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激光粒度仪对油雾粒径的检测

浏览次数: 日期:2016年2月26日 15:07

一、金属切削液油雾的产生及存在形式

在车、铣、钻、磨等金属加工过程中,由于金属切削液的使用,会在空气中形成大量的油雾颗粒。为了有效地润滑、冷却和清洗,金属切削液在使用过程中要经历泵循环、喷射与高速旋转的刀具或工件激烈撞击和高温蒸发等过程,这就决定了其油雾产生的原因非常复杂,机械、物理和化学的因素互相交织,共同作用。但是,并非所有因素都对油雾的产生具有决定性影响,加工过程中金属切削液油雾的形成主要可以归因于两种机理,雾化和蒸发:雾化是机械能转化为液滴表面能的过程,主要是由于液体对机床系统内的固定及旋转单元的激烈冲击 ,被其打碎 ,形成细小液滴漂浮在工作环境中;蒸发的发生是由于切削区产生大量的热,这些热量传人切削液使它的温度明显高于饱和温度,在固 一液接触面上就发生沸腾并产生蒸汽。这些蒸汽随后以周围空气中的小液滴或其它粒子为核心凝结,形成油雾

金属切削过程可以产生以下三类油雾:(1)由喷射冲击产生的干净油雾,不含固体粉尘   (2)因加热或高速切削的高温导致蒸发或灼烧而产生的烟雾; (3)磨削时金属切削液喷射产生 的含磨削粉尘的油雾。油雾产生的方式不同,其颗粒直径范围也有较大区别。一般情况下,机械雾化过程产生的油雾主要以液滴形态存在,液滴直径范围较宽,通常为2~10 um。蒸发产生的油蒸汽在冷凝过程中也会形成直径非常细小的冷凝悬浮体,粒径通常为2 um以下。研究表明,车间里大气中油雾粒径的最大分布区为1 um,对磨床周围油雾粒径的测试结果表明95%的液滴直径小于3um。润滑剂的大量蒸发使加工车间空气中的总烃含量比油雾测试值大得多,但是医学研究证明,油蒸汽和大颗粒液滴对人体肺部的危害相对较小。以油蒸汽形态存在的油雾被吸入肺部又被呼出,它们并不会被肺泡捕获,而大颗粒的油滴无法通过鼻子和支气管进入肺部。只有以液滴形式存在,且直径小于5 um的油雾颗粒才能顺利到达肺泡,并在肺部沉淀,从而造成对人体的危害。可见,不同油雾粒径,对人体的危害也是不同的。

二、金属切削液油雾的危害性及防治

金属切削液油雾的存在使得火灾隐患在有油雾的地板上滑倒的可能性增加,如雾的空气排出车间,还会对环境造成污染属切削液油雾最大的危害还在于它对接触响。工人长期暴露在金属切削液油雾中会统疾病 、过敏性皮肤病和恶性肿瘤等疾病显增高 ,并且可能造成遗传性影响。金属切削液成分复杂,其中的添加剂和污染物都可能作为刺激因素诱发突发性哮喘,恶化原有哮喘的病情 ,或引起无哮喘病人的气道不适。在四类金属切削液中,可溶性油和纯油与哮喘相关。纯油、可溶性油和合成油这三类 已被确认由于吸人过程会引起工人的气道功能紊乱和呼吸道疾病。即使油雾浓度仅为041055mgm ,工人长期接触这种油雾仍会导致慢性支气管炎、胸部不适和气道刺激等。早期并没有对暴露在金属切削液油雾中的工人进行过敏性肺炎方面的研究 ,然而,由于近年患过敏性肺炎的工人数量的激增,长期接触油雾会导致肺炎这一事实得到了研究和证实 。关于金属切削液油雾对工人肺功能的影响方面的研究资料还比较匮乏。其原因之一是能够被观察到的肺功能下降大多都是不可恢复的,此外还由于肺功能下降与所接触的油雾的量有关,是一个长期积累的结果。但是以动物为试验对象的研究结果表明,狗接触 5100mgm 油雾 12个月以上 ,会 出现含脂肪的肺泡和巨噬细胞脂肪性肉芽肿,并且呼吸组织出现形态改变的特征。

为了降低金属加工车间大气中的油雾含量,许多工厂都采用机械降雾的方法,如安装排风泵、油雾净化装置或在机床周围设置防护罩,防溅挡板等措施。这些方法施工方便,效果明显,因此被广泛使用。一项对车间油雾的监测结果表明,好的排雾系统全面启动时,可将油雾量降至原来的25%。

金属加工润滑剂油雾对人体的危害已引起人们的广泛关注,除了在全国推广使用低油雾金属加工润滑剂产品和安装高效油雾收集净化装置,对油雾颗粒粒径的检测,也显得越来越重要。

三、油雾润滑技术

为了改善炼油企业机泵的滚动轴承的润滑问题,国内外开始使用油雾润滑技术。滚动轴承的润滑一般采用润滑脂,但高速轴承产生的大量热使润滑稠度降低,轴承得不到充分润滑,特别是重载荷还能引起轴承烧损,而稀油润滑,必须采用昂贵的循环系统,否则其后果与润滑脂一样。如采用油池润滑,润滑效果不好且正常磨损的杂质长期存在润滑油中破坏润滑效果,为改善这种局面人们开始采用油雾润滑。

油雾润滑技术是利用压缩风的能量,将液态的润滑油雾化成1um-3um的小颗粒,悬浮在压缩风中形成一种混合 体(油雾),在自身的压力能下,经过传输管线,输送到各个需要的部位,提供润滑的一种新的润滑方式。

油雾润滑技术优点

1、润滑效能高,新鲜油雾润滑能随压缩空气弥散到所需要得润滑摩擦部位,获得良好而均匀的润滑效果

2、压缩空气比热小、流速高,很容易带走摩擦所产生的热量

3、大幅度降低了润滑油的耗油量

4、较稀油循化润滑系统结构简单轻巧,占地面积小,动力消耗低,维护管理方便,自动化控制程度高,成本低。

5、由于油雾具有一定的压力,因此可以起良好的密封作用,避免了外界的杂质、水分等侵入摩擦副。

6、使用范围广,目前,油雾润滑已经在压延设备及冶金机械上得到使用。如:铝箔轧机、带钢轧机、回转窑、球磨机、石油、造纸、纤维机械、 链条运送机、振动机、鼓风机、选矿机、粉碎机、高速纺锭等各种机械。

由于油雾润滑的独特优势,在冶金设备上,越来越受到广泛应用,随着油雾润滑技术的广泛应用,需将润滑油雾化到成为一定粒径的油雾,对于油雾颗粒粒径的检测也越来越重要。

四、油雾粒径的检测

     对于油雾粒径的检测,越来越流行的使用激光粒度分析仪。山东大学能源与动力工程学院与济南微纳合作,使用济南微纳Winner319喷雾激光粒度仪,检测油雾颗粒粒径,进行试验研究。

山大能源与动力工程学院的主干专业是山大建立较早的专业,五十多年来,经过一代又一代教职工的不懈努力和辛勤耕耘,该学院为我国能源工业培养了大量高级专门人才,为国家的经济发展做出了重要贡献。

Winner319分体式喷雾激光粒度仪,是专门针对雾滴粒度测定而设计开发的激光粒度仪。本款仪器采用夫琅禾费衍射原理和典型的平行光路设计,配合高性能大功率激光源,满足了雾滴测试的需要,测试范围1-500um,最大可到2000um,可根据用户需要适当调整测试范围,完全满足对雾滴测试的要求。

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该资讯的关键词为:激光粒度仪,油雾 

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