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Skimmer para CNC: como remover o óleo de barramento do fluido refrigerante em centros de usinagem e tornos

Tanque de fluido refrigerante de máquina CNC antes e depois da remoção do óleo de barramento com skimmer de fita Tecwag

Tanque de fluido refrigerante de uma máquina CNC antes e depois da remoção do óleo de barramento com skimmer de fita Tecwag: a emulsão amarelada e oleosa volta à cor leitosa.

Por Erich Wagner, em

Todo centro de usinagem e todo torno CNC perde óleo. A lubrificação centralizada manda óleo para as guias e o barramento, o sistema hidráulico tem pequenos vazamentos e as peças chegam com óleo protetivo. Esse óleo é lavado pelo fluido refrigerante (o óleo solúvel) e acaba no tanque da máquina. É o chamado óleo de barramento, ou tramp oil, e ele está por trás do mau cheiro da segunda-feira, da emulsão que estraga antes da hora e da ferramenta que dura um dia mais, outro dia menos.

Neste artigo reunimos o que os estudos científicos mostram sobre o óleo de barramento no fluido refrigerante e como o skimmer de fita TWS-200 da Tecwag tira esse óleo do tanque da sua máquina.

O que é o óleo de barramento e por que ele flutua

Óleo de barramento é qualquer óleo presente no fluido refrigerante que não veio do concentrado. As principais fontes numa máquina CNC são:

  • o óleo de lubrificação das guias e do barramento, que muitas máquinas novas liberam de propósito todos os dias;
  • o fluido hidráulico de placas, contrapontos e trocadores de ferramenta;
  • a lubrificação de fusos e engrenagens;
  • o óleo protetivo e o resíduo de desengraxantes que vêm nas peças.

Esse óleo aparece de duas formas. O óleo livre é mais leve que o fluido à base de água, sobe e forma uma camada na superfície do tanque. O óleo emulsionado se mistura ao fluido e já não sobe sozinho. Quanto mais tempo o óleo livre fica em contato com o fluido e passa pela bomba, mais ele emulsiona. Por isso a regra é simples: retirar o óleo livre logo, enquanto ele ainda flutua.

O que os estudos científicos mostram

A vida da ferramenta fica imprevisível

Um estudo publicado no International Journal of Advanced Manufacturing Technology acompanhou a usinagem com fluido à base de água contaminado por óleo hidráulico e de barramento. Os autores concluíram que a contaminação contínua pode fazer a vida e o desgaste da ferramenta variarem em até 70%. Para quem programa a troca de ferramentas, o problema é a falta de previsibilidade: o mesmo programa, com a mesma ferramenta, dá resultados diferentes conforme o óleo se acumula no tanque.

Depois que um separador de óleo foi instalado, a contaminação medida por cromatografia caiu de 0,43% para menos de 0,15%, e a vida da ferramenta ficou estável ao longo de 10 dias. O mesmo trabalho traz uma regra prática: uma camada de óleo cobrindo toda a superfície do tanque indica mais de 2% de óleo em relação ao fluido, nível que já prejudica a vida do fluido. A recomendação é manter o óleo no mínimo e inspecionar o tanque pelo menos uma vez por semana.

"Continuous hydraulic (tramp) oil contamination into the cutting fluid can cause tool life and wear to vary by 70%." Khan, Broderick e Taylor, International Journal of Advanced Manufacturing Technology (2021)

Mais bactérias, mais endotoxinas e o cheiro de ovo podre

A camada de óleo na superfície isola o fluido do ar. Sem oxigênio, crescem as bactérias anaeróbicas, que produzem o cheiro de ovo podre e consomem os emulsificantes do fluido. Uma revisão sobre a estabilidade biológica de fluidos refrigerantes à base de água aponta o teor de óleo como um dos principais fatores para a multiplicação de microrganismos, ao lado do pH, da temperatura e da qualidade da água.

Um estudo em 19 oficinas de usinagem no Canadá, publicado nos Annals of Occupational Hygiene, mediu as endotoxinas (substâncias liberadas por bactérias e associadas a problemas respiratórios em quem trabalha perto da névoa de fluido) nos tanques das máquinas. A contaminação por óleo de barramento foi um dos fatores que mais explicaram os resultados: o modelo previu 17.400 EU/ml nos tanques com óleo hidráulico, de guias, de fusos ou graxas, contra 1.600 EU/ml nos tanques sem esse óleo, cerca de dez vezes mais. Os autores recomendam minimizar o óleo de barramento como forma de controlar as endotoxinas.

Como o skimmer de fita retira o óleo do tanque

O skimmer de fita usa uma correia feita de material oleofílico, que tem mais afinidade com o óleo do que com a água. A correia gira mergulhada no tanque, o óleo da superfície adere a ela, e um raspador retira esse óleo e o conduz por uma mangueira até um recipiente de coleta. O fluido refrigerante volta ao tanque, e o óleo separado pode ser destinado ao rerrefino.

Como tirar o máximo do skimmer na máquina CNC

Os boletins técnicos de fabricantes de fluido refrigerante trazem recomendações que se aplicam a qualquer skimmer de tanque de máquina:

  1. Deixe o tanque descansar. Com a máquina parada por algumas horas, o óleo parcialmente emulsionado tem tempo de subir. Ligar o skimmer antes do início do turno aproveita esse óleo já separado.
  2. Use um temporizador. O skimmer deve funcionar só o tempo necessário para retirar o óleo livre. Sem óleo na superfície, a correia passa a arrastar fluido refrigerante, o que aumenta o volume de resíduo.
  3. Instale onde o óleo se acumula. O skimmer só recolhe o óleo que toca a correia. Escolha um canto do tanque longe do retorno do fluido e da sucção da bomba.
  4. Evite turbulência. O jato de retorno e a agitação quebram o óleo em gotas pequenas e dificultam que ele chegue à superfície.
  5. Limpe a correia e o raspador e esvazie o recipiente de coleta com regularidade, para manter a eficiência e evitar mau cheiro.
  6. Ataque a fonte. Ajuste a lubrificação centralizada e corrija vazamentos hidráulicos. Óleos de barramento que se separam bem do fluido facilitam o trabalho do skimmer.

Skimmer TWS-200: feito para o tanque de máquinas CNC

O TWS-200 é o skimmer da Tecwag para tanques de máquinas operatrizes. Ele é compacto, se instala na borda do tanque e já vem com acionamento temporizado, exatamente o modo de operação que os estudos e os fabricantes de fluido recomendam.

  • Capacidade: até 6 litros de óleo por hora;
  • Correia: dentada, de 50 mm, resistente a óleo e a alguns agentes corrosivos;
  • Temporizador: ajuste do tempo ligado e desligado;
  • Alimentação: 110/220 V, monofásica;
  • Dimensões: 390 × 210 × 247 mm (A × L × P), cerca de 5 kg;
  • Temperatura máxima do óleo: 60 °C;
  • Construção: carcaça de aço com pintura epóxi e recolhedor de resíduos em aço inox.

Onde usar: centros de usinagem, tornos CNC, fresadoras CNC, mandriladoras, pórticos e máquinas com tanques rasos. Para ajustar a velocidade de coleta ao tipo de óleo, existe a versão TWS-200V, com variador de velocidade. Veja todos os modelos em skimmers para máquinas.

Perguntas frequentes

O que é o óleo de barramento (tramp oil)?

É todo óleo que entra no fluido refrigerante sem fazer parte do concentrado: o óleo das guias e do barramento, o fluido hidráulico, a lubrificação de fusos e engrenagens e o óleo protetivo que vem nas peças. Por ser mais leve, a maior parte flutua e forma uma camada na superfície do tanque.

Quanto óleo de barramento no tanque já é demais?

Como regra prática, uma camada de óleo cobrindo toda a superfície indica mais de 2% de óleo em relação ao volume de fluido, nível que já prejudica a vida do fluido. O ideal é manter o óleo no mínimo e inspecionar o tanque pelo menos uma vez por semana.

O skimmer precisa ficar ligado o tempo todo?

Não. O skimmer rende mais com o tanque em repouso: depois de algumas horas parado, o óleo sobe e se acumula na superfície, e o skimmer o retira em pouco tempo. Rodando sem óleo na superfície, a fita passa a arrastar fluido refrigerante. Por isso o TWS-200 tem acionamento temporizado, com ajuste do tempo ligado e desligado.

O skimmer remove o óleo que já emulsionou no fluido?

Não. O skimmer remove o óleo livre, que flutua. O óleo emulsionado só é separado com centrífugas ou coalescedores. Por isso vale retirar o óleo livre logo, antes que ele emulsione, e preferir óleos de barramento que se separem bem do fluido refrigerante.

Qual skimmer usar em torno CNC e centro de usinagem?

Para tanques de máquinas, a Tecwag indica o TWS-200: compacto, com correia dentada de 50 mm, capacidade de até 6 litros de óleo por hora e temporizador. Ele atende centros de usinagem, tornos CNC, fresadoras, mandriladoras, pórticos e máquinas com tanques rasos.

Referências

  1. KHAN, T.; BRODERICK, M.; TAYLOR, C. M. Investigating the industrial impact of hydraulic oil contamination on tool wear during machining and the development of a novel quantification methodology. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, v. 112, p. 589–600, 2021. DOI: 10.1007/s00170-020-06370-y.
  2. PARK, D.; TESCHKE, K.; BARTLETT, K. A model for predicting endotoxin concentrations in metalworking fluid sumps in small machine shops. The Annals of Occupational Hygiene, v. 45, n. 7, p. 569–576, 2001. DOI: 10.1093/annhyg/45.7.569.
  3. Biological stability of water-based cutting fluids: progress and application. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2021. DOI: 10.1186/s10033-021-00667-z.
  4. MASTER FLUID SOLUTIONS. Tramp oil removal device: oil skimmer. Boletim técnico. masterfluids.com.
  5. MSC INDUSTRIAL SUPPLY. Tramp oil removal and control. mscdirect.com.

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Como separar e reutilizar o óleo que se misturou na água e o case Vital Lubrificantes com o skimmer TWS-4000.

Quer acabar com o óleo de barramento no tanque das suas máquinas? Fale com a Tecwag pelo telefone +55 (54) 3224-1815, pelo e-mail ou pela página do TWS-200, onde também está a ficha técnica.