Como principal elemento da precisão do equipamento, o desempenho de lubrificação das guias de máquinas-ferramenta determina diretamente a qualidade da usinagem e a vida útil do equipamento. Abordando pontos problemáticos de todo o setor, como rastejamento, emperramento e degradação da precisão causada pelo movimento alternativo de longo prazo das guias, a Teffiko se dedica à pesquisa e ao desenvolvimento de bombas de parafuso para lubrificação de máquinas-ferramenta, fornecendo soluções de lubrificação estáveis, de baixa pulsação e quantificadas com precisão. Este documento analisa de forma abrangente os requisitos padrão, as dificuldades técnicas das bombas de parafuso aplicadas à lubrificação de guias de máquinas-ferramenta e classifica especificações de lubrificação diferenciadas para vários tipos de máquinas-ferramenta para apoiar a operação-manutenção de equipamentos no local e a otimização técnica.
As máquinas-ferramentas apresentam numerosos pontos de lubrificação, estruturas complexas e abundantes componentes de transmissão; a maioria dos equipamentos suporta lubrificação síncrona multiponto, que impõe padrões rígidos aos sistemas de fornecimento de óleo da bomba de parafuso, seleção de lubrificantes e vedação do sistema. Os requisitos específicos são os seguintes:
1. Adote lubrificação automática de circulação forçada para garantir o fornecimento estável de óleo para vários pontos
As máquinas-ferramentas modernas possuem um grande número de pontos de lubrificação com distribuição complexa. A lubrificação manual não pode garantir pontualidade e uniformidade quando múltiplas unidades operam simultaneamente. Portanto, as guias de máquinas-ferramenta geralmente adotam lubrificação automática por circulação forçada com bombas helicoidais. Controlado por PLC para partida-parada cronometrada e fornecimento quantitativo de óleo, este modo reduz os custos de mão de obra e mantém pares de guias de fricção, rolamentos e componentes de transmissão sob lubrificação eficaz constantemente, eliminando o desgaste seco resultante da falta de óleo.
2. Adapte-se a sistemas de lubrificação hidráulica compartilhados, garantindo a estabilidade do sistema
Muitas máquinas-ferramentas adotam circuitos de óleo integrados para sistemas hidráulicos e de lubrificação, proporcionando estrutura compacta e operação e manutenção convenientes. Conseqüentemente, os parâmetros de fornecimento de óleo da bomba de parafuso e as propriedades do lubrificante devem satisfazer a dupla adaptação: estabilizar a pressão e garantir a atuação responsiva do sistema hidráulico, ao mesmo tempo em que atendem às demandas de lubrificação dos pares de fricção, como guias e rolamentos. Deve ser dada prioridade a lubrificantes com alto índice de viscosidade, excelentes propriedades antidesgaste e antioxidante para reduzir os custos operacionais do sistema e prolongar os intervalos de troca de óleo.
3. Combine os modos de lubrificação e os requisitos de fluidez de diferentes máquinas-ferramentas
Para rolamentos principais e guias para serviço pesado de grandes máquinas-ferramentas autônomas, métodos de lubrificação auxiliares, como alimentação por gotejamento por gravidade e lubrificação por pavio, são frequentemente implementados junto com o fornecimento de óleo centralizado a partir de bombas helicoidais. Tais condições operacionais exigem alta fluidez do lubrificante: o óleo fluirá suavemente nos pares de fricção das guias, sem estagnação ou fornecimento insuficiente de óleo. Enquanto isso, as bombas de parafuso fornecerão uma saída estabilizada de baixo fluxo para se adequar ao ritmo de fornecimento de óleo da lubrificação por gravidade.
4. Reduza a perda por atrito da transmissão e reduza o consumo de energia do equipamento
As retificadoras e as máquinas-ferramentas compostas contêm engrenagens complexas, mancais lisos e rolamentos, cuja perda geral de potência por atrito pode chegar a 30%-40%. Os sistemas de lubrificação de bombas helicoidais devem ser combinados com lubrificantes de viscosidade apropriada e lubricidade superior para minimizar a resistência ao atrito das peças de transmissão, reduzir a perda de energia inútil, melhorar a eficiência operacional do equipamento e realizar a conservação de energia.
5. Adapte-se às condições de carga de choque e lubrificação limite para máquinas-ferramentas de desbaste
Tornos e outras máquinas-ferramentas de desbaste trabalham de forma intermitente e frequentemente suportam cargas de choque durante a usinagem; seus pares de fricção de guia operam principalmente sob condições de lubrificação limite. Para tais cenários, as bombas helicoidais devem responder rapidamente com zero atraso de partida/parada. Enquanto isso, lubrificantes com resistência à pressão extrema, desempenho anti-choque e robustez da película de óleo devem ser aplicados para evitar que cargas de choque rompam as películas de óleo e evitar atrito metálico direto e desgaste das guias.
6. Controle rigorosamente o aumento da temperatura das máquinas-ferramentas de precisão para garantir benchmarks de usinagem de alta precisão
As máquinas-ferramentas de precisão impõem limites extremamente rigorosos ao aumento da temperatura induzido pela lubrificação: o aumento da temperatura do lubrificante durante a operação normal não deve exceder 2-5°C acima da temperatura ambiente. A temperatura excessiva desencadeia deformação térmica das guias e desvio de precisão. Portanto, os sistemas de lubrificação com bombas de parafuso devem ser submetidos a cálculos e projetos precisos levando em consideração a capacidade do tanque de óleo, a viscosidade do lubrificante e a frequência de circulação do fornecimento de óleo. A dissipação de calor circulante estável deve manter a temperatura do óleo e evitar desvios de precisão causados pelo aumento excessivo de temperatura.
7. Melhore a vedação do sistema para evitar contaminação por impurezas dos circuitos de óleo
A má vedação da lubrificação da máquina-ferramenta e dos sistemas hidráulicos permite que lascas de metal e pó de retificação gerados durante a usinagem invadam os circuitos de óleo. Esses contaminantes obstruem as bombas de parafuso, os distribuidores e as ranhuras de óleo das guias, aceleram o desgaste dos componentes e aceleram a deterioração oxidativa do lubrificante. Consequentemente, os sistemas de lubrificação de bombas de parafuso devem ser equipados com conjuntos de filtragem juntamente com proteção de vedação de circuito completo para bloquear impurezas sólidas na fonte.
8. Os lubrificantes devem apresentar propriedades antiemulsificantes, à prova de ferrugem e anticorrosivas
Para máquinas-ferramentas de corte e retificação de metal, meios de resfriamento como fluido emulsionado e solução aquosa de tripolifosfato de sódio penetram facilmente nos sistemas de lubrificação, levando à emulsificação do lubrificante e falha no desempenho. Na seleção de lubrificantes e adaptação do sistema de bomba de parafuso, óleos especiais para guias com excelente desempenho antiemulsificante, à prova de ferrugem e anticorrosão devem ser priorizados para evitar ferrugem nas guias e falha de lubrificação devido à emulsificação do óleo.
9. Resolva especificamente o rastreamento da guia e melhore a suavidade do movimento
As guias de máquinas-ferramenta representam um grande desafio de lubrificação para equipamentos completos. Suas características de movimento alternativo de velocidade variável e carga variável causam facilmente arrastamento e emperramento, prejudicando diretamente a precisão da usinagem. Além do fornecimento constante e uniforme de óleo por bombas de parafuso, são necessários óleos especiais para guias com viscosidade correspondente e desempenho anti-rastejamento superior para formar películas de óleo protetoras contínuas e uniformes e eliminar completamente o rastejamento em baixa velocidade.
Para aproveitar totalmente os pontos fortes de estabilização de pressão, entrega quantitativa e baixa pulsação das bombas de parafuso e mitigar vários riscos relacionados à lubrificação de máquinas-ferramentas, os seguintes pontos-chave devem ser enfatizados durante a instalação prática, comissionamento e manutenção operacional:
1. Combine com precisão a vazão e a pressão para compensar a queda de pressão da tubulação
As guias de máquinas-ferramenta de longo curso apresentam oleodutos longos com inúmeras curvas, produzindo perda de pressão significativa ao longo dos caminhos do fluxo. Ao selecionar bombas helicoidais, apenas os parâmetros nominais não devem ser tomados como referência. A queda de pressão da tubulação deve ser calculada antecipadamente com reservas adequadas de vazão e pressão, de modo que o lubrificante possa alcançar as extremidades mais distantes das guias e eliminar o fornecimento excessivo de óleo nas extremidades próximas e o fornecimento insuficiente nas extremidades mais distantes.
2. Organizar cientificamente os pontos de lubrificação e as estruturas do circuito de óleo
Os pontos de descarga de óleo devem ser colocados com precisão em superfícies deslizantes de alta carga de guias, superfícies de contato deslizante e zonas de ranhuras em cauda de andorinha tensionadas para garantir o fornecimento prioritário de óleo para posições de atrito críticas. O projeto do circuito de óleo deve ser simplificado tanto quanto possível, com menos curvas e cantos mortos, garantindo o fornecimento uniforme de óleo em todo o circuito e formando películas de óleo intactas, contínuas e sem lacunas nas guias.
3. Padronize a instalação da bomba para evitar cavitação e falta de sucção
As bombas helicoidais devem ser montadas perto de tanques de óleo para encurtar as tubulações de sucção. As tubulações de sucção devem ser curtas, retas e grossas, com válvulas e curvas mínimas para reduzir a resistência de sucção, evitando a falta de sucção da bomba, a cavitação e a flutuação no fornecimento de óleo para um fornecimento de óleo estabilizado a longo prazo.
4. Monitore dinamicamente a temperatura e a pressão do óleo para se adaptar às mudanças nas condições operacionais
A temperatura do óleo afeta diretamente a viscosidade do lubrificante e a resistência da película de óleo. Durante a operação-manutenção, a temperatura do óleo e a pressão de trabalho da bomba devem ser monitoradas em tempo real. Os intervalos de lubrificação e a duração do fornecimento de óleo devem ser ajustados de acordo com as diferenças sazonais de temperatura e variações de carga de usinagem para satisfazer os requisitos de lubrificação sob diversas condições de trabalho.
Dadas as condições complexas de operação de máquinas-ferramenta, persistem diversas dificuldades comuns em todo o setor na lubrificação prática de guias com bomba de parafuso. Estes constituem os principais contribuintes para o desgaste da guia e a degradação da precisão:
1. Dificuldade em obter espessura uniforme da película de óleo em guias longas
A queda de pressão é inerente aos circuitos de óleo de longa distância, resultando em películas espessas de óleo perto da extremidade da bomba e películas finas em seções remotas da guia com lubrificação irregular. A operação prolongada causa transbordamento de óleo nas extremidades próximas e desgaste abrasivo seco nas extremidades, compensando o paralelismo da guia e diminuindo a precisão do posicionamento da máquina-ferramenta. O comissionamento e a correção da causa raiz são desafiadores.
2. Bloqueio de gás induzido por start-stop intermitente aciona desgaste seco instantâneo
Após o desligamento intermitente da máquina-ferramenta, o lubrificante retorna das tubulações e o ar invade os circuitos de óleo. A partida subsequente da bomba de parafuso provoca bloqueio de gás e atraso no fornecimento de óleo, causando lubrificação momentânea sem óleo das guias. Os efeitos cumulativos produzem microarranhões e marcas nas superfícies das guias e prejudicam o nivelamento das guias.
3. A vibração da máquina-ferramenta prejudica a estabilidade do fornecimento de óleo
A vibração sustentada das operações de corte prejudica a precisão do engrenamento do rotor das bombas helicoidais e afrouxa as juntas da tubulação, levando a pequenas flutuações na vazão e na pressão, deterioração da estabilidade da película de óleo e agravamento do desgaste irregular da guia.
4. Adaptabilidade de lubrificação insuficiente sob variações sazonais de temperatura
Em oficinas com temperaturas não constantes, os lubrificantes tornam-se viscosos no inverno, aumentando a carga da bomba e atrasando o fornecimento de óleo; no verão, os lubrificantes tornam-se finos, com redução da capacidade de suporte da película de óleo, e a ruptura da película de óleo pode ocorrer durante a usinagem pesada. Os sistemas de bomba helicoidal com parâmetros fixos não podem se adaptar automaticamente às mudanças sazonais de viscosidade.
5. O desgaste oculto da bomba causa indiretamente perda de precisão da guia
A operação de longo prazo desgasta gradualmente os rotores e as buchas da bomba de parafuso, gerando vazamento interno, bem como degradação da pressão e da vazão. Tais falhas são altamente ocultadas e dificilmente detectadas pelo pessoal de operação e manutenção. As consequências incluem lubrificação insuficiente da guia, desgaste acelerado e peças usinadas fora da tolerância.
Visando as principais dificuldades mencionadas acima e considerando condições operacionais diferenciadas para máquinas-ferramentas de desbaste e usinagem de precisão, as medidas de otimização implementáveis são resumidas a seguir:
A lubrificação de guias de máquinas-ferramenta enfrenta pontos problemáticos, incluindo flutuação de carga, tendência a rastejamento, riscos de contaminação por emulsificação de lubrificante e controle desafiador de aumento de temperatura. Apresentando estabilização de pressão, baixa pulsação e fornecimento quantitativo preciso, as bombas de parafuso são adequadas para a lubrificação centralizada de máquinas-ferramentas e enfrentam desafios como fornecimento irregular de óleo em guias longas, bloqueio de gás e desgaste induzido por vibração. A Teffiko oferece soluções personalizadas de lubrificação para bombas de parafuso. Para consulta, visite [www.teffiko.com]ou e-mail:sales@teffiko.com.
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