Эффективность насоса системы подачи смазочно-охлаждающей жидкости

Охлаждение и смазка являются важнейшими процессами при выполнении таких операций, как резка, сверление и шлифование заготовок из металла. При обработке изделия необходимо доставлять смазочно-охлаждающую жидкость в зону работы инструмента в нужном объеме, что обеспечивают насос и соединительный трубопровод. Работа насоса существенным образом зависит от свойств смазочно-охлаждающей жидкости, в частности от ее вязкости, которая влияет на подачу, напор и затраты энергии. Предложен алгоритм определения гидравлических характеристик насоса при подаче смазочно-охлаждающей жидкости. В качестве примера рассмотрены погружные вертикальные центробежные насосы, разработанные для применения в системах охлаждения и подачи смазочно-охлаждающей жидкости станков. Приведены эмпирические зависимости напора, затраченной мощности, коэффициента полезного действия и показателя удельных энергетических затрат насоса от подачи воды. Полученные зависимости пересчитаны для условий работы насоса с жидкостями, вязкость которых значительно выше, чем у воды. Показано, что вязкость существенно меняет характеристики насоса при его работе в сети.

Литература

[1] Basten S., Seis L., Oehler M. et al. Tribological behaviour of AISI 4140 and WC-Co carbides during dry condition, using cryogenic media, and sub-zero metalworking fluids at high contact stresses. Wear, 2023, vol. 512–513, art. 204525, doi: https://doi.org/10.1016/j.wear.2022.204525

[2] Patel J., Soni A., Barai D.P. et al. A minireview on nanofluids for automotive applications: current status and future perspectives. Appl. Therm. Eng., 2023, vol. 219-A, art. 119428, doi: https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2022.119428

[3] Mokriskij B.Ya., Morozova A.V. Controlling the parameters of the cutting technological system by the dissipative structures state. ICIE 2022. Springer, 2022, pp. 934–943, doi: https://doi.org/10.1007/978-3-031-14125-6_91

[4] Tiwari R.Sh., Vats P., Singh T. et al. An investigation on effect of hybrid nanofluids in end milling of aluminium 6061 alloy. In: Advances in mechanical and energy technology. Springer, 2022, pp. 85–97, doi: https://doi.org/10.1007/978-981-19-1618-2_9

[5] Urmi W.T., Rahman M.M., Safiei W. et al. Effects of minimum quantity lubrication technique in different machining processes — a comprehensive review. J. Adv. Res. Fluid Mech. Therm. Sci., 2022, vol. 90, no. 2, pp. 135–159, doi: https://doi.org/10.37934/arfmts.90.2.135159

[6] Nagaraj A., Uysal A., Gururaja S. et al. Analysis of surface integrity in drilling carbon fiber reinforced polymer composite material under various cooling/lubricating conditions. J. Manuf. Process., 2022, vol. 82, pp. 124–137, doi: https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2022.07.065

[7] Rodriguez I., Soriano D., Ortiz-De-Zarate G. et al. Effect of tool geometry and lco2cooling on cutting forces and delamination when drilling CFRP composites using PCD tools. Procedia CIRP, 2022, vol. 108, pp. 752–757, doi: https://doi.org/10.1016/j.procir.2022.03.116

[8] Maddamasetty A., Bodduru K., Bevara S. et al. Performance evaluation of graphene added nanofluids and self-lubricating tools in machining Inconel 718. World Journal of Engineering, 2022, vol. 19, no. 4, pp. 583–593, doi: https://doi.org/10.1108/WJE-02-2021-0074

[9] Лебедев В.А., Алиев М.М., Тороп Ю.А. Оценка влияния смазочно-охлаждающих средств на протекание диссипативных процессов трения и резания материалов. Трение и износ, 2022, т. 43, № 2, с. 160–167.

[10] Великанов Н.Л., Наумов В.А., Корягин С.И. Гидравлический расчет системы подачи смазочно-охлаждающей жидкости в зону обработки материала. Вестник машиностроения, 2017, № 10, с. 70–74.

[11] Великанов Н.Л., Наумов В.А., Корягин С.И. Исследование характеристик центробежных погружных насосов. Вестник машиностроения, 2018, № 4, с. 3–6.

[12] Виноградов Д.В. Основные виды смазочно-охлаждающих технологических средств, применяемых при резании металлов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. 96 с.

[13] Кирейнов А.В., Есов В.Б. Современные тенденции применения смазочно-охлаждающих технологических средств при лезвийной обработке труднообрабатываемых материалов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2017, № 2, doi: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2017-2-1591

[14] Медведева В.В. Реологические особенности смазочных материалов содержащих дисперсные наполнители на основе гидросиликатов магния. Научно-технические ведомости СПбПУ. Естественные и инженерные науки, 2017, т. 23, № 4, с. 141–148, doi: https://doi.org/10.18721/JEST230414

[15] Houghton Garia 601 M-22. quaker-houghton.ru: веб-сайт. URL: https://quaker-houghton.ru/products/oils/garia/garia-601-m22/ (дата обращения: 09.09.2022).

[16] Catalog of Sacemi elecric pumps. sacemigamar.com: веб-сайт. URL: https://www.sacemigamar.com/en/download/ (дата обращения: 09.09.2022).

[17] Погружные вертикальные центробежные насосы серии AST. gpa.by: веб-сайт. URL: https://gpa.by/index.pl?act=PRODUCT&id=969 (дата обращения: 09.09.2022).

[18] ГОСТ 33967–2016. Насосы центробежные для перекачивания вязких жидкостей. Поправки к рабочим характеристикам. Москва, Стандартинформ, 2017. 18 с.