轴承清洗流水线清洗液循环系统改造设计

2016-09-07陈立创柳州职业技术学院广西柳州545006

山东工业技术 2016年14期

陈立创（柳州职业技术学院，广西柳州 545006）

轴承清洗流水线清洗液循环系统改造设计

陈立创
（柳州职业技术学院，广西柳州 545006）

为了解决轴承清洗流水线的清洗液采用蒸汽加热存在的温控差、易蒸发及能耗大等弊端，对清洗液循环系统进行优化改造，加装电加热系统，改进清洗液循环形式。应用效果表明，采用电热系统后，清洗液在保温、控温及过滤等能力明显增强，清洗液的使用周期也大大延长。

轴承清洗；清洗液；电热系统；铁路货车

在铁路货车再制造过程中，利用轴承清洗流水线对轴承进行拆解和重新装配。在流水线的脱脂和精洗两个工位，需要分别接入加热的清洗液对零部件进行高压冲洗，溶解并带走油脂。清洗液是一种加注了清洁剂的混合液体，在清洗轴承过程中是循环利用的。某工厂使用的货车轴承清洗流水线原来配套的清洗液为蒸汽加热方式。蒸汽加热的优点是热源接入迅速、液体温升快；缺点是需要配备热水锅炉，液体温度可控性差、能源利用率低，大量蒸汽气泡随液流进入水泵造成冲击与气蚀降低了水泵使用寿命，水汽翻腾带走大量液体也会加速清洗液的损耗。为了解决蒸汽加热的弊端，决定改为电加热，并对清洗液循环系统做优化改造。

1　设计思路

在脱脂工序，用加热的清洗液对加热的轴承进行灌洗，冲流出轴承内部的润滑脂及杂质，杂质经沉淀流入集污器，固态油脂经浮游进入集油器。而在精洗工序，用加热的清洗液对分解的零件进行浸洗和高压冲洗，进一步溶解润滑脂、清洗零件表面。两处工作的清洗液最终流回到液水箱循环再使用。

采用电加热方式首先要解决清洗液中的溶脂及污垢、污泥等杂质沉积粘附在加热管表面造成局部过热导致电热丝烧损或管子破裂。所以，需要对清洗液循环方式进行改造。基本思路是：针对脱脂和精洗分别设置了两套独立的清洗液循环、加热系统，增强清洗液循环系统的过滤能力。清洗液在液箱内加热后经水泵加压进入管道，输送给冲洗装置，冲洗后依次回流到一级沉淀池和二级过滤池，分离杂质、清除浮油，再回到液箱中。

2　主要结构

2.1水泵

采用自吸式污水泵。为了保证使用性能，根据供水压力和流量要求，脱脂和精洗工位分别选用不同功率有水泵。

2.2加热箱

箱体分为箱体和盖板，采用不锈钢制造，箱壁为夹层结构，内、外层之间填充聚氨酯硬泡，以达到保温目的。箱体设置有回流口、输液口、溢流口、排液口及注液口。排液口设置在底部，便于排放污液、污泥及杂质。溢流口和注液口布置在正常液面以上。回流口布置在液面之上并接近液面，利用回流清洗液在液体表面散射形成紊流，产生泡沫，使油脂与水分离后飘浮在液面。输液口布置在距离箱体底部约400mm高度位置，与回流口斜对角分布。液体内部使用三个隔板围成“之”字形结构，这样可以使得自流回来的清洗液到达输液口有较长的流动距离和足够时间分离气泡，沉淀杂质，吸收热能，也使得液体的交替使用合理有序。

2.3电热管

电热管由不锈钢管外壳、电阻丝和绝缘填充体、堵头等组成，均匀分布安装在箱体内两侧壁上，发热部分完全没入液体。它采用L形结构，使靠近侧壁及底部的液体都能受热。功率由加热的液体额定时间内交换能量来确定。根据能量守衡关系，电热管功率

式中 P—电热管功率，kW

k—功率利用系数，考虑到流体能量损失，一般取1.1～1.3

t—热交换额定时间，s

Q=cm（T2-T1），为液体交换热量，kJ

式中 c—液体比热容，kJ/（kg·℃），见表1

m—液体质量，kg

T1—热交换前液体温度，℃

T2—热交换后液体温度，℃

表1　液体介质比热容 kJ/（kg·℃）

由于清洗液中溶解了油脂，按照水包油乳化液的比热容计算。

2.4过滤沉淀池

设置两级过滤沉淀池，目的是为了进一步沉降和过滤清洗液在回程中带入的杂质和油脂，避免造成油脂状胶合物粘附在电热管外表面造成散热不均，影响使用寿命。沉淀池中设置有隔板和滤网，能使浮油和油脂从水中分离出来飘溢出过滤池，同时沉降油泥和杂质。

2.5输液管道

清洗液在管道内流动可以分为两部分。一是从水泵出口输送到冲洗装置，管道内液体压力大约为0.5MPa～0.7MPa；清洗液自冲洗装置流经收集器后再回到液水箱，水管内液体为自重回流常态，管道内液体的流速小于从水泵出来时的流速。因此，回水管的管径必须比输水管的管径大，一般取D回水=（2～2.5）D输水。回流管道尽可能少设弯路，并且距离尽可能短，以利于液流顺畅，回流及时。为了增强保温效果，输液管道外表面包裹聚氨酯硬泡。