Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. - Гидравлические и пневматические системы. ч.2 Гидравлические приводы и системы. Основы (1053469), страница 61
Текст из файла (страница 61)
12.2. Гидравлические системы смазочно-охлаждающих жидкостей В настоящее время во всех отраслях машиностроения идет борьба за сокращение веса и габаритных размеров машин, при этом их узлы проектируются на большие удельные нагрузки и на меньшие запасы прочности. Надежная работа таких машин может обеспечиваться только при наличии систем СОЖ и применении высококачественных смазочно-охлаждающих материалов, которые, с одной стороны, снижают интенсивность силовых и тепловых нагрузок на режущий инструмент и обрабатываемую деталь, а с другой — удаляют из зоны резания образующуюся стружку и продукты износа инструмента. При этом не только достигается заданный класс чистоты обработки и точность изготовления деталей, но и повышаются скорости резания, а также существенно уменьшается износ режущего инструмента.
Правильный выбор СОЖ, своевременное и качественное обслуживание систем СОЖ технологического оборудования являются одним из основных условий, позволяющих увеличить его долговечность, повысить работоспособность и сохранить на длительный период технологическую точность машин. 12.2.1. Смазочно-охлаждающие жидкости Эффективность систем СОЖ во многом зависит от правильною выбора типа СОЖ, который осуществляется по функциональным, эксплуатационным и санитарным группам требований. К функциональным требованиям относят смазывающую, охлаждающую и моющую способности, а также способность проникновения СОЖ в зону контакта инструмента с деталью и стружкой.
Эксплуагпационные (технологические) требования учитывают стабильность состояния СОЖ при хранении, ее влияние на элементы технологического оборудования (коррозионную агрессивность, влияние на краску узлов и изоляцию электрооборудования и т.п.), взаимодействие с используемыми в узлах оборудования 12. Гидравлические системы смазки и охлаждения смазочными материалами, склонность к отложению осадков на поверхностях оборудования и а элементах системы подачи СОЖ, испаряемость и вспениваемость, устойчивость к заражению грибками и бактериями, а также пожаровэрывобеэопасность. К санитарным требованиям относят оценку влияния СОЖ на организм человека, сложность утилизации отработанной СОЖ. В зависимости от физико-химических особенностей основной фазы различают, водные (водосмешиваемые), масляные и специальные СОЖ.
Наиболее широко применяются СОЖ на водной и на масляной основе, или, другими словами, водные и маслянью СОЖ. При этом водные СОЖ обладают ярко выраженными охлаждающими, а масляные — смазывающими свойствами. Вобныв СОЖ в зависимости от дисперсности компонентов, вводимых в основную фазу, подразделяют на растворы злвкглролитов, синтетические СОЖ, полусинтетические СОЖ и эмульсии. растворы электролитов относятся к средам с ионной степенью дисперсности и могут применяться в качестве самостоятельной СОТС или являться основой для приготовления многокомпонентных синтетических и полусинтетических СОЖ.
Чаще всего в качестве электролитов используют соли неорганических кислот. Синтетические СОЖ вЂ” среды с молекулярной степенью дисперсности, основными смешиваемыми (диспергируемыми) компонентами которых являются разнообразные водорастворимые органические продукты, среди которых преобладают так называемые поверхностно-активные вещества (ПАВ) — вещества способные образовывать на поверхности металла тонкие сплошные пленки. Полусинтетические СОЖ относятся к средам с коллоидной степенью дисперсности.
Смешиваемыми компонентами являются маловяэкие минеральные или синтетические масла, водонерастворимые органические жидкости, в связи с чем концентраты для приготовления полусинтетических СОЖ часто называют растворимыми маслами. При этом очень высокая (коллоидная) степень дисперсности не позволяет выделить в растворе какую-либо отдельную фазу. Для обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик в полу- синтетические СОЖ также вводятся различные добавки (ингибиторы, бактериоциды, стабилизаторы, анти- пенные присадки и др.). Эмульсии — грубодисперсные смеси нерастворимых фаз.
Основной (дисперсионной) фазой обычно является вода, а дисперсной — мельчайшие капельки масла. Эмульсии получают путем самопроизвольного или принудительного смешивания в воде концентрата, называемого эмульсолом. В общем случае эмульсол состоит из базовой масляной основы; эмульгатора, противоиэносных. противозадирных и антифрикционных присадок; а также добавок, улучшающих эксплутационные свойства эмульсии (ингибиторы коррозии, бактериоциды, стабилизаторы и др.). В масляные СОЖ входят базовое минеральное масло (60...100 % массы СОЖ) и различные присадки.
В зависимости от назначения различают следующие присадки; в антифрикциснные, снижающие коэффициент трения между обрабатываемым изделием и инструментом; в противоизносные, снижающие износ инструмента; в противозадирные, предотвращающие заедание и схватывание материалов инструмента и изделия; в моющие, препятствующие оседанию и адгеэии загрязнений; в антикоррозионные, снижающие коррозионное действие СОЖ; в антиокислительные, ингибирующие окисление; в вязкостные, повышающие вязкость и изменяющие индекс вязкости; в специальные, трибополимеризирующиеся, антискачковые, насыщающие взаимодействующие материалы продуктами распада, облегчающие диспергирование и др.
в антипенные, ингибирующие пенообразование; в многофункциональные, одновременно повышающие свойства масел по нескольким показателям и др. К наиболее распространенным специальным СОЖ можно отнести синтетические масла, которые обладают рядом характерных свойств не присущих нефтяным маслам: не горючи, исключительно химически инертны и термически стабильны, работоспособны при низких температурах, имеют хорошие антифрикционные и противоизносные свойства.
Вследствие высокой стоимости специальные СОЖ находят ограниченное применение в промышленности, однако нередко их используют в качестве присвдок (вязкостных, антипенных) к водным и масляным СОЖ. 248 122. Гидравлические системы смазочно-охлаждающихжидкостей Общие рекомендации по применению СОЖ и их основные характеристики содержаться в Технических условиях, разрабатываемых заводами-изготовителями СОЖ (см приложение П1.8). Более детальные рекомендации по использованию конкретной СОЖ приводятся в специальной справочной литературе, где содержаться так же сведения по нормам расхода СОЖ для определенного оборудования и вида обработки.
При выборе СОЖ обязательно должны учитываться санитарные требования, так как СОЖ могут явиться причиной некоторых профессиональных заболеваний обслуживающего персонала. Отрицательное воздействие СОЖ возможно как при непосредственном контакте жидкости с кожей„так и через цеховую атмосферу и определяется классом опасности, который устанавливается по ГОСТ 12.1.007-76 в зависимости от степени воздействия на организм человека. 12.2.2.
Структура систем СОЖ В структуре систем СОЖ, как и в гидравлических приводах, можно выделить энергообеспечивающую, направляющую и регулирующую, а также информационную подсистемы, Однако даже в одинаковых по функциональному назначению подсистемах гидропривода и систем СОЖ, отдельные устройства последних отличаются особенностями конструктивного исполнения, обусловленными необходимостью пропускания элементами систем СОЖ больших расходов и свойствами самих смазочно-охлаждающих жидкостей.
Кроме того в гидроприводах рабочая жидкость контакгируеттолько с внутренними частями элементов гидропривода, тогда кака системах СОЖ вЂ” и с элементами технологического оборудования к которым она доставляется и которые являются источниками повышенного загрязнения рабочей среды. В зависимости от количества и разновидностей оборудования, подключенного к одной энергообеспечивающей подсистеме, различают следующие системы СОЖ: в индивидуальные (предназначенные для одного станка); в групповые (предназначенные для группы однотипных станков или автоматических линий); в централизованные (предназначенные для группы разнотипных станков, участков или цехов).
На рис. 12.21 представлен фрагмент гидросхемы индивидуальной системы СОЖ. Система обеспечивает автоматическое включение/отключение подачи СОЖ для охлаждения инструмента (распределитель Р1), «ручное» вкпючениеготкпючение подачи СОЖ для смыва стружки (распределитель Р2), а так же очистку загрязненной СОЖ при ее возврате в бак станции СОЖ (фильтр Ф1). Рис. 12.21.
Фрапиент гидросхемы индивидуальной системы СОЖ 12. Гидравлические системы смазки и охлаждения Все основные элементы рассмотренной системы СОЖ можно сгруппировать по подсистемам следующим образом: в энергообеслечиеающая подсистема — станция СОЖ (С1) в составе: электродвигатель М1, насос Н1 и сливной Ф1 фильтр; напорный фильтр Ф2. в направляющая и регулирующая подсистема — распределители Р1 и Р2, вентили ВН1, ВН2, ВНЗ и ВН4, а также система трубопроводов и шлангов разного диаметра обеспечивающая их подключение; в информационная подсистема — реле расхода РР1. В отличие от индивидуальных систем СОЖ групповые и централизованные системы предполагают наличие одной знергсюбеспечивающей подсистемы для однотипного или разнотипного оборудования. В схемах гидравлических принципиальных отдельного оборудования, входящего в состав групповой или централизованной системы СОЖ, знергаобеспечивающую подсистему, как правило, не изображают, а точку подключения к ней обозначают зачерненным треугольником и индексом, например, буквой «Р».
12.2.3. Элементы енергообеспечивающей подсистемы К особенностям функционирования энергообеспечивающей подсистемы СОЖ относится необходимость обеспечения больших расходов СОЖ, как правило с относительно невысоким давлением, что находит свое отражение в конструктивном исполнении отдельных устройств и аппаратов. Кроме того, в энергетическую подсистему СОЖ входит целый ряд разнообразных устройств очистки СОЖ, предназначенных для удаления из СОЖ, поступающих на повторное использование, отходов обработки металлов (стружки при резании, металлической пыли и частицами абразива при шлифовании и т.п.). Насосы.