切屑油泥壓榨設備油箱的改造

薛飛，陳國棟，胡堃，戈光福，唐一峰

上汽大眾汽車有限公司 上海 201100

如何提高切削油回收的純凈度，對提高切削油回收利用率、減少環境污染有重要意義。曲軸采用CBN（立方碳化硼）砂輪對軸頸外圓磨削，達到設計所需精度。磨削過程會產生大量的熱，宏觀上由于“熱脹冷縮”會對曲軸的幾何尺寸造成影響，微觀上集聚在軸頸表面熱量產生的高溫會對曲軸表面的金相組織產生影響[1]。因此在磨削過程中需要連續大量地施加切削液，達到冷卻潤滑的目的。廢棄的磨削殘渣中混和有大量的粉末狀鋼制碎屑、切削液及少量脫落的砂輪磨粒。為了回收殘渣中的切削液，現有技術采用壓榨設備（見圖1），通過擠壓實現固體殘渣和切削液的分離。現有壓榨設備存在以下幾個問題：

圖1 壓榨設備

1）壓榨出的切削液廢渣含油量高，導致油液回收率不高，一年未重復利用的油液損失達到25.6t。

2）混有大量的粉末狀鋼制碎屑的油液進入提升槽，會大大降低提升泵壽命。

3）由于提升槽設計容量較小，一次壓榨可能使油箱上極限液位傳感器報警，導致無法繼續抽吸油液。且平時難以清潔提升泵底槽殘渣。

傳統解決方案

1）針對壓榨出的切削油廢渣含量高的問題，可使用空隙更小的過濾網。但該方案會降低壓榨時切削液的通過性，減少出油量，延長壓榨時間。

2）針對混有大量粉末狀鋼制碎屑的油液會降低提升泵壽命的問題，可對提升泵的軸承采用更高的密封防護措施。但該方案會增加提升泵的成本。

3）針對提升槽容量較小，且平時難以清潔提升槽底殘渣的問題，可對提升槽進行改造擴大提升槽的容量。但該方案需要將原有提升槽報廢。

解決措施

設計了一種磁性過濾切削廢渣的副油箱，如圖2所示。在原有提升槽的管路后連接一個帶有磁性過濾裝置的副油箱，利用磁場大量吸附粉末狀鋼制碎屑。

圖2 新增副油箱原理

其技術特點如下。

1）采用磁性材料制成圓棒，并與等直徑的鋁棒通過螺紋聯接（見圖3）。

圖3 磁性吸附棒

2）用導磁材料制造副油箱支架。其中副油箱支架上有內孔直徑與磁棒外徑能間隙配合的管狀結構。并且分四層管狀結構交錯排列。磁棒能在副油箱支架的管狀結構內滑動（見圖4）。

圖4 副油箱支架

3）磁棒磁極的排列順序為同一層相鄰之間為異性磁極，上下兩層相鄰之間為異性磁極。且磁棒中心距離依據磁場強度優選得到。

4）副油箱支架上有漏斗狀結構，壓榨后的切削油經副油箱支架的管狀結構外壁流過（見圖5）。

圖5 漏斗狀結構

5）當磁棒在副油箱支架的管狀結構內時，磁場在管狀結構外大量吸附粉末狀鋼制碎屑。當鋁棒在管狀結構內時，管狀結構外磁場消失，粉末狀鋼制碎屑脫落。

6）多根磁棒與鋁棒按磁場強度優選為依據的距離分層交錯排列。且所有磁棒、鋁棒的長度尺寸一致（見圖6）。

圖6 等軸側局部放大

7）角鐵通過導軌滑塊與副油箱連接，并且角鐵能沿著導軌移動，實現同時帶動所有的磁棒、鋁棒的軸向運動[2]，實現副油箱支架的管狀結構磁場有無狀態的切換。

8）在鋁棒的外徑上套有彈簧，彈簧的一端支撐在副油箱支架上，另一端支撐在角鐵上。

9）導軌遠離副油箱支架的極限位置設置有限位擋塊。

10）角鐵底座上連接有廢屑盤，且廢屑盤的前部尺寸沿磁棒軸向遠離副油箱支架方向比磁棒的末端尺寸大20mm（見圖7）。

圖7 副油箱裝配

當含有大量鋼制粉末碎屑的切削油流過副油箱7支架的管狀結構時，大量鋼制粉末碎屑被磁場吸附在管狀結構外壁，達到二次過濾的目的。剩下的非鋼制碎屑在隔板隔開的沉淀區域內沉淀。當管狀結構外壁達到吸附極限時，手推動把手，通過角鐵帶動磁棒、廢屑盤克服彈簧力的作用向左移動，當鋁棒進入副油箱支架的管狀結構時磁性消失。吸附在副油箱支架的管狀結構外的大量鋼制粉末碎屑脫落在廢屑盤內。當鋼制粉末碎屑脫落完畢，松開手的壓力。在彈簧力的作用下角鐵復位。磁棒重新進入副油箱支架的管狀結構。角鐵遇到限位擋塊停止。

結語

本裝置結構簡單，制造維護簡單，可靠性好。使用操作方便，過濾大量鋼制粉末碎屑效果顯著（見圖8）。在切削液回收領域有較大的推廣價值。每年可獲得再生磨削液25 600kg，單價7.04元/kg，可節約費用180 224元/年。

圖8 吸附和清除鋼制顆粒后的副油箱支架對比