Là yếu tố cốt lõi đảm bảo độ chính xác của thiết bị, hiệu suất bôi trơn của thanh dẫn hướng máy công cụ trực tiếp quyết định chất lượng gia công và tuổi thọ của thiết bị. Giải quyết các vấn đề khó khăn trong toàn ngành như bò, kẹt và suy giảm độ chính xác do chuyển động tịnh tiến trong thời gian dài của thanh dẫn hướng, Teffiko cống hiến hết mình cho việc nghiên cứu và phát triển bơm trục vít để bôi trơn máy công cụ, cung cấp các giải pháp bôi trơn ổn định, xung thấp và định lượng chính xác. Tài liệu này phân tích toàn diện các yêu cầu tiêu chuẩn, những khó khăn kỹ thuật của bơm trục vít áp dụng cho bôi trơn thanh dẫn hướng máy công cụ và phân loại các thông số kỹ thuật bôi trơn khác nhau cho các loại máy công cụ khác nhau để hỗ trợ vận hành thiết bị tại chỗ – bảo trì và tối ưu hóa kỹ thuật.
Máy công cụ có nhiều điểm bôi trơn, cấu trúc phức tạp và các bộ phận truyền động phong phú; hầu hết các thiết bị đều hỗ trợ bôi trơn đồng bộ đa điểm, áp đặt các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về hệ thống cung cấp dầu bơm trục vít, lựa chọn chất bôi trơn và bịt kín hệ thống. Yêu cầu cụ thể như sau:
1. Áp dụng bôi trơn tuần hoàn cưỡng bức tự động để đảm bảo cung cấp dầu ổn định cho nhiều điểm
Máy công cụ hiện đại có số lượng lớn các điểm bôi trơn với sự phân bố phức tạp. Bôi trơn thủ công không thể đảm bảo tính kịp thời và đồng đều khi nhiều thiết bị hoạt động đồng thời. Do đó, các thanh dẫn hướng máy công cụ thường áp dụng bôi trơn tuần hoàn cưỡng bức tự động bằng bơm trục vít. Được điều khiển bởi PLC để khởi động-dừng theo thời gian và phân phối dầu định lượng, chế độ này cắt giảm chi phí nhân công và giữ cho các cặp ma sát của thanh dẫn hướng, vòng bi và bộ phận truyền động luôn được bôi trơn hiệu quả, loại bỏ tình trạng mài mòn khô do thiếu dầu.
2. Thích ứng với các hệ thống bôi trơn thủy lực dùng chung đồng thời đảm bảo sự ổn định của hệ thống
Nhiều máy công cụ sử dụng mạch dầu tích hợp cho cả hệ thống thủy lực và bôi trơn để có cấu trúc nhỏ gọn và vận hành-bảo trì thuận tiện. Theo đó, các thông số cung cấp dầu bơm trục vít và đặc tính bôi trơn phải đáp ứng khả năng thích ứng kép: ổn định áp suất và đảm bảo dẫn động nhạy của hệ thống thủy lực, đồng thời đáp ứng nhu cầu bôi trơn của các cặp ma sát như thanh dẫn hướng và vòng bi. Ưu tiên cho chất bôi trơn có chỉ số độ nhớt cao, đặc tính chống mài mòn và chống oxy hóa tuyệt vời để giảm chi phí vận hành hệ thống và kéo dài thời gian thay dầu.
3. Phù hợp với các chế độ bôi trơn và yêu cầu về tính lưu động của các máy công cụ khác nhau
Đối với các ổ trục chính và thanh dẫn hướng chịu tải nặng của các máy công cụ độc lập lớn, các phương pháp bôi trơn phụ như cấp liệu nhỏ giọt bằng trọng lực và bôi trơn bấc thường được triển khai cùng với việc cung cấp dầu tập trung từ bơm trục vít. Các điều kiện vận hành như vậy đòi hỏi tính lưu động của chất bôi trơn cao: dầu phải chảy trơn tru vào các cặp ma sát của đường dẫn mà không bị ứ đọng hoặc cung cấp dầu không đủ. Trong khi đó, bơm trục vít sẽ cung cấp đầu ra ổn định ở lưu lượng thấp để phù hợp với nhịp cung cấp dầu của bôi trơn kiểu trọng lực.
4. Giảm tổn thất ma sát truyền động và cắt giảm mức tiêu thụ điện năng của thiết bị
Máy mài và máy công cụ composite chứa các bộ truyền động bánh răng phức tạp, ổ trượt và ổ lăn, tổn thất công suất do ma sát tổng thể có thể lên tới 30%-40%. Hệ thống bôi trơn bơm trục vít phải được kết hợp với chất bôi trơn có độ nhớt thích hợp và độ bôi trơn vượt trội để giảm thiểu lực cản ma sát của các bộ phận truyền động, giảm tổn thất điện năng vô ích, nâng cao hiệu quả vận hành thiết bị và tiết kiệm năng lượng.
5. Thích ứng với các điều kiện chịu tải va đập và bôi trơn biên cho máy công cụ cắt thô
Máy tiện và các máy công cụ cắt thô khác hoạt động không liên tục và thường xuyên chịu tải va đập trong quá trình gia công; cặp ma sát dẫn hướng của chúng chủ yếu hoạt động trong điều kiện bôi trơn biên. Đối với những tình huống như vậy, máy bơm trục vít sẽ phản ứng nhanh với độ trễ khởi động-dừng bằng 0. Trong khi đó, phải sử dụng chất bôi trơn có khả năng chịu áp suất cực cao, hiệu suất chống sốc và độ bền màng dầu chắc chắn để ngăn tải trọng va đập làm vỡ màng dầu và tránh ma sát trực tiếp với kim loại cũng như mài mòn các thanh dẫn hướng.
6. Kiểm soát chặt chẽ mức tăng nhiệt độ của máy công cụ chính xác để đảm bảo tiêu chuẩn gia công có độ chính xác cao
Máy công cụ chính xác áp đặt các giới hạn cực kỳ nghiêm ngặt đối với độ tăng nhiệt độ do bôi trơn: độ tăng nhiệt độ của chất bôi trơn trong quá trình hoạt động bình thường không được vượt quá 2‑5oC so với nhiệt độ môi trường. Nhiệt độ quá cao gây ra biến dạng nhiệt của thanh dẫn hướng và độ lệch chính xác. Do đó, hệ thống bôi trơn bơm trục vít phải được tính toán và thiết kế chính xác có xét đến dung tích thùng dầu, độ nhớt của chất bôi trơn và tần suất tuần hoàn cấp dầu. Tản nhiệt tuần hoàn ổn định sẽ duy trì nhiệt độ dầu và ngăn ngừa độ lệch chính xác do tăng nhiệt độ quá mức.
7. Tăng cường độ kín của hệ thống để tránh ô nhiễm tạp chất vào mạch dầu
Việc bịt kín kém của hệ thống thủy lực và bôi trơn máy công cụ cho phép các mảnh kim loại và bụi mài tạo ra trong quá trình gia công xâm nhập vào các mạch dầu. Những chất gây ô nhiễm này làm tắc nghẽn máy bơm trục vít, bộ phân phối và rãnh dầu dẫn hướng, làm tăng tốc độ mài mòn linh kiện và tăng tốc độ suy giảm oxy hóa chất bôi trơn. Do đó, hệ thống bôi trơn bơm trục vít phải được lắp các cụm lọc cùng với bộ phận bảo vệ bịt kín toàn mạch để chặn các tạp chất rắn ngay tại nguồn.
8. Chất bôi trơn phải có đặc tính chống nhũ tương, chống gỉ và chống ăn mòn
Đối với các máy công cụ cắt và mài kim loại, môi trường làm mát như chất lỏng nhũ hóa và dung dịch nước natri tripolyphosphate dễ dàng xâm nhập vào hệ thống bôi trơn, dẫn đến hiện tượng nhũ hóa chất bôi trơn và suy giảm hiệu suất. Trong việc lựa chọn chất bôi trơn và điều chỉnh hệ thống bơm trục vít, các loại dầu dẫn hướng đặc biệt có đặc tính chống nhũ tương, chống rỉ và chống ăn mòn vượt trội phải được ưu tiên để tránh rỉ sét và hỏng bôi trơn do nhũ tương hóa dầu.
9. Giải quyết có mục tiêu việc thu thập dữ liệu theo hướng dẫn và cải thiện độ mượt của chuyển động
Các thanh dẫn hướng của máy công cụ là một thách thức lớn về bôi trơn cho thiết bị hoàn chỉnh. Đặc tính chuyển động tịnh tiến có tốc độ thay đổi và tải trọng thay đổi của chúng dễ dàng gây ra hiện tượng bò và kẹt, trực tiếp làm suy giảm độ chính xác gia công. Bên cạnh việc cung cấp dầu đều đặn và đồng đều bằng bơm trục vít, cần có các loại dầu dẫn hướng đặc biệt có độ nhớt phù hợp và hiệu suất chống bò trườn vượt trội để tạo thành màng dầu bảo vệ liên tục và đồng nhất cũng như loại bỏ triệt để hiện tượng bò trườn ở tốc độ thấp.
Để tận dụng tối đa điểm mạnh của máy bơm trục vít về ổn định áp suất, phân phối định lượng và xung thấp cũng như giảm thiểu các rủi ro khác nhau liên quan đến bôi trơn của máy công cụ, các điểm chính sau đây phải được nhấn mạnh trong quá trình lắp đặt, vận hành và bảo trì vận hành thực tế:
1. Kết hợp chính xác tốc độ dòng chảy và áp suất để bù áp suất giảm trong đường ống
Các thanh dẫn hướng máy công cụ hành trình dài có đường ống dẫn dầu dài với nhiều khúc cua, tạo ra tổn thất áp suất đáng kể dọc theo đường dẫn dòng chảy. Khi lựa chọn bơm trục vít, chỉ các thông số danh định không được lấy làm tham chiếu. Sự giảm áp suất trong đường ống phải được tính toán trước với mức dự trữ phù hợp về tốc độ dòng chảy và áp suất, sao cho chất bôi trơn có thể đến được các đầu xa nhất của đường dẫn và loại bỏ việc cung cấp dầu quá mức ở các đầu gần và không cung cấp đủ dầu ở các đầu xa.
2. Bố trí khoa học các điểm bôi trơn và kết cấu mạch dầu
Các điểm xả dầu phải được đặt chính xác trên các bề mặt trượt chịu tải cao của thanh dẫn, bề mặt tiếp xúc với thanh trượt và các vùng rãnh đuôi én chịu lực để đảm bảo cung cấp dầu ưu tiên cho các vị trí ma sát tới hạn. Thiết kế mạch dầu phải được đơn giản hóa hết mức có thể với ít chỗ uốn cong và góc chết hơn, đảm bảo phân phối dầu đồng đều trên toàn bộ mạch và tạo thành các màng dầu nguyên vẹn, liên tục và không có khe hở trên các thanh dẫn hướng.
3. Tiêu chuẩn hóa việc lắp đặt máy bơm để tránh hiện tượng xâm thực và thiếu lực hút
Bơm trục vít phải được lắp gần các thùng chứa dầu để rút ngắn đường ống hút. Đường ống hút phải ngắn, thẳng và dày với các van và chỗ uốn cong tối thiểu để giảm lực cản hút, ngăn chặn tình trạng thiếu lực hút, xâm thực và biến động cung cấp dầu của bơm để cung cấp dầu ổn định lâu dài.
4. Tự động theo dõi nhiệt độ dầu và áp suất dầu để thích ứng với các điều kiện vận hành thay đổi
Nhiệt độ dầu ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhớt của chất bôi trơn và độ bền màng dầu. Trong quá trình vận hành-bảo trì, nhiệt độ dầu và áp suất làm việc của bơm phải được theo dõi theo thời gian thực. Khoảng thời gian bôi trơn và thời gian cấp dầu phải được tinh chỉnh theo chênh lệch nhiệt độ theo mùa và sự thay đổi tải gia công để đáp ứng yêu cầu bôi trơn trong các điều kiện làm việc khác nhau.
Với điều kiện vận hành máy công cụ phức tạp, một số khó khăn phổ biến trong toàn ngành vẫn tồn tại trong việc bôi trơn đường dẫn hướng bằng bơm trục vít thực tế. Những điều này tạo thành những tác nhân chính gây ra tình trạng hao mòn và suy giảm độ chính xác của thanh dẫn hướng:
1. Khó đạt được độ dày màng dầu đồng đều trên các thanh dẫn hướng dài
Sự suy giảm áp suất vốn có trong các mạch dầu ở khoảng cách xa, tạo ra màng dầu dày gần đầu bơm và màng mỏng ở các đoạn dẫn hướng từ xa có khả năng bôi trơn không đồng đều. Hoạt động kéo dài có thể làm tăng hiện tượng tràn dầu ở các đầu gần và mài mòn khô ở các đầu xa, làm mất đi độ song song của đường dẫn hướng và làm giảm độ chính xác khi định vị máy công cụ. Việc vận hành và khắc phục nguyên nhân gốc rễ tỏ ra đầy thách thức.
2. Khóa khí do khởi động-dừng ngắt quãng gây ra hiện tượng hao mòn khô ngay lập tức
Sau khi máy công cụ ngừng hoạt động không liên tục, chất bôi trơn chảy ngược từ đường ống và không khí xâm nhập vào mạch dầu. Việc khởi động bơm trục vít tiếp theo sẽ gây ra tình trạng khóa khí và độ trễ cung cấp dầu, khiến các thanh dẫn hướng được bôi trơn không có dầu tạm thời. Hiệu ứng tích lũy tạo ra các vết xước nhỏ và vết xước trên bề mặt dẫn hướng cũng như làm giảm độ phẳng của đường dẫn hướng.
3. Rung động của máy công cụ làm suy yếu độ ổn định của nguồn cung cấp dầu
Rung động liên tục từ các hoạt động cắt làm suy giảm độ chính xác chia lưới rôto của bơm trục vít và làm lỏng các mối nối đường ống, dẫn đến những biến động nhỏ về tốc độ dòng chảy và áp suất, độ ổn định của màng dầu bị suy giảm và độ mòn đường dẫn hướng không đều trầm trọng hơn.
4. Khả năng thích ứng bôi trơn không đủ dưới sự thay đổi nhiệt độ theo mùa
Trong các xưởng có nhiệt độ không đổi, chất bôi trơn trở nên nhớt vào mùa đông, làm tăng tải trọng bơm và làm chậm quá trình phân phối dầu; vào mùa hè, chất bôi trơn trở nên mỏng dẫn đến khả năng chịu tải của màng dầu giảm và màng dầu có thể bị vỡ trong quá trình gia công ở cường độ cao. Hệ thống bơm trục vít có thông số cố định không thể tự thích ứng với sự thay đổi độ nhớt theo mùa.
5. Sự mài mòn của máy bơm bị che giấu gián tiếp làm mất độ chính xác của thanh dẫn hướng
Hoạt động lâu dài sẽ dần dần làm mòn rôto và ống lót của bơm trục vít, tạo ra rò rỉ bên trong cũng như giảm áp suất và tốc độ dòng chảy. Những lỗi như vậy được che giấu kỹ càng và khó bị nhân viên vận hành bảo trì phát hiện. Hậu quả bao gồm bôi trơn đường dẫn hướng không đủ, mài mòn nhanh và phôi gia công vượt quá dung sai.
Nhằm giải quyết những khó khăn chính nêu trên và xem xét các điều kiện vận hành khác nhau cho máy công cụ cắt thô và gia công chính xác, các biện pháp tối ưu hóa có thể thực hiện được tóm tắt như sau:
Việc bôi trơn đường dẫn hướng máy công cụ phải đối mặt với các điểm yếu bao gồm dao động tải, xu hướng bò trườn, rủi ro nhiễm nhũ tương chất bôi trơn và kiểm soát tăng nhiệt độ đầy thách thức. Với tính năng ổn định áp suất, xung thấp và phân phối định lượng chính xác, bơm trục vít phù hợp với việc bôi trơn tập trung các máy công cụ và giải quyết các thách thức như cung cấp dầu không đều trên các thanh dẫn dài, khóa khí và mài mòn do rung động. Teffiko cung cấp các giải pháp bôi trơn bơm trục vít tùy chỉnh. Để được tư vấn, vui lòng truy cập [www.teffiko.com]hoặc email:sales@teffiko.com.
-
