Файл: Ящерицын, П. И. Шлифование с подачей СОЖ через поры круга.pdf

ворота, при этом СОЖ поднимается к выходному патруб­ ку 5 в верхней части гидроциклона.

Так как по пути следования вверх большая центро­ бежная сила воздействует на оставшиеся твердые части­ цы, то происходит эффективная дополнительная очист­ ка, т. е. имеющиеся во вторичном потоке частицы вновь захватываются первичным водоворотом. Очищенная СОЖ выводится через выходной патрубок 5 из гидро­ циклона и подается в зону обработки на станке. Скон­ центрированная взвесь (шлам) вместе с определенной частью (3—5%) СОЖ выводится из сливного отверстия 4 в небольшой резервуар для отстоя.

U

Рис. 39. Схема гидроциклона [97]: 1—патрубок для подачи СОЖ в гидроциклон; 2 — цилинд­ рическая часть гидроциклона; 3 — конусная часть гидроциклона; 4 — сливное отверстие для слива шлама; 5 — патрубок для отвода очи­

щенной СОЖ из гидроциклона

105

Правильным подбором диаметра сливного отверстия 4 и выходного отверстия в патрубке 5 можно привести утечки СОЖ через отверстие 4 к минимуму. На эффек­ тивность гидроциклона влияют:

величина давления СОЖ в верхнем патрубке; величина давления СОЖ во входном патрубке (по

данным Ц. X. Пайкина и В. О. Ситова [97], оптимальным давлением является 2—2,5 кгс/см2)\

удельный вес, величина и форма частиц шлама; кинематическая вязкость СОЖ и ее фактический рас­

ход через гидроциклон; геометрические параметры гидроциклона и другие

факторы.

С увеличением содержания шлама в СОЖ эффек- - тивность гидроциклона возрастает и в отдельных слу­ чаях достигает 95%. При этом тонкость очистки при номинальном режиме работы гидроциклона составляет

цесса, простота конструкции и обслуживания, отсутствие механических подвижных элементов, малая стоимость, возможность очистки СОЖ как от металлических, так и неметаллических примесей.

К недостаткам гидроциклона следует отнести выделе­ ние шлама вместе с определенной частью СОЖ, что тре­ бует дополнительной сепарации седиментацией или дру­ гими методами, невысокую тонкость сепарации и необхо­ димость подавать загрязненную СОЖ в гидроциклон под давлением, для чего нужны специальные насосы.

Витебским СКВ ЗШ и ЗС [97] последний недостаток разрешен посредством модернизации серийно выпускае­ мых центробежных насосов типа ПА. Суть этой модер­ низации состоит в уменьшении осевых зазоров между рабочим колесом и диффузором до 0,1—0,2 мм на сторо­ ну и уменьшении радиального зазора между ними до 2 мм. При этом требуется улучшить уплотнение вала при­ вода рабочего колеса. В результате такой модернизации при номинальном расходе насос развивает давление до 2—2,5 кгс/см2 и повышается его к.п.д.

Применять для подачи СОЖ в гидроциклон другие

106

Метод центробежной очистки СОЖ в центрифугах.

Для проведения экспериментальных работ по шлифованшо с охлаждением через поры круга нами была разра­ ботана, изготовлена н испытана простейшая по конструк­ ции центрифуга для очистки СОЖ от шлама (рис. 40).

СОЖ со станка сливается самотеком в воронкообраз­ ную крышку 1 и через патрубок 2 в ротор 3, который вра-

1

щается с большой скоростью, и его полезный диаметр составляет 330 мм. Под действием центробежной силы шлам отбрасывается к стенкам ротора, а очищенная СОЖ переливается из ротора в кожух 4, а оттуда через отверстие 5 в резервуар 6. Центробежным насосом 7 СОЖ подается к станку в зону обработки.

Ротор 3 смонтирован на кронштейне 8 и получает вращение от электродвигателя 9 через плоскоременную

107

Т а б л и ц а 5

Техническая характеристика центрифуги

передачу. На роторе имеется круговой паз, в котором на­ ходятся грузики 10. Посредством этих грузиков и с по­ мощью вибродатчиков К-001 и осциллографа Н-700 производится балансировка заполненного СОЖ ротора на рабочей скорости.

В табл. 5 приведена техническая характеристика данной центрифуги. Полученные значения параметров были установлены в результате исследований с целью оптимизации конструкции центрифуги и режима ее ра­ боты с помощью статистических методов планирования экспериментов и промышленных испытаний в условиях цеха роликовых подшипников № 1 11 ГПЗ.

Приведенные в табл. 5 (п. 4 и 3) данные являются средними за время работы центрифуги от одной до вто­ рой выгрузки шлама из ротора.

Чтобы получить наиболее оптимальные значения по степени и тонкости очистки СОЖ от шлама, необходимо

108

было производить ручную выгрузку шлама из ротора 1— 3 раза в смену. Внешним признаком необходимости очистки ротора от шлама было повышение уровня вибраций центрифуги. Заметное увеличение уровня виб­ раций наступает тогда, когда толщина слоя шлама в ро­ торе достигает 20—35 мм на сторону (рис. 41). Время достижения этой толщины слоя шлама зависит от степе­ ни засоренности шламом исходной СОЖ. Выгрузка шла­ ма из ротора занимает 10—15 мин.

л , %

т

во

60

w

го

о

Рис. 41. Зависимость степени очистки СОЖ А от толщины h слоь шлама в роторе центрифуги и степени засоренности исходной СОЖ б

Основным преимуществом центрифуги является до­ стижение весьма высокой тонкости и степени очистки СОЖ от шлама; к недостаткам ее следует отнести необ­ ходимость периодической ручкой выгрузки шлама из ро­ тора и наличие быстро вращающегося узла, который тре­ бует постоянного ухода (периодическая смазка, перебор­ ка и регулировка подшипников).

Метод противотока. На отдельных операциях, когда шлифование производится мелкозернистыми плотной структуры и высокой твердости шлифовальными круга­ ми большого диаметра, даже при применении центри-

109

фуги не представляется возможным сработать круг до полного износа без засорения, до прекращения расхода СОЖ через поры круга. В этом случае возникает необ­

отложившегося в виде слоя осадка на его внутренней по­ верхности.

При изучении механизма протекания загрязненной СОЖ через поры шлифовального круга нами было уста­ новлено, что глубина проникновения шлама внутрь порового пространства, как правило, невелика и в боль­ шинстве случаев составляет 1—3 мм. Глубина проникно­ вения шлама в поровое пространство круга зависит от его характеристики и фильтрационных свойств (зерни­ стости, твердости, номера структуры, пористости, прони­ цаемости, размера пор и удельной поверхности), а также от давления СОЖ в полости круга и места абразива, связки, СОЖ и шлама в трибоэлектрическом ряду и дру­ гих факторов. В частности, экспериментально было уста­ новлено, что чем меньше зернистость и номер структуры круга, больше его твердость, тем меньше глубина про­ никновения шлама в поровое пространство круга.

Этой особенностью механизма протекания загрязнен­ ной СОЖ через поры круга мы и воспользовались при разработке устройства для очистки засорившихся шла­ мом шлифовальных кругов.

Устройство состоит из кожуха 1, крышки 2 и ниппеля 3 (рис. 42). Засорившийся шлифовальный круг снимает­ ся со станка, помещается в кожух 1 и плотно закры­ вается крышкой 2. По торцам круга положены уплотня­ ющие резиновые прокладки. Ниппелем 3 кожух присое­ диняется к системе централизованной подачи СОЖ или к системе подачи технической воды, или к специальной насосной станции высокого давления с водой, СОЖ или маслом. Через ниппель 3 промывающая жидкость посту­ пает в кольцевое пространство между кожухом и кру­ гом и под действием избыточного давления протекает через поры круга в его внутреннюю полость, а оттуда — на слив. Таким образом, происходит вымывание шлама

из пор круга и слоя осадка на его внутренней поверх­ ности.

Для быстрой и эффективней промывки круга необхо­ димо подавать промывающую жидкость под давлением

ПО

3—б кгс/см2. Чем больше путь фильтрации (разность между наружным и внутренним радиусами круга) и меньше его проницаемость, тем большее необходимо дав­ ление промывающей жидкости в кожухе.

Особых требований к степени очистки промывающей жидкости от шлама не предъявляется. Это объясняется следующим. При промывке загрязненной жидкостью имеющийся в ней шлам отлагается на наружной поверх­ ности круга, частично проникая в его поровое простран­ ство на небольшую глубину, т. е. происходит фильтро­ вание промывающей жидкости. Освободившаяся от шла­ ма жидкость проходит через поры круга и производит промывку пор у его внутреннего диаметра. Цикл про­ мывки длится 5—10 мин, за это время круг по наружно­ му диаметру засоряется незначительно. При этом отло­ жившийся шлам на наружном диаметре круга удаляется при его правке после установки на станок, а также вы­ мывается СОЖ, подаваемой через поры круга. Такую простейшую промывку круга на отдельных станках удается сделать, не снимая круга со станка.

Комбинации фильтров. Наряду с описанными выше типами фильтров имеется ряд их комбинаций, посред­ ством которых можно добиться более высокой эффектив­ ности и экономичности по очистке СОЖ от шлама.

Наиболее употребительными комбинациями фильтров являются: 1) магнитный сепаратор и седиментационный резервуар; 2) магнитный сепаратор и фильтр-транспор­ тер; 3) магнитный сепаратор и гидроциклон; 4) магнит­ ный сепаратор и центрифуга и т. д.

При применении первой комбинации фильтров не­ сколько повышается степень очистки СОЖ от шлама, сокращаются остановки станка для выгрузки шлама из седиментационного резервуара и несколько увеличивает­ ся срок службы СОЖ. Второй комбинацией фильтров достигается достаточно тонкая очистка СОЖ от шлама и существенно сокращается расход дорогостоящей фильт­ ровальной бумаги. Третья комбинация фильтров позво­ ляет повысить степень очистки СОЖ от шлама до 98% и сократить утечку СОЖ из гидроциклона через сливное отверстие. При четвертой комбинации более длительно происходит наполнение ротора центрифуги шламом, что увеличивает степень очистки СОЖ и в 2—3 раза сокра­ щает количество остановок станка для очистки ротора.

112