Стружкодробление и удаление отходов производства

Стружкодробление иудаление отходов

производства

При обработке резанием большинства труднообрабатываемых материалов и прежде всего жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов образуется сливная стружка. Наматываясь на вращающиеся и поступательно движущиеся узлы станков и инструментов, попадая в зазоры, она препятствует работе как автоматизированного, так и универсального оборудования и является причиной преждевременного износа и аварий станков и приспособлений. Будучи нагретой до высокой температуры, она представляет опасность для рабочего и является причиной травм. Помимо этого, сливная стружка загромождает цеховое пространство и создает большие трудности при последующей транспортировке и переработке.

Стабильность удаления стружки со станка обеспечивается двумя способами: дробление стружки непосредственно в зоне резания и удаление стружки из рабочего пространства.

Способы дробления стружки

Форма стружки удобная для удаления из рабочей зоны технологического оборудования в настоящее время является важнейшей характеристикой процесса резания. Особенно остро вопрос дробления стружки возник в связи с внедрением в производство малолюдных технологических процессов на автоматических линиях, автоматах и ГПС, что вызвало необходимость создания простых и вместе с тем надежных средств дробления или завивания стружки .

В настоящее время металлообрабатывающая промышленность располагает различными средствами воздействия на форму и размеры стружки, которые базируются на кинематическом (прерывистом) и некинематическом (непрерывном) методах. Некинематический метод дробления стружки основан на создании условий, обеспечивающих изменение механических свойств и возникновение дополнительных местных напряжений в сечении стружки при неизмененных кинематических параметрах процесса резания. Некинематический метод включает в себя способы, оказывающие механическое и физическое воздействие на процесс стружкообразования. Кроме того, дробление стружки может достигаться путем подбора соответствующих режимов резания, создания специальных марок сталей и сплавов для заготовок и разработки технологических режимов их термической обработки.

К механическим способам дробления стружки следует отнести:

- специальные типы заточек передней грани режущего инструмента, такие как выкружки, порожки, круглые, секторные и продольные лунки, отрицательные фаски на главной и вспомогательной режущих кромках, которые обеспечивают необходимый характер завивания стружки, и принудительное направление ее на обрабатываемую поверхность заготовки .

- различные типы стружкозавивающих и стружколомающих устройств, являющихся препятствием на пути движения сходящей стружки, вызывая ее дополнительную деформацию и снижение пластических свойств;

- опережающую пластическую деформацию обрабатываемой поверхности, получаемую за счет нанесения прямозубой, винтовой или косозубой накаткой рисок, ослабляющих сечение стружки и являющихся концентраторами напряжений;

- предварительную подготовку обрабатываемой поверхности заготовки путем нанесения стружкоразделительной канавки или локального физического воздействия (высоко или низкотемпературного, а также деформационного воздействий) .

К способам физического воздействия на процесс резания, обеспечивающим дробление стружки, относятся электроискровой разряд, следующий за основной механической обработкой и создающий интенсивное тепловое воздействие, разрушающее стружку; предварительный периодический подогрев зоны резания с нанесением стружкоразделительных канавок кратковременным импульсом тока плазматрона; электродуговое распределение стружки, подаваемой в ориентированном состоянии в зону термического влияния дуги.

Более надежное и эффективное дробление стружки при возможных изменениях режимов резания и механических свойств обрабатываемого материала в процессе обработки высокопрочных, жаропрочных материалов и пластичных сплавов возможно только кинематическими способами, когда создаются колебательные движения инструмента или заготовки в направлении подачи .

Система стружкоудаления

При наличии мелкодробленой стружки процесс ее удаления из рабочего пространства не вызывает затруднений и конструктивно решен в виде применяющихся с успехом на многих станках и автоматических линиях шнековых устройств. Комплексную механизацию уборки и переработки стружки осуществляют в следующей последовательности: сначала стружку удаляют из зоны резания станков, затем транспортируют линейным транспортером до магистрального и перемещают на участки переработки. Все транспортные средства в механическом цехе расположены обычно ниже уровня пола. Если необходима гибкость в переоборудовании производства, то нет необходимости в создании капитальных транспортеров для перемещения стружки. Стружку из поддона станка собирают в специальную тару, а затем, используя транспортные средства, вывозят ее в зону брикетирования. Известны два способа брикетирования стружки – холодное брикетирование на гидропрессах и горячее под молотом. В целях упрощения транспортировки переработку стружки рационально вести в непосредственной близости от места ее образования. Поэтому применение горячего брикетирования менее рационально, прежде всего, из-за возникновения в механических цехах ударных воздействий.

Количество стружки зависит от типа металлорежущего оборудования (табл. 1), припусков на обработку заготовки, вида применяемого инструмента. Различают стружку в виде мелкой крошки, кусочков, высечки, колечек, жгутика, мелкого, среднего и крупного вьюна, саблевидную.

Данные по видам стружки в зависимости от материала заготовки и металлорежущего оборудования приведены в табл. 2. Применяемость конвейеров в зависимости от группы стружки приведена в табл. 3. Технические характеристики серийных конвейеров приведены в табл. 4 - 6.

Выбор схемы транспортирования стружки в ГПС зависит от общей системы стружкоудаления в цехе. При отсутствии общей системы стружкоудаления необходимо руководствоваться следующим:

- для систем, расположенных на площади 300…500 м², с количеством стружки до 300 кг/ч целесообразно устанавливать линейные конвейеры для линии станков, а в конце линии – емкости для сбора стружки;

Таблица 1

Количество стружки в зависимости от типа

металлорежущего станка

Таблица 2

Характеристика стружки в зависимости от материала

и типа металлорежущих станков

Таблица 3

Тип конвейеров в зависимости от группы стружки

Таблица 4

Основные технические характеристики пластинчатых

конвейеров с настилом «закрытый шарнир» для

транспортирования стружки

Таблица 5

Основные технические характеристики винтовых

конвейеров для транспортирования стружки

Таблица 6

Основные технические характеристики скребковых

конвейеров для транспортирования стружки

- для систем с площадью 2000…3000 м² и количеством стружки 300…600 кг/ч необходимо применять транспортные системы со специальной тарой, установленной в конце систем.

Стружкоуборочные конвейеры можно монтировать под полом в каналах, перекрытых бетонными плитами или металлическими решетками, а также на полу на специальных металлоконструкциях. На рис. 50 и 51 приводятся скребковые и шнековые конвейеры для транспортирования и удаления стружки из производственной зоны.

Каналы для шнековых, пластинчатых или скребковых транспортных конвейеров перекрываются съемными плитами, загрузочные отверстия – решетками с ячейками 25 х 25 мм для чугунной стружки и откидными люками для стальной.

В местах с высоким уровнем грунтовых вод необходимо предусмотреть гидроизоляцию подземной части каналов и туннелей. Пол туннелей, основание и стенки каналов должны быть защищены гидроизоляцией, исключающей возможность проникновения в бетон СОЖ, попадающей вместе со стружкой.

Для транспортирования эмульсированной стружки основание каналов должно быть спрофилировано с уклоном не менее 2 % в сторону стока эмульсии.

Линейные стружкоуборочные конвейеры следует располагать в непроходных каналах, которые рекомендуется гидроизолировать облицовкой листовой сталью толщиной 4…6 мм.