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テクノロジーニュース

【FILTRATION NEWS】切削油の正しい濾過方法/プレコートフィルターの優位性

2020.08.25  基礎応用

最も適した濾過システムをどのように選択できますか

最初のステップは、右に示されているリストからパラメーターを決定することです。リストから該当項目にチェックして頂くと、NOVOTECNIC(現:KENFILT)は、既存のベースユニットから様々な機械加工・材料に適した組み合わせを行い、問題を解決するための最適な濾過システムを決定することが可能です。

鋳造、硬質金属、セラミック、サファイア、アルミニウム、マグネシウム、および類似材料の機械加工における
切削油の濾過装置について

このタイプの材料が機械加工されている場合、「フィルターを使用しない」または「消耗品の濾過材料を使用しない」ことは、次の理由からお勧めできません。

  • これらの材料を機械加工すると、微粒子のダストが発生し切削油内にコロイド懸濁液として留まります。
  • 微粒子のダストを濾過するには、非常に細かいフィルターでオイルを濾過する必要があります。5μm以下の濾過精度。
  • 切削油にあるダストによって形成されたペーストが悪影響を及ぼし、自動洗浄エレメントを洗浄することが実質的に不可能になるため、カートリッジ、キャンドル、エンドレスバンドなどの自動洗浄フィルターエレメントを使用することができなくなります。

では、上記材料を加工する場合、どのようにフィルタリングする必要がありますか?

次の理由により、常にプレコートフィルターで濾過処理する必要があります。

a)非常に細かい汚染粒子までフィルタリングが可能なため、下記効果を得られる。
・加工後の品質向上
・機械の長寿命化(ガイド、ジョイント、シールなど)
・砥石の気孔を塞がないため、品質維持・長寿命化(ダイヤモンド砥石、またはCBNホイールに効果大)

b)プレコートフィルターは、濾過面の大小を問わず、常に濾過品質を維持することが可能。

c)ユーザーに適したプレコートフィルターを用いることで、無期間、オイルを常に清潔で透明な状態に保つことが可能。

d)圧力バンドフィルター、または空気圧式真空フィルターまたは油圧式真空フィルター(NOVOTENIC(現:KENFILT)製フィルターのカタログにも含まれています)は不要。微細な粒子と組み合わされたオイルの粘度は、濾過帯を塞ぐスラッジを生じさせるため、他のフィルターでは消耗が非常に早くなります。公称濾過度を10 µmにしたい場合は、110〜140 gr / m2の濾過帯域をプレコートフィルターのみで対応できます。

鋼鉄の機械加工における切削油の濾過装置について

鋼鉄を加工する場合、工程(荒削り、仕上げ、超仕上げ)に応じて、様々な濾過システムで濾過することが可能です。

  • 加工の種類
  • 加工ツール
  • ご希望の表面品質
  • 発生する汚泥の種類

「濾過助剤」を使用せず濾過することが出来るのはどのような場合ですか?

これは、以下の場合のみ可能です。

  • 20~50 µmの粒子を保持できる非常に多孔性のフィルター層を形成するスチールチップが生成される場合
  • 品質管理が非常に厳しい仕上・超仕上作業がない場合

これらの場合、ドラム、キャンドル、または圧力のあるエンドレスフィルターバンドを備えたセルフクリーニングフィルターを使用できます。それ以外の場合は、空圧・油圧真空フィルターを使用できます。 しかし、これらのセルフクリーニングフィルターを使用すると、懸濁液中にある20μm以下の微粒子を蓄積し、最終的に切削油を劣化させ、切削油の定期的な交換が必要になるという不都合があります。

切削油の濾過にバンドフィルターを使用できますか?

機械加工プロセス中に、目詰まりを起こしやすい細かいスラッジが生成されない場合に可能です。細かいスラッジによる影響で頻繫にメンテナンスが必要となるため、不経済になる可能性があります。

ペーパーバンドフィルターやエンドレスバンドフィルターではなく、プレコーティングフィルターを使用するほうが
良いのはなぜですか?

図1では、90 gr / m2バンドフィルター(この場合は、油圧バキューム)とプレコートフィルターの動作の違いを表しています。

バンドフィルターの濾過品質は変動します。図1のPAPER BANDでは、ISO 4406-CODE 22の品質から、CODE 17へ移行しているのが見て取れるかと思います。濾過を開始するときに、CODE 17となり、ろ紙を進めるとCODE 22にまで落ちるサイクルを繰り返します。(FILTRATION NEWS 2 を参照)。

対して、プレコーティングフィルターの濾過品質は、ISO 4406-CODE 18の品質で始まり(先述のバンドフィルターで達成される最高品質とほぼ同じ)、濾過サイクル中はCODE 16で安定するまで品質が向上していきます。

遠心分離ではなくプレコーティングフィルターを使用する方が良いのはなぜですか?

図2

図2では、遠心分離機を備えた濾過システムとプレコーティングフィルターの違いを表しています。
図2では、100 mlのオイルに含まれる固体粒子の含有量を確認できます。同じオイルと機械加工タイプの両方のろ過タイプを3か月運転すると、遠心分離機で浄化されたオイルに大量の細かいスラッジが蓄積されます。この細かいスラッジは最終的にオイルを劣化させます。
NOVOTECNIC(現:KENFILT)製プレコートフィルターで濾過されたオイルは、懸濁液中のスラッジを最小限に抑えて清潔に保ちます。したがって、オイルの劣化がなく、「寿命」は無制限と言えます。
結論として最も効果的なことは、常に切削油とともにプレコートフィルターを使用することです。
場合によっては、プレコートフィルター以外のフィルターシステムを使用して切削油を濾過処理することが可能ですが、NOVOTECNIC(現:KENFILT)の経験から、プレコートフィルターを使用したフィルターシステムの方が常に優れており、より収益性が高いことがわかっています。
NOVOTECNIC(現:KENFILT)製プレコートフィルターを使用すると、並外れた濾過品質ISO 4406-CODE19/16を簡単に得ることができます。これは、50μg/ L以下の懸濁液中の粒子の含有量を意味します。
他の濾過助剤を使用すると、濾過度は150 4406コード16/13になります。これは、50mgr / L以下の懸濁液中の粒子の含有量を意味します。


定期的なオイル交換:
実績として、23年前から集中濾過プラントのオイルを交換していないお客様がいます。

砥石の消耗が抑えられる:
砥石の消費量を最大30%削減したお客様がいます。これにより、集中濾過プラントの支払いと濾過助剤の購入コストが大幅に補われます。

高圧ポンプの摩耗が少ない:
ガンドリルで作業する場合、または100から180m / 秒の速度でボラソン砥石を使用する場合、60〜120気圧で動作する 高圧ポンプ が必要です。これらのポンプは、切削油が当社のプレコートフィルターで正しく濾過されていれば、寿命は無制限です。

工具の消耗が抑えられる:
これは、ガンドリルやMapalタイプのリーマーの場合に特に有効です。ホーニング盤などの一部の機械加工プロセスで工具の寿命が5年から10年まで延びた実績があります。

洗浄剤の消費を減らし、さらには無くす:
プレコーティングフィルターで得られる並外れた清浄度により、冷却オイルは機械加工された部品を洗浄します。その結果、一部の洗浄操作を排除でき、その結果、洗浄機のコストと洗浄剤の消費量を節約できます。 一方、組み立て前の最終洗浄機に到着したときにこれらの部品がきれいな場合は、洗浄剤の消費量が削減されます。

労働経費の削減:
前述の指摘と、NOVOTECNIC(現:KENFILT)のプレコーティング濾過システムを使用すると、わずか10〜30%のオイルでスラッジを排出できるため、製造コストが大幅に削減されます。図3では、プレコーティング濾過システムと濾過助剤を消費しない濾過システムの作業費の違いを見ることができます。 これからわかるように、濾過助剤の消費コストは、残留スラッジのすべての含有量を減らすことで大幅に補われます。

図3

環境の保護

◆ 排出される汚泥の汚染レベルが低い :
NOVOTECNIC(現:KENFILT)製のプレコートフィルターに組み込まれた汚泥乾燥システムにより、汚泥の排出コストを大幅に削減できます。

◆濾過助剤「GREEN」使用の可能性:
ほとんどの場合、トウモロコシの穀粒のない穂の芯からセルロースを濾過助剤として使用することが可能です。これは、毎年成長する植物の残留物であり、その結果、木の伐採や化学的漂白プロセスを必要としません。

◆洗浄層からの使用済み洗浄剤排出量の削減:
洗浄槽の汚れが少なくなると、これらの「寿命」が非常に長くなり、処理する必要のある洗浄槽の体積が結果的に減少します。

濾過品質の管理

以前のFILTRATION NEWSでは、液体中の粒子の含有量に関するISO 4406規格の表を公開しました。 これは、製造業界で最も使用されている世界標準規格です。今回、いくつかのケースでも使用されているNAS 1638規格の表を公開しています。 一般的に、どのような工程プロセスで要求されるのか説明に加えて、表に○でマークしました。

  • NAS-7:卓越した品質を必要とするホーニングまたは研削作業
  • NAS-8:高品質の圧延、ホーニング、研削作業
  • NAS-9:一般的な中品質または機械加工作業
  • NAS-10:一般的な機械加工作業

濾過プロセスによって引き起こされる環境への影響は最小化する必要があります

NOVOTECNIC(現:KENFILT)は、プレコートフィルターを使用した濾過操作から発生するスラッジの乾燥を行うシステムを開発しました。

多くのお客様がこのNOVOTECNIC(現:KENFILT)乾燥装置を購入、取得して、競合他社のプレコートフィルターに接続しています。
一部の競合他社は、プレコートフィルターの排出に由来するスラッジを乾燥させるための効率的なシステムを利用できません。
これらの乾燥装置を購入したお客様の中には、工場のスラッジと一緒に除去した油の75%までを回収しており、経費を大幅に削減することに成功しています。

汚泥乾燥装置タイプ2 CALL 400切削工具工場に設置され、4つのプレコートフィルターからの汚泥を競合他社のフレキシブルキャンドルで乾燥します

KORTA,S.A.がボールスピンドルの新工場を設立

高精度のボールスピンドルの製造を行っていることで有名なバスク(スペイン)の会社KORTA,S.A.は、今から約20年前の西暦2000年にスマヤ(スペイン)に新工場を開設しました。
10.000 ㎡の土地に5.000 ㎡の工場が建設され、φ12~φ200mm、最大長さ22mの範囲のボールスピンドルの並外れた品質を保証するために必要なすべての手段を備えています。

このタイプの製造に必要な高精度機械の設置に加えて、KORTAは工場内全ての環境を適合させているため、工場のすべての部門(材料、粗研削、仕上げ研削、制御など)は常に 同じ温度で、製造プロセス全体を通じて製品の安定性を保証します。
工場のさまざまな部門で環境が一致しており、温度差がない測定制御は完全に信頼することできます。
この工場にはスピンドルの研削作業から生じる切削油の濾過を行うNOVOTECNIC(現:KENFILT)の集中プレコーティング濾過プラントを導入しています。
NOVOTECNIC(現:KENFILT)の集中プレコーティング濾過プラントタイプFTD 40 DA 35は、35.000Lのオイルの容量があり、1.200L / minの流量を濾過して分配します。 研削油の公称濾過品質はISO 4406 CODE 19/16です。
この卓越した濾過品質により、スピンドルのボールのスライドトラックの幾何学的形状と表面品質が完全なものとなり、砥石と機械の稼働効率が大幅に向上します。
集中濾過プラントには、60.000 Kcal / hour の強力な冷却グループによる切削油の冷却システムが装備されており、工場の室温で研削油を機械に分配できます。
これにより、研削中のすべての研削盤とすべてのスピンドルが常に同じ温度に保たれ、研削の精度が向上します。KORTAは強力な投資を実現しましたが、新工場の建設と設備の導入により、ボールスピンドルメーカーの世界市場における第一線の地位を確立しました。

マグネシウムのギアボックスの機械加工における切削油の濾過

フォルクスワーゲングループの主な目標の1つは、より堅牢で安全で信頼性の高い車両の製造ですが、同時に、燃料消費量を最大限に削減し、その結果、環境汚染を低減するために軽量化されています 。これが、フォルクスワーゲンがアルミニウムよりも軽量で非常に豊富な材料であるマグネシウムで製造されたコンポーネントを車両に組み込むために多大な投資を行っている理由です。 この材料は、比重が低く、抵抗が高く、機械加工が容易であるという利点があります。マグネシウムの機械加工には、エマルジョンまたは水を含む溶液は使用できません。 これらの材料はマグネシウムと反応しないため、切削油全体で加工する必要があります。

フォルクスワーゲン社はすでにマグネシウム合金のギアボックス、ディファレンシャル、クラッチハウジングを組み込んでいます。彼らは最近、マグネシウムから製造されたギアボックスとクラッチハウジング用の新しいフレキシブルマシニングシステムをGEAR BOXES DELPRAT、S.A.の工場に設置しました。

FMSラインは、NOVOTECNIC(現:KENFILT)にオイルの集中濾過システムの計画、供給、組み立て、およびマグネシウムチップの分離を委託したバイエルン州の会社GROBによって設計および供給されています。

これは、プレコートの集中濾過プラントタイプFTD 75 DA90で、5,000L / minの切削油の流れを濾過でき、総容量は100,000Lの油です。

集中濾過プラントは工場の敷地内に建てられています。このシステムには以下の内容を含んでいます。

A.スピードチャネル
45mの2つの高速チャネルがあり、そこに機械が切りくずと一緒に切削油を排出します。これらの水路は、戦略的に配置された浚渫ジェットを処分して、水路の完全な清掃を保証します。

B.トランスファータンク
マグネシウムチップと一緒に汚れた油の2つのトランスファータンク。これらのタンクには、インペラ遠心スクリューを備えた2つのポンプがあり、固形物をポンプで送ることができます。さらに、タンクの底に切りくずが溜まるのを防ぐ特別な攪拌システムを備えています。

C.リターンチューブ
汚れた油とチップを集中プラントに戻すためのオーバーヘッドパイプのネットワーク。

D.専用タンク:
大きなマグネシウムチップを切削油から分離するための自動浚渫を備えた専用タンクは、NOVOTECNIC(現:KENFILT)によって開発された沈降システムを備えており、これにより、沈降収率を最大98〜99%まで向上させることができます。標準の沈降タンクでは、タンクに到着したマグネシウムチップの25〜30%が分離されます。チップは高い浮遊容量を持っています。

E.-プレコートフィルター
2つのプレコーティングフィルターNOVOTECNIC TYPE FTD 75、それぞれ2,650L / minの流量です。 これらのフィルターは、セルロースの濾過助剤を使用するために用意されています。NOVOTECNIC(現:KENFILT)のこれらのプレコーティングフィルターで得られる濾過品質はISO 4406-CODE 19/16です。

F.切削油の冷却システム
オイルが水/油熱交換器と44 kwの設置電力を備えた水冷却グループによって冷却される閉鎖型オイル再循環回路を備えた、110.000 Kcal / hour のオイル冷却システム。

G-流通パイプラインネットワーク
各マシニングセンター用のスパーおよび速度チャネルの洗浄「ジェット」用のスパーを備えたオーバーヘッドパイプラインの設置で構成されています。集中濾過プラントは、NOVOTECNIC(現:KENFILT)が過去数年間に実施したすべての新しい技術開発を組み込んでいます。集中濾過プラントのさまざまなコンポーネントの駆動と制御、およびアラームの書かれたメッセージの発信が集中化されているタッチパネルを重要視する必要があり、その原因の解決策を提供するのに役立ちます。オペレーターは集中濾過プラントとの「対話」を確立できます。

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