轴承行业冷却液集中循环的新型设计

（机械工业部第十设计研究院，河南洛阳　471039）

　　摘　要：介绍了冷却液在轴承工件加工中的作用，在冷却液循环处理设施设计中不断探索改进，总结出适合我国轴承行业冷却液集中循环的新型设计。并介绍了轴承行业第三代冷却液过滤设备的特点。
　　关键词：机械加工；冷却液；集中循环；设计
　　机械加工中冷却液不仅起到加工工件冷却散热、润滑、提高表面光洁度的作用，还具有防锈、清洗、降低噪音之用。从八十年代初开始，部分轴承厂的冷却液已由单机循环使用，逐步向集中循环发展，集中循环供应使冷却液清洁度大大提高，使用寿命长，改变了单机循环冷却液的脏乱、量不足现象。对提高产品质量起到一定的作用。随着国民经济的发展，我国机械工业逐步和国际接轨，要求机械产品精度高、噪音低，对冷却液的质量要求越来越高。
　　一、冷却液站房的设计
　　冷却液站房是冷却液集中循环的核心部位，它担负着冷却液的调配、输送、回流、处理等。
　　1、站房布置的改进
　　过去在厂区总布置中，总是将冷却液站房设在不起眼的地方或某一个角落，有的还远离用液设备，造成回流管路长，管道埋设较深，至使站房地下部分落深，附属配套工程增多，占地面积大，施工困难，投资增加。对于穿越马路的回流管还容易与其它管道相碰，管路中冷却液检查井由于设在室外，容易进雨水或脏水，污染冷却液。
　　从多年的使用及施工管理证明，冷却液站房应布置在距用液设备最近的地方。它对于大型车磨设备群的循环站房，最好布置在厂房内或用液设备比较集中的地它。它虽然需占部分辅助用房，但其使用价值远远超过某辅助用房。冷却液站距用液设备越近，回流时间越短；冷却液站地下部分各种储液池容积就小；回流管道埋设浅，管路少；站房地下部分相对埋设浅，施工安全，方便；站房占地面积减少，工程造价降低。
　　2、冷却液过滤处理的设计
　　设备排出的冷却液含有金属颗粒、铁、铁沫子，泥渣、砂土、油类及其它杂质。冷却液的污染促进细菌繁值，加速冷却液变质，使冷却液使用寿命缩短，废液处理量大，处理费用高。冷却液中的杂质对循环泵磨损严重，冲刷磨损管道，对工件冷却效果差，直接影响产品质量。
　　最早的冷却液集中循环站房设计设有脏液池、调配池、废液池、净液池、水泵室等。脏液池、净液池也做沉淀池，考虑沉淀时间及清查周期，池子一般最少设两个，每个池子都需设置配套泵，整个冷却液站地下部分占地面积较大。池中的沉渣每半个月左右就需清掏。若时间长沉渣如同铁饼，表面滑溜溜，工人清掏非常困难，劳动强度大。我院在80年代中研制了永磁除渣机，除去冷却液中的金属渣子，使冷却液的使用寿命延长到1、2个月。但因其除渣能力的局限性，使用仍不理想。后研制生产出真空暴气机（负压式过滤设备），由于没有解决好密封和滤布走偏、压渣等问题，已被淘汰。近年来研制出的APF型全自动加压式过滤机是在吸收和消化国外成功设备的先进经验和原理的基础上，结合我国的实际情况，研制出的第三代冷却液过滤设备。其最大特点是可以实现自控，经过加压过滤出的渣子比较干，减轻了工人的劳动强度，减少了污泥的二次污染。除渣效率可达95%以上。过滤后的颗粒度小于65um，过滤后的固体含量小于37PPM，使用本机连续过滤，冷却液使用周期可达半年以上。假如冷却液调配也采用软化水，对有特殊要求的冷却液也保持恒温的话，并连续使用过滤机过滤，冷却液的使用寿命会更长，也象国外一样，废液量少，不需考虑废液处理设施，最后残液焚烧即可。
　　3、站房内蓄液构筑物设计的改进
　　过去站房内蓄液构筑物设在地下，采用钢筋混凝土水池，土建投资大，施工困难面考虑不周，造成水池渗漏，不能使用，影响全厂布局和生产，给使用单位造成一定的经济损失。本设计将各蓄液池由原钢筋混凝土结构改为钢结构，均采用钢槽或钢蓄罐。设置在站房地下室或半地下室内。无论地下室施工的好坏，都不会影响冷却液循环的使用。为冷却液循环的配套泵可采用自吸泵，放置在地面上。所有设备均可设在地面上，地下部分面积可以大大缩小。
　　二、冷却液压力管、回流管设计的更新
　　1、过去设计存在的问题
　　以前在磨装车间冷却液集中循环的设计中，冷却液的回流常采用管道回流，隔段设冷却液回流检查井。我们国家厂房面积都比较大，冷却液循环管路长，管道埋设深，使循环站房地下部分加深。车间内地下管道纵横交错，施工安装麻烦。过去冷却液循环管材一般采用焊接钢管及卷焊钢管，回流检查井一般采用钢板卷焊而成。施工安装中若防腐处理不均匀或没按设计要求做。导致钢管材使用寿命缩短，由于埋设较深，有渗漏现象不易发现，即使有渗漏，也很难查找具体位置进行维修。冷却液渗漏地下，不仅造成冷却液浪费，影响生产，还污染地下水源。对于湿陷性黄土地区，还容易造成地面塌陷，建筑物下沉等现象。
　　2、现在设计的更新
　　随着轴承行业的发展，设计应不断总结改进。吸收和消化国内外同行业的设计经验，结合我国轴承行业的实际情况，取长补短。在中国轴承厂冷却液循环设计中，已采用了部分改进措施。本文在此基础上对冷却液回流设计再进一步改进。根据生产工艺流程的特点，冷却液回流可采用明槽、回流沟相结合的方式。在设备群背面设明槽做为设备排冷却液，明槽最低处底距地面0.05m，最高处底距地面的高度由设备出液口确定。冷却液先流入明槽，明槽排冷却液入冷却液回流沟。冷却液回流沟为两沟相套，外沟为砖砌或混凝土沟，内沟为钢沟。钢沟沟口宽0.30、0.40m，沟底为半圆形，钢沟外底下面隔段设支墩，墩高0.05m，支墩设在外沟内。外沟口预埋角钢。钢沟口两边各焊角钢，钢沟置于外沟内。钢沟口角钢搭在外沟口预埋的角钢上即可。回流沟上加带菱形花纹钢盖板。两沟的坡度相同，不应小于百分之一。沟的起端及拐弯的地方设冲渣喷头。钢沟的末端深度不易大于0.60m。沟的拐角应避免90゜角，沟的曲率半径不小于2.0m。两沟交汇处的交角应做成锐角，两沟之间除沟口相接外，其余三周均有空隙。如发现钢沟有磨损需更换，或设备搬迁，可取出维修、移动。钢沟盖板可随时打开清通检修。冷却液采用沟槽回流，节省材料，避免冷却液泄漏，施工简单，维修方便。回流沟见附图。

　　3、冷却液压力管敷设
　　过去冷却液压力管的敷设常采用沿墙柱下去埋地至设备旁，再出地面预留，待设备安装后，再和设备进口连接的方法。其不足之处是，埋地部分易出现回流管漏蚀现象。有时因预埋位置不准确而与设备相碰，或距设备进口太远，连接管路长。影响供液效果。维修时需破地坪。
　　对大型磨装车间设备群的冷却液集中循环系统，压力也可全部明敷，管道支架可采用落地式支架，或利用通风及空间管支架，或利用电缆桥架等作支架，均能达到架空敷设的目的。所有管道均设在设备背面排列整齐，以不影响操作为准。安装时用硬管或软管对准设备进口液口连接。管道明装、使用材料、安装质量、防腐处理的好坏都易监督检查，确保施工质量和使用寿命。管道拐弯少，节省材料，施工安装周期短，使用管理方便。
　　冷却液集中循环的新型设计，可缩短设计、施工周期，降低工程造价。重要的是，可保证冷却液质量，延长冷却液使用寿命，对提高产品精度起到一定作用。
　　参考文献
　　[1]黄庆志，乳化液防腐净化机理与装置的实验研究[J]，环境工程，1999（1）.

来源：《工程建设与设计》1999年第5期