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机械工程师２０１１年第ｑｏ期ｌ
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验中的４台Ｈｏｒｋｏｓ设备进行改造，改造成小型集中油 雾收集的方式，并且将过滤器方式改进为板式过滤器
一级别的过滤器，使高效过滤器的使用寿命更加持久；
同时也可以配合过滤介质一同使用（在其旋转叶片卜．
ＪＪ兀装过滤棉），增加离心叶片的过滤面积和油雾的附着 能力。 （３）采用过滤介质过滤器是目前主流的过滤方式，粗 效往往采用物理螺旋转子或吖反吹系统作为粗效油雾过 滤，主要是处理一些大颗粒的油雾，在流体与设备碰撞过
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金属加工液油雾的收集与优化分析
高彦文１。陈辉ｎ。
贾利平曲
（１．兰州翔鑫工贸有限责任公司，兰州７３００００ｉ２．兰州理工大学ａ．机电工程学院，ｂ．理学院，兰州７３００００）
间环境中。 ｉ２合理的设备布局与维护 设备布局对车问油雾浓度的影响也较大，紧凑的设
备布局，不但会形成较弱的空气流动，造成设备热辐射 大，而且会使大分子量的油雾容易沉积，很难与中央空调 或外界产生对流。所以应尽量使设备保持方向一致，保证 良好的对流，以降低油雾浓度。 在日常维护工作中，应定期对设备过滤系统和撇油 系统进行清洁和维护，保证其良好的运行，以减少金属加
４．５添加抗油雾添加剂试验 在ＣＢＭ２０Ｐ３０Ａ中，按照０．５％的浓度添加抗油雾添 加剂ＡＤＤＣＯ伽ＬＯＭＩＳＴ，并在设备上选主要浓度检测点进 行检测，浓度检测值如下。
４．３
Ｈｏｒｋｏｓ油雾收集器曲轴线的改造分析
改造前Ｈｏｒｋｏｓ设备采用单机处理油雾的方式，陔 油雾收集器的工作原理为离心冲击的机械原理，将油 雾颗粒被吸人收集器中，经离心旋转撞击到壳体内壁 形成大的油滴沿着内壁流下进行收集，但Ｆｈ于该设备
金属加工液应尽量满足如下条件：良好的抗起泡性 能和生物稳定性，较强的抗杂油（如泄漏的液压油）能力， 以及良好的不易挥发性和抗剪切性，能为刀具提供良好
的润滑以减少摩擦产生的热量。
在所处化学环境下滋生细菌等。此外，过滤系统需要定期 清理，维护，确保过滤介质在一个相对干净的环境内工作。 ３基于油雾产生原理的控制措施
切削液中造成切削液的蒸发，因此不可避免地形成油
按照油雾形成方式的不同，主要可以分为以下几种： （１）碰撞形成的油雾（液体与固体物质的碰撞）：当较 大的液滴碰撞在机器、工件等坚硬的表面上，液滴一部分 动能转化为表面能，使得大液滴形成细小的液滴漂浮在 工作环境中，形成颗粒较大的油雾；
（２）旋转雾化形成的油雾：旋转的机械或部件可以充 当旋转雾化器。油滴的大小取决于实际的作用力和分子
开面积。在同样的条件下，油雾收集器可以选用更小功率
的滋生；（４）提供稳定的水质硬度仡导率和其他的控制变
量，避免因为水质太软导致出现大量的泡沫，或者水质硬 度过高，钙镁离子与加工液中的阴离子表面活性剂起反
应，生成不溶性钙皂和镁皂，使表面活性剂浓度降低甚至
失去作用，影响加１二液的加工性能和清洗效果，使乳化液 出现析油现象。 ２．３油雾收集器 根据设备加工工艺和使用的金属加工液类型，选择
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Ｉ机械工程师２０１１年第１０期
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２影响油雾形成量的因素 ２．，金属加工液的选型
程中拦截油雾，并在自身重力作用下聚流导出；而过滤器
是过滤系统的核心，因此过滤器的选用直接关系到油雾 的处理效果。根据加１二丁艺和所用化学品的性质不同，选 取不同的过滤器材料，包括滤材不能够被油雾腐蚀，不能
摘要：文中论述了金属加工液油雾的形成原理，针对影响油雾形成的各项因素，采取了以降低油雾浓度为目的的一系 列有效方法。通过试验分析，得出各项措施的最优解，为以后金属加工液油雾的处理提供了依据。 关键词：金属加工液；油雾；浓度控制 中图分类号：ＴＧ５０１．５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—２３３３（２０１ １）１０—００２６—０３ Ｍｉｓｔ ｆｒｏｍ Ｍｅｔａｌ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｈｕｉｌ Ｊ１Ａ Ｌｉ—ｐｉｎｇ曲
雾的目的。 ２．２金属加工液的日’考管理 为降低油雾浓度，金属加工液日常维护和管理应做 到：（１）在满足冷却、排屑和润滑等功能时，尽可能地降低 压力和流量；（２）对金属加丁液浓度进行监控，定期检测
在设计时需要注意没备的密封性，若设备的敞口
面积过大，不但容易造成油雾的溢出，而且在油雾收集
器的电机选型上，需要选择更大功率的电机才能满足 风量需求，造成设备的运行成本增加。因此在满足工艺 或设备维护维修的条件下，安装一些易拆卸的挡板用 来减少设备敞开面积，可以有效地减少油雾溢出到车
工液中的杂油等污染物。 ４试验分析与结论
其浓度值。当随着水分消耗蒸发而加工液浓度升高时，需 要及Ｈ，－Ｉ；ｂｕ液以降低其浓度；（３）对于存在液压油等油品泄 漏的设备，应关注加工液杂油的含量，对加工液进行撇
油，降低杂油和其它污染物含量，避免细菌真菌等微生物
４．』减小加工中・ｚ，－＿ｋ料门开口尺寸 上料门是加工中心最大的开口，上料门打开时最容 易破坏加工仓内的负压环境。减小上料开口面积，既可以 降低油雾未经过滤的溢出量，又可以减小加工仓门的敞
如选用的产品类型、水质的硬度、加工液中的污染物（有
单纯的油雾浓度低于５ｍｇ／ｍ３、含有相当量的致癌物质
的油品应低于０．２ｍｇ／ｍ，的控制标准，其他一些国家也
都相继制定了油雾限值。在１９９８年美国国家职业安 全与健康协会提出了油雾控制限值０．５ｍｇ／ｍ３的控制
标准…。 Ｊ．Ｊ油雾的形成原理 金属加一ｆ液在加工过程中产生的悬浮微粒通常被称
Ｆｌｕｉｄｓ
Ｔｈｅ Ｇａｔｈｅｒ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｏｉｌ ＧＡＯ Ｙａｎ－ｗｅｎｌ，ＣＨＥＮ
（１．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｏｆ Ｃｈｉｎａ ｌａｎｚｈｏｕ Ｘｉａｎｇｘｉｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ ａｎｄ Ｔｒａｄｅ Ｃｏ，Ｌｔｄ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３０００２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｌａｎｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ。
采用微雾润滑的方式，加Ｔ．过程中产生的油雾颗粒粒 径很小，较难通过离心旋转撞击的方式收集。：因此对’斌 ５结语
ｆｏｒｍｉｎｇ，ａ
ｓｅｒｉｅｓ ｏｆ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｍｅｔｈｏｄｓ
ａｒｅ
ａｄｏｐｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ
ｐｕｒｐｏｓｅ
ｏｆ ｒｅｄｕｃｅ ｏｉｌ ｍｉｓｔ’Ｓ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．
ｃａｎ
Ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｅｖｅｒｙ ｍｅａｓｕｒｅ ｉｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｄｉｓｐｏｓｅ ｏｆ ｏｉｌ ｍｉｓｔ ｆｒｏｍ ｍｅｔａｌ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｌｕｉｄｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍｅｔａｌ ｗｏｒｋｉｎｇ ｆｌｕｉｄｓ；ｏｉｌ ｍｉｓｔ；ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｅｏｎｔｒｏｌ
力和高流速情况下与设备、工件及刀具等发生激烈的撞 击，形成细小的颗粒漂浮在Ｔ作环境中；金属加工液的蒸 发主要是由于在加工过程中，产生的大量热能传入液体 导致液体温度卜升，当其温度高于液体的饱和温度时，在 固一液接触面卜沸腾并产生蒸汽．蒸汽以空气中的小液滴
心凝结，在气体介质中形成均匀分散体系，即以气溶胶的 形式漂浮在丁作场所的空气中［３１。
发生蒸发现象，蒸汽以空气中的小液滴或其它粒子为核
为“油雾”。在这一过程中生成的雾滴的大小和数量足形 成油雾的关键变量。金属加Ｔ液在加工中形成油雾的过 程很复杂，在制造过程中涉及｝乍多变量。但足油雾的形成
主要有两大机理。即金属加工液的雾化和蒸发，金属加工 液的雾化主要是南于在加工过程中，金属加工液在高压
合适的油雾收集器。常见的油雾收集器类型有静电式收 集器、离心式收集器和过滤介质过滤器。
（１）静电式收集器以高压静电场吸附微尘，其缺点为公
认的低效率的油雾处理，并且难以消除烟气和有害气体。 （２）离心式油雾收集器对大颗粒油雾的收集有较
好的效果，但是对于小粒径的油雾过滤效果有限，所以
往往作为一级油雾过滤，处理一些大粒径颗粒，保护后
的电机就能满足要求，降低能耗同时过滤效果更加良好。
如图ｌ所 示，加工仓门未 改造前敞口面 积为０．３９ｍｚ，保 持负压所需的 风量计算为 ７０３．８ｍ３／１１，经过 改造加工仓门 敞口面积为 ０．２３ｍ２，保持负 压所需的风量为４１４ｍ３／ｈ。 ４．２调整加工液浓度试验分析 根据－］二艺调整加工中心使用的加工液浓度，调整加 工液的浓度下降ｌ％。图２为浓度调整前的ＣＢＭｌ与 ＣＢＭ２生产线油雾浓度情况。图３为调整加工液浓度后 的ＣＢＭ ｌ和ＣＢＭ２生产线油雾浓度情况。 从图２、图３的对比中可以看出，降低加工液的浓度， 有利于降低车间油雾浓度。
ｊ．，减少设备的敞开面积
在相同的条件下，金属加Ｔ液中的非挥发性油品
（如矿物质油）的成分和使用浓度一般与生成的气溶胶
的浓度及其粒径大小分布有密切关系，通常情况下低浓 度＝低油雾，油雾的递减顺序为：可溶性油一半合成产 品一微乳状液一易溶解的全合成产品。同时应选择使用 深度溶剂精制的基础油、深度加氢油或采用轻度溶剂精 制并经过轻度加氨处理的基础油，这类基础油的蒸发损 失较小．而且酯类油具有良好的摩擦特性江：，可以有效 降低油雾的浓度及危害性。在金属加工液使用中，还可 以逋过添加一些油雾抑制剂来降低油雾含量，抗油雾添 加剂通常是一些高分子聚合物，可与油雾颗粒形成足够 大、足够重的液滴，使之不易漂浮在空气中，达到减少油