Chłodzenie maszyn CNC

Chłodzenie maszyn CNC ma jeden cel: utrzymać stałą temperaturę oleju, chłodziwa i konstrukcji obrabiarki niezależnie od obciążenia i pory roku. Gdy temperatura pływa, korpus, wrzeciono i prowadnice zmieniają wymiary, a detal wychodzi poza tolerancję. W SKiC zajmujemy się obiema stronami tego zagadnienia: chłodziarkami oleju pracującymi bezpośrednio przy maszynach oraz instalacjami wody lodowej, które chłodzą całe hale z obrabiarkami.

Poniżej opisujemy, co się chłodzi w maszynie CNC, kiedy wystarczy chłodziarka przy obrabiarce, a kiedy lepiej sprawdza się instalacja centralna, oraz jak wygląda naprawa i modernizacja istniejącego układu.

Inne zastosowania opisujemy na stronie chłodzenie procesowe w przemyśle.

Dlaczego temperatura decyduje o dokładności obrabiarki

Stal wydłuża się o około 0,011 mm na metr przy wzroście temperatury o 1 K. W centrum obróbczym o długości kilku metrów kilka stopni różnicy oznacza więc przesunięcia liczone w setnych częściach milimetra. Dlatego producenci obrabiarek montują chłodziarki, które prowadzą temperaturę oleju za temperaturą korpusu maszyny albo powietrza w hali, a nie tylko chłodzą go do stałej wartości.

Ciepło w obrabiarce pochodzi z kilku źródeł jednocześnie: z łożysk i silnika wrzeciona, z pomp i zaworów hydrauliki, z tarcia w prowadnicach oraz z samego procesu skrawania. Każde z tych źródeł zmienia się w trakcie zmiany, więc układ chłodzenia musi reagować na bieżąco.

Co się chłodzi w maszynie CNC

• olej wrzeciona i łożysk, od którego zależy dokładność pozycjonowania,
• olej hydrauliczny i smarny, którego lepkość wpływa na ciśnienie i pracę zaworów,
• chłodziwo i emulsja obróbkowa, a w elektrodrążarkach dielektryk,
• szafa sterownicza z falownikami i napędami,
• silniki i przekładnie w dużych centrach portalowych.

Różnicę między chłodnicą oleju a chłodziarką oleju, dopuszczalne temperatury i dobór urządzenia opisujemy w poradniku chłodzenie oleju maszyn i urządzeń.

Chłodziarka oleju przy maszynie czy instalacja wody lodowej

Większość obrabiarek CNC ma własną chłodziarkę oleju, czyli chiller oil ze sprężarką i obiegiem czynnika chłodniczego, ustawioną obok maszyny. Spotykamy przede wszystkim urządzenia Habor HBO, Kaukan KO, Kanto Seiki OIL MATIC, Daikin OILCON i Kwangrim CIL, a przy większych maszynach agregaty Lahntechnik. Takie rozwiązanie jest proste, a awaria jednej chłodziarki zatrzymuje tylko jedną maszynę.

Przy wielu obrabiarkach w jednej hali sens ma instalacja wody lodowej: centralny chiller, zbiornik buforowy, pompy obiegowe i rurociągi doprowadzone do maszyn, a przy każdej maszynie wymiennik ciepła albo zawór regulacyjny. Ciepło trafia wtedy do jednego agregatu na zewnątrz budynku, a nie do powietrza w hali. Przy niskiej temperaturze zewnętrznej część chłodu można uzyskać bez pracy sprężarek, w układzie free cooling.

Jak projektujemy instalację dla hali z obrabiarkami

Zaczynamy od bilansu cieplnego, czyli od ustalenia, ile ciepła oddają maszyny i w jakich godzinach. Na tej podstawie dobieramy moc chłodniczą, pojemność bufora i pompy, a rurociągi wykonujemy z PVC, stali czarnej albo nierdzewnej, zależnie od medium. Po montażu przeprowadzamy próbę szczelności, izolujemy rurociągi i uruchamiamy układ z pomiarem temperatur na zasilaniu i powrocie. Szczegóły opisuje strona instalacja wody lodowej.

Najczęstsze problemy z chłodzeniem obrabiarek

• Skraplacz chłodziarki zaklejony kurzem i mgłą olejową. Latem urządzenie wyłącza się alarmem wysokiego ciśnienia, choć jest sprawne.
• Ubytek czynnika z powodu nieszczelności. Sprężarka pracuje dłużej i w wyższej temperaturze, aż w końcu ulega spaleniu.
• Japońskie i koreańskie chłodziarki zasilane napięciem 200 V przez transformator. Uszkodzony transformator wygląda jak awaria chłodziarki.
• Alarm przepływu oleju po wymianie węży, przy zapowietrzonym obiegu albo zatkanym filtrze ssawnym.
• Za mała wydajność po dołożeniu maszyn do istniejącej instalacji wody lodowej.

Objawy awarii i kody alarmów poszczególnych marek zebraliśmy na stronie naprawa i serwis chłodziarek oleju.

Jak pracujemy

Każde zlecenie zaczynamy od płatnego przeglądu zerowego na urządzeniu: mierzymy ciśnienia, prądy, temperatury i przepływ, sprawdzamy szczelność oraz współpracę chłodziarki z maszyną. Klient dostaje protokół z wynikami i wycenę, a decyzję o zakresie prac podejmuje sam. Naprawy wykonujemy przy maszynie albo w warsztacie w Wałsnowie, a części dobieramy i montujemy w ramach naprawy.

Gdy oryginalny sterownik nie jest już dostępny, montujemy nowy, oparty na automatyce Carel, Danfoss albo Siemens S7-1200, i odtwarzamy sygnały wymieniane z obrabiarką. Więcej w dziale automatyka chłodnicza. Prace przy obiegu czynnika wykonuje personel z certyfikatem F-gaz, a gdy urządzenie podlega kontrolom szczelności, odnotowujemy je w CRO.

Przykłady z naszych realizacji

Przy szlifierce bramowej o masie ponad 15 ton wymieniliśmy sprężarkę w chłodziarce oleju Kaukan 3KPS po alarmie E03. Przebieg naprawy, z bilansem czynnika i parametrami pracy, opisuje realizacja naprawa chłodziarki oleju Kaukan 3KPS. Przy portalowym centrum obróbczym Waldrich Coburg obsługiwaliśmy z kolei czteroobiegowy agregat Lahntechnik, który chłodzi silniki, szafę sterowniczą, olej jednostki obróbczej i olej hydrostatyki: naprawa chłodziarki oleju Lahntechnik. Pozostałe prace są w dziale realizacje.

Pytania i odpowiedzi

Czy chłodzenie maszyn CNC zawsze wymaga instalacji wody lodowej?

Nie. Pojedyncze obrabiarki zwykle mają własne chłodziarki oleju i to one wymagają serwisu. Instalacja wody lodowej ma sens, gdy w hali pracuje wiele maszyn albo gdy ciepło z chłodziarek przegrzewa halę.

Jak często serwisować chłodziarkę oleju przy obrabiarce?

Filtr powietrza producenci zalecają czyścić co tydzień albo co dwa tygodnie, a skraplacz myć zwłaszcza przed sezonem letnim. Obowiązkowe kontrole szczelności zależą od ilości czynnika wyrażonej w tonach ekwiwalentu CO2 i zaczynają się od 5 t CO2e.

Czy modernizujecie istniejące układy chłodzenia?

Tak. Wymieniamy sterowniki, sprężarki i wymienniki, przebudowujemy układy rozprężne i dokładamy zabezpieczenia. Zakres ustalamy po przeglądzie zerowym, gdy znamy stan urządzenia.

Czy obsługujecie zakłady w całej Polsce?

Tak. Baza serwisowa jest w Wałsnowie, a naprawy wykonujemy przy maszynach w całej Polsce albo w naszym warsztacie.

Kontakt w sprawie chłodzenia maszyn CNC

Do zgłoszenia przyda się model obrabiarki, zdjęcie tabliczki znamionowej chłodziarki i opis objawów albo kod alarmu. Zgłoszenie można wysłać przez formularz zgłoszenia serwisowego.

• tel. +48 501 179 381
• info@skic.com.pl
• baza serwisowa Wałsnów 22b
• cała Polska