В последнее время в машиностроении все большее внимание уделяется разработке экологически безопасных ресурсосберегающих технологических процессов, в том числе и малоотходной технологии применения смазочно-охлаждающих технологических сред (СОТС) на операциях механической обработки заготовок.
В процессе эксплуатации СОТС ее первоначальные функциональные свойства постепенно утрачиваются и жидкость заменяют на новую, причем срок службы эмульсий обычно не превышает одного месяца.
Отработанные СОТС в большинстве случаев нейтрализуют и сливают, что экономически нецелесообразно и отрицательно влияет на экологию. В связи с возросшими требованиями к экологической безопасности, отработанные эмульсии целесообразно эффективно утилизировать. К тому же в них содержится до 50 г/л минерального масла, а с учетом того, что количество сбрасываемых СОТС в зависимости от типа предприятия колеблется от 1 до 300 м3/сут этот вопрос является и экономически целесообразным [1].
Поэтому на первый план выступают вопросы разработки малоотходной технологии применения СОТС при механической обработке, которая должна включать следующие технологические этапы: подготовку СОТС к эксплуатации; поддержание ее стабильного работоспособного состояния; регенерацию и утилизацию СОТС, исчерпавшей свой ресурс. Одновременно должен осуществляться непрерывный автоматический контроль изменяющихся параметров СОТС для своевременной корректировки состава СОТС или ее замены.
Предлагаемая система реализации экологически безопасной малоотходной технологии применения и переработки СОТС состоит из следующих подсистем: подсистемы приготовления СОТС, подсистемы эксплуатации СОТС (станки), подсистемы очистки от механических примесей, подсистемы регенерации и утилизации СОТС и подсистемы непрерывного контроля и управления параметрами СОТС.
Подсистема приготовления СОТС включает в себя этапы приготовления СОТС и подготовки ее к эксплуатации. Вода, используемая для приготовления СОТС (или разбавления концентрата) должна проходить фильтрацию промышленными фильтрами с целью ограничения содержания посторонних примесей. Установлено, что на ухудшение физико-химических параметров и технологических свойств СОТС влияют двух- и трехвалентные катионы металлов в воде, используемые как для приготовления СОТС, так и образующиеся в процессе эксплуатации CОТС при коррозии стружки, трубопроводов и оборудования (станков). Наличие катионов металлов изменяет физико-химические параметры СОТС: оптическую плотность, водородный показатель рН и электропроводность. Подсистема приготовления СОТС корректируют с помощью ЭВМ и оптико-электронных датчиков состав СОТС введением в нее необходимых присадок. Очистка системы применения СОТС, а также подготовка ее к работе осуществляется подсистемой приготовления СОТС, как после сброса из системы отработанной СОТС, так и с использованием этой системы в качестве объекта транспортировки компонентов для ее мойки и дезинфекции.
Подсистема очистки от механических примесей предназначена для очистки СОТС от механических примесей в процессе установленного срока использования СОТС до предельных значений потерь их функциональных свойств, т.е. возникновения необходимости в регенерации или утилизации.
Подсистема регенерации и утилизации СОТС предназначена для уменьшения потерь отработавших ресурс СОТС, снижения нагрузки на очистные сооружения за счет уменьшения количества сбрасываемых отходов в сточные воды. Для регенерации СОТС в качестве очистителей используются центрифуги, обеспечивающие степень очистки от 90 до 100%. При этом шлам или стружка сушатся, утилизируются или восстанавливаются в качестве оборотного продукта, если обрабатываемые материалы дефецитны и дорогостоящи. В случае, если эмульсионная фаза значительно истощена и непригодна для дальнейшего использования, ее следует отделить от водной фазы и утилизировать, а водную фазу - вернуть на повторное использование [2].
Подсистема контроля и управления на основе оптико-электронных датчиков необходима для непрерывного контроля параметров СОТС, изменяющихся в процессе эксплуатации, и влияющих на технологическую эффективность жидкости. Наиболее важными параметрами, на наш взгляд, являются: процентное содержание эмульсола (концентрата), устойчивость СОТС к внешним воздействиям без разрушения исходной структуры, содержание механических примесей в СОТС, оптическая плотность, коррозионная активность и степень биопоражения жидкости. Авторами разработаны оптико-электронные датчики для измерения указанных параметров. Измерительные комплексы на основе ПЭВМ и оптико-электронных устройств позволяют осуществлять автоматический контроль изменяющихся параметров СОТС. Для этого подсистема непрерывного контроля и управления для контроля и коррекции параметров СОТС на этапах приготовления, подготовки, стабилизации и регенерации должна быть достаточно чувствительной, обладать высоким быстродействием, обеспечивать количественную оценку контролируемого параметра, осуществлять мониторинг, а также использовать обратную связь для коррекции измеряемых параметров.
Разработка и применение эффективной малоотходной технологии применения СОТС на операциях механообработки для обеспечения высокой работоспособности и длительности срока службы СОТС, особенно в условиях гибких производственных систем, требует комплексного решения всех вопросов, связанных с эксплуатацией, регенерацией, утилизацией и контролем основных параметров СОТС, причем в систему контроля (управляющую ПЭВМ) должны быть заложены базы данных на режимы подготовки и эксплуатации СОТС, и в том числе, на диагностируемые параметры СОТС.
Создание таких систем позволяет существенно повысить эффективность эксплуатации оборудования металлообрабатывающих цехов, а также их технологические, экологические и экономические показатели, одновременно улучшив социальные условия труда ра- ботающих.
Список литературы
-
Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов. - М.: Стройиздат, 1990. - 347 с.
- Асцатуров Ю.Г., Ханжонков Ю.Б., Семенов В.В. Разработка экологически безопасной технологии применения и переработки смазочно-охлаждающих технологических сред // Экология и жизнь: сборник статей XIV Международной научно-практической конференции. - Пенза, 2008. - С. 208-210.
Библиографическая ссылка
Ханжонков Ю.Б., Асцатуров Ю.Г., Семенов В.В. ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 3. – С. 84-85;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=29817 (дата обращения: 23.11.2024).