一種基于開放式潤(rùn)滑的潤(rùn)滑油回收系統(tǒng)

李 慶

(成都飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán))有限公司數(shù)控加工廠，四川成都 610091)

開放式潤(rùn)滑是指潤(rùn)滑油不通過回收直接排放的一種潤(rùn)滑方式。設(shè)備的潤(rùn)滑工作是設(shè)備維護(hù)工作中極其重要的組成部分和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。及時(shí)、正確、合理地潤(rùn)滑設(shè)備，才能有效減小摩擦阻力，降低零部件的磨損量，延長(zhǎng)設(shè)備的精度壽命，從而確保設(shè)備安全、可靠、高效運(yùn)轉(zhuǎn)［1］。潤(rùn)滑系統(tǒng)是向機(jī)械設(shè)備或設(shè)備組的摩擦點(diǎn)供送潤(rùn)滑劑的系統(tǒng)，包括用以輸送、分配、調(diào)節(jié)、冷卻和凈化潤(rùn)滑劑以及指示、報(bào)警和監(jiān)控潤(rùn)滑劑壓力、流量和溫度等參數(shù)的整套裝置［2］。

1 現(xiàn)代數(shù)控設(shè)備潤(rùn)滑系統(tǒng)的現(xiàn)狀

機(jī)械潤(rùn)滑系統(tǒng)中一般的潤(rùn)滑方式有油壺油杯潤(rùn)滑、飛濺潤(rùn)滑、油霧潤(rùn)滑、集中潤(rùn)滑和壓力循環(huán)潤(rùn)滑［3］。本文主要介紹用于導(dǎo)軌潤(rùn)滑的集中潤(rùn)滑方式的潤(rùn)滑系統(tǒng)。

1.1 數(shù)控設(shè)備導(dǎo)軌潤(rùn)滑系統(tǒng)簡(jiǎn)介

數(shù)控設(shè)備導(dǎo)軌潤(rùn)滑一般采取集中潤(rùn)滑方式，包含以下幾種部件:

(1)油箱:對(duì)潤(rùn)滑油起儲(chǔ)存、散熱和分離油中含的空氣和雜質(zhì)等作用。油箱內(nèi)壁不可用普通的油漆，防止被溶化后污染潤(rùn)滑油，還可涂耐油涂料。

(2)油泵:一般的有齒輪泵、螺桿泵.滑片泵、柱塞泵和離心泵等，要按潤(rùn)滑系統(tǒng)所需的壓力、流量、潤(rùn)滑油的性質(zhì)和工作溫度的變化因素選擇。

(3)油管:分吸油管、送油管和回油管等，各個(gè)油管的使用要求各有不同，分別按照潤(rùn)滑油的流量和流速大小確定油管尺寸。

(4)過濾裝置:過濾器有多種材料制成，如棉布、毛氈、金屬網(wǎng)、帶孔金屬薄片、粉末冶金材料或紙質(zhì)的過濾芯等制成。過濾的粗、中、精等級(jí)按這些材料構(gòu)成的網(wǎng)孔大小區(qū)別。同時(shí)，還有永磁式過濾器，它利用永久磁鐵吸附鐵屑，并用一些凝膠物質(zhì)起過濾作用。

(5)控制和報(bào)警裝置:為保證系統(tǒng)的正常工作，要配置恰當(dāng)?shù)目刂坪椭甘狙b置，有時(shí)還要加裝自動(dòng)報(bào)警裝置。

1.2 油耗情況

以一臺(tái)三主軸五坐標(biāo)龍門數(shù)控銑床為例，該機(jī)床X向雙導(dǎo)軌長(zhǎng)度為27 000 mm，Y向?qū)к夐L(zhǎng)度為7 000 mm，Z向雙導(dǎo)軌長(zhǎng)度為4 000 mm，A/B軸采用齒輪傳動(dòng)，均采用開放式定時(shí)潤(rùn)滑。該機(jī)床使用的潤(rùn)滑油為殼牌S2M68，每月使用量為32 L，以每升44元計(jì)算，約計(jì)每月潤(rùn)滑油損耗價(jià)值為1 300元。

另外一臺(tái)五坐標(biāo)臥式加工中心X向?qū)к夐L(zhǎng)3 500 mm，Y向?qū)к夐L(zhǎng)2 500 mm，Z向?qū)к夐L(zhǎng)650 mm，A/C軸采用齒輪傳動(dòng)，均采用開放式定時(shí)潤(rùn)滑，該機(jī)床使用潤(rùn)滑油牌號(hào)為美孚威達(dá)NO3，每月用油12 L，每升25元，約計(jì)每月該機(jī)床潤(rùn)滑油損耗價(jià)值為300元。

1.3 廢油泄漏及污染分析

在液壓和潤(rùn)滑系統(tǒng)中對(duì)于油液清潔度的要求是至關(guān)重要的，實(shí)踐證明［4］，在一個(gè)系統(tǒng)中如果能正確地選擇和布置污染控制裝置以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)清潔度，可以消除80%的液壓系統(tǒng)失效的根源。油潤(rùn)滑的主要形式為邊界潤(rùn)滑，摩擦表面形成了邊界膜，即形成了鋼一邊界膜一鋼潤(rùn)滑系統(tǒng)［5］，減少了鋼與鋼之間的直接接觸，其摩擦因數(shù)較小。

廢潤(rùn)滑油中含有的各種雜質(zhì)和變質(zhì)產(chǎn)物尤其是金屬磨屑、塵土、剝落物等粒徑較大的固體顆粒對(duì)潤(rùn)滑膜造成了破壞，廢油的排放需要經(jīng)過專業(yè)回收，如果排放到地面或冷卻液中，會(huì)導(dǎo)致更大的機(jī)床損害。

2 一種可循環(huán)使用的潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)

由于數(shù)控設(shè)備導(dǎo)軌潤(rùn)滑無回收系統(tǒng)，潤(rùn)滑的油流入冷卻液中，或滲入地下，以及電氣開關(guān)處，導(dǎo)致諸多污染及設(shè)備故障。設(shè)計(jì)一種可循環(huán)使用的潤(rùn)滑系統(tǒng)有利于減少設(shè)備故障，減少污染及節(jié)約成本等。

2.1 潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)

通過對(duì)開放式潤(rùn)滑系統(tǒng)的導(dǎo)軌加裝接油盤，對(duì)導(dǎo)軌上的潤(rùn)滑油進(jìn)行回收，如圖1所示，然后進(jìn)行多次過濾處理后將其抽回導(dǎo)軌潤(rùn)滑油箱中，從而達(dá)到廢棄潤(rùn)滑油循環(huán)使用的目的。

廢棄潤(rùn)滑油從導(dǎo)軌上滴入接油盤(如圖1、2)中收集起來，經(jīng)過濾網(wǎng)初級(jí)過濾，潤(rùn)滑油中殘存的大顆粒雜質(zhì)被去除之后流入回收油箱，然后通過一個(gè)油泵將該箱中的油液抽往潤(rùn)滑油箱，該油泵電動(dòng)機(jī)選型為交流110 V、泵出口流量180 cm3/min、出口壓力為1.1～1.4 MPa，在泵入口端采用一個(gè)過濾精度為90 μm的過濾器對(duì)回收油箱中的潤(rùn)滑油進(jìn)行二次過濾，在管路出口端則用了一個(gè)過濾精度為25 μm的過濾器進(jìn)行三次過濾。壓力檢測(cè)開關(guān)調(diào)定檢測(cè)壓力為1.6 MPa，防止因三級(jí)過濾器堵塞引起管路中油壓變大。

整套系統(tǒng)采用銅管連接。由于濾網(wǎng)過濾精度不高，只能濾掉油液中較大顆粒的雜質(zhì)，使得接油盤流入回收油箱的潤(rùn)滑油中雜質(zhì)較多，為了確保管路不會(huì)被雜質(zhì)堆積堵塞，故接油盤與回收油箱間采用管徑為φ16 mm油管，其余管路管徑為φ8 mm。閥門為手動(dòng)開關(guān)，防止回收油箱的油因液位過高而溢出。

2.2 電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)該機(jī)構(gòu)的自動(dòng)控制，需要進(jìn)行電氣邏輯上的相關(guān)設(shè)計(jì)，液位檢測(cè)開關(guān)、壓力檢測(cè)開關(guān)這些元器件則作為數(shù)字信號(hào)采集的工具，設(shè)定其檢測(cè)信號(hào)如圖3所示。圖中SL1、SL2、SL3表示液位檢測(cè)開關(guān)，其中SL1為常閉觸點(diǎn)，SL2、SL3為常開觸點(diǎn)，SP1表示壓力檢測(cè)開關(guān)，為常開觸點(diǎn)，I45.0為回收油箱低液位信號(hào)檢測(cè)，I45.1為回收油箱高液位信號(hào)檢測(cè)，I45.2為潤(rùn)滑油箱的高液位檢測(cè)，I45.3為管路壓力信號(hào)檢測(cè)，這4個(gè)檢測(cè)信號(hào)均為輸入信號(hào)，回收油箱中電動(dòng)機(jī)的輸出點(diǎn)為Q50.0。

當(dāng)回收油箱中液位不在低液位且潤(rùn)滑油箱中油位不在高液位時(shí)，回抽油泵電動(dòng)機(jī)正常工作，如圖4。

當(dāng)回收油箱中液位處于低液位或潤(rùn)滑油箱中油位處于高液位時(shí)，回抽油泵電動(dòng)機(jī)停止工作，如圖5。

當(dāng)回收油箱與潤(rùn)滑油箱液位都在高液位時(shí)，回抽油泵電動(dòng)機(jī)停止工作，并產(chǎn)生報(bào)警，提示需要手動(dòng)清理回收油箱中的潤(rùn)滑油，如圖6。

當(dāng)三級(jí)過濾器堵塞時(shí)，壓力檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到管路內(nèi)油壓過高，會(huì)產(chǎn)生報(bào)警，提示需要清潔該過濾器，同時(shí)油泵電動(dòng)機(jī)停止工作，如圖7。

3 可循環(huán)式潤(rùn)滑系統(tǒng)的使用

以一臺(tái)三主軸龍門數(shù)控銑床為例，該機(jī)床每月使用導(dǎo)軌潤(rùn)滑油量為16 L，安裝回收油裝置后，可以節(jié)約1/5的油量。其次，在日常使用中，過量的潤(rùn)滑油溢出，會(huì)流入冷卻液中，導(dǎo)致冷卻液變質(zhì)，深度的冷卻液變質(zhì)可能腐蝕零件。另外潤(rùn)滑油流到機(jī)床表面或地面，會(huì)導(dǎo)致地面污染，也可能導(dǎo)致人員行走時(shí)滑倒，回收系統(tǒng)減少污染帶來的零件腐蝕及安全事故。其次潤(rùn)滑油流入機(jī)床電氣檢測(cè)開關(guān)處，與空氣灰塵形成油泥，容易導(dǎo)致機(jī)床報(bào)警或故障，回收系統(tǒng)也能有效地減小由于該類事故引起的設(shè)備故障。該機(jī)構(gòu)容易維護(hù)，只需定期對(duì)濾網(wǎng)和二級(jí)過濾器進(jìn)行清洗/更換，三級(jí)過濾器的清潔可根據(jù)機(jī)床產(chǎn)生的報(bào)警提示來按要求進(jìn)行完成，拆卸/安裝方便。

4 結(jié)語(yǔ)

該潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、實(shí)用，能達(dá)到節(jié)約潤(rùn)滑油的目的，通過回收的潤(rùn)滑油能夠達(dá)到機(jī)床導(dǎo)軌潤(rùn)滑使用要求，可以降低設(shè)備故障，減少冷卻液變質(zhì)，防止地面污染等作用。

［1］楊繼生.淺談企業(yè)機(jī)械加工設(shè)備的潤(rùn)滑及維修管理［J］.機(jī)械管理開發(fā)，2012(2).

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［4］邱裕.工業(yè)液壓潤(rùn)滑系統(tǒng)的污染根源與控制［J］.液壓與氣動(dòng)，2006(10).

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