Seminarski Tribologija.docx

1.UVOD Proces rezanja izvodi se, po pravilu, uz korišćenje sredstava za hladjenje i podmazivanje. Problemima primjene sredstava za hlađenje i podmazivanje (SHP), a posedbno definisanja njihovog kvaliteta sa tribološkog aspekta posvećuje se vrlo malo pažnje u domaćoj metaloprerađivačkoj industriji i ako već nekoliko godina raspolažemo sa informacijama o njihovom velikom uticaju na nivo troškova obrade i produktivnosti rada. Primjena sredstava za hlađenje i podmazivanje (SHP) pojavila se još u ranim godinama razvoja obrade metala rezanjem sa ciljem da se oblivanjem prostora u kome se vrši rezanje smanji trenje na kontaktnim površinama alata i materijala predmeta obrade i odvede generisanu toplotu.

2. KONTROLA KVALITETA SREDSTAVA ZA HLAĐENJE I PODMAZIVANJE Kontrola kvaliteta sredstava za hlađenje i podmazivanje obuhvata kontrolu njihovih fizičkohemijskih karakteristika, kontrolu kvaliteta sa tribološkog aspekta, kontrolu kvaliteta sa biološkog aspekta i kontrolu kvaliteta sa ostalih aspekata.

2. 1 Kontrola fizičko-hemijskih karakteristika Potreba za utvrđivanjem fizičko-hemijskih karakteristika sredstava za hlađenje i podmazivanje (SHP) javlja se u toku njihove proizvodnje, pri njihovom prijemu i u toku njihove primjene. S obzirom da postoje razlike u fizičko-hemijskim karakteristikama uljnih emulzija i hemijskih sredstava sa jedne strane i reznih ulja sa druge strane, to se i metode kontrole ovih osobina sredstava za hlađenje i podmazivanje (SHP) međusobno razlikuju. Kontrola fizičko-hemijskih karakteristika uljnih emulzija i hemijskih (sintetičkih) sredstava obuhvata: -

Kontrolu gustine sintetičkih sredstava za hlađenje i podmazivanje na temperaturi od 293K,

-

Kontrola sadržaja vode kod uljnih emulzija (JUS.BH8.032),

-

Kontrolu viskoziteta na 323K (JUS B.H8.022. ili JUS B.H8.023),

-

Kontrolu postojanosti na uskladištenje (JUS B.H3.536),

-

Kontrolu postojanosti u otvorenom sudu (12h na 303K),

-

Kontrolu ponašanja na niskim temperaturama ( 48h na -258K).

Do sada izloženi postupci kontrole fizičko-hemijskih karakteristika odnosili su se na koncetrat sredstava za hlađenje i podmazivanje. U daljem tekstu izloženo je nekoliko postupaka kontrole kvaliteta pripremljenih emulzij ili rastvora za primjenu na proizvodnim radnim mjestima. Kontrola pripremljenih emulzija ili rastvora obuhvata: -

Kontrolu pH vrijednosti koja se vrši ili pomoću pH papirića ili pomoću pehometra,

-

Kontrolu homogenosti emulzija i rastvora,

-

Kontrolu stabilnosti emulzija i rastvora

-

Kontrolu ponašanja ostatka posle isparavanja,

-

Kontrolu površinskog napona koja se vrši tenziometrom (ovaj podatak služi za procjenu mogućnosti prodiranja sredstava za hlađenje i podmazivanje u zonu rezanja).

Kontrola fizičko-hemijskih karakteristika reznih ulja obuhvata: -

Određivanje tačke paljenja u otvorenom sudu,

-

Kontrolu ugljeničnog ostatka po Conradsonu,

-

Kontrolu sadržaja pepela u reznim uljima,

-

Kontrolu dodatnog sumpora sadržanog u aditivima,

-

Kontrolu sadržaja hlora.

2. 2. Kontrola triboloških karakteristika sredstava za hlađenje i podmazivanje Sredstvo za hlađenje i podmazivanje uvodi se u proces rezanja radi usporavanja razvoja triboloških procesa na reznim elementima alata i povećanja njhove postojanosti. Usporavanje triboloških procesa na reznim elementima alata vrši se, uglavnom, odvođenjem toplote stvorene pri rezanju i smanjenjem trenja na kontaktnim površinama između alata i materijala predmeta obrade. Kako je, pored ostalog, trenje funkcija i otpora rezanja odnosno sila koje se javljaju na kontaktnim površinama tako da kvalitet sredstava za hlađenje i podmazivanje sa tribološkog aspekta može biti, u principu, definisan preko: -

Hladivih svojstava sredstava za hlađenje i podmazivanje,

-

Uticaja sredstava za hlađenje i podmazivanje na veličinu otpora rezanja,

-

Podmazujućih svojstava sredstava za hlađenje i podmazivanje,

-

Postojanosti alata.

Kontrola triboloških karakteristika sredstava za hlađenje i podmazivanje može da se vrši samo preko postojanosti alata koja je dobijena mjerenjem otpornosti alata na habanje. Hladiva svojstva sredstava za hlađenje i podmazivanje se mogu mjeriti na više načina. Jedan od njih sastoji se u tome da se kroz cijev od nehrđajućeg čelika, koja je prethodno zagrijana do određene temperature, propušta sredstvo za hlađenje i podmazivanje sa odgovarajućim protokom i mjeri pad temperature jednog kraja cijevi. Sredstvo za hlađenje i podmazivanje koje ima bolju osobinu hladivosti izazvaće i veći pad temperature na izlaznom kraju cijevi.

Slika 1. Uređaj za mjerenje pada temperature U uređaj se uključuje i pisač tako da se, poslije izvršenih serija mjerenja, može dobiti jasna slika o osobinama hladivosti pojedinih vrsta sredstava za hlađenje i podmazivanje.

Slika 2. Na slici 2 prikazana je promjena temperature izlaznog kraja cijevi pri hlađenju sa vodom i jednim polusintetičkim sredstvom za hlađenje i podmazivanje. Podmazujuća svojstva sredstava za hlađenje i podmazivanje mogu, u principu, da se određuju i mjerenjem pojedinih komponenti otpora rezanja pomoću odgovarajućih dinamometara koji imaju specifičnu konstrukciju za svaku vrstu obrade. Konstrukcija dinamometara može biti veoma raznovrsna i zasnovana na više principa kao što su hidraulični, pneumatski, elektični, mehanički itd. Savremeni dinamometri najčešće se grade pomoću mjernih traka koje se postavljaju direktno na alat ili na nosače alata

Prave parametri za definisanje triboloških karakteristika sredstava za hlađenje i podmazivanje su postojanost alata, intezitet habanja i otpornost alata na habanje. Kontrola triboloških karakteristika sredstava za hlađenje i podmazivanje zasnovana na mjerenju otpornosti alata na habanje, moguća je primjenom radioaktivne metode. Radioaktivna metoda, pomoću koje se vrši mjerenje otpornosti alata na habanje u različitim uslovima obrade, zasniva se na korištenju reznih alata koji su prethodno ozračeni na ciklotronu po površinama na kojima se javlja habanje. Ozračivanje se vrši bombardovanjem odgovarajuće površine teškim česticama (protoni, deuteroni itd.). Nivo radioaktivnosti alata je takav da omogućava njihovo korištenje i u laboratorijskim i proizvodnim uslovima bez postavljanja bilo kakvih mjera zaštite osim onih koja se odnose na potrebna znanja laboranta i istraživača koji metodu koriste. Rezanje se izvodi sa ozračenim alatima na mašinama na kojima se sredstvo za hlađenje i podmazivanje koristi. Uslovi pod kojima se izvode operacije identični su sa uslovima u kojima se predviđa korištenje SHP čije se ispitivanje vrši. Ovo znači da se otpornost alata na habanje mjeri u svakoj operaciji koja se izvodi sa onim brzinama rezanja ili brzinama pomoćnog kretanja sa kojima se vrši obrada.

2. 3. Kontrola kvaliteta sredstava za hlađenje i podmazivanje sa biološkog aspekta Posljedice bakteriološkog kvarenja emulzije su veoma negativne na primjenu sredstava za hlađenje i podmazivanje, ne samo zbog neugodnih mirisa koji se pojavljuju, već i zbog uticaja na troškove obrade i proizvodnje u cijelini. Za kontrolu kvaliteta sredstava za hlađenje i podmazivanje sa biološkog aspekta postoji čitav niz testova koji se mogu izvoditi lako. 1. PANA-TEST se izvodi na taj način što se staklenim ampulicama u kojima se nalazi hranljiva podloga hermetički zatvorena otkine vrh i sterilnom epruvetom stavi u njih nekoliko kapi emulzije. Ampulica se ostavi na temperaturi od 37⁰C da stoji 24 časa i ukoliko je zagađenje jako podloga se oboji crvenom bojom. Ako je zagađenje malo, do pojave crvene boje dolazi tek posle 24 časa. ORION-DIAGNOSTIKA je metoda koja je u principu ista kao i prethodna. Kod ove metode koriste se četiri različite selektivne podloge koje su nanešene na pločicu koja se nalazi u hermetički zatvorenom cilindru. Pločica se uroni u emulziju, ponovo stavi u cilindar i ostavi da stoji 24 časa na temperaturi od 37⁰C.

Ova ispitivanja vrše se radi određivanja vrste i količine sredstava za dezinfekciju.

2.4. Kontrola kvaliteta sredstava za hlađenje i podmazivanje sa ostalih aspekata Kontrola sredstava za hlađenje i podmazivanje vrši se, vro često i sa drugih aspekata koji se odnose na uticaj sredstava za hlađenje i podmazivanje na predmete obrade, mašinu i proizvodne radnike. Antikoroziona svojstva sredstava za hlađenje i podmazivanje ispituju Herbertovim testom. Ovaj test se izvodi na način što se na očišćenu i odmašćenu ploču od livenog gvožđa stave opiljci od čelika, a preko njih sipa sredstvo za hlađenje i podmazivanje koje se ispituje. Ploča i čelični opiljci moraju da imaju određene dimenzije. Ploča sa uzorcima opiljaka stavlja se u komoru u kojoj je relativna vlažnost 52%, a temperatura 20⁰C. Poslije 24 časa opiljci se odstranjuju i mjeri se prisustvo tačkica korozije na pločici. Sredstvo za hlađenje i podmazivanje može da djeluje negativno na boju mašine, da je nagriza i da tako poslije određenog vremena nova mašina dobije veoma loš izgled. Radi toga se izvode probe koje pokazuju kako pojedina sredstva za hlađenje i podmazivanje djeluju na metalne površine obojene odgovarajućim bojama. Sredstva za hlađenje i podmazivanje mogu da djeluju veoma negativno i na kožu radnika i da izazivaju kod njih raznovrsne alergije. Kontrola dejstva sredstava za hlađenje i podmazivanje na čovjeka vrši se, odgovarajućim medicinskim testovima sa kojima raspolažu zdravstvene ustanove.