TriboTechnika 2/2009

2/2009 · cena 3

Nový katalog ložisek ZKLOleje na hranici dokonalostiPVD vrstvy v tribologických aplikáciách

3

TRIBOTECHNIKA 2/2009

3


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, 0905 206 227E–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]

Redakcia:Ing. Michal Gonda, e-mail: [email protected]

Public relation a marketing:Mgr. Zuzana Augustínová, e-mail: [email protected]

Na vydaní TriboTechniky – 2/2009 redakčne spolupracovali:Prof. Ing. Karol Vasilko, DrSc., Ing. Vladimír Nováček, Ing. Slavomír Hrček, PhD.,

Ing. Pavol Lehocký, PhD., Ing. Róbert Kohár, PhD., Ing.Dušan Chromík, PhD, Ing. Juraj Mikušík, Ing. Ján Palkech, Ing. Ján Schmidt, Ing. František Molnár, Ing. Pavel Benýr, Vladislav Marek,

Vladislav Chvalina, Vladimír Zikmund, Ing. Radovan Roman, Ing. Slavomír Hořejš, CSc., Ing. Pavel Carbol, Radim Staša, Lukáš Kubíček, Ing. Petr Novák, Miroslav Michalec,

Ing. Emil Nečesánek, Ing. Jiří Vrbovský, Ing. Jozef Sondor

Obchodné zastúpenie Žilina:Mgr. Ivan Oboňa, e-mail: [email protected]

Roman Lisický, e-mail: [email protected] Repčík, e-mail: [email protected]

Obchodné zastúpenie INAG, s. r. o. Zvolen:Riaditeľka: Mária Cerovská, J.A.Komenského 2230/29 960 01 Zvolen.

Tel./fax: 045 5361 054, 069 201 0094 •Mobil: 0903 526 053, [email protected]

Gra� ka:Róbert Schwandner, e-mail: [email protected]

Tlač:P+M Turany•Budovateľská 516/1•038 53 Turany,

Tel.: 0907 843 867•www.p–mtlac.sk

Rozširuje:distribučná sieť•MEDIA PRINT KAPA•pressgrosso, Bratislava• súkromní distribútori

ISSN 1337–0022

4

2/2009 TRIBOTECHNIKA

Jubilejné X. Medzinárodné sympózium

V dňoch 21. – 23. októbra 2009 sa koná v Kongresovom centre ACADEMIAv Starej Lesnej, vo Vysokých Tatrách

X. Medzinárodné sympózium INTERTRIBO 2009.

Organizátormi sú Slovenská spoločnosť pre tribológiu a tribotechniku (SSTT), člen ZSVTS, Zväz slovenských vedeckotechnických spoločností

a Medzinárodný tribologický výbor (ITC), Londýn.

Tohtoročné jubilejné sympózium sa bude venovať tribologickým problémom exponovaných trecích sústavách. Ciele sympózia spočívajú v riešení problémov trenia,

opotrebovania a mazania trecích uzlov, ktoré pracujú v extrémnych podmienkach.

Tematické okruhy X. jubilejného sympózia:1. Trenie a opotrebenie2. Mazanie, mazivá a technologické kvapaliny3. Pokroky v tribochémii – prísady a ich mechanizmus účinku4. Tribológia automobilov – palivá, ložiská, komponenty - motory, prevody 5. Materiály v tribológii – kovy, polyméry, keramika, kompozity, povrchové vrstvy6. Inžinierstvo povrchov7. Mikro – nano – biotribológia8. Diagnostika, údržba a spoľahlivosť strojov9. Experimentálne metódy, prístroje a normy

10. Vzdelávanie v tribológii

Čestným predsedom X. Medzinárodného sympózia bude prof. Peter H. JOST, prezident ITC, Londýn.Predsedom sympózia je prof. Ing. Pavel BLAŠKOVITŠ, DrSc., predseda SSTT.

Sekretárom sympózia je Dr. Pavol KLUCHO, tajomník SSTT.

Bližšie a podrobné informácie poskytuje sekretariát sympózia:Dr. Pavol Klucho, Koceľova 15, 815 94 Bratislava

Tel: ++421 2 50 20 76 24, mobil: +421 904 835 726, fax: + 21 2 555 72 991E-mail : [email protected], [email protected]

Mediálnym partnerom TechPark Žilina - vydavateľstvo časopisu

5


5


Vážení čitatelia, milí priatelia,

dovoľte prihovoriť sa vám pri príležitosti konania Medzinárodného strojárskeho veľtrhu v Nitre. Jeho ďalší ročník je predo dvermi, čo značí pre náš časopis veľkú zodpovednosť. Bude to totiž po prvýkrát, čo na takej významnej strojárskej udalosti predstavíme TriboTechniku a chceme to urobiť dôstojne a na patričnej úrovni. Špičková udalosť si zaslúži aj primeranú mediálnu súčinnosť a podporu. Dnes už asi nikto nepochybuje o tom, že časopis TriboTechnika a strojárstvo, ako také, patria bytostne k sebe. Snáď ani neexistuje výrobok bez tribologického uzla. Týka sa to rôznych technologických zariadení, dopravných prostriedkov, rotačných a iných pohybových mechanizmov, ale aj elektrotechnických a elektronických podporných prvkov. Všade tam, a rovnako aj v mnohých iných prípadoch, máme do činenia s tribológiou a kde je tribológia, nesmie chýbať ani TriboTechnika.

Vážení priatelia, redakcia TechPark Žilina vás srdečne pozýva na návštevu svojho stánku na MSV Nitra. Všetci ste u nás vítaní. Radi vám predstavíme zaujímavé portfólio našich produktov, v ktorom významné miesto zaujíma aj periodikum TriboTechnika. Súdiac podľa doterajších ohlasov tento časopis si už našiel trvalé miesto nielen v relevantných českých a slovenských fi rmách, ale čo nás obzvlášť teší, aj na technických univerzitách a stredných priemyselných školách. Chceme, aby sa stal zdrojom inšpirácie a fórom na výmenu skúseností v danej oblasti, preto privítame akékoľvek podnetné návrhy, či kritické pripomienky z vašej strany. Tešíme sa na stretnutie.

Jozef Dominik

Odborný [email protected]

0905 76 90 67

6


Najvyššie ocenenie za tribotechniku strana

Profesor Stathis Ioannides, svetoznámy expert v oblasti trenia, opotrebenia a mazania, pracuje v skupine SKF ako technický riaditeľ. Za svoj dlhoročný prínos k výpočtu životnosti ložísk a za vypracovanie príslušnej ISO normy, založenej na teórii životnosti podľa SKF, používanej v sú-časnosti vo všetkých ložiskových fi rmách sveta, obdržal Tribology Trust’s Gold Medal - najvyššie tribologické vyznamenanie celosvetového významu.

strana 8, 9

Použitie PVD vrstiev v tribologických aplikáciách

Jednou z možností ako zmierniť nepriaznivé tribologic-ké aspekty a dosiahnuť zníženie trenia a opotrebenia je depozícia vrstiev t.j. nanášanie materiálov znižujúcich ne-priaznivé degradačné mechanizmy vzájomne dotýkajúcich sa povrchov.

strana 12, 13

Obsah

Najvyššie ocenenie za tribotechniku......................................................................................................................... 8, 9Úspora nákladů, fráze či životní nutnost? ............................................................................................................ 10, 11Použitie PVD vrstiev v tribologických aplikáciách ............................................................................................ 12, 13Termálne vŕtanie FLOWDRILL – technológia beztrieskovej výroby presných otvorov a závitov tvárnením v tenkostenných materiáloch ......................................................................... 14, 15Oleje na hranici dokonalosti ............................................................................................................................... 16, 17, 18Aký bol tohtoročný veľtrh CSIL/CARplast? ................................................................................................................. 19Používání nanotechnologie v nových automobilech v dodatečné úpravě jejich povrchů ............... 20, 21Sledování znečištění průmyslových olejů ...................................................................................... 22, 23, 24, 25, 26Nový katalog ložisek ZKL .................................................................................................................................................. 27Systémová analýza procesu opotrebenia..................................................................................................... 28, 29, 30Delené ložiská ....................................................................................................................................................................... 31PA CVD povlaky nástroj ke zvyšování kvality forem pro tlakové lití ................................................... 32, 33, 34

7


Sledování znečištění průmyslových olejů

Sledování znečištění průmyslových olejů je jedním ze základních parametrů tribodiagnosti-ky strojů. Není divu, když je dnes již všeobecně známo, že okolo 75 procent poruch strojů způ-sobených mazacím olejem je důsledkem nad-měrného znečištění oleje.

strana 22, 23, 24, 25, 26

PA CVD povlaky nástroj ke zvyšování kvality forem pro tlakové lití

VUHZ Dobrá zavedla novou progresivní tech-nologii na povrchovou úpravu nástrojů pro opra-cování barevných kovů – technologii PA CVD. Tato technologie spočívá v plazmové nitridaci s následným povlakováním nástrojů technolo-gií povlaky na bázi titanu a boru. Aplikace této technologie znamená jednak eliminaci nalepo-vání zpracovávaného barevného kovu na povrch nástroje a jednak výrazně zvyšuje odolnost proti opotřebení.

strana 32, 33, 34

Řešení problémů vzniklých třením ............................................................................................................................... 35Predĺženie životnosti vodouriediteľných chladiacich kvapalín ................................................................... 36, 37Tribotechnika velkých točivých strojů .................................................................................................................. 38, 39Technická diagnostika – vibrodiagnostika ložísk .............................................................................................. 40, 43Vysoce výkonné vrtáky .............................................................................................................................................. 44, 45Tribológia procesu brúsenia .............................................................................................................................. 46, 47, 48Konštrukčný návrh špeciálneho skúšobného zariadenia pomocou moderných CAD/CAM a CAE systémov ................................................................................................................ 50, 51Prekonávajú klzné ložiská valivé? ........................................................................................................................... 52, 53Vplyv kontaktu na rozloženie napätí v ložiskovom domci ............................................................................ 54, 55Inovačné riešenia v oblasti otryskávania a kĺzavého brúsenia ..................................................................... 56, 57Metóda otryskávania penou ........................................................................................................................................... 58

8


Pán profesor, ste laureátom ceny Award Tribology Trust. Čo to pre vás znamená?

Je pre mňa veľkou cťou, že ma moji kolegovia nominovali na túto cenu. Úspechy spomí-nané v súvislosti s ocenením sú zároveň výsledkom práce v SKF. Rozsah a hĺbka práce by sa ne-mohli podariť bez pomoci a účas-ti mnohých mojich kolegov z SKF, doktorandov a kolegov z mno-hých univerzít, s ktorými sme celú dobu spolupracovali a za prispe-nie im chcem poďakovať.

Uplynulo už niekoľko rokov od doby, keď profesor Peter Jost napísal kolosálne tribo-logické dielo „Jost Repport“, v ktorom vyjadril obavy z ig-

norancie tribológie v spoločnosti. Ako to vidíte teraz, s odstupom času? Dokázala tribológia presvedčiť o svojom význame?

Od doby „Jost report“ sa v tribológií odohral veľký pokrok. Zahŕňa podstatné zlepšenie modelovania tvorby fi lmu a trenia pri kontakte drsných povrchov, tribochemické vplyvy, vplyvy kontaminácie mazív na životnosť súčiastok, nové nátery s vysokou odol-nosťou voči opotrebeniu a nízkym trením a veľa ďalších. Spomínaný pokrok umožnil redukciu ložísk a mnohých iných mechanických súčiastok. S tým súvisiace hlbšie poznatky o mazivách, životnosti a nižšej spotrebe energie strojových zariadení, ktoré sa okamžite premietajú do fi nančných úspor a zlep-šenia životného prostredia, sú dostatočným dôkazom významu tribológie.

Vráťme sa na chvíľu do minulosti. Keď Leonardo da Vinci robil svoje pokusy s trením a skonštruo-val prvé valivé ložisko iste netušil, aký nebývalý rozvoj zaznamená táto vedná disciplína. Pokúsili by ste sa predpovedať, akým smerom sa bude tribológia uberať v budúcnosti?

Je dobre známe, že dlhodobé predpovede sú nespoľahlivé. Vo všeobecnosti je však tribológia v dobrej situácií pre rýchly rozvoj. Verím tomu, preto-že pri súčasnom stave nášho životného prostredia, pri obmedzených zdrojoch a potrebe zníženia spotreby energie a zároveň predlžujúcej sa životnosti materi-álov a súčiastok, môže tribológia poskytnúť dôležité odpovede, pričom súčasný pokrok v modelovaní a simulácií, vede o materiáli a analytických technikách poskytujú pre tento pokrok nové nástroje. Okrem toho to vyzerá, že sa úspešne rozvíja nano-tribológia a rozširuje naše poznatky a vlastnosti produktov na molekulárnej úrovni prostredníctvom nových a vzrušujúcich mikro (nano) mechanizmov.

Najvyššie ocenenie za tribotechnikuProfesor Stathis Ioannides, svetoznámy expert v oblasti trenia, opotrebenia a mazania, pracuje v skupine SKF ako technický riaditeľ. Za svoj dlhoročný prínos k výpočtu životnosti ložísk a za vy-pracovanie príslušnej ISO normy, založenej na teórii životnosti podľa SKF, používanej v súčasnosti vo všetkých ložiskových � rmách sveta, obdržal Tribology Trust’s Gold Medal - najvyššie tribolo-gické vyznamenanie celosvetového významu. Vyznamenanie mu bolo odovzdané pri slávnostnej ceremónii na Institution of Mechanical Engineers v Spojenom Kráľovstve, kde Prof. Ioannides pôsobí v Imperial in the United Kingdom ako hosťujúci profesor. Pri tejto príležitosti sme si ho dovolili požiadať ho o interviev.

Prof. Stathis Ioannides

9


Ako dlhoročný spolupracovník SKF ste autorom metodiky výpočtu životnosti valivých ložísk. Túto metodiku si osvojili prakticky všetky svetové ložiskové � rmy a používajú ju konštruktéri pri dimenzovaní valivých uložení. Môže túto meto-diku ovplyvniť ešte rozvoj poznatkov v oblasti štúdia trenia a tribológie vôbec?

Vo vede existuje jedno všeobecné pravidlo – po-krok bude pokračovať. Naša práca zlepšila metodiku vytvorenú Lundbergom a Palmgrenom v 40. rokoch, ktorá bola následne upravovaná do 80. rokov a som si istý, že ďalšie poznatky rovnako upravia výpočet životnosti valivých ložísk.

Spoločnosť SKF vyvinula v poslednej dobe tzv. nízkoenergetické valivé ložiská. S akou účinnos-ťou pracujú tieto ložiská a kde nájdu praktické uplatnenie?

Energeticky efektívne ložiská SKF E2 sú inovovaný-mi produktmi, ktoré znižujú trenie o najmenej 30 %. To môže byť veľmi dôležitý príspevok k životnému prostrediu, ak vezmeme do úvahy obrovské množ-stvá ložísk, ktoré fungujú vo všetkých strojových zariadeniach na celom svete. Ložiská sú navrhnu-té tak, aby nahradili štandardné ložiská a poskytli túto úsporu energie, ktorá je dobrá pre užívateľa z hľadiska jeho spotreby energie, ale aj pre životné prostredie z hľadiska koncových emisií CO2. Tieto ložiská sa najskôr objavia v našich cieľových apliká-ciách: elektromotoroch, prevodovkách, veterných turbínach, hnacích sústavách automobilov a pod.

Pán profesor, spoločnsoť SKF je na slovenskom a českom trhu dobre známa. Značka SKF je syno-nymom kvality a netreba ju zvlášť predstavovať. Našich čitateľov by skôr zaujímalo, aké novinky pripravujete a čím najbližšie prekvapíte odbornú verejnosť.

Je ťažké hovoriť o prekvapeniach a očakávať, že ostanú prekvapeniami. Môžem povedať, že SKF so silou svojich poznatkov z kombinácie jej piatich technických platforiem, Ložiská a Jednotky, Tesnenia, Mechatronika, Mazivá a Služby bude pokračovať a zrýchľovať tradíciu inovatívnych produktov, ktoré ponúkajú najlepšie riešenia mnohých potrieb našich zákazníkov a životného prostredia.

Ďakujem za rozhovor Jozef Dominik

Pozývame Vás do našej expozície naMSV Nitra 2009

redakcia časopisuTriboTechnika

www.

tech

park

.sk

10


Úspora nákladů, fráze či životní nutnost?

Snižování nákladů, zvyšování produktivity, strategie nulových poruch, úspory elektrické energie. V současné době jsou tyto otázky akcentovány celosvětovým stavem ekonomiky. Jsou to hesla dostatečně evokující? Má smysl se jimi zabývat?

Chtěli bychom upozornit na některá zjištění, která mohou být, podle našeho názoru, obec-ně platná a použitelná. Profesně se zabýváme odstraňováním příčin, které negativně ovlivňu-jí kvalitu výroby, vztahem mezi kvalitním mazáním a kvalitní vý-robou. Statistické údaje sdělují, že 70 – 95 % všech negativních projevů stojů je zapříčiněno špatným stavem olejů (mazi-va), odborné studie upozorňují na zcela zbytečné energetické ztráty. Už v 60. letech minulého století uvedl sir Jost, že „ztráty způsobené nevyužíváním a zá-roveň nesprávným používáním tribologických poznatků zna-menají v průmyslově vyspělých státech výši 25 – 30 % vyrobené energie“. Tato věta je i dnes vy-soce aktuální. Z výše uvedeného můžeme logicky odvodit, že se stoupající čistotou olejů je mož-né snižovat negativní projevy, spořit.

V době dnešního hospodář-ského útlumu by se měly fi r-my orientovat na vyhledávání vnitřních, rychle realizovatelných a rychle návratných úsporných opatření. Konkurenční prostředí spolu se stavem trhu je k tomu jednoznačně nutí. Pojmy tribo-logie, tribotechnika by potom měly získat na vážnosti a fi rmy by

se měly tímto směrem orientovat (tribologie: zkou-má vztahy mezi třením, opotřebením a mazáním; tribotechnika: defi nuje příčiny problémů a navrhuje jejich odstraňování, je „medicínou strojů“). Jestliže má člověk zdravotní problémy, jde k lékaři - k odbor-níkovi, specialistovi, který nechá provést příslušné analýzy a na jejich základech zahájí léčbu. Jestliže má problémy stroj, buď jim není věnována žádná pozornost, nebo je snaha problém odstranit něja-kým dílčím způsobem. Odstraňují se problémy, ne však jejich příčiny. Ty zůstávají většinou neznámé. Při stanovení jednotlivých dále uvedených diskusních bodů jsme vycházeli z vlastních zkušeností s pra-covníky zaměstnanými v různých průmyslových odvětví. Jejich častý přístup k řešení problémů je následující:

„My žádné problémy nemáme“Takové konstatování je elementárním znakem

neznalosti, nechtění a setrvávání ve vyjetých kolejích. Poruchy a odstávky jsou pokládány za normální, nikdo nemá čas ani zájem se seznamovat s něčím novým.

„Musíme snížit ceny vstupů“Jediným kritériem je nejnižší cena. Cenová jednání

vedou ekonomické a obchodní útvary. Neznají nebo nekonzultují s technickými útvary jejich skutečnou potřebu. Návratnost či kvalitu nezjišťují a neověřují. Technické parametry je nezajímají. Rozhodující je jen a pouze nejnižší cena.

„Motivace pracovníků k úsporám“Ve fi rmách jsou na každém kroku instalovány ná-

stěnky a schránky burcující a nabádající ke zlepšo-vání, ke zvyšování a snižování konkrétních ukazatelů a k zapojení se do úsporných opatření. Jestliže se

11


některý pracovník iniciativně zapojí do těchto kam-paní a zabývá se úsporami, narazí často na neiden-tifi kovatelnou bariéru, hlavu XXII. Uvedeme pouze několik příkladů z praxe:

Příklad č. 1: navrhovaná činnost není v plánu úspor-ných opatření na dané období; musí se zpracovat projekt, který musí projít schvalovacím procesem. Iniciativa pracovníka po mnoha měsících sama ode-zní, pracovníci kompetentních oddělení získali „čárku“, tím vše končí.

Příklad č. 2: hledání úspor má pracovník přímo v popisu své práce, nemá za ně žádné odměny či ohodnocení, takže není ničím motivován a tudíž nic nehledá. Využívá vnitřní sítě k rozesílání alibistických zpráv a je vždy „z obliga“, má své postupy písemně podložené.

Příklad č. 3: iniciativní pracovník irituje svoje okolí tak, že je mu naznačeno, aby přestal, aby „nevyču-hoval“, vše je řešené správně. Kdyby byl jeho návrh reálný, tak už by byl určitě dávno zavedený. Ale za-vedený není, proto se jím nebude nikdo zabývat.

Snížení neshodné výroby (zmetkovitosti):„Kvalitu výroby nelze ovlivnit péčí o oleje, to

spolu vůbec nesouvisí. Kvalita je ovlivněna desít-kami různých jiných vlivů“. Takto striktní a jasná je nejčastější reakce pracovníků. Ale opak je pravdou. Jednoduché ověření v praxi zcela jednoznačně prokáže na čí straně je pravda. Neshodnost výroby (zmetkovitost) je ovlivnitelná stavem stroje a ten je dán až z 95% kvalitou mazání. Souvislost je zcela jednoznačná a mnohokrát ověřená. Kvalita výro-by markantně stoupá s čistotou oleje o měřitelné hodnoty.

„Dodržujeme interní předpisy a doporučení výrobců strojů“

Kdy a kým byly interní předpisy zpracovány? Na zá-kladě jakých poznatků? Uvedeme typický a charak-teristický příklad – předpis výměny oleje po záběhu. Proč je nutná se většina techniků svých dodavatelů neptá a výměna je provedena. Prostojové hodiny stojí uživatele stroje statisíce, nová olejová náplň desetiti-síce až statisíce korun. Nejsou to zbytečně „vyhozené“ fi nanční prostředky? Je nutné dodržovat doporučení stará desítky let? Nejsou reálné jiné postupy?

„Rozbory olejů jsou zbytečné a drahé“Olej je krví stroje, proto z něho můžeme čerpat po-

třebné informace o reálném stavu stroje a jeho kom-ponentů. Rozbory olejů stojí pouze promile z částek, které bude nutné vynaložit na neodhalené problémy.

Do uvedených bodů jsme promítli vlastní dlou-holeté zkušenosti s řešením provozních problémů. Můžeme konstatovat, že péče o maziva, o oleje a další procesní kapaliny patří do činností velmi rychle ná-vratných. Do činností, které se v daných provozech plně osvědčily jak z technického, tak i ekonomického pohledu. Správně zvolená kvalitní péče o oleje je schopná zvýšit spolehlivost strojů, zvýšit kapacitu výroby, zvýšit zisk, snížit náklady. Zvyšuje konkuren-ceschopnost fi rmy v jakékoli době. Proaktivní údržba je zásadním nástrojem k pochopení spojitostí mezi strojem (technikou) a náklady (ekonomikou).

Na úvodní otázky je tedy možné odpovědět jed-noznačně - ANO.

Vladislav ChvalinaKLEENTEK, spol. s r. o.

Elektrostatické čistenie olejov, odstraňovanie vody a rezných kvapalín z olejových náplní strojov v plnej prevádzke

Znečistenie pod kontrolou = riešenie problémov:• so životnosťou olejov • so zalepovaním filtrov • s prehrievaním strojov • s neidentifikovateľnými poruchami • so zasekávaním a zalepovaním prvkov • so zvýšenými únikmi olejov • s pomalším cyklovaním • s výpadkami výrobyPrínosy:• úspora olejov • znižovanie nákladov • úspory energie • včasné dodávky • TPM • kontrola kvality • ochrana životného prostredia • maximalizácia kvality a ziskuSlužby:• servisné čistenie olejov • rozbory olejov • možnosť zapožičania prístrojov

KLEENTEK, spol. s r. o.Sazečská 8, 108 25 Praha 10, ČR

tel.: +420 281 861 724, 266 021 559

tel./fax: +420 272 701 181e–mail: [email protected]

www.kleentek.eu

Zastúpenie SR:KLEENTEK Slovakia, spol. s r. o.

Hrádza 29/1548968 01 Nová Baňa

tel.: +421 45 68 57 026mobil: +421 908 908 641

e–mail: [email protected]

12


Použitie PVD vrstiev v tribologických aplikáciáchJednou z možností ako zmierniť nepriaznivé tribologické aspekty a dosiahnuť zníženie trenia a opotrebenia tribologických dvojíc je depozícia vrstiev t.j. povrchové nanášanie materiálov znižujúcich nepriaznivé degradačné mechanizmy vzájomne dotýkajúcich sa povrchov.

Depozíciu je možné vykonať niekoľkými spôsobmi: striekaním plazmou, plameňom (TSC), chemickou depozíciou (CVD, PA CVD), fyzikálnou depo-zíciou (PVD), alebo gal-vanickým nanášaním.

Najprogresívnejšou technológiou sú PVD

Z tribologického hľadiska je možné PVD vrstvy rozdeliť do 3 skupín:

1. Tvrdé oteruvzdorné vrstvy2. Klzné vrstvy na báze uhlíka3. Klzné vrstvy na báze MoS2

Tvrdé oteruvzdorné vrstvyDo tejto skupiny patria konvenčné PVD vrstvy,

ktoré sa s veľkým úspechom používajú už niekoľko rokov v oblasti nástrojov ako TiN, CrN, TiCN, TiAlN. Ich základnými vlastnosťami je vysoká tvrdosť 18 GPa až 38 GPa a nízky koefi cient trenia. Teplota depozície týchto vrstiev je zvyčajne 450 °C. Koefi cient trenia voči oceli sa pohybuje od 0,2 do 0,7. Hrúbka vrstiev býva v rozsahu 1 – 5 µm.

Relatívne novú ale veľmi dobre etablovanú skupinu tvrdých vrstiev tvoria tzv. nanokompozitné vrstvy nACo®, nACRo®. Tie majú unikátne vlastnosti akou je vysoká tvrdosť až 50 GPa (5 000 HV), teplotná odolnosť až do 1 200 °C a vysoká oteruvzdornosť. Musím však konštatovať, že mnoho dodávateľov PVD vrstiev zneužíva označenia nanokompozit a vydávajú za tento produkt konvenčné vrstvy, ktoré nie sú v mnohých prípadoch kompozitným materiálom a už vôbec nie nanokompozitným. Treba si preto dávať pozor na správny výber dodávateľa.

PoužitieNasadenie týchto vrstiev umožňuje minimalizo-

vať opotrebenie, a tým niekoľkonásobne predĺžiť životnosť. To vedie k obrovským úsporám vo výrobe. Používajú sa predovšetkým na zníženie opotrebenia pri nástrojoch a strojných súčiastkach, na zníženie adhézie (nalepovania) plastov a neželezných kovov, zníženie trenia (piestne krúžky spaľovacích motorov).

Klzné vrstvy na báze uhlíkaVrstvy na báze uhlíka majú zvyčajne vlastnosti

podobné diamantu ale nemajú jednoznačnú kryštálovú štruktúru. Využíva sa pri nich vlastnosť uhlíka vyskytovať sa v rôznych podobách (diamant, grafi t). Označujú sa ako a-C:H, Me-C:H pričom ich

technológie. Tieto technológie umožňujú depozíciu tenkých vrstiev (hrúbka obvykle 1 – 5 µm) s unikátnymi vlastnosťami pri nízkych teplotách (na rozdiel od CVD, PA CVD, TSC). To umož-ňuje použiť túto technológiu i na tepelne spracované súčiast-ky s nízkymi teplotami popúš-ťania. Takto pripravené vrstvy dosahujú veľmi vysokú tvrdosť, vysokú odolnosť voči opotrebe-niu a nízky koefi cient trenia. Majú homogénnu hrúbku po celom obvode súčiastky a veľmi vysokú reproduktivitu výsledkov.

Z hľadiska technológie PVD vrstvy pripravujeme 2 spôsobmi: a) naprašovaním b) naparova-ním. Pri použití plynov ako N2 alebo C2H2 môže ísť o reaktívne depozície. Z praktického hľadiska sa naparovanie (katódové reak-tívne) používa skôr na depozíciu tvrdých vrstiev na nástroje pri vyšších teplotách (450 °C). Napra-šovanie sa používa na depozíciu vrstiev s nízkym koefi cientom trenia zvyčajne na strojné sú-čiastky pri nízkych teplotách (do 80 °C).

13


obchodné označenie býva DLC alebo CBC. Vrstvy majú zvyčajne nižšiu tvrdosť ale veľmi nízky koefi cient trenia. Pri týchto vrstvách sa dá použiť kombinácia tvrdej PVD vrstvy napr. na báze CrN a klznej vrstvy CBC. Vytvorí sa tak povrch, ktorý bude mať nízky koefi cient trenia a vysokú oteruvzdornosť. Teplota depozície je v rozsahu 80 – 400 °C. Hrúbka vrstvy býva zvyčajne 1 – 2 µm. Koefi cient trenia voči oceli je v rozsahu 0,1 – 0,15. Použitie je limitované do teploty 400°C.

Použitie vrstievVrstvy na báze uhlíka sa používajú predo-

všetkým pri dotýkajúcich sa povrchov na zní-ženie koefi cientu trenia, pri adhezívnom a abra-zívnom opotrebení (podávače, nástroje, strojné súčiastky, komponenty spaľovacích motorov, dieselových čerpadiel, motocyklové tlmiče). Pretože tieto vrstvy nie sú tak citlivé na vlh-kosť, dajú sa použiť i vo vlhkom prostredí. Majú zaručenú biokopatibilitu a preto sa používajú

i na depozíciu tenkých vrstiev na implantáty, ednoprotézy.

Klzné vrstvy na báze MoS2

MoS2 je tuhé mazivo ktoré je možné deponovať pomocou PVD naprašovania. Má vynikajúce klzné vlastnosti, ktoré si zachováva i vo veľmi vysokom vákuu, preto sa s výhodou používa pre kozmický priemysel. Deponuje sa v hrúbkach okolo 1 µm. Teplota depozície je 80 °C. Koefi cient trenia proti oceli je pod 0,1.

Použitie vrstievVrstvy sa používajú do aplikácií kde sa vyžaduje

veľmi nízky koefi cient trenia za sucha, prípadne vo vákuu (kozmický priemysel), ale i k bežným apliká-ciám na ložiská, strojné súčiastky.

Pri používaní PVD vrstiev je vždy treba dodržiavať základy konštrukcie tribologických dvojíc predo-všetkým s ohľadom na stav povrchu.

Ing. Jozef SondorLISS, a. s.

14


Termálne vŕtanie FLOWDRILL – technológia beztrieskovej výroby presných otvorov a závitov tvárnením v tenkostenných materiáloch

Posledné desaťročie vo vývoji strojárskeho priemyslu jasne naznačilo smery, ktorými sa bude toto nepochybne dôležité odvetvie SR uberať už v najbližšej budúcnosti. Technológia termálneho vŕtania Flowdrill predstavuje alternatívny a perspektívny spôsob výroby rozoberateľných spojov a presných valcových puzdier v tenkostenných materiáloch akými sú plechy, rôzne tvary profilov a rúrok. Technológia navyše zabraňuje čoraz väčšiemu problému s likvidáciou a odstraňovaním odpadov.

Princíp a popis ter-málneho vŕtania

Princíp techno-lógie v ychádz a z platformy na báze tvárnenia za tepla. Rotujúci nástroj (tvárniaci vrták) ge-neruje frikčné teplo, ktoré vzniká trením medzi nástrojom a obrobkom pôso-bením axiálnej sily. Následkom vytvo-

tvrdosťou. Jeho pracovná časť pozostáva z bo-dového konca, kužeľa a valcového tela nástroja. Flow – nástroj má tiež valcový nákružok, respektíve zarovnávaciu frézku a valcovú stopku na upínanie v klieštine.

Typológia nástrojovNástroje na tvárnenie sa vyrábajú v rôznych

prevedeniach v závislosti od druhu obrábaného materiálu, požiadaviek na závit a hrúbky obrobku.

Nástroje s označením „long“ slúžia na vŕtanie hrubších materiálov, respektíve pri požiadavke na valcový tvar puzdra. Vrtáky „short“ sa naopak používajú v tenkých materiáloch a výsledný tvar puzdra je kužeľovitý. Kužeľový tvar puzdra sa pre-feruje pri výrobe závitov tvárnením. Typy nástro-jov „fl at“ sa používajú na odrezávanie nákružku v prípadoch, ak ten môže vytvárať prekážky pri ďalšom použití polovýrobku. Dvojica rezných hrán na hrote nástroja sa označuje typom „rem“ a slúži na znižovanie axiálnej sily alebo na uľahčenie prieniku nástroja povrchovo upravenej súčiast-ky. Každý z nástrojov môže vytvárať kombináciu horeuvedených typov.

Obrobiteľnosť materiálov:• Ocele až do 700 MPa ťahovej pevnosti.• Neželezné materiály, napríklad hliník, mosadz,

bronz a niektoré ďalšie druhy zliatin.• Nehrdzavejúce ocele a ocele odolné voči kyse-

linám.• Niektoré druhy titánu a pod.

Tvárniaci nástroj Flowdrill

reného tepla (600 – 800 °C) na-stáva zmäknutie obrábaného miesta a simultálny prechod nástroja obrobkom, čím vzniká konečný tvar puzdra v materi-áli. Nákružok: vzniká ako nevy-hnutná časť procesu vzhľadom na tečenie materiálu. V závislosti od použitého druhu nástroja môže byť tvarovaný do „golie-rika“ alebo odrezaný zarovno s polotovarom.

Nástroje termálneho vŕtaniaVrták Flowdrill je polygóno-

vý kužeľovitý nástroj vyrobený z karbidu volfrámu s odolnosťou voči zvýšenej teplote a vysokou

Všetky horeuvedené materiály dodávané v rôz-nych druhoch polotovarov (tyče, plechy, rúrky) sú spracovateľné od hrúbky prierezu 0,4 mm až 12,5 mm v závislosti od použitého druhu nástroja a jeho priemeru.

Technologické parametreTechnologické parametre, akými sú otáčky,

posuv, axiálna sila, rýchlosť tvárnenia závitu dosahujú rádovo vyššie hodnoty, sú však stále dosiahnuteľné na konvenčnom vybavení našich dielní a prevádzok, a to na jednoúčelových vŕ-tačkách i obrábacích centrách.

Prečo tvárniť závit?Tvárnenie závitu sa podobá tvárneniu diery,

pričom však výrazne nestúpa teplota. V podstate je to tvárnenie za studena. Tvárnením závitu sa však nenaruší vnútorná štruktúra materiálu a preto je týmto spôsobom možné dosiahnuť jeho vyššiu pevnosť.Výhody tvárnenia závitov:• nazoslabená stena závitu vzhľadom na ne-

odoberaný materiál,• vyššia rýchlosť a teda aj produktivita,• vyššia pevnosť závitu ako konvenčným spô-

sobom,• menší počet chýb rozostupu ako pri rezaní,• nevznikajú triesky a problémy s ich odstraňo-

vaním,• nižšia náchylnosť na lom tvárniaceho závitníka,• dlhá životnosť nástroja.

Niekoľko hlavných výhod termálneho vŕtania:• nízke výrobné náklady na dieru (oceľ – 10 000

otvorov, hliník – 25 000),• vysoká produktivita,• dlhá životnosť nástroja,• úspora materiálu výrobkov znížením hrúbky

stien základného polotovaru,• beztriesková technológia,• automatizovateľnosť,• presnosť otvorov,• ľahká práca a zaškolenie,• nenáročnosť na vybavenie a zaobstaranie a iné.

Najčastejšie oblasti využitia termálneho vŕ-tania

K oblastiam s najvyšším uplatnením termálne-ho vŕtania Flowdrill patrí hlavne automobilový

priemysel, letecký priemysel, konštrukcia strojov a stavieb, výroba kovového nábytku, kúrenársky a ľahký strojárenský priemysel (výroba bicyklov, klimatizačných zariadení a pod.). Už takmer dve desaťročia uplatňovania predstavenej techno-lógie a neustály rast prvoužívateľov dokázali jej praktickú, ekonomickú a technickú opodstatne-nosť vo svete nových technológií.

Aj v podmienkach SR si predstavená techno-lógia našla svoje skoré uplatnenie u viac ako desiatky strojárskych fi riem, čo svedčí aj o snahe našich výrobcov zdokonaľovať a zefektívňovať vlastné výrobky a produkciu s istým ekonomic-kým prínosom.

Flowdrill:Fázy termálneho vŕtániaFáza1: Bodový dotyk a vznik počiatočného tepla následkom axiálnej sily a rotácie nástroja * Fáza 2: Simultánny prechod materiálom (tečenie materiálu smerom nahor a následne nadol) * Fáza 3 prechod nástroja celým prierezom obrobku (tok natavené-ho materiálu nadol) * Fáza 4: Tvárnenie presného puzdra * Fáta 6 dokončenie požadovaného tvaru puzdra a nákružku (resp. odrezanie nákružku) * Fáza 7: Tvárnenie, resp. rezanie závitu

Štruktúra rezaného a tvárneného závitu – rezaná závit (vľavo) tvárnený závit (vpravo)

Text: Ing. Miroslav Paľo

15


Všetky horeuvedené materiály dodávané v rôz-nych druhoch polotovarov (tyče, plechy, rúrky) sú spracovateľné od hrúbky prierezu 0,4 mm až 12,5 mm v závislosti od použitého druhu nástroja a jeho priemeru.

Technologické parametreTechnologické parametre, akými sú otáčky,

posuv, axiálna sila, rýchlosť tvárnenia závitu dosahujú rádovo vyššie hodnoty, sú však stále dosiahnuteľné na konvenčnom vybavení našich dielní a prevádzok, a to na jednoúčelových vŕ-tačkách i obrábacích centrách.

Prečo tvárniť závit?Tvárnenie závitu sa podobá tvárneniu diery,

pričom však výrazne nestúpa teplota. V podstate je to tvárnenie za studena. Tvárnením závitu sa však nenaruší vnútorná štruktúra materiálu a preto je týmto spôsobom možné dosiahnuť jeho vyššiu pevnosť.Výhody tvárnenia závitov:• nazoslabená stena závitu vzhľadom na ne-

odoberaný materiál,• vyššia rýchlosť a teda aj produktivita,• vyššia pevnosť závitu ako konvenčným spô-

sobom,• menší počet chýb rozostupu ako pri rezaní,• nevznikajú triesky a problémy s ich odstraňo-

vaním,• nižšia náchylnosť na lom tvárniaceho závitníka,• dlhá životnosť nástroja.

Niekoľko hlavných výhod termálneho vŕtania:• nízke výrobné náklady na dieru (oceľ – 10 000

otvorov, hliník – 25 000),• vysoká produktivita,• dlhá životnosť nástroja,• úspora materiálu výrobkov znížením hrúbky

stien základného polotovaru,• beztriesková technológia,• automatizovateľnosť,• presnosť otvorov,• ľahká práca a zaškolenie,• nenáročnosť na vybavenie a zaobstaranie a iné.

Najčastejšie oblasti využitia termálneho vŕ-tania

K oblastiam s najvyšším uplatnením termálne-ho vŕtania Flowdrill patrí hlavne automobilový

priemysel, letecký priemysel, konštrukcia strojov a stavieb, výroba kovového nábytku, kúrenársky a ľahký strojárenský priemysel (výroba bicyklov, klimatizačných zariadení a pod.). Už takmer dve desaťročia uplatňovania predstavenej techno-lógie a neustály rast prvoužívateľov dokázali jej praktickú, ekonomickú a technickú opodstatne-nosť vo svete nových technológií.

Aj v podmienkach SR si predstavená techno-lógia našla svoje skoré uplatnenie u viac ako desiatky strojárskych fi riem, čo svedčí aj o snahe našich výrobcov zdokonaľovať a zefektívňovať vlastné výrobky a produkciu s istým ekonomic-kým prínosom.

Flowdrill:Fázy termálneho vŕtániaFáza1: Bodový dotyk a vznik počiatočného tepla následkom axiálnej sily a rotácie nástroja * Fáza 2: Simultánny prechod materiálom (tečenie materiálu smerom nahor a následne nadol) * Fáza 3 prechod nástroja celým prierezom obrobku (tok natavené-ho materiálu nadol) * Fáza 4: Tvárnenie presného puzdra * Fáta 6 dokončenie požadovaného tvaru puzdra a nákružku (resp. odrezanie nákružku) * Fáza 7: Tvárnenie, resp. rezanie závitu

Štruktúra rezaného a tvárneného závitu – rezaná závit (vľavo) tvárnený závit (vpravo)

Text: Ing. Miroslav Paľo

16


Oleje na hranici dokonalostiModerní řešení, nejen pro krizi…

Firma oil TEAM, a. s. je výhradním zástupcem švýcarské � rmy PANOLIN AG a německé společnosti KLEENOIL PANOLIN AG pro oblast České a Slovenské republiky. Naší specializací je oblast HI-TECH olejů a biologicky odbouratelných olejů a maziv PANOLIN. Dalším odvětvím, kterým se zabýváme je ošetřování olejových náplní pomocí mikro� ltrace KLEENOIL. Spojení těchto dvou společností a jejich vzájemná spolupráce na konceptu dlouhodobých náplní funguje více než dvacet let.

Nabízíme kompletní olejový servis, včetně podrobných labo-ratorních rozborů v certifi kované laboratoři. Naším cílem je klien-tovi nabídnout ucelenou službu průběžného sledování kvality olejů a maziv, jejich ošetřová-ní a prodlužování provozního nasazení.

použitelné ekologičtější tla-kové kapaliny na bázi nasy-ceného syntetického esteru. Vlajkovou lodí a nosným pro-duktem se stal hydraulický olej PANOLIN HLP SYNTH dodávaný ve všech viskozit-ních třídách.

Dnes má tento produkt

Naše � lozo� e říká: „ Naplnit stroj olejem a udržo-vat jej ve vynikající kvalitě po maximální provozní dobu“.

více než 10.000 odběratelů a schválení od více jak 200 výrobců strojů a komponentů. Přední světoví výrobci strojů v oblasti vodohospodářství, staveb-nictví či dodavatelé ostatních komponentů jako jsou např. hydraulické ruce či harvestorové hlavice pro lesnickou techniku umožňují dodání těchto strojů s prvotní náplní PANOLIN HLP SYNT s tím, že zákazník má plnou záruku na tato zařízení. Dlouhodobý vývoj umožnil odzkoušení u výrobců a zkušeben, které zakončilo získání certifi kátu Blauer Engel. V současné době je tento olej držitelem prakticky všech dostup-ných ekologických označení počínaje tuzemským EŠV, tak i celoevropským Eco-Label. Díky použití základového olej na bázi nasyceného syntetické-ho esteru je dosaženo excelentních technických parametrů, jako je bod tuhnutí – 57 °C, teplotní stabilita do 130 °C a nezanedbatelná garantovaná životnost 15 000 Mth. Všechny tyto poznatky jsou ověřeny dlouholetou praxí v nasazování těchto olejů do různých provozů. Při použití přídavné mikrofi ltrace KLEENOIL do systému, která zaručí odstraňování mechanických nečistot do velikosti 1 μm a vody, což je základní podmínkou zpomalení stárnutí olejů, docílíme provozování stroje bez nutnosti výměny oleje po celu dobu jeho životnosti.

V cenovém srovnání vychází syntetické esterové

oleje na první pohled nepříznivě díky vysoké ceně

Plně se osvědčila v praxi a již řadu let přináší nemalé ekono-mické úspory společnostem, které ji pochopily. Základem je kompletní poradenství, individu-ální přístup a systematické ana-lýzy. V neposlední řadě se jedná o nezanedbatelný příspěvek pro environmentální politiku jednot-livých fi rem.

Roku 1984 fi rma PANOLIN vy-robila a nabídla k dodání první

17


oproti minerálním olejům je ale jejich užitná hodnota, minimálně 10 x delší životnost a šetrnost k životní-mu prostředí se uživateli v provozu vrátí. V případě olejové havárie jsou případné sankce za kontaminaci životního prostředí minimální, stejně jako náklady na její případnou likvidaci.

Přechod a výměna na biologicky odbouratelné oleje PANOLIN je zajišťována podle platné normy VDMA 24´569 a ISO 15´380, kde fi rma PANOLIN požívá jako jediná průplachový olej PANOLIN HYDROFLUSCH. Ten je určen výhradně k vyčištění systémů strojů před nasazením biologicky odbou-ratelných olejů PANOLIN, tak aby bylo dosaženo maximálního podílu cizího oleje v systému do 5 % objemu náplně a byly dodrženy garanční podmínky.

Přínos mikro� ltrace olejů Moderní fi ltrační zařízení jsou koncipována pro

velice šetrné a efektivní vyčištění maziv a hydraulic-kých olejů. Údržba agregátu a olejů pomocí těchto zařízení přináší vysoké snížení opotřebení systému a výpadků. Proces stárnutí probíhající v kapalinách se významně prodlužuje, jelikož mikrofi ltrací se odstraňují z oleje mechanické nečistoty a voda.

Současně je nutné si uvědomit, že se nejedná pouze o odstranění nečistot z oleje, ale o vyčiš-tění celých systémů, tedy těch míst, kam se nedá prostou výměnou oleje v nádrži dostat. Znečištění hydraulických olejů je skutečnost, kterou nelze při provozování dnešních výkonných a přesných strojů a zařízení pominout. I přesto, že v systému jsou instalovány sací, tlakové nebo odpadové fi ltry, nejmenší částice 1 – 5 µm tyto fi ltry nezachycují a tím dochází k opotřebení. Zároveň si je nutné uvědomit, že lidské oko je schopné vidět částečky od 50 µm, takže i silně znečištěný olej se lidskému oku jeví jako čistý a přitom právě částečky pod 50 µm jsou pro moderní ovládací prvky ty nej-nebezpečnější. Současně je známé, že znečištění hydraulických olejů průkazně způsobuje 70 – 80 % poruch v hydraulických systémech. Mikrofi ltrační technologie je tou nejlepší možností, jak zpomalit

Zastoupení pro ČR a SR:Markvartovická 1358/9c

747 14 Ludgeřovicetel:+420 595020670,+420 [email protected], www.oilteam.cz

ProdlouProdloužženeníí žživotnosti hydraulických olejivotnosti hydraulických olejůů

8000 Mth

6000Mth

4000 Mth

2000 Mth

Rozbor

Rozbor

Výměna oleje Výměna oleje Výměna oleje Výměna oleje Výměna oleje

Rozbor

Rozbor

PANOLIN

životnosti

kocepceprodloužení

V cenovém srovnání vychází syntetické esterové oleje na první pohled nepříznivě díky vysoké ceně oproti minerálním olejům je ale jejich užitná hodnota, minimálně 10 x delší životnost a šetrnost k životnímu prostředí se uživateli v provozu vrátí. V případě olejové havárie jsou případné sankce za kontaminaci životního prostředí minimální, stejně jako náklady na její případnou likvidaci.

EKOLOGICKY ŠETRNÉ A BIOLOGICKY RYCHLE ODBOURATELNÉ OLEJE A MAZIVA AQUASYNTH 2 - taktní lodní motory BIO RACE 4 - taktní motocykly BIOMOT LD 4 - taktní dieselové motory EP GEAR SYNTH Převodovky BIOFLUID ZFH Převodovky traktorů s hyd. systémem HLP SYNTH Hydraulické systémy HYDROFLUSCH 32 Průplachový olej SNOWCOMP 46 Kompresory, sněhová děla CONTACT SYNTH 22 Vzduchová nářadí a zařízení TURWADA SYNTH Vodní turbíny TRAFOSYNTH 2 Transformátorový olej VACSYNTH 150 Čerpadla CHAINLUBE SYNTH CHAINLUBE B80 CHAINLIBE SPRAY

Řetězové pily, vodící dráhy, lanovky, kotvy, řetězy

FORM SYNTH FORM TOPSYNTH Hotové formovací oleje FORM SILENT Formovací olej FORM C Smáčení silničních válců a pneumatik ARC-FLUID W25 Ochrana proti korozi INTRA ZFS 40 Řezný olej BIOGREASE 2 Mazací tuk MYSTIC 20 Univerzální čistič

ProdlouProdloužženeníí žživotnosti hydraulických olejivotnosti hydraulických olejůů

8000 Mth

6000Mth

4000 Mth

2000 Mth

Rozbor

Rozbor

Výměna oleje Výměna oleje Výměna oleje Výměna oleje Výměna oleje

Rozbor

Rozbor

PANOLIN

životnosti

kocepceprodloužení

V cenovém srovnání vychází syntetické esterové oleje na první pohled nepříznivě díky vysoké ceně oproti minerálním olejům je ale jejich užitná hodnota, minimálně 10 x delší životnost a šetrnost k životnímu prostředí se uživateli v provozu vrátí. V případě olejové havárie jsou případné sankce za kontaminaci životního prostředí minimální, stejně jako náklady na její případnou likvidaci.

EKOLOGICKY ŠETRNÉ A BIOLOGICKY RYCHLE ODBOURATELNÉ OLEJE A MAZIVA AQUASYNTH 2 - taktní lodní motory BIO RACE 4 - taktní motocykly BIOMOT LD 4 - taktní dieselové motory EP GEAR SYNTH Převodovky BIOFLUID ZFH Převodovky traktorů s hyd. systémem HLP SYNTH Hydraulické systémy HYDROFLUSCH 32 Průplachový olej SNOWCOMP 46 Kompresory, sněhová děla CONTACT SYNTH 22 Vzduchová nářadí a zařízení TURWADA SYNTH Vodní turbíny TRAFOSYNTH 2 Transformátorový olej VACSYNTH 150 Čerpadla CHAINLUBE SYNTH CHAINLUBE B80 CHAINLIBE SPRAY

Řetězové pily, vodící dráhy, lanovky, kotvy, řetězy

FORM SYNTH FORM TOPSYNTH Hotové formovací oleje FORM SILENT Formovací olej FORM C Smáčení silničních válců a pneumatik ARC-FLUID W25 Ochrana proti korozi INTRA ZFS 40 Řezný olej BIOGREASE 2 Mazací tuk MYSTIC 20 Univerzální čistič

Dalším vývojem byla paleta biologicky odboura-telných olejů PANOLIN doplněna o další biologicky odbouratelné produkty jako je motorový olej PANOLIN BIOMOT LD, převodové oleje PANOLIN EP GEAR SYNTH , turbínové oleje PANOLIN TURWADA SYNTH a mazací tuky PANOLIN BIOGREASE.

Filtrační zařízení KLEENOIL v kombinaci s Hi-Tech oleji PANOLIN zajišťují celoživotní a biologicky odbouratelé náplně v hydraulických systémech, které jsou podrobobovány pravidelným zkouškám v akreditované laboratoři.

18


The company oil TEAM a.s. is an exclusive dealer of Swiss company corporation PANOLIN AG and German company KLEENOIL PANOLIN AG for the regions Czech and Slovak republic. Our specializa-tion is area of HI – TECH oil and biodegradable oil and PANOLIN lubricants. The another line, that we deal with is attendance of oil fi lling by the KLEENOIL micro-fi ltration. The connection of these two companies and their mutual cooperation on base of longtime fi lling has been working for more than twenty years. We off er complete oil service, including detailed laboratory analysis in certify laboratory. Our aim is to off er the whole service of non-stop monitoring oil grade and lubricant for costumers, their attendance and protraction operational setting.

English Abstract

proces stárnutí olejů, prodloužit intervaly výměn a chránit opotřebení komponentů. Prodloužené intervaly výměn olejů znamenají úspory v provo-zech a méně upotřebeného oleje. Tímto se rozumí aktivní ochrana životního prostředí, která je více než aktuální. Samozřejmě při dnešních cenách nejsou zanedbatelné i ekonomické úspory.

Obtokové přídavné fi ltry se používají úspěšně už několik desetiletí. S neustálým dalším vývojem se udržuje tempo s neustále rostoucími požadavky na čistotu v moderních, precizních zařízeních.

Tři důležité důvody pro nasazení mikrofi ltrace1. Stavební komponenty v moderních a vysoce vý-

konných strojích mohou své precizní schopnosti a výkony dlouhodobě podávat jen v případě velice čistých provozních podmínek.

2. Mnoho mazacích a tlakových kapalin je formu-lováno pro dlouhodobé nasazení a pro velmi vysoké zátěže. Tyto vlastnosti jsou velmi negativně ovlivňovány díky pevným a tekutým nečistotám. Oproti tomu v čistém stavu mohou být výkon-nostní rezervy využívány podstatně déle.

3. Odborné propočty a praxe dokazují, že při stávající spotřebě minerálních rovněž i synte-tických olejů, se jejich rezervy ve velice krátké době dostanou na spodní hranice možnosti použití. Díky dlouhodobému nasazení mazacích a tlakových kapalin se snižuje spotřeba v dané oblasti a zároveň ubývá náročné odstraňování upotřebených olejů.

Filtrační jednotky pro speciální nasazeníKLEENOIL BSR Filtrační jednotky byly speciálně

vyvinuty pro automaticky fungující čištění olejů v systémech, které se používají jen velmi zřídka jako

např. vodní díla – přehrady. Zřídka používané sys-témy se potýkají s problémy, díky dlouhým dobám prostojů a krátkému času nasazení dochází k znečiš-ťování olejových náplní. Velice častým problémem je také kontaminace těchto olejů vodou, která se tvoří buď formou kondenzátu, ale může být také rovněž do systému přisáta (např. pístnice).

KLEENOIL BSR Filtrační jednotky se zakládají na pro-věřené KLEENOIL fi ltrační technologii. Pevné částečky do jednoho mikronu jsou vyfi ltrovány, voda se z oleje absorbuje a váže ve fi ltračních elementech.

KLEENOIL BSR Filtrační zařízení vlastní připojení ke vzdálenému řízení. Přídavně je toto zařízení vy-baveno senzorem pro kontrolu kontaminace vody.

Kompaktní stavebnicová velikost a široké sériové vybavení umožňují univerzální nasazení a přesto jed-noduchou obsluhu. Tato zařízení jsou vybaveny roz-sáhlým technickým vybavením, které slouží k vlastní kontrole a umožňuje provoz bez dohledu obsluhy.

Filtrační zařízení s výkonem od 250 – 1500 l/h jsou určena k čištění zařízení s obsahem od 50 do 10 000 litrů. Doba fi ltrace je závislá na viskozitě a znečištění fi ltrované kapaliny.

Cena německého průmyslu pro KLEENOIL PA-NOLIN systém ICC „Stroje bez výměny oleje“ v ka-tegorii kapalinová technika a technika pohonů.

U příležitosti veletrhu v Hannoveru, coby nejdůle-žitější světové technologické události, byla udělena společnosti PANOLIN KLEENOIL cena německého průmyslu pro rok 2009 za systém KLEENOIL ICC (Identi� cation Contamination Control) pro stroje bez výměny oleje. Udělení proběhlo 20. dubna 2009 v kategorii kapalinová technika.

Text: Radim Saša

19


Aký bol tohtoročný veľtrh C.S.I.L./CARplast?Piaty ročník medzinárodného veľtrhu výrobcov a subdodávateľov pre automobilový priemysel C.S.I.L. a štvrtý ročník medzinárodného veľtrhu plastov, gumy a kompozitov pre automobilový priemysel CARplast spolu s veľtržným podujatím AUTOSALON poskytlo možnosť prezentácie 76 spoločností zo SR, ČR, Rakúska, Nemecka, Talianska a Poľska na výstavnej ploche 1 863 m2.

Zahraničné fi rmy vnímajú veľtrhy pre automo-bilový priemysel C.S.I.L. a CARplast ako vynikajú-cu príležitosť na vytvorenie kontaktov a prienik na slovenský trh a do automobilového priemyslu. Veľtrhy pritiahli spolu s AUTOSALONOM 180 211 návštevníkov zo Slovenska, ale aj z okolitých krajín. Z toho bolo odborných návštevníkov a účastníkov sprievodných akcií k veľtrhom C.S.I.L. a CARplast 3.876.

Tieto ročníky C.S.I.L. a CARplast-u boli špe-cifi cké tým, že sa konali v období celosvetovej hospodárskej krízy, ktorá zasiahla viaceré odvet-via slovenského hospodárstva, predovšetkým automobilový priemysel. Na atmosfére veľtrhu sa to však neprejavilo. Vystavovatelia prezentovali vo svojich výstavných expozíciách to najnovšie a najzaujímavejšie z trendov v automobilovom priemysle a súvisiacich odvetviach. Účasť odbor-ných návštevníkov a mimoriadny záujem o sprie-vodný program, ktorému dominovali nákupné dni spoločností PSA Peugeot Citroën a Doosan Bobcat Manufacturing dokázali, že záujem o presadenie sa v automobilovom priemysle neklesá, avšak do popredia sa dostávajú nové trendy, prístupy, tvrdšie a prísnejšie podmienky pre dodávky pria-mo k výrobcom automobilov.

V duchu nových trendov a prístupov sa niesli aj odborné sprievodné programy. Každý deň bolo možné si vybrať z ponuky prezentácií a odborných seminárov. Počas druhého dňa veľtrhu sa konal seminár - VÝROBNÉ DRUŽSTVÁ - DODÁVATELIA AUTOPRIEMYSLU pod garanciou COOP Produkt Slovensko a Svazu českých a moravských výrobních družstev. Jednotlivé výrobné družstvá zo Slovenska aj z Českej republiky prezentovali ponuky výrob-kov, služieb, subdodávok a kooperácií výrobných družstiev pôsobiacich v autopriemysle. Účastníkov seminára prišiel podporiť aj veľvyslanec Českej republiky v Slovenskej republike JUDr. Vladimír Galuška.

Môžu klastre zmierniť dopady hospodárskej krízy?

To bola nosná otázka diskusného fóra subdodá-vateľov automobilového priemyslu v rámci projektu AC Centrope pod záštitou Ing. Štefana Chudobu riaditeľa Autoklastra – západné Slovensko. Ide o projekt cezhraničnej spolupráce a výmenu po-znatkov a skúseností s automobilovým klastrom Viena region.

Najväčší záujem vystavovateľov, ale aj spoločnos-tí, ktoré nevystavovali, ale mali záujem o kontrakty sa sústredil na nákupné dni spoločností PSA Peu-geot Citroën v druhý deň a Doosan Bobcat Manu-facturing v posledný, čiže tretí deň veľtrhu. Veľké poďakovanie za pomoc a vedenie pri organizovaní nákupných dní patrí riaditeľovi global sourcingu spoločnosti PSA Peugeot Citroën pánovi Jeromeovi Danné a riaditeľovi sourcingu spoločnosti Doo-san Bobcat Manufacturing pánovi Emmanuelovi Bernoux. Vystavovatelia počas týchto dní získali potrebné informácie, ako treba postupovať pri priamych dodávkach do týchto spoločností a aké podmienky je nutné splniť.

Po skúsenostiach s organizovaním veľtrhov z oblasti subdodávok pre automobilový priemysel C.S.I.L. a CARplast, ktoré reagovali na vstup popred-ných výrobcov automobilov na Slovensko, pripravili sme pre rok 2010 spojenie týchto veľtrhov s ďalším priemyselným veľtrhom INDUSTRY EXPO a dátum konania sa presúva na 23.-25.2.2010. Úmyslom je vytvorenie nového, aktuálneho priemyselného veľtrhu, ktorý bude určený pre odborníkov, ktorí pôsobia v oblasti automobilového, strojárenské-ho a spracovateľského priemysu. Opätovne bude vystavovateľom ponúknutá možnosť na stretnutia s nákupnými oddeleniami popredných výrobcov osobných, nákladných automobilov, autobusov, sta-vebných strojov, bielej techniky, strojov a zariadení.

Text: Marek Mesároš, Incheba

20


Používání nanotechnologiev nových automobilech v dodatečné úpravě jejich povrchů.

V tomto příspěvku Vám představujeme aplikace doplňků na bázi nano-technologie RVS master. Tato revoluční úprava povrchu dodává teoretické i prakticky podložené použití i v úplně nových automobilech. Nevěnuje se tedy opisu hlavních vlastností technologie, kterou je náprava geometrických rozměrů provozem opotřebovaných třecích ploch a tím i technických parametrů.

O této technologii jsme už psali a odezva uživatelů byla příznivá. Seznamujeme tedy čtenáře s efektem použiti RVS master v úplně nových mecha-nizmech, které ještě nebyly v provozu resp. byly v mini-málním provozu.

Moderní automobil se skládá z několika základných agregátů, které postupně přeměňuje energii paliva

n a m e c h a n i c k o u energii , tedy jeho pohyb: motor-pře-vodovka-diferenci-ál - reduktor. Každý m e chanizmus má svojí účinnost pře-nosu energie. A tedy v každém se část mechanické energie ztrácí a mění na tep-lo. Například budeme zjednodušeně před-pokládat, že účinnost všech vzpomínaných uzlů je stejná a má hodnotu η =0,9.

Celková účinnost transformace je potom:

η motoru η převodovky η reduktoru 0,9 x 0,9 0,9

= 0,729.

Tedy je-li výkon ze spalovaní paliva 100 kW, tak na mechanickou energii pohybu automobilu se promění 72,9 kW. To znamená pokud nepředpo-kládáme jiné odpory ve tření o ponížení výkonu na reálný výkon o více než 27 %.

Všechno jsou ostatně ztráty způsobené pře-měnou na teplo v důsledku tření. Druhou nejdů-ležitější vlastností této technologie, je snižovaní tření. V krátkosti připomeneme fyzikální podstatu tohoto jevu. Na třecích plochách se vytvoří vrst-va metalokeramiky Fe-Si, která má mimořádně

21


vysokou mikrotvrdost (HRC 63-70) a velmi malou drsnost (pod 1 µm).

Díky tomuto povrchu dochází až k 7- násobné-mu zmenšení koeficientu tření z 0,02 v případě ocelových ploch na 0,003 u metalokeramiky, co výrazně zmenšuje mechanický odpor celého zařízení. Z praxe použití RVS master je známe, že mechanický odpor zařízení se snižuje minimálně o 7 – 10 %. Předpokládejme, že účinnost každého uvedeného uzlu automobilu se po použití RVS zlepší o 5 %, t.j. dosáhneme 0,945.

Celková účinnost transformace tak dosáhne hodnotu 0,945 x 0,945 x 0,945 = 0,844.

V tom případě ze 100 kW energie ze spálené-ho paliva, se na mechanickou energií promění 84,4 kW. Na svůj pohyb teda získá automobil o 11,5 kW (84,4 – 72,9) více mechanické energie, což představuje 15,8 %.

Sportovní automobil s motorem o výkonu 300 kW se po aplikaci RVS master může změnit a získat navíc 34,5 kW.

A to jsme neuvažovali se ztrátami v ložiscích kol, které se dají rovněž takto ponížit použitím vazelíny s přídavkem komponentu RVSmaster.

Aby tedy bylo úplně jasné o co jde, uvedeme jiný příklad. Automobil starší generace, předtím ne-provozovaný. Byl zkonstruován a vyroben v době, kdy maximální účinnost mechanizmů dosahovala η= 0,8. Analogicky celková účinnost přeměny energie paliva na mechanickou energii je rovna 0,8 x 0,8 x 0,8 = 0,512.

Ze 100 kW energie pohonných hmot se tak na mechanickou energii přemění jen 51,2 kW. Po použití této technologie se jednotlivé účin-nosti takto modelově zvýší o 5 % a celkově dosáhne 0,84 x 0,84 x 0,84 = 0,593. Navíc se

tedy pro mechanický pohyb automobilu získá 59,3 - 51,2 = 8,1 kW. Teď lze porovnat zvýšení výkonu nového automobilu 11,5 kW a 8,1 kW u staršího typu.

Jaké lze udělat závěry? Na dokonalejším, dobře zkonstruovaném

mechanizmu se dají dosáhnout použitím této technologie lepší výsledky než na starším typu. Čím je mechanizmus dokonalejší, tím kvalitněji ho vyrábějí a tím má vyšší účinnost a vliv tohoto nanotechnologického procesu je citlivější. Čím složitější mechanizmus, t.j. čím víc má uzlů, tím efektivněji se projeví technologie jež se nazývá RVS master.

English Abstract

This method is used for treatment of sliding surfaces after production and renewal of worn parts. The advantage is treatment and renewing of the surface to its original status without dismantling of equipment during the operation. The clearance achieved by RVS master technology on all functional parts in the mechanism are optimised to such rate which is hardly achievable by series of production methods user at present. The result is reliable, optimal, long-lasting operation of functional pairs of the whole mechanism..

Uvedené hodnoty jsou jen informativní. Ve sku-tečnosti má každý agregát svoji vlastní reálnou účinnost a v každém konkrétním případe budou vý-sledky po aplikaci různorodé. Jen praktický provoz může potvrdit k jakým změnám došlo. Jednoznačně však je možné tvrdit, že změny jsou jen k lepšímu a to výrazně. Chtěli jsme ukázat, že i při zdánlivě nevýznamném zlepšení v každém jednotlivém uzlu dokáže použití tohoto komponentu výrazně ovlivnit práci mechanizmu jako celku.

Text: Ing. Petr Novák

22


Sledování znečištění průmyslových olejů

Sledování znečištění průmyslových olejů je jedním ze základních parametrů tribo-diagnostiky strojů. Není divu, když je dnes již všeobecně známo, že okolo 75 procent poruch strojů způsobených mazacím olejem je důsledkem nadměrného znečištění oleje.

Znečištění průmyslových ole-jů se hodnotí buď gravimetricky nebo pomocí kódu čistoty oleje, který postihuje především počet částic v oleji a distribuci jejich velikostí. Gravimetrická metoda používá membránový fi ltr s ve-likostí pórů 0,8 µm či 0,45 µm, což znamená, že zachytí i de-gradační produkty oleje větších rozměrů. Tímto postupem tedy podchytíme většinu částic pří-tomných v oleji, ale nedozvíme se nic o distribuci jejich velikostí. K tomu slouží právě kód čisto-ty. Další možností je stanovení prvků, které mohou být součástí znečištění (např. křemík), vhod-nou metodou – dnes nejčastěji emisní spektrometrie s indukcí vázanou plazmatem.

Počítání částic – stanovení kódu čistoty

V průběhu šedesátých a se-dmdesátých let bylo zavedeno počítání částic do hodnocení čistoty hydraulických olejů a postupem času se stalo jed-nou z nejdůležitějších zkoušek systému tribodiagnostiky hyd-raulických soustav. Zároveň stanovení kódu čistoty proniklo i do hodnocení jiných typů olejů, než hydraulických. V současnos-ti se ke stanovení počtu částic ve vzorku oleje používají tři

metody. První z nich je optická mikroskopie (ISO 4407). Částice jsou počítány „manuálně“ v zorném poli mikroskopu na membráně, která je rozděle-na rastrem na stejná políčka čtvercového tvaru. Ačkoliv by se mohlo zdát, že tato metoda je pře-konaná, pomalá a nepohodlná, stále je používá-na a mnohými je považována za nejspolehlivější a nejpřesnější metodu počítání částic, která není ovlivněna některými omezeními moderních au-tomatických metod.

Druhá a dnes asi nejrozšířenější metoda je použití automatických čítačů částic – dále AČČ (ISO 115007). Používají se v zásadě dva principy – přístroje s bílým světlem, které je v senzoru zastiňováno procházejícími částicemi, a přístro-je s laserem, kde procházející částice způsobují rozptyl laserového paprsku. Laserové přístroje jsou považovány za přesnější a citlivější. Právě problémy AČČ s počítáním částic, které mají dva hodně odlišné rozměry (např. 6 µm na šířku a 50 µm na délku) způsobily revizi kódovacího systému čistoty kapalin. Jako přijatelný kompromis řešící tyto problémy byl přijat jako počítaný rozměr částice tzv. „průměr ekvivalentní kulové částice“ (equivalent spherical diameter). Tak jsou počítá-ny částice v tom velikostním rozsahu, ve kterém by byl jejich stín nebo efekt rozptylu, pokud by částice byly dokonale kulové. Ani zavedení tohoto kompromisu neodstraní některé falešné odezvy způsobené překrýváním částic nebo počítáním vločkujících přísad. Proto je nutné velmi striktně dodržovat postupy měření.

Třetí používaná metoda je „blokace pórů“ (BS 3406). Vzorek prochází sítky (membránami) s přesně defi novanou velikostí oka (póru), nejčastěji 10 µm. Také zde existují dva principy. V prvním případě přístroj měří pokles průtoku s narůstajícím zane-

23


sením membrány, zatímco tlak zůstává konstantní. Membrána je nejdřív zanášena částicemi 10 µm a většími, poté při určitém stupni ucpání pórů i menšími částicemi. Ve druhém případě se měří zvyšování tlakového rozdílu na membráně, zatímco průtok zůstává konstantní. Pro oba případy se pak používá software, který z časové závislosti poklesu průtoku nebo zvýšení tlaku počítá kódy čistoty podle ISO 4406. Tyto přístroje nemají problémy se vzduchem a vodou v oleji ani s příliš tmavými oleji. Jsou ovšem velmi závislé na přesnosti programu, který vypočítává kódy čistoty, neboť distribuce ve-likostí částic je vlastně odhadována. Získáme s nimi přesnou představu o celkové koncentraci částic.

Dopady změn v systému kódováníProtože původní standard pro kalibraci AČČ

přestal být vyráběn, bylo nutné přijít, a to také v souvislosti se změnou principu počítání, s novým standardním materiálem. Výsledkem poměrně dlou-hého zkoušení bylo schválení tzv. ISO MTD (Medium Test Dust). Jako kalibrační standard je používán tento prach dispergovaný v hydraulické kapalině MIL-H-5606 (stejná byla používána při kalibraci s ACFTD). Standard je označován americkým NIST (National Institute of Standards and Technology) jako SRM 2806. Při porovnávání dřívějšího a nové-ho standardního materiálu byly nicméně zjištěny rozdíly. ISO tedy aktualizovalo postup kalibrace. Dřívější ISO 4402 používaná při kalibraci s ACFTD byla nahrazena ISO 11171 s novým ISO MTD a při použití výše zmíněného průměru ekvivalentní kulové částice. Je doporučeno při počítání částic s novým způsobem kalibrace používat pro velikosti částic označení µm (c), kde „c“ značí certifi kované velikosti NIST, takže výsledky lze rozlišit od těch, které byly získány pomocí kalibrace podle ISO 4402. Rozdíly, které vzniknou použitím různých způsobů kalibrace, jsou patrné z tabulky 1.

Vzhledem k těmto rozdílům nejsou ovšem také výsledky počítání stejné. Obecně lze říci, že metodiky se překrývají zhruba kolem velikosti 10 µm, pod 10 µm vychází počty částic podle nové kalibrace

vyšší a nad 10 µm nižší. Stručný nástin je uveden v tabulce 2. Údaje z tabulky 2 nejsou ovšem žádným axiomem je v zásadě nutné pro každý používaný AČČ tuto relaci velmi pečlivě určit.

Velikost ACFTD(ISO 4402, µm) <1 1,0 2,0 2,7 3,0 4,3 5,0 7,0 10,0 12,0 15,0 15,5 20,0 25,0 30,0 40,0 50,0 100

Velikost NIST(ISO 11171, µm) 4,0 4,2 4,6 5,0 5,1 6,0 6,4 7,7 9,8 11,3 13,6 14,0 17,5 21,2 24,9 31,7 38,2 70,0

Tabulka 1 : Velikosti částic získané různými metodami kalibrace

Velikost částic v µm nebo v µm (c)

ACFTD – původní počty(částice/ml)

NIST – nové počty(částice/ml)

2 4 170 24 900

5 1 870 3 400

15 179 105

25 40 14

Tabulka 2 : Vliv kalibrace podle ISO 11171 na zjištěné počty částic

V praxi je pak nejdůležitější si uvědomit, že i když je použita nová kalibrace a získané výsledky se mohou lišit od těch původních odpovídajících kalibraci podle ISO 4402, znečištění sledovaných systémů se nezměnilo. Proto uživatelé výsledků stanovení kódu čistoty musí být přesně informo-váni o metodě kalibrace a především o interpretaci získaných dat. Podle kalibrace ISO 4402 s třídami >2 µm, >5 µm a >15 µm získaný výsledek kódu čis-toty 13/12/9 může odpovídat kódu čistoty 14/12/9 podle kalibrace ISO 11171 s třídami >4 µm (c), >6 µm (c) a >14 µm (c). Při kódování podle ISO 4406 lze říci, že kódy týkající se dvou tříd větších částic zůstanou v zásadě stejné, což je velmi dobré zjiš-tění, protože uživatelé mohou své starší výsledky podle kalibrace ISO 4402 (ACFTD) s třídami >5 µm a >15 µm dále používat. Tam, kde již měli zavedený tříčíselný kód, dojde s největší pravděpodobností ke zvýšení prvního čísla o 1.

Změny NAS 1638V ČR je NAS 1638 poměrně široce používaná

norma, a to nejen u vojenské techniky. Také ona prošla změnami reagujícími na novou metodiku kalibrace. NAS 1638 je uvedena v tabulce 4. Zá-sadní změna nového návrhu byla v zavedení ku-mulativních tříd (podobně, jako jsou v ISO 4406) namísto dosud používaných diferenčních. Protože nový způsob kalibrace přináší „jiné velikosti částic“,

24


jsou zvoleny pro nový systém kódování hranice tříd odpovídající tomuto rozdílu – viz tabulka 3. Zde je namístě říci, že pro nový způsob kalibrace bylo jako východisko vzato měření skenovacím elektronovým mikroskopem se softwareovým vybavením pro analýzu obrazu a zvolený nový standard ISO MTD byl takto proměřen od velikosti 1 µm výše. Tak bylo právě zjištěno, že původní kalibrace ISO 4402 podhodnocuje počty částic menších než 7 µm.

NAS 1638 byla kritizována kvůli použité metodi-ce a aplikaci výsledků, což mohlo souviset i s tím, že v opravdu dobře udržovaných hydraulických soustavách ztrácely vyšší třídy (>100 µm, 50 - 100 µm a 25-50 µm) na významu vzhledem k minimál-ním počtům částic v těchto třídách. V roce 1988 byl vyvinut kódovací systém AS 4059 a do roku 2002 prošel čtyřmi revizemi. Systém v podstatě vychází z NAS 1638. Např. když se odečte pro zvolenou třídu čistoty od počtu částic >5 µm počet částic >15 µm, dostáváme číslo rovné původnímu počtu v NAS 1638 pro rozmezí 5 – 15 µm (pro třídu 1 : >5 = 609; >15 = 109; rozdíl je 500, což se rovná počet částic ve třídě 1 podle NAS 1638 pro velikosti 5 až 15 µm).

Nový systém využívá novou kalibraci ISO 11171, dává výsledky v kumulovaných počtech, zavedl třídu 000 pro nejčistší kapaliny a rozšířil sledované velikosti směrem k menším. Protože je použito dvojnásobného kódování (číslice ve vztahu k počtu částic a písmeno vzhledem k velikosti částic), je možné se více zaměřit na sledování počtu částic ur-čité kritické velikosti. Systém je zřejmý z tabulky 5.

Velikosti částic

ISO 11171, velikost-µm (c) >4 >6 >14 >21 >38 >70

ISO 4402, velikost-µm >1 >5 >15 >25 >50 >100

Tabulka 3 : Ekvivalentní hranice tříd pro AČČ podle způsobu kalibrace

TřídaMax. počet částic/100 ml ve speci� kovaném rozsahu velikostí (µm)

5 - 15 15 - 25 25 - 50 50 - 100 >100

00 125 22 4 1 0

0 250 44 8 2 0

1 500 89 16 3 1

2 1000 178 32 6 1

3 2000 256 63 11 2

4 4000 712 126 22 4

5 8000 1425 253 45 8

6 16000 2850 506 90 16

7 32000 5700 1012 180 32

8 64000 11400 2025 360 64

9 128000 22800 4050 720 128

10 256000 45600 8100 1440 256

11 512000 91200 16200 2880 512

12 1024000 182400 32400 5760 1024

Tabulka 4 : Systém klasifikace znečištění podle NAS 1638

Velikost Maximální znečištění (počet částic/100 ml)

ISO 4402 >1 µm >5 µm >15 µm >25 µm >50 µm

ISO 11171 >4 µm(c) >6 µm(c) >14 µm(c) >21 µm(c) >38 µm(c)

Kód podle velikosti A B C D E

Třída 000 195 76 14 3 1

Třída 00 390 152 27 5 1

Třída 0 780 304 54 10 2

Třída 1 1560 609 109 20 4

Třída 2 3120 1220 217 39 7

Třída 3 6520 2430 432 76 13

Třída 4 12500 4860 864 152 26

Třída 5 25000 9730 1730 306 53

Třída 6 50000 19500 3460 612 106

Třída 7 100000 38900 6920 1220 212

Třída 8 200000 77900 13900 2450 424

Třída 9 400000 156000 27700 4900 848

Třída 10 800000 311000 55400 9800 1700

Třída 11 1600000 623000 111000 19600 3390

Třída 12 3200000 1250000 222000 39200 6780

Situace ve využití NAS 1638 a AS 4059 je zatím taková, že NAS 1638 je stále využívána více. Jako u všeho nového není přechod na nový systém kódování jednoduchý. Rozhodně pro zachování souvislostí je nutné NAS 1638 používat při sledování starších systémů. Současná verze AS 4059 zatím umožňuje využití nového i starého systému kali-brace (viz tabulka 5), ale doporučováno je používat ISO 11171. Pro systémy vyrobené po červnu 2001 by měla být používána výhradně AS 4059.

Problém vzorkovnicČistota vzorkovnice, do které je odebrán vzorek

pro stanovení kódu čistoty, je kupodivu často nahlí-žena jako marginální problém, i když logicky vzato je to základní předpoklad ke stanovení správného počtu částic ve vzorku. Podle zkušeností naší labo-ratoře je dokonce rozdíl mezi tzv. čistou plastovou a skleněnou vzorkovnicí. Stejný vzorek z plastové vzorkovnice vyšel skoro vždy více znečištěný než stejný vzorek ze skleněné vzorkovnice.

Tabulka 5 : Kódy čistoty podle AS 4059

25


Základní a podle mých informací dosud uspo-kojivě nezodpovězenou otázkou, je najít správnou relaci mezi vzorkovnicí s určitou zaručenou čisto-tou a její cenou. V současné době se pro zařazení vzorkovnic do určité třídy čistoty používá počet částic větších než 10 µm – viz tabulka 6.

Mezi gravimetrickým stanovení celkových nečis-tot a kódu čistoty existuje zajímavý vztah. Logicky

Třída čistoty Počet částic větších než 10 µm/1 ml

Čistá 100

Super čistá 10

Ultra čistá 1

Tabulka 6 : Současná de� nice čistoty vzorkovnic

Velikost 10 µm použitá pro roztřídění není ovšem zrovna ideální. Kalibrace podle ISO11171 používá jako hraniční velikosti 4, 6 a 14 µm, podle ISO 4402 jsou hranice 2, 5 a 15 µm. Zjevně by bylo dobré specifi kovat čistotu vzorkovnic vzhledem k počtu částic větších než právě tyto velikosti. Ale zatím tomu tak není. Je důležité udržovat čistotu vzor-kovnic nějakým standardním způsobem, který by udržel rozložení částic ve vzorkovnici na stejné a co nejnižší úrovni. Doporučuje se, aby vzorkovnice byla alespoň o 2 ISO kódy (ISO 4406) čistší než nej-

Preventivní údržba strojůpomocí analýz olejů

ALS Tribology poskytuje detailní analýzy mazacích olejů pro dosažení bezporuchového

provozu a vysoké produktivity zařízení pomocí preventivní údržby.

Přehled zkoušek podle typu oleje

Typ oleje ZkouškySkupina A (pro všechny typy olejů kromě olejů pro chladící kompresory)

Motorový (benzín) ICP* ● FTIR - voda, glykol, nitrace ● viskozita při 40°C, palivo

Motorový (nafta) ICP* ● FTIR - voda, saze, sulfatace, oxidace ● TBN; viskozita při 100°C, palivo

Pro plynový motor ICP* ● FTIR - voda, glykol, nitrace, sulfatace, oxidace ● TAN, TBN, viskozita při 40 a 100°C

Hydraulický ICP* ● FTIR - voda, oxidace ● viskozita při 40°C, kód čistoty ISO

Turbínový ICP* ● FTIR - voda, oxidace ● viskozita při 40°C, kód čistoty ISO, TAN

Převodový ICP* ● FTIR - voda, oxidace ● viskozita při 40°C Pro vzduch. kompresory ICP* ● FTIR - voda, oxidace ● viskozita při 40°C, TANPlastická maziva ICP* ● FTIR - vodaSkupina B (pouze pro oleje do chladících kompresorů)

Pro chladící kompresory ICP* ● FTIR - oxidace ● viskozita při 40°C, TAN, kód čistoty ISO, voda (KF)

*Al, Cr, Cu, Fe, Pb, Sn, Si, Mg, Mo, B, Na, K, Ca, Zn, P, Ni

nižší požadovaná třída sledované kapaliny.

GravimetriePro gravimetrické stanovení znečištění

průmyslových olejů je využíván postup, který vychází z ČSN EN 12662 „Kapal-né ropné výrobky - Stanovení nečistot ve středních destilátech“. Tato norma je určena především pro hodnocení obsahu nečistot v motorové naftě a jejím princi-pem je fi ltrace vzorku přes membránu s defi novanou velikostí pórů 0,7 µm. Při stanovení znečištění průmyslových olejů se nejčastěji používá membrána s póry 0,8 µm, ale v případě hydraulických a tur-bínových olejů se vzhledem k přísným požadavkům na jejich čistotu stále častěji používá membrána s velikostí pórů 0,45 µm. Vzhledem k malým pórům membrá-ny se kromě klasických mechanických nečistot na membráně zachytí i výšemo-lekulární produkty degradace oleje. Pak podle zbarvení membrány po zkoušce lze orientačně usuzovat na stav oleje – viz obr. 1 a 2.

Obrázek 1 – Membrána po stanovení celkových nečistot–degradovaný olej

Obrázek 2 – Membrána po stanovení celkových nečistot–minimální de-gradace oleje

Obrázek 3 – Membrá-na–degradovaný, ale „čistý“ olej

pokud je v oleji hodně částic = velký kód čis-toty, lze očekávat i vyš-ší hodnotu celkových nečistot na membráně a naopak. Že ale tuto situaci nelze brát jako dogma ukazuje příklad oleje z pohledu části-cového znečištění (kód čistoty) velmi čistého, ale

26


English Abstract

Contamination of industrial oils control is one from basic oil analysis parameters. About 75 % of machine damages caused by oil are from contaminated oil. There are mainly three methods for determination of oil contamination : gravimetry = membrane fi ltration, particle counting and some elements determination. Membranes with pores 0,8 and 0,45 μm are used for gravimetry. Such small diameter of pores means that oil degradation products are also catched and weighted. Particle counting is important for determination of particle sizes and their distribution. Elements from contamination (e.g. silicon) are determined mainly by optic emission spectrometry with inductively coupled plasma today. All three methods and their importance are shortly described in this article.

přitom již dlouho provozovaného a tedy poměrně degradovaného. Takový konkrétní vzorek měl kód čistoty 4 podle NAS 1638, resp. 13/11/9 podle ISO 4406. Hmotnost nečistot zachycených na membráně 0,45 µm byla 102 mg/kg oleje a vzhled membrány je dokumentován na obr. 3. Musíme si uvě-domit, že do kódu čistoty se počítají částice od rozměru 4 µm, a takový rozměr produkty degradace oleje rozhodně nedosahují.

Stanovení prvkůSledovat znečištění mazacích olejů je

zinek může být aditivní prvek i otěrový kov, bor může být ze znečištění, ale i součást přísad atd.

ZávěrSledování znečištění mazacích olejů včetně

stanovení kódu čistoty sledovaného oleje je bez-pochyby velmi užitečným nástrojem diagnostiky dnes už nejen hydraulických soustav. Kromě toho se používá ke kontrole účinnosti fi ltrů. I v této ob-lasti došlo ke změnám. Známý koefi cient β použí-vaný ke klasifi kaci účinnosti fi ltrů se vztahuje vždy k určité velikosti částic. Např. β5 = 200 znamená, že z 200 částic o rozměru 5 µm projde fi ltrem 1 (nebo z 1 000 projde 5, jde pochopitelně o poměr částic před a za fi ltrem). Podle nové kalibrace ISO 11171 už se ale musí uvést β6,4(c).

Na úplný závěr bych rád zdůraznil, že skuteč-né znečištění oleje a stroje zůstává stejné bez ohledu na to, jakým způsobem ho měříme a že čím je olej čistší, tím je dlouhá životnost stroje pravděpodobnější.

Text: Ing. Vladimír Nováček

možné také stanovením a trendováním obsahu prvků, které jsou součástí kontaminantů. Typickým příkladem je křemík, jehož zdrojem mohou být sili-konová těsnění, prach, písek, přísady v nemrznou-cích směsích, ale také některé slitiny a pak se jedná vlastně o otěrový prvek, jehož přítomnost v oleji svědčí o opotřebení dílů zhotovených z těchto slitin. O nebezpečném vlivu prachu na opotřebení stroje již bylo napsáno mnohé. Na obrázku 4 je dokumentován vliv zvýšeného množství prachu v mazacím oleji (zvýšený obsah křemíku) na kon-dici stroje.

Pro stanovení obsahu prvků v mazacích olejích je dnes nejvíce využívána atomová emisní spekt-rometrie s indukcí vázaným plazmatem (AES-ICP), která umožňuje stanovit obsah až 22 prvků. Prvky takto stanovené můžeme rozdělit do 3 skupin – 1) otěrové kovy (železo, měď, cín …); 2) tzv.aditivní prvky z přísad (fosfor, zinek, vápník …); 3) prvky, které jsou součástí znečištění oleje (křemík, sodík, bor …). Vždy je ale nutné hodnotit výsledky ana-lýzy v souvislosti se znalostmi o stroji i oleji, např.

Obrázek 4 – Vliv prachu v oleji na stav stroje

27


27


Nový katalog ložisek ZKLNa významném mezinárodním strojírenském veletrhu v Hannoveru, který se konal ve dnech 20. až 24. dubna 2009 se prezentoval i koncern ZKL z České republiky. Vedle nových typů ložisek představil koncern zákazníkům i nový katalog ložisek ZKL. Tato publikace přináší aktualizované technické parametry celého výrobního sortimentu loži-sek v hlavním katalogu, ale také podrobnější informace o dalších novinkách v tématicky zaměřených prospektech

Všechny části nového katalogu jsou vytisknuty v jednotném grafi ckém stylu a ve formátu, který umožňuje společné uložení v jednom pořadači formátu B5. První reakce od návštěvníků expozice v Hannoveru jen potvrdily, že toto vydání katalo-gu zaujalo svým obsahem i svou novou grafi ckou podobou.

Celý komplet katalogu je tvořen následujícími částmi:

Hlavní katalog ložisek ZKLNový katalog ložisek ZKL obsahuje především

aktualizovaný výrobní program výrobních společ-ností ZKL. Jsou tam již uvedeny všechny typy ložisek standardu NEW FORCE, které jsou k datu pořádání veletrhu zavedeny do sériové výroby, nebo jsou již v takovém stavu vývoje, že mohou být v reálných termínech nabízeny zákazníkům. Jedná se o 29 typů dvojřadých kuličkových ložisek s kosoúhlým stykem do průměru D = 130 mm a 39 typů soudečkových ložisek v provedení s hřebenovou klecí EMH. Uživa-telé katalogu nově najdou v tabulkové části uváděný parametr limitního zatížení Pu, který udává hodnotu zatížení ložiska, při kterém již nedochází k únavové-mu opotřebení a ložisko má trvanlivost nekonečný počet cyklů. Ukončení životnosti ložiska je pak způ-sobeno jiným faktorem. Uživatelé také jistě ocení hmatníky, které usnadní vyhledávání v publikaci.

Katalog ložisek NEW FORCE 2009Tento katalog prezentuje technickou specifi kaci

nového standardu ložisek ZKL, který byl rovněž hlav-ním tématem expozice ZKL na veletrhu v Hannoveru. Schematickými obrázky, grafy a stručným průvodním textem jsou zde vysvětleny hlavní znaky těchto

ložisek. V ta-bulkové části je prezentován komplexní sortiment ložisek ZKL, který by měl být v průběhu nejbližších let postupně zaváděn do sé-riové výroby jako NEW FORCE.

Ložiska ZKL pro kolejová vozidlaŽelezniční průmysl je perspektivní obor v celo-

světovém měřítku, proto je ložiskům pro kolejová vozidla v ZKL věnována speciální pozornost. Výrobní sortiment těchto ložisek obsahuje ložiska pro růz-né druhy pohonů, čerpadel a ventilátorů, tak i pro nápravy kolejových vozidel. V tabulkové části jsou uvedeny parametry soudečkových a válečkových nápravových ložisek včetně pokynů pro montáž. Poslední novinkou v této oblasti jsou válečková nápravová ložiska PLC 410-33/34-2, která byla letos úspěšně zkoušena podle požadavků normy ČSN EN 12082 akreditovanou zkušebnou VÚŽ Praha.

Katalog technologických možnostíTento katalog prezentuje nový výrobní program,

který je v současnosti v ZKL rozvíjen investicemi do nových technologií pro výrobu velkorozměrových ložisek s průměrem od 600 do 1 600 mm.

V tabulkové části jsou uvedeny přehledy ložisek podle konstrukčních skupin: kuličková ložiska jed-nořadá, kuličková ložiska axiální, válečková ložiska, válečková ložiska dvouřadá, válečková ložiska s pl-ným počtem válečků, soudečková ložiska a axiální soudečková ložiska.

Text: Vladimír ZikmundŘeditel ZKL-Výzkum a vývoj, a. s.

28


Systémová analýza procesu opotrebenia

Motto:Minimalizáciou opotrebenia prispieva tribológiak zachovaniu materiálových hodnôt ľudstva

Opotrebenie vzniká na súčiast-kach, ktorých technická funkcia je spojená s tribologickým namáha-ním (Tabuľka č. 1). Pre systémovú analýzu procesu opotrebenia sa berú do úvahy všetky komponen-ty (kolektív), tvoriace štruktúru daného tribosystému (obr. 1).

te, pričom je dôležitý druh (kĺzanie, odvaľovanie, narážanie, prúdenie) a typ (plynulý, prerušovaný, oscilačný a i.) tohoto pohybu.

Do kolektívu komponentov tribosystému je potreb-né počítať aj obklopujúce médium, charakterizované určitou teplotou, agresivitou a pohybom (prúdenie). Toto médium pôsobí nielen na vonkajšie plochy telies, ale za určitých podmienok významne ovplyvňuje aj vlastnosti kontaktných povrchov, preto je rovnako dôležité ako ostatné komponenty.

Mechanizmy opotrebeniaPod pojmom mechanizmus opotrebenia sú chá-

pané fyzikálne a chemické procesy, prebiehajúce pri trení dvojice telies. Medzi hlavné mechanizmy patria:

- abrazívne opotrebenie- adhézne opotrebenie- únava materiálu pri cyklickom kontaktnom za-

ťažovaní funkčných plôch- tepelné opotrebenie- tribochemická reakcia (tribooxidácia)

Pri abrazívnom opotrebení dochádza k oddeľova-niu fragmentov materiálu z exponovaného povrchu pôsobením tvrdšieho drsného povrchu protiľahlého telesa alebo účinkom abrazívnych častíc. Môže ísť pritom o lineárne (obr. 2a) alebo planimetrické (obr. 2b) opotrebenie povrchu. Abrazívne opot-rebenie je najbežnejším prípadom opotrebenia.

Obr. 1 Základný tribologický systém

Obr. 2 Druhy abrazívneho opotrebenia

Sú to:- základné a protiľahlé teleso

charakterizované mecha-nickými (tvrdosť, pevnosť), tepelnými (teplotná rozťaž-nosť) a chemickými (pH, afi -nita ku kyslíku) vlastnosťami a drsnosťou kontaktných plôch

- medzivrstva, eventuálne s rôznymi nečistotami, ako sú napr. tvrdé hlinitany, kre-mičitany a iné, viazaná s po-vrchom telies určitým typom chemickej väzby (absorbčná vrstva)

- normálna (FN) a posuvná (FV) sila ako podmienky pre rela-tívny pohyb telies v kontak-

29


Na rovnakom princípe je prakticky založené aj trieskové obrábanie materiálov rezaním alebo brúsením, ktoré spolu s pochodmi zábehu, napr. motora, reprezentuje prípad cieľavedomého, čiže želaného opotrebenia.

O tom, že trieskové obrábanie materiálu je tribo-logický problém, svedčí množstvo teoretických prác zo štúdia tvorenia triesky (viď napr. VASILKO, K.: in Tribotechnika 1/2009). Podrobná analýza zóny reza-nia (obr. 3) a metalografi cký rozbor koreňa triesky ukázali, že je to zložitý proces trenia, opotrebenia a plastickej deformácie, doprevádzaný vývojom tepla a spevnením materiálu v exponovanej oblasti. Ešte typickejší prípad abrazívneho opotrebenia predstavuje brúsenie, kde uber materiálu je riadený klzným odvaľovaním brúsneho kotúča po opraco-vávanom povrchu.

Inými zákoni-tosťami sa riadi adhézne opotre-benie. Adhézia je defi novaná ako sila priľnavosti (Van der Waalsova sila). Ty-pickým prípadom je opotrebenie kriedy pri písaní na tabuľu alebo graf itovej tuhy počas jej pohybu po papieri.

Obr. 3 Vznik triesky pri sú-stružení

Klasickým tribologickým uzlom, v ktorom dochá-dza k únave materiálu pri cyklickom kontaktnom zaťažovaní funkčných plôch sú valivé ložiská. Existu-jú typy s čiarovým kontaktom, t. j. válčekové, ihlové a kuželíkové (obr. 4) a s bodovým resp. sférickým kontaktom (obr. 5) ako sú guľkové ložiská.

Produktom cyklickej kontaktnej únavy je poško-denie obežných dráh – pitting, ktorého tvar závisí o. i. aj od druhu kontaktu. Na obr. 6 je uvedený príklad

Obr. 4 Kuželíkové ložisko Obr. 5 Sférický kontakt – napäťová optika

Rovnakým princípom sa riadi aj opotrebenie zubov na ozubenom kolese. Podobne ako u valivých ložísk aj v tomto prípade do-chádza v exploatačných podmienkach k cyklic-kému kontaktnému zaťažovaniu funkčných

Obr. 6 Pitting na obež-nej dráhe valivého ložiska s čiarovým kontaktom

Obr. 7 Tepelné trhlinyObr. 8 Rozloženie teplôt kotúčovej brzdy (www.adina.com)

povrchov (evolventa zuba) a ku kumulácii únavového poškodenia, ktoré postupne vyustí do tzv. magistrál-nej trhliny. Životnosť ozubenia však môže skončiť aj klasickým prekročením únavových charakteristík materiálu zuba.

Iný pôvod a charakter majú napr. trhliny na brz-dovom kotúči automobilu (obr. 7). Vznikli ako následok striedania teplôt. Ako vyplýva z obr. 8, pri intenzívnom brzdení sa môže brzdový kotúč ohriať až do červeného žiaru, čo je obzvlášť ne-bezpečné pri železničných vagónoch a lokomotí-vach, kde sa súčasne ohrieva teleso brzdy a funkč-ný povrch kolesa. Je to prípad zaseknutých bŕzd, ktoré sa po zabrzdení z rôznych príčin nevratia do východzej polohy.

tzv. V–pittingu na obežnej drá-he ložiska s čiarovým kontaktom. Na rozdiel od klasickej únavy ma-teriálu je únavová trhlina v tomto prípade iniciovaná v určitej hĺbke pod povrchom funkčných plôch, v oblasti maxima šmykových na-pätí, a šíri sa smerom k povrchu pod určitým uhlom.

30


možností jeho laboratórneho skúmania. Na tento účel bolo vyvinutých niekoľko metód. Známa je napr. medzinárodná skúška opotrebenia VAMAS (Versailles Project on Advanced Materials and Stan-dards). Skúšobné telesá sú v tomto prípade vyrobe-né z nadeutektoidnej ložiskovej ocele (1,5 Cr, 1 C). Rozšírený je aj tribometer Pin - on - Disc, ktorý sa líši od skúšky VAMAS tým, že namiesto guličky používa skúšobnú tyčku (pin).

ZáverAko vyplýva z predloženého príspevku, opotrebe-

nie predstavuje komplex problémov, ktoré možno ovládnuť iba systémovým prístupom. Jedine systé-matickým skúmaním podstaty jednotlivých druhov opotrebenia sa dajú prijať potrebné opatrenia za úče-lom zvýšenia životnosti daných konštrukčných uzlov. Je nezastupiteľnou úlohou tribológie poskytovať v tomto smere riešenia a tým prispievať k zachovaniu materiálových hodnôt ľudstva.

Ing. Jozef Dominik, CSc

Technická funkcia Základné prvky tribologického systému

tribosystému Základné teleso Protiľahlé teleso Medzivrstva Obklopujúce prostredie

Prenos pohybuKĺby Klzná dráha Krížová hlava Mazadlo

Chladiaca kvapalinaŽiadna

VzduchVodná paraSpojky Vnút. lamela Vonk. lamela

Trapezové tyče Vonk. závit Maticový závit

Pneumatiky Dezén Povrch vozovky Voda Vzduch

Priamočiare valivé vedenia

Teleso1/valivé telieska

Teleso 2/valivé telieska Mazadlo Vzduch

Brzdenie Brzdový segment Kotúč resp. brzdový bubon - Vzduch

Vodná para

Prenos silyKlzné ložiská Puzdro Hriadeľ

Mazadlo VzduchValivé ložiská Vonkajší krúžok/

valivé teliesko

Vnútornýkrúžok/valivé

teliesko

Prevodovky Pastorok Ozub. koleso Mazadlo Vzduch

Bedrové kĺby Guľa Kĺbová jamka Kĺbová tekutina -

Skrutkové spoje Skrutka Matica - Vzduch, voda

Prenos energie a informácií

- Ochranný plyn, vzduch, plazmaKomutátor Zberné kefky Kolektor

Spínač/zástrčka Kontakt/zástrčka Protikontakt

Transport materiálu

- Vzduch, vodaDopravný pás Pás Sypký materiál

Kompresor Potrubná stena Častice

Trieskové obrábanie

Rezný nástroj Súčiastka Rezný olej, chladiaca kvapalina Vzduch

Sústruženie

Vŕtanie

Frézovanie

Brúsenie

Tvárnenie / Lisov.

Nástroj Výlisok resp. výkovok Mazadlo Vzduch, voda

Valcovanie

Ťahanie drôtu

Kovanie

Obecne najznámejším prípadom opotrebenia je korózia, defi novaná ako reakcia kovového predmetu s okolím spôsobujúca merateľnú zmenu vlastností tohoto predmetu a stratu jeho funkčnosti. Existuje viac typov korózie. Norma DIN 50900 uvádza napr. 14 druhov bez mechanického zaťaženia a 6 za súčas-ného mechanického účinku. Na obr. 9 je dokumen-

Tabuľka č. 1 Charakteristika najbežnejších tribologických systémov

Obr. 10 Napäťová interkryštalická korózia nerezovej ocele (sv. mikro-skop, zv. 500x)

Obr. 9 Korózia v morskej vode

aj voľným okom, preto sa dajú včas prijať potrebné opatrenia. Oveľa nebezpečnejšia je však korózia, lokalizovaná napr. na kontaktnej ploche dvoch kovov s rozdielnymi potenciálmi alebo napäťová koró-zia nerezových ocelí (obr. 10) príp. Al – zliatin.

Charakteristickým rysom korózie je, že daný tribologický uzol nie je tvorený dvojicou tuhých telies, ale kombináciou tuhé teleso – plynné resp. kvapalné médium o určitej agresivite. Vzhľadom k zložitosti a jedinečnosti korozného procesu bude o tom pojednané v niektorom z ďalších čísel Tribotechniky. Koró-zia je samostatná vedná disciplína, ktorá si zaslúži zvláštnu pozornosť.

Pochopiteľne, nie je možné študovať proces opotrebenia bez

tovaný príklad korózie moto-cykla v prostredí morskej vody. Ide o plošnú koróziu, vzniknutú rov-nomerným účin-kom agresivného prostredia na celý povrch kovového predmetu. Ten-to typ korózie je v b e ž ných podmienkach dobre viditeľný

Delené ložiská

Najväčšou výhodou, ktorú ponúkajú delené valivé ložiská v porovnaní so štandardnými ložiskami, je výrazné skrátenie času potrebného na odstávku pri výmene ložiska a veľmi jednoduchá údržba. Delené ložiská sú úplne rozložiteľné na hriadeli. Táto konfi -gurácia výrazne zjednodušuje a urýchľuje inštaláciu. Zároveň skracuje čas potrebný na odstávku na 10 %

z času potrebného na výmenu štandardného ložiska tej istej veľkosti. Pri ložiskách, ktoré sú ťažko dostup-né, je uvedená vlastnosť extrémne dôležitá. Delená konštrukcia ložiska umožňuje kompletnú demontáž a výmenu ložiska bez potreby zdvíhania hriadeľa. Postačujúce je len jeho podoprenie bez potreby získania prístupu k voľnému koncu hriadeľa. Nie sú potrebné nákladovo náročné zariadenia na zdvíha-nie a manipuláciu s hriadeľom. Uvedenú vlastnosť vysoko ocenia najmä prevádzky s veľkými strojmi, kde môžu byť veľké a ťažké hriadele prekážkou pre rýchlu a efektívnu údržbu ložísk. Delené ložiská umožňujú omnoho rýchlejšiu výmenu ložísk, ktorá výrazne šetrí náklady na odstávku v prevádzkach

s kontinuálnou výrobou ako výroba ocele, banský a ťažobný priemysel, drevospracujúci, a papierenský a chemický priemysel.

Ďalším významným argumentom okrem znižo-vania nákladov na odstávku je nasadenie delených ložísk v kritických aplikáciách z dôvodu veľmi účin-ného tesniaceho systému. V tejto oblasti má systém tesnenia delených ložísk výrazné výhody v porovnaní so štandardnými ložiskami.

Delené ložiská sú navrhnuté tak, že uloženie domca v základni má guľový tvar. Uvedené zabez-pečuje, že uhlová nesúososť hriadeľa proti domcu môže byť až do ± 3 stupne nezávisle od typu tes-niaceho systému ložiska s tým, že tesnenie vždy ostáva koncentrické s osou hriadeľa. Táto vlastnosť zabezpečuje, že prípadný nevycentrovaný hriadeľ nevytvorí medzeru medzi hriadeľom a tesnením, a preto tesnenie pracuje správne, drží nečistoty mimo ložiska a mazivo vnútri. Z uvedeného dôvodu delené valivé ložiská pracujú výnimočne spoľahli-vo aj vo veľmi drsných podmienkach ako sú bane, lomy a ťažobný priemysel. Delené ložiská pracujú spoľahlivo dokonca aj pri nesúosostiach hriadeľa, kde štandardné ložiská trpia z dôvodu netesností spôsobených nesúososťou, čo má za následok ná-kladné predčasné zlyhanie ložiska.

Text: Miroslav Michalec

Delené ložiská sú komerčne dostupné už viacero rokov. Využívajú sa prevažne v náročných aplikáciách s ťažkými pracovnými podmienkami, kde dostupnosť ložísk z dôvodu ich kontroly a ľahkej údržby je nevyhnutná. Ložisko pozo-stáva z vnútorného a vonkajšieho krúžku, klietky a domca s podstavou, pričom všetky súčasti je možné poskladať priamo na hriadeli. Uvedené umožňuje jednoduchú kon-trolu a ľahkú výmenu bez potreby sťahovania ložiska alebo demontáže hriadeľa. Súčasti deleného ložiska sú vyrobené ako kompletné celky a po brúsení sú precízne rozrezané na dve časti tak, že po osadení na hriadeľ tieto časti presne k sebe dosadnú.

31


Delené ložiská

Najväčšou výhodou, ktorú ponúkajú delené valivé ložiská v porovnaní so štandardnými ložiskami, je výrazné skrátenie času potrebného na odstávku pri výmene ložiska a veľmi jednoduchá údržba. Delené ložiská sú úplne rozložiteľné na hriadeli. Táto konfi -gurácia výrazne zjednodušuje a urýchľuje inštaláciu. Zároveň skracuje čas potrebný na odstávku na 10 %

z času potrebného na výmenu štandardného ložiska tej istej veľkosti. Pri ložiskách, ktoré sú ťažko dostup-né, je uvedená vlastnosť extrémne dôležitá. Delená konštrukcia ložiska umožňuje kompletnú demontáž a výmenu ložiska bez potreby zdvíhania hriadeľa. Postačujúce je len jeho podoprenie bez potreby získania prístupu k voľnému koncu hriadeľa. Nie sú potrebné nákladovo náročné zariadenia na zdvíha-nie a manipuláciu s hriadeľom. Uvedenú vlastnosť vysoko ocenia najmä prevádzky s veľkými strojmi, kde môžu byť veľké a ťažké hriadele prekážkou pre rýchlu a efektívnu údržbu ložísk. Delené ložiská umožňujú omnoho rýchlejšiu výmenu ložísk, ktorá výrazne šetrí náklady na odstávku v prevádzkach

s kontinuálnou výrobou ako výroba ocele, banský a ťažobný priemysel, drevospracujúci, a papierenský a chemický priemysel.

Ďalším významným argumentom okrem znižo-vania nákladov na odstávku je nasadenie delených ložísk v kritických aplikáciách z dôvodu veľmi účin-ného tesniaceho systému. V tejto oblasti má systém tesnenia delených ložísk výrazné výhody v porovnaní so štandardnými ložiskami.

Delené ložiská sú navrhnuté tak, že uloženie domca v základni má guľový tvar. Uvedené zabez-pečuje, že uhlová nesúososť hriadeľa proti domcu môže byť až do ± 3 stupne nezávisle od typu tes-niaceho systému ložiska s tým, že tesnenie vždy ostáva koncentrické s osou hriadeľa. Táto vlastnosť zabezpečuje, že prípadný nevycentrovaný hriadeľ nevytvorí medzeru medzi hriadeľom a tesnením, a preto tesnenie pracuje správne, drží nečistoty mimo ložiska a mazivo vnútri. Z uvedeného dôvodu delené valivé ložiská pracujú výnimočne spoľahli-vo aj vo veľmi drsných podmienkach ako sú bane, lomy a ťažobný priemysel. Delené ložiská pracujú spoľahlivo dokonca aj pri nesúosostiach hriadeľa, kde štandardné ložiská trpia z dôvodu netesností spôsobených nesúososťou, čo má za následok ná-kladné predčasné zlyhanie ložiska.

Text: Miroslav Michalec

Delené ložiská sú komerčne dostupné už viacero rokov. Využívajú sa prevažne v náročných aplikáciách s ťažkými pracovnými podmienkami, kde dostupnosť ložísk z dôvodu ich kontroly a ľahkej údržby je nevyhnutná. Ložisko pozo-stáva z vnútorného a vonkajšieho krúžku, klietky a domca s podstavou, pričom všetky súčasti je možné poskladať priamo na hriadeli. Uvedené umožňuje jednoduchú kon-trolu a ľahkú výmenu bez potreby sťahovania ložiska alebo demontáže hriadeľa. Súčasti deleného ložiska sú vyrobené ako kompletné celky a po brúsení sú precízne rozrezané na dve časti tak, že po osadení na hriadeľ tieto časti presne k sebe dosadnú.

32


PA CVD povlaky nástroj ke zvyšování kvality forem pro tlakové lití

VUHZ Dobrá zavedla novou progresivní technologii na povrchovou úpravu nástrojů pro opracování barevných kovů – technologii PA CVD. Tato technologie spočívá v plazmové nitridaci s následným povlakováním nástrojů technologií povlaky na bázi titanu a boru. Aplikace této technologie znamená jednak eliminaci nalepování zpra-covávaného barevného kovu na povrch nástroje a jednak výrazně zvyšuje odolnost proti opotřebení. Zásadním přínosem je výrazné zvýšení odolnosti proti tepelné únavě – proti vzniku tepelných trhlin a kavit s tím spojených.

Vyvinutý povlak velmi dobře funguje jak v pří-padě tlakového lití hliníku, tak slitin na bázi zin-ku, hořčíku mědi atd. Ve všech těchto případech bylo dosaženo v praxi velmi dobrých výsledků životnosti ve srovnání s nepovlakovaným stavem.

Tlakové lití barevných kovůFormy, jádra, komory, vložky a další díly, které

přichází do styku s tekutým kovem jsou namáhá-ny cyklickým tepelným zatížením. Tento způsob namáhání vede k tepelné únavě materiálu, vzniku trhlin, „vydrolování“ základního materiálu formy v kritických nejnamáhanějších místech a nalepo-vání zpracovávaného materiálu na povrch.

Obr. 1 : Několik příkladů povlakovaných částí forem pro tlakové lití

Byly vyvinuty dva typy po-vlaků. Jeden typ určený pro ošetření povrchu forem, jader, komor a pod. pro tlakové lití barevných kovů, tedy pro prá-ci za tepla a jeden systém pro následné opracování barevného kovu za studena. Lze tak povr-chově ošetřit nástroje v celém výrobním toku od tlakového lití až po zhotovení konečného výrobku.

Důsledkem výše uvedených problémů jsou časté odstávky výroby, kdy je nezbyt-né formy čistit, resp. poškozené díly opra-vovat nebo měnit. Ře-šením je povlakování forem a dalších dílů které přichází do sty-ku s tekutým kovem povlakem na bázi Ti a B technologií PA CVD. Povlak je při teplotách lití barev-ných kovů chemicky i tepelně stabilní. Spe-ciálně upravená drs-nost povrchu zajišťuje

33


ulpívání separátoru na povrchu a dále tak přispívá k omezení nalepování na jeho povrch.

Povlak je nanášen při teplotách 520 °C. Nástroj je povlakován po zušlechtění na požadovanou tvrdost a konečném vybroušení a vyleštění. Pro dosažení optimální životnosti je před povlaková-ním prováděna nitridace forem. Drsnost povrchu je upravena tak, aby povrch zajišťoval optimální adhezi povlaku k základnímu materiálu.

Na povrch je nanášen povlak o tloušťce 2 – 3 μm. Předností povlaku je velmi nízký koefi -cient tření a velmi malá adheze zpracovávaného kovu k povlaku. Nanášený povlak je extrémně tvrdý a nedochází k interakci povlaku s barevným Al, Zn, Mg, Cu apod. a to ani v roztaveném, ani v tuhém stavu. Povlak je při pracovních teplotách termodynamicky stabilní.

Technologie PA CVD povlakování garantuje rovnoměrné nanesení povlaku na celou plochu nástroje včetně průchozích i neprůchozích otvorů od průměru 5 mm. Díky nucené cirkulaci atmo-sféry v peci je povlak nanášen zcela homogenně na všechny plochy včetně dutin s tolerancí tloušťky povlaku 10 %. Toto je jedna ze zásadních před-ností – žádná jiná technologie neumí homogenně napovlakovat vnější plochy i dutiny. Povlakovat touto technologié můžeme díly až do hmotnosti 1 250 kg a max. rozměru prům. 700 x 950 mm. .

Po opotřebení napovlakovaných dílů je možná jejich repase spočívající ve vyčištění, odstranění zbytků Al, odstranění zbytků starého povlaku případně přebroušení a nové napovlakování.

U tvarově náročných a tedy i drahých dílů se tato repase vyplatí. Největšího zvýšení životnosti je samozřejmě dosahováno při povlakování nových dílů. Nicméně i napovlakováním dílů, na kterých jsou již patrny trhliny a které by za normálních okolností nebylo možné použít, lze ještě dosáh-nout velmi slušných výsledků životnosti.

Povlakování PA CVD má také příznivý efekt na kvalitu odlitku. Povrchová kvalita odlitků je na podstatně vyšší úrovni než v případě kdy ná-stroje nejsou povlakované. Snižují se tak náklady na jejich další opracování.

Volbou optimálního materiálu pro výrobu, tepelného zpracování, nitridace a povlakování lze životnost dále zvyšovat. Pro dosažení optimální kombinace vlastností a maximální životnosti je důležité zajistit výroby nástroje řízenou v celém výrobním toku. Z toho důvodu mnohé nástroje pro tlakové lití nejen povlakujeme, ale zajiš-ťujeme i kompletní výrobu. Týká se to zejména komor přítlakové lití, ale i jader.

Opracování barevných kovů za studenaPovlak PA CVD byl testován i na nástrojích pro

zpracování barevných kovů za studena. Jedná se zejména o nástroje pro tváření za studena – pro-tlačovací matrice kde byl uplatněn zejména velmi nízký koefi cient tření PA CVD povlaku. Aplikací PA CVD povlaku na bázi TiB2 bylo možné násobně prodloužit životnost protlačovacích matric pro protlačování Al slitin. Tento přínos byl potvrzen jak v případě tvrdých tak i měkkých slitin na bázi Al.

34


Kombinace vysoké tvrdosti povlaku 4 500 HV0.03 a nízkého koefi cientu tření 0,1 – 0,2 a velmi dobré adheze povlaku k základnímu materiálu umožnila dosáhnout zvýšení životnosti cca 5x ve srovnání s nepovlakovaným stavem,.

Povlakování střižných nástrojů pro opracování barevných kovů znamená zejména výrazné snížení nalepování kovu na povrch nástrojů a zvýšení životnosti střižné hrany 5 – 8x ve srovnání s ne-povlakovaným stavem. V případě povlakování fréz na opracování mědi a mosazi došlo ke zvýšení životnosti 6x.

Povlakováním ostřihovacích nástrojů pro opra-cování tlakově litých odlitků se eliminuje proble-matika nalepování na povrch nástrojů. Není nutné nástroj čistit. V případě že po čase dojde k nalepení Al na povrch nástrojů je možné Al z povrchu che-micky odstranit s tím, že vlastní nástroj nebude chemicky narušen.

Zásadní výhodou PA CVD povlaků je: • Poškození v důsledku tepelné únavy vzniká 10x

později než u dílů které byly pouze nitridovány• Abrazivní opotřebení se objevuje 5x později

než u nitridovaných forem

• Obdobných efektů je dosahováno i při tlakovém lití i jiných barevných kovů Zn, Mg, Cu.

• Povlak je při teplotách tlakového lití termody-namicky stabilní.

• Povlak lze aplikovat na dokončené formy až po zušlechtění. Při povlakování nedochází k žádným rozměrovým změnám.

• Při povlakování nedochází ke změnám vlast-ností povlakovaných materiálů.

• Nanášený povlak je extrémně tvrdý a nedo-chází k interakci povlaku se zpracovávaným kovem a to ani v roztaveném, ani v tuhém stavu.

• Povlak si své vlastnosti zachovává i po tepelně cyklickém namáhání.

• Čištění formy je snadné.• Povlakováním se sníží spotřeba separátorů.• Povlaky na bázi Ti a B sníží abrazivní opotře-

bení

Proč povlakovat formy :• Snížení výrobních nákladů na odlévání• Snížení nákladů na údržbu forem• Zvýšení životnosti nástrojů• Ochrana forem, jader, vložek a komor proti

opotřebení a abrazi• Zabránění vzniku kavit, trhlin vznikajících

v důsledku tepelné únavy základního mate-riálu

• Snížení náchylnosti ke korozi a oxidaci povr-chu

• Významné omezení nalepování taveniny na povrch forem, jader apod.

Výstavba povlakovny PA CVD byla spolufi nan-cována Evropskou unií a Moravskoslezským kra-jem v rámci Společného regionálního operačního programu.

Text: Ing. Slavomír Hořejš, CSc.Ing. Pavel Carbol

VÚHŽ a.s. Coating centrum

Povlak Barva Mikrotvrdost HV 0,03

Optimální tloušťka

Koe� cient tření s oceli

Teplota použití Použití

TiBN stříbřitá 4 500±500 2 - 3 µm 0,1- 0,2 Do 900 °CNože, střižníky, ostřihovací nože, tvářecí a protlačovací nástroje pro zpracování ba-revných kovů za studena

NANOKOMPTiBN+TiB2 stříbřitá 4 500±500 2 - 3 µm 0,2 - 0,3 Do 900 °C Formy, jádra, komory pro tlakové lití ba-

revných kovů (Al, Mg, Zn atd),

Obr. 2 Několik příkladů povlakovaných nástrojů pro zpracování barevných kovů za studena

35


Řešení problémů vzniklých třenímKelvin Chiddick, chemik z Jižní Afriky společně s Dr. J. Kalouskem (šéfem výzkumu v Kanadském národním výzkumném středisku ve Vancouveru) vyvinul a testoval tři základní modi� kátory tření (někdy špatně zvané maziva): LCF (nízký koe� cient tření), HPF (vysoké pozitivní tření) a VHPF (velmi vysoké pozitivní tření). O pár let později vyvinuli produkty pro snížení hlučnosti, které jsou používány z důvodu poskytnutí řešení problémů vzniklých třením a to jak pro železnice, metra, tramvaje a jiné dopravní prostředky pohybující se po kolejích.

Správa tření v minulostiCo používali (nebo stále používají) železnice pro správu

tření na jejich železničních systémech? Když kolo sklo-uzává díky mokré nebo namrzlé železnici nebo kvůli velkému nákladu, používá se písek pro zvýšení tření. Pro snížení tření na oblasti okolku zase maz nebo olej. Toto všechno má velmi negativní dopad na kola, železnice, bezpečnost a především i na živostní prostředí. Maz se šíří do oblastí kde není potřeba, písek způsobuje trvalá poškození kol a železnic. Tyto dva produkty dohromay vytvářejí pastu, která má škodlivé efekty na stupně opot-řebení a má za následek odlupování, jamky na kolejnicích a velmi špatnou adhezi. Nejhorší vlastností mazu je jeho pronikání do vodních systémů a způsobuje velká rizika pro životnís prostředí.

Správa tření dnesPředstavte si, že hodnoty tření na kolejnici by mohly

být garantovány mezi 0.35 a 0.55 a na okolku kola někde okolo 0.66. Koncept správy tření s pevnými typy maziva, mají schopnost to dokázat.

Zatímco tekutá nebo středně tekutá maziva budou migrovat z oblasti okolku na hlavu kolejnice, což má za následek nízké tření, slabou přilnavost a slabé brzdné účinky, pevná maziva nebudou migrovat a jakmile bude systém nasycený, zůstanou na konstantních hodnotách tření. Produkty fi rmy Kelsan nejsou na bázi grafi tu, pro-tože grafi t má nežádoucí účinky při vyžších teplotách a vysokém tlaku. Naše produkty jsou na bázi molybdén disulphidu s dalšími chemickými komponenty (“patento-vané obchodní tajemství”), které velmi efektivně vytvoří suchý fi lm, který se přilepí na povrch. Díky vlastnostem MoS2 také pronikne 5 micronů do oceli kol nebo kolejnic.

Jakmile je systém jednou plně nasycen můžeme zanedbat všechny vlivy vody, listů, písku nebo koroze.

Správa třeni v budoucnuJe již dokázáno, že po dvou letech používání pro-

duktu LCF se servisní životnost kol prodloužila čtyřikrát a to samé s cyklem obrábění kol. A tyto hodnoty stále stoupají po celou dobu, samozřejmě i pro HPF, kde byly tyto hodnoty také dosaženy. Kombinace těchto dvou produktů sníží spotřebuje energií, zatímco zachovají čísté a tiché prostředí pro pracovníky a veřejnost.

Jaké jsou tedy výhody?- prodloužení životnosti kol v důsledku snížení opot-

řebení okolku kol- minimalizování opotřebení boku a povrchu kolejnice- snížení spotřeby energie (mechanické do 13.3 %

a elektrické do 13.5 %)- snížení hladiny hluku až o 20 dBA- snížení opotřebení jízdní plochy kola a nákladů na vý-

měnu kol- snížení nákladů na obrábění kol- minimalizace vlnkovitosti kolejnic- nerozptyluje se na hlavu a bok kolejnice- nemá žádný vliv na přenost signalizace nebo brzdění,

ani na trakci- neznečišťují životní prostředí a jsou nehořlavá

Když bychom to tedy chtěli všechno shrnout do jedné věty, nejvhodněji by to bylo asi takhle: “Pokud si děláte cenové analýzy, brzy zjistíte, že si nemůžete dovolit ne-využívat modifi kátory tření na svých systémech.”

Text: Lukáš Kubíček

English AbstractThese products are used to provide friction management solution to railways, subways, trams and

other transit systems operating on the rail. After the initial development of a solid market base in North America, Japan, South Korea, Australia and England (London Underground, Euro Star), the corporation is now expanding to Central and Eastern Europe with the Czech Republic (Prague Metro) becoming a major customer. We hope that your railways and transit systems will follow soon.

36


Predĺženie životnosti vodouriediteľných chladiacich kvapalín

Komplexným riešením predĺženia životnosti vodouriediteľných chladiacich kvapalín je optimalizovanie hlavných činiteľov, ktoré majú významný vplyv na ich technické a chemické parametre.

Pri ich optimalizácii je potrebné brať do úvahy typ obrábania a druh obrábaného materiálu, technické možnosťi užívateľa týchto chladiacich kvapalín, výber vhodnej fi ltrácie vodouriediteľnej chladiacej kvapaliny a pravidelný servis vodouriediteľných chladiacich kvapalín.

Typ obrábania a druh obrábaného materiáluPre optimalizáciu hlavných činiteľov, ovplyvňujúcich

životnosť vodouriediteľných chladiacich kvapalín je potrebné v prvom rade defi novať „čo chceme obrábať a na čom to budeme obrábať“.

Pri zohľadnení spôsobu obrábania a obrábaného materiálu jednoznačne musíme defi novať, aký druh vodouriediteľnej chladiacej kvapaliny použijeme:

Brúsenie - na brúsne operácie sú vhodné polo-syntetické chladiace kvapaliny s malým obsahom minerálneho oleja – do cca 20%, resp. syntetické vodouriediteľné chladiace kvapaliny. Chladiace kva-paliny s vyšším obsahom minerálneho oleja nám budú postupne zanášať brúsny kotúč, dôsledkom čoho je zhoršenie kvality brúseného povrchu. Je po-trebné častejšie orezávanie brúsneho kotúča, čo má priamy vplyv na náklady spojené s jeho častejšou výmenou, ako aj s častejšími prestojmi stroja. Pri po-rovnaní polosyntetických a syntetických chladiacich kvapalín prax jednoznačne preukázala, že na brúsne operácie sú najvhodnejšie práve syntetické chladiace kvapaliny. Ich prednosti sú: malá náchylnosť na tvorbu baktérií, vynikajúce vyplachovacie a lepšie protiko-rózne vlastnosti. Navyše ich čírosť umožňuje lepšie sledovanie brúseného povrchu. Jedinou nevýhodou syntetických chladiacich kvapalín je ich vyššia cena. Tento fakt výrazne redukuje ich použitie na skutočne veľmi náročné a precízne brúsne operácie.

Sústruženie, frézovanie a vŕtanie - na tieto ope-rácie trieskového obrábania sú vhodné polosyntetické chladiace kvapaliny. Ich obsah EP aditív ovplyvňuje vhodnosť chladiacich kvapalín na jednotlivé druhy obrábaného materiálu. Čím je vyššia tvrdosť mate-

riálu, tým je potrebné použitie chladiacej kvapaliny s vyšším obsahom EP aditív.

Hlboké vŕtanie, rezanie a tvárnenie závitov - tieto veľmi náročné druhy trieskového obrábania vyžadujú chladiace kvapaliny s vysokým obsahom EP/AW aditív ( EP – „extrem pressure“ aditíva, ktoré dokážu minimalizovať trenie aj pri vysokých rýchlos-tiach, AW – antiwear, sú aditíva, ktoré výrazne znižujú opotrebenie nástroja).

V praxi sa pre tieto operácie najviac osvedčili chla-diace kvapaliny na báze esterov prírodných olejov. Vy-značujú sa vynikajúcimi mazacími vlastnosťami nielen pri vysokých rýchlostiach, ale aj pri obrábaní vysokole-govaných materiálov, ako sú Cr-Ti, Cr-Mn a Cr-Va ocele.

Technické možnosti užívateľa týchto chladiacich kvapalín

Pod zohľadnením technických možností užívateľa chladiacich kvapalín rozumieme :

- technický park obrábacích strojov- možnosti prípravy chladiacej kvapaliny- charakter nádrží chladiacej kvapaliny

o sólo nádrž obrábacieho strojao centrálny systém pre všetky obrábacie strojeo kombinácia oboch systémov

- možnosť pravidelnej starostlivosti o chladiacu kvapalinu

- prípadné požiadavky odberateľov fi nálnych produktov

- požiadavky na následné odmastenie obrábaných súčiastok

Výber vhodnej � ltrácie vodouriediteľnej chla-diacej kvapaliny

V predchádzajúcej kapitole sme podrobne rozobra-li vplyv fi ltrácie chladiacej kvapaliny na jej životnosť. Preto je veľmi dôležité chladiacu kvapalinu nielen fi ltrovať, ale aj správne fi ltrovať. V praxi sa ukázalo, že pre jednotlivé operácie trieskového obrábania sú najvhodnejšie nasledovné spôsoby fi ltrácie :

o brúsenie (hrubá fi ltrácia magnetickým fi ltrom a jemná fi ltrácia použitím fi ltračného papiera s priepustnosťou do 10 um)

o sústruženie, frézovanie a vŕtanie – použitie fi l-trácie cez fi ltračný papier so strednou priepust-nosťou – cca 20um

o hlboké vŕtanie – tu je vhodné použitie fi ltrácie prostredníctvom hydrocyklónov, nakoľko sa pri týchto operáciách používa vysokotlakový chla-diaci systém. Pri vysokých prietokoch chladiacej kvapaliny tento systém fi ltrácie plne vyhovuje nielen po technickej stránke, ale zároveň je schopný dosiahnuť čistotu po fi ltrácii cca 5 um.

D. Pravidelný servis vodouriediteľných chladia-cich kvapalín

Z hľadiska životnosti chladiacich kvapalín je pra-videlný servis nesmierne dôležitý. Doporučujeme pravidelne kontrolovať nasledovné parametre vo-douriediteľných chladiacich kvapalín:• koncentrácia - minimálne 1x týždenne• pH hodnota - minimálne 1 x týždenne• korózny test - cca 1 x mesačne• bakteriologický test - pri poklese pH o viac ako 5%• tvrdosť vody - cca 1 x za mesiac

Tieto doporučované intervaly sú orientačné a platia pre bežné obrábacie stroje s kapacitou chladiaceho systému cca 200 – 1.000 litrov.

V prípade veľkoobjemových centrálnych chla-diacich systémov sa osvedčili nasledovné intervaly kontroly hlavných parametrov chladiacich kvapalín:

• koncentrácia - denne• pH hodnota - denne• korózny test - 1 x týždenne• bakteriologický test - 2 x mesačne• tvrdosť vody - cca 1 x mesačne

V prípade pozitívneho testu na baktérie, resp. ples-ne a huby, je potrebné pridať do chladiacej kvapali-ny potrebné množstvo bakteriocídneho prípravku. Množstvo prípravku závisí od veľkosti kontaminácie chladiacej kvapaliny a príslušného dávkovania pred-písaného výrobcom prípravku. Je taktiež dôležité nalievať prípravok do miesta pravdepodobného množenia baktérií. V prípade usadeného kalu na dne nádrže prax preukázala zvýšenie účinku bakteriocídu premiešaním tohto kalu, či už mechanicky alebo stlačeným vzduchom.

Okrem kontroly uvedených hlavných parametrov je potrebné udržiavať chladiacu kvapalinu v čistote. V prípade, že obrábací stroj nie je vybavený dosta-točným systémom fi ltrácie, doporučujeme podľa intenzity znečistenia kvapaliny jej fi ltráciu v pravi-delných intervaloch.

V prípade intenzívneho znečistenia (napr. pri brúsnych operáciách, resp. pri operáciách jemného trieskového obrábania hliníka, mosadze, liatiny) sa v praxi ukázala nevyhnutnosť v určitých intervaloch chladiacu kvapalinu z obrábacieho stroja vyčerpať, stroj vyčistiť, kvapalinu prefi ltrovať a napustiť naspäť do obrábacieho stroja.

Na trhu je niekoľko fi riem, ktoré ponúkajú vo svo-jom sortimente niekoľko typov zariadení na údržbu chladiacich kvapalín.

Servis chladiacich kvapalín je náročný proces, ktorý vyžaduje nielen technické vybavenie, ale zároveň určité praktické skúsenosti. Stojí vždy za uváženie, či nie je výhodnejšie zveriť tento servis špecializovaným fi rmám, resp. či oň nepožiadať samotného dodávateľa chladiacich kvapalín.

Text: Ing. Radovan Roman

English AbstractThe quality of the water-miscible coolants depend not only on its composition, but mainly on the

precision servis works during its lifetime. The result of this maintenance will be shown directly on the costs for the coolant and working tools. Following increasing of the productivity is the second-ary benefi t of this maintenance. From the environment view the good maintenance of the coolants improve the quality of the working place and fulfi ll the strictly hygienic standarts..

37


Výber vhodnej � ltrácie vodouriediteľnej chla-diacej kvapaliny

V predchádzajúcej kapitole sme podrobne rozobra-li vplyv fi ltrácie chladiacej kvapaliny na jej životnosť. Preto je veľmi dôležité chladiacu kvapalinu nielen fi ltrovať, ale aj správne fi ltrovať. V praxi sa ukázalo, že pre jednotlivé operácie trieskového obrábania sú najvhodnejšie nasledovné spôsoby fi ltrácie :

o brúsenie (hrubá fi ltrácia magnetickým fi ltrom a jemná fi ltrácia použitím fi ltračného papiera s priepustnosťou do 10 um)

o sústruženie, frézovanie a vŕtanie – použitie fi l-trácie cez fi ltračný papier so strednou priepust-nosťou – cca 20um

o hlboké vŕtanie – tu je vhodné použitie fi ltrácie prostredníctvom hydrocyklónov, nakoľko sa pri týchto operáciách používa vysokotlakový chla-diaci systém. Pri vysokých prietokoch chladiacej kvapaliny tento systém fi ltrácie plne vyhovuje nielen po technickej stránke, ale zároveň je schopný dosiahnuť čistotu po fi ltrácii cca 5 um.

D. Pravidelný servis vodouriediteľných chladia-cich kvapalín

Z hľadiska životnosti chladiacich kvapalín je pra-videlný servis nesmierne dôležitý. Doporučujeme pravidelne kontrolovať nasledovné parametre vo-douriediteľných chladiacich kvapalín:• koncentrácia - minimálne 1x týždenne• pH hodnota - minimálne 1 x týždenne• korózny test - cca 1 x mesačne• bakteriologický test - pri poklese pH o viac ako 5%• tvrdosť vody - cca 1 x za mesiac

Tieto doporučované intervaly sú orientačné a platia pre bežné obrábacie stroje s kapacitou chladiaceho systému cca 200 – 1.000 litrov.

V prípade veľkoobjemových centrálnych chla-diacich systémov sa osvedčili nasledovné intervaly kontroly hlavných parametrov chladiacich kvapalín:

• koncentrácia - denne• pH hodnota - denne• korózny test - 1 x týždenne• bakteriologický test - 2 x mesačne• tvrdosť vody - cca 1 x mesačne

V prípade pozitívneho testu na baktérie, resp. ples-ne a huby, je potrebné pridať do chladiacej kvapali-ny potrebné množstvo bakteriocídneho prípravku. Množstvo prípravku závisí od veľkosti kontaminácie chladiacej kvapaliny a príslušného dávkovania pred-písaného výrobcom prípravku. Je taktiež dôležité nalievať prípravok do miesta pravdepodobného množenia baktérií. V prípade usadeného kalu na dne nádrže prax preukázala zvýšenie účinku bakteriocídu premiešaním tohto kalu, či už mechanicky alebo stlačeným vzduchom.

Okrem kontroly uvedených hlavných parametrov je potrebné udržiavať chladiacu kvapalinu v čistote. V prípade, že obrábací stroj nie je vybavený dosta-točným systémom fi ltrácie, doporučujeme podľa intenzity znečistenia kvapaliny jej fi ltráciu v pravi-delných intervaloch.

V prípade intenzívneho znečistenia (napr. pri brúsnych operáciách, resp. pri operáciách jemného trieskového obrábania hliníka, mosadze, liatiny) sa v praxi ukázala nevyhnutnosť v určitých intervaloch chladiacu kvapalinu z obrábacieho stroja vyčerpať, stroj vyčistiť, kvapalinu prefi ltrovať a napustiť naspäť do obrábacieho stroja.

Na trhu je niekoľko fi riem, ktoré ponúkajú vo svo-jom sortimente niekoľko typov zariadení na údržbu chladiacich kvapalín.

Servis chladiacich kvapalín je náročný proces, ktorý vyžaduje nielen technické vybavenie, ale zároveň určité praktické skúsenosti. Stojí vždy za uváženie, či nie je výhodnejšie zveriť tento servis špecializovaným fi rmám, resp. či oň nepožiadať samotného dodávateľa chladiacich kvapalín.

Text: Ing. Radovan Roman

English AbstractThe quality of the water-miscible coolants depend not only on its composition, but mainly on the

precision servis works during its lifetime. The result of this maintenance will be shown directly on the costs for the coolant and working tools. Following increasing of the productivity is the second-ary benefi t of this maintenance. From the environment view the good maintenance of the coolants improve the quality of the working place and fulfi ll the strictly hygienic standarts..

38


Tribotechnika velkých točivých strojů

Provoz velkých točivých strojů předpokládá dokonalé zajištění mazání. Co jsou tzv. velké točivé stroje? Jedná se především o turbogenerátory, turbokompresory, ply-nové turbíny. Olej zde má velké množství povinností a olejové náplně se pohybují v rozmezí 1 000 litrů až 70 000 litrů.

Olej v těchto za-řízeních musí doko-nale zajistit mazání ložisek i převodov-ky. Slouží jako hyd-raulická a regulač-ní kapalina. Chrání zařízení před koro-zí, snižuje hlučnost a v neposlední řadě slouží jako nositel informací o jakosti oleje a technickém stavu strojního za-řízení.

J a k o m a z i v o těchto soustrojí se převážně používa-jí ropné oleje. Tyto oleje jsou upravo-vány jak selektivní rafi nací, tak vysoko-tlakou hydrogenací. V současné době se stále více začínají prosazovat oleje syntetické. O kva-

Oleje se upravují přísadami, a to převážně jen antioxidanty, přísadami proti korozi a pěni-vosti. Olej je nutné před použitím laboratorně prověřit tak, aby splnil všechny požadované jakostní parametry. Kontrola musí být provede-na s patřičnou přesností s tím, že po nasazení do provozu pracuje olej v těchto systémech až 20 let bez výměny. V průběhu provozu je ročně doplňován 3 – 7 % nového oleje. Olej by měl mít vždy stejné složení – stejnou aditivaci a pokud možno i stejný typ základového oleje. Pokud dochází ke změně dodavatele, doporučuje se provést dokonalé ověření všech vlastností oleje a prověřit vzájemnou mísitelnost za různých teplot a koncentrací.

Olej v průběhu provozu stárne, snižuje se množství přísad, mění se povrchové vlastnosti. Olej může mít špatnou deemulgaci, může pěnit a uvolňovat různé oxidační zplodiny a kaly.

Jak probíhá stárnutí olejů? Méně stabilní mole-kuly oxidují a tvoří kyselé produkty, které v další reakci poskytují komplexní sloučeniny. Vznikají kaly, které brání funkčnosti mazaných součástí, a to převážně hydraulickým, regulačním prvkům a ložiskům. Tyto oxidační zplodiny jsou polární a pevně ulpí v celém olejovém okruhu a negativně pak ovlivňují chod celého soustrojí.

Z tohoto krátkého sdělení je vidět, co se v pro-vozu těchto významných soustrojí děje v mazacích okruzích s olejem. Je nutné upozornit i na kon-strukci olejového okruhu, správné umístění vhod-ných fi ltrů, chladičů. Olej se musí v olejové nádrži uklidnit, odloučit vodu, uvolnit vzduch a pěnu. V průběhu provozu je nutné provádět pravidelné kontroly jakosti vlastního oleje pomocí tribodia-gnostických metod.

litě turbinových olejů v každém případě rozhoduje kvalita zá-kladových olejů a vhodná adi-tivace.

Jako vhodné jsou základové oleje, které mají: min. 80 % na-sycených CH, max. 19 % aro-matických CH a max. 0,5 % síry a dusíku.

HodnoceníHodnocení olejů je systematická a pravidelná péče

o olej. Provádíme hodnocení olejů v provozu ČEZ, Tranzitního plynovodu, ATMOSU, České rafi nérské a dalších provozů. Hodnocení je prováděno pravidel-nými i nepravidelnými rozbory po dobu více než 15 let. K dispozici máme asi 3 000 rozborů a hodnocení.

Výsledky jednoznačně dokazují, že tam, kde se pravidelně provádí kontrola a údržba olejů, je stav stále dobrý. Převážně se doplňuje poměrně malé množství oleje (3 – 5 %). Světové statistiky hovoří o doplňování novým olejem až o 10 % za rok.

Největším problémem u provozu rotačních sou-strojí je čistota oleje. U sledovaných olejů je možno konstatovat, že v průběhu provozu proniká do olejo-vého hospodářství velké množství nečistot. Nečistoty tvoří prach a drobné kamínky. Průnik je způsoben tím, že není v pořádku větrání nádrží. Jsou zde špatně voleny vzduchové fi ltry, špatně jsou udržovány nebo jsou odstraněny.

Dále se zde negativně projevuje nedbalost při údržbě, tj. v oleji se najdou vlákna z hadrů a poru-šené fi ltrační materiály. Dále zde jsou často korozivní částice, a to převážně tam, kde je nadměrné množství vody. V systémech se málo objevuje kovový otěr z opotřebení. Dále není věnována patřičná pozor-nost doplňování novým olejem. Nový olej obsahuje často větší množství nečistot než povoluje předpis.

Doporučená čistota oleje podle ISO 4406/87 je 18/15. Bylo by však vhodné pro prodloužení život-nosti oleje snížit hodnoty na 17/14.

Obsah vody v oleji je druhým nejčastějším pro-blémem. Voda se dostává do oleje jednak dýcháním olejových systémů, poruchou v chlazení nebo u par-ních turbogenerátorů poruchou ucpávky.

Olej musí mít dobrou deemulgační schopnost. Po-kud je deemulgační charakteristika dobrá, olej vodu uvolní, ta se usadí na dně nádrže odkud se odpouští.

Je zde velké nebezpečí ztráty deemulgační schop-nosti. Při čištění pomocí saponátových přípravků, již malé množství saponátů změní povrchové vlast-nosti oleje a pak dochází ke ztrátě deemulgačních vlastností a zvýšení pěnivosti. Řešením je pak jen výměna oleje. Maximální přípustné množství vody v turbinových olejích je 500 mg/kg. Doporučujeme toto množství snížit na 200 mg/kg, max. 300 mg/kg. Olej s obsahem 500 mg/kg není již jasný, začíná zde mírný zákal. Voda má kromě koroze negativní vliv na snižování množství přísad.

Číslo kyselosti je jedním z významných ukazatelů stárnutí turbinového oleje. Je nutné jeho pravidelné sledování.

Při zvýšení čísla kyselosti o 0,2 až 0,3 mgKOH/g oproti novému oleji, dochází k tvorbě měkkých kalů, které jsou polární a usazují se převážně v hydraulic-kých a regulačních systémech. Při zvýšené teplotě dochází k degradaci, a to předně v oblasti ložisek. Zde se zvyšuje teplota a dochází až k tvorbě úsad, které způsobí celkovou poruchu soustrojí. To má přímou návaznost na úbytek přísad. Nikdy bychom neměli připustit pokles antioxidantů pod 30 % z pů-vodní hodnoty.

Velký význam pro celkové hodnocení jakosti turbi-nových olejů má využití hodnocení pomocí infračer-vené spektroskopie, kde se jednoznačně prokazuje přítomnost dalších oxidačních produktů v olejích.

Závěr Bylo by možné uvést další parametry, které jsou

systematicky hodnoceny. Jednoznačně lze však kon-statovat, že tam, kde se provádí pravidelná diagnos-tika a následné technické opatření (např. odstranění vody a nečistot) jsou oleje v dobrém stavu. V případě snížení množství přísad je možné provést doaditivaci.

Dobrá péče pak zajistí dlouhodobé používání olejů, a to v rozmezí 5 až 15 let. V mnoha případech byla prováděna výměna při generálních opravách po 20 letech.

Olej má velký význam pro zajištění bezporu-chového provozu těchto významných zařízení. Při poruchách těchto soustrojí dochází ke značným eko-nomickým ztrátám. Pravidelná kontrola pomoci tri-bodiagnostiky znamená minimální náklady, a podle našich zkušeností přináší mnohonásobné úspory při zajištění dlouhodobého bezporuchového provozu.

Text: Vladislav Marek

Vzhled denně vizuální kontrola

Barva denně vizuální kontrolaČíslo kyselosti za 3 měsíce max.nárůst o 0,2 mg KOH/gViskozita za 3 měsíce asi 10 – 15 %Bod vzplanutí 1 x ročně min. 180 °CObsah vody za 3 měsíce max. 0,05 %Deemulgační číslo za 6 měsíců max. 800 sLátky nerozp.v pentanu za 6 měsíců max. 0,1 %Obsah přísad 1 x ročně min. 25 %Mechanické nečistoty za 6 měsíců max. 18/16Koroze na mědi za 6 měsíců nepřítomna

Co zpravidla hodnotíme u turbinových olejů.

39


HodnoceníHodnocení olejů je systematická a pravidelná péče

o olej. Provádíme hodnocení olejů v provozu ČEZ, Tranzitního plynovodu, ATMOSU, České rafi nérské a dalších provozů. Hodnocení je prováděno pravidel-nými i nepravidelnými rozbory po dobu více než 15 let. K dispozici máme asi 3 000 rozborů a hodnocení.

Výsledky jednoznačně dokazují, že tam, kde se pravidelně provádí kontrola a údržba olejů, je stav stále dobrý. Převážně se doplňuje poměrně malé množství oleje (3 – 5 %). Světové statistiky hovoří o doplňování novým olejem až o 10 % za rok.

Největším problémem u provozu rotačních sou-strojí je čistota oleje. U sledovaných olejů je možno konstatovat, že v průběhu provozu proniká do olejo-vého hospodářství velké množství nečistot. Nečistoty tvoří prach a drobné kamínky. Průnik je způsoben tím, že není v pořádku větrání nádrží. Jsou zde špatně voleny vzduchové fi ltry, špatně jsou udržovány nebo jsou odstraněny.

Dále se zde negativně projevuje nedbalost při údržbě, tj. v oleji se najdou vlákna z hadrů a poru-šené fi ltrační materiály. Dále zde jsou často korozivní částice, a to převážně tam, kde je nadměrné množství vody. V systémech se málo objevuje kovový otěr z opotřebení. Dále není věnována patřičná pozor-nost doplňování novým olejem. Nový olej obsahuje často větší množství nečistot než povoluje předpis.

Doporučená čistota oleje podle ISO 4406/87 je 18/15. Bylo by však vhodné pro prodloužení život-nosti oleje snížit hodnoty na 17/14.

Obsah vody v oleji je druhým nejčastějším pro-blémem. Voda se dostává do oleje jednak dýcháním olejových systémů, poruchou v chlazení nebo u par-ních turbogenerátorů poruchou ucpávky.

Olej musí mít dobrou deemulgační schopnost. Po-kud je deemulgační charakteristika dobrá, olej vodu uvolní, ta se usadí na dně nádrže odkud se odpouští.

Je zde velké nebezpečí ztráty deemulgační schop-nosti. Při čištění pomocí saponátových přípravků, již malé množství saponátů změní povrchové vlast-nosti oleje a pak dochází ke ztrátě deemulgačních vlastností a zvýšení pěnivosti. Řešením je pak jen výměna oleje. Maximální přípustné množství vody v turbinových olejích je 500 mg/kg. Doporučujeme toto množství snížit na 200 mg/kg, max. 300 mg/kg. Olej s obsahem 500 mg/kg není již jasný, začíná zde mírný zákal. Voda má kromě koroze negativní vliv na snižování množství přísad.

Číslo kyselosti je jedním z významných ukazatelů stárnutí turbinového oleje. Je nutné jeho pravidelné sledování.

Při zvýšení čísla kyselosti o 0,2 až 0,3 mgKOH/g oproti novému oleji, dochází k tvorbě měkkých kalů, které jsou polární a usazují se převážně v hydraulic-kých a regulačních systémech. Při zvýšené teplotě dochází k degradaci, a to předně v oblasti ložisek. Zde se zvyšuje teplota a dochází až k tvorbě úsad, které způsobí celkovou poruchu soustrojí. To má přímou návaznost na úbytek přísad. Nikdy bychom neměli připustit pokles antioxidantů pod 30 % z pů-vodní hodnoty.

Velký význam pro celkové hodnocení jakosti turbi-nových olejů má využití hodnocení pomocí infračer-vené spektroskopie, kde se jednoznačně prokazuje přítomnost dalších oxidačních produktů v olejích.

Závěr Bylo by možné uvést další parametry, které jsou

systematicky hodnoceny. Jednoznačně lze však kon-statovat, že tam, kde se provádí pravidelná diagnos-tika a následné technické opatření (např. odstranění vody a nečistot) jsou oleje v dobrém stavu. V případě snížení množství přísad je možné provést doaditivaci.

Dobrá péče pak zajistí dlouhodobé používání olejů, a to v rozmezí 5 až 15 let. V mnoha případech byla prováděna výměna při generálních opravách po 20 letech.

Olej má velký význam pro zajištění bezporu-chového provozu těchto významných zařízení. Při poruchách těchto soustrojí dochází ke značným eko-nomickým ztrátám. Pravidelná kontrola pomoci tri-bodiagnostiky znamená minimální náklady, a podle našich zkušeností přináší mnohonásobné úspory při zajištění dlouhodobého bezporuchového provozu.

Text: Vladislav Marek

Vzhled denně vizuální kontrola

Barva denně vizuální kontrolaČíslo kyselosti za 3 měsíce max.nárůst o 0,2 mg KOH/gViskozita za 3 měsíce asi 10 – 15 %Bod vzplanutí 1 x ročně min. 180 °CObsah vody za 3 měsíce max. 0,05 %Deemulgační číslo za 6 měsíců max. 800 sLátky nerozp.v pentanu za 6 měsíců max. 0,1 %Obsah přísad 1 x ročně min. 25 %Mechanické nečistoty za 6 měsíců max. 18/16Koroze na mědi za 6 měsíců nepřítomna

Co zpravidla hodnotíme u turbinových olejů.

40


Technická diagnostika – vibrodiagnostika ložísk

Technická diagnostika ako nástroj spoľahlivosti má veľký význam pri prevádzke a údržbe zariadení. Jedna z najzaužívanejších metód technickej diagnostiky pre rotačné zariadenia je vibrodiagnostika. V týchto zariadeniach je hlavnou súčiastkou ložisko, ktoré zabezpečí rotačný pohyb a zachytí dynamické zaťaženie.

Bezporuchový chod a celko-vá životnosť zariadenia preto v značnej miere závisia od stavu ložiska, od jeho životnosti. Pri kva-litných ložiskách by v ideálnom prípade mohla byť životnosť aj nekonečná, preto je dôležité pri-blížiť sa čo najviac k ideálnemu stavu. Začína sa to s odborným zabudovaním ložiska pomocou špeciálnych náradí s dodržaním požadovanej čistoty pri montáži a správnym mazacím režimom. Ak sú tieto podmienky dodržané, tak na životnosť vplývajú už len dynamické sily pri prevádzke, kto-ré sú vyvolané inými súčiastkami, respektíve ich poruchami. Úlohou technickej diagnostiky, konkrét-ne vibrodiagnostiky je na jednej strane nájsť skryté poruchy sú-čiastok, ktoré majú výrazný vplyv na rýchlejšie opotrebovanie lo-žísk, na druhej strane sledovať samotný stav ložísk. Včasným odstránením skrytých porúch sa v značnej miere predlžuje život-nosť ložísk. Nekonečná životnosť v praxi neexistuje ani v prípade, že sú ideálne podmienky, ale po-mocou vibrodiagnostiky je mož-né určiť „moment“, keď sa ložisko nachádza tesne pred koncom svojej životnosti. Vylúči sa takto predčasná a zbytočná výmena

ložísk vykonaná na základe odpracovaného času, pričom máte istotu, že diagnostika signalizuje, kedy bude treba skutočne vymeniť ložisko. Diagnostika teda zvyšuje istotu, spoľahlivosť a životnosť, respek-tíve čas medzi dvoma opravami. V neposlednom rade sa znižujú náklady na údržbu.

Pri rozhodovaní o diagnostike sa kladú dve otáz-ky. Ktoré stroje treba diagnostikovať a ako zvoliť hustotu merania?

Pri výbere strojov hlavnú úlohu hrá:- dôležitosť a funkcia v danej prevádzke- náklady na opravu a údržbuRozhodne sa odporúča diagnostikovať stroje, kto-

rých porucha môže mať vplyv na životné prostredie a na bezpečnosť zamestnancov alebo iných ľudí. Rovnako sa odporúča diagnostikovať stroje, ktoré sú nenahraditeľné alebo ich prípadná porucha môže spôsobiť odstavenie časti alebo celej prevádzky. Pri poruche takýchto strojov vzniká priama škoda so znehodnotením rozpracovaného materiálu alebo nepriama, spôsobená výpadkom výroby, nedodr-žaním termínu dodávok a podobne.

Tiež sa odporúča diagnostikovať drahé zariade-nia, ktorých oprava predstavuje značné fi nančné výdavky. Nie je totiž jedno, či sú za určitý časový interval takéto nákladné opravy vykonané trikrát alebo len dvakrát. Ak je dokumentovateľne a pravi-delne sledovaný stav zariadenia a oprava sa vykoná na základe skutočného stavu, predlžuje sa čas medzi dvoma opravami.

Frekvencia meraníFrekventovanosť diagnostických meraní je tiež

diskutovaná téma. Často sa stretávam s názorom zo

41


strany údržby, že na danom stroji sú poruchy zriedka-vo, preto stačí merať raz za rok. Ďalším argumentom je, že počas posledných dvoch rokov nebola žiadna porucha, teda je zbytočné merať v troj mesačných intervaloch. Treba si však uvedomiť, že hustota merania má byť odvodená od rýchlosti priebehu konkrétnej možnej poruchy a nie od štatistických údajov. Čas medzi dvoma meraniami by mal byť kratší ako polovica intervalu medzi potenciálnou a funkcionálnou chybou.

poruchy pri maximálnom využití strojov a súčias-tok do konca ich životnosti. Pozrime sa na príklad elektromotora s výkonom 45 kW. Motor je spojený s ventilátorom cez remeňový prevod. Zariadenie je v prevádzke 80 – 100 hodín týždenne. Diagnostické meranie je vykonané v 90-dňových intervaloch. Pri vážnom podozrení sa čas medzi meraniami skráti na 45 dní. Podobným spôsobom sledujeme 12 ks uvedených typov ventilátorov od začiatku roka 2006. Pred štyrmi mesiacmi sme pozorovali mierne zhor-

Obr. 1. B – bod, kde sa objavuje anomália, ktorá navonok nie je pozorovateľná a nezávisí od veku súčiastky; P – potenciálna chyba, v tomto bode sme schopní prvýkrát vnímať chybu; F – funkcionálna chyba, v tomto bode už nastane porucha

Ak v bode P neza-sahujeme, pokračuje zhoršenie stavu, väčši-nou v zrýchlenom tem-pe, pokiaľ sa nedostane k bodu F. Aby porucha nenastala bez nášho ve-domia, treba v intervale P-F vykonať aspoň dve diagnostické merania. Hustota merania závi-sí od dĺžky úseku P-F a nie od toho, kedy sa vyskytla naposledy po-rucha, alebo kedy bola vykonaná oprava.

Pri správne zvolenej hustote merania je vib-rodiagnostika úplne spo-ľahlivá metóda na zní-ženie rizík nečakanej Obr. 2.

šenie stavu zadného ložiska elektromotora. Odporúčali sme venovať zvýšenú pozor-nosť mazaniu. Pri meraní o 90 dní neskôr sa ďalej zhoršil stav cca o 10 %. Ložisko sa nachádzalo na začiatku fázy tzv. „rýchleho opotrebovania“. Odporúčali sme skrátiť čas medzi meraniami na 45 dní. Pri ďalšom meraní sme zaregistrovali výrazné zhoršenie stavu a zvýšenie amplitúd na chybových frekven-ciách daného ložiska 6219.

Na obrázku č. 2 je vidno naposledy name-rané spektrum chvenia a trend zvyšovania vibrácie od 14. 3. 2006. Vidíme, že trend presne kopíruje tzv. klasický trend opotrebovania ložiska. Po tomto meraní sme odporúčali vymeniť ložisko hneď ako to prevádzkové podmienky dovolia. Údržba už bola

B

42


pripravená, pretože sme ich upozornili pri predchádzajú-com meraní na možnú potre-bu výmeny ložiska. Dopredu sa zabezpečili ložiská a v oka-mihu, keď to výrobný proces umožnil, rýchlo a profesionál-ne prebehla oprava bez ďal-ších nečakaných komplikáciií

Aj keď platí fakt, že vibro-diagnostika prináša najlep-šie výsledky pri pravidelných meraniach, keď sledujeme trend a okrem mohutnosti vibrácií je možné porovnať jednotlivé spektrá podľa am-plitúd na konkrétnych frek-venciách, často sa používa aj na identifi kovanie neznámej

opotrebované, pretože za krátky čas ho bude tre-ba vymeniť. Vhodnejšie je vyvažovanie vykonať až po výmene. Na obrázku č. 3 je namerané spektrum chvenia vo vertikálnom smere. Z obálkovej analýzy je zrejmé, že na chybovej frekvencii „BPFO“, ložiska SKF 1309 E/C3, je výrazná amplitúda poukazujúca na opotrebovanie vonkajšieho krúžku. BPFO: Ball pass frequency outer – frekvencia obiehania valivého

Obr. 3.

telesa – vonkajšia. Udáva počet, koľkokrát prechádza-jú valivé telesá cez chybu, nachádzajúcu sa na vonkaj-šej obehovej dráhe ložiska, za jednu otáčku.

Obrázok číslo č.4 zná-zorňuje spektrá namera-né v troch smeroch H/V/A na rozsahu do 10 kHz. Už na prvý pohľad je jedno-značné, že ložisko sa blíži ku koncu svojej životnosti, aj keď stav ešte nie je kri-tický. Nakoľko nás čakala ďalšia operácia, rozhodli sme sa okamžite vymeniť ložisko a potom vykonať dynamické vyvažovanie. Pri rozoberaní ložiska sme

skrytej poruchy na základe jedného merania. V na-sledujúcom príklade bola požiadavka na dynamické vyvažovanie ventilátora na mieste pri prevádzke. Samotné vyvažovanie sa vždy začína kontrolným di-agnostickým meraním. Meranie potvrdilo, že obežné koleso je nevyvážené a už z jediného merania bolo jednoznačné, že aj ložisko pri obežnom kolese je opotrebované. Nemá zmysel vyvažovať, ak je ložisko

Obr. 4.

Ventilátor 10 - Ložisko 4 chybné

Ventilátor 10 - Ložisko 4 chybné

43


mazacieho režimu a pravidelného čistenia obež-ného kolesa, ventilátor je pripravený na dlhodobú bezporuchovú prevádzku. V budúcnosti jediná úloha týkajúca sa tohto ventilátora je vykonanie pravidelného diagnostického merania.

V uvedených príkladoch som sa sústredil hlavne na diagnostikovanie ložísk. S rovnakým úspechom sa dajú diagnostikovať aj ďalšie elementy rotač-ných strojov, nájsť ich chyby a nedostatky. Sú to napríklad ozubené kolesá prevodoviek, ohnutie rotorov a hriadeľov, nevyváženosť rotorov a obež-ných kolies, nesprávne nastavenie súosovosti

sa presvedčili aj vizuálne o správnosti našej ana-lýzy vykonanej na základe nameraných spektier. Ložisko 1309 E/C3 je dvojradové a už voľným okom bolo vidno opotrebovanie obidvoch obežných dráh na vonkajšom krúžku, ako to potvrdzuje aj obrázok č.5.

Po výmene ložiska sme vykonali dynamické vyvažovanie obežného kolesa na mieste pri pre-vádzke. Vyvažovanie sme ukončili záverečným kontrolným meraním. Na obrázku č.6 v hornej časti je vibračné spektrum namerané pred vý-menou ložiska o 11:22, a v dolnej časti spektrum namerané po výmene a po vyvažovaní o 16:25. Rozdiel je jednoznačný. Pri dodržaní správneho

Obr. 5.

Obr. 6.

dvoch hriadeľov, spojok, chyby remeňového pre-vodu, chyby s upevnením zariadenia a nedosta-točná pevnosť základu, problémy s rezonanciou a podobne. Pri pravidel-ných meraniach sa tieto tzv. skryté chyby zvyčajne nájdu už pri prvých mera-niach a postupne sa od-straňujú, čím sa vlastne zlepšuje stav zariadenia. Aby však diagnostika bola úspešná, je veľmi dôležité pri jej zavádzaní správne sa rozhodnúť, ktoré stroje treba merať, akým spô-sobom diagnostikovať, aké parametre merania používať. Prípravu odpo-

rúčam radšej zveriť odborníkovi, ktorý má overené skúsenosti pri zavádzaní diagnostiky.

Môžeme konštatovať, že vibrodiagnostika, ktorá je dobre „dimenzovaná“, parametre sú správne nastavené, je pre údržbu veľmi užitoč-ný nástroj, ktorý umožňuje zvýšiť spoľahlivosť výrobných a obslužných prevádzok a zníži po-ruchovosť diagnostikovaných zariadení. Pomáha v rozhodovaní o oprave a údržbe, šetrí náklady na údržbu a takto ušetrené prostriedky z ročné-ho rozpočtu sa môžu využívať na plnenie iných dôležitých úloh údržby.

Ing. František Molnár

Ventilátor 10 - Ložisko 4

44


Vysoce výkonné vrtákyMezi nejvyužívanější operace třískového obrábění patří bezesporu vrtání. Ač se samotná tech-nologie nijak výrazně nemění, nástroje pro vrtání procházejí neustálým vývojem umožňujícím zvyšování parametrů vrtání na straně jedné a zvyšování životnosti na straně druhé.

držáky, například Dormer Hydro-Grip. Vrtáky lze však také upnout do držáků typu ER a Weldon.

Hlava je spolehlivě zajištěna dvěma šrouby. Dráž-kování na těle a na vyvrtávací hlavě do sebe přesně zapadá, krouticí moment je přenášen rovnoměrně, což umožňuje přesné a snadné sestavení nástrojo-vého systému. Spirálové drážky současně zajišťují účinné odvádění třísky. Otvory pro rozvod řezné kapaliny v těle vrtáku jsou dokonale zarovnány s příslušnými otvory na výměnné vrtací hlavě tak, aby řezná kapalina byla přiváděna přímo na břit. Při vysokorychlostním obrábění s vysokou rychlostí posuvu dobře odvádí teplo z místa vrtání a současně hladce odvádí třísky z otvoru. To pozitivně ovlivňuje životnost nástroje.

Přínos pro uživatele• Vysoká produktivita ve většině materiálů, včetně

uhlíkatých a legovaných ocelí, korozivzdorné oceli, titanu, niklu a litiny. V nabídce jsou dva druhy hlav – Hydra-M je speciálně určena pro optimální výkon při obrábění korozivzdorné oceli a litiny. Hydra-P je doporučována pro obrábění ocelí.

• Trvale vysoká výkonnost, i po mnoha výměnách hlav.

• Snížení nákladů na skladové zásoby nástrojů – do jednoho těla lze upnout různé vrtací hlavy.

• Snadná a rychlá výměna hlavy minimalizuje prostoje ve výrobním procesu. Hlavu je možné vyměnit bez nutnosti vyjmutí těla ze stroje.

• Vrtací hlava a tělo do sebe přesně zapadají, což vede k maximální tuhosti upnutí a vyvrtané otvory jsou přesné.

• Stopku lze upnout do řady různých upínacích systémů.

• Široký výběr vrtacích hloubek, až do 8x D.• Kanálky pro vnitřní rozvod řezné kapaliny

umožňují přesné nasměrování řezné kapaliny a správné rozložení tlaku pro zajištění účinného odvádění třísky a prodloužení životnosti nástro-je.Kanálky pro vnitřní rozvod řezné kapaliny umožňují přesné nasměrování řezné kapaliny

Obr. 1 Vysoce výkonné vrtáky s výměnnou vrtací hlavou Hydra vynikají vysokou odolností vůči opo-třebení a korozi

Vysoce výkonné vrtáky s vý-měnnou vrtací hlavou Hydra

Výměnné hlavy z houževnaté-ho mikrozrnného karbidu a těla z tvrzené niklované oceli vynikají vysokou odolností vůči opotře-bení a korozi. Do jednoho těla lze upnout vrtací hlavy různých velikostí při zachování spolehli-vosti upnutí nástroje a celkové integrity systému.

Vrtací hlavy mají povlak z TiAlNi (titanaluminiumnitrid), který vý-razně přispívá k vysoké houžev-natosti nástroje a současně chrání proti oxidaci. Díky tomu lze tyto hlavy používat při vysokých rych-lostech a posuvech. Navíc tento povlak přináší i vysokou odolnost vůči vytváření nárůstku na břitu, k čemuž běžně dochází při obrá-bění měkčích materiálů.

Samostředicí geometrie – špič-ka 140 ° se čtyřmi fazetami – zajiš-ťuje nízké hodnoty přítlačných sil potřebných během vrtání. Není potřeba (ani se nedoporučuje) předvrtávání nebo navrtávání. Válcová stopka s ploškou umož-ňuje různé způsoby upnutí ná-stroje. Tato stopka umožňuje přesné a spolehlivé upnutí při použití vnitřního rozvodu řezné kapaliny. Nejlepších výsledků je dosahováno s hydraulickými

45


a správné rozložení tlaku pro zajištění účinného odvádění třísky a prodloužení životnosti nástroje.

• Vysoce výkonné monolitní vrtáky ze slinutého karbidu do hliníku CDX-Al

• Nový povlak Super-Flow byl vyvinut pro optimali-zaci výkonu vrtáku CDX-DH s tělem z mikrozrnného karbidu. Speciální úpravou povrchu Super-Flow bylo dosaženo vyšší stability břitů, špičkové odolnosti vůči opotřebení a výborného odvádění třísky při obrábění všech doporučených materiálů.

Obr. 2 Vysoce výkonné monolitní vrtáky ze slinutého karbidu do hliníku

Geometrie drážky byla vyvinuta speciálně pro

zlepšení odvodu třísky při vysokých řezných podmín-kách. Profi l drážky má speciální tvar, který stlačuje třísku a láme ji na menší kusy, jež lze snáze odvést z otvoru. Pomalá spirála a tvar drážky vrtáku pozitivně ovlivňují celý proces odvádění třísky.

Pro účinné přivádění řezné kapaliny na řeznou hranu a pro zajištění hladkého odvádění třísek je v nástrojích vnitřní rozvod řezné kapaliny. Stopka nástroje je v provedení podle normy DIN 6535 HA.

Jedinečná geometrie špičky nástroje s nízkou pří-tlačnou silou značně snižuje výskyt otřepů na výstupu z otvoru, oproti konkurenčním vrtákům určeným pro stejnou oblast použití.

Přínos vrtáků CDX-Al pro uživatele• Vysoká produktivita při vrtání ve všech typech

hliníku. • Jeden nástroj lze použít pro všechny druhy hli-

níku – od měkkého hliníku až po vysoce tvrdé, abrazivní třídy materiálů.

• Významné snížení rizika vzniku otřepů na výstupu z otvoru u obráběných dílců.

• Patentovaná geometrie špičky nástroje výrazně snižuje přítlačnou sílu při vysoké rychlosti průniku.

• Provedení geometrie špičky nástroje minimalizuje riziko vytváření nárůstků.

• Vynikající odvádění třísky pro efektivní obrábění. • Určeno pro vysokorychlostní obráběcí operace

v hliníku. • Vysoká rychlost úběru materiálu pro zrychlení

výroby.• Vnitřní rozvod řezné kapaliny snižuje zahřívání ná-

stroje a obrobku při vysokorychlostním obrábění s vysokou rychlostí posuvu, což vede k bezpro-blémovému obrábění a řízení odvodu třísky.

• Vysoce výkonné monolitní vrtáky ze slinutého karbidu pro vrtání hlubokých otvorů až do 12x D CDX-DH

Obr. 3 Díky speciálním prodlouženým nástrojům lze vrtat otvory do hloubky až 12x D bez nutnosti předvrtávání a vyjíždění ze záběru.

Geometrie drážky ACM (Advanced Chip Manage-ment - pokročilá kontrola odvádění třísky) umožňuje zlomit třísku na menší kousky, které lze snáze odvést z otvoru. To je důležité zejména při vrtání hlubokých otvorů, kdy tato geometrie zkracuje prostoje při vý-robě. Geometrie ACM zajišťuje rovnoměrné rozlo-žení řezných sil po celou dobu trvání vrtacího cyklu. Speciální geometrie špičky nástroje s vrcholovým úhlem 140° zajišťuje dokonalé vycentrování vrtáku a vrtání s minimální hodnotou přítlačné síly. Vnitřní rozvod řezné kapaliny přivádí řeznou kapalinu přes-ně na špičku vrtáku. Díky tomu je celá oblast dobře chlazena a současně je zajištěno dobré odvádění třísky z otvoru. Lze tak obrábět s vysokou rychlostí posuvu, což vede ke zvýšení produktivity a snížení nákladů na vrtání jednoho otvoru.

Přínos pro uživatele• Vrtání hlubokých otvorů „najednou“, a to až

do hloubky 12x D bez přerušování posuvu – zkrácení doby obrábění.

• Rychlé a účinné odvádění třísky vede k vyšší pro-duktivitě a snížení nákladů na vrtání otvoru.

• Vysoká kvalita povrchu, dobrá tolerance otvoru. • Rovnoměrné rozložení řezných sil. • Delší životnost nástroje – zkrácení prostojů. • Výjimečná produktivita při vrtání otvorů v oceli,

korozivzdorné oceli, litině, mědi, hliníku i dalších materiálech.

• Vnitřní rozvod řezné kapaliny snižuje zahřívání ná-stroje a obrobku při vysokorychlostním obrábění s vysokou rychlostí posuvu, což vede k bezproblé-movému obrábění a řízení odvodu třísky.Vnitřní rozvod řezné kapaliny snižuje zahřívání nástroje a obrobku při vysokorychlostním obrábění s vy-sokou rychlostí posuvu, což vede k bezproblémo-vému obrábění a řízení odvodu třísky.

Text: Ing. Pavel Benýr

46


Tribológia procesu brúseniaProces brúsenia je typickým procesom trenia dvoch materiálov – brúsneho zrna a obrábaného materiálu. Oproti treniu strojárskych súčiastok, kde sa snažíme o mi-nimalizáciu odoberania materiálu, pri brúsení je tomu naopak. Súčasné supertvrdé brúsne materiály umožňujú znásobenie úberu kovu. Vyvíjajú sa brúsne zrná, ktoré sa opotrebúvajú štiepnym lomom a tým dochádza k ich samoostriacemu efektu. Brúsenie patrí k technológiám s nede� novanou geometriou rezného klina. Vývoj smeruje k orientovanému brúsivu, ktoré do istej miery možno považovať za nástro-je s de� novanou geometriou. Pokúsime sa objasniť mechanizmus tvorby triesky a obrobeného povrchu pri tomto kinematicky zložitom spôsobe mikroobrábania materiálov.

Obr. 2. Model tvorenia triesky a obrobeného povrchu pri brúsení 1 – brúsne zrno, 2 – trieska, 3 – drážka po zrne, 4 – vytlačený materiál nad pôvodným ob-rábaným povrchom, ф- uhol hranice plastickej de-formácie, - uhol čela v normálovej rovine, h – hrúbka odrezávanej vrstvy

Brúsne zrno vchádza do záberu pri nulovej hrúbke odrezávanej triesky. Tá sa postupne zväčšuje a v istom momente začne vznikať trieska. Pri vychádzaní zo záberu je trieska vymrštená do okolia.

Metodika sledovania procesu brúseniaAby bolo možné sledovať proces brúsenia, je po-

trebné nájsť metódu jeho okamžitého zastavenia. Z mechaniky je známe, že teleso určitej hmotnosti nemožno okamžite zastaviť ani urýchliť. Na tento účel bola vyvinutá metóda na okamžité zastave-nie procesu obrábania, aplikovateľná aj pri rezných rýchlostiach, používaných pri brúsení. Princíp je na obr. 3.

Brúsny kotúčBrúsny kotúč je sústava cha-

oticky orientovaných brúsnych zŕn, upevnených navzájom po-mocou spojiva. Jeho štruktúra je zrejmá z obr. 1. V statickom stave možno zrno pomerne ľahko zo spojiva vylomiť. Napriek tomu, pri vysokej reznej rýchlosti (30-100 m.s-1) jednotlivé zrná odobe-rajú triesku a zostávajú v kotúči. Pritom uhly čela brúsnych zŕn sú vždy vysoko záporné.

Obr. 1 Fotogra� a výbrusu brúsneho zrna. 1 – zrno, 2 – spojivo, 3 - póry

Obr. 3 Princíp metódy na okamžité zastavenie pro-cesu brúsenia. 1 – brúsny ko-túč, 2 – obrobok, 3 – drážka v obrobku, 4 – otvor s čapom

Dôvodom úspešného odoberania triesky je zrejme vysoká teplota kontaktu zrna a obrábaného materiálu, ktorá vedie k znižovaniu pevnosti ma-teriálu pred rezným klinom. Mechanizmus rezania jednotlivým brúsnym zrnom je zrejmý z obr. 2.

47


Brúsny kotúč pri prechode ponad otvor s čapom 4 prebrúsi vzorku na vzdialenosť x, pričom dôjde k jej pretrhnutiu a vymršteniu do okolia počiatočnou rýchlosťou väčšou ako je rezná rýchlosť. Na vymrštenej

časti vzorky (obr. 4) zostá-vajú zachované vznikajúce triesky, prípadne aj brúsne zrná, ktoré boli v momen-te odtrhnutia v zábere.

Na obr. 5 je pohľad na povrch vzorky s vylome-nou časťou brúsneho zrna. Možno pozorovať vznik triesky, ktorá odchádza po sklonenom čele zrna. Za zrnom je pozorovaná drážka a priečne vytlačený materiál. Proces brúsenia bol zastavený pri reznej rýchlosti 30 m.s-1.

Obr. 5 Pohľad na za-chy tený moment vzniku triesky pod RAM. Brúsne zrno z Al2O3

Pohľad na vytváranie drážky tentoraz bez brús-neho zrna je na obr. 6.

Obr. 6 Fotogra� a brú-senej plochy so zasta-veným procesom tvo-renia drážky a triesky.

V tom prípade sa trieska tvorí súmerne na oboch stranách brúsneho zrna. Je zachytená fáza vchádzania zrna do záberu. Profi l drážky je tvorený reznými hranami brúsneho zrna a závisí od jeho konfi gurácie a polohy. Vedľa sú drážky od ďalších brúsnych zŕn. Ich hĺbka nie je rovnaká.

Vzácny prípad, ktorý sa pri brúsení vyskytne zried-ka je na obr. 7.

Obr. 7 Pohľad na vznik triesky od brúsneho zrna, ktorého čelo bolo kolmé na smer reznej rýchlosti

V tomto prípade medzera medzi brúsnymi zrnami dávala možnosť plynulému odchodu triesky. Funkčné čelo brúsneho zrna bolo kolmé na vektor reznej rýchlosti. Možno podrobne sledovať profi l drážok od ostatných brúsnych zŕn.

Výsledky metalogra� ckého sledovaniaNa pozorovanie procesu plastickej deformácie

pred brúsnym zrnom boli realizované metalografi cké rezy vzorkou, rovinou, naznačenou na obr. 4. Pohľad na vzorku po naleptaní je na obr. 8.

Obr. 8 Metalogra� cký výbrus vzorky z obr. 4. materiál vzorky C45, nástrojový materiál: Al2O3

Na výbruse možno pozorovať podľa priloženého merítka hrúbku pretrhnutej steny vzorky a veľkosť vznikajúcej triesky. Na obr. 9 je trieska pri väčšom zväčšení.

Obr. 9 Pozdĺžny rez vznikajúcou trieskou v prvej fáze vzniku triesky. obrábaný ma-teriál: oceľ C45, brusi-vo: Al2O3

Vzorka odpovedá počiatku vnikaniu zrna do zábe-ru, na výbruse je viditeľná po celej dĺžke intenzívna plastická deformácia triesky. Uhol čela brúsneho zrna má hodnotu – 500. V celom priereze triesky nie sú pozorované žiadne deformované zrná materiálu. Trieska má vláknitú štruktúru, za brúsnym zrnom je pozorovaná biela neleptateľná vrstva, čo svedčí o vysokej intenzite trenia s brúsnym zrnom. Stlačenie triesky, defi nované ako pomer hrúbky triesky (ht) a hrúbky odrezávanej vrstvy (h): je v tomto prípade až 5. To ďaleko prevyšuje hodnoty tohto ukazovateľa napr. pri sústružení.

Na obr. 10 je podobný výbrus, vykonaný pri plnom zábere brúsneho zrna.

Obr. 10 Metalogra-fický výbrus oblasti vzniku triesky zo stredu dráhy brúsneho zrna

Obr. 4 Vymrštený element obrobku so vznikajúcimi trieskami

48


Vlákna kovu v trieske sú zakrivené, čo svedčí o brzdení pohybu triesky na čele brúsneho zrna. V trieske sú zreteľne rozlišiteľné vlákna, ktoré od-povedajú pôvodným feritickým a perlitickým zr-nám obrábanej ocele. Rovnako vidno profi l zadnej strany triesky.

Pre zaujímavosť bol realizovaný metalografi c-ký výbrus „guľovej triesky“. Fotografi a je na obr. 13.

Obr.13 Metalogra-fický rez guľovou trieskou

Ako vidno, v dôsledku expanzie plynov pri tuh-nutí tekutého kovu a jeho okysličovania je trieska dutá s tenkou krehkou škrupinou a otvorom na únik plynov.

ZáverSledovanie vzniku triesky a obrobeného povrchu

pri brúsení môže prispieť k objasneniu javov plas-tickej deformácie a trenia medzi brúsnymi zrnami a obrábaným materiálom. Sledovanie týchto javov v širšej štruktúre obrábaných a brúsnych materiálov môže prispieť k optimalizácii tvaru brúsnych zŕn a výberu brúsnych materiálov vo vzťahu k brúse-nému materiálu.

Text: Prof. Ing. Karol Vasilko, DrScTechnická univerzita v Košiciach.

Fakulta výrobných technológií so sídlom v Prešove

English Abstract

Grinding process is a typical process of friction of two materials – grinding grain and machined material. In comparison with the friction of engineering parts, where we try to minimize material cut, during grinding it is vice versa. Resent super-hard grinding materials enable to increase metal cut. Grinding grains develop, which are worn by clearage fracture and by this, their self.sharpening eff ect ocuurs. Grinding belongs among the technologies with undefi ned geometry of cutting edge. The development tends towards oriented grinding material, which, up to certain degree, can be considered a tool with defi ned geometry. We would try to clarify the mechanism of chip creation and machined surface during this kinematically complicated way of material micro-machining.

Zo vzorky možno dedukovať podobné sku-točnosti. Uhol čela zrna je – 600. Hrúbka triesky zrejme dosiahla maximálnu hodnotu. V oboch prípadoch je pozorovaná výrazná hranica plas-tickej deformácie.

Vzhľadom na vysokú intenzitu deformácie a trenia medzi brúsnym zrnom a materiálom do-sahuje sa zóne tvorenia triesky teplota tavenia materiálu. Do ovzdušia sú vymršťované kvap-ky roztaveného kovu, ktoré oxidujú a tuhnú. Na obr. 11 je pohľad na súbor triesok, získaných pri vyššie uvedených podmienkach brúsenia. Prakticky sa z porovnania počtu deformovaných a roztavených triesok na definovanej ploche sa dá usudzovať o výš-ke teploty v zóne tvorenia triesky.

Obr. 11 Súbor triesok, zachytených pri brú-sení [2]

Triesky vľavo majú hladký lesklý povrch, typický pre trecie plochy. Sú to plochy triesok, kontaktujúce s čelný-mi plochami brúsnych zŕn. Vpravo je pohľad na zadnú „vráskavú“ plochu triesky, na ktorej sú pozorované vystupujúce vlákna deformovaného kovu.

Pozdĺžny metalo-grafi cký výbrus tries-ky je na obr. 12.

Obr. 12 Pozdĺžny rez plynulou trieskou

49


Kontaktná adresa:

PRISTA OIL SLOVAKIA, s.r.o.Hurbanovo, Svätopeterská 7

tel.: 035 - 77 33 555, fax: 035 - 77 33 557e-mail: [email protected]

Vysoká kvalita za rozumnú cenu!

➤ ložiskové oleje

➤ hydraulické oleje

➤ turbínové oleje

➤ kompresorové oleje

➤ cirkulačné oleje

➤ teplonosné oleje

➤ kaliace oleje

➤ konzervačné oleje

➤ prevodové oleje

➤ plastické mazivá

KOVOOBRÁBACIE KVAPALINY:➤ rezné oleje nemiešateľné s vodou➤ obrábacie kvapaliny vodou miešateľné➤ oleje na mazanie klzných vedení

PRISTA OIL je jedna z najdynamickejšie sa rozvíjajúcich Európskych olejárskych spo-ločností. Firma úspešne pôsobí v 11 krajinách Európy, dnes vyrába okolo 150 druhov olejov a mazív. Zaručenú kvalitu výrobkov PRISTA zabezpečuje výrobný systém zodpo-vedajúci medzinárodným normám ISO 9001, ďalej nezávislé akreditované laboratóriá a ofi ciálne schválenia významných svetových výrobcov.

Zabezpečujeme: odborné poradenstvo, pravidelné analýzy s cieľom znížiť celkové náklady a zvýšiť prevádzkovú spoľahlivosť výroby, dopravu olejov na miesto určenia v rôznych spotrebiteľských baleniach a zorganizovanie odvozu opotrebovaných olejov.

50


Konštrukčný návrh špeciálneho skúšobného zariadenia pomocou moderných CAD/CAM a CAE systémovV súčasnosti je na celom svete kladený veľký dôraz na výrobu elektrickej energie z obnoviteľných zdrojov. Jedným z takýchto zdrojov je energia získavaná z vetra.

Zariadenie na získavanie energie z vetra sa nazýva veterná elektráreň, v ktorej jedna z hlavných častí je rotor, na ktorom je umiestnená vrtuľa. Rotor je uložený v statorovej časti elektrárne na dvoch, najčas-tejšie kuželíkových ložiskách. V závislosti na výkone veternej elektrárne dosahujú tieto ložiská priemer vonkajšieho krúžku až dvoch metrov. Výrobca ložísk musí garantovať ich životnosť, ktorá by mala byť mi-nimálne 20 rokov. Životnosť ložísk výrobca stanovuje na základe analytických výpočtov verifi kovaných uskutočnením zrýchlených životných skúšok ložísk. Pri takýchto skúškach je najdôležitejšie vypracovanie správnej metodiky na ich skúšanie a na základe nej vyrobiť skúšobné zariadenie, na kto-rom sa môže vykonať skúška životnosti ložísk. Potreba zistenia životnosti tých-to rozmerovo-neštandardných ložísk, ktorých rozmery prevyšujú štandardné typy, viedla k spolupráci so Žilinskou univerzitou a výrobným podnikom PSL a.s. Považská Bystrica na vývoji skúšobného zariadenia na skúšanie životnosti ložísk, ktoré tento podnik vyrába.

Pri konštruovaní strojnej časti skúšobného zaria-denia boli použité moderné CAD, CAE a PDM/PLM aplikácie. Na konštruovanie jednotlivých kompo-nentov skúšobného zariadenia bol použitý systém Pro/ENGINEER.

Základná idea návrhu skúšobného zariadenia bola, že skúšané ložisko bude zovreté medzi dve platne,

ktoré budú stláčať proti sebe štyri hydraulické valce. Toto usporiadanie má tú výhodu, že sa jedná o uzav-retú sústavu a navonok sa neprenáša žiadna reakčná sila. Medzi tieto základné platne bude umiestnené skúšobné ložisko v upínacom príslušenstve a nasa-dené na spojku od prevodovky elektromotora, ktorý zabezpečuje otáčavý pohyb ložiska.

Spodná platňa bola navrhnutá štvorcového tvaru hrúbky 140 mm, do ktorej zo spodnej strany bola upevnená prevodovka s elektromotorom, v rohoch štyri hydraulické valce a z vrchnej strany do presného osadenia upínacie príslušenstvo pre skúšané ložisko. Pevnostná analýza v CAE systéme Ansys/Workbench ukázala, že pri tak veľkom zaťažení od hydraulických valcov by sa základná platňa na koncoch neprípustne prehla. Ako opatrenie boli navrhnuté v okolí hyd-raulických valcoch výstuhy v tvare prstencov, ktoré boli prizvárané zo spodnej strany základnej platne a znížili celkovú deformáciu na prijateľnú úroveň. Prierez prstencov sa optimalizoval vďaka prepojeniu systémov Pro/ENGINEER a Ansys/Workbench, kde sa defi novala optimalizácia s hlavným kritériom dovoleného napätia, pričom sa menil prierez prí-davných prstencov.

Vrchná platňa bola pôvodne koncipovaná ako mohutný zvarenec taniera a štyroch do kríža umiest-nených rebier, v ktorých sú otvory pre nasadenie čapov cez oká hydraulických valcov. Takáto koncepcia bola avšak z technologického hľadiska nevýhod-ná, pretože náročnosť pri zvarovaní vrchnej platne a následné opracovanie funkčných plôch by bolo ekonomicky neprijateľné, vzhľadom na obme-dzený rozpočet pre skúšobné zariadenie. Preto

Obr. 1. Pevnostná analýza zváranej spodnej platne

51


sa konštrukcia vrchnej platne upravila a zvolila sa montovaná zostava. Takáto úprava si vyžiadala tva-rovú zmenu taniera, ktorá sa rovnako optimalizovala v systéme Ansys/Workbench metódou konečných prvkov s kritériom dovoleného napätia.

Obr. 2. Konštrukčná úprava vrchnej platne

Vzhľadom na trvanie skúšky a spôsobe zaťažova-nia sa pristúpilo pri návrhu skúšobného zariadenia k tomu, že súčasne sa budú testovať dve typovo rovnaké ložiská orientované proti sebe. K umiestne-niu ložísk do skúšobného zariadenia bolo potrebné navrhnúť upínacie príslušenstvo, do ktorého budú skúšané ložiská uložené. Vnútorné krúžky ložísk boli nasadené na stredový hriadeľ, ktorý bol spo-jený s výstupným hriadeľom prevodovky spojkou s evolventným drážkovaním z dôvodu umožnenia posunu hriadeľa s vnútornými krúžkami v axiálnom smere. Toto posunutie je spôsobené stlačením skú-šaných ložísk v axiálnom smere. Vonkajšie krúžky ložísk sú uložené v dvoch prstencoch, v ktorých sú umiestnené snímače teplôt a vibrácií meraných pri skúške životnosti ložísk.

V štúdii bola požiadavka na demontáž ložísk z upínacieho príslušenstva z dôvodu vymeniteľnosti

rovnakého typu ložiska pre opakovateľnosť skúšky. Táto požiadavka sa ukázala ako chybná, pretože pri návrhu upínacieho príslušenstva bolo zvolené uloženie s vôľou pre vnútorné krúžky a hriadeľ ako aj pre vonkajšie krúžky a vonkajšie prstence. Takéto uloženia neodpovedajú skutočnosti a viedlo to už po pár desiatkach hodín skúšky k porušeniu vonkaj-šieho krúžku jedného zo skúšaných ložísk. Preto bolo urobené opatrenie a pre nasledujúce skúšky bude vyrobené upínacie príslušenstvo zvlášť pre každú skúšanú sadu ložísk s uloženiami s presahom tak, ako je to v reálnej prevádzke vo veternej elektrárni. Avšak demontáž ložísk z upínacieho príslušenstva bude veľmi komplikovaná ak nie nereálna. Priblíže-nie sa však k reálnej prevádzke je rozhodujúcejším kritériom pri skúšaní životnosti ložísk.

Na Žilinskej univerzite s výrobným podnikom PSL a.s. Považská Bystrica bol vyvinutý, vyrobený a postavený skúšobný stav na skúšanie veľkorozme-rových špeciálnych kuželíkových ložísk. Za použitia moderných CAD, CAE a PDM systémov bolo možné skonštruovať toto zariadenie v relatívne krátkom čase, pričom vývoj prebiehal súčasne s výrobou jednotlivých komponentov. Použitím PLC automatu je ovládanie skúšobného stavu užívateľsky veľmi prí-jemné a jednoduché. Vďaka automatizácii je možné merať ložiská nepretržite, čo je pre skúšky životnosti ložísk výhodné z časového hľadiska. Tento skúšobný stav je možno jediný svojho druhu a umožňuje vyko-návať skúšky životnosti špeciálnych ložísk, ktoré nie sú štandardného typu. Avšak nie je vylúčená mož-nosť použitia snímačov iného typu alebo snímačov iných veličín, pretože návrh datalogeru na zber dát nebol koncipovaný ako uzavretý ale ako univerzálny.

Príspevok vznikol na základe riešenia projektu APVV-05-05-07 a VEGA V-07-012-00.

Text: Ing. Slavomír Hrček, PhD., Ing. Pavol Lehocký,PhD., Ing. Róbert Kohár, PhD.

English Abstract

This article discusses steps towards the design, construction and production of a device used for lifetime assessment of large-scale bearings. The mechanical part was designed and optimized with the help of modern CAD/CAE/PDM design systems along with device parts modeling and strength analysis of highly stressed device parts.

Obr. 3. Návrh skúšobného zariadenia pre špeciálne veľkorozmerové ložiská v systéme Pro/ENGINEER

52


Prekonávajú klzné ložiská valivé?Klzné ložiská alebo púzdra nahradzujú valivé ložiská v širokej škále produktov, ako napr. čerpadlá, veterné elektrárne, poľnohospodárske stroje, zemné stroje.Bolo zaužívané, že komplexné zariadenia vyžadujú „komplexné“ ložiská, ale konštruktéri po-stupne zisťujú, že jednoduchosť klzného ložiska má svoje výhody. Klzné ložiská môžu dosahovať vysokú zaťažiteľnosť, nízku údržbovosť, životnosť podľa požiadaviek danej aplikácie.

klzného ložiska. Mnoho aplikácií, kde je možná výmena valivého ložiska za dnešné pokročilé klzné ložisko, dáva užívateľovi techno-logickú a aj ekonomickú výhodu. Pri jeho správnom aplikovaní, klzné ložisko šetrí hmotnosť, priestor, znáša väčšiu záťaž, vy-žaduje nižšiu údržbu a odoláva vibráciám lepšie ako valivé časti valivého ložiska.

Ihlové ložiská je možné najľah-šie zameniť za klzné, pretože sta-čia iba minimálne zmeny na ča-poch, resp. otvoroch. Užívatelia veľkých guľkových, valčekových, alebo súdkovitých ložísk takisto zaznamenajú výrazné zníženie nákladov už pri kúpe klzného ložiska.

Automobiloví inžinieri už zamenili valivé ložiská za klzné v čerpadlách, v systémoch ria-denia, klimatizačných kompre-soroch, ventilových vahadlách, motýlikových ventiloch a prevo-dovkách. Takisto v brzdách, zá-vesoch, alternátoroch a onedlho

aj v štartéroch. Konštruktéri veterných elektrární a poľnohospodárskych strojov sú na tom podobne.

ZoštíhľovanieNajlákavejším faktorom pre konverziu na klz-

né ložisko sú náklady. Komplexné valivé ložiská s multi-komponentnou konštrukciou a precíznym spracovaním môžu byť o 25 % - 400 % drahšie ako klzné ložiská. Náradie na kvalitné osadenie valivého ložiska sú ďalšie dodatočné náklady; u klzného ložiska je potrebné náradie o 50 – 75 % lacnejšie. V automobilovom a leteckom priemysle vytvá-ra hmotnosť klzného ložiska dodatočnú výhodu. Špeciálne automobiloví výrobcovia sú v tomto smere veľmi striktní, aby dosiahli vysoké požiadavky na spotrebu paliva. Niektorí uvádzajú, že každý kilogram ušetrený na hmotnosti môže znamenať zníženie prevádzkových nákladov pre konečného spotrebiteľa o 1 až 2 eurá.

Kontaktná plochaPretože klzné ložiská majú oveľa väčšiu kontakt-

nú plochu ako valivé ložiská, konštruktéri môžu šetriť priestor tým, že navrhnú menšie ložisko schopné zvládať vyššie záťaže. Napríklad typické klzné ložisko s rozmermi 20 x 23 x 15 mm môže mať dynamickú únosnosť 42 kN a statickú 75 kN. Porovnateľné ihličkové ložisko má hodnoty 12,7 kN a 20,1 kN. Klzné ložisko taktiež lepšie odoláva rázom,

Únava materiálu

Nedá sa tvrdiť, že klzné ložisko je vhodné pre každú aplikáciu, kde mo-mentálne pracuje valivé ložisko. Veľ-mi presné uloženia, vysoké rýchlosti, ale-bo požiadavky veľmi nízkeho trenia môžu znemožniť použitie

Brinelling - guľôčkové ložisko

aké sú napríklad v tlmičoch na hrboľatej ceste.

Pri takýchto podmien-kach dochádza pri valivých ložiskách často k poškode-niu únavou a tzv. brinellingu – permanentnému poško-deniu dráhy valivého ložiska pri prekročení síl elastickej deformácie.

plochu, redukujú bodovo-koncentrované záťaže a riziko vzniknutia únavy materiálu.

Okrem toho, nie sú tu žiadne elementy, ktoré by brzdili tok maziva a zhoršovali jeho vlastnosti.

Pracuje ticho a dlhoValivé ložiská môžu byť hlučné, a čím je opotre-

benie valivých elementov vyššie, ich hlučnosť stúpa a zvyšuje sa spotreba maziva. Už malé vyosenie tvorí vibrácie a značný hluk. Hluk a vibrácie sa ďalej prenášajú do ostatných dielov susediacich s ložis-kom. Klzné ložiská nemajú žiadne pohyblivé časti, takže nič v nich nemôže „hrkotať“. Navyše, dnešné moderné klzné ložiská sa skladajú z viacerých vrstiev kovu a polyméru. Viacvrstvová štruktúra a použité materiály slúžia na absorbovanie vibrácií. Výsled-kom je menej hluku a lepší kontakt s hriadeľom.

Ich štruktúra zjednodušuje montáž a údržbu. Jednoducho sa nalisuje do otvoru a to je všetko. Pri valivých ložiskách je nesprávna manipulácia a montáž častou príčinou ich skorého zlyhania, alebo poškodenia.

Je to podobné ako pri topánkach, kde úzky opä-tok dokáže poškodiť podlahu, kým ploché topánky podlahu nepoškodia. Rovnaký spôsob rozdelenia záťaže dáva klzným ložiskám značnú výhodu nad bodovo zaťaženými valivými ložiskami, hlavne pri ihlových, valčekových a guľkových ložiskách.

Prispôsobivosť materiálov, z ktorých sú klzné ložiská vyrábané, umožňuje tolerovanie vyosenia hriadeľa. Valivé ložiská sú navrhované pre presné uloženia, akékoľvek vyosenie zvyšuje opotrebenie a skracuje životnosť, keďže záťaž je koncentrovaná na veľmi malé kontaktné body.

Pri klznom ložisku nie je v prípade mierneho vyosenia záťaž prenášaná na guľky či valče-ky, ale je distribuovaná na väčšiu kontaktnú plochu.

Minimalizovaním kontaktnej plochy je možné dosiahnuť nižšie trenie, a preto konštruktéri tak čas-to volili valivé ložisko. Každopádne, ak sa budeme zameriavať len na trenie, môže to viesť k nespráv-nemu výberu ložiska. Niektoré klzné ložiská poža-dujú pravidelné mazanie, ale mnohé už obsahujú tuhé mazivo impregnované v klznej vrstve, ktoré eliminuje jeho kontrolu a starostlivosť oň.

Valivé ložiská taktiež nemusia podávať dobré vý-sledky pri oscilačných pohyboch. Väčšia pohyblivá hmota tvorí zotrvačné sily na rozdiel od kompakt-ného a jednoduchého klzného ložiska. Tieto sily sa musia prekonávať vždy pri zmene smeru rotácie. Obzvlášť nízko-amplitúdové, vysokofrekvenčné oscilácie môžu trvale zničiť valivé ložisko. Tento typ záťaže koncentruje tlak na niekoľko pohyblivých elementov a ich dráhy pohybu, toto vedie k únave materiálu a tvorí nadmerné opotrebenie.

Ak je uhol oscilácie malý – menší ako 360 ° vy-delený počtom valivých elementov v ložisku – dochádza k nedostatočnému mazaniu, pretože valivý element sa nepretočí okolo celej svojej osi. Pri oscilácii s amplitúdami do 90 ° sa lubrikant môže rozvíriť a stráca svoje vlastnosti.

Ukážka náhrady guľôčkového ložiska valivým

Správna náhrada valivého ložiska klzným, zna-mená pre spotrebiteľa nižšie prevádzkové náklady, nižšiu údržbu, dlhšiu životnosť, väčšiu zaťažiteľnosť a mnohé iné výhody.

Text: Peter Saro

Poškodenie rázovou záťažou

GGB Slovakia s.r.o., Hlavná 1910, 03852 Sučany

Tel.: +421 43 404 01 00Fax: +421 43 404 05 00

www.ggbearings.com

Na opačnej strane, klzné ložiská distribu-ujú cyklické záťaže na oveľa väčšiu klznú

53


plochu, redukujú bodovo-koncentrované záťaže a riziko vzniknutia únavy materiálu.

Okrem toho, nie sú tu žiadne elementy, ktoré by brzdili tok maziva a zhoršovali jeho vlastnosti.

Pracuje ticho a dlhoValivé ložiská môžu byť hlučné, a čím je opotre-

benie valivých elementov vyššie, ich hlučnosť stúpa a zvyšuje sa spotreba maziva. Už malé vyosenie tvorí vibrácie a značný hluk. Hluk a vibrácie sa ďalej prenášajú do ostatných dielov susediacich s ložis-kom. Klzné ložiská nemajú žiadne pohyblivé časti, takže nič v nich nemôže „hrkotať“. Navyše, dnešné moderné klzné ložiská sa skladajú z viacerých vrstiev kovu a polyméru. Viacvrstvová štruktúra a použité materiály slúžia na absorbovanie vibrácií. Výsled-kom je menej hluku a lepší kontakt s hriadeľom.

Ich štruktúra zjednodušuje montáž a údržbu. Jednoducho sa nalisuje do otvoru a to je všetko. Pri valivých ložiskách je nesprávna manipulácia a montáž častou príčinou ich skorého zlyhania, alebo poškodenia.

Je to podobné ako pri topánkach, kde úzky opä-tok dokáže poškodiť podlahu, kým ploché topánky podlahu nepoškodia. Rovnaký spôsob rozdelenia záťaže dáva klzným ložiskám značnú výhodu nad bodovo zaťaženými valivými ložiskami, hlavne pri ihlových, valčekových a guľkových ložiskách.

Prispôsobivosť materiálov, z ktorých sú klzné ložiská vyrábané, umožňuje tolerovanie vyosenia hriadeľa. Valivé ložiská sú navrhované pre presné uloženia, akékoľvek vyosenie zvyšuje opotrebenie a skracuje životnosť, keďže záťaž je koncentrovaná na veľmi malé kontaktné body.

Pri klznom ložisku nie je v prípade mierneho vyosenia záťaž prenášaná na guľky či valče-ky, ale je distribuovaná na väčšiu kontaktnú plochu.

Minimalizovaním kontaktnej plochy je možné dosiahnuť nižšie trenie, a preto konštruktéri tak čas-to volili valivé ložisko. Každopádne, ak sa budeme zameriavať len na trenie, môže to viesť k nespráv-nemu výberu ložiska. Niektoré klzné ložiská poža-dujú pravidelné mazanie, ale mnohé už obsahujú tuhé mazivo impregnované v klznej vrstve, ktoré eliminuje jeho kontrolu a starostlivosť oň.

Valivé ložiská taktiež nemusia podávať dobré vý-sledky pri oscilačných pohyboch. Väčšia pohyblivá hmota tvorí zotrvačné sily na rozdiel od kompakt-ného a jednoduchého klzného ložiska. Tieto sily sa musia prekonávať vždy pri zmene smeru rotácie. Obzvlášť nízko-amplitúdové, vysokofrekvenčné oscilácie môžu trvale zničiť valivé ložisko. Tento typ záťaže koncentruje tlak na niekoľko pohyblivých elementov a ich dráhy pohybu, toto vedie k únave materiálu a tvorí nadmerné opotrebenie.

Ak je uhol oscilácie malý – menší ako 360 ° vy-delený počtom valivých elementov v ložisku – dochádza k nedostatočnému mazaniu, pretože valivý element sa nepretočí okolo celej svojej osi. Pri oscilácii s amplitúdami do 90 ° sa lubrikant môže rozvíriť a stráca svoje vlastnosti.

Ukážka náhrady guľôčkového ložiska valivým

Správna náhrada valivého ložiska klzným, zna-mená pre spotrebiteľa nižšie prevádzkové náklady, nižšiu údržbu, dlhšiu životnosť, väčšiu zaťažiteľnosť a mnohé iné výhody.

Text: Peter Saro

Poškodenie rázovou záťažou

GGB Slovakia s.r.o., Hlavná 1910, 03852 Sučany

Tel.: +421 43 404 01 00Fax: +421 43 404 05 00

www.ggbearings.com

Na opačnej strane, klzné ložiská distribu-ujú cyklické záťaže na oveľa väčšiu klznú

54


Vplyv kontaktu na rozloženie napätí v ložiskovom domci

Ložiskový domec (ďalej LD) je masívne priestorové teleso obojstranne uložené na nápravách podvozkov koľajového vozňa obr.1 LD plní jednak funkciu tlmenia a taktiež funkciu prenosu dynamických síl z nápravy železničného vozňa cez klasické vinuté, symetricky uložené pružiny do podvozka vozňa. Zabezpečuje tiež funkčné spojenie podvozka s rámom vozňa.

ložiska v ložiskovom domci aplikáciou metódy ko-nečných prvkov môžeme použiť viacero možných postupov.

Lineárna bezkontaktná analýzaKvôli skráteniu výpočtového času na spracovanie

a realizáciu pevnostných výpočtov nahradzujeme pôsobenie a tuhosť ložiska v ložiskovom domci apli-kovaním okrajových podmienok. V tomto prípade sa nasieťovaný výpočtový model počíta ako lineárna úloha so statickými okrajovými podmienkami Pre ta-kýto model nie je uvažované s trením medzi ložiskom a ložiskovým domcom a samozrejme nie je uvažované ani s poddajnosťou samotného ložiska. Prenos zaťa-ženia cez ložisko je simulovaný tuhým uložením tak, že do konkrétnych uzlov ložiskového domca, ktoré sa nachádzajú v oblasti stykových plôch zavedieme podmienku odobratia stupňov voľnosti s požiadavkou, aby radiálne uloženie zabezpečilo nepoddajnú valco-vitosť. Statické deformácie v tangenciálnom smere sú taktiež zablokované. Tretí sstupeň voľnosti t.j axiálny smer, sa fi xuje podľa potreby na základe zaťaženia domca pri uplatnení axiálnych dorazov od rázsochy.

Nelineárna kontaktná analýzaTáto analýza je náročnejšia či už z hľadiska vý-

počtového času, hardvérového vybavenia a vyžaduje určité teoretické znalosti z kontaktnej problematiky.

Obr. 1 Uloženie nápravy s ložiskom do ložiskovového domca železničných vagónov

Pomerne mohutné teleso ložis-kovej skrine sa skladá z masívnej strednej valcovej časti slúžiacej pre uloženie osových valčeko-vých ložísk. Stredná časť je spo-jito prepojená s obojstrannými symetrickými konzolami, ktoré majú funkciu nosičov vinutých pružín. Je to tvarovo zložité teleso, ktoré je v prevádzke vystavené zaťaženiu extrémnych meniacich sa dynamických síl.

Pre zabezpečenie prevádzkovej spoľahlivosti a požadovanej život-nosti sú na ložiskových domcoch vykonávané, v zmysle medziná-rodnej normy UIC, pred zaháje-ním do sériovej výroby, náročné pevnostné výpočty, laboratórne skúšky a merania od statických zaťažení, zaťažení kvázistatickými silami ako i dynamickými silami do stanovenej životnosti

LD sú dimenzované na základe pevnostného výpočtu MKP pre pevne určené zaťažujúce stavy podvozkov predpísané kódom UIC. Pre modelovanie uloženia

55


Preto je rozumné zvážiť dôležitosť aplikácie kontaktu, prípadne používať jednoduchšie riešenia. Defi nícia kontaktu pozostáva z dvoch hlavných tried:

• Tuhý - pružný kontakt: defi novaný medzi telesami ktoré majú veľký rozdiel tuhostí

• Pružný – pružný kontakt: defi novaný medzi tele-sami ktoré majú približne rovnakú tuhosť

Kontakt medzi ložiskom a ložiskovým domcom si vyžaduje použiť pružný – pružný kontakt. Tento kontakt je defi novaný ako surface to surface (plocha na plochu). Na tieto styčné plochy sú aplikované kontaktné elementy s predpísanými parametrami (obr. 3), ktoré určujú reálne vlastnosti kontaktu. Ten-to kontaktný pár je pružný v dôsledku čoho v jeho stykových plochách na základe poddajnosti kon-taktných telies je čiastočne porušená valcovitosť, čo sa prejaví na priebehu mechanickej napätosti v týchto telesách. Preto sú dané výsledky v konečnom dôsledku reálnejšie.

ovplyvnenie celkových posunutí a tým nárast napätí až o 10 až 30% MPa oproti lineárnej analýze.

English Abstract

The modeling of real fi tting of rolling contact bearing in housing is subject of the bearing housing design. Thereby strength estimation is nonlinear and fundamentally complicated. In this paper the requirement of these estimations for practical using is discussed.

Obr. 2 Symetrická časť te-lesa ložiskového domca

Obr. 3 Oblasť kon-taktu medzi ložiskom a domcom

Porovnanie výsledkov použitých analýzNa priebehoch mechanických napätí je na prvý po-

hľad zrejmý značný rozdiel. Tento rozdiel je badateľný hlavne v oblasti uloženia ložiska v ložiskovom domci. Pri lineárnej analýze (obr. 4),nedochádza k reálnym posunutiam v oblasti prechodu ložiska do telesa domca čo spôsobuje, že napätie na týchto plochách je minimálne. Ako už bolo popísané v kontaktnej analýze dochádza k pružným deformáciám kontakt-ných párov (obr. 5), a teda vzniká priebeh napätia ktorý sa približuje skutočnosti. V konečnom dôsledku vznik posunutí v oblasti kontaktu má za následok

Obr. 4 Lineárna analýza mechanického napätia

ZáverPredložený príspevok rieši problém praktickej

úlohy zistenia napätosti telesa ložiskového domca počítaného metódou konečných prvkov ako typ lineárnej a nelineárnej úlohy s kontaktom. Predlože-ným článkom si nekladieme ciele komplexne riešiť problematiku kontaktu pri výpočtoch ložiskových domcov. Pre praktické úlohy je ale potrebné zvážiť stratégiu riešenia či výpočty lineárne resp. nelineárne? Treba si uvedomiť to, že nelineárne výpočty sú pod-statne náročnejšie na teoretickú zdatnosť výpočtára, modelovanie vstupov a podmienok do výpočtu i samotnej dĺžky výpočtového času, čo môže byť limitujúci faktor. Taktiež hľadanie vstupných údajov pre nelineárny výpočet, správne modelovanie kon-taktných oblasti býva niekedy cieľ veľmi náročný a niekedy i neuskutočniteľný, tiež vyžaduje určité skúsenosti pri ladení výpočtu Preto je potrebné, na základe našich skúsenosti, zdôrazniť, že pokiaľ vstupy do výpočtu nie sú jasne defi nované, prípadne experimentom verifi kované, zásadne odporúčame riešiť úlohy ako typ lineárny výpočet.

Text: Ing. Slavomír Hrček, PhD,Ing. Róbert Kohár, PhD,

Ing. Dušan Chromík, PhD, Ing. Juraj Mikušík,

Ing. Ján Palkech, Ing. Ján Schmidt

Obr. 5 Nelineárna analýza mechanického napätia

56


Inovačné riešenia v oblasti otryskávania a kĺzavého brúsenia

Vyššia efektívnosť pri obrábaní povrchov Technika otryskávania, ako aj technika kĺzavého brúsenia patria v mnohých oblas-tiach, obzvlášť v zlievarňach, k nevyhnutným technológiám, ktorými sa dosahujú požadované vlastnosti povrchov, resp. výrobkov. Výsledky nového vývoja pritom umožňujú pri automatickom otryskávaní a kĺzavom brúsení značne hospodárnejšie, ako aj kvalitatívne hodnotnejšie opracovávanie odliatych a tvárnených výrobkov, ako aj výrobkov, vyrobených trieskovým obrábaním a taktiež rozširovať oblasť ich využívania.

K podstatným oblastiam vyu-žívania otryská-vacích zariadení patrí odstraňova-nie okovín, resp. otrepov a odstra-ňovanie zvyškov piesku po pro-cese odlievania, odhrotovanie a zhutňovanie súčastí, nástro-jov a odlievacích foriem. Opraco-vanie povrchu pred lakovaním a nanášaním

dominantným technologicky, ako aj na trhu svojimi technológiami odlievania, používanými pri séri-ovej výrobe. Tento podnik hľadal pre svoj závod v rakúskom Herzogenburgu cenovo priaznivé podvesné otryskávacie zariadenie, ktoré by bolo na jednej strane kompaktné a ktoré by na druhej strane malo efektívnosť plnoautomatickej, robo-tom podporovanej otryskávacej komory. Túto trať vyriešila spoločnosť Rösler inovačným otryskáva-cím zariadením pre jednotky tlakového odlievania RHB 9/13-So. Požadovalo sa optimálne prispôso-benie zariadenia stiesnenému priestoru v oblasti jednej novej jednotky na tlakové odlievanie, ako aj technicko-ovládacia integrácia existujúceho 6-osového robota a výrobnému taktu 179 sekúnd.

Integrácia takzvaného deleného korčekového dopravníka umož-nila umiestnenie otryskávacieho zariadenia s otočným stolom pod žeriavom. Len zberná násypka pre otryskávací prostriedok a dávko-vacie jednotky sa museli upevniť nad odstredivé metacie kolesá.

Existujúci 6-osový robot zákaz-níka na automatické plnenie bol integrovaný do koncepcie otryskávacieho zariadenia.

laku je tiež aplikácia, pri ktorej sa používajú otryskávacie za-riadenia. To, že sa tieto úlohy dajú realizovať aj priestorovo úspornými otryskávacími zaria-deniami, dokazuje spoločnosť Rösler Oberflächentechnik GmbH svojimi koncepciami, ušitými na mieru.

Plnoautomatické otryskáva-nie v minimálnom priestore

Spoločnosť Georg Fischer AG, založená v roku 1802, s hlavným sídlom v Schaff hausene (Švaj-čiarsko), patrí k spoločnostiam,

V automatic-kej prevádzke ostáva pre zaria-denie maximál-ne 99 sekúnd čistého času na otryskávanie, na technologic-ky dokonalé od-hrotovanie rôz-nych, až 35 kg vážiacich alu-míniových kry-tov odliatych pod tlakom, a na vykona-nie fi nišovania ich povrchu. Na tento účel

bola otryskávacia komora vybavená dvoma vy-sokovýkonnými odstredivými metacími kolesami typu Hurricane, každé s pohonným výkonom 11 kW a uložením dielu, konštrukčne prispôsobeným na celé spektrum opracovávaných dielov. Na prí-slušný typ dielu sa dá zariadenie prestaviť v priebe-hu niekoľkých minút. Uloženie dielu z mangánovej a kalenej nástrojovej ocele, odolnej voči oteru, sa uvádza do rotačného pohybu presným rotačným pohonom, upevneným v strešnej časti kabíny. Konštrukčné riešenie umožňuje trvalé spoľahlivé plnenie robota, ale aj technicky cielené opracová-vanie určitých častí obrobku otryskávaním. Robot preberá diely po odliatí a ukladá ich do otryská-vacej komory podľa špecifi ckého programu pre určitý diel. Kvôli minimalizácii mŕtveho času v dobe procesu (v ktorom sa neotryskáva, ale len mení kus), bežia metacie kolesá ďalej aj počas plnenia a vyberania, prívod otryskávacieho prostriedku sa však prerušuje miskovými posúvačmi a otvory vyhadzovania otryskávacieho prostriedku sa uza-tvárajú bezpečnostnými priedelmi z mangánovej ocele.

Na čo najlepšiu úpravu otryskávacieho prostried-ku, optimálne odsávanie, ako aj kvôli splneniu platných predpisov ATEX (úpravy explozívneho prachu, napr. alumíniového) bolo kompaktné otryskávacie zariadenie doplnené externým is-krovo bezpečným suchým fi ltrom).

Otryskávacie zariadenie s otočným stolom, prispôsobené priestorovým podmienkam

Stúpajúci dopyt si vyžadoval zvýšenie kapacity otryskávacej kapacity v zlievarni ocele Trefoil pri Sheffi elde, centre anglického priemyslu. Cieľ úpra-vy otryskávaním je odstránenie piesku zo zvyšku jadra a úplné odstránenie okovín z povrchu. Na do-siahnutie vysokej kvality výrobku aj pri otryskávaní zostavili zodpovední pracovníci projektu náročné záväzné požiadavky, ktoré predložili viacerým výrobcom otryskávacích zariadení. Russell Bloor zo zlievarne Trefoil vysvetľuje: „V oblasti závodu, kde malo byť integrované nové otryskávacie zariade-nie, máme ten problém, že výška disponibilného priestoru je obmedzená žeriavom“.

Spoločnosť Rösler UK navrhla otryskávacie zaria-denie s otočným stolom RDT 200 o priemere stola dva metre a s takzvaným dvojitým alebo deleným korčekovým dopravníkom, pričom toto zariadenie

je prispôsobené danému obmedzeniu výšky. In-tegrácia deleného korčekového dopravníka umož-nila upevnenie zbernej násypky otryskávacieho prostriedku, ako aj dávkovacích jednotiek len nad metacími kolesami. Separačná jednotka zariadenia sa mohla presunúť na nižšiu úroveň. Pritom plní „bubon s hrubým sitom“ funkciu predbežného kontinuálneho odstraňovania hrubých nečistôt z otryskávacieho prostriedku, pozostávajúceho z drôtených zŕn. Prúd otryskávacieho prostriedku sa potom dopravuje k dvojitému kaskádovému separátoru, kde sa efektívnym spôsobom odlu-čuje zvyškový piesok a opotrebovaný otryskávací prostriedok. „Otryskávacím zariadením s otočným stolom vyriešil Rösler nielen priestorový problém, ale poskytol nám aj veľmi pružný systém opraco-vávania“ znelo Bloorove zhrnutie.

Kvôli zabezpečeniu možnosti opracovávania širokého spektra oceľových odliatkov, vyrábaných v Trefoil tlakovým odlievaním, je otryskávacie zariadenie vybavené dvoma vysokovýkonnými metacími kolesami Hurricane, ktoré možno bez problémov prispôsobiť príslušným požiadavkám opracovania.

Navštivte nás na Světovém technickém fóru v Brně, 1. - 3. června 2009, stánek číslo 18.

Text a foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH

Maximálne 99 sekúnd otryskávacieho času je k dis-pozícii na opracovanie rôznych dielov až do 35 kg ťažkých alumíniových tiel prevodoviek v automati-zovanej prevádzke.

57


bola otryskávacia komora vybavená dvoma vy-sokovýkonnými odstredivými metacími kolesami typu Hurricane, každé s pohonným výkonom 11 kW a uložením dielu, konštrukčne prispôsobeným na celé spektrum opracovávaných dielov. Na prí-slušný typ dielu sa dá zariadenie prestaviť v priebe-hu niekoľkých minút. Uloženie dielu z mangánovej a kalenej nástrojovej ocele, odolnej voči oteru, sa uvádza do rotačného pohybu presným rotačným pohonom, upevneným v strešnej časti kabíny. Konštrukčné riešenie umožňuje trvalé spoľahlivé plnenie robota, ale aj technicky cielené opracová-vanie určitých častí obrobku otryskávaním. Robot preberá diely po odliatí a ukladá ich do otryská-vacej komory podľa špecifi ckého programu pre určitý diel. Kvôli minimalizácii mŕtveho času v dobe procesu (v ktorom sa neotryskáva, ale len mení kus), bežia metacie kolesá ďalej aj počas plnenia a vyberania, prívod otryskávacieho prostriedku sa však prerušuje miskovými posúvačmi a otvory vyhadzovania otryskávacieho prostriedku sa uza-tvárajú bezpečnostnými priedelmi z mangánovej ocele.

Na čo najlepšiu úpravu otryskávacieho prostried-ku, optimálne odsávanie, ako aj kvôli splneniu platných predpisov ATEX (úpravy explozívneho prachu, napr. alumíniového) bolo kompaktné otryskávacie zariadenie doplnené externým is-krovo bezpečným suchým fi ltrom).

Otryskávacie zariadenie s otočným stolom, prispôsobené priestorovým podmienkam

Stúpajúci dopyt si vyžadoval zvýšenie kapacity otryskávacej kapacity v zlievarni ocele Trefoil pri Sheffi elde, centre anglického priemyslu. Cieľ úpra-vy otryskávaním je odstránenie piesku zo zvyšku jadra a úplné odstránenie okovín z povrchu. Na do-siahnutie vysokej kvality výrobku aj pri otryskávaní zostavili zodpovední pracovníci projektu náročné záväzné požiadavky, ktoré predložili viacerým výrobcom otryskávacích zariadení. Russell Bloor zo zlievarne Trefoil vysvetľuje: „V oblasti závodu, kde malo byť integrované nové otryskávacie zariade-nie, máme ten problém, že výška disponibilného priestoru je obmedzená žeriavom“.

Spoločnosť Rösler UK navrhla otryskávacie zaria-denie s otočným stolom RDT 200 o priemere stola dva metre a s takzvaným dvojitým alebo deleným korčekovým dopravníkom, pričom toto zariadenie

je prispôsobené danému obmedzeniu výšky. In-tegrácia deleného korčekového dopravníka umož-nila upevnenie zbernej násypky otryskávacieho prostriedku, ako aj dávkovacích jednotiek len nad metacími kolesami. Separačná jednotka zariadenia sa mohla presunúť na nižšiu úroveň. Pritom plní „bubon s hrubým sitom“ funkciu predbežného kontinuálneho odstraňovania hrubých nečistôt z otryskávacieho prostriedku, pozostávajúceho z drôtených zŕn. Prúd otryskávacieho prostriedku sa potom dopravuje k dvojitému kaskádovému separátoru, kde sa efektívnym spôsobom odlu-čuje zvyškový piesok a opotrebovaný otryskávací prostriedok. „Otryskávacím zariadením s otočným stolom vyriešil Rösler nielen priestorový problém, ale poskytol nám aj veľmi pružný systém opraco-vávania“ znelo Bloorove zhrnutie.

Kvôli zabezpečeniu možnosti opracovávania širokého spektra oceľových odliatkov, vyrábaných v Trefoil tlakovým odlievaním, je otryskávacie zariadenie vybavené dvoma vysokovýkonnými metacími kolesami Hurricane, ktoré možno bez problémov prispôsobiť príslušným požiadavkám opracovania.

Navštivte nás na Světovém technickém fóru v Brně, 1. - 3. června 2009, stánek číslo 18.

Text a foto: Rösler Oberflächentechnik GmbH

Maximálne 99 sekúnd otryskávacieho času je k dis-pozícii na opracovanie rôznych dielov až do 35 kg ťažkých alumíniových tiel prevodoviek v automati-zovanej prevádzke.

58


Metóda otryskávania penouVeľa technológií pred konečnou povrchovou úpravou a hlavne pri realizácii strojnej a stavebnej údržby používa na prípravu povrchov otryskávanie. Klasické otryskávacie metódy majú radu nevýhod, ktoré rieši technológia abrazívneho otryskávania bezprašnou metódou s možnosťou recyklácie abrazíva. Rôzne druhy abrazíva, ktoré využíva rozširujú využite metódy vo všetkých odvetviach pri celkovo nižších nákladoch ako pri klasickom otryskávaní, chemickom odstraňo-vaní alebo ručnom opracovaní povrchov. Pri použití tejto čistej, suchej a nízkoprašnej metódy sa redukuje 90 percent prachu, odrazu a odpadu.

Celý systém otryskávania po-zostáva z dávkovacej jednotky, triediča média a z rozličných ab-razív, umožňujúcich suché, níz-koprašné otryskávanie s nízkym odskokom. Dávkovacie jednotky sú navrhnuté tak, aby vyhovova-li špecifi ckým charakteristikám abrazív. Pneumatický riadiaci panel na dávkovacej jednotke umožňuje presné nastavenie otryskávacieho tlaku a rýchlosť podávania média. Triediče pri podtlaku s minimálnym prie-tokom vzduchu triedia a čistia opätovne použiteľné abrazívum od odpadového materiálu

Médium sa po otryskaní

mimoriadne hrubých priemyselných náterov a tam, kde sa požaduje hlboký profi l. Dokáže vytvoriť na povrchu profi l 0,1 mm a priemerný počet re-cyklácií je 6 – 8-krát.

Strieborné médium je určené na rýchle otrys-kávanie a je impregnované oxidom hliníka. Je vhodné na odstraňovanie hrubých priemyselných a hospodárskych náterov. Dokáže vytvoriť na oceli profi l s hrúbkou 0,04 až 0,1 mm. Rýchlosť čistenia je 0,1 – 0,4 m2/min., priemerný počet recyklácií je 7 – 10-krát.

Hnedé médium umožňuje odstránenie tenkej vrstvy hrdze, popraskanej alebo odlupujúcej sa farby a tenkých priemyselných náterov, pričom na povrchu zanecháva profi l do hrúbky 0,05 mm. Rýchlosť čistenia je 0,1 – 0,2 m2/min. a priemerný počet recyklácií je 7 až 10-krát.

Zelené médium vyniká v čistení starej nečisto-ty, mastnoty, oleja, sadzí tehál, betónu a ďalších tvrdých substrátov. Je vhodné na čistiace práce, kde výklenky, hadice resp. armatúry sťažujú ručné čistenie. Rýchlosť čistenia je 0,2 – 0,9 m2/min. a priemerný počet recyklácií je 10-krát.

Hlavnou výhodou tejto technológie je, že po dopade abrazív sa odstránia nátery a konta-minanty a povrch sa vyprofi luje. Navyše abrazivá zachytia väčšinu toho, čo by za normálnych pod-mienok predstavovalo vzduchom šírený prach. Na povrchu nevzniká statická energia. Technoló-gia je charakteristická nízkym odskokom média vďaka čomu postačuje jednoduché krytovanie a v blízkosti sa môžu vykonávať iné činnosti. Uvedená metóda sa môže využívať všetkých priemyselných odvetviach.

Text: Vladimír Humaj

Pred realizáciou

Po realizácií

zozbiera a spracu-je v elek trick ých alebo pneumatic-kých triedičoch. Až 94 % abrazíva je po každom otryská-vacom cykle znovu použiteľné.

Aby bol efekt čo najväčší a najekono-mickejší, je potrebné zvoliť vhodné abra-zíva:

Červené médium je najvýkonnejšie. Obsahuje oceľovú drť a používa sa na odstraňovanie

Ilustrovaný skrutkársky slovník DE – SK – EN:

- Slovník je určený prekladateľom technickej literatú-ry, konštruktérom, technológom, obchodníkom so spojovacím mate-riálom, študentom a pedagógom škôl technického zame-rania

zobrazenia naj-častejšie sa vysky-tujúcich pojmov z oblasti techniky mechanického spá-jania súčiastok po-mocou skrutkových spojov obsahuje aj zoznam relevant-ných noriem ISO a zoznam základných symbolov

Distribúcia: Ferodom, s. r. o. Štefánikova 58, 010 01 Žilina, e-mail: [email protected],

Tel.: 0905 76 90 67

Cena: 350 SKK bez DPH + poštovné, pri objednávke nad 2 ks zľava 20 %

TriboTechnika · 2/2009

www.tribotechnika.sk

Trib

oTec

hnik

a

2

/200

9

Documents

TriboTechnika 2/2009