Dispenseringssystem för optimal smörjmedelsdosering

De fyra nyckelfaktorerna för en framgångsrik systemutformning

Omkring 1 000 olika komponenter installeras i ett fordon under produktionsprocessen. Sedan finns det mer än 150 vanliga smörj- och oljetillämpningar, även om detta kan vara mycket fler beroende på fordonstyp. De gör det möjligt för fönsterregulatorer och skjuttak att röra sig, gör det lätt att vrida på knappar och ser till att motorn och växellådan fungerar tillförlitligt. Tillämpningen för smörjmedelsdispensering är därför alltid direkt kopplad till slutprodukten och dess avsedda användning. Detta definierar funktionskraven för de smörjmedel som används, t.ex. fetter och oljor:

  • Lätt rörelse, minskad friktion
  • Förebyggande av fel
  • Kontinuerlig drift och hållbarhet
  • Minskning och förhindrande av buller (anti-squeak).
  • Toleranskompensation (anti-rattle)

Kraven på typen av smörjmedelsdispensering varierar och beror alltid på den tillämpning som utförs. Det finns många faktorer som är inblandade i detta: Ska appliceringen ske i punkt-, pärl- eller sprutform? Inom vilken tidsram ska appliceringen utföras? Vilken är den möjliga avvikelsen i den applicerade mängden? Hur integreras doseringssystemet i produktionslinjen? Villkoren för dessa krav anger i allmänhet den aktuella tillverkningsprocessen inom fordonsindustrin. Användningsområden för mätningsteknik omfattar följande:

  • Korta cykler, höga upprepningsfrekvenser
  • Definierade toleransområden
  • Dokumentation av processkapaciteten.
  • Bekräftelse av repeterbarhet
  • Användning av komplexa medier (separation: förklaring nedan).
  • Från 0,003 ml till tidsstyrd fyllning (punkt- till volymfyllning).
  • Direkt eller indirekt kontroll (cylinderrörelse, flödesmätning, ljusbarriär) beroende på vald produkt.

Klargörande av mätningskraven

Dessa egenskaper utgör grunden för att konfigurera ett lämpligt mätsystem och fastställa mätningskraven. Fyra nyckelfaktorer kan identifieras för att säkerställa optimala resultat med maximal precision och repeterbarhet:

  1. Vilket är det aktuella mediet?
  2. Hur kan mätprocessen beskrivas?
  3. Vilka rumstemperaturer och omgivningstemperaturer bör beaktas?
  4. Vilka krav ställs på kontroll och dokumentation?

Dessa nyckelfaktorer är inte alltid tydliga till en början, och därför är en detaljerad undersökning eller utredning en bra idé för att säkerställa ett framgångsrikt projektgenomförande.

Materialet: definiera egenskaperna

Först bör smörjmedlets detaljerade materialdata fastställas, eftersom kunskapen om dess specifika fysiska och kemiska egenskaper är avgörande för att man ska kunna göra en korrekt bedömning av applikationen och den resulterande systemutformningen. Detta inkluderar information om viskositet, det specifika beteendet - om smörjmedlet är slipande eller innehåller fyllmedel - och dess separation.

I allmänhet kan de flesta smörjmedel bearbetas utan några doseringsproblem. Det är särskilt viktigt att beakta den kemiska kompatibiliteten med tätningsmaterial. Beroende på grundmaterialet och tillsatsen av tillsatser måste tätningarnas beständighet för pumpar och doseringsmedel testas vid transport och dosering av fetter och oljor. Särskilt mineralbaserade oljor med hög aromhalt uppvisar ofta ökad inkompatibilitet med tätningar. Vissa typer av fett tenderar till exempel att lätt blöda vid högt tryck. Denna typ av separation kan uppstå när de tvåliga, flytande komponenterna och de fasta komponenterna i mediet separeras, till exempel på grund av högt tryck i behållaren eller i pumpen. Detta kan leda till funktionsfel, eftersom oljan läcker ut från läckande systemkomponenter och förtjockningsmedlet stannar kvar inuti i komprimerad form. I detta fall skulle effekten för smörjning inte längre vara optimal och tryckreglering bör utföras.

Viskositet och konsistensklasser

Viskositeten, eller materialets flödesbeteende, spelar också en roll. Den har en enorm effekt i förhållande till oljor. Viskositeten sträcker sig från vattentunn till "bara flytande". Silikonoljor som används i vibrationsdämpare är till exempel så viskösa att de knappt flyter ut ur en uppochnedvänd kopp. Jämfört med oljor har fetter en betydande fördel på grund av sin konsistens: de kan stanna kvar vid friktionspunkten. Fetter består i allmänhet av två grundmaterial: oljor och förtjockningsmedel. Fetter har i huvudsak tre egenskaper: typ av basolja, typ av förtjockningsmedel och konsistens.

Fettets konsistens är avgörande för tillämpningen och bör variera så lite som möjligt vid olika temperaturer. Den totala konsistensen hos ett fett beror på grundoljans viskositet och användningen av respektive förtjockningsmedelstyp och dess fysiska egenskaper, som i sin tur beror på kraven för tillämpningen.

Endast en exakt bestämning av flödesbeteendet eller viskositeten kan avgöra om ett smörjmedel är lämpligt för den specifika tillämpningen, i vilken utsträckning det kan pumpas utan problem och vilken doseringsteknik som på ett tillförlitligt sätt kan genomföra den önskade fett- eller oljetillförseln.

Skissande av processbeskrivningenIden enklaste situationen omfattar en tillämpning en pump, en ventil och en tryckreglering. I verkligheten är dock smörjmekanismerna integrerade i komplexa, helautomatiserade produktionslinjer. En detaljerad beskrivning av processen och produktionslayouten är därför avgörande vid utformningen av ett doseringssystem. En specifik beskrivning av tillämpningen omfattar följande frågor:

  • Vilken är den aktuella tillämpningen?
  • Hur utförs tillämpningen?
  • Vilken volym produceras?
  • Vilken är cykeltiden, dvs. den tid inom vilken smörjmedlet måste doseras och appliceras?
  • Hur levereras materialen?
  • Vilket är avståndet mellan leverans och applicering av smörjmedlet?
  • Vilket tryck krävs för bearbetningen?

Det finns vanligtvis bara två alternativ för att placera ett mätsystem. Antingen placeras den del som ska smörjas eller så måste doseringsventilen flyttas mot delen. Den specificerade cykeltiden spelar också en viktig roll vid utformningen av systemet, med andra ord den tid som specificeras för doseringsprocessen. Smörjfettets varaktighet måste alltid beaktas i förhållande till systemets cykel. Med detta i åtanke bör beräkningar göras i förväg och cykeltiderna bör specificeras exakt för att systemet ska kunna konfigureras effektivt utifrån dessa specifikationer.

Temperatur hänsyn

Som framgår av observationen om fettets konsistensklasser bör denna vara så konstant som möjligt vid olika temperaturer för att få optimala doseringsresultat. Bearbetningstemperaturen jämförs alltid med den omgivande temperaturen. Exempel: Om den omgivande temperaturen är ungefär konstant, t.ex. 40 °C, bör materialet värmas stadigt till en högre temperatur, här till 42 °C. I detta fall bör man dock också se till att materialet inte förändras vid temperaturökningen och att dess kvalitet inte försämras om det gör det. Reproducerbarheten kan endast säkerställas genom att observera den omgivande temperaturen och behandlingstemperaturen samt eventuell temperaturkompensation och genom att kontrollera materialkvaliteten.

Kontroll och dokumentation

Kortare cykler och höga upprepningsfrekvenser i produktionsprocessen ställer också höga krav på process- och repeterbarhetskontroll. Det finns olika sätt att tillhandahålla bevis för framgångsrik mätning. Ett sätt är att det tydligt går att spåra att fettet eller oljan har doserats. Denna indirekta kontroll sker vanligtvis genom Ja/Nej- eller 1/0-dokumentation. Ett sensorsystem och en styrning av doseringsenheten kan därför användas för att dokumentera om doseringen har ägt rum. Detta gör det möjligt att presentera de minsta mängderna på ett konsekvent sätt. Indirekt kontroll kan utföras med hjälp av t.ex. en kamera eller en ljusskärm. Kraven på kontroll och dokumentation är vanligtvis definierade och bör kommuniceras i planeringen av mätningssystemet. Beroende på vilken typ av bevis som krävs bör detta införlivas i planeringen.

Slutsats

Material egenskaper, processbeskrivning, temperatur samt krav på kontroll och dokumentation - genom att analysera dessa fyra nyckelfaktorer och införliva dem i systemutformningen kan de viktigaste kraven på mätsystemet uppfyllas: exakt och reproducerbar mätning av fett och olja. Det är bara på detta sätt som hjälp- och slitagesmörjning i fordon uppfyller sina huvudfunktioner: jämn gång och minskad friktion, förebyggande av fel, kontinuerlig drift och hållbarhet, bullerreducering och undvikande av buller (anti-squeak) samt toleranskompensation (anti-rattle).