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冷却切削液的集中循环系统

发布时间:2011-07-22   

近年来,对于在金属切削加工中采用冷却切削液的集中循环系统的要求逐渐增多了,比较典型的应用场合,如轴承厂的磨床、超精加工、清洗机,又如发动机厂曲轴、凸轮轴等零件的磨削。

由于这类加工专业性强、生产批量大,同类机床相对集中布置,厂家迫切希望改变原有的一机一泵一水箱的单机循环方式,采用集中处理集中供应的循环系统,尤其是当工厂进行技术改造新建生产厂房时这种意愿更加强烈。

集中循环系统通常将冷却切削液站设在同类机床的附近,通过管网向每台机床的切削部位提供洁净的冷却切削液,排出的混进了切屑、磨粒等杂质的污冷却切削液顺着地沟或管道汇集到一起,流回冷却切削液站,在站内去除固体杂质和浮油,调整冷却切削液的品质,使之成为符合切削要求的洁净冷却切削液。

在实际上国外机械工厂已经普遍使用冷却切削液的集中循环系统了,国内的一些外资企业或合资企业中也有应用。我国的机械工业过去由于比较忽视机械加工中的一些辅助环节,因此国内应用冷却切削液集中循环系统的工厂几乎是凤毛麟角。而这些辅助环节实际上是不容忽视的,良好的冷却切削液供应系统对于提高加工质量、降低成本、保护环境、文明生产是至关重要的。

冷却切削液集中循环的特点:

(1)集中循环系统。

一般有专人负责或自动进行冷却切削液的品质检查,根据品质检查结果采取各种调整措施,因此能保证冷却切削液的良好品质。而单机循环时只能由各机床的操作人员凭感官决定何时应更换冷却切削液,不可能对正在使用的冷却切削液实施调整措施。

(2)良好的冷却切削液

冷却切削液品质是保障零件加工质量的一个重要因素,冷却切削液带走切削热、降低刀具温度、润滑刀具前面、减少切屑与刀具前面的摩擦,在切削过程中具有重要意义。尤其是对于磨削和超精加工,加工余量很小,粗糙度要求很高,可以想象冷却切削液中含有的微小颗粒夹在磨具与工件表面之间一定会影响加工质量的。

另一方面集中循环系统中所有的冷却切削液均参与大循环,散热充分,温度稳定,对切削区的冷却作用强,机床夹具刀具系统的热变形变化不大,对提高加工质量也是有益的。据有关资料报道采用合理的集中循环系统平均能使粗糙度提高半级。

(3)集中循环系统能显著地延长冷却切削液的使用寿命。

冬季温度低对乳化液中微生物的滋生有一定的抑制作用,因此使用寿命较长,而夏季温度高,微生物活跃,乳化液容易变质,使用寿命较短。集中循环系统采用大流量大循环,乳化液散热充分温度低,另外集中循环系统有条件统一进行调整LM值、加投杀菌剂等工作,能有效抑制微生物滋生,现代化的集中循环系统更换乳化液的时间超过半年,这就大大地节省了冷却切削液的消耗。

(4)节省冷却切削液就能节约乳化油、水资源或冷却油类,降低制造成本。

(5)集中循环有利于保护环境。

节省冷却切削液就意味着废水排放的总量减少,减轻了环保设施的负担。废乳化液不能直接排放,由于含有大量的机械油和表面活性剂,其石油类和#$%等指标都大大超过我国废水排放标准。

乳化液由于水包油乳化悬浮的特点,不同于一般的含油废水,其废水处理的难度比含油废水处理难得多,一般必须经过破乳、混凝、气浮、吸附等特殊工序才能将油与水分离出来,处理设施的投资和运行费用都比较大。

过去曾有人设想在机械工业区设一个总的乳化液废水处理站,各家企业将分散的污乳化液都运到该处理站,然而这一先进的设想目前却实现得很少,其主要原因是单机循环时产生的废乳化液过于分散,收集和运输不方便,只有集中循环才可以避免这些麻烦,使地区性集中处理废乳化液成为可能。

(6)对车间文明生产有利。

单机循环系统在更换冷却切削液和清洗容器时难免使地面上液汁淋漓,如果是油类冷却切削液更使地面渗油,操作者容易滑倒,对文明生产和职业安全非常不利。

现代企业都力求为操作者提供整齐清洁的工作环境,单机循环是难以保证的,而集中循环则使冷却切削液基本封闭在管网之内运行,不会污染地面。

(7)集中循环系统的初投资比较大。

对于现有车间的循环系统改造也比较难,最适合在新建厂房时考虑管网和处理站的设置。

冷却切削液的使用

冷却切削液可以大致分为油基和水基两大类。油基冷却切削液如轴承厂的超精加工使用以煤油为主添加少量机械油的冷却切削液,轴承清洗机目前也使用煤油作为清洗介质。油基冷却切削液通过加工部位后一般只含有磨粒、切屑等固体杂质,实用中只需要分离掉固体杂质就能获得清洁的冷却切削液,因此其处理相对比较单纯。

另一类是水基冷却切削液,以乳化液为代表,在乳化液中细微的油滴高度分散地分布在水中,乳化液中还含有各种表面活性剂及防锈剂等添加剂。乳化液通过加工部位后除含有磨粒、切屑等固体杂质外,还容易滋生微生物。

微生物包括细菌、霉菌、真菌等,是影响乳化液品质的主要因素,当含菌超过一定量时乳化液就会变黑发臭,冷却润滑效果迅速下降,发出令人不愉快的气味,腐蚀设备,甚至菌体会将过滤器堵塞住,这时必须更换全部污乳化液并彻底清洗循环系统。

JHFY负压纸带过滤机

污冷却切削液进入过滤室,过滤室下的无纺布把污液中的固体杂质截留下来,逐渐形成一层滤饼,滤饼有良好的过滤作用,在无纺布的下方是负压室,污液通过滤饼时把固体杂质留下,而清液就被吸入负压室,滤饼越积越厚,过滤阻力增大,过滤速度越来越小,负压室的真空度也越来越大,当增大到某值时,压力传感器发讯,启动传动机构,使无纺布移动一小段距离,新进入的无纺布上滤饼薄,过滤速度增大,又进液从宽度斜度的地沟排回低位液池入正常过滤阶段。移出的无纺布及其上的滤饼排入垃圾箱。

磁分离涡旋分离过滤系统

这是一个两级分离器,污液先流过一个磁分离器,转动的强力永磁铁磁鼓将大部分黑色金属颗粒截留,并被刮到切屑收集槽。比较清洁的冷却切削液再由泵输向几个涡旋式分离器,把更细的固体杂质分离出来。

涡旋式分离器的原理类似于旋风除尘器,液体被切向泵入,在腔内形成高速涡流,涡流顺着倒锥形内腔壁流下,由于腔的直径不断减小,所以流速不断增加,产生的离心力使固体微粒以某速率向外运动,运动的速率与微粒的比重、形状、大小有关,于是固体杂质就被抛向倒锥形腔壁上,并集聚到杂质收集箱。而液体涡流到达倒锥的底部前被迫使流向中心,并顺着一个被称为涡流导向器的管子向上流动,清洁的液体就在上部的出口排出。

简易的集中循环系统

该系统保留供液排液管网,仅对冷却切削液处理站加以简化,处理站由磁分离器起主要的过滤作用,低位液箱有一定的沉淀作用,过滤精度要求高的场合还可由泵后的过滤器进一步分离杂质该方案比较节省资金但仍具备集中循环系统的主要优点。