Kai Boockmann en Michaela Boockmann
Boockmann Engineering GmbH
Eckartspfad, 97708
Bad Bocklet, Duitsland
Basisprincipes van magneetdraadsmering
Voor de verwerking van magneetdraad is smering nodig om de volgende redenen:
• Bescherming van draad en isolatie
• Verhogen van de productiesnelheid
• Bescherming van wikkelgereedschappen
• Toenemende dichtheid van wikkelingen
Om deze resultaten consequent te bereiken, is integratie nodig met hoogwaardige draadapparatuur en betrouwbare industriële magneetoplossingen in de hele productielijn.
Mechanica van het hanteren van magneetdraad
Stel je een geëmailleerde draad voor, die met een belasting Fz in een vlak wordt gedrukt. De wrijvingskracht die moet worden overwonnen om de draad te verplaatsen is een functie van Fz. Voor droge, stevige glijvlakken is de wrijvingskracht onafhankelijk van de snelheid v van de beweging (Figuur 1), wat ook geldt voor draden die zijn gesmeerd met was of wasachtige materialen. Door smering met olie of vet ontstaat een stroperige zweving, die afhankelijk is van de bewegingssnelheid.
Fig. 1 — Smering en wrijvingskracht.
Voor hoge wikkelsnelheden en wikkeldichtheid is vaak een stevig droog glijoppervlak vereist. Dit kan, met beperkt succes, worden bereikt door zelfglijdende emaille of, nog succesvoller, door te polijsten met vaste glijmiddelen, voornamelijk paraffine en was. De efficiëntie van dit polijstproces wordt vaak verbeterd in een draadgloeioven of als onderdeel van een uitgebreid automatisch magneetdraadapparatuursysteem.
Olieachtige smeermiddelen hebben de neiging uit de afleverspoel te lopen. Net als vet of grote hoeveelheden relatief laagsmeltende was absorbeert olie stof, en coatings met deze materialen zijn vanwege hun stroperige gedrag niet bestand tegen de hoge specifieke druk tussen kruisende draden. Hun toepassing verdient dus vooral de voorkeur voor de invoegtechniek bij de productie van motoren, enz.
Zowel de wrijvingscoëfficiënt als de glij-eigenschappen, de opwikkelbaarheid en de inbrengbaarheid vertonen elk een optimale waarde, afhankelijk van de hoeveelheid smeermiddel. Helaas liggen deze optima vaak niet in hetzelfde kwantiteitsbereik en moeten ze dus door ervaring worden bepaald.
De dynamische wrijvingscoëfficiënt, gemeten tussen een draad en een stalen plaat (Parussel4), wordt aangegeven in Tabel 1 voor verschillende emaillematerialen en was. Het is een materiaaleigenschap van het toegepaste smeermiddel, beïnvloed door het draadisolatiemateriaal. Vanwege de sterke afhankelijkheid van de wrijvingscoëfficiënt van de hoeveelheid smeermiddel op het draadoppervlak (Figuur 2), moet de op het oppervlak aangebrachte hoeveelheid binnen nauwe grenzen worden gecontroleerd. Bovendien beïnvloedt het smeerproces de betrouwbaarheid en uniformiteit van de smering, een factor die cruciaal is voor operators van hoogwaardige draadapparatuur.
Tabel 1. Dynamische wrijvingscoëfficiënt voor verschillende combinaties van isolatie- en smeermaterialen bepaald volgens Parussel 4 .
Fig. 2 — Wrijvingscoëfficiënt voor verschillende wassoorten in vergelijking
Redenen voor oplosmiddelvrije smeermethoden
Smeermiddelen op oplosmiddelbasis bestaan voor bijna 99% uit vluchtige organische stoffen (VOS), die doorgaans vrijkomen door ventilatiesystemen van fabrieken (Figuur 3).
Fig. 3 — Dampen die vrijkomen tijdens draadsmering op oplosmiddelbasis.
Omdat overheidsregelgeving (bijvoorbeeld de Europese VOC-regelgeving 1999-13-EC5) de hoeveelheid VOS-emissies ook specifiek beperkt bij de productie van magneetdraad, kunnen fabrikanten een belangrijke emissiebron elimineren door gebruik te maken van oplosmiddelvrije smering. Deze verschuiving wordt in toenemende mate ondersteund door moderne industriële magneetoplossingen en automatische magneetdraadapparatuur die zijn ontworpen voor schonere processen.
En in vergelijking met ISO 14000 eisen klanten steeds vaker programma's voor milieubescherming van hun leveranciers van magneetdraad. Ook worden toegepaste vloeistoffen, waaronder oplossingen van vaste smeermiddelen, van het draadoppervlak gestript als gevolg van verhoogde centrifugaalkrachten op snel draaiende geleiderollen in hoge VD-emailleermachines, met een impact op de procesbetrouwbaarheid en kwaliteit.
Oplosmiddelvrije magneetdraadsmering vermindert de gezondheidsproblemen van werknemers door dampen en voorkomt ernstige ongevallen op de werkplek en brandgevaar, wat bijdraagt aan een veiliger werkomgeving voor alle draadgloeiovens en strandingsystemen.
Bovendien wordt de door oplosmiddelen veroorzaakte aantasting van het draadglazuur en de plastic spoelen vermeden, waardoor de integriteit van de draad die met hoogwaardige draadapparatuur wordt geproduceerd behouden blijft.