一種磨床切削液循環(huán)過濾系統(tǒng)的研發(fā)

鄭嫦娥

摘 要：電極車間無心磨床切削液?jiǎn)窝h(huán)，使用一段時(shí)間后，切削液內(nèi)存在大量砂輪砂粒和金屬鎢顆粒。這些顆粒不僅引起產(chǎn)品表面缺陷，影響產(chǎn)品合格率，且不能變廢為寶；切削液需頻繁更換，產(chǎn)生的切削液污水無法經(jīng)污水處理而直接排入雨水井，污染環(huán)境。為解決這些問題，設(shè)計(jì)一套無心磨床切削液循環(huán)過濾系統(tǒng)對(duì)砂輪砂粒和金屬鎢顆粒進(jìn)行回收，并使切削液循環(huán)再利用。

關(guān)鍵詞：循環(huán)過濾系統(tǒng)；金屬鎢顆粒；保護(hù)環(huán)境

中圖分類號(hào)：TH113.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）24-0024-02

1 問 題

①每月消耗切削液費(fèi)用8 500元，年消耗切削液超10萬元。

②每次更換1臺(tái)切削液耗時(shí)0.8 h，電極車間25臺(tái)無心磨床設(shè)備，則每月因更換切削液需停工30/4×0.8×25=150 h，年停工1 800 h，相當(dāng)于1個(gè)人員的年工時(shí)，費(fèi)用3萬元。

③每周有40 m3的切削液污水因無法經(jīng)過天鳳的污水處理而直接排入雨水井；

④無紡布過濾，無法使砂輪砂粒和金屬鎢顆粒得到有效的收集，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。

2 設(shè)計(jì)創(chuàng)新性

為解決以上問題，設(shè)計(jì)了無心磨床切削液循環(huán)過濾系統(tǒng)，如圖1所示。

單循環(huán)改集體外循環(huán)新舊對(duì)比數(shù)據(jù)，見表1（此部分?jǐn)?shù)據(jù)由電極車間提供）。

從對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，切削液節(jié)約：6萬/年；人工費(fèi)節(jié)約：3萬/年；鎢泥回收增加：（2.1-1.6）×40×12=24萬/年，年回收105萬。

2.1 三級(jí)收集

一級(jí)收集：車間回流的切削液，通過回流主管匯至沉淀池自然沉淀，沉淀池底部的鎢泥，通過污泥輸送帶，輸送至接料桶收集，輸送帶上附著的鎢粉，掉入接料盤收集，此部分收集80%。

二級(jí)收集：溢流至溢流箱的液體，由泵輸送至壓濾機(jī)過濾，并吹干，吹干后的濾餅掉入濾餅輸送帶，輸送至接料桶收集，輸送帶上附著的鎢粉，掉入接料盤收集，此部分收集15%。

三級(jí)收集：當(dāng)系統(tǒng)使用一定時(shí)間后，需要對(duì)沉淀池，溢流槽，溢流過渡箱等進(jìn)行清洗時(shí)；打開沉淀池，溢流過渡箱的排污閥，污液由排污口經(jīng)排污槽匯至排污池，排污池高低位共2個(gè)閥門，開啟高位閥門排水，當(dāng)鎢泥在池底充分沉淀后，開啟低位閥門，將池水排空，挖出池底鎢泥，此部分收集5%。

2.2 安全防護(hù)

安全防護(hù)，如圖2所示。

①補(bǔ)水：當(dāng)夏季溫度較高，沉淀池、溢流過渡箱水分蒸發(fā)，出現(xiàn)低液位，可通過液位傳感器控制電磁閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)水；當(dāng)補(bǔ)水電磁閥損壞時(shí)，可切換至手動(dòng)補(bǔ)水球閥，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)水“雙保險(xiǎn)”。

②溢流：當(dāng)補(bǔ)水電磁閥損壞時(shí)，或操作人員開啟手動(dòng)補(bǔ)水球閥，未能按時(shí)關(guān)閉，而使溢流過渡箱出現(xiàn)高液位，可通過常開的溢流口將超出液位自來水排至排污池，避免水滿出，溢至地板。

③并聯(lián)控制：兩組泵均采用一備一用，配套管路也是一備一用，避免因泵損壞而影響生產(chǎn)。

④恒壓供液：整套系統(tǒng)通過壓力傳感器及變頻泵配合實(shí)現(xiàn)恒壓供液。

⑤壓力報(bào)警：通過壓濾機(jī)入口處的壓力報(bào)警開關(guān)，控制壓濾機(jī)的運(yùn)行及卸餅流程。

3 實(shí) 驗(yàn)

無心磨床切削液循環(huán)過濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算及方案制定階段，作了如下實(shí)驗(yàn)。

3.1 鎢泥沉淀試驗(yàn)

鎢泥沉淀試驗(yàn)，見表1。

4 理論計(jì)算

4.1 泵的核算

根據(jù)4臺(tái)泵安裝位置及作用，并考慮互換性，固選擇同一型號(hào)；

根據(jù)前面已知條件及管徑核算得知：

Q總=90 m3/h，管徑=DN125

單臺(tái)磨床的流速：

V=■

=4×4.2×10-4 m3/s÷3.14×0.02 m×0.02 m=2.14 m/s

4.2 容積計(jì)算

沉淀池：沉淀池容積（按保留50個(gè)無心磨床切削液箱）核算：

V回總=V油箱總?cè)莘e+V車間收集槽容積+Vd273回流管容積=13 m3（最大值）

4.3 壓濾機(jī)核算及選型

按擴(kuò)產(chǎn)后流量90 m3/h， 30 L/min。

月處理磨削2 t，合金固體密度14.7 t/m3，總流量90 m3/h；沉降池收取80﹪的磨削共1.6 t，沉降池20﹪共0.4 t，根據(jù)V=M/ρ，體積分別為0.109、0.027 m3；當(dāng)壓濾機(jī)濾室內(nèi)壓力為6 bar以下時(shí)，取固、液體積比為24：1（假設(shè)值），則濾室體積V=

0.027×25=0.675 m3。選取濾室容積0.96 m3， 工作壓力10 bar。在壓濾機(jī)內(nèi)的流速：

V=Q/A=90/60=1.5 m/h

5 結(jié) 語

2013年9月根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)及計(jì)算結(jié)果已完成無心磨床切削液循環(huán)過濾系統(tǒng)的整套設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)組裝，于2013年10月正式使用，目前已使用近三年，已回收315萬元鎢泥，節(jié)約9萬人工成本；這套循環(huán)過濾系統(tǒng)不僅帶來操作的方便，提高生產(chǎn)效率也降低了諸多的成本，并且從另一角度，減少了污水對(duì)環(huán)境的污染，目前人類生產(chǎn)活動(dòng)中，工業(yè)污染是最嚴(yán)重的，廢氣、廢水、廢油及重金屬污染，嚴(yán)重危害了我們的身體健康，水生動(dòng)物及土壤植物的生存環(huán)境；

從這個(gè)意義來講，這套系統(tǒng)為環(huán)保做出了重大的貢獻(xiàn)，不僅提高了鎢泥的回收量，變廢為寶；又降低了污水的排放量。

參考文獻(xiàn)：

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