny skimmer olejowy. Przenoszenie i używanie tego samego odolejacza  w procesie uzdatniania chłodziwa nie jest zalecane . Na innej zasadzie działają skimmery bocznikowe jedno urządzenie może być wykorzystywane systematycznie  do wielu obrabiarek. Urządzenie takie najczęściej mobilne można w prosty sposób przetransportować do poszczególnych obrabiarek rozmieszczonych na hali produkcyjnej. Zasada działania skimmerów bocznikowych jest inna niż taśmowych i tarczowych.

Całe chłodziwo ze zbiornika za pomocą specjalnie skonstruowanej ssawki zasilanej najczęściej pompą powietrzną jest przepuszczane przez odolejacz i jako czysta emulsja  trafia do zbiornika. Elementem separującym nadmiar oleju od chłodziwa jest system filtrów lamelowych lub sekcja separujący ze specjalnym skimmerem, najczęściej tarczowym.  

    Skimmer olejowy skutecznie oczyści chłodziwo z nadmiaru oleju , jednak nie poradzi sobie z usunięciem ze zbiornika zanieczyszczeń stałych , wiórów , opiłków metalu, szlamu powstającego w procesie szlifowania i.t.p. Jeżeli zbiornik nie jest czyszczony regularnie zanieczyszczenia mechaniczne odkładają się na jego spodzie zmniejszając objętość płynu chłodząco smarującego . Znaczne zanieczyszczenia mechaniczne w wyniku przedostania się wraz z chłodziwem do systemu chłodzenia obrabiarki  mogą doprowadzić do jego niedrożności oraz do uszkodzenia np. pompy chłodziwa. 

  Problem z nadmiarem stałych frakcji w zbiorniku z chłodziwem może skutecznie rozwiązać urządzenie do usuwania wiórów z chłodziwa S-100.

Urządzenie jest przeznaczone do czyszczenia zbiorników różnych obrabiarek, centrów obróbczych, maszyn CNC oraz szlifierek. Pompa pneumatyczna zasilana sprężonym powietrzem o ciśnieniu  0,4-0,7 MPa zasysa zanieczyszczone frakcjami stałymi chłodziwo  które cyrkulując przez system filtrów poddawane jest procesowi oczyszczania . Odseparowane od chłodziwa zanieczyszczenia stałe ,  wióry, opiłki ,szlam  gromadzą się w wykonanym ze stali nierdzewnej, wyposażonym w siatkę filtracyjną   9-litorwym pojemniku filtrującym a oczyszczone chłodziwo wraca do zbiornika.

   Zanieczyszczone chłodziwo to duży problem w procesie szlifowania. Bardzo drobne cząstki powstałe w procesie  szlifowania ze zużywających się ściernic trafiają wraz z emulsją na szlifowane elementy utrudniając a nawet uniemożliwiając uzyskanie właściwej powierzchni. Zanieczyszczenia te są na tyle drobne iż trudno jest je odseparować od chłodziwa w tradycyjny sposób stosując tradycyjne przelewowe filtry mechaniczne. Dobrym rozwiązaniem jest zastąpienie tych filtrów filtrem papierowo - magnetycznym.

  Filtr papierowo magnetyczny zawierający zbiornik z chłodziwem wraz z pompą , systemem filtrów, własnym napędem i sterowaniem jest kompletną i samodzielna jednostką systemu chłodzenia obrabiarki.

   Zanieczyszczone chłodziwo z obrabiarki pod wpływem siły grawitacji trafia na separator magnetyczny (4) gdzie za pomocą obracającego się bębna magnetycznego separowane są z emulsji wszystkie stałe frakcje metalowe. Wstępnie oczyszczone chłodziwo trafia na rozciągnięty na siatce łańcuchowej (9)papier filtracyjny, którego zadaniem jest separowanie z chłodziwa bardzo drobnych zanieczyszczeń stałych. Na siatce łańcuchowej umieszczony jest pływak(8) steruję obrotem wałka z filtrem papierowym (12) a tym samym podawaniem na siatkę nowej warstwy czystego papieru filtrującego. Dzieje się to w sposób automatyczny bez udziału operatora. oczyszczone chłodziwo trafia do zbiornika chłodziwa (2) skąd za pomocą pompy(14) jako czyste chłodziwo trafia na obrabiarkę .