szerszámgépek kenőanyagai - bme -...

45
Szerszámgépek kenőanyagai Kecskés Zoltán Kenéstechnikai szakértő MOL-LUB Kft.

Upload: others

Post on 13-Sep-2019

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Szerszámgépek kenőanyagai

Kecskés Zoltán

Kenéstechnikai szakértő MOL-LUB Kft.

Page 2: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Agenda

Mi a Tribológia, és miért fontos

Kenőanyagok feladatai

Legfontosabb tulajdonságok

Kenésállapotok

Kenőolajok összetétele

Szerszámgépek

Kenőanyagok csoportosítása

Szánkenőolajok speciális tulajdonságai

Page 3: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Mi a tribológia?

Tribology

• From Wikipedia, the free encyclopedia:

• „Tribology is the science and engineering of interacting surfaces in relative motion. It includes the study and application of the principles of friction, lubrication and wear. Tribology is a branch of mechanical engineering and materials science.”

• Az egymásra ható és egymással kölcsönös mozgási viszonyban lévő felületeket kutató tudomány és technológia. Ez magába foglalja a súrlódás, kopás, kenés tanulmányozását és alkalmazását. A tribológia a gépészet és anyagtudomány egyik ága.

Page 4: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Miért fontos a tribológia?

I. A termelt energia kb. harmada vész el a súrlódási és kopási folyamatokban.

II. Gépjárműveknél az üzemanyagból származó energia kb. 20% hasznosul.

III. Átlagosan egy állam GDP-ének 20%-át emészti fel a súrlódás és kopás.

IV. Aktuális trend az üzemanyag, energia takarékosság. A súrlódás csökkentésének igénye minden korábbi elvárást meghalad. A tribológia, a kenőanyag szerepe felértékelődik.

V. Egy átlagos vállalat teljes karbantartási költségeinek legalább 8-10%-áért a rossz kenéstechnika felelős.

VI. További 2-4%-a nem megfelelően végzett kenőanyag TMK-nak „köszönhető” (pl. Ki, milyen gyakran, mennyit, milyen módon „ken”?).

I-III - Dr. Robert M. Greshem (STLE)

IV-VI - Drew D. Troyer, Noria

Page 5: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Kenőanyagok feladatai

Kenés - a súrlódás és kopás csökkentése

Hűtés – a keletkező hőmennyiség elvezetés

Tisztítás – szennyeződések eltávolítása

Tömítés – szennyezők bejutásának megakadályozása

Korrózióvédelem

Teljesítmény átvitel

Page 6: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Legfontosabb tulajdonságok Reológiai (folyási) jellemzők Viszkozitás

Viszkozitás A folyással szembeni ellenállás

viszkozitás hőmérséklet összefüggés (VI) folyáspont folyási képesség alacsony hőmérsékleten nyírási stabilitás

Page 7: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Legfontosabb tulajdonságok A viszkozitás fogalma A szemléltetés newtoni folyadékokra vonatkozik

Mozgó test

Álló test

Kenőanyag dv

dy h

v (m/s)

F (N)

A mozgó test v (m/s) sebességgel történő mozgatásához F (N) erőre van szükség.

Ha a mozgó test kenőanyaggal érintkező felületének nagysága A (m2), az úgynevezett

csúsztatófeszültség (tau): τ = F/A (N/m2).

A csúsztatófeszültség a folyadék egy fizikai jellemzőjével, és a sebesség (hely szerinti)

változásának intenzitásával, az úgynevezett sebesség-gradienssel arányos:

τ = η·(dv/dy)

Page 8: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Az (Éta) η arányossági tényező elnevezése: dinamikai

viszkozitás

Mértékegysége: Pa·s, amelynek ezredrésze: mPa·s

(Pa = N/m2)

A számításokhoz sok esetben a folyadék dinamikai

viszkozitásának (η) és sűrűségének (ρ) hányadosára, az

úgynevezett kinematikai viszkozitás szükséges. A jele ν (nű).

v = η/ρ

A kinematikai viszkozitás mértékegysége: m2/s, milliomodrésze

mm2/s

Legfontosabb tulajdonságok A viszkozitás fogalma A szemléltetés newtoni folyadékokra vonatkozik

Page 9: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

dv/dy (1/s)

τ (P

a)

Newtoni

dv/dy (1/s)

τ (P

a)

Nem newtoni

Ha a hőmérséklet és a nyomás

állandó, a folyadék viszkozitása

állandó. Nyugalmi folyadékban

nem ébred csúsztató feszültség.

A folyadék viszkozitása akkor is

függ a nyírási sebességtől, ha

nyomása és hőmérséklete

állandó.(Plasztikus, pszedo-

plasztikus stb. folyadékok)

A dilatáló folyadékban akkor is

ébred csúsztatófeszültség, ha

nyugalomban van. Ilyen

folyadékok a festékek.

A kenőolajok csak nagyon korlátozott körülmények (nem túl alacsony és nem túl magas

hőmérséklet, gyenge adalékolás, stb.) mutatnak newtoni tulajdonságokat. Súrlódásmódosító

adalékok alkalmazásával szándékosan térítjük el a kenőolajokat a newtoni jellegtől.

dv/dy (1/s)

τ (P

a)

Nem newtoni

Legfontosabb tulajdonságok A viszkozitás fogalma Newtoni és nem newtoni folyadékok

Page 10: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Legfontosabb tulajdonságaik Felületi jellemzők, fizikai és egyéb jellemzők

Felületi jellemzők

vízelváló képesség (emulziós jellemző) levegőelváló képesség habzási hajlam

További fizikai és egyéb jellemzők

szín

sűrűség

anilinpont

határfelületi feszültség (gyűrűs módszer, olaj-víz határfelület)

lobbanáspont (zárttéri, nyílttéri)

illékonyság (párolgási hajlam)

hőtani jellemzők (fajhő, hővezető-képesség)

Page 11: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Legfontosabb tulajdonságaik Kémiai jellemzők, szerkezeti anyagokkal való összeférhetőség

Kémiai jellemzők

hamutartalom (oxid, szulfát)

kokszosodási hajlam (Conradson-szám)

semlegesítési szám, elszappanosítási szám

hidrolitikus stabilitás (vízzel szembeni)

termikus stabilitás

oxidációs stabilitás

Szerkezeti anyagokkal való összeférhetőség

színesfém korróziós hajlam (rézkorrózió) acélkorróziós hajlam (tüske, lemezes) tömítésekkel való összeférhetőség (referencia elasztomerek) lakk, festék összeférhetőség

Page 12: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

A növekvő fordulatszámú siklócsapágyban

változik a kenésállapot

Nyugalmi állapot,

szilárdtest érintkezés

Kis fordulatszám,

határ- vagy vegyes-

kenés állapot

Nagy fordulatszám,

hidrodinamikai,

vagy elasztohidrodinamikai

kenésállapot

A csap középpontja a fordulatszám függvényében vándorol

Kenésállapotok Elemi

1902-ben Richard Stribeck

Page 13: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Elasztohidrodinamikai

kenésállapot

Hidrodinamikai kenés-

állapot

Ha

tárk

en

és á

llap

ot

Ve

gye

s k

en

ésá

llap

ot

Olajfilm vastagság/felületi érdesség

rló

si té

nye

Itt a viszkozitás fontos

Itt az adalékok fontosak

Erős kopás

Minimális kopás

Dugattyúgyűrűk Szelepvezérlés

Gördülőcsapágyak, hajtóművek Siklócsapágyak, kis terhelésű

hajtóművek

Stribeck diagram

Kenésállapotok Elemi

1902-ben Richard Stribeck

Page 14: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

A kenőolajok összetétele A kenőolajok összetevői: bázisolajok és adalékok

Bázisolajokkal is teljesíthető klasszikus feladatok ► Kenés (egymáson elmozduló alkatrészek elválasztása)

► Terhelésfelvevő kenőfilm biztosítása

► Hűtés (égési, súrlódási hő)

► Tömítés (pl. hengerfal mentén)

Csak adalékok segítségével teljesíthető feladatok ► A gépek belső részeinek tisztántartása

► Kopásvédelem

► A súrlódás csökkentése határkenés állapotban

► Korrózió elleni védelem

► Savas jellegű vegyületek semlegesítése

► Habzás megakadályozása

► Megfelelő olajélettartam biztosítása

► Egyéb speciális feladatok ellátása

Page 15: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

• Alapolaj (95-100 %)

– ásványolaj alapú

– természetes növényi eredetű

– szintetikus

• Adalékok (0-5%)

– oxidációgátló

– korróziógátló

– kopásgátló

– EP hatású

– folyáspontcsökkentő

– viszkozitásindex növelő

– tapadásjavító

– habzásgátló

– deemulgeátor

– detergens

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Adalék5

Adalék4

Adalék3

Adalék2

Adalék1

Bázisolaj

15

A kenőolajok összetétele A kenőolajok összetevői: bázisolajok és adalékok

Page 16: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Szerszámgépek kenése

Képek: Acsádi és Szűcs Kft. www.mechanikum.hu

Page 17: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Kenőanyagok csoportosítása Nemzetközi, nemzeti szabványok

ISO 3448 viszkozitási osztályok

DIN 51518

ISO 6743 kenőanyag családok

ISO 19378 szerszámgép kenőanyagok

DIN 8659 szerszámgép kenőanyagok

Page 18: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Kenőanyagok csoportosítása Ipari olajok osztályozása viszkozitás szerint (ISO 3448)

Viszkozitás osztály kinematikai viszkozitás 40 °C-on, mm2/s

legalább középérték legfeljebb

ISO VG 2 1,98 2,2 2,42

ISO VG 3 2,88 3,2 3,52

ISO VG 5 4,14 4,6 5,06

ISO VG 7 6,12 6,8 7,48

ISO VG 10 9,0 10 11,0

ISO VG 15 13,5 15 16,5

ISO VG 22 19,8 22 24,2

ISO VG 32 28,8 32 35,2

ISO VG 46 41,4 46 50,6

ISO VG 68 61,2 68 74,8

ISO VG 100 90 100 110

ISO VG 150 135 150 165

ISO VG 220 198 220 242

ISO VG 320 288 320 352

ISO VG 460 414 460 506

ISO VG 680 612 680 748

ISO VG 1000 900 1000 1100

Page 19: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Kenőanyagok csoportosítása Viszkozitási osztályok összehasonlítása

Page 20: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Kenőanyagok csoportosítása Ipari olajok osztályozása alkalmazási terület szerint (ISO 6743)

A = veszteséges kenési rendszerek B = formaleválasztás C = hajtóművek D = kompresszorok (hűtőkompresszor és vákuumszivattyú is) E = belsőégésű motorok F = orsócsapágyak, csapágyak, kiegészítő kapcsolók G = szánok, ágyvezetékek H = hidraulikus rendszerek M = fémmegmunkálás N = elektromos szigetelés P = pneumatikus szerszámok Q = hőközlő rendszerek, hőátadók R = átmeneti korrózióvédelem T = turbinák U = hőkezelés X = kenőzsír alkalmazások Y = egyéb alkalmazási területek Z = gőzhengerek

Page 21: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Kenőanyagok csoportosítása Szerszámgép kenőanyagok (ISO 19378)

Jel Alkalmazás Összetétel ISO jelölés

A Veszteséges kenés Finomított ásványolaj, adalékolatlan AN

C Hajtómű R+O adalékolású ásványolaj CKB

CKB + AW/EP CKC

F Orsó, csapágy R+O adalékolású ásványolaj FC

FC + AW FD

G Szánkenő

Ásványolaj, kenőképesség-javító, tapadás-növelő,

akadozó csúszás-gátló adalékokkal (fém-fém) GA

GA + (fém – nem fém anyagpár) GB

GA de szintetikus alapolajjal GS

H

Hidraulika

R+O adalékolású ásványolaj HL

HL + AW HM

HM + viszkozitási index-növelő polimer HV

Szánkenő-hidraulika HM hidraulikaolaj + akadozó csúszás-gátló adalék HG

X Csapágy (sikló-,

gördülő), hajtómű R+O adalékolású többcélú kenőzsír XBCEA

Page 22: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Szerszámgépek kenése DIN 8659

Page 23: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Szánkenőolajok tulajdonságai Stick-slip (akadozó csúszás) gátló hatás

CM stick-slip test

rossz jó 23

Page 24: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Szánkenőolajok tulajdonságai Fémmegmunkálási segédanyaggal való összeférés

Megfelelő Nem megfelelő

emulzió (szánkenőolajjal

szennyezett)

szánkenőolaj (kevesebb vált szét) szánkenőolaj

emulzió

Page 25: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Fémmegmunkálási segédanyagok

Forgácsoló megmunkálásokhoz, képlékenyalakításhoz

Kecskés Zoltán – kenéstechnikai szakértő 2014

Page 26: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Agenda

HKF szerepe

Tribológiai rendszer

HKF hatásmechanizmusa

Kiválasztás szempontjai

emulzió, vagy vágóolaj?

HKF csoportosítás

Terméktípus szerint

Technológiák szerint

Nemzetközi, nemzeti szabványok

26 Presenting to [name]

Page 27: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

A hűtő-kenő folyadékok szerepe

I. Az ipari kenőanyagok speciális csoportja

II. Jelentős hatással vannak

I. a gép- és alkatrészgyártás gazdaságosságára

I. forgácsolásnál a ráfordított energia 30-50% hasznosul

I. Veszteségek: szerszám forgács, szerszám munkadarab súrlódása

II. Hőenergia

II. a legyártott munkadarab minőségére

III. a munkahelyi egészségvédelemre

IV. a környezetvédelemre

III. Szerepük a megmunkálásban közvetett

IV. Halmazállapotuk lehet folyadék, félszilárd és szilárd

Page 28: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Képlékenyalakítás tribológiai rendszere

Vegyes kenési

állapot

Határkenő

adalékok

Alapolaj

viszkozitás

VI

Page 29: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

4. Holt zóna Munkadarab

Forgács

Szerszám

2. Súrlódási zóna

3. Karcolási

zóna

1. Alakítási munkából

keletkező hő (HKF-al nem

csökkenthető)

2. Súrlódási hő a szerszám

homloklap és a forgács között

(HKF-al jelentősen

csökkenthető)

3. Súrlódási hő a szerszám

hátlapja és a munkadarab

között (HKF-al jelentősen

csökkenthető)

4. „Felszakadási” munka hővé

alakuló része (HKF-al

módosítható

A legmagasabb hőmérséklet

a 2. zónában fejlődik, itt

meghaladhatja a 900 oC-ot is.

Fő hőáramok a forgácsképződés zónájában

Page 30: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

A HKF hatásmechanizmusa A HKF hatása a szerszámélettartamra és a munkadarab minőségére

HŰTÉS KENÉS TISZTÍTÁS

csökkenés

Nyíróerő

Szerszám /

munkadarab

súrlódás

Szerszám /

forgács súrlódás

Szerszám és

munkadarab

hőmérséklet beállítása

Forgács

eltávolítása

Energiamegtakarítás (kisebb áramfelvétel)

Feszültségek

minimalizálása Szerszámkopás minimalizálása

A

felületminőség

optimálása

A forgácsolási munka több mint 97%-a hővé alakul át

Víztartalmú HKF-ok esetén a hűtő hatás domináns

A vágóolajok kenőhatásukkal a hőfejlődést csökkentik

A HKF hatását a forgácsolási sebesség is befolyásolja

Alapvető követelmény a fémfelületeket nedvesítő képesség

Page 31: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

A hűtés követelményénél a fajhő, párolgási hő és hővezető képesség a legfontosabb tulajdonságok, melyek a víznél kedvezőbbek.

A kenés szempontjából első megközelítésben legfontosabb tulajdonság a viszkozitás, mely az olajnál lényegesen kedvezőbb.

A víz és olaj hűtő- és kenőképességét befolyásoló tipikus jellemzők összehasonlítása

Viszkozitás,

mm2/s

Párolgási hő,

kJ/g

Hőv ezető-

képesség,W/mK

Fajhő, J/gK4,21,9

0,2 2,3

0,1 0,6

1 22

olaj

v íz

Page 32: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

A fémmegmunkálási segédanyagok kiválasztásának szempontjai

Megmunkálási eljárás

Megmunkálás

nehézségi foka

Vágósebesség

magas alacsony

Külső-belső üregelés

Menetvágás

Foggyalulás

Lefejtő vésés

Mélyfúrás (l/d>12)

Leszúrás

Automata

megmunkálás

Fúrás

Fogmarás

Marás

Esztergálás

Fűrészelés

alacsony magas

• megmunkálási technológia

• gépgyártói előírások, ajánlások

• gazdaságosság

• egészség-, munka-, és

• környezetvédelmi kérdések

Page 33: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

A különböző technológiákhoz alkalmazható emulzió koncentrációk

Megmunkálási eljárások Emulzió

Típusa Módja Koncentráció, %

(v/v) hűtőhatása kenőhatása

Forgácsleválasztás-

sal járó megmunkálás Üregelés

Mélyfúrás

Fűrészelés

Lefejtő marás

Beszúró esztergálás

Marás

Automata megmunkálás

Esztergálás, fúrás

Szerszámélezés

Csúcs nélküli köszörülés

Palást köszörülés

Síkköszörülés

10…20

10…20

5…15

5…10

5…10

5…10

5…8

5…8

3…6

3…6 (10)

3…5 (8)

3…5

Forgácsmentes

alakítás

Dróthúzás (kis átmérő)

Lemez és szalag hengerlés

Huzal öntvehengerlés

Lemezalakítás

Pilgerezés és egyéb nehéz

megmunkálás

3…5

3…10

8…25

10…30

25…30

Page 34: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

HKF csoportosítás

Presenting to [name] 34

Fémmegmunkálási technológiák

Forgácsleválasztáson alapuló

technológiák

Forgácsleválasztás nélkül

megvalósított technológiák

Szabályos

élgeometriájú

szerszámmal

végzett

forgácsolás

Szabálytalan

élgeometriájú

szerszámmal

végzett

forgácsolás

Melegalakítás Hidegalakítás

esztergálás

marás

fúrás

gyalulás

vésés

üregelés

fogazás

fűrészelés

köszörülés

finomfelületi

megmunkálás

ok:

- tükrösítés

- dörzscsiszolás

- tükörsimítás

hengerlés

kovácsolás

sajtolás

meleg

pilgerezés

profilsajtolás

hengerlés

huzalhúzás

csőhúzás

mélyhúzás

előrefolyatás

hátrafolyatás

kivágás-

lyukasztás

lemezsajtolás

Page 35: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

HKF csoportosítása

Olaj/Víz

emulziók

Mikro, makro

emulziók

Emulgeálható

hűtő-kenő anyagok

Vízoldható

hűtő-kenő anyagok

Vízzel elegyíthető

hűtő-kenő anyagok

Vízzel nem elegyíthető

hűtő-kenő anyagok

Hűtő-kenő anyagok ISO MA ISO MH

Olaj/Víz

emulziók

Mikro, makro

emulziók

Emulgeálható

hűtő-kenő anyagok

Vízoldható

hűtő-kenő anyagok

Vízzel elegyíthető

hűtő-kenő anyagok

Vízzel nem elegyíthető

hűtő-kenő anyagok

Hűtő-kenő anyagok

35

Page 36: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Kenőanyagok

Átmeneti korrózióvédelem

Szűrhetőség

Megfelelő viszkozitás

Hosszú élettartam

Enyhe habzási hajlam

Ragadás mentesség

Jó keverhetőség

Alacsony szagterhelés

Szerkezeti anyagokkal való összeférhetőség

Idegenolajokkal szembeni viselkedés

Környezeti és munkaegészségügyi megfelelés

Kenés Tisztítás, mosás

Hűtés

Egyéb követelmények

Elsődleges követelmények

Page 37: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Víz

Ásványolaj

finomítványok nafténes, vagy paraffinos

bázisú finomítványok Jellemző viszkozitás tartomány

40 oC-on 2-46 mm2/s.

Szintetikus olajok poliészterek, poliglikolok

PAO, stb.

Természetes

eredetű észterek (állati és növényi olajok)

repceolaj, fenyőolaj,

halolaj, stb.

Alapolajok

Főkomponensek

Kenőanyagok Fémmegmunkálási segédanyagok összetétele

Page 38: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Adalékok

EP adalékok

200 400 600 800 1000

Temperature, oC

Metal

soaps

Metal chlorids

Metal phosphids

Metal sulfids

Additives I. Súrlódás módosító adalékok

Növényi észterek

Zsírsavak

Hosszú szénláncú alkoholok

Szintetikus észterek

Stb.

EP/AW adalékok

Kénhordozók

Klórozott szénhidrogének

Foszfor vegyületek

Stb.

Page 39: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Adalékok II.

Emulgeátorok

olaj

víz az olajban

víz

víz

víz

víz víz

olaj

víz

olaj a vízben

olaj

olaj

olaj

olaj

Kenőanyagok Fémmegmunkálási segédanyagok összetétele

Page 40: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Kenőanyagok Fémmegmunkálási segédanyagok összetétele

Adalékok III.

Korróziógátlók

• természetes anyagok

• alkoholok

• ketonok

• szerves savak és sóik

• észterek

• fenolok

Habzásgátlól Baktericid-fungicid

• szilikonos

• szilikonmentes • oxidációgátlók

• oldásközvetítők

• ködképződésgátlók

• színezékek

• illatanyagok

• víz Egyéb

Page 41: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Forgácsolási technológia Ajánlott viszkozitás

40oC-on (cSt)

Ajánlott adalék, %

Zsírosítók Foszfor Kén NPV*

Általános célú forgácsoló olaj adalékolás

Hónolás 2…6 5…15 0…2 0…2 0

Köszörülés 10…40 0…15 0…2 0…2 0…2

Esztergálás, fűrészelés 15…60 5…15 2…5 2…5 0…2

Marás, fúrás 15…80 5…15 2…5 2…5 0…2

Mélyfúrás 10…30 5…15 0…5 2…10 2…5

Fogazás, menetvágás, üregelés 15…100 5…15 2…5 2…10 2…5

Anyagspecifikus forgácsoló olaj adalékolás

Magasan ötvözött acélokhoz 10…80 5…15 2…5 2…10 2…5

Színesfém megmunkálás 5…40 5…10 2…5 0 0…2

Könnyűfém megmunkálás 2…30 5…15 0…2 0 2…5

Vízzel nem elegyíthető, klórmentes HKF-ok ajánlott viszkozitási értékei és adalék tartalmak

Page 42: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

DIN 51385 szerinti osztályozás

Szám Megnevezés Betűjel Definíció

0 Hűtő-kenő folyadék S Anyag, amelyet a munkadarabok forgácsolása, esetenként alakítása során

hűtési és kenési céllal alkalmaznak.

1

Vízzel nem

keverhető hűtő-kenő

folyadék

SN Hűtő-kenő folyadék, amely vízmentes formában kerül alkalmazásra.

2 Vízzel keverhető

hűtő-kenő folyadék SE Hűtő-kenő folyadék, amely vízzel kevert formában kerül alkalmazásra.

2.1 Emulgeálható hűtő-

kenő folyadék SEM Vízzel keverhető hűtő-kenő folyadék, amely O/W típusú emulziót képez.

2.2 Vízoldható hűtő-

kenő folyadék SES

Vízben oldódó hűtő-kenő folyadékok. Valódi oldat és asszociációs

kolloidot képező termékek.

3 Vízzel kevert hűtő-

kenő folyadékok SEW Vízzel kevert hűtő-kenő folyadék. Felhasználásra kész SE.

3.1 Hűtő-kenő emulzió

(olaj a vízben) SEMW

Vízzel kevert emulgeálható hűtő-kenő folyadék. Felhasználásra kész

SEM.

3.2 Hűtő-kenő oldat SESW Vízzel kevert vízoldható hűtő-kenő folyadék. Felhasználásra kész SES.

Presenting to [name] 42

Page 43: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Betűjel Ált. alkalm. Részletes alkalmazás Jellemzőbb

tulajdonság

Terméktípus és/vagy

alkalmazási követelmény

ISO L

jelölés Megjegyzés

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

„M”

M H

t í p u s ú

Fémeltávolítás

vágással, marással

vagy elektromos

kisüléssel,

E

l

s

ő

d

l

e

g

e

s

a

k

e

n

ő

h

a

t

á

s

Folyadék esetleges kor-

róziógátló tulajdonsággal MHA

Ezen folyadékokat

hígítás nélkül használják

MHA típ.folyadékok súrlódás

csökkentő tulajdonsággal MHB

tartalmazhatnak

oxidációgátlót vagy

töltőanyagokat a F

é

m

m

e

g

m

u

n

k

á

l

á

s

h

o

z

MHA típ.folyadékok nyomás-

álló (EP) tulajdonságokkal (aktív

vegyületek)

MHC

különleges alakítási

műveletekhez

fémalakítás sajtolással,

mélyfúrással, nagy

nyomású dróthúzás,

hideg- és meleg

kovácsolás, rúd-sajtolás,

hideg- és meleg

hengerlés

MHA típ.folyadékok nyomás-

álló (EP) tulajdonságokkal (aktív

vegyületek) MHD

AW/EP kopásgátló és gyenge EP

adalék v.

MHB típ.folyadékok nyomás-

álló (EP) tulajdonságokkal (nem

aktív vegyületek) MHE

inaktív EP adalék, amely

a szupsztrátummal és/vagy

alapfémmel, vagy aktív EP adalék,

amely

MHB típ.folyadékok nyomás-

álló (EP) tulaj-donságokkal

(aktív vegyületek)

MHF

az alapfémmel

vegyértékkötést létesít

Zsírok, paszták, viaszok, tisztán

vagy MHA típ. folyadékkal

hígítva

MHG

Töltőanyagot tar-talmazhatnak a

különleges alakítási műveletekhez

Szappanok, porok, szilárd

kenőanyagok stb. és ezek

keveréke

MHH

Ezeket a termékeket

hígítás nélkül használják

43

Termék típus szerint ISO 6743/7 szerint Vízzel nem elegyíthető - MH

Page 44: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

44

Betűjel Ált.

alkalm. Részletes alkalmazás

Jellemzőbb

tulajdonság

Terméktípus és/vagy alkalmazási

követelmény

ISO-L

Jelölés Megjegyzés

„M”

MA

típusú Fém eltávolítás

vágással vagy marással

és fémalakítás

sajtolással,

mélyhúzással,

finomköszörüléssel,

nagy nyomású

dróthúzás,

hideg és meleg

kovácsolás, rúdsajtolás,

meleg- és hideg

hengerlés

E

l

s

ő

d

l

e

g

e

s

a

h

ű

t

ő

h

a

t

á

s

Koncentrátumok, amelyek vízzel elegyítve

tejszerű emulziót adnak és korrózió gátló

tulajdonsággal rendelkeznek

MAA

Ezek a folyadékok

vízzel hígítva tejszerű

emulziót adnak

MAA típusú koncentrátumok

súrlódáscsökkentő tulajdonsággal

MAB

f

é

m

m

e

g

m

u

n

k

á

l

á

s

h

o

z

MAA típusú koncentrátumok EP

tulajdonsággal MAC

MAB típusú koncentrátumok EP

tulajdonsággal MAD

Koncentrátumok, amelyek vízzel elegyítve

áttetsző emulziót adnak és korrózió gátló

tulajdonsággal rendelkeznek

MAE Ezek az emulziók

alkalmazás közben

átlátszatlanok lehetnek

MAA típusú koncentrátumok

súrlódáscsökkentő és/vagy EP tulajdonsággal

MAF

Fém eltávolítás

vágással vagy marással

és fémalakítás

sajtolással,

mélyhúzással, finom

köszörüléssel, nagy

nyomású dróthúzás,

hideg és meleg

kovácsolás, rúd-

sajtolás, meleg- és

hideg hengerlés

Koncentrátumok, amelyek vízzel elegyítve

áttetsző oldatot adnak és korrózió gátló

tulajdonsággal rendelkeznek

MAG

Töltőanyagot

tartalmaz-

hatnak a különleges

műveletekhez

MAG típusú koncentrátumok,

súrlódáscsökkentő és/vagy

EP tulajdonsággal

MAH

Zsírok és paszták, amelyeket vízzel elegyítve

használnak MAI

Termék típus szerint ISO 6743/7 szerint Vízzel elegyíthető - MA

Page 45: Szerszámgépek kenőanyagai - BME - GJTgjt.bme.hu/sites/default/files/mol_szerszamgepek_kenoanyagai_-_hkf... · HKF szerepe Tribológiai rendszer HKF hatásmechanizmusa Kiválasztás

Trendek - STLE Gyártástechnológiai trendek

Költségcsökkentés:

érvényben van, továbbiakban is folytatódik

Termelékenység/hatékonyság:

a nagyobb hatékonyság érdekében szigorúbb specifikációk (szorosabb illesztés) a gépelemek kapcsolatában

Piac globalizáció:

helyi stratégiai gyártó üzemek létrehozása vs. szállítási kts.

Kevesebb alapanyag felhasználás:

ez a trend tartalmazza a minimál-kenést, nagyobb arányú újrahasznosítást, stb. „Zöld” kenőanyagok „Grean chemistry.” alkalmazása

Kevesebb ember:

Folytatódik az automatizálás, az emberi erőforrás költségének csökkentése,

az emberi hiba kockázat csökkentése, egyes területeken minőség javítása érdekében

Additive manufacturing: technology has been around, but isn’t going to be an emerging trend (3D printing)—niche

Government investments in this field over the next 5 years will continue.

Reducing energy required for manufacturing: This follows the earlier trends to reduce energy costs, improve sustainability and reduce emissions.

Outsourcing manufacturing: various industries do/will continue, but explore options. Reverse trend now? Less outsourcing? More “insourcing”?

Manufacturing flexibility of assets: reconfigured spaces for different products

Engineered materials of construction (e.g., compacted graphite iron, CGI): The trend toward manufacture of various products from engineered materials will also impact the equipment used to manufacture