轴承超精油集中过滤系统的开发

陈晓敏　李充宁　张春亮

（天津职业技术师范学院，天津　300222）

　　摘　要：在传统过滤工艺及装备的基础上，开发了超精油集中过滤系统，能够实现集中、多级、自动、循环过滤，提高了轴承加工质量，同时降低了成本和劳动强度。

　　关键字：轴承；超精油；过滤；集中

　　超精油在精密轴承加工过程中起到冷却、润滑、防锈、清洗的作用，尤其在生产高精度、低噪声轴承领域起到关键作用。由于超精油在使用过程中混入细切屑、油石末和灰尘等杂质，油质劣化会严重影响工件的精度及表面粗糙度，并使机床和循环泵的磨损加快，所以超精油的过滤显得尤为重要。在超精油既定寿命条件下，提高超精油的利用率和延长超精油的使用周期可以降低轴承加工成本、提高轴承加工质量。近年来，中国制造业对环境保护和生产集约化程度的要求越来越高，集中过滤系统得以快速发展和广泛应用。

　　1　传统过滤工艺及装备

　　传统的超精油过滤系统由油箱、过滤器组成，而且是单机自带过滤系统。油箱用来储油。过滤器多为筒式结构，内装过滤介质滤芯。滤芯由纤维材料、羊毛、滤纸、编制物或多孔介质加工制成。大部分滤芯供一次性使用，不可清洗。过滤精度一般采用10μｍ、5μｍ、3μｍ、1μｍ、0.5μｍ^[1]。如果滤芯的过滤精度较高，则更换频繁，成本高。

　　2　传统过滤工艺的缺点

　　由于各自分散供应，对其浓度、pH值及超精油中的菌数难以控制；而且单独配备的供液系统大都比较简陋，无论在什么季节，即使质未变，大量的铁屑及油石末也会很快填满水箱，使冷却液在使用过程中腐臭变质，损伤设备，难以保证加工零件的质量。经常更换超精油，既降低生产效率，又给工人带来繁重的劳累，同时也增加了生产成本；而这些更换下来的超精油一般都没经过处理就被排放，对环境造成了很大影响。另外，由于超精油供油系统是设备自带的，一般都在生产车间中，超精油的蒸发和渗漏也会对生产车问的环境造成污染，直接影响工人的健康^[2]。

　　3　集中循环过滤系统

　　集中循环过滤系统的过滤流程为：机床污油经磁性分离器、过滤机、循环泵、过滤器，Z后供机床使用。磁性分离器主要过滤金属杂质，对超精油进行初级粗过滤。一般的磁分器能过滤80％的杂质，这不能满足加工精密轴承的要求，但能大大减少过滤机滤布的消耗量。过滤机主要过滤非金属杂质。过滤器对超精油进行精过滤。过滤机的结构如图1所示。

　　3.1过滤机工作原理

　　过滤机的过滤介质采用无纺布。根据无纺布选择的不同，过滤精度为10～20μｍ。无纺布在箱体内呈弧状布置在栅板上。工作时，从机床回流的污油由回油管道进入过滤机，在重力及负压作用下，超精油经过滤层进入下部净油箱内，杂质滞留在无纺布上。随着过滤的不断进行，超精油中的杂质由于过滤层的截止在过滤层上表面形成一层滤饼，滤饼自身参与过滤而成为新的致密过滤层，过滤后的净油由循环泵抽出至净油管道以供机床使用。随着滤饼的不断增厚和致密，过滤层被堵塞，致使净油箱内的压力不断上升。当压力上升到设定值时，由计算机控制系统发令，气动阀门打开，将小油箱和净油箱连通，补充净油箱内的净油，使压力下降。同时，刮板电动机带动特种链条带着脏纸走出过滤区，从而走入新纸，形成新的过滤面，继续保持额定的过滤能力，开始新的工作循环。滤渣随使用后的脏纸一同落入废布斗中进行集中处理。

　　3.2性能特点

　　用超精油集中过滤系统与单机配备、分散供油系统相比具有明显的优点。它可以对超精油进行集中过滤、除油、增氧、杀菌，实现对其浓度、pH值和菌落数的控制，从而保证超精油不发生变质，延长超精油的使用寿命。出于安全和改善车问工作环境因素的考虑，可将超精油集中过滤系统设置在厂房外部的一个泵房内。对废超精油集中处理，从而进一步减少对环境的污染。系统中的各个装置对超精油的过滤实现了多级过滤，精度更高，成本更低，并且实现了计算机智能化控制，节省人力物力。过滤机油池内的高液位及正压式或负压式的设计可为超精油穿透过滤层提供很高的压力，使其穿透能力和速度大大提高，过滤效率明显提高。过滤机流量大，单机流量可达20t/h以上，克服了以往纸带过滤机占地面积大、流量小、过滤精度低等缺点。滤纸更新仅在过滤量减小到不能满足供油要求时进行。这种控制方式可使滤纸消耗降到Z低，保证有效利用滤纸。过滤机加长的提升斜坡和很低的刮板电动机转速可以给滤饼脱液留出充足的时问，使滤渣在脱离过滤机前进行脱液，提高滤饼含固量，不用对滤渣进行后续脱液处理。

　　3.3供油系统和回油系统

　　供油系统供液管由总管、支管和输出管组成。支管可以架空固定在立柱上，也可以从地沟走。输出管通过阀和软管将超精油送入机床。机床电磁阀控制供油或切断供油。

　　回油系统分为地下式和地面式两种：

　　（1）地下式：从机床流出的脏切削油通过地下管路或地沟连同切屑一起送回过滤系统。

　　（2）地面式：从机床流出的脏切削油通过地面上的管路连同切屑送回过滤系统。这种布局会占用厂房空问，影响以后添置机床等设备。

　　3.4系统清理

　　如系统采用封闭管道回液，可加装清理系统。架空管道的，可利用机床供液泵和供液管实施。清理系统时，关闭机床供油管阀门，开足冲洗阀门，用机床供油管送来的大流量净油高速冲洗回油管路，清除回油管内的各种杂质和污油，清除细菌的滋生环境。

　　4　结语

　　实践证明，在轴承超精加工领域使用超精油集中过滤系统，对产品的质量控制、作业环境达到环保要求以及使产品性价比达到Z佳，是成熟而可靠的途径。本系统在洛阳轴研科技股份有限公司已投入使用，节省成本10万年。在使用过程中进行积极妥善的管理，在给企业带来巨大经济效益的同时，也会产生良好的社会效益。

　　参考文献

　　[1]张悌恭.轴承清洗过滤设备技术探讨.工程设计与研究，2006（1）：29～31.

　　[2]刘丽红，沈玉芳.轴承磨加工中冷却液的集中过滤.轴承，2005（9）：19～20.
 

来源：《制造技术与机床》2008年08期