孫冠琳 周志軍 馬同堂 何國峰

（寧夏共享機床輔機有限公司，銀川 750021）

單機綜合排屑過濾冷卻系統(tǒng)的設計及應用

孫冠琳 周志軍 馬同堂 何國峰

（寧夏共享機床輔機有限公司，銀川 750021）

本文闡述了一種集排屑、過濾、冷卻等功能一體的單機綜合過濾系統(tǒng)，重點對過濾系統(tǒng)的組成、工作流程及工作原理進行簡要說明。與普通的排屑器、水箱相比，本過濾系統(tǒng)具有綜合性能強、工作效率高、占地面積小等優(yōu)勢。

單機 排屑 過濾 冷卻 系統(tǒng)組成

引言

伴隨著中國制造業(yè)的騰飛，中國數控機床呈現出迅猛發(fā)展的趨勢。中國各機床企業(yè)為了與世界先進的機床廠家競爭，在集中精力提高機床主要部件性能的同時，優(yōu)質、高效、低消耗及無污染的先進制造技術越來越受到人們的重視，這也對機械加工中切削液及切屑的合理使用及后續(xù)處理提出了更高要求[1]。

目前，國內針對處理切屑及切削液的設備有很多，如鏈式排屑機、紙袋過濾機、負壓過濾等。但是，這些過濾設備都存在自身缺陷，如過濾精度低、耗材多、成本高等。單機集中排屑過濾冷卻系統(tǒng)可以解決以上問題。

1 單機排屑過濾冷卻系統(tǒng)工作原理

單機排屑過濾冷卻系統(tǒng)主要分為排屑裝置與過濾裝置兩大部分。排屑裝置主要是反沖滾筒式排屑器。過濾裝置中的過濾過濾設備目前有渦流分離、紙袋過濾、磁性分離、線性過濾等方式。目前，運用最多的是渦流分離與線性過濾。這兩種過濾無耗材，易維護。

主要工作過程：機床加工后的切屑及切削液流入反沖滾筒排屑器，切屑由排屑器輸送至集屑斗。切削液由反沖滾筒進行過濾，過濾后的切削液流入1級液箱，部分切削液供機床使用，部分由提升泵提升至渦流分離器，由渦流分離器過濾，過濾后流入2級液箱，然后由切削液冷卻機進行冷卻，廢渣流入反沖滾筒排屑器。冷卻后的切削液由主軸中心出水泵抽取，通過線性過濾器過濾后供主軸內冷使用。機床加工后的切削液及切屑再流入反沖滾筒排屑器，進行循環(huán)工作。

圖1 單機綜合排屑過濾冷卻系統(tǒng)工作原理圖

2 系統(tǒng)組成及關鍵點

2.1 排屑裝置組成及關鍵點

排屑裝置主要是反沖滾筒排屑器。它不僅可以排屑，還能進行初級過濾。滾筒過濾時，反沖泵直接連接滾筒軸進行反沖洗，將粘附在滾筒濾網外側的切屑沖洗在濾網外側被排屑器排出，不用單獨清理濾網，實現自清理功能。提高過濾精度的同時，減少維護和清理成本。反沖滾筒采用圓形滾筒不間斷運行過濾，過濾效率高。過濾網采用聚氨酯材料，耐腐蝕，耐沖擊，且過濾精度可以根據客戶需求進行特殊定制。滾筒密封采用迷宮結構加盤根密封，密封性能高。

排屑用鉸鏈式鏈板采用新型的鉸接多球面鏈板（鏈板表面沖壓圓形凸臺），細小的碎屑也不易粘附。此外，每隔幾個節(jié)距鏈板片上焊接刮條，細碎的切屑在爬坡段可以堆積在刮條上被運輸，以此增加排屑量。

排屑器頭部設計有切削液回流結構。被排屑器輸送上來的切屑及輸送鏈一般都帶有很多切削液。這部分切削液通常是直接掉入集屑斗，回收利用費時費力且影響車間工作環(huán)境。但是，本裝置頭部回流結構可以將帶上來的切削液進行回收。回流管與排屑器殼體相通，回收的切削液先通過頭部過濾框進行初步過濾。過濾后切削液回到排屑器主體，切屑通過重力作用從過濾框斜面掉入集屑斗。降低回收難度的同時，改善車間環(huán)境，避免長時間不清理集屑斗造成的切削液變質、發(fā)臭。

2.2 過濾裝置組成及關鍵點

過濾裝置主要有1級液箱、2級液箱、各功能泵、切削液冷卻機、渦流分離器、液位檢測裝置、線性過濾器等組成。

1級提升部分的渦流分離器是依靠離心力進行屑液分離。干凈的切削液通過頂部的出口進入2級液箱，雜質通過底部的排渣口排到排屑器中再進行過濾。此裝置的優(yōu)勢在于免清理，免維護，對降低人力成本、提高自動化生產起著至關重要的作用。

2級液箱的線性過濾器是依靠內部濾芯進行強制性過濾，一般過濾精度20微米。本系統(tǒng)設置一用一備，正常情況下使用一個過濾器。當過濾器濾芯被雜質堵塞時，發(fā)出報警信號，啟動備用過濾器，關閉堵塞過濾器進口。被堵塞的過濾器通過反沖洗進行濾芯清洗、維護，報警解除后重新打開過濾器進口，關閉備用過濾器。通過啟動備用過濾器，可以在不影響機床加工的條件下進行堵塞濾芯的清洗，減少停機時間，提高機床加工效率。反沖洗濾芯的功能不但可以降低人力勞動，而且可以提高設備的自動化水平。

圖2 單機綜合排屑過濾冷卻系統(tǒng)組成圖

3 結語

單機綜合排屑過濾冷卻系統(tǒng)集排屑、過濾、冷卻功能于一體，高度集成的同時實現系統(tǒng)的自動化。整個工作過程無耗材，綠色環(huán)保。在提高切削液使用率同時，改善車間環(huán)境，降低人力勞動，縮小占地面積，提高生產效率[2]。

大型集中過濾系統(tǒng)智能化程度高，但是其成本過于昂貴，一般機床廠家負擔不起；一般過濾裝置功能單一、能耗大、人工參與多，與當前提倡的自動化、智能化生產背道而馳。所以，單機綜合排屑過濾冷卻系統(tǒng)的優(yōu)勢顯而易見，后期也將不斷推廣使用并持續(xù)優(yōu)化升級。

[1]李少坤.負壓式集中過濾系統(tǒng)在機械加工中的應用[J].機電產品開發(fā)與創(chuàng)新，2009，22（1）：155-156.

[2]俞德偉，宋劍虹，鄒從國.軸承磨削液集中循環(huán)過濾系統(tǒng)[J].軸承，2009，（1）：21-23.

The Design and Application of a Single Chip Integrated Chip Removing and Filtering Cooling System

SUN Guanlin, ZHOU Zhijun, MA Tongtang, HE Guofeng
(Ningxia shared auxiliary machine Co. Ltd, Yinchuan 750021)

This paper describes a set of chip removal, filtration, cooling and other functions of a single integrated filtration system, focusing on the composition of the filter system, workflow and working principle of a brief description. Compared with the common chip removing device and the water tank, the filtering system has the advantages of strong comprehensive performance, high working efficiency, small occupied area, and the like.

single machine, chip removal, filtration, cooling, system composition