Назначение смазочно-охлаждающих жидкостей и присадок

Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) широко используются в процессе металлообработки. Это связанно с тем, что применение современных станков и инструментов, требует охлаждения и дополнительной смазки из-за больших нагрузок во время их эксплуатации.

Смазочно-охлаждающие жидкости широко применяются в таких технологических процессах обработки металлов, как точение, сверление, шлифование, фрезерование, штамповка, прокат металлов, в том числе и металлов которые обрабатываются под воздействием высоких температур, высокого давления, под действием высоких статических и динамических нагрузок. Их используют в процессах, связанных с обработкой следующих материалов: сталь, чугун, цветные металлы и сплавы, неметаллические конструкционные материалы.

Смазочно-охлаждающие жидкости применяют для того, чтобы создать высокое качество обрабатываемых поверхностей и максимально продлить период эксплуатации оборудования, путем снижения температур рабочих поверхностей.

Высокое качество современных СОЖ значительно усовершенствует процесс обработки металлов, поэтому их применяют:

  • для удаления с обрабатываемых поверхностей пыли, стружки, грязи, которые замедляют процесс обработки металлов;
  • для обеспечения диспергирования металлов, благодаря которому они быстрее разрушаются, а на процесс их обработки затрачивается значительно меньше энергии;
  • для смазывания поверхностей в области контакта инструмента и обрабатываемой детали, что снижает нагрузку на оборудование, продлевая срок его эксплуатации.

Виды смазочно-охлаждающих жидкостей

Разные виды металлообработки и использование разнообразных материалов привело к производству большого разнообразия СОЖ. На сегодняшний день единых стандартов для этих материалов не разработано, но сложились несколько групп смазочно-охлаждающих жидкостей.

1. Масляные СОЖ. Масляные СОЖ создаются на базе минерального масла. Они предназначены в первую очередь для снижения трения, возникающего в месте контакта материала и инструмента. С состав масляных СОЖ могут входить присадки, улучшающие другие свойства жидкости.

2. Водосмешиваемые СОЖ. Водосмешиваемые СОЖ – это эмульсии, состоящие из таких компонентов, как спирты, эмульгаторы, масла, электролиты, присадки и другое. Свойства водосмешиваемых СОЖ напрямую зависят от процентного содержания в них воды, а так же от компонентов, которые преобладают в их составе.

Различают три типа водосмешиваемых СОЖ:

  • эмульгирующаяся (эмульсол) – это концентрированная СОЖ с высоким содержанием масла (от 60 до 75%), при ее разбавлении водой, она превращается в грубую эмульсию молочного вида;
  • полусинтетическая – это концентрированная СОЖ со средним или низким содержанием масла (от 10 до 15%), смешиваясь с водой, она образует полупрозрачную микроэмульсию;
  • синтетическая – это концентрированная СОЖ, не содержащая масла, при смешивании с водой она образует чистый химический раствор, используемы при шлифовании.

Присадки

В состав смазочно-охлаждающих жидкостей входят присадки, которые улучшают свойства жидкости. Различают несколько видов присадок:

  • антикоррозийные присадки защищают поверхности металлов от коррозии в условиях экстремальных нагрузок;
  • противоизносные присадки снижают уровень нагрузки на обработанные поверхности, защищая их от износа, их применение в узлах и агрегатах приводит к увеличению срока эксплуатации оборудования;
  • противозадирные присадки защищают обрабатываемы поверхности, а так же узлы и агрегаты, во время обработки;
  • антитуманные присадки препятствуют образованию тумана, который неизбежен при использовании масляных СОЖ, при этом туман отрицательно воздействует на здоровье рабочих и на работу оборудования;
  • антипенные присадки не позволяют пениться смазывающим жидкостям во время их эксплуатации, чем продлевают срок службы самих СОЖ.

Правила выбора СОЖ

Выбор той или иной смазочно-охлаждающей жидкости зависит от множества факторов: от типа обрабатываемых металлов, от условий эксплуатации оборудования и от множества других.

1. Выбор СОЖ должен исходить из конкретного вида обработки металла (шлифовка, резание, штамповка). Каждый вид обработки металлов имеет специфические проблемы, которые должно свести до минимума применение той или иной СОЖ. Например, при перегревающемся оборудовании требуется охлаждающая СОЖ, прогорание жидкостей требует применения термостойких СОЖ и т.д.

2. Следующим шагом подбирается необходимый уровень концентрации СОЖ, который зависит от конкретной операции и конкретного материала. От того, насколько правильно была подобрана концентрация СОЖ, будут зависеть эксплуатационные характеристики жидкости, поэтому концентрация должна соответствовать рекомендациям поставщика.

Слишком высокая концентрация СОЖ приводит к вспениванию и плохой фильтрации жидкостей, а у работников она может вызвать раздражение кожи дыхательных путей.

Слишком низкая концентрация СОЖ может стать причиной коррозии и неудовлетворительной обработке поверхностей, а так же стать причиной размножения бактерий.

3. В результате эксплуатации оборудования неизбежно смешивание масел и СОЖ. Это происходит и в направляющих станков, и в гидравлических системах. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы все смазочные материалы были совместимы с водосмешиваемой СОЖ.

Во время эксплуатации СОЖ необходимо постоянно контролировать такие параметры СОЖ, как концентрация жидкости, количество бактерий и грибков, уровень рН, концентрация растворимых солей и ее жесткость. Наиболее важным параметром является концентрация СОЖ, ее систематически контролируют, с периодичностью один раз в день или один раз в неделю, с последующим занесением в журнал показателей ее фактического уровня.

Эксплуатация СОЖ приводит к изменению концентрации смазочно-охлаждающей жидкости, что в свою очередь имеет такие последствия как снижение pH, размножение бактерий и грибков, что в конечном результате значительно сокращает периоды между заменами СОЖ, снижает качество конечной продукции и приводит к увеличению затрат.

Правильно подобранная СОЖ, и соблюдение условий ее эксплуатации влияют на увеличение производительности технологических процессов и на эффективность производства в целом.

Правила эксплуатации СОЖ

Неправильная эксплуатация смазочно-охлаждающих жидкостей требует постоянного контроля за состоянием ее физико-химических показателей. Их отклонение от нормы приводит к образованию задиров на обрабатываемой поверхности, высокой шероховатости, к коррозии металлов, быстрому износу и выходу из строя дорогостоящего оборудования.

Изменение физико-химического состава СОЖ влечет за собой и ухудшение условий работы: в воздухе появляется запах сероводорода, жидкость и ее пары способны раздражать поверхность кожи, слизистых оболочек и дыхательных путей.

Ухудшение качества СОЖ, в частности ее расслоение и пенообразование, могут быть вызваны следующими причинами:

  • использование слабых эмульгаторов и стабилизаторов приводят к вспениванию жидкости и ее разделению на фракции;
  • недостаточная концентрация в СОЖ биоцидных компонентов приводит к росту грибов и бактерий, которые невозможно вывести из системы.

Изменение качества СОЖ приводит:

  • к увеличению расходов, связанных с ее заменой;
  • к возникновению процессов коррозии станков и инструментов;
  • к выходу из строя фильтров и насосов для подачи СОЖ.

Читайте так же: