CNC加工油雾烟气处理

CNC加工油雾烟气处理

杨中武

苏州兆和空气系统股份有限公司上海分公司

摘要：简单分析了CNC加工油雾烟气在危害人体健康、提高安全事故发生几率、影响机器设备使用与寿命、破坏环境等危害，并围绕优化CNC加工中心设计、配置油雾过滤装置、引入应用智能化油雾净化装备等方面，对相应的油雾烟气处理办法进行了探讨。

关键词：CNC加工；油雾烟气；油雾过滤

CNC加工指计算机数字化控制加工，其主要是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制。CNC加工主要通过数控装置、可编程控制器、主轴驱动器、进给装置等实现，能实现高速化、高精度化、高可靠性、多功能、复合式、智能化的数控机床加工。CNC加工中心运行过程中会产生大量油雾废气，如果不能对这些油雾废气进行有效处理，会造成严重危害。

一、CNC加工油雾烟气的危害

CNC（数控机床）是计算机数字控制机床（Computernumericalcontrol）的简称，是一种由程序控制的自动化机床。CNC加工中心运行过程中，工件会经历刀具磨铣切加工、油冷却退火、回火及淬火、热处理等工艺，此过程中会产生大量油雾烟气。油雾烟气的主要成分是油品与高温条件下分解与碳化所形成的细小粉尘以及有机废气。油雾烟气具有不小的危害，广泛体现于以下几方面。其一，危害人体健康。油雾烟气本身属于细小粉尘以及有机废气，其容易吸附在人体皮肤上，也可能通过人体的呼吸系统进行人体内，进而对人的身体健康造成影响。如果CNC加工中心的工作人员长期处于油雾烟气环境中，那么其肺部、咽喉、皮肤与眼睛等都可能受到伤害，导致其产生职业病。另外大量油雾烟气充斥在车间中会导致车间环境变差，不利于工作人员维持良好心情，还可能影响工作人员的视力，进而会影响工作效率。其二，安全事故发生几率上升。大量油雾烟气产生后，其中的细小粉尘与有机废气均可能附着在地板上，进而导致地板变滑，更易出现人员摔伤以及撞倒机械设备的情况，进而引发安全事故。与此同时，大量油雾烟气在车间中弥漫，会导致火灾隐患加大，稍不注意就可能造成严重的火灾事故。其三，影响机器设备使用和寿命。CNC加工过程中产生的油雾烟气会吸附在机床以及其他机器设备上，甚至会进入机器设备的内部，并对机器设备的运行造成影响。在油雾烟气的影响下，机器设备轻则出现能耗增加、使用寿命缩短的问题，重则导致电子设备元部件失灵乃至设备损坏，甚至可能引发各种安全事故。其四，破坏环境。CNC加工中心产生的油雾烟气如果直接排放到室外，会对生态环境造成严重破坏，同时也会导致可净化回收的机床切削液被浪费。

二、CNC加工的油雾烟气处理办法

CNC加工中心是一种加工功能强大的数控机床，在数控加工中占据了重要地位，因为加工中心不仅可用来加工工件的平面、内外轮廓、孔、攻螺纹等工序，而且也可通过两轴联动、三轴或多轴联动来加工空间曲面零件。

（一）优化CNC加工中心设计

为了确保CNC加工的油雾烟气得到有效处理，有必要对CNC加工中心设计与建设方案进行优化。首先，加强软接风管和CNC加工中心连接处的设计优化。该连接处作为CNC加工中心的油雾烟气排出的重要连接位置，务必要确保其不漏油、不渗油，否则可能出现油雾烟气渗漏而造成巨大危害的情况。实践中一般应设计专用联结法兰，严格按照相应的施工规范进行施工与安装，施工结束后需进行渗漏检查。其次，优化PP风管设计。PP风管具有高强度、耐腐蚀、低噪音、节能环保、使用寿命长、安装方便、维护简单等优点，是十分适合用于CNC加工中心的管道。设计CNC加工中心通风系统时应全部选用PP材质的风管，并且管道应当设计一定的倾斜度以及在管道最低处设置漏油阀门，这样能在保障管道系统不漏油的同时对油雾烟气通过通风管道后留下的废油进行排出与回收。最后，优化配套设施设计。CNC加工中心需配置各种配套设施，设计时应进行合理设计。在CNC机台支管装配可调节风阀，能对管道吸口风速进行有效控制。根据CNC中心设备安装以及工艺流程情况，合理设计离心风机、预处理设备、油雾净化器等的防水设施，以免油雾烟气等进入这些设备中影响设备正常使用和安全运行。

（二）配置油雾过滤装置

配置油雾过滤装置是对CNC加工油雾烟气进行有效处理的关键。目前CNC加工中心的油雾过滤装置主要有三种配置策略，分别是单机配置、单元小集中配置和集中配置。其中单机配置策略指在每台机器上配置一个专用的油雾收集器，从而实现对油雾烟气的充分收集；单元小集中配置则是将3~5个加工中心通过软管进行集中收集与处理；集中收集配置则是通过多条软管将加工中心与外部主机进行连接并实现油雾烟气的集中化处理。就目前来看，集中收集配置是通用性最强的油雾过滤装置配置模式，能兼顾成本与效果。CNC加工中心的集中化油雾过滤装置通常由两部分组成，其一为大功率的集成排放设备，其二为油雾分离器。其中集成排放设备的作用在于通过管道和集成排放设备对油雾烟气进行集中处理，而油雾分离器则能对油雾烟气进行抽离过滤。油雾分离器有多种类型，包括离心式、抽风式等。其中离心式即将加工设备被中油雾烟气吸入到净化器中，通过离心装置将油雾颗粒去除，然后再通过滤棉、滤芯进行二次过滤；至于抽风式则是通过风刀模组与过滤模组对油雾烟气进行处理，依靠气源带动风刀旋转并将过滤模组上滤芯吸附饱和的液态油液吹落。

（三）引入应用智能化油雾净化设备

进入新时期，物联网技术、人工智能技术等在CNC加工中心中的应用能推动油雾烟气处理的智能化发展。在条件允许的情况下，应当在CNC加工中心配备智能化油雾净化设备，通过荷电、沉降以及自动清洗等实现对油雾烟气的有效处理。智能油雾净化设备实际上就是通过静电力将颗粒物与气流进行分离，然后分别对颗粒物与气流进行处理。其中荷电流程指通过设备的放电极和地极之间的高电压放电并将空气电离，从而形成空间电荷，而油雾烟气通过空间电场后其中的颗粒物会带电。沉降阶段则是指油雾烟气经过匀强电场时，其中的带电颗粒物会受到库仑力作用并朝着集尘极运动，并在到达集尘极后释放电荷，颗粒物则会沉积于集尘极表面。自动清洗阶段则是通过监测设备对吸附极板表面上的油污沉积情况进行监测，并在油污沉积达到一定厚度后自动进行清洗和吹干。为了保障油污净化的质量与效果，智能化油雾净化设备会对油雾烟气进行预处理与二次过滤，其中净化整流室可通过重力惯性对油雾烟气进行简单的预处理，而后置滤网则可对经过极板吸附后的空气进行再次过滤。与传统油雾烟气处理设备相比，智能油雾净化设备具有双电源电压、全开关、陶瓷绝缘体、航空铝吸附极板、等电位连接、火警监测、自动监测与清洗、风阻小、无需专业人员操作等优势，应用性极广，能适应和满足各种CNC加工需求。

结语：

综上可知，提高油雾烟气处理水平是CNC加工工艺发展的重点，其直接关系到生产质量和安全，也会影响工作人员的身体健康。企业应当对CNC加工油雾烟气处理加以重视，投入足够的资金支持相应的处理系统建设与优化，规范油雾烟气处理流程与标准，积极引入新技术、新工艺推动处理水平提升。

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