切削液中央处理系统介绍

1.在国外的现代化生产车间里，特别是在自动生产线上，都对切削液采用了集中处理的方式。这种方式的主要原理是：将车间内每台机床上完成冷却过程后的切削液采用地沟或提升泵加空中管路的方式收集到处理中心集中处理，处理的方式主要是沉降和过滤。对切屑进行分离后，再用泵将较为洁净的切削液通过空中管路以一定的压力供给机床重新循环使用．
2． 系统组成
一般切削液处理中心由以下几部分组成：
2．1 切削液返回管网
完成冷却过程的切削液及伴随的切屑由机床本身设有的排放口流入排屑槽(因设置在地下，所以又称地沟)，再由排屑槽流入处理中心。排屑槽又按排屑方式分为：
a．连续冲水槽
槽子用钢板折成“U”形，沿流动方向呈一定的坡度，且每隔一定距离，槽子在底部形成台阶，并在台阶处设置冲刷喷嘴。冲刷喷嘴直接连接在冷却液的分配管路上，其流量可调，既达到冲走切屑的目的，叉使流量尽可能小。冲水槽在拐弯处要尽可能地圆滑过渡，避免切屑在此堆积。
b．刮屑槽
槽子为平底槽，底部设置有耐磨衬板。由链条刮板输送底板上的切屑。适用于片式切屑。
c．螺旋式排屑槽
槽子底部为半圆形，通过螺旋式刮板，输送半圆形底板上的切屑。适用于颗粒、粉末状的切屑。
以上这几种方式主要是依靠重力落差流入处于低位的集中处理中心；还有一种方式是切削液从机床的排放口流入回收槽，回收槽安置在地面上或地坑内，其上配备有一立式提升泵，泵出口接空中汇流管，通过空中汇流管流向处理中心。汇流管沿前进方向呈一定坡度，且有冲洗管伴随，使汇流管内的液体易于流动。一般地，当处理中心可安置在地下时，切削液由地沟返回；当处理中心只能安置在地上时，切削液由提升泵加空中管路返回。处理中心安置在地上时，可避免挖地坑，但对提升泵和返回管网的可靠性要求甚高。
2．2 预除屑刮渣槽
返回处理中心的切削液首先流入预除屑刮渣槽进行沉降处理。然后由电机减速器带动链条刮板以较缓慢的速度将沉淀于槽底部的切屑沿斜坡刮出槽外落入渣斗。为获得良好的沉淀效果，槽子的容积应尽可能地大，其*小容积不得低于系统一分钟的流量。为避免切屑卷入链条内，设有链条保护罩。电机减速器设有过载保护装置和运行状况监测装置。如遇过载或链条破断则发出报警信号通知操作人员进行修理。在除渣槽里，近80%的杂质颗粒可通过沉淀的方式去除，因而减少了过滤槽的负担，降低了滤纸的消耗。
2．3 过滤装置
适用于切削液处理中心的过滤装置有以下几种：
a．重力式纸带过滤机过滤精度5～5O um
b．负压式纸带过滤机过滤精度l5～5O um
c．PE管式过滤机过滤精度0．3～lO0um
d. 硅藻土过滤机过滤精度0．5～5um
e. 旋液分离器过滤精度5～5O um
以下主要介绍负压式纸带过滤机的工作原理。
在过滤机的槽底部，设置刚性支架，其上安装标准尺寸的不锈钢板网作为滤纸的支承板，支承板与槽底板之间便形成一个易于建立负压的室。负压是由离心泵的抽吸作用产生的。从预刮屑排渣槽溢流过来的澄清液进入过滤槽，在重力和负压的作用下，切削液通过滤纸过滤后进人负压室并被泵吸走，而切屑则被截留在滤纸上。过滤一段时间后，由于颗粒将滤纸上通道堵塞，流量减少，滤纸两侧的压力差增大，必须移开被堵塞的滤纸，更换新的滤纸。这一换纸过程是由电机减速器带动链条压板移动滤纸行走一段距离来完成的。
2．4 分配泵组及其管网
分配泵组的输入管路与负压室相通。分配泵组一般由三四台泵组成，其中一台为备用泵，其出口采用并联的方式汇集于一根总管，再由总管分配给各支管再至机床和冲刷管，为避免启动负荷过大．分配泵的电机一台接一台地启动。分配泵的流量是由需要供给机床的流量加上冲刷管所需的流量来确定的。机床所需流量以工序和刀具数量为参数进行计算。将每种刀具考虑进去时，其所需流量冷却和排屑)有一个*小经验值。如车刀为2001 ／min，铣刀为200l ／min，无心磨削为3001 ／min，钻纹刀为301 ／min，砂轮为2001 ／min，珩磨为5O～1001 ／min，拉刀为100～300l ／min等，冲刷喷嘴为80～150l／min。
在分配总管上设置一流量补偿阀，其目的是调节分配管网终端的输出压力。因为在每一瞬时刀具的需供液量是不一样的(或关或闭)，因而会造成分配管网上压力的变化，而通过流量补偿阀的伺服调节，可以使管路上的压力保持平衡。其原理是：由管网上的压力大小的变化信号来控制该阀门的开度，
以调节管网的压力。另外一个值得注意的是：分配给机床刀具的流量应该通过流量计来设定。因为总的流量是通过计算而来的，流向机床的流量在分配时就要严格控制。通常是在支管上设置一流量计和一流量调节阀，根据流量计的显示调节流向支管的流量。
2．5 循环给氧系统
乳化液较长时间不用，容易变质发臭，这是由于厌氧菌繁殖的结果。若在乳化液中加入万分之几的防腐剂，即可起到杀菌和抑制细菌繁殖的效果。但防腐剂会引起操作者皮肤起红斑、发痒等，有些防腐剂还含有致癌物质，因而被限制使用。在集中处理中心．为抑制细菌的繁殖，根据流水不腐的原理，
设置了循环给氧装置。循环给氧装置是通过循环泵搅动乳化液并配合充入压缩空气来进行的。循环时间等于处理中心的容积除以循环泵的流量，每隔一段时问循环一次。一旦分配泵停止运行(如八小时之外和节假日)，循环给氧系统就自动启动。
3 控制特点
切削液处理中心在正常运行时为自动控制：即只需一个按钮，可使设备投入运行。
每项功能又可手动操作．手动操作时，不准许任何自动运行。动作程序由微机控制。由于处理中心一般是对一条加工线或一个车间的所有机床的切削液进行操作，其影响面很大。因此，系统运行的故障率要求为零，开动率为百分之百。为做到这一点，系统的实时监测很重要。一旦故障出现，立即采取应急措施。一些关键部件都有双重设置．一旦出现故障，可自动启动备用系统。自动运行包括滤纸的自动更换、液体的自动补充、阀门的自动切换和自动刮渣。运行状态自动监测：在操作面板上应能观察到设备各部位的运行状态，如阀门的开或关、液位的高或低、电机的运行与否等。故障报警及显示：一旦出现故障，应有信号报警，操作者可以从面板上的显示准确地判断故障源，以便及时地予以处理。
4 预涂式过滤器处理中心
预涂式过滤器主要用于过滤精度要求比较严格的生产过程中．例如珩磨、抛光、精磨削等。其特点是在过滤过程中使用了助滤剂。常用的助滤剂有珍珠岩、纤维素、活性碳及硅藻土。这些助滤剂是颗粒均匀、质地坚硬、不可压缩或溶解的粒状颗粒，将其以一定比例加入液体中，然后通过过滤介质
(如丝网)，助滤剂粘附在丝网上形成滤饼，使切削液得以畅流，杂质得以截留。其中用得*广泛*好的材料就是硅藻土。硅藻土是一种完全惰性且不易溶解的物质，它是硅藻腐化而成，本质上是纯石英(Si02)构成。它被美国联邦食品及药品管理局批准，用于食品和医药工业。因此．预涂式过滤器
有时又叫硅藻土过滤器。
预涂式过滤器处理中心的设备包括：
1 切削液返回中心的管网
适用此种处理中心的切削液主要是精加工切削液。精加工切削液用以改善工件的表面加工质量和提高刀具耐用度。一般精加工切削液为润滑性能好的极压切削油。精加工的切屑大部分为粉末状细颗粒，因此切削液的返回方式采用连续冲液槽或提升泵加空中管路。
2 预降屑刮渣槽
 由于切削油的粘性较大，颗粒的沉降速度慢，因而刮渣槽的容积应相对地大些。
3 助滤剂混合装置
该装置由料箱、进料装置、料液混合箱、搅拌器、油泵等部分组成。其工作原理是将装在料箱里的硅藻土(助滤剂)通过送料装置调定的速度送入料液混合箱，用搅拌器使硅藻土与混合箱内的切削油混合均匀后由预涂油泵抽送入预涂式过滤器。
4 预涂式过滤器
该过滤器的外形像个竖立的油罐，罐内安有许多细长的圆棒形的滤芯，滤芯由带有孔的起支撑作用的圆管和裹着圆管的不锈钢丝编织网组成。圆罐内有一层隔板，隔板将圆罐分隔为上、下两腔，上腔为净液腔及出口，下腔为预涂腔，也是脏液腔及入口。滤芯就固定在隔板上。其工作循环分为三个过程：
(1)预涂过程：由预涂泵将混合箱内的液体送入下腔，混合液在*初通过滤芯进入上腔时，一部分预涂剂颗粒被吸附在滤网上，一部分颗粒混在液体中从净液出口沿管路回到混合箱。随着预涂过程的继续进行，细小的颗粒便不断地沉积在滤网上，在滤网的通道口上发生“架桥”现象，从而拦住后来的颗粒使之不能通过而形成预涂层(*术语称之为“滤饼”)。预涂层的形成，更能起到截留固体颗粒
的作用。这便是预涂过滤的原理。预涂剂颗粒的大小、预涂层的厚薄可决定过滤精度。而过滤层的厚薄是由下腔的压力信号来控制的。
(2)过滤过程：预涂过程完成后，通过阀门的切换，脏液通过下腔入口进入过滤器内．经预除层滤去杂质，进入净液腔，再由管路流入储液箱。随着过滤过程的继续，脏液中的颗粒逐渐将预涂层的通道堵塞，从而引起滤芯内外两面的压力差增加，这可以通过上、下两腔的压力差反映出来。当压力差增
加到设定值时，阀门自动切断．封住脏液的进口和净液的出口。
(3)反吹清洗过程：过滤过程结束后，控制系统自动切断脏液的入口和净液的出口，同时打开过滤器顶部和底部的阀门，从顶部引入压缩空气，使压缩空气从滤芯的里面往外反吹，将罐内的残液和含废渣的滤饼从底部的排渣口排出。这个过程是由时间继电器控制的。时间的长短一般由试验确定。该过
程结束后，关闭顶部的压缩空气阀门和底部的排渣阀门，同时打开过滤器的进、入口阀门，开始下一循环。
5 纸带式过滤器
由预涂式过滤器排渣口排出的废渣是和切削液混在一起的，必须经过固液分离处理。分离的方式采用纸带式过滤器。由于纸带式过滤器的过滤精度相对来说较低，经其过滤的液体一般是送回到脏液槽等待精过滤后再泵入分配管路投入使用的。
6 切削油的温度控制
由于切削油的散热性能较差，本身又是精加工工序，因而对于切削油的温度控制要求比较严格，因此，切削液在进行再循环时，要作冷却降温处理，使温度控制在适当的范围内