切削液集中過濾設備規劃方案(轉載學習資料)
來源: 切削液集中過濾設備規劃方案   發布時間: 2014-05-29 15:52   3122 次瀏覽   大小:  16px  14px  12px
伯禹恩下設機加工冷卻液處理、工業氣體提純、設備貿易三個業務板塊。
機加工冷卻液處理系統(集中過濾),我們是瑞典尼的曼Nederman的總代理,也是尼的曼通用環境產品的核心合作者,全權負責瑞典尼的曼公司大中華區機加工設備業務。當然,我們也在部分互補產品上與歐美頂級設備商進行合作,以完善我們的用戶體驗。尼的曼是世界知名的空間環境處理專家,一直引領世界技術潮流,它的焊接煙霧、機床油霧、冷卻液處理系統,在世界范圍內占據著很大份額。

真钱栈游戏: 切削液集中過濾設備規劃方案

目前,在機加工生產線采用切削液集中過濾的方式成為發展的主流,不僅滿足批量集中生產線的要求,而且具有可統一切削液型號,濃度和過濾精度,改善現場工作環境,有利于延長切削液的壽命,降低成本,減少廢液排放等諸多優點.

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目前,在機加工生產線采用切削液集中過濾的方式成為發展的主流,不僅滿足批量集中生產線的要求,而且具有可統一切削液型號、濃度和過濾精度,改善現場工作環境,有利于延長切削液的壽命,降低成本,減少廢液排放等諸多優點。

機加工一般分干式加工和濕式加工,雖然近年來干式加工和準干式加工(微量潤滑切削和低溫切削)有少量應用,但濕式加工仍是主流加工技術。濕式加工中切削液起到冷卻、潤滑、沖屑及防銹等作用,是機加工中最重要的輔助材料。隨著機加工行業工藝技術水平的提高,傳統的每臺機床配備一個切削液處理系統的單機式過濾方案,逐漸滿足不了目前批量集中生產線的過濾要求,集中冷卻過濾與單機冷卻過濾的優缺點對比如表所示。

金屬加工液按化學組成分為油性(切削油、磨削油)和水溶性切削液兩大類,其中水溶性切削液又可分為乳化液、半合成切削液和合成切削液。水溶性切削液一般由基礎油和各類添加劑組成,油基切削油因其潤滑性較好而散熱性能較差,一般用于切削速度低于30 m/min的加工;而水溶性切削液的性能較平均,幾乎適用于所有輕、中等負荷的切削加工及大部分重負荷加工,水基全合成切削液適用于大部分輕、中等負荷磨削加工。水溶性切削液的大量使用,推動了集中過濾系統的發展和應用。

目前,集中冷卻過濾系統的主流過濾形式主要分為重力過濾、真空負壓過濾和加壓過濾三種,重力過濾主要在單機過濾系統中應用較多,真空負壓過濾是目前集中過濾的主流,加壓過濾則應用較少,奇瑞汽車新建發動機工廠選用的是真空負壓過濾系統。

主體結構及供回液方案布置

集中冷卻過濾系統主體的排布形式有兩種:一種是主體結構位于地下(見圖1),就是從廠房地面向下挖槽,主體液箱位于地下,這種結構的優點是不占用廠房空間,并且采用管道供液,地溝進行回液,投入較少,缺點是在廠房設計及生產線排布時,要進行統一規劃,并與地面澆注時統一施工,不利于后期拓展;另一種是主體結構位于地上,和機床一樣擺放于生產線上,采用上供上回式的供回液方式(見圖2),這種布置方式最大的優點是所有設備全部布置在地面以上,沒有地溝、地坑之類的特構,廠房形式簡單、設備布置靈活;缺點是一臺設備配備一套回液裝置,需要增加一組泵將污液輸送至過濾器,不論是采用重力回液還是壓力回液,動能成本都會增加。

過濾方式的選擇

在金屬加工過程中,由于切削產生混入細切屑、磨屑、砂輪末、灰塵和污油等雜質,嚴重影響工件表面粗糙度,降低刀具和砂輪的使用壽命,并使機床和循環泵的磨損加快。此外,由于機床自動潤滑導致潤滑油聚集在切削液中,使切削液的外來油含量越集越高,外來油將消耗切削液中的乳化劑,改變切削液的質量,導致冷卻性能下降和使用周期縮短。所以在使用切削液時,必須隨時清除雜質和浮油,才能保證切削液循環使用的質量。

過濾系統形式主要分粗過濾和精過濾,粗過濾通常采用重力沉降來實現,沉降池的布置目前有兩種形式:一種是獨立設置沉降池,沉降池擁有單獨的刮屑鏈,此方式沉降效果好,但投資和占地面積相對要高;另一種是沉降與過濾在同一個箱體中,靠箱體中間隔板將切削液阻擋在一邊沉降,此投資和占地較少,目前業內應用普及,但相關沉降效果較差。精過濾的解決方案非常多,真空負壓紙帶過濾、反沖式濾芯過濾及吸附層預涂過濾等都是使用較廣泛的過濾方案。

過濾介質選擇:介質過濾就是以多孔性物質作過濾介質,將切(磨)削液中磨屑、切屑、砂輪末和其他雜質污物分離出來。過濾介質有兩種:經久耐用的循環式過濾裝置,如鋼絲、不銹鋼絲等編織的網,尼龍合成纖維編織的平紋或斜紋的濾布。這些過濾介質,在篩孔堵塞時均能清洗,其過濾精度取決于篩孔直徑的大小,在形成濾餅后(堆積一定量切屑),其過濾精度會更高。其他過濾介質如油毛氈、玻璃纖維結合的壓縮材料,其過濾精度可達數微米。一次性的過濾裝置,即用后就報廢的過濾介質,有紙帶過濾、毛氈或紗布等,其過濾精度可達20~5umm左右;其他還有硅藻土、纖維素等預涂過濾介質,其過濾精度可達5~1umm,但預涂過濾介質可能會把顆粒度較大的切削液添加劑過濾掉,影響切削液質量和使用效果。


圖3   制冷熱交換器

重要過濾參數與精度要求

系統過濾面積的大小和過濾速度的快慢,直接影響過濾精度和系統運行的穩定性,同時將決定系統切削液的循環周期,也可以通過循環周期來確定過濾面積和過濾速度。綜合其他工廠使用經驗,切削液的循環周期控制在5~7次/h比較合適。

對于系統過濾精度,機加工根據加工冷卻方式分內冷和外冷兩種過濾精度,實際現場使用時,微小顆粒含量也直接影響機加工的質量。微小顆粒含量過高會影響加工表面粗糙度,長時間使用還會堵塞內冷刀具的出水孔。我們集中冷卻過濾系統的規劃過濾精度如下:

內冷過濾精度30~50 mm,其中30~50 mm鐵/鋁屑去除率99%,≥30 mm鐵/鋁屑去除率>98%,≥30 mm鐵/鋁屑顆粒度含量<50~80 mg/L;

外冷過濾精度80~100 mm,其中≥100 mm鐵/鋁屑去除率99%,80~100 mm鐵/鋁屑去除率>98%,≥50 mm鐵/鋁屑顆粒度含量<100~150 mg/L;

正常使用的切削液污油含量<2%。

冷卻系統溫度控制

切削液溫升來源于切削過程生熱、供/回液泵及其他發熱源。切削液溫度升高會導致加工工件變形,加工精度下降,切削液消耗量增加,還會加速切削液的腐敗過程等一系列問題?;庸ざ鄖邢饕何露瓤刂埔笤冢?3±2)℃,因此要對切削液進行冷卻處理,制冷通過廠房統一提供冷凍水(入口溫度10℃,出口溫度15℃,固定的壓力和流量)進行冷卻交換,制冷熱交換器如圖3所示。為了保持正常的工作溫度,非恒溫廠房內還需要對切削液進行加熱,加熱的方式主要有蒸汽加熱和電加熱兩種,并配合系統循環提高切削液溫度。電加熱管加熱,加熱的效果要比使用蒸氣好,但是能耗較高。

電氣系統

集中冷卻過濾系統采用三相五線制、AC380V、50 Hz供電模式,而控制系統采用西門子PLC,整體電控柜防護等級IP54。在電動機的控制上,集中冷卻過濾系統要求使用變頻器,雖然在價格上軟啟動器更占優勢,但是集中冷卻過濾系統一般采用恒壓供液。軟啟動器應對供液壓力變化時的調整較為粗暴,每一次啟動都考驗著整個系統的承壓能力??悸塹獎淦燈鶻細叩某殺?,現在較多使用1個變頻器和多個軟啟動器組合控制,取得了成本和功能的統一。

在集中冷卻過濾系統中,除泵組控制外,有兩處電氣組件需要注意:一是各種閥門開閉信號的采集和反??;二是泡沫高度的采集和反饋,這兩個數據和液位高度傳感器共同構成防泄漏和報警體系,對系統閑置和運行狀態下的意外泄漏起到預警。

結語

冷卻過濾系統作為機加工生產線非常重要的??櫓?,不僅能改善工廠現場的工作環境,還可以有效降低加工制造成本,因此有必要對其進行深入研究和探討。本文僅對集中過濾系統規劃設計做簡略探討,對過濾方式、過濾介質和過濾參數確定進行分析,同時結合我司長期使用經驗,將先進的集中過濾系統規劃理念進行推廣。

技術支持:上海意道