ročník: VI. • 5/2013 • cena 3 €
Galvanovna BOMEX – kvalitní povrchové úpravy kovů
Tvrdé chromování - Chemické niklování - Eloxování - Zinkování - Cínování
NOVINKA! - CHEMICKÉ NIKLOVÁNÍ S VYSOKOU KOROZNÍ ODOLNOSTÍ
www.bomex.cz - čtěte na straně 11
Ložiská ZVL – 45 rokov
kvality svetového štandardu
P ROFESIONÁLNY PRÍSTUP PRE SVETOVÝ PRIEMYSEL
ODVETVIA POUŽITIA LOŽÍSK
• STROJÁRSKY PRIEMYSEL
• POĽNOHOSPODÁRSKY PRIEMYSEL
• ŤAŽOBNÝ PRIEMYSEL
• OCELIARSKY PRIEMYSEL
• ENERGETICKÝ PRIEMYSEL
• CEMENTÁRSKY PRIEMYSEL
• PAPIERENSKÝ PRIEMYSEL
PRIEMYSELNÉ APLIKÁCIE LOŽÍSK
• PRIEMYSELNÉ PREVODOVKY
• ELEKTROMOTORY
• POHONY
• BIELA TECHNIKA
• ČERPADLÁ A KOMPRESORY
• DOPRAVNÍKOVÉ TRATE
• SPOJKY, PREVODOVKY,
MOTORY A NÁPRAVY
DOPRAVNÝCH PROSTRIEDKOV
• ČASTI OBRÁBACÍCH STROJOV
ZVL SLOVAKIA, a. s.
Na stanicu 22
010 09 Žilina
Časopis TriboTechnika vydáva:
Vydavateľstvo Techpark, o. z.
registrácia vykonaná 22. 10. 2003
pod č. VVS/1–900/90–22538
Redakcia:
TechPark, o. z.,
Pltnícka č. 4, 010 01 Žilina, Slovakia
Tel.: +421 41 500 16 56 – 8,
Mobil: +421 948 240 510,
Mobil: +421 905 206 227
E–mail: [email protected],
[email protected]
www.tribotechnika.sk
Odborný garant:
Ing. Jozef Dominik, Csc.
e-mail: [email protected]
Šéfredaktorka:
Ing. Dana Tretiníková
e-mail: [email protected]
Obchodná riaditeľka:
Mgr. Zuzana Augustínová
e-mail: augustínová@techpark.sk
Redakcia:
Bc. Eva Kučerová
e-mail: [email protected]
Mgr. Marcela Palkechová
e-mail: [email protected]
Roald Tretiník
e-mail: [email protected]
Marketing a inzercia:
[email protected],
[email protected]
Grafika:
Grafické štúdio vydavateľstva TechPark Žilina
Tlač:
P+M Turany, www.p–mtlac.sk
Rozširuje:
Vlastná distribučná sieť, MEDIA PRINT KAPA -pressgrosso, Bratislava
ISSN 1338–0524
Vážení čitatelia, milí priatelia,
nedávno ma pri návšteve katedry všeobecného strojárstva nemenovanej západoeurópskej univerzity upútal oznam: „Prijmeme univerzitného profesora/profesorku pre
tribológiu a strojárstvo. Kandidát má byť medzinárodne uznávanou vedeckou kapacitou v oblasti tribológie a strojárstva s perfektnými didaktickými a jazykovými dispozíciami a má mať skúsenosti v tribológii hnacích mechanizmov, skúšobných metód ...“
Okamžite má napadli logické otázky. Našiel by sa u nás vhodný kandidát na toto
miesto? Existujú vôbec u nás vysokokvalifikovaní odborníci v oblasti tribológie, ktorí by
spĺňali požadované kritéria? Učí sa niekde na vysokých školách tribológia?
Pochopiteľne, redakcia TriboTechniky nemá kompetencie na zodpovedanie týchto
otázok aj keď vlastný názor, s ktorým sa stotožnila aj väčšina oslovených odborníkov, na
to má. Nejde o opakovanie notoricky známeho problému nezáujmu kompetentných o tribológiu ako samostatnú vednú disciplínu. Nejde ani o to, či by sa našiel u nás vhodný kandidát na inzerovaný post. Dôležité je niečo iné. Predmetná univerzita aj týmto inzerátom
potvrdila význam tribológie a jej priamy vzťah k strojárstvu. Zainteresovaní vedia, o čom
je reč. Mnohokrát bolo aj na stránkach nášho časopisu zdôraznené, že strojárstvo a tribológia patria nerozlučne k sebe. Sú to siamské dvojčatá, ktoré nie je možné od seba oddeliť.
Bez uplatnenia najnovších poznatkov z tribológie by napr. nebolo možné vyvinúť nízkoenergetické ložiská s priamym dopadom na spotrebu paliva motorových vozidiel, podstatne zvýšiť reznú rýchlosť pri trieskovom obrábaní a pod. Existuje množstvo ďalších
praktických príkladov, kedy zásluhou tribológie a najnovšie nanotribológie sa podarilo
zásadne zvýšiť životnosť súčiastok a tým nielen zvýšiť bezpečnosť, ale aj ekonomickú
efektivitu strojárskych výrobkov, dopravných prostriedkov a pod.
Vážení kolegovia, blíži sa najvýznamnejšia strojárska udalosť v strednej Európe –
Medzinárodný strojársky veľtrh v Brne, a to je príležitosť znovu nastoliť túto tému na diskusný stôl. Nie preto, že vo vyspelých krajinách sa tribológii venuje ďaleko väčšia pozornosť ako u nás, ale najmä pre jej nesporný národohospodársky význam. Keby sa len o pár
percent podarilo znížiť astronomické straty z titulu opotrebenia materiálu, znamenalo
by to obrovský prínos pre národné hospodárstvo. Nie nadarmo sa tvrdí, že jeden dolár
účelne vložený do tribológie prinesie efekt 50 dolárov. Čo k tomu chýba? Okrem ochoty
kompetentných predovšetkým dostatok kvalifikovaných odborníkov, schopných nastoliť spoločensky zaujímavé projekty. V tomto smere je akademická obec spoločnosti čosi
dlžná. Priama implementácia predmetu tribológia do učebných osnov priemyselných
a vysokých škôl technického zamerania a vybudovanie relevantných laboratórií
a výskumných pracovísk na patričnej úrovni by mohli byť v tomto smere prvým krokom.
Argumentácia, že chýbajú potrebné finančné prostriedky neobstojí. Stačí sledovať čerpanie fondov z EU na výskum a vývoj a každému musí byť jasné, že pravda je niekde inde.
V súvislosti s Medzinárodným strojárskym veľtrhom v Brne si dovoľujeme našich čitateľov upozorniť, že tak ako po iné roky, ani tentokrát na veľtrhu nebude chýbať naša
redakcia s Vašim obľúbeným časopisom TriboTechnika. Tešíme sa na stretnutie
Jozef Dominik
5/2013
TriboTechnika
Univerzálna vákuová pec HPGQ
SECO/WARWICK dodal do zákazkovej kaliarne českej
firmy GALVAMET univerzálnu vákuovú pec HPGQ
(Vector) model 5.0VPT-4035/36IQN s ohrevom
izolovanej komory grafitovými článkami.
strana 12 - 13
Ložiská ZVL – 45 rokov kvality svetového štandardu
Výroba ložísk a ich dielov je typickým predstaviteľom odvetvia
presného strojárstva. Vývoj ložísk a zvyšovanie ich úžitkových
vlastností sa sústreďuje hlavne na zvyšovanie ich zaťaženia,
otáčok a trvanlivosti a znižovanie ich hlučnosti v prevádzke.
Tieto vlastnosti sú však výrazne závislé na presnosti a kvalite
opracovania hlavne obežných dráh krúžkov a valivých súčastí
ložísk.
strana 14 - 15
Obsah:
Úspěšné projekty pokračují ...................................................................................................................................... 8, 9, 10
Vysoko-fosforové chemické niklování ........................................................................................................................... 11
Univerzálna vákuová pec HPGQ ................................................................................................................................ 12, 13
Ložiská ZVL – 45 rokov kvality svetového štandardu ........................................................................................ 14, 15
Použití kontaminačních senzorů v praxi ......................................................................................................... 16, 17, 18
Celostátní aktiv galvanizérů ............................................................................................................................................... 19
Multicut 630 – rozšíření řady multifunkčních strojů .......................................................................................... 20, 21
Tribotec - Mazací technika TRIBOTEC ...................................................................................................................... 22, 23
Nástroj pro měření a analýzu lopatek ............................................................................................................................ 23
TECH OIL - Vliv biostability řezných kapalin na ekonomiku obráběcích procesů ............................ 24, 25, 26
Hennlich - MERES: Inovace v galvanických lůžkách .................................................................................................. 27
Ulbrich - Jaké bude mazání v 21. století? Suché a kombinované ................................................................ 28, 29
Ekologický brilant: Čisticí kapalina za studena s likvidací ..................................................................................... 30
SVUOM - Zkušební metody pro hodnocení přilnavosti organických povlaků .......................... 32, 33, 34, 35
Metoda otryskávání neabrasivním plastovým mediem .................................................................................. 36, 37
Podobnost technologií povlaků ze Zn-mikrolamel .................................................................................................. 37
6
TriboTechnika
Použití kontaminačních senzorů v praxi –
příklady aplikací
Čistota hydraulických médií je prvořadý faktor pro
dlouhodobou životnost a spolehlivost veškerých
fluidních mechanismů. Proto se výrobci hydraulických
komponentů snaží mít pod kontrolou čistotu média již ve
fázi výroby a funkčních zkoušek svých výrobků...
strana 16 - 18
MULTICUT 630 – rozšíření řady
multifunkčních strojů
Celosvětově podíl víceosých a multifunkčních strojů
stoupá vlivem zejména stoupající produkce a
sériovosti dílců a také vlivem zvyšující se ceny lidské
práce. Snížení nákladů na manipulaci, snížení počtu
operátorů strojů, maximální koncentrace operací na
jeden stroj, snížení výrobního času to vše
představuje nezanedbatelnou úsporu nákladů...
strana 20 - 21
Vytvaření tvrdých a otěruvzdorných povrchů pomocí boridování ............................................................. 38, 39
SK Technik - Zlepšení povrchu a tvaru ............................................................................................................ 40, 41, 42
Cimcool - Ekologické přínosy tribologie ............................................................................................................... 42, 43
Vasilko - Mechanizmus opotrebenia súčasných rezných materiálov ................................................... 44, 45, 46
Cielená úprava povrchu a úspora PHM nanočasticami ................................................................................... 46, 47
TRIBEX - Alternatívne chladivá a nové mazivá ...................................................................................... 48, 49, 50, 51
Fuchs oil - Vodu vytesňujúce prostriedky na dočasnú ochranu voči korózii .............................................52, 53
Konferencia Tribotechnika v provozu a údržbě ......................................................................................................... 54
Povrchové inžinierstvo 2013 ..............................................................................................................................................55
Phoenix - Sledování stavu chladící kapaliny jako stálá součást údržby .............................................. 56, 57, 58
Konferencia Projektování a provoz povrchových úprav ......................................................................................... 59
Classic oil – Nemrznoucí chladicí kapaliny .................................................................................................... 60, 61, 62
Majdan - Vplyv ekologických olejov na úbytok materiálu súčiastok hydrogenerátora ............... 64, 65, 66
Konferencia DIS 2013 .......................................................................................................................................................... 67
Možnosti řízení procesu na CNC obráběcích strojích ...................................................................................... 68, 69
Seminář Hydraulické kapaliny .......................................................................................................................................... 70
7
5/2013
5/2013
TriboTechnika
Úspěšné projekty pokračují
Největší průmyslový veletrh ve střední Evropě a tradiční přehlídka nových technologií
předních českých i světových výrobců letos proběhne v termínu od 7. do 11. října.
Pořadatelé věří, že naváže na MSV 2012, který byl největším a nejúspěšnějším strojírenským veletrhem od roku 2008. Zvýrazněným tématem MSV 2013 bude průmyslová automatizace a partnerskou zemí se stane Turecko.
Ohlédnutí za posledním ročníkem
MSV 2012 byl co do rozsahu i pozitivních ohlasů účastníků nejúspěšnějším strojírenským veletrhem
od propuknutí ekonomické krize.
Mírné oživení trhu se projevilo velikostí expozic i čilou obchodní
atmosférou. Veletrhu se zúčastnilo
1886 firem ze 32 zemí a zároveň
vzrostla velikost výstavní plochy na
téměř 45 tisíc metrů čtverečních.
Podíl vystavujících firem ze zahraničí se zvýšil na 49,5 %. Nabídku
8
vystavovatelů si přijelo prohlédnout téměř 76 tisíc
návštěvníků ze 62 zemí. MSV tak potvrdil svoji
vedoucí pozici mezi průmyslovými veletrhy v regionu střední Evropy, tj. v České republice, Slovensku,
Polsku, Rakousku a Maďarsku.
O komerčním významu veletrhu svědčí rozsáhlý
průzkum, který mezi vystavovateli i návštěvníky
veletrhu realizovala agentura Ipsos. Účast na MSV je
podle něj spolu s firemními webovými stránkami
a přímým osobním prodejem jedním ze tří nejvyužívanějších marketingových nástrojů k oslovení
zákazníků. Plných 91 % vystavovatelů navázalo na
veletrhu obchodní kontakty s potenciálními tuzemskými zákazníky, 54 % s potenciálními zahraničními
zákazníky a 31 % vystavovatelů na veletrhu uzavřelo či rozjednalo nějakou vývozní zakázku. S tím koresponduje vysoce kvalitní návštěvnická struktura.
Naprostá většina návštěvníků MSV 2012 (93 %) byli
odborníci pracující v některém z vystavovaných
nebo jim příbuzných oborů, 32 % návštěvníků mělo
rozhodovací nebo spolurozhodovací pravomoc při
nákupu zboží a služeb v oboru a 34 % disponovalo
alespoň poradním hlasem. Tři čtvrtiny návštěvníků
na MSV jezdí pravidelně a 79 % dotázaných se chystá navštívit příští ročník.
Veletrh pohledem účastníků
Úspěšnost posledního ročníku MSV potvrzují názory vystavovatelů i významných hostů. V zahajovacím projevu veletrh ocenil ministr průmyslu a obchodu Martin Kuba: „Brněnský Mezinárodní strojírenský veletrh pokládám za hlavní veletržní událost
v roce a uvědomuji si jeho regionální i evropskou
dimenzi. Je významnou příležitostí k představení
českých firem a jejich vyspělých technologií nejen
přímým obchodním partnerům, ale i oficiálním
představitelům vlád zemí, které se této veletržní
akce zúčastní. Podstatné je, že se veletrh zaměřuje
i na rozvíjející se mimoevropské trhy, tedy země
východní Evropy, Asie, Afriky a Latinské Ameriky,
neboť prioritou vlády je bezesporu diverzifikace českého exportu.“
5/2013
TriboTechnika
MSV Brno 2013
Příležitost představit na své novinky a získat nové
zakázky firmy dostanou ve dnech 7. až 11. října
2013, kdy se na brněnském výstavišti uskuteční již
55. ročník MSV. Největší průmyslový veletrh ve
střední Evropě přivítá vystavovatele z klíčových
oborů od strojírenství a elektrotechniky až po zpracování plastů nebo ekotechniku.
Hlavním tématem bude projekt Automatizace –
prezentace měřící, řídicí, automatizační a regulační techniky napříč všemi obory. Téma bude zviditelněno ve výstavních pavilonech, doprovodném
programu i v soutěži Zlatá medaile MSV.
Nově je koncipována prezentace dopravní techniky, se kterou se v minulosti návštěvníci setkávali
nejen na MSV, ale také na specializovaném veletrhu Transport a Logistika. V termínu od 10. do 14.
září 2013 se na brněnském výstavišti poprvé uskuteční veletržní projekt zaměřený na silniční dopravu, železniční dopravu a logistiku. Mezinárodní
dopravní veletrh Eurotrans v sobě sloučí obory
z veletrhů Autotec a Transport a Logistika, které
tím pádem již nebudou pokračovat. Součástí MSV
však nadále zůstává obor intralogistika, který navazuje na prezentace dalších průmyslových výrobců
a oslovuje stejnou klientelu. Do vnitropodnikové
logistiky spadají především obory skladování,
manipulace a vnitropodnikové dopravy, které na
veletrhu Transport a Logistika patřily k nejpočetněji zastoupeným. Na MSV tak opět nebudou chybět vystavovatelé dopravních vozíků, jeřábů a zvedacích zařízení, montážních strojů, skladovací
techniky nebo strojů pro průmyslové balení. Již
popáté se v rámci MSV uskuteční projekt Transfer
technologií a inovací, který prezentuje vědeckovýzkumné aktivity vysokých škol a výzkumných
10
center. Technické univerzity zde nejen ukazují
výsledky práce svých výzkumných týmů, ale především jednají o spolupráci s průmyslovými podniky na projektech.
Turecko vystavuje v Brně
Mezinárodní strojírenský veletrh byl od začátku
koncipován jako platforma pro navazování zahraničních obchodních kontaktů a proexportní roli
plní i dnes. Vysoká mezinárodnost, kdy téměř polovinu vystavovatelů tvoří zahraniční firmy, je spolu
s kvalitní návštěvnickou strukturou předpokladem k úspěšným obchodním jednáním. Navazování spolupráce na nových trzích podporuje také
projekt Partnerská země MSV, který již od roku
2008 zviditelňuje vždy jednu zahraniční zemi jako
oficiálního partnera ročníku. V roce 2013 se partnerskou zemí stane Turecko, země s rychle se rozvíjející ekonomikou, která se v Brně představí prostřednictvím několika desítek vystavujících firem
z různých průmyslových oborů.
Česko - turecké hospodářské styky mají dobrou
perspektivu a rostoucí tendenci. Za posledních
deset let se obrat vzájemného obchodu zvýšil více
než desetinásobně a dále roste mj. i díky realizaci
významných českých dodávek energetických zařízení. O turecký trh s téměř 75 miliony spotřebiteli
se dnes ucházejí exportéři z celého světa a českým
firmám se zde daří prosazovat zejména s našimi
tradičními vývozními komoditami jako jsou stroje
pro elektrárny, zdravotnické vybavení nebo díly
pro automobilový průmysl. Turecko bylo zařazeno
mezi dvanáct prioritních zemí českého exportu
a je pro nás po Číně druhým nejdůležitějším trhem
v Asii.
Na MSV v Brně se Turecko představí jako země se
širokou a kvalitní nabídkou průmyslového zboží.
Jde o úspěšného vývozce, který se snaží o prolomení hranice objemu exportu 150 mld. USD zvýšením konkurenceschopnosti na vyspělých zahraničních trzích ve všech oborech včetně strojírenství.
V rámci projektu Partnerská země MSV proběhne
řada doprovodných aktivit včetně hospodářských
a technologických fór a turečtí vystavovatelé
mohou profitovat ze zvýšené publicity.
Vedle Turecka bude zvýšená pozornost věnována
také Slovensku jako nejtradičnějšímu ekonomickému partneru České republiky. MSV vznikal před
55 lety jako československý veletrh a zůstal jím po
celou dobu i po rozdělení Československa.
POVRCHOVÉ
ÚPRAVY
NOVINKA
ELOXOVÁNÍ
VYSOKO-FOSFOROVÉ
CHEMICKÉ NIKLOVÁNÍ
CHEMICKÉ NIKLOVÁNÍ
BOMEX - CZ s. r. o. nově provozuje tuto technologii na dílech v délce až 2,2 metry. Chemické niklování s obsahem fosforu 10 - 12 % má mimo své
vynikající mechanické vlastnosti také zvýšenou
korozní a chemickou odolnost. Tato povrchová
úprava poskytuje pokoveným dílcům ochranu na
více než 1 000 hodin v neutrální solné mlze už při
vrstvě 25 mikrometrů, což je v porovnání s povlaky s nižším obsahem fosforu až deseti-násobek.
Provozovaná technologie vyhovuje normám
ISO 4527, MIL-C-26074, AMS 2404 a ASTM B-733
a z hlediska ochrany životního prostředí také
směrnicím RoHS, ELV a WEEE.
CÍNOVÁNÍ
ZINKOVÁNÍ
BOMEX - CZ s.r.o.
Provozovna: dodací adresa Sídlo: fakturační adresa
Rokytnice 410
Jasenice 795
75501 Vsetín
75501 Vsetín
www.bomex.cz
Tel.: 00 420 571 803 363
Fax: 00 420 571 803 377
E-mail: [email protected]
5/2013
TriboTechnika
8QLYHU]iOQDYiNXRYiSHF+3*4
1t]NRWODNRYiYiNXRYiFHPHQWDĀQiDQLWULGDĀQiSHF)LQH&DUE ŠERODGRGDQiGR]i
ND]NRYHMNDOLDUQHÀUP\*$/9$0(7ÿHVNiUHSXEOLND
SECO/WARWICK dodal do zákazkovej kaliarne českej firmy GALVAMET
univerzálnu vákuovú pec HPGQ (Vector) model 5.0VPT-4035/36IQN s ohrevom izolovanej komory grafitovými
článkami. Pec o veľkosti pracovnej
zóny 600 x 600 x 900 mm pracuje
s vysokotlakovým kaliacim plynom
15 barov a je vybavená pre technológiu cementácie a nitridácie FineCarb® and PreNit®. Pec je určená pre
nasledovné procesy vysokoteplotného tepelného spracovania: žíhanie,
temperovanie, vákuová cementácia
(LPC) a nitridácia (LPN). Do prevádzky
bola spustená v máji 2013.
O firme GALVAMET
Kaliareň firmy GALVAMET má team
popredných odborníkov špecializovaných v oblasti metalografických
analýz ocelí. Disponuje tvrdomermi
Rockwell, Brinell a Vickers. Laboratórium pracuje 24 hodín a robí servis všetkých procesov tepelného spracovania.
Firma spolupracuje so špecializovanými pracoviskami VŠB – Technickej univerzity Ostrava a laboratóriami SIMD
(Structural Integrity & Materials Design) v oblastiach materiálového inžinieringu a lomových analýz fakulty
Materiálového inžinierstva.
Kontrola kvality vykonávaných skúšok je štandardnou súčasťou práce
firmy GALVAMET.
O firme SECO/WARWICK
Skupina SECO/WARWICK a jej päť biznis segmentov (BS) vyrába vákuové
pece (BS VAC), pece s kontrolovanou
atmosférou (BS ATM), pece na spracovanie hliníka (BS CAB) a zariadenia Retech na vákuovú metalurgiu (BS VME)
situované v Poľsku (SECO/WARWICK
12
Europe, S. A.), v USA (SECO/WARWICK Corp. +
RETECH Systems LLC), v Indii (SECO/WARWICK Allied
Ltd) a v Číne (SECO/WARWICK RETECH Mfg. (Tianin)
Co, Ktd.). Kompletné služby zákazníkom poskytuje aj servisná sieť Sales, service & spare parts v Nemecku (SECO/WARWICK Services GmbH) a v Rusku
(SECO/WARWICK Russia).
SECO/WARWICK Worldwide poskytuje priemyselné
pece na rôzne postupy tepelného spracovania kovov
a komponentov používaných vo výrobe. Dodávame
pece pre zákazníkov, ktorí sa zaoberajú výrobou ocele a hliníka, recykláciou hliníka, kovaním, ďalej pre
automobilový priemysel, letectvo, zákazkové tepelné spracovanie, HVAC / R, elektroniku, veterné elektrárne, zdravotnícke zariadenia a jadrový priemysel.
Vákuový team ponúka vákuové pece na kalenie, popúšťanie, žíhanie, zušľachťovanie a iné procesy, ako
spájkovanie, spekanie, cementovanie, karbonitridovanie, vysoké vákuum, CVD grafitizáciu a odplynenie. SECO/WARWICK v súčasnosti spustil do prevádzky jednu z najväčších a technicky najdokonalejších
vákuových pecí s využitím pokrokových technológií, ako sú Universal HPQ ™ (vysokotlakové kalenie),
PreNit ® & FineCarb ® LPC vákuové cementovanie, so
softvérom pre plne automatizovaný systém riadenia
a modelovania. Konštrukcia vákuovej pece je riešená
ako vertikálne, horizontálne a výťahové zariadenie.
Obidve, valcové a obdĺžnikové ohrievacie komory
s kovovými alebo grafitovými vykurovacími telesami
sú vhodné pre nové i použité vybavenie.
Čítaj viac na: www.secowarwick.com
TriboTechnika
13
5/2013
5/2013
TriboTechnika
Ložiská ZVL – 45 rokov
kvality svetového štandardu
Využívanie novej meracej techniky pri meraní
a hodnotení štruktúry povrchu ložísk a ich súčastí
Výroba ložísk a ich dielov je typickým predstaviteľom odvetvia presného strojárstva. Vývoj ložísk a zvyšovanie ich úžitkových vlastností sa sústreďuje hlavne na zvyšovanie ich zaťaženia, otáčok a trvanlivosti a znižovanie ich hlučnosti v prevádzke. Tieto vlastnosti sú však výrazne závislé od presnosti a kvality opracovania hlavne obežných dráh krúžkov a valivých súčastí ložísk. Z uvedeného vyplýva i nutnosť a požiadavka na presné a rýchle meranie a posudzovanie kvality funkčných plôch ložísk už pri ich výrobe. Dosahovanie vysokej presnosti, stanovených rozmerových parametrov vnútornej geometrie,
drsnosti povrchov a ostatných výrobných tolerancií je základným predpokladom pre zabezpečenie kvality a bezporuchovej funkcie ložísk a tým zvyšovanie ich životnosti a spoľahlivosti.
ZVL SLOVAKIA, a. s využíva rôzne
druhy presnej meracej techniky,
ako napr. trojsúradnicový merací stroj SIP 420M, univerzálny
dĺžkomer ULP OPAL300, kruhomer Talyrond 73, konturoskop
MITUTOYO SV-C3000, digitálne
tvrdomery ROCKWELL EMCOTEST
M2N a RR-1D/AQ. Spoločnosť
súčasný prístrojový park nedávno
rozšírila a posilnila o nový prístroj
Form Talysurf PGI 820 od firmy
Taylor Hobson, ktorá v súčasnosti
uvedeným a podobnými prístrojmi dosahuje najvyššiu presnosť
merania tvaru a štruktúry povrchu.
Prístroje typu Form Talysurf boli
firmou Taylor Hobson pôvodne
vyvinuté na presnú výrobu ložísk,
ktorými je možné súčasne merať
rozmer, tvar a drsnosť povrchu
z profilu jednej snímanej stopy,
a to i na zakrivených plochách.
V súčasnosti sa od moderných
14
meracích prístrojov vyžaduje veľký rozsah meraného profilu povrchu s vysokou presnosťou.
Zväčšovanie rozsahu merania sa sústreďuje jednak
na dĺžku merania (dĺžka snímania v osi X až 200 mm)
a tiež na veľkosť zdvihu snímacieho systému v osi Z.
Nová koncepcia meracích prístrojov Form Talysurf
a systém PGI (Phase Grating Interferometer)
využívaný v novom rade týchto prístrojov má
v porovnaní s predchádzajúcimi modelmi celý rad
predností. Vo všetkých smeroch tak predbehol
5/2013
meradlá s lineárnym snímaním polohy, čo im tak
umožňuje s vysokou rozlíšiteľnosťou veľmi presné
meranie drsnosti, tvaru a ich odchyliek, drsnosti
a profilu povrchu. Nové softwarové vybavenie
umožňuje komfortné a komplexné vyhodnotenie
meraných rozmerov tvarov a štruktúry z jednej
snímanej stopy meraného profilu.
Meradlá PGI sú vybavené novými optickými
a mechanickými prvkami a elektronikou, čo im
umožňuje dosiahnuť výrazné zníženie systémového šumu. Unikátny je aj spôsob kalibrácie Taylor
Hobson založený na presnom etalóne guľového
tvaru. Použitím tejto patentovanej metódy je
meradlo nielen kalibrované v celom meracom
rozsahu, ale súčasne sú overené aj všetky dôležité
funkcie systému vrátane linearity, geometrie
a stavu snímaného hrotu, posuvovej základne,
záznamu dát, tuhosti meradla a funkčnosti
procesoru.
Merací prístroj Form Talysurf PGI 820 je vhodný
na meranie prakticky všetkých druhov ložísk
a ich komponentov, ako ložiskové valčeky
a ostatné valivé telieska. Z užívateľskej stránky
je možné prístroj oceniť hlavne v parametre merania ložísk i ich súčastí so širokým rozsahom.
Meranie je vykonávané s vyššou rýchlosťou, väčšou presnosťou a rozlíšiteľnosťou. Prístroje tohto
radu splňujú tiež všetky požiadavky, ktoré na ne
kladie špecializovaná výroba ložísk, ako:
Veľkosť a geometria snímacieho hrotu, ktorý
zaisťuje opakované presné snímanie profilu
povrchu.
Linearita prístroja, ktorá je určená vzťahom
medzi dráhou pohybu snímača a odchýlkou
zaznamenanou systémom, kde je dosahovaný vysoký stupeň presnosti z dôvodu patentovaného spôsobu kalibrácie na povrchu
gule.
Rozlíšenie meradla vyjadrené najmenšou
digitálnou hodnotou, ktorú je systém schopný opakovane použiť na popis štruktúry
a tvaru povrchu.
Priamosť meracej základne, kde je potrebná
integrita systému referenčného a meraného
povrchu. Na jej zabezpečenie sú v prístroji
použité posuvové jednotky, ktoré boli konštruované a vyrobené podľa najprísnejších
noriem.
Systémový šum určuje hranicu, po ktorú nie je
dotykové meradlo schopné merať. Úroveň
TriboTechnika
šumu je tak nízka, že dovoľuje plne využiť ich
vysokú rozlíšiteľnosť.
Uvedený prístroj firmy Taylor Hobson so svojimi
funkčnými vlastnosťami a rozsahom použitia
predstavuje kvalitatívne novú generáciu meracej
techniky na kontrolu a meranie povrchových profilov použitia. Tým aktívne reaguje na metrologické potreby a problémy strojárskej výroby a používateľov meracej techniky. Zároveň vo všetkých
smeroch splňuje súčasné požiadavky výskumu
a vývoja v ložiskovej výrobe.
ZVL SLOVAKIA, a. s.
Na stanicu 22
010 09 Žilina
www.zvlslovakia.sk
15
5/2013
TriboTechnika
Použití kontaminačních
senzorů v praxi
PŘÍKLADY APLIKACÍ
Čistota hydraulických médií je prvořadý faktor pro dlouhodobou životnost
a spolehlivost veškerých fluidních mechanismů. Proto se výrobci hydraulických komponentů snaží mít pod kontrolou čistotu média již ve fázi výroby
a funkčních zkoušek svých výrobků, jednak z důvodu zajištění kvality
a v neposlední řadě kvůli dokumentaci svého výrobního procesu pro řešení
zákaznických připomínek či reklamací.
Pro automatizované zjišťování čistoty média dodává firma HYDAC
kontaminační senzory, které fungují buď na principu světelné závory, nebo na induktivním principu.
Aplikace – kontaminační senzor
CS 1000
Senzory tohoto typu jsou využívány zejména pro měření čistoty hydraulických olejů a jsou kalibrovány
ve třídě čistoty ISO nebo NAS.
Senzor funguje na principu světelné závory, což se dá při velkém
zjednodušení popsat následujícím způsobem: Médium protéká
měřící komůrkou, která je prozařována zdrojem monochromatického záření. Na opačné straně komůrky se nachází vyhodnocovací
jednotka.
Při průchodu nečistoty přes měřící místo dochází k přerušení
paprsku. Podle doby přerušení
generuje elektronická jednotka
určitý puls. Podle doby a četnosti
pulsů se usuzuje na počet a velikost nečistot. Výsledkem měření je
informace o třídě čistoty kapaliny,
která se on-line zavádí do nadřazeného systému.
16
Aplikace
Výroba zubových čerpadel:
Kontaminační senzory CS 1000 jsou instalovány ve
stendech pro záběh zubových čerpadel. Čistota
kapaliny je kontinuálně kontrolována a data jsou
zavedena do řídícího systému stendu, kde jsou také
Obr. 1: Senzor CS 1000 na stendu zubových čerpadel
archivována. V závislosti na aktuální třídě čistoty je
zároveň spouštěna filtrace, aby se v celém cyklu
záběhu čerpadel udržela požadovaná hodnota.
Kontaminační senzory tedy nejen pomáhají k archivaci důležitých údajů, kdy může výrobce doklado-
vat, v jaké kvalitě byl olej při záběhu a zkoušce
čerpadla, ale v neposlední řadě díky optimalizaci filtračního cyklu přispívají i k podstatnému zlepšení hospodárnosti výrobního procesu.
Výroba palivových soustav:
Senzory CS 1000 sledují trvale čistotu při
zkouškách leteckých palivových soustav.
Výstup z CS se využívá pro dokladování kvality média v procesu konečné zkoušky palivové
soustavy.
Zkoušení hydraulických servopohonů:
Pro zkoušky a konečné nastavení hydraulických servopohonů je využíván speciální zkušební stend s plně automatizovaným procesem zkoušky. Jako jeden z parametrů je kontinuálně měřena čistota oleje, přičemž data,
Německý Hydac slaví
50 let od svého založení,
český 20 let na trhu.
Společnost Hydac GmbH, Sulzbach, SRN
byla založena v roce 1963. Od počátku svého
působení se zabývala dodávkami hydraulických komponentů a posléze celých fluidních
systémů.
Dnešní Hydac International se 7 500 pracovníky, 50 dceřinnými společnostmi po celém
světě a širokým portfoliem fluidních prvků
a systémů, je partnerem pro firmy z nejrůznějších průmyslových oblastí. Od výrobců strojů a zařízení, zpracovatelského, automobilového a energetického průmyslu až
po mobilní techniku, je Hydac dodavatelem
s 50-ti letou zkušeností a komplexním
přístupem ke každému zákazníkovi.
Obr. 2: Senzor CS 1000 na stendu pro zkoušky
servoválců
získaná z CS, slouží jednak pro softwarové
povolení provedení zkoušky a dále je čistota
kapaliny přiřazena individuálně ke každému
zkoušenému servopohonu a archivována,
resp. vytištěna jako součást zkušebního protokolu.
Aplikace:
Metalic Contamination Senzor MCS 1000
Výše uvedené kontaminační senzory jsou
díky spektru zjišťovaných částic pro některé
aplikace příliš jemné. Například u převodo-
Kontakty:
tel. +420 381 201 711,
[email protected]
www.hydac.cz
www.hydac.com
5/2013
TriboTechnika
vek, některých druhů palivových soustav atd. je kritickým parametrem přítomnost velkých částic
(stovky mikronů), jejich počet a trend nárůstu.
Obr. 3: Senzor MCS připravený k zabudování do systému
Pro řešení tohoto úkolu byly vyvinuty tzv. senzory
kovového znečištění (Metalic Contamination
Sensor, dále jen MCS).
Princip funkce je následující: Při průchodu kovové nečistoty přes soustavu cívek dojde k postupné změně indukčnosti a tím i výstupního
signálu, který připomíná sinusoidu. Vzhledem
k odlišnému tvaru signálu pro feromagnetické
a neferomagnetické částice jde částečně vyhod-
notit také materiál nečistot. Vzduchové bubliny
a případné příměsi jiných médií nejsou vyhodnoceny jako nečistota. Senzorika vyhodnocuje
feromagnetické částice velikosti 200 mikronů
a neferomagnetické kovové částice velikosti
400 mikronů.
Kontrola čistoty na zkušebních stendech
vstřikovacích čerpadel
Při dlouhodobé zkoušce vstřikovacích čerpadel
je kontrolováno množství nečistot na výtlačné
větvi čerpadla. Množství nečistot, resp. trend
znečištění je přímo úměrný opotřebení čerpadla a je využíván jako jeden z indikátorů opotřebení a technické životnosti čerpadla. V tomto
případě je jako médium využívána přímo motorová nafta. Údaj o počtu částic je zaveden do
řídícího systému stendu a je využíván jednak
k řízení procesu, jednak k archivaci stavu média
při zkoušce.
Závěrem lze říci, že kontaminační senzory
nacházejí stále častější využití tam, kde se nelze
bez definované čistoty již obejít. Relativní jednoduchost a příznivá cena povede k dalším
aplikacím, netoliko ve výrobě a zkoušení hydraulických prvků, ale také při provozu složitých
hydraulických zařízení.
Více informací na:
www.hydac.com nebo www.hydac.cz
Text: Zbyněk Kania, HYDAC
english abstract
The Contamination Sensor is designed for continuous use in hydraulics, test stands/rigs,
lubrication systems and critical hydraulic systems in which dynamic trending of solid contaminants
are required.
References: Production of gear pumps and fuel systems, testing of hydraulic actuators
The MetalicContamination Sensor MCS detects metallic solid particle contamination in lubrication fluid. The particles are determined according to the inductive measurement process, in which
a coil system is the key element of the sensor. Metallic particles (ferromagnetic and nonferromagnetic) in the > 200 µm size range are detected. The MCS continuously monitors the status
of the system and gives information on imminent damage. This makes the sensor a reliable
instrument for status-oriented maintenance.
References: Testing of injection diesel pumps
18
5/2013
TriboTechnika
MULTICUT 630
rozšíření řady multifunkčních strojů
Celosvětově podíl víceosých a multifunkčních strojů stoupá vlivem zejména
stoupající produkce a sériovosti dílců a také vlivem zvyšující se ceny lidské
práce. Snížení nákladů na manipulaci, snížení počtu operátorů strojů, maximální koncentrace operací na jeden stroj, snížení výrobního času to vše představuje nezanedbatelnou úsporu nákladů, které v součtu tvoří nemalé peníze
v rozpočtech výrobních podniků. Investice do multifunkčního stroje, která se
tedy z počátku může zdát velmi nákladnou, je vzhledem k uvedeným aspektům navrácena rychle zpět.
V oblasti multifunkčních obráběcích center může i KOVOSVIT MAS
již nějakou dobu nabídnout náročnějším zákazníkům vlastní řešení.
V rámci řady multifunkčních
soustružnicko-frézovacích center
MULTICUT 500 společnost již
uvedla na trh k zákazníkům více
jak tři desítky těchto strojů, z nichž
již několik bylo v provedení
POWER s možností výkonného
soustružení přírubových součástí.
Z původního drobného zákaznického požadavku a následné konstrukční úpravy se posléze stala
nová regulérní
verze stroje,
disponující velkým rozsahem
výkonu pro soustružení o krouticím momentu až 3 000 Nm. V letošním roce přichází společnost
KOVOSVIT MAS s novinkou a rozšířením řady těchto strojů o model
MULTICUT 630 s modulárním řeše-
20
ním délkových variant stroje – 1 500, 3 000, 4 500
a 6 000 mm. Základ stroje tvoří mohutné extrémně
tuhé lože z šedé litiny, které je řešené modulárně
a sestavováním jednotlivých segmentů pak umožňuje sestavit celkově 4 délkové varianty stroje.
Vůbec všechny hlavní části stroje jsou odlité z šedé
litiny zejména z důvodu dosažení vysoké tuhosti
a tlumení vibrací. Stojan, který zajišťuje pohyb
nástrojového vřetena v ose Y a Z je tvořen mohutným odlitkem s bočními nálitky k dosažení maximální stability a tuhosti zejména pro maximálně
produktivní soustružnické hrubovací operace,
které poskytuje výkon na hlavních vřetenech.
Výsuv celého stojanu do místa řezu je kinematicky
řešen shodně jako na horizontálních obráběcích
centrech, což zajišťuje maximální tuhost v celé
délce zdvihu Y osy – 400 mm. Oproti provedení se
smykadlem, nebo provedení na koncepci
šikmého lože soustruhu tohoto uzlu, konkurenčních strojů na trhu, má zde řešení
KOVOSVIT MAS jednoznačnou výhodu
a nechává tak konkurenty daleko za
sebou při prověřování tuhosti.
V řešení vřeten a celého uzlu B-osy může
pro začátek KOVOSVIT MAS nabídnout
2 varianty od renomovaných dodavatelů – KESSLER
a DUPLOMATIC a celkem nabízí 3 varianty vřeten
(základní, univerzální a silové) s upínacími kužely
HSK63, HSK100, CAPTO6 a CAPTO8 a otáčkami
6500, 10000 a 12000ot/min. Souvisle řízená B-osa
je osazena přímými pohony s torque motory což
zajišťuje dosažení špičkových parametrů bez vůlí
s vysokou dynamikou a je zároveň nejlepším řešením pro souvislé obrábění. Pro dosažení teplotní
stabilizace je uzel osazen oběhovým chlazením.
Hydraulická brzda zajišťuje vysokou tuhost a brzdný moment.
Modulární zásobník nástrojů poskytuje dostatečný komfort a prostor pro maximální nástroje při
počtu pozic od 44 až do 180ks a dává stroji tak možnost okamžitého použití a připravenosti pro několik technologií. Rychlou výměnu zajišťuje otočná
ruka a samozřejmostí je automatické měření
nástrojů a jejich korekce v cyklech nástrojovou sondou. Obrobkové vřeteno má výkon 41/61,5kW
a dosahuje krouticího momentu až 3022Nm, při
maximálních otáčkách 2800ot/min. Umožňuje
velké zatížení až 3 500kg s hrotem a obsahuje
oddělené pohony pro soustružení a frézování samostatnou osu C. Vysoký krouticí moment zajišťuje silové vřeteno s mechanickou převodovkou,
protivřeteno je s možností opce jako funkce koníku.
Stroje řady MULTICUT je možné osadit Lunetami,
které rozšiřují základní technologické možnosti.
Ve standardní nabídce jsou 2 typy - bez výsuvu
(osa X ne), s výsuvem (osa X ano). Lunety jsou NC
řízené, samostředící a stavitelné v ose Z. Spodní
hlava má 12 poloh a jsou možné varianty s otvory
VDI 50 nebo CAPTO C6, všechny polohy mohou
být naháněné a disponují výkonem až 16kW s krouticím momentem až 50 Nm a 3 000 ot/min.
Speciálním aparátem je zásobník vrtacích tyčí
spolu s upínačem, který jako opce umožňuje technologii hlubokého vrtání osových a mimoosových
otvorů. Stroj disponuje vynikajícími parametry
lineárních os pohybu nástroje, umožňující vysoké
rychloposuvy a zrychlení což má ve finále značný
vliv na zkrácení nevýrobních časů při přejezdech.
Stroje jsou osazeny řídicím systémem SIEMENS
SINUMERIK 840D Solution Line.
Technologické možnosti stroje pokrývají velmi
široké využití a mezi hlavní technologie patří:
Vnější soustružení, vnitřní soustružení, vrtání,
mimo osé vrtání, frézování, vyvrtávání, frézování
vaček, odvalování ozubení, pětiosé frézování,
obrážení, frézování pod úhlem, měření obrobku,
hluboké osové a mimoosové vrtání. V montážních
halách společnosti KOVOSVIT MAS jsou již dohotovovány první 3 stroje, které budou v dohledné
době expedovány k prvním zákazníkům. Stroj
MULTICUT 630 tak navazuje na úspěšnou řadu
strojů MULTICUT 500.
Text: Martin Volný, manažer marketingu
Foto: KOVOSVIT MAS
5/2013
TriboTechnika
Mazací technika TRIBOTEC
Firma TriboTec, spol. s r.o. je českým výrobním podnikem, působícím v oblasti dodávek
centrálního mazání, centrálních mazacích systémů, mazací techniky a hydrauliky.
Prodejní a výrobní činnosti jsou
podporovány konzultací a projektovým zpracováním mazacích
i hydraulických systémů a obvodů
dle požadavku a přání zákazníka,
instalací a montáží u odběratele
včetně uvedení do provozu a opti-
Navštivte nás na MSV Brno,
7. - 11. října 2013
pavilon F, stánek č. 098
malizace pracovního režimu systému, návazně pak servisní činností,
preventivní údržbou a poradenstvím.
22
Veškeré firemní činnosti
jsou realizovány v souladu s požadavky řízení kvality dle systémové normy jakosti ISO
9001:2008.
Veškeré produkty procházejí výstupní kontrolou na zkušebně a měřícím středisku firmy,
každý kus je
testován na
deklarované
technické
parametry
a bezchybnou funkci.
Dvoupotrubní mazací stanice Z3
5/2013
TriboTec vyrábí a dodává systémy ztrátového
centrálního mazání vícepotrubního, progresivního, dvoupotrubního a jednopotrubního pro mazací oleje a plastická maziva do konzistence NLGI-3,
TriboTechnika
Nástroj pro měření
a analýzu lopatek
Kontrola profilu lopatky turbíny je komplexní úloha a v minulosti byly možnosti
takového měření z technologických
důvodů značně omezeny. Standardem
v měření se tak stalo vyhodnocení profilu
lopatky v definovaných řezech.
Mazací přístroj PMP
s GSM kontrolou
systémy olejového oběhového mazání, systémy
mazání postřikem s užitím plastických maziv a olejů, mazací systémy olej-vzduch, pojízdné a přenosné mazací přístroje, centrální mazání pro dopravní
techniku a mobilní stroje, mazání okolků kolejových vozidel a kombinované systémy řešící specifické zadání odběratele.
V oblasti hydrauliky se firma zaměřuje na stavbu
hydraulických agregátů v zákaznickém provedení
a komplexní řešení obsahující projekt, výrobu
a dodávku hydraulického systému dle potřeb
odběratele.
Hydraulický
agregát řady HA
Souběžně realizuje výrobu hydraulických rozvodných kostek v provedení dle zástavby a hydraulické funkce definované odběratelem a výrobu tlakových hydraulických hadic.
TRIBOTEC, spol. s r. o.
APEXBlade je softwarový produkt pro přípravu měřicích programů v režimu "Sweep scan",
tedy skenování
povrchu
tělesa stíráním kontaktní sondou. Tento způsob
skenování, shromažďující oblak bodů z povrchu
lopatky umožňuje pouze systém REVO. Příprava
měření začíná naimportováním CAD modelu
lopatky do virtuálního prostředí MODUS.
Product APEXBlade umožňuje naprogramovat
dráhu stírání povrchu tělesa kuličkou doteku
sondy (Sweep-scan). Dráhu lze snadno rozdělit
podle tvaru povrchu tak, aby bylo možné bezpečně snímat i velmi zakřivené plochy např.
náběžné a odtokové hrany lopatky. Po virtuálním odladění programu je vygenerován soubor
DMIS, který lze spustit na měřicím stroji
v prostředí metrologického softwaru MODUS
společnosti Renishaw.
Nové řešení je oproti dosavadním způsobům
měření lopatek odlišné v obrovském objemu dat
získaných za krátký časový úsek z povrchu dílce.
Softwarový nástroj MODUS MPCS (Modus point
cloud sectioning) následně umožňuje z nasnímaných dat vytvořit řezy profilem lopatky. Díky
objemu dat může být zkontruován řez profilem
na libovolném místě lopatky a řezů může být
vytvořeno libovolné množství. Jednotlivé řezy
lze konstruovat v průběhu měření, ale i později.
Pro pozdější konstrukce řezů již není nutné
lopatku znovu měřit.
Text a foto: Renishaw
23
5/2013
TriboTechnika
9OLYELRVWDELOLW\ĢH]QìFKNDSDOLQ
QDHNRQRPLNXREUiEďFtFKSURFHVĪ
9RGRXĢHGLWHOQpNDSDOLQ\QHQtWĢHED]QRYXGHWDLOQďSRSLVRYDW.DçGìSUDFRYQtN]SUR
YR]XREUiEďQtQHEREURXåHQtNRYRYìFKGtOFĪXUĀLWďGREĢHYtçHVHMHGQiRUR]WRN\
JO\NROĪQHERHPXOJRYDQpPLQHUiOQtĀLV\QWHWLFNpROHMHMHçY\WYiĢtVSROHĀQďVYRGRX
HPXO]LNWHUiSĢLREUiEďFtRSHUDFLPDçHVW\NRYpSORFK\QiVWURMHDRSUDFRYiYDQpKR
GtOFHRGYiGtLQWHQ]LYQďY]QLNDMtFtWHSORSĢL~EďUXPDWHULiOX
Dalšími důležitými funkcemi řezných kapalin je ochrana stroje
i dílců před korozí, odplavování
třísky, obrusu a cizích olejů, které
se vnáší do emulze z hydraulických úkapů, mazání pohyblivých
částí a kluzných ploch stroje.
Vedlejšími, ale stejně důležitými požadavky na řezné kapaliny jsou čistota, zdravotní nezávadnost, ekologická neškodnost
a jejich dobrá likvidovatelnost.
K tomu přistupuje požadavek nízkých pořizovacích a provozních
nákladů a dlouhodobá životnost
kapaliny.
Parametry kvalitní řezné emulze
O řezných kapalinách byly popsány už stohy papíru a přece
se tento důležitý prvek úspěšné
výroby obrobků neustále potýká
s množstvím problémů a vnáší
do ustáleného procesu výroby
další proměnné, které mohou
ovlivňovat produktivitu a kvalitu obrobků.
K základním sledovaným parametrům patří podle důležitosti:
1. Koncentrace - obsah koncentrátu v emulzi
2. pH – kyselost či zásaditost
emulze
3. Obsah bioflory – bakterie, kvasinky, plísně, houby
4. Tvrdost v °dH, včetně tvrdosti
vstupní vody
24
5. Obsah pevných částic – má vliv na povrchy,
nutná filtrace
6. Vodivost – kvantifikuje zasolování emulze
7. Objem dusitanů a dusičnanů – možná tvorba rakovinotvorných nitrosaminů
8. Antikorozní zkouška
Vliv všech těchto faktorů na provoz emulze
se pak odráží výrazně na ekonomice obráběcí operace.
Literatura uvádí, že poměr nákladů na údržbu vůči pořizovacím nákladům je cca v tomto objemu:
Náklady na údržbu
a likvidaci
Pořizovací náklady
Znamená to, že úspora na pořizovacích nákladech levné řezné emulze, která následně vyžaduje vysoké náklady na údržbu, nemusí nutně znamenat zlepšení ekonomiky a naopak.
Vliv bioflory na ekonomiku provozu.
Je všeobecně známo, že základní uhlovodíkové složky emulze jsou velmi vydatnou potravou pro velké množství mikroorganismů, které
se do řezné kapaliny mohou dostat z okolního ovzduší, z opracovaných dílců, kontaktem
s personálem atd.
Jedná se především o desítky kmenů bakterií,
dále sulfátové bakterie a několik kmenů kvasinek a plísní, které rovněž negativně působí
na zdraví člověka.
Všichni výše jmenovaní „nezvaní hosté“ se v příhodných podmínkách začnou intenzívně množit
TriboTechnika
a degradovat emulzi. Obvyklým průvodním jevem je tvorba pěny, zakalení emulze, výrazný
zápach a zhoršení mazacích, oplachových a antikorozních vlastností emulze. To vše včetně
následných zásahů proti nákaze, čištění strojů
a předčasné likvidace náplně vede k výraznému
zhoršení ekonomiky provozu.
Nezapomeňte: nejdražší položkou výroby
je stojící stroj!
Obrana proti mikrobiální nákaze.
Není až tak jednoduchá a vyžaduje čas a náklady. U většiny klasických řezných emulzí a roztoků je třeba sledovat a udržovat předepsanou
koncentraci. Při jejím poklesu se snižuje objem
účinných látek, které poskytují emulzi požadovaný výkon a chrání ji před negativními vlivy,
včetně biologické nákazy. Pravidelná kontrola
refraktometrem a doplňování koncentrátu, či
vody je naprosto nutná u jakéhokoli typu řezné kapaliny.
Nezapomeňte: téměř čistou vodou se obrábí velmi těžce!
Dalším důležitým parametrem je hodnota
pH. Z našich zkušeností je potřeba ji udržovat v rozmezí alkalických hodnot 8,5 až 9,7.
V případě nižší hodnoty vzniká prostředí, kdy
se zvyšuje nejen možnost vzniku koroze, ale
především se optimalizuje prostředí vhodné
pro množení mikroorganismů. Existuje řada
prostředků na zvýšení pH. K tomu je ovšem
potřeba jej pravidelně kontrolovat detekčními pásky nebo pH-metrem. Poté včas dávkovat upravátor alkality.
5/2013
Nezapomeňte: emulze o nízkém pH je polévkou pro biofloru!
Zjištění obsahu bioflory je postup, který vyžaduje náklady a čas. Pomocí živných půd, kultivovaných v konstantní teplotě 30°C po dobu
24 hodin u bakterií a 48 hodin u plísní lze přítomnost bioflory jednoznačně prokázat. Ovšem
odběry a vyhodnocení vyžadují odborný přístup
a pravidelnost. Následně, po zjištění bioflory je
třeba zasáhnout a provést její likvidaci pomocí
biocidů. Jejich dávkováním se zničí podstatná
část bioflory v náplni. Pokud je už emulze rozložená a stroj silně znečištěný, je třeba provést
jeho kompletní očistu, včetně mechanického
odstranění úsad.
Pozor: likvidace škodlivých bakterií biocidem je někdy vyhánění „čerta ďáblem“! Většina biocidů je dráždivá a alergizující vůči
člověku.
Biostabilní emulze = moderní trend v obrábění
Při požití těchto typů emulzí zcela postačuje
udržení koncentrace ve stanoveném rozmezí. Přísun aktivních látek z koncentrátu stačí
k udržení stabilní hodnoty pH. Její trvalá hodnota v rozmezí cca 9,0-9,5 zaručuje antiseptické prostředí, ve kterém nemůže žádná bioflora
přežívat a rozmnožovat se.
V níže uvedených grafech je zaznamenána řada
kontrol biostabilní emulze, která dokumentuje, že při hrubém dodržení koncentračního
rozmezí je pH v bezpečné oblasti a tudíž se
existence bioflóry blíží nule.
Biostabilní emulze,
oleje a další kapaliny
Kompaktní filtry cenově dostupné
a velmi účinné
Rádi Vás uvidíme na MSV Brno
v pavilonu F, na stánku číslo 43
Filtrační pásy
pro kompaktní filtry
podle vašich potřeb
tel.: +420 725 385 962
e-mail: [email protected]
www.techoil.cz
25
5/2013
TriboTechnika
Koncentrace refraktometricky, titračně a cizí olej
Bakterie, plísně, koroze
Závěr
Na základě praktických zkušeností můžeme
konstatovat, že dobrý stav řezné kapaliny má
významný vliv na ekonomiku a ekologii obráběcího provozu. Pokud snížíme odstávky kvůli
čištění na minimum, přestanem používat drahé biocidy, upravátory pH, protipěnové přísady
a další pomocné materiály a současně ušetříme
26
práci údržbáře kapalin, případně nebudeme
platit náklady na údržbu dodavateli nebo servisní firmě, zvýšíme výrazně produktivitu, kvalitu a stav pracovního prostředí při současné
výrazné úspoře nákladů výroby.
Ing. Ladislav Bartoš,
obchodně technický manager TECHOIL s.r.o.,
TriboTechnika
0(5(6,QRYDFH
YJDOYDQLFNìFKOĪçNiFK
-HGQRGXFKiDSDWHQWRYDQiNRQVWUXNFH]DUXĀXMtFtYHOPLGORXKRXçLYRWQRVWDGRNRQD
OìFKRGWRMHKODYQtSĢHGQRVWtHOHNWURYRGQìFKJDOYDQLFNìFKOĪçHN$XHUVZDOGNWHUi
SĢHGVWDYXMHRGåWďSQì]iYRG0(5(6VSROHĀQRVWL+(11/,&+Yì]QDPQpKRGRGDYDWHOH
SURĀHVNìDVORYHQVNìSUĪP\VO
Galvanická lůžka Auerswald přinášejí inovaci v přenosu elektrického proudu na galvanizované zboží. „Přestože jde o relativně nový
produkt, stala se tato galvanická
lůžka spolehlivým a žádaným pomocníkem mnoha zákazníků,“ řekl
Roman Picura, product manager
divize MERES.
na katodové-anodové tyče díky samoupínacímu
systému. Samozřejmostí u všech lůžek Auerswald
je možnost speciálního provedení dle specifikací
zákazníka při dodržení rychlých dodávek,“ doplnil Roman Picura.
Odštěpný závod MERES, který je součástí společnosti HENNLICH, se kromě komponentů pro
měření, regulaci a systémů pro průmyslový doprovodný ohřev zabývá již 12 let také dodávkami prvků pro elektrický ohřev lázní, zejména
v galvanotechnice.
Text: HENNLICH
HENNLICH s.r.o.
A
Obr. 1 – KSS princip
INK
NOV
Systém upínání u samoupínacích
galvanických lůžek Auerswald funguje na principu automatického
přítlaku pomocí posuvného klínu.
Lůžka je možno osadit jak na nově
konstruované vany, tak na všechny typy již stávajících van a hodí
se také pro aplikace s pohyby či
vibracemi. Kromě samoupínacích
lůžek jsou v programu lůžka Auerswald s pneumatickým přítlakem
s možností vlastního samořídícího systému, plastová podpěrná
lůžka. „Velmi žádaná jsou také závěsná lůžka, sloužící k rychlému
uchycení galvanizovaného zboží
27
5/2013
5/2013
TriboTechnika
Jaké bude mazání v 21. století?
Suché a kombinované
Suché mazání? Jak může být něco suché a zároveň namazané? A co teprve kombinované
mazání? Co se s čím kombinuje? To jsou otázky, na které si odpovíme v následujících řádcích.
Přestože první desetiletí 21. století máme již za
sebou a tzv. nasucho a kombinovaně se mazalo již
v minulém století, ne každému jsou tyto pojmy
zcela známé. Nejprve se zaměříme na tzv. suché
mazání, které se čím dál tím více používá u aplikací,
Seznam výhod kluzných laků je poměrně dlouhý,
mezi ty nejzajímavější přednosti patří např. to že,
často nahrazují brynýrování, chromování, zinkování, černění nebo kadmiování; nepodléhají změnám vlhkosti; nemají bod skápnutí; po nanesení
jsou nehořlavé, suché a nevážou na sebe prach
a nečistoty; umožňují přesné a rovnoměrné rozvrstvení v závislosti na drsnosti povrchu materiálu; odolávají různým typům záření; jsou vhodné
i do prostředí vakua; vydrží až 450 °C; neodpařují
se a neoxidují, proto poskytují celoživotnostní
mazání; atd.
I ten nejlepší mazací tuk nebo pasta se může jednoho dne vymačkat, a přestat tak plnit svojí funkci,
a protože existuje celá řada aplikací, u kterých je
prakticky nemožné mazání obnovovat, používáme tzv. kombinované mazání. Na obě nebo ales-
kde běžná maziva v podobě mazacích tuků, past
nebo olejů selhávají. Mluvíme-li o suchém mazání,
máme na mysli nejčastěji použití tzv. kluzných
laků. Kluzné laky se nanášejí na plochy různých
materiálů, nejčastěji však kovů, za účelem zlepšení
kluznosti styčných ploch. Některé typy kluzných
laků poskytují i protikorozní ochranu. Hlavním
mazacím elementem je zde nejčastěji sulfid
molybdeničitý (dříve známý pod názvem sirník
molybdeničitý), grafit, teflon případně syntetické
částice. Využití kluzných laků je velice široké,
setkat se s nimi můžeme prakticky na každém
Detail závitu použitého šroubu s již zaleštěným kluzným
kroku, nalezneme je např. v automobilech na píslakem na funkčních plochách
tech, pístních kroužcích, v automobilových zámcích, v mechanismech bezpečnostních pásů atd.
poň jednu, zpravidla tu více zatíženou třecí plochu,
naneseme většinou za tepla vytvrzující kluzný lak,
Ostatně, kluzným lakům vděčíme za to, že po koupi
nového automobilu s ním můžeme ihned jezdit
na který následně aplikujeme plastické mazivo. To
maximální povolenou rychlostí a již nevidíme na
je v kostce princip kombinovaného mazání.
zadních okénkách u nových vozů cedulky s nápiNejvíce typů kluzných laků pro průmyslové využití
sem „v záběhu“, tak jako tomu bylo ještě na počátmá již několik desetiletí brand Molykote® z koncerku 60. let. Je to dané tím, že díly, které se o sebe
nu Dow Corning, který nabízí mimo jiné ucelený
musely tzv. zaběhnout, jsou dnes povlakovány
sortiment všech typů průmyslových maziv, díky
kluznými laky, které potřebu záběhu významně
kterým, je již přes 60 let jasným leaderem nejenom
minimalizovali. Za zmínku stojí i fakt, že např. v přev oblasti kluzných laků, ale i v oblasti průmyslovodovkách dojde, po aplikaci kluzných laků,
vých mazacích tuků a past. Českou verzi katalogu
ke snížení nejenom tření a tím i opotřebení, ale
Molykote si můžete zdarma stáhnout na stránkách
i ke snížení hlučnosti, a to až o 1/6.
distributora Molykote® pro ČR: www.ulbrich.cz.
Více informací o výrobcích Molykote naleznete na stránkách www.molykote.cz.
28
5/2013
TriboTechnika
(NRORJLFNìEULODQW
ÿLVWLFtNDSDOLQD]DVWXGHQDVOLNYLGDFt
,%66FKHUHU*PE+SĢHGQtYìUREFHNRPSOHWQtKRĢHåHQtĀLVWďQtPDOìFKGtOĪ]QHĀLåWďQìFK
RGROHMHDWXNĪNWHUpMVRXåHWUQpSURçLYRWQtSURVWĢHGtVi]tMLçQďNROLNOHWQDY\XçLWtĀLVWL
FtFKNDSDOLQ]DVWXGHQD
„Když jsme se před více jak 40 lety
rozhodli o vstupu čisticích kapalin
za studena do systémového řešení,
stalo se toto pouze z pohledu nákladů. O tématu – životní prostředí se v té době ještě nehovořilo.
To činíme v dnešní době o to více,“
upřesňuje výzvu odvětví jednatel
Axel Scherer
Aktuální anketa Frauenhofer-Allianz
(Zdroj: Analýza trhu a trendu v průmyslovém čištění dílů, 2007) dokazuje: Čistota dílů v podnicích je čím
dál více uznávána jako znak kvality.
Přitom jde o docílení co největšího
stupně čištění při co nejmenších
nákladech a minimálních rizik pro
člověka a životní prostředí.
V bodě stupně kvality čištění neexistuje k IBS-čisticím kapalinám žádná alternativa. Tyto čisticí kapaliny
na uhlovodíkové bázi mají vynikající
sílu rozpouštění všech těžko čistitelných organických nečistot jako např.
oleje, tuky, dehet a nebo zaschlé
vosky. Díky jejich mírnému povrchovému pnutí proniknou i do malých meziprostor. Podle hesla „Stejné
rozpouští stejné“ odděluje IBS-čisticí
kapalina na uhlovodikové bázi nečistotu, rozpouští se a smíchá se s oleji nebo tuky a nechá se jednoduše
opláchnout nebo uvolnit štětcem.
Čištění v jednom kroku čisticími kapalinami je nákladově nesmírně hospodárné. Protože voda nehraje při
čištění žádnou roli, odpadají pracovní kroky jako schnutí nebo domazávání stejně jako voda obsahující
olej, která by se musela nechat draze zlikvidovat jako zvláštní odpad.
30
Rozhodující výhoda IBS-čisticích kapalin je: Znečištěný uhlovodíkový rozpouštěcí prostředek
se nechá při destilaci skoro 100 % recyklovat.
„U IBS Scherer bereme znečištěné čisticí kapaliny od našich zákazníků zcela bezplatně zpět
a zpracováváme je kompletně v našem vlastním
podniku,“ vysvětluje Axel Scherer. „Pro tento
účel se čisticí kapaliny fyzikálně předčistí – takže
filtrují a odstřeďují – a hned po tom se destilují a rafinují. Takto se nechá do hospodářského
oběhu přivést přibližně 90 % čistých IBS-čisticích kapalin. Dokonce předem vyfiltrovaná olejová nečistota najde využití např. v energetických spalovnách.“
Četné certifikáty a pečetě záruky potvrzují dobrou
ekologickou bilanci ale také pracovně zdravotní
a hygienickou nezávadnost stejně jako mírný potenciál ohrožení IBS-čisticích kapalin.
Text: Katerina Spang
.
filtrace olejů
.
filtrace obráběcích kapalin
.
odstraňování vody z oleje
.
diagnostika čistoty olejů ISO 4406/1999
.
provozování Total Fluid Management
www.receo.cz
Třešňová 654
675 31 Jemnice
mobil : +420 603 711 982
tel. / fax : +420 568 451 508
e-mail : [email protected]
5/2013
TriboTechnika
Zkušební metody pro hodnocení
přilnavosti organických povlaků
Mezi významné vlastnosti při hodnocení kvality a ochranných vlastností organických povlaků patří přilnavost k podkladovému materiálu. Norma ČSN EN
ISO 4618 Nátěrové hmoty - Termíny a definice - definuje adhezi (přilnavost)
jako vlastnost vazby na rozhraní mezi pevným povrchem a dalším materiálem způsobená molekulárními silami. Pro stanovení přilnavosti bylo navrženo
mnoho různých exaktních způsobů a zařízení, ale řada z nich v praxi nenašla
většího využití.
V současné době jsou, zejména
v akreditovaných laboratořích, ke
stanovení přilnavosti používány
především zkušební metodiky, které jsou specifikovány v technických normách. Do hodnocení adheze povlaků k podkladovému
materiálu lze zahrnout i zkoušky
sledující odolnost nátěru při hloubení, ohybu nebo úderu. V praxi
našly uplatnění zejména metody,
které jednoduchostí a rychlostí
provedení jsou využívány nejen ke
kontrole kvality provedených povrchových úprav, ale i v laboratořích
při vývoji nových kapalných a práškových nátěrových hmot.
- oddělením povlaku od podkladu silou působící
kolmo na plochu nátěr /podklad; přilnavost určuje
tažné napětí, které třeba vynaložit na roztržení zkušební sestavy, tj. kdy dojde k lomu v některé části.
Mřížková zkouška dle ČSN EN ISO 2409
Podstatou metody je provedení šesti rovnoběžných řezů a šesti dalších, které jsou na první kolmé.
Řezy musí proniknout až na podklad. Rozestupy
mezi řezy se řídí tloušťkou nátěru a druhem podkladu. Zkouška je využitelná pro nátěry do 250 µm.
Norma rozlišuje šest klasifikačních stupňů přilnavosti (0 až 5). Od srpna 2013 platí revidovaná norma
ČSN EN ISO 2409. Změnou v normě je hodnocení
mřížky. Provádí se odtržením uvolněného nátěru
nespecifikovanou samolepicí páskou, otřením štětcem nebo ofukem stlačeným vzduchem/dusíkem.-
Ukázka vzhledu plochy mřížky po provedení řezů nátěrem
0
1
2
Zkušební metody
Přilnavost nátěru se hodnotí:
- oddělováním nátěru postupným
odlupováním od podkladu; míru
přilnavosti určuje obvykle síla při
provádění řezů/poškrábání s následným odlupováním uvolněného
nátěru odtrhem samolepicí páskou;
32
klasifikace
3
4
Pro stanovení přilnavosti se používá v laboratorních a provozních podmínkách řezací nůž s jedním
nebo s více ostřími či jiný podobný řezný nástroj. Při
ručním zhotovování řezů je nestabilním faktorem
jejich hloubka. Nátěr musí být všemi řezy proříznut
až k podkladu, ale hloubka jejich průniku do podkladu musí být co nejmenší, což v případě silnovrstvých a tvrdých nátěrů nemusí být vždy splněno
TriboTechnika
a důsledkem je pak neplatná zkouška. Pro laboratorní účely jsou většinou používány automatické
přístroje s nastavitelným konstantním přítlakem
řezného nože a světelnou indikací zajišťující proříznutí povlaku v celé jeho tloušťce k podkladu.
Tyto přístroje však nejsou vhodné do terénu.
Výsledky získané různými typy řezných nástrojů
stejně jako způsob jejich ovládání (ručně nebo
motorem) se mohou navzájem lišit. Ve výsledném
hodnocení je proto nutno, pro zamezení nejasností, uvádět použitý typ řezného nástroje.
Elektromotorický přístroj na řezání mřížky
Mřížková zkouška je pro svou jednoduchost
a snadnou proveditelnost běžně používanou
zkouškou pro hodnocení přilnavosti nátěrů zhotovených z kapalných nebo práškových nátěrových
hmot jak v laboratoři, tak i v terénních podmínkách. Dnešní nátěrové systémy určené pro ochranu ocelových konstrukcí a chránící na principu
bariérové ochrany, mají tloušťku většinou přes 200
µm. Při těchto tloušťkách už empirický zkušební
postup neposkytuje spolehlivé výsledky (roste vliv
tvrdosti nátěru, řezného nástroje a řada dalších faktorů ovlivňující výsledek zkoušky). Z těchto důvodů je vhodnější pro silnovrstvé nátěry používat
odtrhovou zkoušku, která poskytuje objektivnější
výsledky, nezávislé na tloušťce a tvrdosti povlaku.
Zkouška X řezem dle ASTM D 3359 metoda A
Jinou variantou stanovení přilnavosti nátěru je
zkouška X řezem, kterou specifikuje norma
ASTM D 3359 – Test Method for Measuring
Adhesion by Tape Test – X Cut Test - Method A.,
Cross Cut Test – Method B.
Zkouška dle metody A je vhodná pro stanovení přilnavosti nátěru v terénu. Na čistém a suchém povrchu se provedou nátěrem až k podkladu dva
řezy délky 40 mm. Vzájemně se protínají poblíž
Ukázka zkoušky X řezem na výrobku a zkušebním vzorku
v jejich středu, v úhlu (30 - 40)°. Po odtržení lepicí
pásky, přilepené v místě křížení řezů, se plocha
řezu X hodnotí dle stupnice uvedené v normě od
stupně 5A do 0A, kde 5A značí – nátěr se neodlupuje a 0A – odpadávání nátěru mimo plochu X.
Zkouška X řezem dle ASTM D 3359 metoda B
Podstatou metody je provedení 11 rovnoběžných
řezů a jedenácti dalších, které jsou na první kolmé
v rozestupech 1 mm pro tloušťky nátěrů do 50 µm.
Pro tloušťky nátěrů do 125 µm jsou rozestupy mezi
řezy do šíře 2 mm. Přilnavost se hodnotí až po odtrhu lepicí páskou.
Mřížková zkouška dle specifikace FORD FLTM
BI metoda B(1)
Provedení této zkoušky se využívá při hodnocení
přilnavosti nátěrů automobilů. Mřížku tvoří 9 rovnoběžných řezů a 9 na ně kolmých v rozestupech
3 mm a provedení a řezů vedených v jednom směru úhlopříček vytvořených čtverců. Míra odlupování povlaku se hodnotí po odtržení specifikované
samolepicí pásky přilepené na povrch s proříznutými řezy a výsledné hodnocení je dáno výrokem
vyhovuje/nevyhovuje.
Ukázka provedení mřížkové zkoušky dle metody B
Mřížková zkouška dle specifikace FORD FLTM
BI metoda D(2)
Provedení této zkoušky se využívá při hodnocení
přilnavosti automobilových nátěrů zhotovených
z dvousložkových polyuretanových nátěrových
hmot. Mřížku tvoří 6 řezů a 6 řezů provedených
v úhlu 60 ° s rozestupy mezi řezy 5 mm. Míra odloupnování povlaku se hodnotí po odtrhu lepicí
páskou. Přilnavost nátěru je vyhovující pokud dojde k odloupnutí jednoho kosočtverce, při odloupnutí dvou a více kosočtverců mřížky je přilnavost
nevyhovující.
Ukázka provedení mřížkové zkoušky dle metody B
33
5/2013
5/2013
TriboTechnika
a tloušťka nátěru, typ použitého přístroje, druh lepiOdtrhová zkouška dle ČSN EN ISO 4624
dla, tvar a velikost zkušebního tělíska. Značný rozPřilnavost nátěrů o vysokých tloušťkách je vhodné
díl na hodnotu přilnavosti má vliv odřezávání či
hodnotit metodou, která je specifikována v normě
neodřezávání zkušebního tělíska, stejně tak
ČSN EN ISO 4624 Odtrhová zkouška přilnavosti.
tloušťka podkladového materiálu. Norma pro zkouZkouška se provádí pro stanovení soudržnosti vrsšení protikorozní ochrany ocelových konstrukcí
tev nátěrového systému, resp. pro zjištění maxiochrannými nátěrovými systémy ČSN EN ISO
málního tahového napětí, které se musí vynaložit
12944 v části 6, týkající se laboratorních zkoušek,
k roztržení nejslabší mezifáze (adhézní lom), nebo
nejslabší složky (kohézní lom) v hodnoceném nátě- doporučuje tloušťku ocelových podkladů nejméně 2 mm. Vliv tloušťky ocelového podkladu na výsrovém systému. Přilnavost vyjádřená sílou potřebledky přilnavosti nátěrového systému před a po
nou k odtržení jednotky plochy se udává v MPa.
korozní zkoušce byl ověřován také v laboratoři
Pro současné nátěry jsou vhodné přístroje s měřiSVÚOM. Použit byl hydraulický odtrhoměr PAT GM
cím rozsahem (0 – 20) MPa. Těmto podmínkám
01 a dvousložkové epoxidové lepidlo UHU (SRN).
například vyhovuje hydraulický přístroj PAT GM01
Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce :
(Norsko), který je také ve vybavení akreditované
zkušebny SVÚOM.
Praktické zkušenosti se
Tloušťka
Tloušťka
Přilnavost nátěru
stanovením přilnavosti
plechu (mm) nátěru (μm) počáteční přilnavost po korozní zkoušce (500 h)
touto metodou pouka1,5
163±4,9
2,0 MPa, 2,0 MPa ,
1,5 MPa, 1,6 MPa 1,8 MPa
2,1 MPa
zují také na určité pro3
183±5,1
9,0 MPa ,8,2 MPa ,
8,2 MPa, 8,4 MPa,8,4 MPa
blémy. Například z roz8,4 MPa
sáhlé práce, zaměřené
5
174±5,4
19,7 MPa ,>20 MPa
>20 MPa
na problematiku odtrhových zkoušek, proveZ výsledků uvedených v tabulce je patrné, že hoddené v Norsku a publikované v roce 1996, vyplynunota přilnavosti se zvyšuje se zvýšením tloušťky
la řada významných faktorů, které ovlivňují výsledpodkladu. Vzhledem k tomu, že se výsledky přilnaky odtrhové zkoušky. Uvádí se, že značný vliv na
vosti získané různými typy přístrojů se navzájem
zjištěnou hodnotu odtrhu má nátěrová hmota,
liší, je nutné pro zamezení nejasností uvádět typ
použitého přístroje, použitého průměru zkušebního tělíska a druh lepidla.
Do oblasti hodnocení přilnavosti povlaků patří
i empirické zkušební postupy založené na hodnocení proti odlupování nebo praskání nátěru za
podmínek pozvolné deformace podkladového
materiálu (zkouška hloubením nebo ohybem)
nebo rázovou deformací podkladu (zkouška
úderem).
Hydraulický přístroj na měření přilnavosti odtrhem
Odtržená plocha nátěru
druh a způsob přípravy podkladového materiálu,
podmínky zasychání, stárnutí nátěru, tvrdost
34
Zkouška ohybem
Zkouška specifikuje zkušební postup pro stanovení odolnosti nátěrů vůči vzniku prasklin nebo
odloupnutí od podkladu při deformaci ohybem
přes trny různých průměrů nebo přes kónický trn.
Stanovení přilnavosti ohybem se využívá při hodnocení nátěrů zejména v laboratoři, ale také pro stanovení odolnosti nátěrů vystavených v praxi namáhání deformacemi stejného charakteru jako při
ohybu.
Hodnotí se podle:
ČSN EN ISO 1519 Nátěrové hmoty – Zkouška ohybem (na válcovém trnu).
TriboTechnika
Hodnota přilnavosti se udává průměrem trnu, při
kterém došlo k poškození nátěru prasknutím nebo
odloupnutím od podkladu. Výsledek zkoušky se
uvádí po prohlídce poškození prostým okem nebo
pomocí lupy.
ČSN EN ISO 6860 Nátěrové hmoty – Zkouška ohybem
(na kónickém trnu).
Nátěr musí být připraven na podkladu, který snese
ohyb. Výsledek zkoušky se uvádí po prohlídce
poškození pomocí lupy
deformací vyvolanou padajícím závažím. K porušení přilnavosti nátěru k podkladu, může dojít
při rychlé a prudké deformaci.
Ukázka zkoušky úderem do nátěru
Ohyb přes válcový trn
Ohyb přes kónický trn
Zkouška hloubením dle ČSN EN ISO 1520
Zkouška hloubením zjišťuje odolnost nátěru při
pozvolné a plynulé deformaci podkladu hloubením v Erichsenově přístroji. Na stupnici přístroje se
odečítá hodnota prohloubení v okamžiku, kdy se
na nátěru objeví první trhlinky, nebo odlupování,
zjištěné při zvětšení lupou. Odolnost hloubení je
mírou tažnosti nátěru a sleduje se zejména u nátěrů, kde v průběhu jejich následné exploatace lze
předpokládat podobné deformace.
Ukázky zkoušky hloubením (přístroj Erichsen)
Zkoušky rychlou deformací (odolnost proti úderu) dle ČSN EN ISO 6272
Norma popisuje metodu hodnocení odolnosti
nátěru proti odlupování nebo praskání nátěru
Zkoušky přilnavosti nátěrů na ocelových konstrukcích v terénu
U ochranných nátěrů je důležitá nejen znalost
výchozí hodnoty přilnavosti, ale také změny
přilnavosti při jejich vystavení účinkům korozního prostředí nebo mechanického namáhání.
V r. 2008 byla zařazena k doplnění norem ISO
12944 pro hodnocení přilnavosti ocelových konstrukcí v terénu, norma ČSN EN ISO 16276
Ochrana OK proti korozi ochrannými nátěrovými systémy – Hodnocení, kritéria přijetí a adheze/koheze.
Část 1: Odtrhová zkouška
Část 2: Mřížková zkouška a křížový řez
Sleduje se průběh změny přilnavosti nátěrových
systémů na ocelových konstrukcích během
jejich vystavení vlivu atmosférických podmínek.
Výsledkem zkoušky je výrok zda nátěrové systémy splňují/ nesplňují zadané požadavky.
Závěr
V příspěvku je uveden přehled nejvíce používaných zkušebních metod pro stanovení přilnavosti nátěrů ke kovovému povrchu. Jedná se většinou o empirické zkušební postupy, s výjimkou
zkoušky odtrhem, které jsou pro svoji jednoduchost a snadnou proveditelnost používány ve
zkušebních laboratořích a také v provozních podmínkách. Zároveň je třeba zdůraznit, že stejně
jako je důležitá znalost výchozí hodnoty přilnavosti ochranných nátěrů, tak je především pro
praxi důležitá znalost změny přilnavosti nátěrů
v průběhu jejich vystavení mechanickému namáhání a účinkům korozního prostředí.
Jaroslava Benešová
Markéta Paráková
35
5/2013
5/2013
TriboTechnika
Otryskávání neabrasivním
plastovým mediem
Úprava povrchů otryskáním neabrazivním plastovým mediem je metoda
používaná k úpravě povrchů před jeho finální úpravou – např. nanesením
barvy, nebo jinou aplikací. Dále také pro odstraňování barev a povlaků
z kovových, hliníkových a plastových dílů. Je používána také na čištění
forem na výrobu produktů z plastu a z gumy. Tato metoda je dnes nejvíce
používaná hlavně ve strojírenství. Dodavatelem těchto technologií, kabin
a plastového media je společnost Subter Plus s.r.o., Jindřichův Hradec.
Tento způsob úpravy povrchu, při
kterém se pod tlakem tryská
neabrazivní materiál na čištěný
povrch je podstatně rychlejší
a efektivnější než používané
chemické procesy a podstatně
šetrnější než je čištění křemičitým
pískem, drceným sklem, měkkým
kovem nebo ostatními abrazivními materiály. Výhoda tohoto
způsobu čištění je úprava bez
Před otryskáním
Po otryskání
Před otryskáním
Po otryskání
médium
rozbité médium
proud vzduchu
poškození, bez změny povrchu při
zachování tvaru a rozměru. Další
použití tohoto plastového media:
hliníkové díly automobilů, sklolaminátové kabiny nákladních vozů,
ocelové konstrukce.
Plastové medium je možno použít
pro volné tryskání i pro tryskání
v uzavřených kabinách. Při tryskání v uzavřených kabinách při použití stlačeného vzduchu o tlaku
36
4 barů dochází ke ztrátě 1 – 5 % za jeden cyklus.
Závisí ovšem na typu media, velikosti trysky,
vzdálenosti trysky od dílu a typu odstraňovaného
povlaku.
TriboTechnika
Při tryskání dochází k opotřebení zrnek media
až do velikosti prachu. Pro optimální čištění je
nutná směs velkých a malých zrn media. Proto
je vhodné tryskací kabiny vybavit odlučovacím
systémem, který udržuje nízkou rychlost odsávání
při velkém objemu odsátého vzduchu. Tento systém s označením Power Pack je možno nainstalovat ke všem typům kabin jakéhokoliv výrobce.
Instalací jsou dosaženy výrazné úspory tryskaného media.
Metoda očištění od povlaku barvy jako opravárenská technologie je využívána např. společností
Jihostroj Velešín, a.s., která takto otryskává dílce
z duralové slitiny pokryté dvousložkovou barvou
(viz obrázek). Jsou to dílce pro leteckou dopravu,
proto je zde kladen veliký důraz na vysokou úro-
veň kvality opracování a následné vlivy jako např.
lepší přilnavost barev.
Mezi výhody této metody patří efektivita čištění
i při nízkém tlaku, což má za následek nižší
náklady na výrobu stlačeného vzduchu. Medium
odstraňuje velmi tvrdé povlaky, jako např. práškovou barvu z podkladů velmi měkkých, aniž by
docházelo k poškození základního materiálu.
Čištění plastovým mediem je suchý proces,
z čehož vyplývá, že vyčištěné plochy jsou připraveny okamžitě pro nový nátěr nebo povlak.
Lze takto čistit malé, ale i velmi velké díly. Dále
je v případě tohoto media výhodou možnost
zvolit tvrdost a zrnitost, tedy optimální variantu
čištění.
Text: Subter plus
Podobnost technologií
povlaků ze Zn-mikrolamel
Protože v 70-tých lete 20. století stoupala potřeba efektivně chránit díly nejen z vysokopevnostní oceli proti korozi, byla vyvinuta technologie povlakování Zn a Al mikrolamelami.
Základem této technologie jsou povlaky ze Zn a Al mikrolamel, které při tepelném vytvrzování po nanesení na
chráněnou (povlakovanou) součást
tvoří vrstvu provázanou částečně vodivým anorganickým pojivem. Takový
povlak vykazuje velmi dobrou katodickou ochranu, jehož korozní odolnost
je znásobena bariérovým efektem
pojidlové mezivrstvy. Prvním průkopníkem této technologie byl povlak
Dacromet®, který byl vyvinut ještě
s obsahem dnes již v automobilovém
a elektrotechnickém průmyslu zakázaném CrVI.
V současné době tuto technologii nabízejí 4 výrobci, jedná se o technologie
Zintek®, Magni, Geomet a Delta®.
Se vzrůstajícími požadavky zákazníků
na korozní odolnost a celkově na co nejdelší životnost vzrůstá také poptávka
po těchto technologiích. V České repub-
lice technologii nabízejí 2 firmy, Anacote Limited v Hradci
Králové a SVUM-CZ, s.r.o. v novém vlastním provozu ve
Třech Dvorech u Kolína. Protože výroba technologie pro
nanášení zinkolamelových povlaků a materiály jimiž se
povlakuje jsou velmi nákladné, není v možnostech naší
firmy nabízet všechny 4 technologie popsané výše. Pro
stávající a zvláště potencionální zákazníky máme zásadní
informaci, pokud poptávají kteroukoliv z technologií zinkolamelových povlaků.
Povlaky Delta® jsou schopné nahradit povlakovací
systémy Magni, Geomet® i Zintek®, a to při splnění všech
požadavků na korozní odolnost, tloušťku povlaku, odstín
i součinitel tření. Protože i automobilový průmysl je si
vědom podobnosti těchto technologií, vždy v normách pro
povrchové úpravy uvádí i alternativní systém. Zde uvádím
příklad:
Norma VW 13750, TL 245, Ofl-t647 – možné alternativy:
Delta Protekt® KL 100 + Delta Protekt®VH301GZ
Geomet®321 PLUS VL
Magni Flake B46 + Magni Top T06E-GZ
ZINTEK®200 + ZINTEK®TOP LV
Jiří Boháček
37
5/2013
5/2013
TriboTechnika
9\WYiĢHQtWYUGìFKDRWďUXY]GRUQìFK
SRYUFKĪSRPRFtERULGRYiQt
%RULGRYiQtSĢtVOXåtVWHMQďMDNRQLWULGRYiQtQHERQDXKOLĀRYiQtNHVNXSLQďSRVWXSĪFKHPLFNR
WHSHOQpKR]SUDFRYiQt1DGLIXQGRYDQìEyUY\WYiĢtVHçHOH]HPYHOPLWYUGRXVORXĀHQLQRYRX
YUVWYXNWHUiVH]YOiåWďY\]QDĀXMHPLPRĢiGQďY\VRNRXRGROQRVWtSURWLDEUD]LYQtPXRWďUX
DPDOìPVNORQHPNQDOHSRYiQt
Základy technologického postupu
Podle stavového diagramu železo bór mohou při reakci bóru s železem
vznikat sloučeniny FeB (16,23 hm. %
bóru) a Fe2B (8,83 hm. % bóru). V závislosti na složení boridovacího prostředku, na vedení teplotního režimu
a na době zpracování mohou vznikat
jednofázové vrstvy (jen Fe2B) nebo
dvoufázové vrstvy (vně FeB, uvnitř
Fe2B). Jednofázová vrstva Fe2B vykazuje výhodnější vlastnosti, protože
borid Fe2B je houževnatější, než je
jen o málo tvrdší borid FeB.
Pro boridové vrstvy je charakteristické jejich zubové spojení se základním
materiálem u nelegovaných a středně legovaných ocelí (Obr. 1). Dosažitelná síla boridové vrstvy je závislá na teplotě, na době zpracování
a na materiálu.
Teoreticky se mohou boridovat veškeré železné materiály. Vývoj vrstvy závisí na stupni legování zvoleného materiálu. Při konstantních
Obr. 1 Ocel 12050, boridováno 16 hod., 900 °C
38
podmínkách zpracování obvykle s narůstajícím
obsahem legur klesá míra zubového spojení a síla
boridové vrstvy, a naproti tomu se zvyšuje povrchová tvrdost. Při volbě materiálu existují dvě omezení a to z hlediska obsahu křemíku, který nesmí být
vyšší než 1% a obsahu hliníku, který by neměl být
vyšší než 0,3%. U takovýchto ocelí dochází k obohacování těchto prvků pod vytvářenou boridovou
vrstvou, což vede k feritizaci a k tvorbě tzv. měkkých příkopů.
U boridování rychlořezných ocelí nastává problém
s následným kalením, kdy leží austenitizační teplota nad teplotou 900 °C, kdy dochází k natavování
boridové vrstvy.
Nejvíce propracované je boridování v pevných prostředcích. Nově vyvinuté práškové boridovací prostředky zůstávají i po nasazení sypké, a tím se značně
usnadňuje vyjímání zpracovaných obrobků. Výhodná je i nízká sypná hustota, která vede ke snížení
spotřeby boridovacích prostředků a tím k omezení
nákladů na tepelné zpracování.
K realizaci boridování se používají komorové pece
nebo trubkové pece, které umožňují odvod vznikajících zplodin, např. vytěsňováním pomocí Argonu.
Z důvodu vysoké tvrdosti vytvořené boridové vrstvy se zpravidla boridují hotově opracované díly. Pro
díly citlivé na deformace se doporučuje uskutečnit
před posledním mechanickým opracováním žíhání
ke snížení pnutí. K dosažení optimální kvality vrstvy
se mají nasazovat jemně broušené povrchy.
Teplota zpracování leží mezi 850 a 1000 °C. Použitá
doba boridování se řídí podle typu materiálu, určeného ke zpracování, a podle požadované síly vrstvy
pro každou dílčí aplikaci. Tloušťka boridové vrstvy
závisí na zvoleném materiálu, teplotě a době zpracování a pohybuje se od 20 do 250 μm.
Po uplynutí požadované doby zpracování se nádoby
vyjmou z pece a zpravidla se ochlazují na vzduchu.
Na základě vysoké tepelné zatížitelnosti boridové
vrstvy se mohou boridované obrobky zušlechťovat.
TriboTechnika
Tím se dosáhne dobrá únosnost při vysokých hodnotách plošného tlaku a rovněž vysoká pevnost.
Ovšem austenitizační teplota musí ležet pod 1050 °C,
aby se předešlo natavování.
postupy vykazují proti boridování některé přitěžující nevýhody.
Příklady aplikací
Boridované obrobky se vyznačují následujícími
vlastnostmi:
¾
vynikající ochrana při abrazivním namáhání
¾
dobrá ochrana proti tribooxidačnímu otěru
¾
malé sklony k nalepování
¾
velmi vysoká tepelná odolnost
Na základě toho boridování nachází uplatnění zvláště
při výrobě nástrojů, ve strojírenství a rovněž v technice těžebních a hnacích zařízení. Jako příklad uvedeme podrobnější popis následujících aplikací.
Ɣ Při zpracování termoplastických hmot zesílených
skelnými vlákny se projevuje výraznější minerální
otěr. Doposud obvyklé technologické postupy,
používané ke zlepšení doby životnosti vytlačovacích nástrojů, jako je nitridování nebo navařování
tvrdokovu (pancéřování) na povrchu, nepřinášely požadovaný výsledek. Při použití boridování
bylo možné dobu životnosti vytlačovacích šneků
z Cr-Mo legované nitridační oceli zvýšit ve srovnání proti nitridovaným vytlačovacím šnekům až
na čtyřiceti násobek.
Ɣ Ve výrobě textilních strojů bylo možné podstatně snížit otěr při vysoké rychlosti na dílech, jako
jsou prvky pro vedení vlákna, vodicí plechy a vodicí kladky, které se z důvodu dobré zpracovatelnosti vyrábějí z automatových ocelí. U těchto
dílů postačily síly vrstvy v rozsahu řádově od 40
až do 120 Pm.
Ɣ Dalším příkladem je boridování sklářských trnů
(Obr. 2) z oceli X210Cr12 pro sklářský průmysl.
Zde se využívají dobré vlastnosti boridové vrstvy proti ulpívání skleněné taveniny. Boridování
zde nabízí výraznou úsporu nákladů ve srovnání
s dříve využívaným navařováním (pancéřováním)
stelitu (tvrdokovu).
Ɣ Řetězové čepy z nelegovaných popřípadě z nízkolegovaných ocelí k zušlechťování jsou převážně
vystavené abrazivnímu opotřebení a používají se
s úspěchem pro horská kola i pro čtyřkolky. Až
do dnešní doby se ale velká část hnacích řetězů zpracovávala cementováním, chromováním
nebo vanadováním. Ovšem tyto technologické
Obr.2 Ocel X210Cr12, sklářský trn
¾
Pomocí cementování často není možné dosáhnout požadované povrchové tvrdosti.
¾
Chromování / vanadování se uskutečňuje pod
tlakem a při teplotě asi 1000°C. Používaná zařízení jsou tvořená tlakovou nádobou, kterou je
nutné nechávat v pravidelných intervalech kontrolovat. Rovněž náklady na vsázkové materiály
výrazně rostou. Částečné opětovné použití, tak
jak to je obvyklé u boridování, zde není možné,
a to znamená, že do likvidace přecházejí podstatně větší objemy zvláště problematických
odpadových materiálů.
Z těchto důvodů se v oboru výroby řetězů projevuje
značný zájem o boridovací technologické postupy.
Souhrn
Boridování je vysokoteplotní technologický postup,
ve kterém se při použití moderních boridovacích
prostředků vytváří téměř jednofázová vrstva Fe2B.
Vývoj této vrstvy je, stejně jako u nitridování, silně
závislý na materiálu. Pro tyto vrstvy je charakteristická jejich pozoruhodná odolnost proti abrazivnímu
otěru a jejich malý sklon k nalepování. Boridované
obrobky díky vysoké tepelné stabilitě boridové vrstvy převyšují při nasazení v oblastech vyšších teplot
nitridované nebo cementované díly.
Spolu s nasazením nových boridovacích prostředků, které zabraňují zesintrování v průběhu použití
a zároveň poskytují lepší kvalitu vytvářené vrstvy,
se mohou výrazně snížit požadavky na manuální
námahu. I rostoucí ceny surovin u ocelí a náklady
na konkurenční vrstvy tvrdých materiálů vedou
k narůstající poptávce po boridovacích technologických postupech.
Jan Gerstenberger
39
5/2013
5/2013
TriboTechnika
=OHSåHQtSRYUFKXDWYDUX
6XSHUÀQLåRYiQtPMHPRçQpGRViKQRXW]QDWHOQpKR]OHSåHQtNYDOLWDWLYQtFKI\]LNiOQtFK
SDUDPHWUĪXY\VRFH]DWďçRYDQìFKREURENĪ9\ååtHIHNWLYLWD]PHQåHQtWĢHQtDVQtçHQt7&2
7RWDO&RVWRI2ZQHUVKLS FHONRYpQiNODG\QDYODVWQLFWYtMVRXMHQQďNWHUp]SR]LWLYQtFK
HIHNWĪ0DOiSĢtĀLQDYHONì~ĀLQHN²GRNRQFHLW\QHMPHQåtRGFK\ON\RGLGHiOQtKRSR
YUFKXYHGRXQDKRWRYpPREURENXNWRPXçHGRFKi]tNYLEUDFtPQHVWHMQpPXUR]ORçHQt
PD]LYDDGDOåtPQHçiGRXFtPHIHNWĪP9H[WUpPQtPSĢtSDGďPĪçHYpVWQHRSWLPiOQt
VWDYSRYUFKXNVHOKiQtFHOpKRV\VWpPX7HG\SODWtVSUiYQìSRYUFKVHFHQt.ODVLFNp
SURFHV\MDNRMHEURXåHQtDMHPQpREUiEďQtVHGRVWiYDMtQDVYpWHFKQRORJLFNpKUDQLFH
6XSHUÀQLåRYiQtSURWLWRPXSĢHGVWDYXMHVDPRVWDWQìWHFKQRORJLFNìSRVWXSNGHSRPRFt
FtOHQďRSWLPDOL]RYDQìFKNURNĪ]DORçHQìFKQDEURXåHQtMHGRVDKRYiQRPQRKHPOHSåtFK
YìVOHGNĪREUiEďQt
Superfinišování – technické pozadí
Superfinišování patří dle DIN 8589
T.14 do kategorie obrábění s geometricky neurčitým břitem a nazývá se také honování s krátkým
zdvihem. Tvorba třísek a mechanismy úběru mohou být posuzovány analogicky k těm u broušení.
Proces superfinišování je zařazován na konec výrobního řetězce.
Jemu předcházejí operace, kde
se dostává nástroj s obrobkem
do kontaktu bodem (soustružení, frézování, protahování) nebo
přímkou (broušení). Oproti tomu
při superfinišování dochází k plošnému záběru.
Obr. 1 Princip superfinišování
40
Dalším aspektem je, že nástroj je k povrchu obrobku přitlačován regulovatelnou silou, čímž dochází ke kompenzaci úběru a opotřebení.
Chlazení je možné použít ve formě proudového
oplachování nebo pomocí systému s minimálním
množstvím mazání, ale i aplikace bez chlazení
byly již úspěšně realizovány. Platí, že přes malá
kontaktní místa se chvění přenáší daleko příměji
než přes velké rovinné plochy. V oblastech, kde
se mezi nástrojem a obrobkem nachází mazivo,
přispívá toto na základě svých hydrodynamických vlastností k tlumení chvění. V systému nástroj/obrobek působí vyvolané chvění negativně
na kvalitu obrobku, obzvláště na jeho kruhovitost a povrch. Podle toho jakým způsobem jsou
ovlivněny struktury povrchu, dochází ke značným
ztrátám v podobě tření a k vzniku hluku, což je
vzhledem k aktuálním požadavkům na zvyšování účinnosti a snižování emisí (škodlivých látek
i hluku) nežádoucí.
Vlnitosti způsobené chvěním na jednotlivých
dílech kluzných ložisek narušují struktury nosných hydrodynamických mazacích klínů, neboť
vytváří laminární proudění, které tyto poškozují. To vede k oddělení mazacího filmu, následně
k tření pevných materiálů a tím k zvýšenému opotřebení nebo dokonce k selhání ložiska. Na jednotlivých součástkách u valivých ložisek vedou
tyto vlnitosti k vibracím, opotřebení a ztrátám
tření. To opět vede k značné tvorbě hluku a následkem toho ke snížení životnosti komponent.
Proces superfinišování změní tvar povrchu obrobku a tím se sníží, popř. zcela odstraní vlnitosti
a vytvoří se rovinatý povrch s křížovou texturou.
TriboTechnika
Snížení vlnitosti po obvodu i v podélném směru
a změna struktury povrchu zlepší tribologické
vlastnosti obrobku.
Na základě relativně malých řezných výkonů
(v krátkých časových intervalech) vzniká během
obrábění jen zřídka teplo v kontaktních zónách.
Mluví se tedy o tzv. „studeném procesu“.
Stručně řečeno, díky superfinišování je redukováno tření a opotřebení celého systému, což
vede ke snížení škodlivých látek, emisí hluku,
TCO a zvýšení energetické účinnosti.
Kruhovitost: Díky plošnému kontaktu mezi nástrojem a obrobkem je vlnitost po obvodu obrobku částečně nebo dokonce úplně odstraněna.
Vlnitosti s vyšší frekvencí (rýhy nebo fasety) jsou
snadněji srovnány než ty s nižší frekvencí (polygony). Prvně jmenované mají větší vliv na kvalitu produktu, protože jsou zodpovědné za vznik
nežádoucích zvuků při kontaktu a narušení hydrodynamického mazacího filmu.
Přímost/tvar: Výše uvedené platí i pro přímost.
To znamená, že i vlnitost na povrchové přímce
Obr. 2 Superfinišování pásem a kamenem
Obr. 3 Výsledná struktura povrchu po superfinišování
Nástroje
Použité nástroje se dají rozdělit v zásadě do dvou
kategorií. Na nástroje s flexibilním podkladem
a pevné nástroje.
Nástroje na flexibilním podkladu, nazývané
také superfinišovací pásy nebo filmy, se skládají z podložky (z polyesteru, tkaniny, papíru),
z řezného zrna a pojiva. Pásy jsou přitlačovány
na obrobek pomocí rolny nebo přítlačné patky. Pevné nástroje jsou superfinišovací kameny
a kotouče. Kameny se pak skládají podobně jako
brusné kotouče z řezného zrna (oxid hlinitý, karbid křemíku, sintrováný korund, CBN, diamant),
pojiva (keramika nebo umělá pryskyřice) popř.
impregnace (síra, vosk).
Pro úplnost je třeba ještě zmínit procesy leštění
a při tom používané nástroje. Tyto procesy využívají stejné kinematiky jako superfinišování, ale
nástroje jsou bez zrna. Následují jako konečná
operace pro dosažení povrchu s vysokým leskem.
je v axiálním směru díky plošnému překrývání
záběru v kombinaci s oscilačním pohybem zredukována. Pomocí vyložení nástroje je možné superfinišováním zhotovit definovaný příčný tvar.
To znamená, pokud broušení umožňuje vytvoření jen přímé povrchové přímky, může superfinišování vytvořit například konvexní tvar. Což
je žádoucí tam, kde není nebo nemůže být dosaženo při orovnávání kotouče požadovaného
definovaného tvaru.
Vliv procesu superfinišování na kvalitu obrobků
Parametry, které jsou pozitivně ovlivněny procesy superfinišování:
Tab. 1 Kvalitativní parametry dosažené superfinišováním
kruhovitost
[μm]
0,2 – 5
přímost
[μm]
0,2 – 5
válcovitost
[μm]
1-7
Ra - střední aritmetická úchylka
[μm]
profilu
0,015 – 0,2
Rz - maximální výška profilu
[μm]
0,15 – 2,0
Rpk - redukovaná výška špiček
[μm]
0,015 – 0,2
Rk - výška jádra profilu
[μm]
0,04 – 0,4
Rvk - redukovaná hloubka rýh
[μm]
0,02 – 0,5
Rmr - podíl nosného povrchu
[%]
80 – 100
41
5/2013
5/2013
TriboTechnika
Povrch/tribologické vlastnosti: Proces superfisystémů, snižování ztrát třením, ochrana životnínišování vytváří povrch s malou drsností a chaho prostředí díky snížení škodlivých látek a hlurakteristickými plochami. Z toho vyplývá, že má
ku a snižování TCO zvýšením životnosti jednotpovrch vysoký nosný podíl materiálu, který působí
livých dílů.
Luděk Dvořák
na snížení opotřebení a v kombinaci s množstvím
maziva i na optimální vlastnosti chodu. Na základě
překrývajících se pohybů
Tab. 2 Srovnání parametrů soustružení/broušení a superfinišování
se vytváří křížová struktu3DUDPHWU1RUPD
7YUGpVRXVWUXçHQt%URXåHQt
6XSHUÀ QLåRYiQt
ra s výbornými tribologicKruhovitost
kými vlastnostmi.
DIN ISO 1101
Díky technologické jedinečnosti superfinišování
je jen stěží možné jej nahradit jiným druhem obrábění. Na základě optimalizovaných parametrů
obrobků může být dosaženo významných pokroků v oblastech jako
je zvyšování energetické účinnosti, downsizing, zvyšovaní účinnosti
Přímost
DIN ISO 1101
Rovinnost
DIN ISO 1101
Válcovitost
Hloubka drsnosti
DIN 4768
Podíl nosného povrchu
DIN 4768 ISO 4287/1
(NRORJLFNpSĢtQRV\WULERORJLH
7ULERORJLHMDNRYďGHFNìRERUVHXSODWěXMHMLçOHWDYìVOHGN\WRKRWRLQWHUGLVFLSOLQiUQt
KRRERUXSRPiKDMtQHMHQUR]YRMLRVWDWQtFKåSLĀNRYìFKRERUĪDOHXPRçěXMtGRVDKRYDW
Yì]QDPQìFK~VSRUPDWHULiOĪHQHUJLtLLQYHVWLF1HMQRYďMLVHREMHYXMHVSHFLÀFNiREODVW
QD]ìYDQiÅ]HOHQiWULERORJLH´NWHUiVH]DPďĢXMHQDWULERORJLLYçLYRWQtPSURVWĢHGt
Tribologie má 47 let
Slovo „tribologie“ se objevilo poprvé ve zprávě vypracované pro
vládu Velké Británie, která byla
vydána 9. března 1966 a je dnes
známá pod názvem Jostova zpráva (angl. Jost Report). Upozorňovala na interdisciplinární charakter tribologie a na velké úspory,
kterých lze dosáhnout využitím
tribologie. Vymezením tribologie
jako vědy a technologie vzájemného působení povrchů při relativním pohybu a souvisejících
42
záležitostí byly poprvé spojeny dohromady
všechny hlavní obory zabývající se třením
a opotřebením.
Protože věda, technika a průmysl se rychle rozvíjely, nebylo žádné překvapení, že se sdělení
rychle rozšířilo do celého průmyslového světa,
zvláště pak poznání, že pozornost věnovaná
tribologii může vést k ohromným úsporám,
převážně využitím existujících znalostí a poměrně nízkých výdajů na výzkum. V důsledku rychlého rozvoje vědy a techniky je dnes
tribologie mnohem důležitější než kdykoliv
dříve. Všichni, kdo se tribologií hlouběji zabývají, vědí, že jejich práce je prospěšná pro
TriboTechnika
ekonomiku a pro životní prostředí, stejně jako
pro kvalitu života.
Nyní existuje více než 40 národních tribologických společností nebo výborů. Navíc již je
několik set profesorů a řada studijních kurzů pro obor tribologie. Nejnovějším vývojem
je vyčlenění „Zelené tribologie“ (angl. Green
Tribology), jejímž cílem jsou úspory energie
a materiálů a důraz na životní prostředí a kvalitu života; to vše hlavně s využitím existujících
znalostí a s poměrně nízkými výdaji na aplikovaný výzkum.
Primární přínosy
Tak jako Jostova zpráva podrobně zdokumentovala velký potenciál ekonomických úspor
a jednotlivé oblasti dostupných úspor byly rozděleny do tří úrovní, podobně byly v uplynulých letech specifikovány možnosti tribologie
při ochraně životního prostředí. Ekologické přínosy tribologie lze rozčlenit na primární a sekundární. K primárním přínosům patří použití
ekologicky příznivých materiálů na jednotlivé
části tribologického uzlu a maziva. Mohlo by
se zdát, že pevné části jsou obvykle ekologicky
neutrální, ale tak je tomu až v posledních letech, kdy je silně omezeno používání těžkých
kovů apod. Samozřejmě, v případě kapalných
maziv je velmi důležité ekologicky nezávadné
složení, protože v případě havárie, netěsnosti
apod. může dojít k úniku maziva do životního
nebo pracovného prostředí. Přestože je známo mnoho dlouhodobě funkčně osvědčených
a účinných přísad, jsou vzhledem ke svému
složení nebezpečné pro lidské zdraví nebo
pro životní prostředí, a proto jsou dnes z používání vyloučeny. Dnešní národní i evropské
předpisy jsou přísné, ale výsledkem je vyloučení nebezpečných složek a tím vyšší bezpečnost jak pro obsluhu nebo uživatele, tak i pro
životní prostředí.
Sekundární přínosy
Podobně jako v případě sekundárních a terciálních úspor, které přináší využití tribologie, tak
i sekundární ekologické přínosy tribologie jsou
mnohem významnější než přínosy primární.
Jestliže primární přínosy souvisejí především
se složením maziv, sekundární přínosy jsou
spojeny s používáním maziv, jejich množstvím
a dávkováním. Samozřejmě sem patří také optimalizace konstrukčního řešení tribologického
uzlu z hlediska vlivu na životní prostředí. Například takové konstrukční řešení, které vylučuje možnost úniku maziva a tím i znečištění
životního prostředí, je mnohem přínosnější, než
pouhá změna maziva za „ekologické“.
Dr. Peter Jost
Zelená tribologie
Zelená tribologie přináší aktuální reakci na politicko-ekonomickou situaci vyspělé společnosti.
Jedná se o nové směřování tribologie, které se
inspiruje přírodou. Využívá přírodní příklady
řešení různých tribologických problémů, analyzuje je a přichází s jejich využitím v technice.
Závěr
Podobně jako v případě ekonomických dopadů využívání tribologických znalostí ve všech
oblastech lidské činnosti, také ekologické přínosy tribologie je třeba publikovat a zveřejňovat, protože jenom to je cesta, jak se mohou
nejlépe uplatnit.
Ing. Petr Dobeš, CSc.
43
5/2013
5/2013
TriboTechnika
0HFKDQL]PXVRSRWUHEHQLD
V~ĀDVQìFKUH]QìFKPDWHULiORY
6~ĀDVQpWHQGHQFLHYREUiEDQtVPHUXM~NDSOLNiFLLYìNRQQìFKUH]QìFKQiVWURMRY]R
VSHNDQìFKNDUELGRYY\EDYHQìFKRWHUXY]GRUQìPLSRYODNPL9XUĀLWìFKDSOLNiFLiFK
QDMPlSULGRNRQĀRYDFtFKRSHUiFLiFKVDVSRUDGLFN\DSOLNXMHDMĀLVWiDSRYODNRYDQi
NHUDPLND2WUYDQOLYRVWLWìFKWRUH]QìFKPDWHULiORYMHGRWHUD]PiORLQIRUPiFLt0HQR
YLWHLGHR]iYLVORVĨWUYDQOLYRVWLQiVWURMDQDUH]QHMUìFKORVWL9ìFKRGLVNRPMHY\NRQDĨ
H[SHULPHQWiOQHVN~åN\WUYDQOLYRVWLQiVWURMRYYFHORPUR]VDKXSRXçtYDQìFKUH]QìFK
UìFKORVWt
Obrábanie nástrojmi z rýchloreznej ocele
Experimentálne skúšky obrábania
boli vykonané na CNC sústruhu.
Ako prvé boli testované rezné nástroje z rýchloreznej ocele. Na základe rezných skúšok boli vytvorené grafy závislosti trvanlivosti
nástroja na použitej reznej rýchlosti. Príklad diagramu je na obr. 1.
Obrábanie nástrojmi zo spekaného karbidu
Podobným spôsobom boli podrobené analýze nástroje zo spekaného karbidu. Na obr. 2 je
kompletný diagram závislosti trvanlivosti nástroja na reznej rýchlosti pre spekaný karbid P20.
Priebeh závislosti je hyperbolický, so stúpajúcou reznou rýchlosťou trvanlivosť nástroja kontinuálne klesá. Hospodárne obrábanie
rýchloreznými nástrojmi je obmedzené na 50 m.min-1. Potom je ich
trvanlivosť minimálna. Preto je používanie rýchlorezných nástrojov
v súčasnosti obmedzené na malé,
tvarovo zložité nástroje (závitníky,
stupňovité vrtáky, stopkové frézy...)
Vidno, že priebeh závislosti je výrazne odlišný
od obr. 1. V oblasti minimálnych rezných rýchlostí
trvanlivosť nástroja značne narastá. Je to zrejme
spôsobené krehkým stavom obrábaného materiálu pri izbovej teplote a tým malou plochou
styku triesky s čelom nástroja. Výrazne klesne
pri reznej rýchlosti asi 40 m.min -1. Obrábaný materiál je v tejto oblasti vplyvom ohrevu teplotou
rezania húževnatý, dochádza k adhézii s rezným
materiálom a jeho intenzívnemu opotrebeniu.
Pri ďalšom zvyšovaní reznej rýchlosti dochádza
k vzniku nárastku na reznom kline nástroja, ktorý čiastočne chráni nástroj pred opotrebením.
Materiál sa dostáva vplyvom zvýšenej teploty
do plastického stavu, čím je ľahšie obrábateľný.
V sledovanom prípade je dosahovaná maximálna
Obr. 1 Experimentálna závislosť medzi trvanlivosťou rezného
nástroja z rýchloreznej ocele a reznou rýchlosťou
Obr. 2 Experimentálna T-vc závislosť pre P20 v lineárnej
súradnej sústave. ap = 0,5 mm, f = 0,1 mm , obrobok: C45
44
TriboTechnika
trvanlivosť pri reznej rýchlosti 70-80 m.min -1.
Po prekročení tejto reznej rýchlosti trvanlivosť
nástroja kontinuálne klesá. Adhézne opotrebenie je sprevádzané difúziou medzi materiálom
nástroja a obrobku. Napr. pri reznej rýchlosti
450 m.min -1 je trvanlivosť nástroja pod 1 min.
Tretím v poradí bol experimentálne skúšaný
povlakovaný spekaný karbid s oteruvzdorným
povlakom nitridu titánu: P20 + TiN. Po realizovaní všetkých potrebných testov bol zostavený diagram na obr. 3
Na rozdiel od spekaného karbidu je minimálna tr vanlivosť keramického nástro ja pos u n u t á k m e n š e j r e z n e j r ý c h l o s t i
(c c a 3 0 m . min -1). Naopak maximálna trvanlivosť sa presunula v yššie (ku hodnote
cca 100 m.min -1). Posledným testovaným
rezným nástrojom bola povlakovaná rezná
keramika Al 2 O 3 + TiN. Tak ako v predošlých
testoch rezných nástrojov bol po získaní
všetk ých relevantných v ýstupov zostavený
diagram T-v v – obr. 5.
Obr. 3 Experimentálna T-vc závislosť pre P20 + TiN. f =0,1 mm,
ap = 0,5 mm, obrobok: C45
Obr. 5 T-vc závislosť pre Al2O3 . ap = 0,5 mm, f = 0,1 mm.
obrábaný materiál oceľ C45
Analýza diagramu ukazuje, že priebeh je identický ako v predchádzajúcom prípade. V celom
rozsahu rezných rýchlostí sú však trvanlivosti vyššie ako u nepovlakovaného spekaného
karbidu.
Rovnako ako u spekaného karbidu má povlakovaná keramika vyššie hodnoty trvanlivosti
v celom sledovanom rozsahu rezných r ýchlostí. Charakter priebehu závislosti je však
rovnak ý. Minimum a maximum tr vanlivosti
je pri hodnotách 40 a 90 m.min -1.
Obrábanie oxidickou a povlakovanou keramikou
Ďalším v poradí bol testovaný rezný nástroj vyrobený z oxidickej reznej keramiky Al2O3. Z nameraných hodnôt bola zostavená výsledná T-vc
závislosť na obr. 4.
Obr. 4 T-vc závislosť pre Al2O3 . ap = 0,5 mm, f = 0,1 mm.
obrábaný materiál oceľ C45
Vyhodnotenie realizovaných experimentov
Po získaní kompletných výstupov z realizovaných experimentov boli všetky T-v c závislosti
jednotlivých testovaných rezných materiálov
zobrazené v spoločnom grafe v logaritmickej stupnici a porovnané s normou STN ISO
3685, ktorá predpisuje formu skúšok trvanlivosti jednoklinov ých nástrojov len v ob medzenom rozsahu rezných r ýchlostí. Pre
názornosť sú krivk y nakreslené v dvojitej
logaritmickej súradnicovej sústave – obr. 6
Z hľadiska porovnania získaných výsledných
priebehov možno konštatovať v ýrazné rozdiely v priebehu závislostí. Diagramy hovoria v prospech použitia spekaných karbidov
a keramik y, najmä s oteruvzdornými po vlakmi. Ukazujú na možnosť hospodárneho
45
5/2013
5/2013
TriboTechnika
použitia v yšších rezných r ýchlostí. Naviac
definujú u jednotliv ých rezných materiálov
hodnoty rezných r ýchlostí, odpovedajúce
najv yššej tr vanlivosti nástroja, ako aj hodnot y rezných r ýchlostí, k tor ým odpovedá
minimálna tr vanlivosť nástroja.
Nanočastice
úsporu PHM
Nanoaditívum Envirox je výsledkom
výskumu v jednej z najdynamickejšie
sa rozvíjajúcich oblastí a špičkových
technológií - nanotechnológie. Niektoré
vlastnosti (napr. zvýšené katalytické
schopnosti) sa menia 100 – 1 000 násobne.
Ak napríklad použijeme materiál, ktorý
má zrno iba vo veľkosti nanometrov,
znamená to, že ho cielene zmenšíme na
požadovanú veľkosť. Toto je aj prípad
aditíva, v ktorom sa spájajú vlastnosti
céru * s nanometrovou veľkosťou častíc.
Aditívum nemá žiadne negatívne vplyvy na
vlastnosti lubrikácie v motoroch a pridáva sa
v extrémne malom množstve – v palive iba
Obr. 6 Porovnanie T-vc závislostí testovaných rezných
materiálov zobrazených v logaritmickej súradnej sústave
Záver
Ak sa neuvažuje so skutočnou tr vanlivosťou nástrojov zo spekaného karbidu a keramik y pri malých rezných r ýchlostiach (pod
60 m.min -1) a pri rezných r ýchlostiach nad
100 m.min -1, môže to v praxi pri obrábaní
spôsobiť ekonomické strat y spojené s ne dostatočným v yužitím rezných vlastností
nástrojov. Z experimentálnych z ávislostí
možno určiť reznú r ýchlosť, odpovedajúcu maximálnej, alebo minimálnej tr vanlivosti nástroja. Preto treba poznať reálnu
tr vanlivosť nástrojov v celom používanom
rozsahu reznej r ýchlosti, k torá sa v ýrazne
odlišuje od priebehu závislosti, známej pre
r ýchloreznú oceľ.
Dr.h.c. prof. Ing. Karol Vasilko, DrSc.,
Ing. Ján Duplák
Fakulta výrobných technológií
Technickej univerzity v Košiciach
so sídlom v Prešove
46
5 nanočastic oxidu céru na milión. V priemysle
a hlavne automobilizme, kde je stále väčší tlak
na finančné a rovnako aj na environmentáne
hľadiska, má zmysel optimalizovať spotrebu,
znižovať finančné náklady a zvyšovať efektivitu
využitia palív a mazív. V komerčnom i testovacom
TriboTechnika
Nanoaditívum Envirox pre
a cielenú úpravu povrchu
procese Envirox preukázal 4 – 10 percentnú
úsporu paliva v dieslových motoroch. Materiál
s upravenou veľkosťou častíc s oxidom céru je
klasifikovaný ako aditívum, ktoré nie je nebezpečné pre cestnú prepravu a manipulácia je
rovnaká ako pri štandardnom naftovom palive.
Zámerom a cieľom pri vývoji aditíva je dlhšie
a kompletnejšie horenie, ktoré prináša úsporu
nafty a znižuje emisie.
Aj v tomto prípade platí tvrdenie, že menej (malé
častice ceru v nm) je niekedy viac. Tak ako
v elektronike, aj v oblasti chémie sa dostávame
ku stále menším rozmerom vstupných častíc.
Vo vývoji a aj praxi boli preukázané úspory paliva
v rozmedzí 4 – 10 percent, okamžité zníženie viac
ako 14 percent častic hydrokarbonových emisií.
Praktické testy od roku 2002 sú bez negatívneho
vplyvu na motory, znížilo sa usadzovanie
karbónových častíc v motoroch, odstránilo sa
opotrebovanie alebo zmeny vlastnosti lubrikácie.
Produkt nie je orientovaný na zmenu povrchu
spaľovacej komory, nemá žiadne negatívne
dopady na zdravie alebo životné prostredie, je
netoxický, nemutagénny, jeho predávkovanie
neškodí.
Ide o ukážkový príklad, keď sa množstvo
technologických procesov od trenia, mazania či
redukcie škodlivín v priemysle dá cielenou
úpravou vstupných materiálov neustále
vylepšovať, čím sa optimalizujú požadované
výstupné hodnoty. Stále silnejúci tlak na udržanie
a zachovanie čistoty životného prostredia
pomáha prípravky vylepšovať a zvyšovať ich
účinnosť znižovaním použitého množstva
prípravku. Práve výskum na nanoúrovni dovoľuje
dosiahnuť pomer – za menej viac. To znamená,
s menším špecificky upraveným množstvom
aditíva dosiahnuť väčší prínos a úsporu.
Podobným príkladom - za menej viac - ktorý slúži
na zníženie a efektívne znižovanie škodlivín
vo výfukových plynoch je čistič DPF. Tí z nás, ktorí
sa už stretli s pojmom filter pevných častíc, vedia
o čom je reč. Čistič filtra pevných častíc DPF
Envirox je založený na princípe katalyzátora
rozpusteného v palive, ktorý pomáha spaľovať
častice sadzí zachytených v filtri DPF. Tento proces
pomáha a rieši problémy s upchávaním filtra,
znížením výkonnosti motoru a následnou
návštevou servisu. Navyše šetrí a znižuje spotrebu
paliva a hlavne je šetrnejší k životnému prostrediu.
Opäť vďaka použitiu nanočastíc platí, za menej
viac. V súčasnosti ide o jeden z najekonomickejších spôsobov čistenia a ochrany filtrov pevných
častíc. Používa sa v motoroch a zariadeniach
s filtrom pevných častíc, ktorých každoročne
pribúda.
Michal Haluza
* Cér, latinsky cerium je chemický prvok v periodickej tabuľke, ktorý má symbol Ce a protónové číslo 58. Cér
je striebristý kovový prvok patriaci medzi lantanoidy. Používa sa v niektorých zliatinách zo vzácnych zemín.
47
5/2013
5/2013
TriboTechnika
$OWHUQDWtYQHFKODGLYiDQRYpPD]LYi
9WULERWHFKQLFNHMSUD[LVDREĀDVVWUHWiYDPHVRWi]NRXNWRUi]iYl]QHV~YLVtVSRçLDGDYNRX
YìEHUXRGSRU~ĀDQLDPD]tYSUHQRYpDOWHUQDWtYQHFKODGLYi9WRPWRSUtSDGHLGHQDMPl
REH]FKOyURYpFKODGLYR+)&DDFKODGLYR+)2\I1D]iNODGHWHMWRSRçLDGDYN\
PiPH]iXMHPSRVN\WQ~ĨSRWUHEQpLQIRUPiFLHV~YLVLDFHVRGSRU~ĀDQtPPD]DFtFKROHMRY
PD]tYSUHWLHWRQRYpFKODGLYi
Základné vlastnosti nových alternatívnych chladív
Hlavnú pozornosť budeme venovať výberu mazacích olejov
a mazív pre nové alternatívne
chladivá. Z tohto dôvodu treba
uviesť a porovnať niektoré základné vlastnosti chladiva HFC
134a a chladiva HFO 1,2,3,4 yf.
V tabuľke č. 1 sú uvedené niektoré požadované kvalitatívne údaje, kľúčové vlastnosti chladiva
HFC (Hydro – Fluor – Carbons)
134a a HFO (Hydro – Fluor – Olefins) 1,2,3,4 yf.
HFO 1,2,3,4 yf je fluoro-propánové chladivo s nekonvenčnou
dvojitou molekulovou väzbou
halogénových chladív. GWP porovnávaných chladív je rozdielne.
V prípade HFC-134a je to hodnota
1 430 a pre HFO 1,2,3,4 yf len 4.
To znamená, že životnosť chladív
v atmosfére v prvom prípade je
až 13,8 rokov a v druhom prípade len 11 dní, čo je veľký rozdiel.
Ostatné údaje sú porovnateľné.
V tejto súvislosti treba uviesť, že podľa normy EU (2006/40/EC) je požiadavka používať
od roku 2011 nové chladivo pre mobilné klimatizačné systémy, MAC (Mobile Air-Condotioning Systems), ktorého hodnota GWP
má byť nižšia ako 150. Súvisí to s požiadavkou na zníženie skleníkových plynov v atmosfére a tiež na zlepšenie vlastnosti používaných chladív a vyššiu bezpečnosť prevádzky
automobilov.
Vlastnosti / Chladivo HFC – 134a HFO 1,2,3,4 yf
Chemická formulácia
CH2 FCF3
CF3CF = CH2
Molekulová váha (g/mol)
102
114
ODP (Ozone Depletion
Potential)
0
0
GWP(Global Warming
Potential)
1 430
4
13,8 rokov
11 dní
Kritická teplota, °C
102
95
Normálny bod varu, °C
- 26
- 29
Životnosť v atmosfére
Tabuľka 1
Pôvodne boli na tento účel v y vinuté dve
chladivá s označením HFO 1,2,3,4 y f a HFO
1,2,3,4 ze. Modif ikácia chladiva HFO „y f “
na základe v ýsledkov z prevádzk y sa používa pre klimatizačné zariadenia automo bilov a HFO „ze“ vzhľadom na jeho odlišnú
molekulovú štruktúru a vlastnosti pre systémy s extrémne vysokou teplotou. Venovať
sa budeme najmä chladivu HFO 1,2,3,4 y f.
Podľa ďalších dostupných informácií chladivo HFO 1,2,3,4 y f je tepelné stabilné až
do teploty 200 °C. Je dobré miešateľné so
syntetick ými mazacími olejmi na základe
48
TriboTechnika
polyolesterov (POE) až do teplot y 175 °C.
Je menej agresívne k používaným materiálom a látkam, ako HFC 134a. Z toho v yplýva, že chladivo HFO 1,2,3,4 y f je vhodnejšie
na použitie v klimatizačných zariadeniach
automobilov A/C (Air/Conditioning Systems).
Všeobecne možno povedať, že HFO 1,2,3,4
y f je lepšie miešateľné s mazacími syntetick ými olejmi na báze POE ako chladivo HFC
134a. Chladivo HFO 1,2,3,4 yf, tak ako aj HFC
-134a nie je miešateľné s ropnými olejmi
a olejmi na báze alk ylbenzénov. Všeobecne možno povedať, že pre obe chladivá sa
používajú tie isté mazacie oleje, okrem syntetick ých polyolesterov (POE) sa používajú
aj syntetické oleje na základe polyalk ylénglykolov (PAG). Treba upozorniť, že POE nie
sú miešateľné s PAG, čo je nev ýhoda. Podľa
ostatnej informácie PAG sa používajú najmä
pre klimatizačné zariadenia, systémy (A/C)
v automobiloch a POE v stabilných chladiacich kompresoroch. Čo sa t ýka použitia
syntetických polyolesterov ých olejov (POE)
v súvislosti s chladivom HFC – 134a, máme
dobré referencie z ich uplatnenia v klimatizačných a chladiacich zariadeniach v rôznych oblastiach priemyslu. V ostatnom čase
sa uvádza do predaja nové chladivo HFC R
32, k toré by podľa dostupných informácií
malo nahradiť chladivo HFC R 410A.
Mazacie oleje a mazivá odporúčané pre alternatívne chladivá
Dobrá miešateľnosť nov ých alternatívnych
chladív s mazacími olejmi je veľmi dôležitá.
V tabuľ ke č. 2 môžeme vidieť aká je mieša teľnosť, resp. porovnanie miešateľnosti no v ých druhov chladív, a to HFO 1, 2, 3,4 y f
a chladiva HFC 134a so syntetick ým polyo lesterov ým olejom (POE) viskozitnej triedy
ISO VG 68 pri danej prevádzkovej teplote
a daných podmienkach skúšk y. Ako vidieť
z prehľadu, nové chladivo HFO 1, 2, 3,4 y f
má širok ý rozsah miešateľnosti. Tak , ako už
bolo uvedené, pre nové chladivá sú ako základové oleje odporúčané syntetické polyolester y (POE) a polyalk ylénglykoly (PAG).
Tieto sú ďalej formulované vhodnými prísadami. Na jednoduché porovnanie PAG
majú lepšie mazacie vlastnosti, ako POE.
POE a PAG sú polárne k vapaliny, k toré majú
v ý zname lepšiu miešateľnosť s chladivami
HFC a HFO, v ynikajúce nízkoteplotné vlastnosti, napr. v porovnaní s ropnými olejmi.
Jednou z nev ýhod je, že sú hygroskopické.
Ako hraničná hodnota sa uvádza 100 ppm.
M – miešateľné, N – nemiešateľné (žltá farba)
Tabulka 2
49
5/2013
5/2013
TriboTechnika
Nové mazacie oleje
V ostatnom čase mnohí v ýrobcovia kompresorov začali používať pre klimatizačné zariadenia a chladiace jednotk y automobilov
syntetické oleje na základe poly vinyleterov
(PVE). Tieto oleje sú viac hygroskopické ako
POE. Napriek tomu PVE sú veľmi odolné voči
hydrolý ze, tepelne a chemick ý sú stabilné,
posk y tujú dobré mazacie vlastnosti a majú
v ysokú dielek trickú pevnosť. Syntetické
oleje, poly vinyleter y (PVE) sú vhodné pre
chladivá HFC, konkrétne, napr. chladivo R
– 410A , R - 134a, R - 32 a ďalšie. Oleje PVE
majú dobrú miešateľnosť porovnateľnú so
syntetick ými mazacími olejmi na základe
polyolesterov (POE). Treba pripomenúť,
že oba oleje PVE a POE sú hygroskopické.
Voda, vlhkosť sa omnoho ľahšie odstraňuje
z olejov PVE ako z olejov POE. PVE oleje
nepodliehajú hydrolý ze, teda nereagujú
s vodou, čo je veľ ká v ýhoda. Možno použiť
f ilter na v ysušovanie oleja, odstránenie
vlhkosti a vody. Esterové oleje a niek toré
prísady podliehajú hydrolý ze (esterif ikácia). Ďalšou v ýhodou je, že oleje PVE sú
zlúčiteľné s niek tor ými maz acími olejmi
p oužívanými v chladiarenskej technike,
resp. s priemyselnými mazacími olejmi.
Prevádzkové vlastnosti
POE
PVE
Dielektrická pevnosť a merný odpor
3
Mazivosť, účinnosť EP prísad
Chemická štruktúra polyvinyléterových olejov
V tabuľ ke č. 3 sú porovnané vlastnosti syntetick ých olejov POE a PVE pre chladiace
kompresor y a systémy.
V tabuľke č.4 uvedieme na doplnenie prehľad
odporúčaných mazív, podľa chemického
pôvodu základov ých olejov (ropné, syntetické) pre jednotlivé druhy chladív.
Tribotechnická diagnostika
V tribotechnickej praxi sa stretávame so
z ák ladnou p ožiadavkou, k torá súvisí so
spoľahlivosťou prevádzk y chladiacich a klimatiz ačných z ariadení. V tejto súvislosti
treba uviesť požiadavku na v ykonávanie
tribotechnickej diagnostik y. Ide o pravidelnú kontrolu chladiacich strojov a klimatiz ačných z ariadení prostredníc t vom
zabezpečenia odberu vzoriek mazacích olejov a v ykonávanie ich kontroly v chemickom laboratóriu. Z tohto dôvodu uvedieme
Ukazovateľ kvality
Postupy a normy
3
Vzhľad
Vizuálne
1
3
Farba
STN 65 6076, ISO 2049
Zlúčiteľnosť s materiálmi motorov
3
3
Číslo kyslosti, mgKOH/g
STN 65 6070
Zlúčiteľnosť s organickými látkami
3
3
2
3
Obsah vody (KF), % hm.,
mg/kg, ppm
STN 65 0330
Zlúčiteľnosť so suchými ložiskami
Kontrola hlučnosti vratných, piestových kompresorov
1
3
Kinematická viskozita
pri 40 °C, mm2. s-1
STN 65 6216, ASTM D 445
Hydrolytická stabilita
2
3
Obsah kovov(Al, Fe, Cr,
Cu, Pb, Si, Sn)
ASTM D 5185
Tribologické, chemické reakcie
2
3
Kontrola nečistôt
1
2
Pri odbere vzoriek syntetických olejov na základe POE sa
používajú hliníkové vzorkovnice.
Miešateľnosť s chladivami
3
4
Tabuľka 5
Nie
Áno
Použitie filtra na vysušovanie
Hodnotenie 1 až 4. Hodnota 4 je najvyššia.
Tabuľka 3
50
základné kvalitatívne ukazovatele, ktoré sa
odporúčajú vykonávať v prípade použitia chladiva HFC 134a a syntetických polyolesterových olejov (POE). Ide o ukazovatele kvality
TriboTechnika
Chladivo ASHRAE
Typ chladiva
Mazivo
Poznámka
R-404A
HFC
Syntetické POE, PVE a iné
Komerčné chladivá
R-507
HFC
Syntetické POE, PVE a iné
R-422A
HFC
Syntetické POE, PVE a iné
R-422D
HFC
Ropný olej (RO), POE
R-407C
HFC
Syntetické POE, PVE a iné
R-134a
HFC
Syntetické POE, PVE a iné
R-401A
HCFC/HFC
AB, Syntetické POE, PVE a iné,
Ropný olej
R-401B
HCFC/HCF
AB, Syntetické POE, PVE a iné,
Ropný olej
R-409A
HCFC
AB, Syntetické POE, PVE a iné,
Ropný olej
R-402A
HFC/HC/HCFC
AB, Syntetické POE, PVE a iné
Dočasne používané
chladivá
AB/RO, AB > 50 %
R-402B
HFC/HC/HCFC
AB, Syntetické POE, PVE a iné
R-408A
HFC/HCFC
AB, Syntetické POE, PVE a iné
AB/RO, AB > 50 %
R-23
HFC
Syntetické POE, PVE a iné
Chladivá pre veľmi nízke
teploty
R-508B
HFC
Syntetické POE, PVE a iné
R-123
HCFC
Alkylbenzény (AB), Ropný olej,
Syntetické POE, PVE a iné
R-245fa
HFC
Syntetické POE, PVE a iné
R-134a
HFC
Syntetické POE, PVE, PAG a iné
R-407C
HFC
Syntetické POE. PVE a iné
R-410A
HFC
Syntetické POE, PVE a iné
R-422A
HFC
Ropný olej, Syntetický POE
R-32
HFC
Syntetický PVE, POE a iné
HFO 1,2,3,4 yf
HFO
Syntetický POE, PVE a PAG
Chladivá pre klimatizáciu
Chladivá pre klimatizáciu
a tepelné čerpadlá
RO – ropný olej, AB – alkylbenzénový olej, POE – polyolesterový olej, PAG - polyalkylglykolový olej, PVE - polyvinyleterový olej
Tabuľka 4
a odporúčané postupy a normy, ktoré sú uvedené v tabuľke č.5.
Na základe výsledkov kontroly jednotlivých
ukazovateľov kvality, treba vypracovať stanovisko či odborný posudok. Ide o záležitosti, ktoré
si vyžadujú teoretické i praktické skúsenosti
z analýzy mazív a tribotechnickej diagnostiky.
Záver
Na záver príspevku treba uviesť, že podľa
dostupných informácií sa ako mazivá pre
alternatívne chladivá budú uplatňovať najmä syntetické oleje na základe PVE, POE
a PAG. POE oleje majú stále miesto v sortimente, ale dá sa očakávať, že ich miesto
budú postupne zaberať PVE oleje, hlavne
k vôli lepším úžitkov ým vlastnostiam. Miesto v sor timente budú mať aj PAG, k toré sa
v súčasnosti uplatňujú najmä v chladia cich a klimatiz ačných z ariadeniach (A /C)
automobilov.
Ing. Jozef Stopka
51
5/2013
5/2013
TriboTechnika
Vodu vytesňujúce prostriedky
na dočasnú ochranu voči korózii
Medzi prostriedkami na dočasnú ochranu voči korózii majú vodu vytesňujúce prostriedky
tzv. dewatering corrosion preventives zvláštne postavenie. Pri použití bežných
protikoróznych prostriedkov musí byť splnený predpoklad, že súčiastky, ktoré majú byť
nakonzervované sú suché. Vlhký povrch alebo dokonca agresívne látky nachádzajúce sa
vo vodnom roztoku vedú k podkorodovaniu. Naproti tomu vodu vytesňujúce prostriedky
môžu byť používané na vlhké, prípadne mokré povrchy kovov. Ponúkajú možnosť
rýchleho, energeticky úsporného a tým aj racionálneho osušenia pri súčasnej
protikoróznej ochrane obrobkov, ktoré prichádzajú z predchádzajúcich mokrých
pracovných procesov.
Vodu vytesňujúce prostriedky sa
používajú predovšetkým na ošetrenie súčiastok, ktoré prichádzajú
po obrábaní s vodou miešateľnými
chladiacomazacími kvapalinami
a po galvanickom zušľachťovaní.
Ďalej sa používajú po fosfátovani,
po praní v kúpeľoch a tiež pri sušení a protikoróznej ochrane obrobkov, ktoré sú opracovávané metódou Roto-finish a Troval. Vodu
vytesňujúci účinok je vyvolaný
nepatrným povrchovým napätím
a zvýšenou zmáčavosťou, čím je
prostriedkom umožnené vnikať do
trhlín a štrbín, vzlínať a prenikať
medzi povrch a povrchovú vrstvu
vody alebo vodných roztokov.
Okrem kombinácie inhibítorov
korózie a zložiek tvoriacich film
obsahujú vodu vytesňujúce prostriedky zmáčadlá. Po vytesnení
vody, ktorá prípadne obsahuje
zbytky soľných, kyslých alebo alkalických kvapalín, ktoré bývajú primárnou príčinou korózie, sa tvoria
ochranné filmy, ktoré sú vhodné,
vždy podľa použitého typu, pre prevádzkovú medzioperačnú protikoróznu ochranu , základnú konzerváciu, ako podklad pre silnejšie
ochranné filmy, ako i pre finálnu
protikoróznu ochranu pri balení.
Spravidla relatívne tenké, ale veľmi
účinné filmy majú tu výhodu, že pri
neskoršom opracovaní, prípadne
52
pri použití zakonzervovaných súčiastok je odmastenie nutné len zriedka. S výnimkou lakovitých filmov sú veľmi dobre kompatibilné s následnými
mazacími prostriedkami.
Vodu vytesňujúce prostriedky obsahujú najčastejšie ako rozpúšťadlá špeciálne benzíny, prípadne
nearomatické izoparafíny. Výrobkový program niektorých firiem vyrábajúcich vodu vytesňujúce prostriedky zahrňuje tiež produkty, ktoré vzhľadom na
skutočnosť, že obsahujú špeciálne rozpúšťadlá,
môžu byť klasifikované ako prípravky neobsahujúce VOC látky (prchavé organické zlúčeniny) spĺňajúce požiadavky normy EU č.1999/13.
Aplikácia vodu vytesňujúcich prípravkov
Nanášanie vodu vytesňujúcich prípravkov sa uskutočňuje väčšinou bežným spôsobom namáčaním
v ponorných kúpeľoch. Vaňa takéhoto kúpeľa môže
byť zhotovená z bežného oceľového plechu. Nádrž
by mala byť vybavená vekom, aby sa zabránilo
nadmernému odparovaniu rozpúšťadla. Veľkosť
vane závisí na priemernom množstve ošetrovaných súčiastok a na ich rozmeroch . Pri konštrukčnom riešení nádrže je nutné, aby nádrž mala zošikmené dno a v najnižšom bode bola vybavená
výpustným ventilom na vypúšťanie kalov a vody.
Nad zošikmeným dnom nádrže je nutné umiestniť
perforovanú prepážku - tzv. medzidno, aby obrobky, ktoré majú byť zbavené vody a chránené pred
koróziou, neprišli na dne nádrže do styku s usadenou vodou a kalmi. Táto jednoduchá konštrukcia by
mala byť doplnená vodoznakom, ktorý umožní kontrolovať výšku hladiny vody v nádrži. Týmto prídavným zariadením je možné pri každodennej kontrole
zaistiť, že výška hladiny vytesnenej vody neprekročí
perforované medzidno.
TriboTechnika
Ošetrované dielce je vhodné konzervovať ponorom v sieťovaných košoch. Doba ponoru sa má
pohybovať medzi 30 až 60 sekundami. Pri komplikovaných tvaroch obrobkov musí byť zaistené
odtekanie vody z všetkých povrchov, napríklad
tiež z dutín. K urýchleniu odparovania rozpúšťadla
môže byť zariadenie vybavené sušiacou zónou.
Vhodné zariadenia je napríklad sušiaca pec alebo
tunel, do ktorého je vháňaný teplý vzduch. Tieto
zariadenia treba vybaviť prídavným odsávacím
zariadením, ktoré sa automaticky zapína pri uvedení ohrievača vzduchu do chodu.
Pokiaľ nie je možné naniesť protikorózny prípravok ponorom do kúpeľa, je možné v niektorých
prípadoch vodu vytesňujúce prostriedky naniesť
tiež nástrekom. Dávkovanie z nízkotlakovej striekacej pištole, čerpadlo a filtračné zariadenie na
recykláciu sa nastaví podľa prevádzkových požiadaviek. Pri potrebe malých množstiev je možné
vodu vytesňujúci prostriedok vďaka malej viskozite naniesť postrekom z jednoduchej plastovej
nádobky, ktorá je vybavená mechanickým rozprašovačom. Vodu vytesňujúci prostriedok odstráni
z povrchu súčiastky prítomnú vlhkosť a túto je
možné zachytiť do nádoby spoločne s nadbytočným prostriedkom. Po určitom čase dôjde k rozdeleniu obsahu na vodnú vrstvu a vrstvu prípravku.
Pri aplikácii nástrekom je nutné dodržovať bezpečnostné predpisy.
Skúška účinnosti a obnovení náplne
Vytesňovanie vody umožňujú prísady, ktoré spôsobujú silné zníženie povrchového napätia. Toto
zníženie povrchového napätia však nieje len voči
povrchom kovov, ale tiež voči povrchom ostatných kvapalín. Porovnateľný efekt je známy pri
zmáčacích prostriedkoch a emulgátoroch. Preto
sú prísady postupne spotrebovávané v závislosti
na druhu a množstve nečistôt obsiahnutých vo
vytesňovanom vodnom roztoku. Dobu použiteľnosti ovplyvňuje obsah emulgátorov a alkalita roztoku (napr. alkalické kúpele alebo vodou miešateľné chladiacomazacie látky). Z toho dôvodu je
odporúčané použiť pred nasadením voduvytesňujúcich prostriedkov účinné oplachovacie
kúpele.
Skúška účinnosti sa uskutočňuje jednoduchým
spôsobom a to vizuálnou kontrolou vytesňovania
vody z chumáča vaty alebo kovu. Tento sa nechá
nasať vodou a potom sa ponorí do sklenenej nádoby naplnenej použitým vodu vytesňujúcim pro-
striedkom, pričom miera účinnosti je daná rýchlosťou vytesnenia vody.
Pokiaľ sa pri tejto skúške ukážu prvé kvapky vody
až po viac ako 10 sekundách a ďalšie vytesňovanie nasleduje len pomaly po kvapkách, je spravidla potrebné obnoviť náplň. Väčšinou postačí
doplnenie čerstvého vytesňovacieho prostriedku.
Presná kontrola stavu náplne je možná uskutočnením rozboru vzorky v špecializovanom laboratóriu. Pri silne opotrebovaných, otvorených kúpeľoch, a to najmä keď sa pomerne veľa zahrievajú,
môže dôjsť stratou rozpúšťadla k zahusteniu
náplne, ktorá musí byť doplnená vhodným rozpúšťadlom.
Pokiaľ sa náplň zakalí alebo sa vytvorí rôsol vnesením zvýšeného množstva nečistôt, je takmer
nemožné odstrániť emulgovanú, viazanú vodu.
V týchto prípadoch sa odporúča výmena náplne
kúpeľa, analýza a následné odstránenie príčin
výraznej zmeny stavu náplne.
Ing. Miroslav Kačmár
english abstract
Dewatering Corrosion Preventives held a special position among Corrosion Preventives. Dewatering
Corrosion Preventives effectively remove water or any other aqueous metalworking fluids from
surface of metal parts. The article gives short view on conservation methods and checkup state of
product during work.
53
5/2013
Zveme Vás na XI. Odbornou konferenci spojenou
s prolongací certifikovaných diagnostiků
TRIBOTECHNIKA
V PROVOZU A ÚDRŽBĚ
pořádanou pod záštitou MINISTERSTVA PRŮMYSLU A OBCHODU ČR
4. listopadu 2013 - Pondělí - Prolongace certifikovaných osob
5. a 6. listopadu 2013 – Úterý a Středa - KONFERENCE
Hlavní odborný garant konference – Alfa Separ s.r.o.
Organizátoři konference :
ASOCIACE TECHNICKÝCH DIAGNOSTIKŮ ČESKÉ REPUBLIKY, o.s.
TRIFOSERVIS Čelákovice, Vladislav MAREK
HLAVNÍ TÉMATA KONFERENCE
-
Problematika paliv a maziv motorových vozidel
Provozní zkušenosti s automobilovými a průmyslovými oleji
Aplikace plastických maziv
Provozní zkušenosti s mazáním a údržbou strojů
Vliv čistoty maziv na provozní spolehlivost strojů
KONFERENCE JE URČENA
Odborníkům, firmám a všem uživatelům strojních celků a zařízení, kteří se zajímají
o problematiku mazání, údržby a spolehlivého provozu jejich zařízení. Je určena také
pracovníkům servisních organizací a laboratoří analyzujících paliva a maziva s cílem zjistit
současný stav a předpovědět budoucí chování strojních systémů pomocí metod
tribotechnické diagnostiky. V neposlední řadě je konference doporučena i všem
konstruktérům moderních strojních agregátů, kdy je účelné již ve fázi konstrukčního
návrhu řešit příslušné třecí uzly pomocí tribotechnických zákonitostí s následnou volbou
vhodného maziva jakožto konstrukčního prvku.
POVRCHOVÉ INŽINIERSTVO 2013
17. - 18. 10. 2013, Hotel HUBERT, Vysoké Tatry
Tematické zameranie
- progresívne materiály a vývojové trendy v tvorbe nových povrchov a povlakov
- moderné technológie v povrchovom inžinierstve
- technológie predúprav a čistenia povrchov
- technológie povrchových úprav konštrukčných materiálov
- skúšobné metódy v povrchových úpravách
- hodnotenie povrchov vytvorených konvenčnými a nekonvenčnými technológiami
- degradačné korózne procesy a protikorózna ochrana materiálov
- povrchy a povlaky v procese zaťažovania – triboprocesy
Odborný garant konferencie
Doc. Ing. Janette BREZINOVÁ, PhD.
Kontakt
POVRCHOVÉ INŽINERSTVO 2013
Ing. Dagmar Draganovská, PhD.
Katedra technológií a materiálov
SjF TU v Košiciach
Mäsiarska 74, 040 01 Košice
Tel.: 00421 55 602 35 15
Fax: 00421 55 622 51 86
E-mail: [email protected]
5/2013
TriboTechnika
6OHGRYiQtVWDYXFKODGtFtNDSDOLQ\
MDNRVWiOiVRXĀiVW~GUçE\
ÿOiQHNVHYďQXMHRSRPtMHQpDSĢLWRPGĪOHçLWpVRXĀiVWLYďWåLQ\PRGHUQtFKVWURMĪ
² FKODGtFtPX V\VWpPX =DWtPFR GĪOHçLWRVW SUDYLGHOQìFK DQDOì] SURYiGďQìFK
QDY]RUFtFKROHMĪ]PRWRUĪDK\GUDXOLFNìFKV\VWpPĪMHNDçGpPXMDVQiFKODGtFt
VRXVWDYDDSĢHGHYåtPFKODGtFtNDSDOLQDMHQHSUiYHPRSRPtMHQDD~GUçEDVHRPH
]XMHPD[LPiOQďQDREĀDVQRXYìPďQX=HVWDWLVWLNVSROHĀQRVWL&DWHUSLOODUSĢLWRP
Y\SOìYi çH SĢLEOLçQď SRORYLQD SRåNR]HQt PRWRUĪ Pi SĢtĀLQX SUiYď Y QHVSUiYQp
IXQNFLFKODGtFtKRV\VWpPX
Chladící systém – funkce a vliv
jeho stavu na zařízení
Základní funkcí chladícího systému je udržet optimální pracovní teplotu zařízení. Schéma
chladícího systému znázorňuje
obrázek 1. Vodní pumpa vhání
chladící kapalinu do bloku motoru, kde dochází k ochlazování válců a následně hlavou válců ven z motoru (malý chladící
okruh, motor se zahřívá). Zde
ohřátá kapalina prochází termostatem, který po dosažení
provozní teploty otevírá přístup
do velkého okruhu a nechává
kapalinu ochlazovat v chladiči
Obrázek 1. Schéma chladící soustavy
1. Vodní pumpa; 2. Olejový chladič; 3. Blok motoru;
4. Termostat; 5. Chladič; 6. Tlaková zátka; 7. Potrubí
a hadice chladícího systému
56
(velký chladící okruh, motor dosáhl pracovní teploty). U některých strojů může být napojen ještě samostatný okruh chladící převodovku.
Z předchozího odstavce vyplývá, že stav chladícího systému přímo ovlivňuje stav motoru. Optimální pracovní teplota většiny motorů se pohybuje ve velice úzkém rozmezí
90 °C ± 5 °C. Není-li chladící soustava patřičně udržována dochází k přehřívání olejové náplně nebo naopak k dlouhodobému
studenému chodu motoru. Při dlouhodobém
studeném chodu je olej vysoce viskózní a olejové čerpadlo není schopné dopravit dostatečné množství oleje včas na místo. Motor je
nedostatečně mazán. Kromě toho je nebezpečí kondenzace vody, nespáleného paliva
a kyselých produktů vzniklých spalováním
paliva nebo reakcí oxidů dusíku s vlhkostí.
Při přehřívání dochází k nadměrné oxidaci, nárůstu viskozity přítomností produktů
degradace olejové náplně a ke ztrátě mazacích schopností. Oba zmíněné případy mají
za následek nadměrné opotřebovávání jednotlivých komponentů motoru jako jsou těsnící kroužky, vložky válců, ventily a ložiska aj.
Tyto problémy se mohou projevit poklesem
výkonu, spotřebou oleje a případně i vážnějšími závadami, kdy dojde ke zreznutí důležitých částí motoru, případně jeho zadření a nutnosti stroj zcela odstavit a podrobit
komplexní opravě.
Dalšími součástmi, navázanými na chladící
systém jsou převodovka a hydraulický systém. Při přehřívání převodového oleje může
docházet k prokluzování spojky. U přehřátého
TriboTechnika
hydraulického oleje dochází k nadměrnému
spotřebovávání přísad a oxidaci olejové náplně. Následkem může být poškození ventilů,
zkrácení životnosti hydraulického čerpadla
a selhání těsnění.
Běžná tribotechnická analýza olejov ých náplní odhalí příliš degradovaný olej, nebo
opotřebovávání hydraulického čerpadla
na základě obsahu otěrov ých kovů. Pokud
je příčina opotřebení schována v chladícím
systému, může se, i po opravě a v ýměně
olejové náplně, projevit znovu. Náklady
spojené s opravou a odstávkou zařízení je
třeba opakovat. Pro hledání příčin podob ných problémů je vhodné doplnit informace získané analýzou olejové náplně o sle dování chladící kapaliny.
70 % EG. Obsah EG ale neovlivňuje pouze
teplotu tuhnutí a teplotu varu chladící kapaliny, ale i další fyzikální vlastnosti, které
shrnuje tabulka 1.
Vlastnosti chladící kapaliny
Původně se jako chladící medium nejčastěji používala destilovaná voda. Voda je sama
o sobě vynikajícím vodičem tepla. Její nevýhodou jsou korozívní vlastnosti při kontaktu s kovovým povrchem a relativně vysoký bod tuhnutí a nízký bod varu vzhledem
k provozním podmínkám současných motorů. Moderní chladící kapalina je směsí vody
a glykolu (v evropských podmínkách většinou ethylenglykol, na území USA převažuje propylenglykol) s přádavkem antikorozních přísad.
Parametrem, který zásadně ovlivňuje přenos
tepla je specifické teplo μ (obrázek 3). Při obsahu nad 65 % EG specifické teplo rapidně
klesá. S tím klesá i schopnost odvádět teplo
ze systému a může docházet k přehřívání.
Obrázek 2. Závislost teploty varu a teploty tuhnutí směsi
ethylenglykol/voda
Obrázek 3. Závislost specifického tepla směsi ethylenglykol/
voda na obsahu EG
Závislost teploty tuhnutí a teploty varu na obsahu ethylenglykolu (dále EG) zachycuje obrázek 2. Nejnižší teplotu tuhnutí má směs při
nad 65 %. Čerpadlo odpovědné za správnou
cirkulaci chladící kapaliny systémem může
být více namáhané.
Tabulka 1. Fyzikální vlastnosti směsi ethylenglykol/
voda v poměru 50/50
Vlastnost
Hodnota
Teplota tuhnutí [°C]
-37
Teplota varu [°C]
107,2
Viskozita [cp]
0,7
Hustota [g.cm-3]
1,038
Specifické teplo [J.(kg.K)-1]
3621,5
Dalšími dvěma parametry, které uvádí tabulka 1 jsou hustota a viskozita. Tyto dvě veličiny
ovlivňují schopnost kapaliny proudit a nepřímo se tedy podílejí na opotřebovávání vodní
pumpy. Obrázek 4 zobrazuje závislost hustoty a viskozity na obsahu EG. Hodnoty obou
parametrů významně rostou při obsahu EG
57
5/2013
5/2013
TriboTechnika
Všechny parametry byly zatím sledovány při
teplotě blízké běžným provozním podmínkám
(93,3 °C). Existuje nezanedbatelná závislost
fyzikálních parametrů na teplotě a pokud systém nepracuje v optimálním teplotním režimu
fyzikální parametry se mohou významně měnit. Se změnou parametrů dochází ke zhoršení
přenosu tepla a může docházet k přehřívání.
Obrázek 4. Závislost hustoty a vyskozity
Stav chladící kapaliny
Stejně jako všechny provozní kapaliny ve strojních zařízeních i chladící kapalina stárne přirozenou cestou. Na základě známého složení
nové chladící kapaliny a sledování pravidelně
odebíraných vzorků je možné kvalifikovaně
určit, zda chladivo stárne přirozeně, nebo zda
v degradaci dochází k nějakému urychlování.
Právě urychlené stárnutí představuje pro zařízení největší hrozbu. Moderní chladící kapaliny (například Cat® Extended Life Coolant)
mají udávanou životnost až 12 000 provozních hodin (1 000 000 km, nebo 6 let podle toho, co nastane dříve). V okamžiku kdy
dojde k výrazně rychlejšímu vyčerpání přísad například kontaminací chladící kapaliny
mazacím olejem, nebo výraznou tepelnou
zátěží, může tento problém, nepovšimnut,
působit na chladící systém po dlouhou dobu.
Dlouhý výměnný interval je vhodné kombinovat s pravidelnou analýzou chladící kapaliny a pak bude zajištěn bezpečný provoz
zařízení po celou dobu výměnného intervalu chladící kapaliny. Výměna chladící náplně
je spojena s ekologickou zátěží pro toxicitu
ethylenglykolu. Její likvidace je tedy náročnou a nákladnou záležitostí.
58
Pravidelná údržba
Základem údržby chladícího systému je analýza chladící kapaliny podle programu S∙O∙SSM
společnosti Caterpillar, která se skládá ze
dvou úrovní. První úrovní analýzy by měla
být chladící kapalina podrobována v pravidelných intervalech. Při pravidelném odběru
vzorků lze sledovat trend měřených parametrů a vyhodnotit, zda nedochází ke změnám
v rychlosti stárnutí. V rámci první úrovně se
sleduje obsah EG, který ovlivňuje většinu fyzikálních parametrů a mimo nich i tendenci
tvořit úsady. Obsah antikorozních přísad vypovídá o schopnosti chladící kapaliny chránit
před korozí chladící soustavu, pomocí dalších
dvou vlastností lze identifikovat případnou
kontaminaci a míru degradace.
Na základě tohoto rozboru lze vyhodnotit
stav chladící náplně, odhadnout stav chladící
soustavy a reagovat na objevené nedostatky
dříve, než se z nich stanou vážné problémy.
Z výsledků lze určit jakým množstvím koncentrátu by měla být chladící kapalina ošetřena případně včas doporučit servisní zákrok
na chladící soustavě a souvisejících komponentech. Při podezřelém výsledku analýzy
lze doporučit provedení druhé úrovně, která
poskytuje detailnější pohled na stav chladiva. Druhá úroveň bývá podmíněna špatnými výsledky úrovně 1. Jedná se o detailnější
chemický rozbor chladící kapaliny za použití AES-ICP. Dostatečně kvalifikovaně je tento
typ rozboru dostupný pouze v USA.
Shrnutí
Již několik let věnuje společnost Caterpillar v rámci programu SOSSM pozornost nejen vzorkům olejových náplní a paliva, ale
i chladícím kapalinám. V rámci první úrovně
je prováděn rozbor pravidelně odebíraných
vzorků chladící kapaliny. Důvodem dlouhého výměnného intervalu chladící kapaliny
doplněného o pravidelnou analýzu a údržbu
je stále se zvyšující důraz na ekologii. Vzhledem k nebezpečnosti ethylenglykolu vůči
životnímu prostředí je správná likvidace expirované chladící kapaliny náročnou a v neposlední řadě i finančně nákladnou záležitostí.
Pravidelná kontrola a údržba stavu chladící
kapaliny tak v důsledku šetří strojní zařízení
i finance související s provozem.
Text: Ing. Roman Mareček
40 LET = ZÁRUKA SPOLEHLIVOSTI A KVALITY
Jubilejní 40. konferenci s mezinárodní účastí
PROJEKTOVÁNÍ A PROVOZ
POVRCHOVÝCH ÚPRAV
12. - 13. března 2014 v hotelu Pyramida v Praze 6,
Konference se řadí mezi odborné akce s nejstarší tradicí v ČR. Udržuje si
vysokou návštěvnost díky odborné kvalitě přednášejících k aktuálním
tématům, aktivitě prezentujících firem a námětům z praxe.
Je určena pro široký okruh posluchačů: majitele lakoven, galvanizoven
a zinkoven, konstruktéry, projektanty, technology povrchových úprav, řídící
technicko-hospodářské pracovníky, pracovníky marketingu, odbytu, zásobování, výrobce, distributory a uživatele nátěrových hmot, požární a bezpečnostní techniky, odborných škol a další.
Připravovaný program zahrnuje:
- aktuální změny v platné legislativě,
- informace o progresivních technologiích a zařízeních povrchových úprav,
nátěrových hmotách, žárovém zinkování, galvanickém pokovování
a dalších,
- problematiku provozu, emisí, odpadních vod, hygienu a bezpečnost práce,
protipožární opatření,
- projektování povrchových úprav,
- exkurzi na pracoviště povrchových úprav,
- diskuzně společenský večer.
Je v zájmu dodavatelů, výrobců a uživatelů, aby využili informací k efektivnější výrobě, vyšší kvalitě povrchových úprav a konkurence schopnosti svých
výrobků.
Konference je příležitostí k navazování kontaktů a prezentaci.
V rámci akce nabízíme firmám tyto formy prezentace:
- stránkovou inzerci ve sborníku
- krátké vystoupení zástupce firmy v programu konference
- stoly k provádění obchodní, propagační a konzultační činnosti
Informace a rezervace:
PhDr. Zdeňka Jelínková, CSc. - PPK
Korunní 73, 130 00 Praha 3,
Tel./fax.: 00420 224 256 668;
E-mail: [email protected]
www.jelinkovazdenka.euweb.cz
5/2013
TriboTechnika
Nemrznoucí
chladicí kapaliny
Jako nejčastější příčina problémů s motorem se kromě potíží s palivem uvádí
selhání jeho chlazení. Přesto se nemrznoucí kapaliny do chladicích systémů
vozidel prodávají tak nějak samy a platí to obzvlášť v segmentu čerpacích
stanic. Jejich současný vývoj nám přichystal několik záludností a bude proto
dobré, něco si o nich povědět.
Před použitím naředit
Chladicí kapaliny pro osobní automobily se prodávají nejčastěji jako
nemrznoucí koncentrát (pokud
není na etiketě uvedeno jinak)
a před použitím do systému je
nutné je naředit vodou.Jednak si
zákazník může zvolit požadovaný
bod tuhnutí a také se tím snižují
náklady, neboť si uživatel nekupuje vodu, kterou má obvykle bez
problémů k dispozici. Voda přináší
k nemrznoucí vlastnosti koncentrátu (glykolu) několik výhod, jako
je snížení viskozity, zvýšení teplené kapacity, ale i paradoxně snížení bodu tuhnutí k nižším záporným hodnotám, neboť až
s určitým obsahem vody (okolo
40 - 50 %) dosahuje koncentrát
chladicí kapaliny (glykol) maximální nezámrzné teploty pod
- 40 °C. Nelze opomenout i ekologický přínos vody po naředění
směsi, kdy se z nemrznoucího koncentrátu – glykolu – doposud
hořlaviny IV. kategorie, stává díky
zvýšení teploty vzplanutí a pěnivosti nehořlavá kapalina. Navíc
voda zvyšuje dávku potřebnou
k vzniku otravy po požití jinak zdraví škodlivého ethan-1,2-diolu.
Odpařování a úniky
Nejčastější koncentrace chladicí
kapaliny, která se používá, je
60
Zkorodovaný blok motoru – Koroze přeplňovaného naftového motoru díky použití nevhodné chladicí kapaliny.
Jakou kapalinu použít ke chlazení tohoto motoru?
s bodem tuhnutí mezi -20 °C až - 35 °C. Což je
přibližně 30 - 50 % glykolu v kapalině. Zbytek
nemrznoucí směsi činí voda, v procentech a v men-
TriboTechnika
ší koncentraci pak jsou přítomny inhibitory koroze, odpěňovadlo, stabilizátor tvrdosti vody a barvivo. Kapalina může unikat ze systému dvojím
způsobem. Jednak tepelné namáhání v chladicím
systému způsobuje odpařování směsi a jednak
společně se stárnutím (korozí) dochází ke vzniku
netěsností a médium uniká do okolního prostředí
nebo do olejové náplně. V druhém případě nám
mizí logicky směs v té koncentraci, v jaké je
Látka
Teplota
Hustota
Varu (°C) při 20 °C (kg/m3 )
kapalin na trhu má v sobě obsaženy látky, jež si
s negativním vlivem tvrdosti vody poradí a účinnost vápenatých iontů eliminují.
Druhy chladicích kapalin
Pokud zůstaneme u vozového parku osobních
automobilů, jsou odlišnosti v typech chladicích
kapalin dány složením inhibičního systému,
a v případě základní nemrznoucí složky i ekologií.
Bod vzplanutí
°C
Tepelná kapacita
Dynamická viskozita
při 20°C (mPa*s) při 10°C (mPa*s) při 20°C v J/K*g
Ethan-1,2-diol
197
1114
115
16,1
30,0
2,41
Propan-1,2-diol
187
1040
107
35,7
80,0
2,48
Voda
100
998
-
1,0
1,3
4,18
Srovnání MEG, MPG, voda – Srovnání glykolů a vody ve vybraných fyzikálních parametrech.
naředěna. Naproti tomu v prvním případě oproti
názorům laické veřejnosti se neodpařuje koncentrát chladicí kapaliny, tedy glykol, ale zejména
voda! Žádná těkavější látka než voda se v chladicím systému nevyskytuje. Jak dokládá tabulka,
voda má jak nižší teplotu varu, tak i výrazně vyšší
tlak nasycených par, než ethan-1,2-diol. Hlavně
tyto parametry rozhodují o tom, jaká látka bude
z roztoku mizet rychleji.
Dolévat vodu nebo koncentrát?
Jak z výše uvedených informací vyplývá, měl by si
každý uživatel motorového vozidla nebo jeho servis, v případě poklesu hladiny ve vyrovnávací
nádržce chladicího systému nejprve překontrolovat bod tuhnutí obsažené směsi a teprve pak se
rozhodnout, zda dolévat vodu, naředěnou směs
nebo ve výjimečných případech i koncentrát.
Tomuto trendu nyní odpovídá i zvýšený zájem
zákazníků o ředěné verze chladicích kapalin na čerpacích stanicích, tzv. „ready tu use“ produkty.
Nejčastěji v koncentraci s bodem tuhnutí - 30 °C.
V tomto případě bude dobré, pozastavit se nad
kvalitou vody použité k ředění nemrznoucí směsi.
Pomiňme zimní kapaliny do ostřikovačů, jejichž
kvalita je různorodá a tvrdá voda použitá k jejich
ředění může vodní kámen vylučovat. Ačkoliv se
v kuloárech traduje spíše opak, v případě chladicích kapalin lze použít k ředění každou kvalitní
vodu, jež není extrémně tvrdá, nebo nemá vysoký
obsah chloridů a síranů, jež by mohly přispívat ke
korozi. Drtivá většina nemrznoucích chladicích
Zákazníkovi se může nabídnout typ na bázi
neškodlivého propan-1,2-diolu, tzv. kapaliny “eko“,
pro nějž ovšem musí sáhnout hlouběji do peněženky. Z tohoto důvodu je spíše důležitější
rozdělení nemrznoucích směsí podle odlišných
inhibitorů koroze, resp. materiálů teplosměnného
systému, do kterého jsou určeny. Současný trend
výrobců automobilů ve snižování jejich hmotnosti, jež mimo jiné přispívá k snížení provozních
nákladů – spotřeby paliva, vede k stále většímu
nahrazování železa a jeho slitin jako konstrukčního materiálu hliníkem a jeho deriváty. Do staršího
vozového parku tak patří chladicí kapaliny, jež jsou
určeny pro železné kovy a v omezené míře pro hliník. Naopak do nových vozů pak náleží kapaliny
určené hlavně pro automobily, jejichž konstrukčním materiálem je hliník v kombinaci s hořčíkem,
mědí a křemíkem.
Mísitelnost chladicích kapalin
Vyjdeme z logického předpokladu, že většina
chladicích kapalin na trhu, má z ekonomických
důvodů, základní nemrznoucí složku na bázi
ethan-1,2-diolu. Pak nám vzájemnou kompatibilitu různorodých složek nemrznoucích kapalin
při jejich smíšení ovlivní inhibitory koroze. Ty prošly v průběhu let značným vývojem jak z hlediska
funkčnosti, tak z hlediska ekologického. Významnou roli v jejich výběru dále hrálo i materiálové složení motorů a chladicích systémů a také možnost
vzájemného synergického působení. Tedy zvýšení
jejich účinnosti kombinací různých látek o menší
61
5/2013
5/2013
TriboTechnika
koncentraci, než zvýšením koncentrace některé
z nich o mnohem větší dávku. Aby to zákazníci
i prodejci chladicích kapalin měli zjednodušené,
předepisují nám normy automobilek pro chladicí
kapaliny různorodé zbarvení pro určité typy inhiOznačení
Chladicí kapaliny Zbarvení
Vyskytují se i takové nešvary, jako označení kapalin typem „D“. Tento typ byl z normy TL 774 vyřazen
již před více jak 7 lety a v platnosti byl všehovšudy
pár let, přesto se na trhu takto označené kapaliny
vyskytují dodnes. Paradoxní je, že svým růžovým
Základní
Obvyklé složení
nemrznoucí složka Inhibitorů
Typ B, -
Není předepsáno,
obvykle bezbarvé Ethan-1,2-diol
Typ C, G11
Modrozelená
Ethan-1,2-diol
Soli anorganických
kyselin
Fosfáty, aminy
Soli organických Dusitany, fosfáty,
kyselin + silikáty aminy
Soli organických
kyselin, triazoly
Typ D, G12
Červená
Ethan-1,2-diol
Typ F, G12+
Fialová/Růžová
Ethan-1,2-diol
Typ G, G12++
Fialová/Růžová
Ethan-1,2-diol
Soli organických
kyselin, triazoly
Soli organických
kyselin, triazoly
+ silikáty
Ethan-1,2-diol
Soli organických
kyselin, triazoly
+ silikáty
Typ J, G13
Fialová/Růžová
Nedovolené
Složky
Výměnná
lhůta
2-3 roky
2-3 roky
Dusitany, sfáty,aminy
silikáty, borax
5 let
Dusitany, fosfáty,
aminy, silikáty, borax 5 let
Dusitany, fosfáty,
aminy, borax
5 let nebo
250 000 km
Dusitany, fosfáty,
aminy, borax
5 let / bez
omezení
Přehled chladicích kapalin – Tabulky vybraných vlastností různých typu kapalin dle normy TL 774.
bičních systémů. To nám pomůže v určení, kterou
kapalinu použít na doplnění a který typ nemrznoucí směsi je mísitelný s kterým. V tabulce je uveden přehled chladicích kapalin koncernu Volkswagen, jehož vozy tvoří přibližně 50 % registrovaných
vozů v ČR a na Slovensku více jak jednu třetinu.
Typy chladicích kapalin
Tabulka uvádí přehled chladicích kapalin koncernu Volkswagen za poslední 20-ti letí. Díky tomu, že
do něj patří i Škoda Auto, zahrnuje více jak 50 %
vozů provozovaných v České republice. Z tohoto
důvodu vychází označení typů chladicích kapalin
hlavně z terminologie VW. Zatímco označení G11,
G12 a podobně je zejména záležitostí samotné
Škody Auto, jsou písmena abecedy (B, C, D a jiné)
vyjádřením příslušnosti k danému typu verze
normy TL 774. Platí to nejen pro česko-slovenský
trh, ale i pro celou střední Evropu, kde tak najdete
označení nemrznoucích směsí do chladičů zejména podle těchto písmen. Ta by měla vyjadřovat
přítomnost či nepřítomnost jednotlivých inhibitorů v chladicí kapalině a implikovat její použití do
nového či zánovního vozu. Bohužel, jak už to tak
bývá, ne všechny produkty jsou označeny správně
a nezbývá, než číst text etikety podrobně.
62
zbarvením jsou již vlastně typem dle verze „F“, ale
málokdo je takto bohužel neznačí.
Výměnná lhůta chladicích kapalin
Z tabulky je zřejmé, že složení první a poslední
kapaliny v přehledu je značně odlišné. K smíšení
takových kapalin by v žádném případě nemělo
dojít ani na dojezd vozidla. V opačném případě by
mohl chladicí systém vozidla dopadnout jako na
obrázku č. 1. Ve všech ostatních případech je nouzová přítomnost směsi modrozelené a růžové
kapaliny v chladicím systému možná, je ale nutno
počítat s kratší výměnou lhůtou té které z nich.
Stejně tak není vhodné používání moderních
chladicích kapalin do starších vozů. Materiál konstrukce systému se natolik změnil, že moderní
organické inhibitory koroze by nemusely stačit na
železné kovy a mosaz ve starším chladicím systému vozidla. Je to dáno i mnohem větším pronikáním kyselých zplodin ze spalovacího systému do
chlazení u starých vozů než u vozů nových. Právě
díky eliminaci tohoto jevu mají moderní vozy mnohem delší výměnou lhůtu nemrznoucí kapaliny,
více jak pět let. Jednoduše řečeno: do nového vozu
patří nový typ chladicí kapaliny, do staršího pak
typově starší typ kapaliny!
TriboTechnika
Nová chladicí kapalina od roku 2011 pro koncern Volkswagen
Po delším odkládání, které zapříčinilo opakované
testování, se ve všech automobilkách koncernu
Volkswagen na celém světě plní od předloňského
roku nová chladicí kapalina. Pro zákazníky má
označení G13, odpovídá nové verzi normy TL 774,
typ J. Do koncernu jí dodává pouze několik schválených dodavatelů pod svými obchodními názvy.
Tato kapalina je revoluční v několika rovinách. Její
použití si vyžádaly nové motory automobilů, které
neustále zvyšují svůj výkon, při současném snižování hmotnosti, velikosti, množství uvolňovaných
škodlivých emisí a spotřeby paliva. Nová kapalina
musí chránit před korozí, přehřátím a zamrznutím
i při zvýšených požadavcích na operační teploty
a použití nových konstrukčních prvků v automobilech. To je zaručeno díky inovované směsi organických inhibitorů v kombinaci s vysoce reaktivními silikonovými látkami.
Biosložka už i v chladicí kapalině
Po desetiletí výhradního používání glykolů jako
základní nemrznoucí složky, došlo i k zásahu do slo-
žení těchto vícesytných alkoholů. Pro nejnovější
kapalinu G13 je povinný obsah 20% vícesytného
alkoholu, který je na rozdíl od glykolů výhradně
biologického původu. Tato změna však nemá
naštěstí vliv na užitné vlastnosti produktu
a neovlivňuje ani hodnotu obvyklého bodu tuhnutí po naředění koncentrátu nemrznoucí směsi
vodou. Roztok 50 obj.% koncentrátu ve vodě má
bod tuhnutí -38 °C, poměr koncentrát : voda 1:2
pak poskytuje nezámrznost -18 °C. Tedy hodnoty
stejné jako pro všechny koncentráty odpovídající
normě TL 774 bez ohledu na to, od kterého jsou
výrobce. Nová chladicí kapalina má nadále stejné
zbarvení, protože podstata inhibitorů koroze
zůstala nezměněna, a tak je možné, že většina
nových uživatelů vozů koncernu VW její použití
ani nezaznamenala. Výměnná lhůta zůstává stejná: pět let nebo ujetých 250 000 km podle toho,
která varianta nastane dříve. Škoda Auto dokonce
v některých svých materiálech uvádí doživotní
výměnou lhůtu chladicí kapaliny – pro prvního
majitele vozu.
Text: Jan Skolil, CLASSIC Oil s.r.o., Kladno
Foto: CLASSIC Oil s.r.o.
5/2013
5/2013
TriboTechnika
9SO\YHNRORJLFNìFKROHMRYQD~E\WRN
PDWHULiOXV~ĀLDVWRNK\GURJHQHUiWRUD
3UL~QLNXURSQìFKROHMRY]WUDNWRURYQDVWiYD]QHĀLVWHQLHY{GDS{G\NWRUiMHĀDVWRNUiW
GOKRGRERQHYKRGQiQDSRĕQRKRVSRGiUVNHY\XçLWLH.HĊçHSRUXFK\WUDNWRURYQLHMH
PRçQp~SOQHHOLPLQRYDĨDROHMPLPD]DQpV\VWpP\QDWHUD]QLHMHPRçQpQDKUDGLĨLQìPL
MHGLQpULHåHQLHVSRĀtYDYSRXçtYDQtHNRORJLFNìFKPD]DFtFKNYDSDOtQNWRUpQHRKUR]XM~
çLYRWQpSURVWUHGLH
V súčasnosti sa vyrábajú rôzne typy
ekologických kvapalín určených pre
využitie v poľnohospodárskych traktoroch. Ekologické oleje môžu byť
použité len na mazanie niektorých
systémov traktora. Používanie týchto typov olejov je limitované najmä
maximálnou prevádzkovou teplotou
a všetkými typmi znečistenia. V prípade traktorov je pre aplikáciu ekologických kvapalín vhodný napríklad
prevodový alebo hydraulický systém.
Na základe meraní uskutočnených
na Technickej fakulte, Slovenskej poľnohospodárskej univerzity v Nitre
bolo zistené, že v traktoroch vyrábaných v súčasnosti, teplota v spoločnom prevodovom a hydraulickom systéme vo väčšine prípadov
nepresahuje hodnotu 65 °C a preto
sú vhodné pre použitie ekologických
olejov. Isté problémy vykazovali traktory starších konštrukcií, kde bolo
meraniami preukázané značné prehrievanie olejových náplní.
Ekologické oleje majú v porovnaní
s minerálnymi mazivami špecifické
vlastnosti. Preto musia byť ekologické oleje pred ich aplikáciu v traktore testované. Na určenie vlastností
ekologických kvapalín slúžia laboratórne a prevádzkové testy. Výhodou
laboratórnych skúšok je zrýchlenie
priebehu. V laboratórnych podmienkach je olej zaťažovaný rôznymi typmi skúšobných zariadení. V príspevku je prezentovaná jedna z metód
hodnotenia opotrebenia súčiastok
hydrogenerátora na základe merania
64
úbytku materiálu po skúškach troch typov ekologických olejov s daným typom traktorového hydrogenerátora.
Hodnotenie technického stavu hydrogenerátora sa
uskutočňovalo počas skúšok kvapalín, ktoré boli vykonané v rámci riešenia výskumného projektu VEGA
MŠ SR č. „Zníženie nežiadúcich vplyvov
poľnohospodárskej a dopravnej techniky na životné prostredie.“
Zaťažovanie hydrogenerátora v laboratórnych
podmienkach
Vplyv ekologických olejov na opotrebenie hydrogenerátora bol hodnotený na základe skúšok na špeciálnom skúšobnom zariadení (obr. 1), ktoré bolo
navrhnuté a skonštruované v rámci výskumných
úloh a projektov na Katedre dopravy a manipulácie. Skúšobné zariadenie pozostáva z hydraulického
okruhu, ktorý využíva traktorový hydrogenerátor
typu UD 25. Tento zubový hydrogenerátor sa používa v najnovších traktoroch ZetorForterra.
Obr. 1 Skúšobné zariadenie na zaťažovanie hydrogenerátora
s ekologickými olejmi v laboratórnych podmienkach: 1 –
traktorový hydrogenerátor typu UD 25, 2 – hnací elektromotor,
3 – tlakový ventil na nastavenie menovitého tlaku v obvode,
4 – hydraulický rozvádzač, 5 – riadiace zariadenie, 6 – nádrž,
7 – olej, 8 – filter, 9 – spojka
Hnací elektromotor poháňa hydrogenerátor. Menovitý tlak je v obvode nastavený tlakovým ventilom.
TriboTechnika
Cyklické tlakové zaťaženie hydrogenerátora je uskupoly-alfa-olefínového základového oleja. V sútočnené hydraulickým rozvádzačom. Olej prúdi cez
časnosti sú uvedené ekologické oleje vo vývotlakový ventil pri menovitom tlaku 20 MPa, keď je venji u výrobcu. Minerálny olej typu HV (VDMA
til v základnej polohe. Ak je ventil prepnutý do kraj24 568) je označený Mol Farm NH Ultra. Technej polohy olej prúdi pri minimálnom tlaku priamo
nické parametre olejov sú uvedené v tabuľke 1.
do nádrže. Prepínaním ventilu zo základnej do exOlej typu HETG nesie tiež názov ERTTO.
trémnej polohy mení sa tlak z miniTab. 1 Charakteristika vybraných typov olejov
málnej do menovitej hodnoty pri
frekvencii 1.1 Hz. Skúška trvala milión
Typ oleja
cyklov cyklického tlakového zaťaženia
Parameter
Jednotka
HV
HETG
HEPR
pre každý typ oleja. Podrobný popis
2
-1
skúšobného zariadenia a podmienky
10,7
10,38
10,22
Kinematická viskozita pri 100 °C
mm . s
skúšok boli uverejnené v predchádzaKinematická viskozita pri 40 °C
mm2. s-1
60
47,89
58,14
júcich príspevkoch v našom časopise
Viskozitný index
160
213
165
Tribotechnika.
Hustota pri 15 °C
Bod tuhnutia
Použitý typ hydrogenerátora
Traktorový hydrogenerátor typu UD
25 je zubové čerpadlo s vonkajším ozubením. Je
vybavený hydraulickou tlakovou kompenzáciou
axiálnej vôle, ktorá je realizovaná tvarovým tesnením priamo v ložiskových čelách. Príruba a veko
tohto čerpadla sú vyrobené zo sivej liatiny, teleso
je vyrobené z hliníkovej zliatiny. Hydrogenerátor je
spojený štyrmi skrutkami M 12 vyrobenými z pevnostnej ocele. Obr. 2 znázorňuje vnútorné časti
hydrogenerátora.
g . cm-3
0,888
0,859
0,868
°C
-39
-39
-42
Hmotnosti vybraných súčiastok hydrogenerátora
Opotrebenie sa prejavuje úbytkom materiálu.
Vážením vybraných súčiastok hydrogenerátora
sme hodnotili vhodnosť tejto metódy na určenie
ich opotrebenia. Hydrogenerátor je konštrukčne
riešený tak, že po jeho demontáži sme mali k dispozícii ozubené kolesá a ložiskové čelá, ktorých
hmotnosť sme následne zisťovali vážením na laboratórnych váhach.
Obr. 2 Vnútorné časti hydrogenerátora typu UD 25: 1 – hnacie
ozubené koleso, 2 – hnané ozubené koleso, 3 – ložiskové čelá
Obr. 3 Váženie súčiastok hydrogenerátora na laboratórnych
váhach
Charakteristika skúmaných olejov
Počas skúšok hydrogenerátora bol použité dva
typy ekologických olejov a jeden minerálny.
Oleje boli vyrobené spoločnosťou Slovnaft s.r.o.
Tieto oleje sú typu UTTO (UniversalTractorTransmissionOil) a sú klasifikovanéako SAE 80 W, API
GL 4. Ekologický olej typu HETG (VDMA 24 568)
bol vyrobený z rastlinného základového oleja a typ HEPR(VDMA 24 568) zo syntetického
Súčiastky boli vážené na laboratórnych váhach Kern EWB. Zvolili sme váhy s presnosťou na 1 mg, pretože sa dalo predpokladať, že
úbytok materiálu vplyvom opotrebenia bude
malý. Meranie hmotnosti ložiskového čela sme
opakovali osem krát a štatisticky spracovali
pomocou výpočtu priemernej hodnoty. Namerané hodnoty sú uvedené v tab. 2 a porovnané na obr. 3.
65
5/2013
TriboTechnika
Tab. 2 Hodnoty namerané počas váženia ložiskových čiel
HV
p.č.
HEPR
361,606
361,605
361,606
361,605
359,888
361,606
361,605
361,605
361,605
Priemerná hmotnosť, g
359,889
359,889
359,888
359,888
360,367
359,887
359,888
359,887
359,888
Priemerná hmotnosť, g
Hmotnosť ložiskových čiel hydrogenerátora mp, g
360,368
360,368
360,367
360,367
360,367
360,367
360,366
360,367
Priemerná hmotnosť, g
1
2
3
4
5
6
7
8
HETG
361,605
pohon. Počas prevádzky sa hnací
hriadeľ opotrebováva aj na vonkajšej
strane (drážkovaný hriadeľ), a preto
sme toto koleso nevážili. Hnané koleso je uzatvorené v hydrogenerátore
a jeho opotrebenie nie je ovplyvnené vonkajšími vplyvmi.
Meranie hmotnosti ozubených kolies
sme osem krát opakovali a štatisticky
spracovali pomocou výpočtu priemernej hodnoty. Porovnanie hmotnosti ozubených kolies je znázornené na obr. 4.
8
409,39
407,549
Priemerná hmotnosť, g
Priemerná hmotnosť, g
Záver
Úbytok materiálu súčiastok hydrogenerátora bol
hodnotený na základe merania ich hmotnosti pomocou laboratórnych váh. Hodnotené boli vybrané súčiastky hydrogenerátora a to ložiskové čelá
a hnané ozubené kolesá. Výhodou uvedenej metódy je najmä to, že je praktická a rýchla, pričom
meranie hmotnosti je možné realizovať s vysokou
presnosťou bez nutnosti špeciálnych meracích zariaObr. 3 Porovnanie úbytku materiálu ložiskového čela
dení. Grafické porovnanie hmotností vykazuje najna základe hmotnosti
väčší úbytok materiálu v prípade hydrogenerátora
po teste s ekologickým olejom typu
Tab. 3 Hodnoty namerané počas váženia ozubených kolies
HETG. Naproti tomu najmenší poHV
HETG
HEPR
kles úbytku materiálu nastal po teste
p.č.
Hmotnosť ozubeného kolesa hydrogenerátora mk, g
s olejom typu HV a HEPR. Pre ďalší
407,549
409,106
1 409,39
výskum vplyvu ekologických olejov
na technický stav traktorových hyd2 409,39
407,549
409,105
rogenerátorov bude táto metóda
407,549
409,105
3 409,389
zaradená ako jedna z hodnotiacich
409,106
4 409,389
409,389 407,549
407,549
409,106
metód. Hmotnosť bude potom me407,549
409,106
5 409,389
raná aj na začiatku skúšky z dôvodu
407,55
409,106
6 409,389
porovnania východiskového stavu.
407,55
409,105
7 409,389
Text: Doc. Ing. Radoslav Majdan, PhD.
Priemerná hmotnosť, g
5/2013
409,106
english abstract
Obr. 4 Porovnanie úbytku materiálu ozubených kolies na
základe hmotnosti
Zubový hydrogenerátor sa skladá z hnacieho a hnaného ozubeného kolesa. Hnacie koleso vystupuje
z hydrogenerátora a je zakončené hriadeľom na jeho
66
The paper presents amethod for evaluationof hydraulic pumpwear on the basis ofthe loss inweight ofitscomponents.
In a specialtest benchthe pumpsof the
same type(UD 25) wasloadedwith different types ofoils(HV, HETGandHEPR). The
advantage ofthis methodismainlythat it
ispracticalandquickandweighingcan be
performedwith high accuracywithout the
need forspecial measuringdevices.
TÉMY KONFERENCIE
- tribodiagnostika
- termovízia
- vibrodiagnostika
- elektrodiagnostika
- normalizácia v oblasti technickej diagnostiky
- experimentálne metódy a spoľahlivosť
- technická diagnostika
- bezpečnosť technických systémov
- systémy údržby - nové trendy v praxi
- nové trendy v oblasti technickej diagnostiky
5/2013
TriboTechnika
Nové možnosti řízení procesu
na CNC obráběcích strojích
Měřicí kontaktní skenovací systém SPRINT™ pro vysokorychlostní měření
obrobku na CNC obráběcích strojích představuje zcela novou generaci technologie skenování přímo na stroji. Umožňuje rychlé a velmi přesné snímání
dat o tvaru a profilu prizmatických, ale i složitých 3D komponent a přináší
nové možnosti při řízení procesu.
Systém byl vyvinut ve spolupráci
s uživateli, předními světovými
strojírenskými podniky. SPRINT
přináší zcela nové možnosti
řízení procesu zejména pro CNC
výrobní systémy zaměřené na
práci s velmi vysokou přidanou
hodnotou.
Vysokorychlostní měření segmentů lopatek a velké
množství sejmutých dat (nejen na ploše lopatky,
ale i na náběžné a odtokové hraně lopatky) poskytuje přesnou informaci o skutečném tvaru dílce,
která může být využita v adaptabilním obráběcím
procesu. Automatizované rutiny pro ustavení
a vyrovnání lopatky, skenování lopatky a pro ukládání nasnímaných dat, značně zvyšují přesnost
měření a zkracují dobu cyklu oproti dosavadním
způsobům měření lopatek.
Uživatelům multifunkčních obráběcích center
nabízí systém SPRINT úplně nové možnosti řízení
procesů. Jedním z nich je nový cyklus velmi
přesného měření velkých průměrů. Zavedením
možnosti komparace naměřených výsledků
s etalonem dostává Sprint roli aktivního prvku se
zcela automatizovanou funkcí „změř-korigujobráběj“. Systém Sprint tak dokáže automaticky
řídit přesné opracování velmi velkých průměrů.
Dosahovaná přesnost opracování velkých průměrů
činí několik mikronů. Systém Sprint přináší i nové,
na obráběcích strojích dosud nerealizované funkce
měření čelního a obvodového házení a kruhovitosti. Kromě toho poskytuje systém funkci rychlé
kontroly stavu lineárních a rotačních os CNC
obráběcího stroje. Pravidelná každodenní kontrola
stavu stroje je nyní možná téměř bez zásahu pracovníků obsluhy stroje.
Výrobcům turbínových lopatek
přináší systém nové možnosti
v oblasti renovací lopatek. Sprint
proces oprav a renovací lopatek
velmi usnadňuje a zpřesňuje.
68
Systém SPRINT je dodáván se specializovaným softwarovým řešením pro danou měřicí úlohu.
Například Sprint Blade ToolKit je řešení pro měření
a kontrolu turbínových lopatek. Tyto softwarové
balíky obsahují nástroje pro analýzu dat přímo na
stroji v průběhu pracovního cyklu přenášejí data
z měření zpět do CNC obráběcího procesu.
TriboTechnika
Klíčovým prvkem systému SPRINT je zcela nová
skenovací obrobková sonda OSP60. Sonda OSP60
je vybavena unikátním analogovým snímačem
s rozlišením 0,1 μm v jakémkoliv směru. Díky tomu
sonda vyniká mimořádnou přesností při měření
tvarových ploch. Analogový snímač uvnitř sondy
pokytuje kontinuální informaci o velikosti vychýlení doteku. Tato informace je vyhodnocena spo-
lečně s údaji o poloze sondy získané z odměřovacího systému stroje. Z těchto údajů je pak odvozen
údaj o skutečném povrchu dílce. Sonda při skenování povrchu dokáže sejmout 1 000 datových
bodů za sekundu. Díky množství sejmutých dat
a unikátní analytické schopnosti systému poskytuje systém bezkonkurenčně přesné měření
obrobku. Díky rychlosti měření pak nabízí ještě
lepší kontrolu a řízení procesů na stroji, optimalizaci využití stroje a zkrácení doby pracovního cyklu. Tato nová skenovací technologie zavádí nové
metody řízení procesu, které dosud nebyly možné.
Sprint byl navržen nejen kvůli rychlosti a přesnosti
měření, ale především pro jednodušší automatizaci řízení procesu bez nutnosti zásahu obsluhy. Systém využívá několik nových patentovaných
technologií, které mu umožňují dosáhnout bezkonkurenční rychlosti a přesnosti měření 3D
povrchu. Systém dokáže při měření kompenzovat
statické a dynamické volumetrické chyby stroje,
které se na strojích projevují při vysokých
rychlostech.
Systém je přelomový, velmi rychlý a přesný nástroj
s výjimečným rozsahem možných aplikací.
Podporuje širokou škálu metod měření a řízení procesu, snižuje zmetkovitost a nároky na přepracování a současně nabízí optimalizaci využití stroje
zkrácením doby pracovního cyklu.
Text a foto: Renishaw
69
5/2013
5/2013
TriboTechnika
Seminář „Hydraulické kapaliny”
Dne 19. 6. 2013 se konal seminář na téma HYDRAULICKÉ KAPALINY
v hotelu Lony v Kozovazech u Mochova. Pořadatelem semináře byla
ATD ČR a TRIFOSERVIS Čelákovice. Patronátu nad seminářem se ujala
společnost Chvalis s. r. o. Semináře se zúčastnilo 60 odborníků, kteří
se věnují problematice maziv a jejich ošetřování v provozu
hydraulických systémů.
Jednotlivé přednášky byly na vysoké technické úrovni, stejně jako
bohatá diskuze k předneseným
tématům.
Program semináře a přednášející:
- Zahájení semináře
MAREK Vladislav, Trifoservis
- Prezentace firmy Chvalis s.r.o.
CHVALINA Milan, Chvalis s.r.o.
- Konstrukční provedení a aplikace hydraulických systémů
OLIVA Ivan, FIALA Jiří, Chvalis s.r.o.
- Hydraulické kapaliny, jejich použití a složení
RŮŽIČKA Pavel, Ing., PhD., TOTAL
ČESKÁ REPUBLIKA s.r.o.
- Syntetické a biologicky odbouratelné hydraulické oleje
DOBEŠ Petr, Ing., CSc., CIMCOOL
EUROPE, B.V, - Czech Branch
- Hydraulické oleje s velmi vysokým viskozitním indexem
KLAPKA Jiří, NOCC TESWOR, a.s.
-
Sledování technického stavu hydraulických olejů za provozu
MAREK Vladislav, Trifoservis
- Bariérová filtrace nečistot a odlučování vody z hydraulických olejů
PÍSEK Jiří, Ing., Chvalis s.r.o.
- Zkušenosti z provozu vysoce
70
namáhaných hydraulických prvků
ŠINFELT Jiří, Mondi Štětí a.s.
Seminář poukázal na problematiku hydraulických
kapalin, které mají na svědomí až 70 % poruch hydraulických systémů.
Byl podrobně objasněn současný sortiment kapalin pro hydraulické systémy. Jako jeden ze základních požadavků na dlouhodobý a bezporuchový
provoz je čistota jak kapalin, tak hydraulického systému. Nově do problematiky vstupují tzv. měkké
kaly. Tento problém je jak v jejich prokázání, tak
v odstraňování. To prokázalo několik příkladů z provozu i široká diskuze na toto téma. Proto se třeba
věnovat systematické kontrole kapalin (pomocí tribotechnické diagnostiky), rozšíření zkušebních
metod a včasnému odstranění všech typů znečištění. To přináší odstranění prostojovosti, snížení
nákladů na údržbu, a tím snížení nákladů na
náhradní díly a investice.
Je nutné rozšířit informovanost o těchto problémech široké technické veřejnosti. Dále je třeba
věnovat pozornost jakosti nových olejů, používat
jen kvalitní a ověřené hydraulické kapaliny. Na trh
se v současné době dostává řada laciných hydraulických olejů velmi pochybné jakosti.
Problém se však netýká jen hydraulických kapalin
a zařízení, ale celého strojního parku v nejrůznějších provozech.
Systematická kontrola maziv a péče o maziva, přináší úspory nejen na mazivu, ale ukazuje i na
případné problémy strojního zařízení, ve kterém je
mazivo aplikováno. V dnešní době moderních
výkonných zařízení se bez těchto informací
nemůžeme obejít.
Seminář ukázal na nutnost úzké spolupráce
„hydraulikářů“ a „olejářů“ pro zajištění bezproblémového a dlouhodobého provozu hydraulických
systémů v nejrůznějších provozech.
-red-
FINANČNÉ A KREDITNÉ INFORMÁCIE
Finančné produkty slúžia svojimi informáciami predovšetkým ku znižovaniu
objemu nedobytných pohľadávok,
minimalizácii počtu dlžníkov či
neplatičov a výberu vhodných
obchodných partnerov. Umožňujú
dôkladné preverenie obchodného
partnera ešte pred samotným uzavretím
obchodu. Vďaka vhodnému výberu a
správnemu nastaveniu platobných
podmienok výrazne znížite
náklady na vymáhanie, prípadne
poistenie pohľadávok.
OBCHODNÉ A MARKETINGOVÉ INFORMÁCIE
Ak máte záujem expandovať a
nájsť nových zákazníkov, radi
by sme Vám v tom pomohli.
Nechcem Vám ale predať
databázu v “krabičke” s množstvom kontaktov. Našim cieľom je
Vaša spokojnosť a Váš úžitok a teda
novo získané zákazky. Preto by sme s
Vami radi konzultovali Vaše konkrétne
potreby a preds
predstavy a navrhli Vám
o
ptimálne riešenie.
rieše
e
optimálne
OCHRANNÉ
O
CH
HRANNÉ ETIKETY
Nalepením
N
alepe
našich ochranných
e
tikiet na faktúry dávate najavo
etikiet
a
ktívn starostlivosť a nekompro-aktívnu
m
isný prístup k termínu splatnosti
sti
misný
v
ystav
j faktúry.
y
vystavenej
ktúry
Úhradu fa systéme
ev
sledujem
nej
gu platob
Monitorin ovenských
sl
y
disciplín
lustrator
Bisnode Slovensko, s.r.o.
M. R. Štefánika 379/19, 911 60 Trenčín, T: 032-7462640, E: [email protected], W: www.bisnode.sk
TriboTechnika
5/2013
Download

ročník: VI. • 5/2013 • cena 3 €