Статья:

Значимые факторы при выборе смазочно-охлаждающих технологических сред в машиностроении

Конференция: XLI Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Чернат И.С. Значимые факторы при выборе смазочно-охлаждающих технологических сред в машиностроении // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. XLI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 1(41). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/1(41).pdf (дата обращения: 20.07.2019)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Значимые факторы при выборе смазочно-охлаждающих технологических сред в машиностроении

Чернат Ирина Сергеевна
студент, ФГБОУВО «Вологодский государственный университет», кафедра управления инновациями и организации производства, РФ, г. Вологда
Белоусова Виктория Павловна
научный руководитель, канд. тех. наук, доц., ФГБОУВО «Вологодский государственный университет», кафедра управления инновациями и организации производства, РФ, г. Вологда

 

В статье рассматривается один из актуальных вопросов машиностроения – значимые факторы при выборе СОТС. Проанализировано влияние СОТС на точность и качество обрабатываемой поверхности. Выявлены преимущества и недостатки различных категорий СОЖ.

Широкое применение новых технологий, высокопроизводительного станочного оборудования, автоматических линий, повышение требований к точности обработки заготовок, а также использование новых видов инструмента на основе сверхтвердых материалов – всё это вызывает рост номенклатуры и объемов потребления смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС).

В настоящее время трудно назвать область машиностроения и металлообработки, где бы не использовались СОТС.

Что же собой представляют СОТС и какую роль они выполняют? В самом термине «смазочно-охлаждающие технологические среды» уже содержится объяснение о предназначении этих материалов – смазывать и охлаждать. Выделяют 4 вида СОТС, это: газообразные; жидкие (СОЖ); твердые; пластичные. Наиболее широкое распространение получили жидкие СОТС, называемые смазочно-охлаждающими жидкостями, они в свою очередь подразделяются на масляные, водосмешиваемые (водные), быстрорастворяющиеся и расплавы некоторых металлов.

Сейчас промышленностью производится более 300 наименований смазочно-охлаждающих технологических сред для обработки металлов резанием. Многие продукты дублируют друг друга, значительная часть из них устарела, однако на производство расходуются большие объемы нефтепродуктов и других видов дефицитного сырья, используется дорогостоящее оборудование и квалифицированные трудовые ресурсы, что делает покупку и эксплуатацию СОТС недешевым процессом.

В связи с программой замещения импортных брэндов на российском рынке СОТС активизировались производители отечественного контрафакта. Некоторые используют суррогатные заменители биоцидных присадок для того, чтобы их продукция не подвергалась быстрому гниению и расслоению, но в тоже время продолжала быть недорогостоящей. С этой целью в рабочую эмульсию добавляются нитрид натрия и формальдегид, являющиеся ядами 1 и 2 класса опасности для живых организмов.

Вследствие вышеуказанного возникает проблема выявления значимых факторов при выборе смазочно-охлаждающих технологических сред.

Известно, что целью металлообработки является получение деталей с заданной точностью и качеством поверхности. Смазочно-охлаждающие технологические среды способствует этому вследствие:

·     увеличения стойкости инструмента;

·     интенсификации режимов обработки;

·     улучшения качества поверхности;

·     снижения интенсивности силовых и тепловых нагрузок на инструмент и обрабатываемую деталь;

·     сокращения потребляемой мощности;

·     облегчения удаления стружки и продуктов износа инструмента.

Анализ отечественного и зарубежного опыта показывает, что в результате использования качественных смазочно-охлаждающих технологических сред достигается значительное увеличение стойкости инструментов (до 5 и более раз), повышение точности обрабатываемых поверхностей, снижение их шероховатости, – всё это даёт возможность увеличения производительности труда при обработке металлов резанием в 1,5–2 раза, а при обработке металлов давлением и некоторых, особенно финишных, операциях обработки резанием и значительно больше [1; 3].

С целью обеспечения конкурентных преимуществ продукции, создаваемой в производственно-технологических системах, связанных с механической обработкой резанием материалов является снижение операционных затрат, анализ структуры которых показывает, что основная доля (более 50%) приходится на материальные затраты [2].

Доказано, что большая часть предприятий серийного и мелкосерийного производства в целях экономии идет по пути снижения затрат на приобретении вспомогательных материалов, среди которых и СОТС.

В результате проведенного информационного анализа были выявлены преимущества и недостатки одних из самых распространенных СОЖ.

В таблице 1 приведено сравнение двух различных по ценовому фактору СОЖ: водорастворимой эмульсионной СОЖ (ЭГТ, ЭТМ, Эмолон и др.) и полусинтетической СОЖ (Акватек Плюс, Велс-1М, Дипрол и др).

Таблица 1.

Сравнение двух различных по ценовому фактору СОЖ

 

Водорастворимые эмульсионные СОЖ (Эмульсол)

Полусинтетические СОЖ

Краткое описание

Входят в категорию самых «дешевых» смазочно-охлаждающих жидкостей.

Это, как правило, СОЖ с высоким содержанием базовых нефтяных масел (40–80%). Часто в составе встречаются опасные и токсичные компоненты.

Как альтернатива дорогостоящим импортным брэндам по программе импортозамещения. Содержат в своем составе патентовую присадку для биологической устойчивости. Имеют низкий класс экологической опасности. НЕ содержат токсичные компоненты: хлор, фториды, полиэтилены, нитриды.

Воздействие на оборудование и инструмент

При постоянном использовании сильно загрязняются обильными мастичными отложениями и залипают подвижные части и винтовые соединения; в свою очередь фильтры и патрубки станков постоянно забиваются илистыми отложениями. Нередки и «необъяснимые» случаи коррозии шпинделей и суппортов.

Эффективное охлаждение и смазывание зоны обработки, высокие моющие свойства, защита от коррозии материала детали, инструмента и оборудования.

Как ведут себя при эксплуатации

Низкая стабильность и цельность. Быстро гниют и расслаиваются, т.к. не содержат в себе специальных присадок – биоцидов и ингибиторов – для защиты от микробов и от коррозии. Не содержат моющих и антипенных присадок – очищающих станок от мастичных налипов, стружки, предотвращающих вспенивание и защищающих от разрушающего проникновения смазочных индустриальных масел.

Универсальный продукт, хорошо работающий в широком диапазоне технологический операций. Низкое пенообразование. Имеют достаточную стойкость, что обеспечивает длительный срок эксплуатации. Легко утилизируется без специальной обработки и оборудования.

Средний «Срок жизни»

2–3 недели

6–8 месяцев

Ценовой диапазон (руб. за бочку)

8000–15000, на основе «отработанного» масла – 6000

16000–30000

 

Учитывая средний «Срок жизни» и ценовой диапазон двух сравниваемых СОЖ, мы можем рассчитать затраты в одинаковый период. Тогда будет видно, что затраты на первый продукт значительно превышают затраты на второй, а именно в 3 и более раз. Из всего вышеуказанного следует отметить, что эмульсолы справляются с металлообработкой – в ущерб качеству. В итоге приходится часто заменять их или добавлять дорогостоящие биоциды, что повышает цену эксплуатации дешевых СОЖ. В производственных цехах постоянно присутствует неприятный запах из-за выделения гнилостных газов – аммиака, сероводорода, метана. Возникают дополнительные расходы на очистку. Из всего этого вытекает существенное различие в «цене закупки» и «цене эксплуатации» СОТС, где последнее часто не берется в расчет.

Следует помнить, что использование в производстве самых недорогостоящих, токсичных и низкокачественных эмульсолов наносит ущерб здоровью работников (аллергия, химические ожоги, кожные дерматиты), приводит в негодность металлообрабатывающее оборудование и инструмент (коррозия, мыльные залипы, мастичные наслоения, засаливание, хроническая несмываемость стружки и т.д.), вследствие чего качество обработки металла становится очень низким [4].

Во избежание вышеуказанного следует тщательнее подходить к выбору поставщика и выбору продукта, учитывая технологические, экологические и экономические факторы.

 

Список литературы:
1. Абусев Г. Повышение экономической эффективности предприятия за счёт применения инновационных СОЖ // Индустрия. Межотраслевой информационно-технический журнал. Издатель/Учредитель: ООО «Институт Промышленной Информации». Рег. свид-во ПИ №2-4901.
2. Белоусова В.П. Экономико-технологические предпосылки организации производства изделий из порошковых материалов в условиях неспециализированных машиностроительных предприятий / В.П. Белоусова, А.Л. Белоусов // Региональная экономика: теория и практика. – 2008. – №15. – С. 67–70. 
3. Вереина Л.И. Справочник станочника / Л.И. Вереина, М.М. Краснов. – М.: Академия, 2006. – 560 с.
4. Хамидуллова Л.Р. Воздействие СОЖ предприятий машиностроения как проблема техносферной безопасности / Л.Р. Хамидуллова, А.В. Васильев, // Известия Самарского научного центра Российской академии наук, Т.4 – С. 290–295.