一種機(jī)床快速清洗機(jī)的特點、應(yīng)用及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

徐賀 徐立黎

廣州市方川潤滑科技有限公司

本文介紹了自主研發(fā)設(shè)計的一種機(jī)床快速清洗機(jī)的性能特點及應(yīng)用情況，并對研發(fā)產(chǎn)品與傳統(tǒng)機(jī)床清洗設(shè)備在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)劣進(jìn)行了分析比較。

2016年11月7日最高人民法院審判委員會第1698次會議、2016年12月8日最高人民檢察院第十二屆檢察委員會第58次會議通過《關(guān)于辦理環(huán)境污染刑事案件適用法律若干問題的解釋》[1]，自2017年1月1日起施行，已明確將環(huán)境污染上升為刑事責(zé)任。

面對國家的嚴(yán)厲監(jiān)管，沒有哪個企業(yè)敢觸碰這個底線。新的法律法規(guī)的執(zhí)行將會改變以前的監(jiān)管模式。環(huán)保意識將會隨著新的法律法規(guī)的推行而逐步加強(qiáng)。

由于環(huán)保原因，金屬加工液的處置越來越引起人們的重視。處理廢金屬加工液時，需要遵守當(dāng)?shù)仃P(guān)于廢液處理的管理條例。對于企業(yè)和操作人員而言，為了降低金屬加工液處理費用，除了強(qiáng)調(diào)應(yīng)選擇最好的金屬加工液之外，還可以努力改進(jìn)供液方法，優(yōu)化供液參數(shù)和加強(qiáng)使用管理，以延長切削液的使用壽命，或?qū)⑹褂眠^的金屬加工液進(jìn)行廢液處理或者廢油再生，以達(dá)到降低廢液處理量和循環(huán)利用的目的[2，3]。

在機(jī)械加工過程中廣泛使用的切削液通常含有礦物油、動植物油、表面活性劑、極壓添加劑、防霉殺菌劑、各種金屬離子和懸浮物等。使用后的切削液廢液若直接排放，對水資源和土壤有嚴(yán)重的危害。在大力開發(fā)對生態(tài)環(huán)境和人類健康副作用小、加工性能優(yōu)越、對人和環(huán)境完全無害的綠色切削液的同時，發(fā)展研究推廣切削液廢液處理的新技術(shù)是現(xiàn)代乃至未來的一個重要課題。然而，在當(dāng)前的技術(shù)條件下，切削液廢液的處理過程仍較為繁瑣，且成本很高，在市場競爭異常激烈且與環(huán)保有關(guān)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)日益苛刻的今天，人們在使用切削液的同時也伴隨著環(huán)境問題的發(fā)生。因此，迫切需要一種適合當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀的處理手段來解決這些問題。

當(dāng)人們花費大量人力、物力研究切削液廢液的處理方式時，筆者及所在技術(shù)團(tuán)隊研究設(shè)計了一種機(jī)床快速清洗機(jī)，用于維護(hù)并提高切削液的使用壽命，大大減少廢液的排放，治水于源頭，防范于未然。目前，研發(fā)的產(chǎn)品已成功應(yīng)用于國內(nèi)多家大型機(jī)械加工企業(yè)。

本文介紹了自主研發(fā)設(shè)計的機(jī)床快速清洗機(jī)的開發(fā)應(yīng)用情況，并進(jìn)行了相應(yīng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。

機(jī)床清洗設(shè)備的使用現(xiàn)狀

長期以來，機(jī)械加工企業(yè)都是采用人工清洗的方法（圖1），效率低、清洗質(zhì)量差且影響工人情緒。雖然國內(nèi)外一些企業(yè)或團(tuán)隊對機(jī)床清洗設(shè)備進(jìn)行了研究設(shè)計，但無論從清洗效果還是經(jīng)濟(jì)效益角度看，尚未能實現(xiàn)規(guī)模化的市場應(yīng)用。究其原因，主要在于所研發(fā)的機(jī)床清洗設(shè)備在使用過程中容易出現(xiàn)加工廢屑的堵塞故障，同時售價較為昂貴，不能滿足企業(yè)的成本控制要求，特別是小型機(jī)械加工廠的要求。進(jìn)口、國產(chǎn)機(jī)床清洗設(shè)備及本文自主研發(fā)的機(jī)床清洗設(shè)備的對比見表1。

機(jī)床快速清洗機(jī)的開發(fā)及應(yīng)用

機(jī)床快速清洗機(jī)簡介

圖1 人工清洗機(jī)床冷卻液槽

表1 進(jìn)口、國產(chǎn)機(jī)床清洗設(shè)備及自主研發(fā)的集裝快速清洗機(jī)的對比

圖2 機(jī)床快速清洗機(jī)外觀

研發(fā)設(shè)計的機(jī)床快速清洗機(jī)（見圖2）采用負(fù)壓吸附和高壓噴射清洗方式。該設(shè)備為簡易型、循環(huán)型、多工位清洗機(jī)，主要由機(jī)殼、輸送管道、儲存箱、吸附系統(tǒng)、噴水清洗系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)組成，適用于金屬加工所用各種類型機(jī)床的快速清洗、在線維護(hù)。目前，該清洗機(jī)已成功申請到知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)[4]。

機(jī)床快速清洗機(jī)的工作原理

清洗機(jī)床

利用220 V電壓啟動高壓噴射清洗槍（圖3）， 通過旋轉(zhuǎn)清洗槍噴頭，選擇合適的噴水形式，將機(jī)床工作臺面、角落、管路、冷卻液槽等黏附的各種雜質(zhì)、污垢清洗去除。機(jī)床清洗前后效果對比見圖4。

清液、清渣

利用380 V超高電壓啟動清洗機(jī)，由渦輪機(jī)產(chǎn)生極大的吸附力，通過直徑為50 mm的大管徑管道將機(jī)床內(nèi)清洗后的廢液、廢渣快速吸入到清洗機(jī)的儲存箱中，待儲存箱存滿至液位報警器報警后，將清洗機(jī)進(jìn)口端管道拆除，連接上快速過濾器，將清洗機(jī)內(nèi)廢渣、廢液分離，廢渣可交由材料商回爐再生利用，廢液可通過三級隔油池處理至達(dá)到排放指標(biāo)，將達(dá)標(biāo)的廢水排入工業(yè)排污管道，從而實現(xiàn)機(jī)床的清液、清渣（圖5）。機(jī)器配備的大管徑管道基本可以應(yīng)對各種加工產(chǎn)生的各種切屑的吸附，對于清除部分細(xì)長的廢屑造成的機(jī)器堵塞，清洗機(jī)配備了螺旋式的閥門，亦可快速排除堵塞故障。油箱清洗前后效果對比見圖6。

機(jī)床快速清洗機(jī)的性能參數(shù)

機(jī)床快速清洗機(jī)的主要設(shè)計參數(shù)見表2。

機(jī)床快速清洗機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

市面常見機(jī)床清洗設(shè)備存在的問題分析

◇故障率大。市面常見機(jī)床清洗設(shè)備管道口徑小，由于廢渣的吸入，容易造成管路的堵塞。

◇適用范圍窄。市面常見清洗設(shè)備只適合于清除機(jī)床廢液，對于廢渣尚無法做到有效的清除，且不具備在線過濾功能。

圖3 高壓噴槍清洗機(jī)床

圖4 機(jī)床清洗前后效果對比

圖5 機(jī)床快速清洗機(jī)清除廢液、廢渣

◇作業(yè)范圍小。市面常見清洗設(shè)備吸附力小，使得單機(jī)定點作業(yè)輻射范圍小。

◇價格高。進(jìn)口品牌設(shè)備的價格是所研發(fā)的機(jī)床快速清洗機(jī)的4～5倍。

機(jī)床快速清洗機(jī)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析

◇清洗效率高。相較于人工清洗，人力清洗1臺加工中心需2人，耗時3 h以上；使用機(jī)床快速清洗機(jī)只需1人，耗時30 min。

◇降低其他成本。經(jīng)過機(jī)床快速清洗機(jī)對切削液循環(huán)過濾，以及對機(jī)床各種污垢雜質(zhì)的定期清理，可大大延長切削液的使用壽命，減少20%～50%的切削液使用量，減少切削液廢液排放帶來的處理費用。

◇操作簡單、容易上手。機(jī)床快速清洗機(jī)采用吸附、排空共用同一管道，全機(jī)只有2個按鈕，3個閥門控制，對于初學(xué)者，只需簡單培訓(xùn)即可掌握操作指南。

◇適用范圍廣。機(jī)床快速清洗機(jī)采用渦輪增壓，配備清洗噴槍，可實現(xiàn)對機(jī)床內(nèi)部各位置的有效清洗；同時配備了大管徑管道，可實現(xiàn)對機(jī)床各種切屑的有效清除。

◇作業(yè)范圍大。由于機(jī)床快速清洗機(jī)采用渦輪機(jī)作業(yè)，可產(chǎn)生相較于普通電機(jī)數(shù)倍的吸附力，使得同樣功率下較普通電機(jī)有更大的作業(yè)半徑。

圖6 切削液槽清洗前后對比

表2 機(jī)床快速清洗機(jī)的設(shè)計參數(shù)

◇故障率低且易排除。機(jī)床快速清洗機(jī)最容易發(fā)生的故障是排污口的堵塞。由于機(jī)床快速清洗機(jī)采用螺旋式的閥門排污口，使得萬一發(fā)生堵塞，亦可快速清除堵屑，使機(jī)床快速清洗機(jī)恢復(fù)正常作業(yè)。

◇清洗效果好。機(jī)床快速清洗機(jī)不僅可清除廢液，還可以清除黏附或結(jié)塊的廢渣，可實現(xiàn)對機(jī)床各種污垢、雜質(zhì)等的清除，最大限度地將機(jī)床清洗干凈。

結(jié)束語

隨著國家對環(huán)保要求越來越嚴(yán)格、對勞動者保護(hù)越來越重視以及違規(guī)的處罰力度越來越大，金屬加工企業(yè)面臨的競爭和挑戰(zhàn)也越來越大。在機(jī)械加工的過程中，相關(guān)企業(yè)不應(yīng)只在乎眼前的、可視的利益，而應(yīng)注重企業(yè)的長遠(yuǎn)利益和隱性利益，以實現(xiàn)企業(yè)的價值最大化，健康穩(wěn)步地跟上社會發(fā)展的步伐。隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)保法律法規(guī)的加嚴(yán)和實施效果不斷強(qiáng)化，機(jī)床快速清洗機(jī)必將具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

[1]“兩高”發(fā)布辦理環(huán)境污染刑事案件司法解釋[EB/OL].2016-12-26..http://mt.sohu.com/20161226/n476968639.shtml.

[2]潘傳藝，張晨輝.金屬加工潤滑技術(shù)的應(yīng)用與管理 [M].北京：中國石化出版社，2010：251.

[3]王先會.金屬加工油劑應(yīng)用技術(shù)[M].北京：中國石化出版社，2005：121.

[4]徐立黎.一種清潔機(jī)：中國，ZL 2012 2 0538655.0[P].2013-04-24.