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湿式机械加工中的集中过滤系统

2020-03-11 23:20:08 17

湿式机械加工中的集中过滤系统

湿式机械加工当今的机械加工领域,切削速度和加工效率越来越高,湿式机械加工的应用日益广阔。为提高加工精度,延长切削液的使用寿命,降低成本,用户对切削液循环处理系统的要求越来越苛刻。

湿式机械加工集中过滤系统就是在金属切削加工过程中,用具有一定压力和足够流量的切削液连续不断地冲刷刀具和工件加工部位,并及时将切屑冲走,含有切屑的切削液经净化 (过滤)处理后 .切屑和其他污物被分离出来 ,净化了的切削液再泵到机床循环使用。

集中过滤系统需要解决以下几方面的问题:

1、集中循环系统宜分类设立

不同类型的冷却切削液如乳化液、切削油、清洗油当然要分开;不同过滤精度要求的也应分开;对不同的加工材料应分开。基本是同一种类机床才组成一个循环系统,一般含有十几台到几十台机床,流量每小时从几十到几百吨,处理站一般设在厂房的外面,形成独立的站房。

2、合理的机床布置

如果机床布置不合理,管道太长,会带来施工上的麻烦和资金浪费。除了长管道外,多拐弯的管道尤其是直角急弯也是非常不利的,容易使固体杂质局部沉淀堵塞。这些都应该在机床布置时预先加以考虑。

3、污液回流方式目前有管道和地沟两类

地沟的优点是容易清理,截面积大,缺点有占用较多的车间面积、清洗地面的污水容易混入冷却切削液,地面卫生状况差。近年来使用埋地管道的系统逐渐多了起来,克服了地沟的缺点,但应设置必要的清扫口。由于机床不一定同时开动,有时流量会较小,流速达不到自净流速,易产生杂质沉淀的现象,所以应该分段设置冲洗喷嘴,利用水力冲刷消除沉淀物。

4 、循环系统最好在厂房设计时一并考虑,尤其是污液回流管的主管道必须在厂房施工时同步安装,避免今后再打开墙体和地面,既造成浪费又影响厂房建筑的牢度。

5、把自动线上冲下来的切屑及冷却液全部干净地送到过滤机中。

6、把如此大流量的冷却液中的切屑和杂物分离出来,过滤后的冷却液达到精度要求。并连续不断地供车间机床加工使用。

集中过滤系统应具备的功能:

1、去除固体杂质。利用沉淀、磁分离、过滤、涡旋分离等各种方式除去磨粒和切屑,往往是几种方法联合使用才能达到好的效果。目前机床加工或清洗对过滤精度都要求很高,比如一般磨削要求10—20μm,超精加工要求5—10μm,精清洗要求1—3μm。总之集中循环系统要求过滤精度高、流量大、压力损失小。

2、能去除浮油,机械式的自动除浮油比人工定期撇油效率高、效果好。

3、检测PH值、调整PH值。通过投加新液或PH值调节剂保持合适的浓度或PH值。

4、杀菌作用,根据含菌量适时投加杀菌剂。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,正常的乳化液含菌不超过1000个/mg, ,当含菌达到10000—100000个/mg, 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。

5、节假日停工时间内应能自动循环,保持系统内的含氧量。

6、系统的自动化程度要高,最好是自动检测、自动运行,一般希望采用微机或PLC控制。

典型集中过滤系统的构成    

1、预刮渣机

通过回液系统,切屑及切削液被送入预刮渣机 ,大颗粒切屑沉淀在预刮渣机底部 .由刮扳输送机输送到放置在地面上的集屑车内。预刮渣机有足够大的槽体,使切削液有充分的时间沉淀,可以除去大部分磁性物质和磨料,有效降低二级真空纸带负压过滤机的负载;经沉淀后的冷却液流入负压过滤机作进一步的净化处理。

2、真空纸带精过滤机

采用真空纸带过滤形式的精过滤机,选用适当规格的滤材——无纺布以及充足的过滤面积,将冷却液中含有的小磨屑及其他杂质过滤掉,最终达到机床所要求的过滤精度。过滤后的洁净冷却液经过供液泵输送到供液管路内供机床重复使用。冷却液的精过滤机中的过滤过程如下:精过滤机的不锈钢栅板上方铺设有滤材——无纺布,冷却液经过无纺布时,冷却液中粒径大于一定值的磨屑被无纺布截留形成滤饼,更提高了过滤精度。通过泵的抽吸,在无纺布下腔形成一定的负压,当被无纺布截留的磨屑越来越厚时,真空度也不断升高,当真空度达到设定值时,自动开启气动蝶阀,净液箱内的净液充入精过滤机下腔,消除下腔负压,无纺布紧贴栅板的压力也随之消除,这时自动启动刮板链驱动电机,将无纺布移动一定长度,废无纺布有卷纸机构收起,带出的磨屑落入集屑箱,同时将新无纺布铺设到栅板上,这时刮板驱动电机停止,向下腔充液的气动蝶阀关闭,精过滤机恢复正常的过滤。 这样精过滤机就完成了一个循环,如此周而复始,连续过滤,连续向供液管给洁净的冷却液。由于刮板运行缓慢且作间歇运动,排出物在经斜壁后基本干燥。精过滤机的工作循环式自动的,具有上下液位、电机过载装置,在减速机过载的情况下,电控系统发出过载信号,电机停止运行,当设备管理员处理故障后,系统恢复正常运行。

3、油水分离装置

    除去冷却液中的浮油,杜绝厌氧菌的孳生,延长冷却液的使用寿命。

4、切削液温控装置

   夏、冬季节,气温对切削液的温度影响较大,而切削液的温度直接影响被加工工件精度的稳定性。对加工精度要求高的工件,必须加装切削液温控装置来控制切削液温度在合理范围之内。

5、自动送纸拉纸及检测装置

过滤机装有滤纸刮渣机构和收纸机构,可将刮掉滤渣的脏滤纸自动收卷在木棒上,方便处理。过滤机有自动送纸机构及滤纸监控装置,监视滤纸的用量变化,并通过PLC发出控制信号或报警信号。

6、切削液自动调配加注装置

    切削液在循环使用过程中,会被工件带走或蒸发掉一部分,总量逐步减少。人工加注劳动强度大、不易控制浓度比例。配备自动调配加注系统,按照预先设定的浓度比例添加切削液和水,根据水箱液位高低,通过PLC控制自动完成加注。

7、变频恒压供液系统

    采用多泵并联变频调速恒压供水,因此输出功率随机床开动的数量多少可自动调整,保持系统设定压力不变,提高系统供液量的稳定性,并且可以节省电能30%以上。

8、自动增氧装置

通过增氧装置,定时给乳化液充入压缩空气,增加液体中的含氧量,杜绝厌氧菌的孳生,延长其使用寿命;同时有利于将浮油带到水箱液面,利于除油机除油。

9、假日循环系统

    确保在节假日期间,系统定时开启泵,让乳化液在过滤机内部循环,增加液体中的含氧量,杜绝厌氧菌的孳生,延长其使用寿命。

10、供、回液系统

    供回液系统采用特殊工艺,确保磨屑在管路中不沉淀,而且压力损失少。如采取供回液管路增加一定的斜度;在回液管路增加助冲喷嘴,确保水流的自净流速等措施。

11、电器控制系统

系统使用PLC控制。工作方式分为手动、自动。供调试、维修和使用。

——当自动工作循环状态时,水泵顺序起动,自动向供液系统供液,

——当手动工作状态运行时,主要用于系统调试、维护和保养。

集中过滤系统的效益分析:

    1、系统的总体布局台理,便于集中统一管理。

改变了过去分散的单机自带一套冷却系统的落后方式,降低了冷却系统的成本 ,提高了工作可靠性。

2、冷却液储液槽容量大,可同时为几十台机床服务,形成了大流量、大循环,并采取了注入压缩空气 ,浮油排除、循环泵等措施,能有效地抑制厌氧菌生长,防止冷却液变质;系统设有内循环,在节假日及停工期间使冷却润滑液大流量不间断地流动,有效地抑制了细菌的生长。集中供应比分散单机供应的冷却液寿命要长得多。如:单机过滤冷却液平均使用寿命小于8周 ;集中过滤冷却液平均使用寿命大于50周。

3、改善和提高加工质量。

由于采用了大循环 、大流量、大行程的液体回流,便于采用压力较高 、流量很大的切削液.以保证刀具及零件的充分冷却。从而消除因热变形给加工精度带来的影响.切屑液的热量散发快,系统温度较低且稳定。据资料介绍和实际操作经验,集中冷却的日温度变化约 7℃,而分散的单机冷却,日温变化约 20℃;系统有较好的过滤系统 (一般情况下,单机的冷却液过滤精度较低),确保冷却液的纯净度,这样有利于提高加工精度,改善表面质量,大大提高刀具的使用寿命和切削用量,降低表面粗糙变。由于随时保持定位面平净.还消除了定位误差,降低了废品率;易于对冷却液的性能指标进行监控 ,确保冷却液质量 ,只需在冷却液池间设置检测点,就可实现对 PH值、浓度 、细菌数量 、泡沫状 态的控制 。

4、便于废水集中处理 。

利用管道便可将需更换的冷却液通到污水处理站集中处理。减少废水处理量,保护生态环境:因为废水处理量随切削液寿命的增加而减少,有利子环境保护,废水处理费用也随之降低。

5、实现切屑集中处理 。

本系统的切屑可集中排放 ,实现文明生产。集中冷却润滑利用切削液回流时的势能,自动将铁屑送往集中冷却润滑装置,经分离搜集后的切屑被自动送往专用容器,节省了大量人力物力 (其中包括操作工,切屑请扫运输工,以及相关容器和运输设施)。

6、便于集中维护、保养和管理。

在大流量储液箱进行测试、加液、清洗、更换等,省时省事 :只对一个系统进行测试,添加; 只对一个系统进行清洗,更换; 减少切削液更换次数 ;便于实现自动化

7、集中冷却润滑液系统便于维修 、保养和管理 ,易于实现自动化。

该系统可替代进口同类设备 .该系统价格仅为进 口同类设备价的1/4~1/5,为企业装备这类设备 节省了大量投资 。

8、节省能源。

采用变频式供水设备,由自动调速装置通过压力传感器  获得压力信号,并通过控制器调节水泵转速。当获得超压信号时,控制器即即驱动传动帆构使水泵转速下调;反之,则上调。使水泵的转速保持与调速装置所设定的控制压力相匹配.诮障水泵运行中扬程过剩的情况。由于系统的运行工况大都低于设计的最不利的工况。故有自动调速装置的水泵运行转速通常 比额定转速低.输出轴功率也就相应减少,从而达到节能的目的。其节能率一般可达 30%以上。同时也实现了自动化管理。

9、节约厂房占地面积,减少工厂占地 。

一般集中冷却润滑装置设在地坑或地面上。而如果采用单机冷却润滑,其冷却装置约占总面积的 2/5。

 


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