Monitorování chladicí kapaliny pro obrábění s inline Rheonics senzory viskozity a hustoty

Obsah

• Úvod
• Chladicí kapaliny při obrábění
• Rozpustné oleje (emulze) a polosyntetické oleje
• Přírodní oleje (konzervované oleje)
• Monitorování chladicích kapalin při obrábění
• Rheonics senzory
• Integrace senzoru
• Instalace senzoru

Chladicí kapaliny neboli řezné kapaliny jsou nezbytné látky používané v obráběcích a kovoobráběcích procesech (jako je frézování, soustružení, vrtání a broušení) k zajištění efektivity, kvality a bezpečnosti operace. Jejich primární funkcí je chlazení řezné zóny a mazání rozhraní mezi nástrojem a obrobkem.

Monitorování specifických parametrů kapaliny je nezbytné pro zajištění její účinnosti, ochranu nástrojů a strojů a prevenci zdravotních a environmentálních problémů.

Chladicí kapaliny plní při obrábění dvě primární a klíčové funkce: chlazení a mazáníObráběcí procesy generují intenzivní tření a plastickou deformaci, což způsobuje prudký nárůst teplot na špičce nástroje, často překračující 500 ° CBez řezných kapalin by toto teplo rychle vedlo k:

• Opotřebení nástroje: Předčasné otupení, tepelné praskání a selhání řezného nástroje.
• Deformace obrobku: Tepelná roztažnost a deformace materiálu, což vede ke špatné rozměrové přesnosti.
• Špatná povrchová úprava: Přilnavost a svaření materiálu obrobku s nástrojem (nárůstek na hraně).

Čtyři hlavní třídy řezných kapalin jsou: přímé oleje, rozpustné oleje (emulze), polosyntetické kapaliny a syntetické kapaliny.

Pro frézování a podobné operace s tvářením třísky jsou nejčastěji preferovanými chladicími kapalinami rozpustné oleje (emulze) or polosyntetické kapalinyTyto kapaliny jsou navrženy tak, aby poskytovaly vyváženou kombinaci chladicího výkonu a mazání, což je zásadní vzhledem k přerušované povaze řezného procesu při frézování.

• Rozpustné oleje (emulze): Jedná se o koncentrované minerální oleje smíchané s vodou (obvykle 5 % až 10 % oleje) za použití emulgátorů. Jsou cenově dostupné a poskytují vynikající chladicí schopnost díky vysoké měrné tepelné kapacitě vody. Jejich obsah oleje zajišťuje dobré mazání, které je nezbytné pro snížení tření a zlepšení odvodu třísek při frézování.
• Polosyntetické kapaliny: Tyto oleje představují rovnováhu mezi rozpustnými oleji a plně syntetickými kapalinami. Obsahují nižší procento minerálního oleje (2 % až 10 %) v kombinaci s chemickými přísadami a vodou. Nabízejí vynikající chlazení a delší životnost nástroje než u přímých emulzí, spolu se zlepšenou stabilitou a odolností proti množení bakterií (což je běžný problém u chladicích kapalin na vodní bázi). Účinné chlazení, které poskytují, je zásadní při frézování, kde fréza neustále vstupuje a vystupuje z obrobku, čímž je nástroj vystavován tepelným cyklům, které mohou při nekontrolovaném provozu způsobit praskání.

Níže jsou uvedeny značky specializující se na oleje, emulze, polosyntetické a syntetické oleje používané v průmyslových procesech obrábění kovů, jako je frézování, soustružení a broušení.

Tabulka 1: Běžné značky chladicích kapalin a kapalin pro obrábění

Při obrábění, udržování koncentrace chladicí kapaliny (poměr emulze olej ve vodě) je kritickým faktorem, protože:

• Pokud je koncentrace příliš nízká (příliš mnoho vody): Mazání je špatné, což vede ke katastrofálnímu opotřebení nástroje, vysokému tření, rzi a možnému selhání součásti.
• Pokud je koncentrace příliš vysoká (příliš mnoho oleje): Koncentrát se plýtvá, což vytváří riziko pěnění, které snižuje schopnost chladicí kapaliny účinně chladit.

Viskozita emulze má přímá a stabilní korelace na jeho koncentraci oleje ve vodě. Nepřetržitým měřením viskozity, Rheonics Senzory poskytují přesný a v reálném čase ukazatel koncentrace chladicí kapaliny.

Rheonics nabízí inline senzor pro viskozitu a hustotu s řadou senzorů typu SR. Rheonics Řadový viskozimetr SRV je doporučený senzor pro monitorování chladicích kapalin při obrábění. Umožňuje měření viskozity a teploty v kapalině a zároveň je odolný vůči silným vibracím, bublinám a pěně v kapalině. Jeho kompaktní konstrukce je obzvláště vhodná pro instalaci v těsných prostorech a malých potrubích.

Rheonics SRV umožňuje vývoj manuálních nebo časově fixních měření na kontinuální měření chladicích kapalin. Zatímco současné systémy recirkulace chladicích kapalin jsou pravidelně kontrolovány pomocí refraktometrů nebo jiných měřidel, Rheonics SRV nepřetržitě odesílá data do vzdáleného nebo lokálního monitorovacího systému. Umožňuje plnou automatizaci, zabraňuje plýtvání časem a umožňuje rychlou reakci na odchylky koncentrace v důsledku viskozity a hustoty kapaliny.

• Použijte elektroniku senzoru SRV s výstupem 4–20 mA, nebo komunikační protokoly jako například Modbus RTU, Profinet, Ethernet/IP, HART, Etc.
• An poplach může být pro operátora spouštěčem k akci.
• Dávkovací čerpadla lze aktivovat pro přidání dalšího množství vody nebo koncentrátu, čímž se systém okamžitě vrátí na přesnou nastavenou hodnotu.

Automatizované řízení včetně senzoru SRV zajišťuje, že koncentrace chladicí kapaliny je vždy optimální, čímž se maximalizuje životnost nástroje, zajišťuje kvalita dílů a snižuje se plýtvání chladicí kapalinou.

Pro monitorování chladicí kapaliny při obrábění se doporučuje varianta senzoru SRV-X1-12GJeho kompaktní konstrukce umožňuje snadnou instalaci i v úzkých chladicích potrubích.

Pro zajištění bezproblémové integrace, Rheonics nabízí několik možností montáže:

Inline průtokové cely: Použití Rheonics HPT-12G or HPT-SRV průtokové cely pro snadnou instalaci přímo do stávajícího potrubí.

Montáž nádrže: Sondu lze nainstalovat přímo na nádrž chladicí kapaliny pomocí svařovacího nástroje, například HAW-12G, podobně jako instalace v miska nebo úzká nádrž.

Místo použití: Pro kritická měření lze senzor namontovat těsně před trysku chladicí kapaliny.