В данной статье описаны основные принципы, позволяющие предотвратить одну из главных угроз долгосрочной службе термопластавтоматов.
Загрязненное гидравлическое масло является одной из основных причин возникновения неисправностей термопластавтоматов. В 70–90% случаев повреждение компонентов гидравлической системы напрямую связано именно с ее загрязнением. Контроль за качеством и чистотой масла позволяет повысить надежность и эффективность инжекционно-литьевых машин. Подобный контроль касается не только конечного пользователя, но и производителя оборудования.
Гидравлические масла могут загрязняться через примеси воздуха, воды или твердых частиц. Загрязнение твердыми частицами является основной причиной значительного износа компонентов гидросистемы, так как выступают в роли абразива и приводят к истиранию элементов механизмов, в результате чего возникают погрешности, протечки, снижение производительности и сокращение срока службы компонентов. Чем больше частиц накапливается в гидравлическом масле, тем сильнее увеличивается износ. Даже фильтрующие системы ограничены в своей способности прерывать эту цепную реакцию износа.
Износ и поломки оборудования напрямую связаны не только с количеством загрязняющих частиц, но и с их размерами. Зачастую частицы могут быть настолько мелкими, что практически незаметны невооруженным глазом. Существует несколько способов подсчета количества частиц разного размера:
- Оптическая микроскопия (ISO 4407) подразумевает ручной подсчет количества загрязняющих частиц разного размера. Хотя этот метод несколько старомоден и трудоемок, многие считают его более надежным и точным, чем автоматизированные методики.
- Автоматический оптический подсчет частиц (ISO 11500) очевидно является наиболее часто используемым методом, выполняемым при помощи недорогих портативных устройств, а также гораздо более дорогостоящих крупномасштабных лабораторных инструментов. Все они используют либо белый свет, либо свет лазера, и определяют размер и количество частиц за счет того, что загрязняющие вещества мешают воздействию света на фотоэлемент.
- Метод фильтрации (Британский стандарт 3406) – это когда образец масла пропускается через сетчатый фильтр с четко определенным размером ячеек. В процессе частицы разных размеров блокируют ячейки фильтра, а программный алгоритм преобразует зависящее от времени ослабление потока или повышение давления в рейтинг чистоты ISO.
Рис. 1. Микрофотографии ясно показывают разницу в уровне загрязнения между маслом ISO 18/16/13, рекомендованным Arburg, и ISO 22/21/18, характерного для большинства видов масла, доступного на рынке.
Международный стандарт ISO 4406:1999 наиболее широко используется для классификации твердых частиц в гидравлических маслах. В этом стандарте определяется количество частиц размером более 4, 6 и 14 микрон, а также задается определенное нормативное значение или кодовый номер ISO. Эти три кодовых номера (например, 20/17/13) характеризуют уровень загрязнения жидкости. Первый кодовый номер представляет собой результат подсчета всех частиц размером более 4 микрон, второе число для частиц размером более 6 микрон, а третье - все частицы размером более 14 микрон (см. сопутствующую таблицу).
Таким образом, чистоту гидравлического масла можно очень быстро и просто оценить по этому трехзначному коду. Следует отметить, что увеличение любого из этих значений в один раз означает удвоение количества частиц (рис.1).
В таблице слева представлены гипотетические подсчеты для частиц размером >4, >6 и >14 микрон. В таблице справа указаны значения количества частиц разного размера, соответствующие коду ISO, который и определяет уровень загрязнения масла. В нашем примере код ISO для данного образца масла будет 20/17/13.
Каким образом происходит загрязнение гидравлического масла.
В первую очередь, стоит отметить пренебрежение чистотой при работе с компонентами на этапе заводской сборки. Это так называемое исходное или первоначальное загрязнение гидравлической системы может иметь решающее влияние на надежность термопластавтомата. Чем ниже степень исходного загрязнения, тем более устойчивой к износу будет гидравлическая система на начальном этапе, а соответственно, контроль качества масла всегда начинается с производителя гидравлических компонентов и инжекционно-литьевых машин.
Непосредственно перед сборкой все литые детали, такие как корпуса или крышки цилиндров, следует очистить от загрязнений в очистных установках, подобных показанной на рис.2. После очистки и до момента установки все компоненты должны храниться в закрытых ящиках (рис.3), либо под защитной пленкой. Аналогичная процедура применяется к гидравлическим трубам и шлангам, которые промываются, а затем защищаются от загрязнения при помощи заглушек или колпачков. Перед отправкой с завода каждый термопластавтомат должен быть запущен в эксплуатацию с использованием гидравлического масла высокой чистоты, которое значительно чище, чем требуется в условиях обычной эксплуатации.
Рис.2. Контроль за маслом начинается уже на этапе производства инжекционно-литьевой машины и ее гидравлических компонентов. Компания Arburg перед сборкой очищает литые детали в такой установке, чтобы удалить любые загрязнения, отложившиеся в процессе изготовления.
Однако все эти усилия производителя оборудования могут быть сведены на нет без поддержки со стороны пользователя. Для машин Arburg серии Allrounder, например, требуется класс чистоты ISO 18/15/12, но обычное бочковое масло не соответствует этому стандарту. Поэтому масляный бак всегда следует заполнять через блоки микрофильтров (рис.4). После приемочных испытаний компания Arburg всегда полностью откачивает масло из бака перед отгрузкой.
Рис.3. Чистота для Arburg всегда в приоритете: очищенные детали хранятся в закрытых ящиках до момента сборки.
Кроме того, для сохранения класса чистоты гидравлические масла всегда следует хранить в оригинальной таре или в очищенной бочке с закрытой крышкой. При несоблюдении этих мер неизбежно произойдет загрязнение гидравлической системы и практически гарантировано повреждение или даже преждевременный выход из строя ее компонентов.
Рис.4. Для получения необходимого уровня чистоты стандартное гидравлическое масло должно пройти микрофильтрацию перед заливкой в бак термопластавтомата.
Последний шаг в эффективном контроле качества масла - регулярное выполнение анализа его состояния. Это позволяет своевременно обнаруживать загрязнение, после выявления которого необходимо тщательно проверить наличие следов износа на насосах и уплотнителях. Обе проблемы легко могут быть обнаружены, так как протекающие уплотнители позволят жидкости выйти из закрытой системы, а проблемы с насосом допускают попадание воздуха в масло, делая его более светлым или пенистым.
Предотвратить повреждение компонентов гидравлической системы в результате загрязнения масла несложно, нужно лишь понимать, каким образом это загрязнение происходит, и следовать инструкциям и процедурам, описанным выше. При соблюдении данных принципов можете быть уверены в надежной работе оборудования в течение многих лет.
