機械加工車間排屑方式概述

摘要：文章通過分析各種排屑器的優缺點和各自的適用范圍，在此基礎上給出了一套整個機械加工車間的切屑解決方案。該方案中排屑的整個過程是自動化的，在節省工人每天清理鐵屑時間和降低工人勞動強度的同時，保證了車間內部的美觀、干凈、整潔。

關鍵詞：集中排屑系統；切屑；排屑器；機械加工車間

中圖分類號：TB491文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）20-0101-02

在機械加工制造的過程中，會產生大量的切屑。切屑中經常含有大量的油和切削乳化液等，由于切屑蓬松的特性，易散落在機床四周和車間通道上，不但難于清理，而且還嚴重污染車間環境。現在車間常用的解決辦法是在機床附近設置切屑坑，用于收集產生的切屑，然后定期用天車將切屑箱吊至汽車上運出。也有的在車間各跨的端頭集中設置大的切屑坑，生產產生的切屑用切屑小車運至此處匯集后定期集中外運處理。如何在特定的工況下選擇合理的排屑方式，成為工廠設計中十分重要的一環。

1切屑的種類

切屑按其形狀可分為帶狀切屑、顆粒狀和小卷狀切屑。按其材質又可分為鑄鐵屑、鋼屑及鋁、黃銅等非磁性材料。其中鑄鐵屑為小片或顆粒狀，多為干的，也有濕式加工出來的鑄鐵屑，但經過相應的排屑器后最終總體上來說比較干，對鑄鐵屑主要是防止其四處散落；鋼屑和鋁等非磁性材料根據零件的加工特性和加工設備的不同有長短之分，短鋼屑多為齒輪齒形等加工出來的切屑，上面含有大量的油，易污染車間地面，對其主要是防止其滴漏；長鋼屑多為鉆床、車床或銑床等加工出來的，呈帶狀，蓬松且易卷繞成團，里面含有大量的乳化液，對其主要是防止其四處飛濺，其中帶狀切屑是切屑收集和輸送中的難點。

2切屑的輸送方式

現在常用的切屑輸送裝置可分為以下幾種：

①刮板式排屑器，如圖1所示。刮板式排屑器由鏈輪、鏈條和刮板等組成，其中鏈條裝在兩個鏈輪上，焊在鏈條兩側的刮板將地溝中的切屑和冷卻液刮至儲液池中，用提升機將切屑提起倒入切屑小車中。這種排屑器適用于排出沒有冷卻液的粒狀及小卷狀切屑，如鑄鐵屑和短鋼屑等。當小卷狀鐵屑中含有冷卻液或切削油時，可采用磁性刮板排屑器來對其進行分離。切屑的輸送量取決于鏈條的節距，節距越大，每小時輸送切屑量也越大。

②鏈板式排屑器，如圖2所示。鏈板式排屑器以鏈輪牽引鋼質平板鏈帶在密封箱中運轉，加工產生的切屑落到鏈帶上被送出機床。在車削類機床上使用時，多與機床冷卻液箱合為一體，以簡化機床結構。鏈板式排屑器主要用于收集和輸送各種卷狀、團狀、塊狀切屑，以及磁性排屑器不能解決的銅屑、鋁屑碳塊、尼龍等材料，廣泛應用于各類數控機床、加工中心、組合機床等。鏈板可根據用戶要求制作成不銹鋼及冷軋板兩種，切屑的輸送量同樣也取決于鏈條的節距，節距越大，每小時輸送切屑量就越大。

③螺旋式排屑器，如圖3所示。螺旋式排屑器由減速器、萬向聯軸節和螺旋器等組成，電動機帶動減速機來驅動螺桿。螺桿轉動時，排屑溝中的切屑被螺桿推動著連續向前運動，最終進入切屑箱內。螺桿有兩種形式，一種是用扁型鋼條卷成螺旋彈簧狀；另一種是在軸上焊接緊密貼合的螺旋片。螺旋式排屑器可通過調整螺桿的長度來調節輸送長度，螺桿可一節一節地連接起來，螺旋式排屑器結構簡單，占據空間小，使用方便，但排屑效率較低，只適合于水平或小角度傾斜直線方向的排屑，不能大角度傾斜、提升或轉向排屑。螺旋式排屑器適用于小卷狀和塊狀的鋼屑、鋁屑和有冷卻液的粒狀切屑，不適合于帶狀切屑的運輸。

④皮帶式排屑器，如圖4所示。皮帶式排屑器由傳動裝置、張緊輪、主動輪和皮帶等組成，一般應用于幾臺機床或一條成線機床的排屑，它適用于輸送沒有冷卻液或機油的鑄鐵件顆粒狀、塊狀切屑。在使用的過程中要注意避免皮帶由于油侵蝕而產生變形，應選用耐油性好、較薄的傳動皮帶。切屑飛濺范圍較大的場合不宜采用這種排屑器。

⑤推桿式排屑器，如圖5所示。推桿式排屑器通常安裝在排屑溝內，但在某些特定的情況也可以直接鑄造在地面以上或架空安裝。該設備主要由四個部件組成:一是容納切屑和切削液的U形槽；二是魚刺形推桿，它被支承在槽內的立柱上，魚刺是朝著鐵屑輸送的方向；三是推動魚刺形推桿的油缸活塞副；四是驅動活塞的液壓動力箱，整個系統使用液壓驅動。推桿式排屑器常用于長距離的切屑運輸，它特別適合輸送長的帶狀和大團狀切屑，同時由于其內部特殊的構造，也可用于鑄鐵屑等的輸送。

上述各種排屑器各有優點，但也有各自的適用范圍，其中前兩種主要適用于單臺機床的排屑，后三種適用于柔性線和生產線的排屑，其各自的適用范圍如表1所示。

3集中排屑系統

前述的各種排屑裝置一般只是針對于單臺機床或一條線的切屑輸送，但最終整個車間的切屑匯集和處理仍然需要人工來處理。隨著現代生產節奏的加快和機床加工效率的提高，企業迫切需要一套整個車間的切屑輸送和處理解決方案。于是集中排屑系統應運而生。這種排屑方式指的是在一個車間里，設置一或兩套主排屑裝置，它們被布置在主排屑通道的地溝里，上帶鋼蓋板，便于隨時打開進行檢修。同時在柔性生產線和機床下另設次排屑裝置。排屑時，切屑先由機床自帶的排屑器送至次排屑裝置，然后經由次排屑裝置運至主排屑溝內，最后由主排屑裝置將其運至鐵屑打包區內，進行斷屑、離心甩干、打包壓塊后，運至鑄造車間回爐再利用。這種方法的好處是整個過程是自動化的，在節省工人每天清理鐵屑時間和降低工人勞動強度的同時，保證了車間內部的美觀、干凈、整潔。

整個排屑過程中，從機床排至次排屑溝的一般為前所述的各種排屑器，如鏈板式或刮板式排屑器等，次排屑裝置和主排屑裝置則根據切屑的種類可選用螺旋式或推桿式排屑器。

4結論

車間排屑的設計和切屑的運輸、處理是工廠設計中不可忽視的一個重要環節，在工廠規劃之初就應該有一個好的設計思路和解決方法。一個好的機械加工車間設計應能保證車間在投產后，車間內不會出現鐵屑四處散落、油污滿地等影響車間美觀的局面，同時需保證鐵屑的處理和外運不影響到車間的正常生產。隨著生產的發展，切屑的合理和科學處理逐漸被排上日程，如何建設車間自動排屑系統，實現車間的自動排屑、分屑和切削液的自動分類回收再利用等是將來研究的方向和重點。

參考文獻：

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