正确合理地使用冷却液（二）

作者:xingyang                         时间：2010-12-02

轴承及轴承相关技术文章（轴承型号查询网提供） 关键字：轴承, 　　冷却液过滤器的选择　　冷却液过滤器对冷却液的性能发挥起着十分重要的作用。美国马斯达化工公司的产品应用经理Andy Nelson先生认为，过滤器应该使过滤后的冷却液中循环微粒不大于公差范围的10%。例如，公差范围是±0.13 mm，那么就选用能够可靠地去除大于0.0025 mm微粒的过滤器，以确保切屑遗留下来的擦痕或累积误差不影响公差要求。如果要求较高的表面光洁度，那么即使是很小的一点擦痕也会影响表面质量和测量值。而且时间一长，过滤器上也会发生微粒累积现象。因此，定期清除冷却液中累积的微粒是非常必要的，因为它们会使冷却液产生不必要的化学反应，进而影响表面光洁度。　　在磨削加工中，冷却液能很快地使砂轮湿润，砂轮变成了一个迅速移动的海绵体，将冷却液带到接触弧面处进行冷却和润滑。砂轮能够吸收的冷却液越多，那么冷却液降低寄生阻力的能力越强。沉积在砂轮上的残留物对砂轮的影响也很大，因此必须注意保持砂轮的标准尺寸，对砂轮进行正常的修整、清洁，清除沉积在砂轮上的微小颗粒。这些残留物一部分是混合硬水中所含的矿物质，另一部分则来自于残油。　　残留物中的阳离子，特别是镁离子和钙离子会与冷却液中的湿润剂起化学反应，产生一种柔软的油污残留物而粘附在砂轮表面上，降低了砂轮吸附冷却液的能力。此外，这一化学反应也会降低湿润剂在冷却液中的含量，从而影响其有效地湿润砂轮的能力。如果在冷却液中，加入“过量”的普通“主题”防泡沫剂，其中主要活性成分是不溶于水的“油状”物质(一般是一种或多种硅氧烷复合物乳剂)，那么也会发生类似的情况。在“使用很小粒度的硬质封闭式砂轮”时，往往在任何时候都可以发生这些问题。油雾的控制　　在金属加工厂油雾中允许的矿物油数量也许是可以改变的。美国政府工业卫生学者委员会(ACGIH)建议油雾极限是0.2 mg/m3。尽管ACGIH并不是一个管理机构，但美国职业安全和健康署(OSHA)还是接受了他们的建议。　　一旦这一新的限制生效以后，它必将会影响到设备制造商和最终用户，并需要对设备作大量的改进。这意味着可更多地使用合成液体，要求系统对油雾具有更好的控制功能。从理论上说，植物油将不包括在内，因此其使用量可能会有所增长。　　倾向于使用植物油加工的原因是因为石油的价格不断上涨，以及更大量地使用高压润滑油和通过刀具的润滑油。植物油具有更强的抗泡沫形成特性，还具有更强的抗微生物特性和更强的生物稳定性。　　高镁合金和低镁合金的使用量在不断增加，特别是在汽车工业，因为这种材料具有优良的强度与重量比。　　由于这一发展趋势而引进了其它相关的金属加工冷却液。镁是一种活性金属，与水接触能释放出氢气，这样就容易引起火灾或爆炸。因此，在镁合金加工中采用的冷却液要禁止发生这类反应，这应引起足够的重视。冷却液和磨削加工　　汽车制造商舍得花费上百万美元购置磨床，但是却舍不得在输送管和切削液上投资，这种现在磨削加工行业并不少见。　　在磨削加工中，冷却液起着一个特殊的作用，不但对产品的质量起着决定性作用，而且对加工费用也会有很大的影响。砂轮主轴电机所消耗的功率主要分布在砂轮驱动、磨削加工和冷却液传送等方面。磨削中工件所产生的热量必须立即冷却，防止局部温度过高和因进一步升温而造成的材料相位转变。相位转变往往会造成残余应力和白层的形成，降低材料的疲劳寿命，造成材料表面和次表面的裂纹。　　采用冷却和润滑液以及选用适当的工艺参数，可以使磨削表面产生的热量降低到最低程度，将所产生的大部分热量由砂轮、切屑和冷却液带走，从而达到生产工艺的冷却目的。　　冷却液的输送压力、流量、温度和流向等都对生产工艺的质量和经济性有很大影响。压力控制液体的流速，流量和温度控制液体的导热速度，流向可以使液体清除在砂轮周围运动的空气障碍。喷射的液体必须对准砂轮前的磨削区，为空气的流通打开一条通道。　　冷却液流量的大小取决于所使用的砂轮，而在磨削过程中消耗的主轴功率所产生的热量需要冷却。在许多情况下，花费在冷却液喷嘴和液泵/过滤设计上的时间往往接近于机床的运行时间。在其它情况下，机床制造商将可弯曲的塑料喷嘴或小直径弯曲金属管为基础，提供一种简单的喷嘴系统，尤其是对工具磨床和宇航产品的磨床而言。冷却液的喷射压力应与砂轮的转速相匹配，一般在0.4～0.2 kPa之间。而塑料喷嘴只能以低得多的压力运动或分流，开放式的小直径管子甚至会因喷射力的反作用力而向后退缩，因此不适于应用。与喷嘴有关的其它问题还包括高压射流裂散问题、出口前管内高压喘流问题、与砂轮的极度接近问题和以试凑法接近目标问题。　　对于连贯喷射的圆形喷嘴与高度可配置性相结合方式已经过广泛的试验。在最近进行的一项案例研究中，客户以矿物油作为冷却液对透平叶片的叶根形状进行磨削加工，结果发现具有如下优点：　　砂轮使用寿命提高一倍，砂轮在每次修整后，玻璃状CBN含量增加了25%；降低了推断力，加工精度进一步提高；消除了研磨烧伤和磨削裂纹；采用激光瞄准以后，设定速度加快；降低了液泵和冷却装置的能耗；喷嘴对不同加工零件的可调性程度提高。　　对于冷却液的应用应采取战略性措施，也就是说，只将冷却液用于需要的地方，应能有效地节约能源且经济实用。一种优秀的工程产品应具有各种程度的可调性，可降低设置时间。　　而且所选用的冷却液应能满足加工需要和成本及生产利益。直接的油类产品，如矿物油、合成油等一般具有较高的润滑性能，而水溶性乳剂型冷却液，如合成水溶性乳剂、半合成水溶性乳剂和油/水混合乳剂是最好的冷却液。

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