| 标题 | 新型切削油过滤系统的研究设计 |
| 范文 | 纪艳青 周博 徐俊彦 摘 要：当今机械加工行业中存在一种主流的冷却润滑冲屑方式，该方式是通过利用乳化液和切削油两种介质完成，乳化液具有成本低、应用范围广的特点，而切削油具有的良好的润滑性、稳定性、散热性等特点，虽然切削油成本较高，但在一些特殊的精加工行业中，其仍然发挥着重要的作用，如何降低切削油的使用成本，成为厂家重点关注的问题。本文研究了一种新型切削油过滤系统，并对其相关过滤设备进行了分析，探讨了相应的新型压差过滤技术，对于提高我国主体机械加工领域内切削油净化提供了良好的技术产品支持。 关键词：切削油;新型过滤系统;过滤设备;研究 DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.21.031 当前国内行业采用的固-液分离技术，主要涉及到的是传统的重力过滤与离心干燥，比如常用的纸带式过滤或布袋过滤方式。这些过滤方法是利用固体颗粒自身重力进行分离，进而形成滤饼，过滤后的滤液再进入液箱循环使用。虽然该过滤设备具有较为简单的结构、较低的采购价格，但是在使用的过程中，滤饼和废滤纸中会夹带大量的切削油，从而造成用户使用切削油的成本上升。通过离心作用对滤饼、滤纸进行二次甩干来回收切削油，这也需要相关企业配置专人进行收集、转运和操作，也会增加相应的人工成本。 随着机械加工企业用工成本不断的上升以及自动化程度不断的增高，研究设计出一种新型切削油过滤系统，研发生产出相应的循环带式过滤机，该过滤设备能够实现快速、高效、无耗材、自动化、干燥、脱油的切屑处理方法。通过采用相应的新型压差过滤方法，解决了快速过滤时密封不严问题、滤饼的干燥回收问题和冷却介质的过量消耗等问题，提高了机床冷却介质过滤净化设备的国产化水平，有力推动了机床排屑過滤行业向更节能、更环保的方向发展。 1 新型切削油过滤系统过滤介质分析 1.1 过滤介质介绍 采用双层编制滤带作为过滤介质，既能保证滤带在过滤中的流体高通过性，同时又提高的机械强度和耐磨厚度，更有利于滤带的循环使用，而光滑的表面能够确保滤带低摩擦系数，使泵工作时的压损降低。双层编制滤带与金属网相比较具有良好的抗疲劳性能，容易接触和安调。如图1所示。 由于特殊的表面特性和整体组合的多样性，滤带可以始终保持高强度和抗撕裂性能，不会脱落。在处理油性切削液介质时，表现出很好的抗腐蚀性、耐化学性和稳定性。滤带的编制材料具有多样性，规格和编织结构可根据具体介质进行优化和选择。高精准的编制孔隙可以精确且稳定的保持循环过滤技术，通过细达20um的网丝来实现低压降和最大液体通过面积。 1.2 过滤介质工作原理分析 双层编制滤带可以通过使用卡扣方式，将其连接成一条完整环形的过滤带，如图2所示。 滤带在使用过程中的密封问题只存在于两侧端面，只要确保端面密封的可靠性，那么整条滤带在工作过程中，就完全可以保证持续稳定的过滤精度。滤带过滤工作区内两侧端面采用安装柔性密封胶板压紧密封，中间过滤区间内由待过滤冷却液自重压紧，使滤带紧密贴合在底部支撑板上，脏液得到稳定过滤。 2 新型切削油过滤系统相关技术及控制原理 2.1 负压抽吸技术及控制原理 采用负压抽吸技术，能够提高滤液的过滤精度，通过待过滤切削油与滤带、过滤腔体内安装楔形网，能够在过滤净液腔侧形成了独特的密封环境，通过抽吸泵对净液的抽取泵送，使密封腔体内形成负压状态，此时待过滤切削油受负压引力作用，强制通过了滤带进入净液腔。在这个过程中，待过滤切削油中大量的杂质沉淀于滤带表面，形成滤饼参与后续切削油过滤，形成以滤带为主体的多级过滤状态，使过滤精度的稳定。 切削油受负压抽吸作用，通过滤带的效率为每平方米单位通流量为3m?/min，是传统重力式纸带过滤流量的100倍。负压抽吸区设置压力监测装置，通过PLC系统控制负压抽吸泵的工作节拍，实现过滤与滤带更新。当负压区压力上升达到-0.02MPa时，关闭负压抽吸泵，此时驱动电机带动滤带将形成的滤饼输送至真空干燥区，而干净的滤带顺势进入原来的过滤区，完成此轮替换动作后，PLC通知负压抽吸泵工作，在此进入工作状态，期间设备自动完成液位监测，污液供液泵启停控制等等一系列辅助动作。 其中密封腔体的实现得益于滤带与过滤腔体有效的贴合密封，滤带密封采用被动式密封，通过待过滤切削油自重压紧，将滤带压紧在过滤腔的支撑楔形网板上。采用楔形板，是因为其具有板面间隙面积总和大于同等外形尺寸网孔、板体强度优的特点，可以使待过滤切削油快速的通过滤带，进入净液腔。 2.2 真空干燥技术及控制原理 采用真空干燥技术，实现滤饼的快速脱油处理，脱油后含油率控制在10%以内。在过滤的过程中，脏液腔体内的细微杂质颗粒在滤带表面逐渐堆积而产生大面积的滤饼层。如微细颗粒含量越多或介质粘度越大，则形成的滤饼越厚，滤饼中含液量也就越大。如果依靠传统的重力脱水方式，滤饼孔隙内由于液体表面涨力的作用，大量的液体不会渗出，并且会随滤饼一并被输送至废品回收处，造成切削油的大量浪费，同时增加环境污染处理量。 真空干燥技术通过将真空泵吸入口设置于待干燥区底部空腔内，经由楔形网、滤带、滤饼后抽取大气中的干燥空气，在此过程中，大气中干燥空气快速进入待干燥滤饼内，将存于滤饼间隙中的切削油迅速带入气液分离腔内，进行空气脱油处理，脱油水后的干燥空气通过真空泵排出，此时的排出空气由于真空泵作用，升温为热空气，利于部分空气预热，将其导入滤饼待干燥区上方，在此进入真空抽吸循环，就有更好的热蒸腾作用，往复循环后，滤饼内含油率可控制在10%以内。 2.3 循环带式过滤装置的工作原理 循环带式过滤装置在具备相应的条件后，其利用负压过滤技术形成的强力压力差作用，迫使切削油强制通过滤带进行过滤，过滤后停留在脏液腔体滤带表面滤饼通过真空干燥技术，避免了由于排出滤饼而造成的切削油损失，尤其对于昂贵的油介质冷却液。因此循环带式过滤装置目前广泛的应用于切削油冷却行业内，就有成本低、效率高、环保的特点。其工作过滤方式如图3所示。 3 总结 综上所述，随着新技术和新工艺的应用，公司研发出一种新型切削油过滤系统，并研制生产出相应的循环带式过滤装备。而相应的切削油循环带成套装备关键技术，在油冷却净化的用户市场中快速脱颖而出，满足用户要求的过滤效率高、切削油回收利用率高、环境污染低、运行成本低等的多样性要求。同时解决了我国高精度机床的配套产品所应解决的关键问题。对于提高我国主体机械加工领域内切削油净化提供了良好的技术产品支持。 参考文献： [1]彭海，张博.乳化型深孔切削液的切削试验与分析[J].现代制造工程，2010（03）：86-89. |
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