Bôi trơn số lượng tối thiểu (MQL) ngày càng có tầm quan trọng trong việc hỗ trợ cải thiện năng suất trong các quá trình cắt như công việc khoan, phay và máy tiện. Là công ty dẫn đầu toàn cầu về công nghệ bôi trơn, SKF có một trung tâm năng lực chuyên phát triển các giải pháp sử dụng MQL.
Công nghệ
Nghiên cứu và phát triển chuyên sâu trong các trường đại học và trong ngành công nghiệp đã hỗ trợ ứng dụng công nghiệp rộng rãi của gia công hiệu suất cao với lượng bôi trơn tối thiểu (MQL). Các lợi ích của MQL bao gồm tăng năng suất điển hình lên đến 30 phần trăm và giảm chi phí dịch vụ so với bôi trơn làm mát toàn bộ thông thường. Việc mua một hệ thống MQL yêu cầu ít hơn đáng kể so với một hệ thống bôi trơn làm mát.
Cho đến gần đây, chất bôi trơn làm mát rất cần thiết cho các hoạt động sản xuất cho một số chức năng nhất định của quá trình gia công, chẳng hạn như làm mát, bôi trơn và loại bỏ phoi. Các quy trình này hiện đang được xem xét do áp lực chi phí (trung bình 10% chi phí liên quan đến phôi là chi phí bôi trơn làm mát) kết hợp với nhận thức về môi trường ngày càng tăng và nhu cầu cải thiện sự hài lòng của nhân viên thông qua các khu vực làm việc sạch hơn.
Giải pháp thay thế: sử dụng chất bôi trơn số lượng tối thiểu.
Hệ thống SKF LubriLean đáp ứng đầy đủ các yêu cầu hiện tại về sản xuất đáng tin cậy, chẳng hạn như sự sẵn có kịp thời và đầy đủ của chất bôi trơn tại bộ phận cắt.
Việc phân phối có mục tiêu chất bôi trơn trực tiếp tại vị trí cắt sẽ bôi trơn các điểm ma sát giữa dụng cụ, phôi và phoi. Định lượng của chất bôi trơn thường ít hơn 50 ml / h, tùy thuộc vào phương pháp cắt, vật liệu được cắt và cài đặt máy được chọn.
Về mặt chủ quan, lượng chất bôi trơn thấp này tạo ra phôi khô cũng như phoi khô. Điều này dẫn đến tiết kiệm chi phí đáng kể, vì không cần phải làm sạch phôi và / hoặc phoi.
Trong công nghệ aerosol một kênh, aerosol mịn có kích thước giọt đồng nhất khoảng 0,5 micron được tạo ra từ chất bôi trơn và khí nén trong bình chứa bằng hệ thống vòi phun đặc biệt. Công nghệ này cũng cho phép bôi trơn lưỡi dao một cách đáng tin cậy, ngay cả với tốc độ quay hơn 20.000 vòng / phút, hoặc thông qua tháp pháo của tâm quay của máy tiện tự động.
Điều này đạt được mà không có sự xuất hiện của chất bôi trơn dư thừa – như thường lệ với các hệ thống hai kênh – và sự nhiễm bẩn liên quan trong phòng gia công. Phiên bản VarioSuper và DigitalSuper của hệ thống SKF LubriLean đã được phát triển cho mục đích này. Với các hệ thống này, các thông số “lượng dầu” và “khí nén” có thể được điều chỉnh trực tiếp thông qua bộ điều khiển máy công cụ trong quá trình thay dao tự động.
Một nhà lãnh đạo trong lĩnh vực giám sát hệ thống
Cho đến rất gần đây, các hệ thống MQL chỉ có thể được giám sát gián tiếp và không đầy đủ. Không thể theo dõi trực tiếp dòng khí dung. Cảm biến khí nén, mức nạp và lưu lượng dầu được sử dụng để xác định trạng thái của hệ thống MQL.
Giờ đây, SKF cung cấp một hệ thống không chỉ tạo ra lượng bình xịt chất lượng cao cần thiết mà còn giám sát việc cung cấp bình xịt này đến điểm bôi trơn. Trung tâm của hệ thống giám sát này là màn hình khí dung AM 1000 được đặt trong đường dẫn khí dung càng gần điểm gia công càng tốt và sử dụng quy trình đo quang học để xác định số lượng giọt dầu tương ứng với thể tích không khí.
Một giao diện tiêu chuẩn công nghiệp có thể được sử dụng để chuyển giá trị đo tương tự này, ví dụ, đến bộ điều khiển máy công cụ để phân tích. Thay vào đó, màn hình khí dung có thể được kết nối với phiên bản DigitalSuper của hệ thống SKF LubriLean thông qua CAN bus.
Trong quá trình khởi động quá trình gia công MQL, các giá trị đo được có thể được lưu trữ dưới dạng giá trị tham chiếu trong bộ điều khiển máy. Nếu các giá trị khác sau đó được đo lường trong quá trình sản xuất, điều này cho thấy những thay đổi trong hệ thống MQL tổng thể, sau đó có thể được điều tra trước khi chúng có ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng sản xuất.
Điều này làm tăng đáng kể độ an toàn của quy trình vì các sai lệch liên quan cho đến nay chỉ được phát hiện rất muộn, dựa trên chất lượng bề mặt phôi bị lỗi hoặc thậm chí là gãy dụng cụ.
Hệ thống MQL hiệu suất cao tạo ra các sol khí có đường kính giọt nhỏ hơn một micron để ngăn phần lớn các giọt bị tách khỏi không khí bởi lực ly tâm khi sol khí đi qua trục quay.
Các thiết bị MQL hiện đại không điều khiển các van riêng lẻ để tạo khí dung, nhưng cho phép lựa chọn số chương trình. Do đó, điều duy nhất khách hàng phải làm để thay đổi thể tích bình xịt được tạo ra là chuyển một số chương trình đến thiết bị MQL.
Hệ thống Bôi trơn SKF đặt các hệ thống MQL của mình vào bài kiểm tra độ bền liên tục trong một hoạt động ba ca nghiêm ngặt tại các cơ sở của riêng mình. Phản hồi từ khu vực sản xuất ngay lập tức được chuyển đến bộ phận Kỹ thuật và Phát triển, nơi các hành động đảm bảo rằng công nghệ thiết bị MQL đáp ứng yêu cầu của người dùng – mức hiệu suất cao nhất với thao tác đơn giản nhất.
Các chuyên gia dịch vụ hệ thống bôi trơn SKF trên khắp thế giới được đào tạo thường xuyên. Việc đào tạo thực hành bởi các chuyên gia SKF được thực hiện chủ yếu tại nhà máy Hệ thống bôi trơn SKF ở Berlin, Đức.
Tại đây, 20 máy công cụ được trang bị hệ thống LubriLean MQL đa dạng. Chương trình đào tạo bao gồm tham vấn với các chuyên gia gia công hệ thống bôi trơn SKF, tiến hành các thử nghiệm gia công thực tế để xác định các cài đặt liên quan đến công cụ cho các hệ thống MQL khác nhau nhằm đạt được hiệu quả tối ưu.
Tiết kiệm đáng kể
Công nghệ MQL một kênh đã được chứng minh là cung cấp quá trình xử lý đáng tin cậy. Việc tiết kiệm đầu tư và chi phí vận hành là đáng kể so với hệ thống bôi trơn làm mát tiêu chuẩn và đã trở thành thứ không thể thiếu trong các máy công cụ sử dụng trong ngành công nghiệp ô tô, máy bay, công cụ và khuôn mẫu.
Thiết kế dụng cụ gần như được tiêu chuẩn hóa, đặc biệt là khi nói đến hình học bên ngoài và bên trong, cũng như thiết kế các giao diện giữa giá đỡ dụng cụ và dụng cụ. Hiện có thể đáp ứng nhu cầu giám sát hệ thống MQL của người dùng.
Việc sử dụng gia công MQL sẽ tăng lên khi công nghệ này được thực hiện bất cứ khi nào có thể trong các dây chuyền sản xuất mới, đặc biệt là trong ngành công nghiệp ô tô. Người ta ước tính rằng thị phần bôi trơn số lượng tối thiểu sẽ đạt trung bình 27% trong sản xuất hàng loạt quy mô lớn trong 5 năm kể từ bây giờ.
Gần 1 triệu tấn dầu hiện đang được sử dụng để làm mát và bôi trơn thông thường cho các quá trình gia công trong ngành công nghiệp gia công chỉ riêng ở Đức.
Việc sử dụng công nghệ MQL có thể làm giảm đáng kể việc tiêu thụ lượng dầu khổng lồ này, do đó giảm đáng kể tác động đến môi trường. Ngoài ra, có thể đạt được sự gia tăng đáng kể về năng suất thông qua kết quả cắt tốt hơn cũng như kéo dài tuổi thọ của dụng cụ.
Sử dụng MQL tại SKF
Trong phạm vi dự án tích hợp “Giới thiệu MQL trong các nhà máy SKF”, một chiến dịch phối hợp với SKF VOGEL, Phòng Phát triển Quy trình SKF và Trung tâm Phát triển Sản xuất SKF (MDC) ở Gothenburg, các dự án thí điểm để giới thiệu MQL đã được thiết lập.
Hai dự án thí điểm là ví dụ về tính bền vững và cải thiện năng suất. Một dự án là tiện lồng trong quá trình sản xuất lồng chịu lực tại SKF ở Gothenburg; dự án thứ hai là tiện và chia các con lăn ở kênh con lăn 2, cũng ở Gothenburg.
Đối với sản xuất lồng, bốn máy tiện đã phải được chuyển đổi từ chất bôi trơn làm mát sang MQL. Lý do cho dự án này là do chất bôi trơn làm mát bị lão hóa nhanh, kèm theo mùi hôi rất khó chịu và do đó, việc thay đổi chất bôi trơn làm mát thường xuyên cùng với các chi phí liên quan.
Đối với các thử nghiệm, một trong bốn máy tiện được trang bị hệ thống LubriLean VarioPlus và được tách biệt khỏi nguồn cung cấp chất bôi trơn làm mát.
Hệ thống MQL được tích hợp vào điều khiển máy của máy công cụ. Bằng cách này, nguồn cung cấp MQL có thể được bật vào thời điểm được yêu cầu, như đã được thực hiện trước đó với chất bôi trơn làm mát. Ngoài việc cải thiện chất lượng bề mặt, một mục tiêu khác là điều chỉnh hệ thống MQL sao cho lượng chất làm mát cần thiết được sử dụng hết trong quá trình để không còn dư lượng trên phôi. Do đó, không cần quy trình giặt bổ sung.
Kiểm tra các đầu cắt cho thấy mài mòn giảm đáng kể trong quá trình sử dụng MQL so với sử dụng chất bôi trơn làm mát thông thường.
Dự án đã chứng minh thành công việc giảm chất bôi trơn làm mát. Với chất bôi trơn làm mát thông thường, mức tiêu thụ trung bình mỗi năm nói chung là 400 lít; sử dụng MQL, lượng tiêu thụ có thể giảm xuống còn 10 lít mỗi năm. Điều này đồng nghĩa với việc giảm 97% chi phí, đóng góp đáng kể vào việc bảo vệ môi trường. Lợi tức đầu tư chỉ là 0,67 năm. Do những kết quả thuyết phục này, ba máy tiện khác cũng được đổi thành MQL.
Một tác động bổ sung, rất quan trọng là sự hài lòng của những người vận hành máy tương ứng. Việc chuyển đổi sang MQL đã giúp họ giảm bớt mùi khó chịu.
Dự án sản xuất con lăn SKF thứ hai liên quan đến việc nâng cấp một trung tâm gia công, vốn đã hoạt động với số lượng bôi trơn tối thiểu từ một nhà sản xuất khác, với hệ thống LubriLean MQL. Mục tiêu là tăng năng suất, cải thiện chất lượng bề mặt và giảm đáng kể mức tiêu thụ dầu nhờn.
Đối với thử nghiệm, một giá đỡ công cụ MQL đặc biệt để phân chia các con lăn đã được phát triển và thực hiện với sự cộng tác của nhà sản xuất công cụ Sandvik. Để bôi trơn với số lượng tối thiểu, hệ thống LubriLean VarioSuper đã được sử dụng. Các bài kiểm tra trả lại các kết quả sau:
- tiêu thụ dầu giảm từ ba lít xuống 0,45 lít mỗi ngày / máy (tiết kiệm 85%)
- Việc tăng các thông số cắt làm giảm thời gian chu kỳ trên mỗi con lăn từ 0,5 đến hai giây (tùy thuộc vào đường kính của con lăn)
- chất lượng bề mặt đã được cải thiện.
Vì những trải nghiệm tích cực này, tất cả các máy khác trong kênh trục 2 sẽ được nâng cấp.
Các dự án này chỉ ra rõ ràng tiềm năng tiết kiệm có thể được khai thác bằng cách giới thiệu công nghệ hiện đã được phát triển đầy đủ này từ SKF.
