Кусбекова М. Б., Коуштаин К. В., Төлеуова М. Қ.

Карагандинский Государственный Технический Университет, Казахстан

Системы применения смазочно-охлаждающих жидкостей

Эффективность применения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) в механообрабатывающих производствах определяется не только оптимальным компонентным составом СОЖ, но и рациональной организацией систем ее эксплуатации вспомогательными службами цехов и заводов машиностроительных отраслей. Ни одно машиностроительное предприятие не обходится без службы СОЖ, выполняющей соответствующие процессно-аппаратурные функции приготовления и активации рабочих растворов, подготовки оборудования, систем циркуляции, транспортирования, очистки, регенерации, утилизации и обезвреживания отработанных жидкостей [1].

Выбор СОЖ и рациональная организация систем их эксплуатации - часть проектирования общей системы резания. Создание гибких автоматизированных производств (ГАП), роботизация и внедрение безлюдной технологии выдвигают новые требования к структуре систем эксплуатации СОЖ и методам их проектирования. Для ускорения проектных работ используют САПР. Использование ЭВМ обусловливает изменение традиционного подхода к процессу проектирования систем эксплуатации СОЖ. Так, необходимо осуществить математическую формулировку задач и построение математических моделей отдельных стадий и процессов эксплуатации СОЖ, а также моделей, описывающих интерактивные взаимодействия между ними. Для автоматизации проектирования службы СОЖ необходима разработка соответствующего программно-математического обеспечения (ПМО), включающего алгоритмы, программы. Математические модели отдельных стадий и процессов эксплуатации СОЖ являются основой построения САПР-СОЖ. Особенно возрастает роль, САПР-СОЖ при проектировании ГПС, когда необходимо соблюдение принципа системного подхода к проектированию различных подсистем ГПС и вспомогательных, к которым относится система применения СОЖ. В этом случае САПР-СОЖ является одной из подсистем САПР ГПС.

Системы применения СОЖ разделяют на индивидуальные, групповые и централизованные. Индивидуальные системы обеспечивают возможность быстрого перехода на эксплуатацию новой СОЖ и перепланировки оборудования. Групповые и централизованные системы эффективны в условиях серийного и массового производства и допускают возможность полной автоматизации и применения безотходной и малоотходной технологии [2].

Наиболее перспективны групповые и централизованные системы, т. к. именно в них возможна полная автоматизация выполнения основных операций и управления ими. Централизованные системы представляют собой сложные комплексы, обеспечивающие решение всей совокупности задач рациональной эксплуатации СОЖ.

К техническим средствам применения СОЖ относятся устройства для приготовления, очистки, регенерации и обезвреживание отработанных растворов, устройства для подачи СОЖ к оборудованию и в зону резания, насосы, трубопроводы, емкости для хранения и т. д. Проектирование систем применения СОЖ сводится, в основном, к выбору перечисленных технических средств и определению их конструктивных параметров.

При проектировании централизованных систем подачи СОЖ главной задачей является выбор основных параметров: количества циркулирующей СОЖ (производительности системы), сечения трубопроводов, мощности насосов, емкости резервуаров, числа фильтров и т. п. Оценка этих параметров проводится, как правило, по эмпирическим данным.

Проектирование системы эксплуатации СОЖ начинается с выбора номенклатуры и состава жидкостей и проведения теоретических и экспериментальных исследований особенностей технологических процессов их эксплуатации. Процесс проектирования включает две взаимосвязанные стадии - технологическое и конструкционное проектирование. Цель технологического (функционального) проектирования - разработка оптимальной технологической схемы функционирования СОЖ, определение оптимальных технологических параметров оборудования и технических средств применения СОЖ, a также выбор оптимальных технологических режимов, обеспечивающих повышение эффективности системы эксплуатации СОЖ.

Основные задачи конструкционного проектирования системы эксплуатации СОЖ: выбор оптимального объемно-планировочного решения (компоновки); выбор технологического оборудования; разработка технологических трубопроводов для подачи СОЖ в зону резания, удаления отработанных составов и циркуляции в остальном оборудовании.

При переходе к процессу автоматизированного проектирования систем эксплуатации СОЖ решение перечисленных задач осуществляется с помощью ЭВМ. Автоматизация проектирования включает полную формализацию и алгоритмизацию всех этапов технологического и конструкционного проектирования. Теоретическую основу автоматизированного проектирования систем эксплуатации СОЖ составляет системный анализ, а его основной метод − математическое моделирование.

Автоматизация контроля качества СОЖ необходима для обеспечения управления технологическим процессом в ГПС и повышения надежности ее работы и предусматривает замену периодического аналитического контроля на непрерывный или дискретный контроль, осуществляемый автоматизированной информационно-измерительной системой (ЛИС) контроля, в состав которой входят функционально объединенные измерительные средства, автоматические анализаторы, устройства для преобразования информации с целью ее ввода в ЭВМ.

Проектирование систем применения СОЖ на машиностроительных предприятиях представляет собой комплексную проблему, охватывающую вопросы выбора оптимальных составов, оборудования и технологических схем, а также систем диагностики, регулирования и управления на всех стадиях эксплуатации СОЖ. Решение этой проблемы базируется на анализе механохимических явлений при обработке металлов с использованием СОЖ, а также физико-химических и химико-технологических основ процессов и аппаратов в системах применения СОЖ.

Анализ существующих методов проектирования показал, что недостаточно широкое распространение автоматизированных методов и систем эксплуатации СОЖ сдерживается использованием традиционных, ручных методов проектирования, позволяющих выбирать лишь ограниченное число вариантов схем и оборудования отсутствием соответствующего серийного оборудования, недостаточной научной проработкой вопросов использования ЭВМ для СОЖ.

Литература:

1. Смазочно-охлаждающие жидкости и их применение при производстве режущего инструмента. Методические рекомендации. − М.: 1986. – 60 с.

2. Чулок А.И. Математические модели автоматизированного проектирования систем применения СОЖ /Автоматизированные системы проектирования и управления, выпуск 5. – М.: 1986. – 70 с.