Badania pokazują, że od 70 do 85 proc. kosztów okresu użytkowania obrabiarki jest ponoszonych na etapie projektowania. Syntetyczne smary mogą pomóc zminimalizować koszty, zapewniając rzadsze, choć nieco droższe wymiany oleju. Pozwalają też zastosować smary dożywotnio, podnosząc jednocześnie wydajność urządzeń.
Dzisiejsze obrabiarki powinny zwiększać wydajność zakładu przez zmaksymalizowanie prędkości maszyn. Zarówno producenci, jak i operatorzy obrabiarek oczekują bezpiecznej eksploatacji i niezawodności oraz większej dostępności urządzeń.
Bardzo istotne jest ponadto rozważenie kosztów całkowitych, na które składa się koszt zakupu maszyny wraz ze wszystkimi dodatkowymi kosztami, jakie muszą zostać poniesione przez cały okres eksploatacji. Nie obejmują one tylko powtarzających się wydatków na serwis i konserwację, części zamienne, sprężone powietrze, energię, smarowanie oraz narzędzia, ale również potencjalne koszty wtórne, wynikające zarówno z pracy maszyny, jak i ewentualnych kosztów utylizacji.
Oprócz aspektów ekonomicznych wielki nacisk kładzie się dzisiaj na ochronę środowiska, co oznacza, że praca obrabiarek powinna stanowić najmniejsze, jak to tylko możliwe, zagrożenie dla środowiska.
Powszechnie oczekuje się ogólnej dostępności materiałów eksploatacyjnych potrzebnych do pracy maszyn, podobnie jak efektywnego serwisu i wsparcia, dostępnego zarówno ze strony wykwalifikowanych serwisantów odwiedzających zakład, jak również pracujących zdalnie.
Projektowanie maszyny z uwzględnieniem smarowania
Badania pokazują, że od 70% do 85% kosztów okresu użytkowania urządzenia jest ponoszonych na etapie projektowania. Już na tym etapie środki smarne są pomijane ze względu na ich pozornie niewielką rolę, która w istocie okazuje się niezwykle ważna. Użycie syntetycznych środków smarnych specjalnego przeznaczenia w wielu przypadkach przedłuża czas między wymianą olejów i przesmarowaniem maszyn. Bardzo często umożliwia nawet zastosowanie smarów dożywotnio. Jednocześnie syntetyczne środki smarne specjalnego przeznaczenia mogą zwiększyć wydajność maszyny pod względem precyzji, wielkości produkcji oraz zmniejszyć ilość odpadów.
Dostępny jest szeroki zakres wydajnych, wysokojakościowych środków smarnych specjalnego przeznaczenia do obrabiarek, opracowanych przy ścisłej współpracy z ich producentami.
Te smary i oleje używane przez producentów do pierwszego wypełnienia maszyn są również zalecane w tabelach smarowania dostarczanych operatorom.
Smarowanie układów napędowych i prowadnic
Coraz więcej współczesnych obrabiarek wyposaża się w niskotarciowe prowadnice liniowe, które wypierają prowadnice konwencjonalne, aby umożliwić precyzyjną obróbkę przedmiotu. Ruch osiąga się zazwyczaj dzięki śrubom z nakrętką kulową. Prowadnice liniowe zostały zaprojektowane jako prowadnice płaskie lub jako profilowane tory z recyrkulacją kulek lub rolek.
Szczególne wymagania, którym wymienione elementy muszą podołać, mające również wpływ na wybór smaru, to:
- wysoka dokładność,
- wysoka niezawodność,
- niskie drgania – brak drgań ciernych,
- duże prędkości,
- przyspieszenie prowadzące do dużych obciążeń dynamicznych.
Wiele znaczących parametrów odgrywa rolę w budowie i eksploatacji systemów napędowych obrabiarek:
- typ prowadnika liniowego,
- tarcie przedmiotów, uszczelek/nakrętek,
- warunki pracy,
- okres użytkowania i wymiany smaru,
- inne wpływowe czynniki zewnętrzne.
Biorąc pod uwagę konstrukcję uszczelnień wewnętrznych i zewnętrznych, prowadnice, zbiornik olejowy i doprowadzenie środka smarnego – jasnym staje się, dlaczego smary powinny być postrzegane jako ważny element maszyny już we wczesnych etapach jej konstrukcji.
Patrząc na system jako całość, wysokie oczekiwania względem prowadników liniowych niosą za sobą równie wysokie oczekiwania względem smarów:
- dobre właściwości antykorozyjne i zdolności deemulgujące, zapewniające odporność na inne nośniki, w szczególności na smary chłodzące,
- tłumienie drgań lub wstrząsów, co jest ważne np. przy obróbce żeliwa szarego,
- ochronę przed zużyciem również w warunkach mikroruchowych,
- niskie tarcie umożliwiające łatwy rozruch,
- dodatkowe właściwości uszczelniające podczas pracy w zanieczyszczonym środowisku,
- dobra kompatybilność z tworzywami sztucznymi i innymi środkami smarnymi.
Różne kompozycje smarów do różnych zastosowań
W zależności od wymagań w poszczególnych zastosowaniach, dostępne są specjalne środki smarne o różnych kompozycjach, np. oleje o różnej lepkości bazy, dopasowane do różnych prędkości i obciążeń. Różne zagęszczacze zapewniają takie cechy, jak ulepszona przyczepność do powierzchni metalowych, dobra odporność na nośniki płynne, poprawiają też efekt tłumienia.
Pierwszego smarowania prowadnic dokonuje producent tuż po ich wyprodukowaniu. Następnie wymianę smarów przeprowadza operator przy użyciu systemów centralnego smarowania lub zasobnika olejowego (szczególnie w przypadku miękkich smarów). Dlatego niezwykle ważne jest, by smary używane do pierwszego smarowania, a potem do kolejnych, były w pełni kompatybilne.
W przypadku gdy producent nie zapewni stosownych informacji, istnieje kilka metod, aby określić kompatybilność smaru: wymywanie wodą, test na stabilność rolki oraz test SNR-FEB 2. Testy te odpowiedzą również operatorom, czy substancje smarne są kompatybilne bądź odporne na konkretne czynniki.
Gdy już właściwy smar (ten o odpowiedniej konsystencji i lepkości bazy olejowej) zostanie wybrany, właściwie przeprowadzona procedura docierania może mieć decydujący wpływ na smarowanie przez długi czas, a co za tym idzie, na wydajność smaru i pracujących komponentów maszyny. Przy docieraniu smar powinien być rozprowadzony wzdłuż prowadnicy lub tulei prowadzącej przez wykonanie kilku pełnych suwów.
Do późniejszych przesmarowań wystarczy maksymalnie 50% smaru użytego podczas pierwszego smarowania. Najlepiej jednak używać mniejszych ilości w krótszych odstępach czasu.
Wnioski
Nie jest niczym niezwykłym, że smary, uznawane zazwyczaj za składniki o niskim priorytecie, przyjmują pierwszorzędne funkcje z pozytywnym skutkiem dla całkowitego kosztu posiadania obrabiarki. Aby w pełni wykorzystać potencjał zoptymalizowanego smarowania, niezbędne jest całościowe podejście do rozważanych rozwiązań:
- smar powinien być traktowany jako element maszyny już na etapie jej projektowania,
- wydajność smaru, jego zastosowanie i dawkowanie powinny być brane pod uwagę,
- wybrany środek smarny powinien być kompatybilny z innymi smarami i materiałami, np. z uszczelniaczami,
- środek smarny musi być odporny na wszelkie wpływy zewnętrzne, włączając ciekłe nośniki, np. chłodziwo.
Stosując się do powyższych zaleceń, produkcja zgodnie z zaplanowanym harmonogramem powinna przebiegać bez awarii i nieprzyjemnych przestojów.
Artykuł pod redakcją Pawła Łapuchy
UR
Autor: Bernhard Lehner
