CC BY
12
300
мг/л
200 100
0
(Ь 1 /
г\ Р * Y г 2
К L * V я Г~ г А
Рис. 8. Динамика изменения концентрации с механических примесей в очищенной СОЖ: 1,2- соответственно до и после внедрения установки «Вита-С»; А - долив СОЖ; □ - полный сброс СОЖ .
0
10 15 20 сутки 30
При этом экономическая эффективность составила 30 млн. руб. в год, а срок окупаемости KMC - 2 месяца.
Булыо)сёв Евгений Михайлович, кандидат технических наук доцент, генеральный конструктор ЗАО НПК «Волга-ЭКОПРОМ», окончил Ульянов ский политехнический институт. Руководит НИР и ОКР в области создании
. 'и
новой техники применения смазочно-охлаждающих технологически \ средств.
Афанасьев Владимир Петровичу начальник конструкторского бюро ЗАО НПК «Волга-ЭКОПРОМ», окончил Фрунзенский политехнический ин отиту т.
Трощий Анаида Рачиковна кандидат технических наук, доцент кафсО ры «Экономика и менеджмент» УлГГУ, окончила Ульяновский политехннч* ский институт.
УДК 621.9.079:621.892
Е. А. КАРЕВ, С. Ю. АБРАМОВ, Е. В. АНУФРИЕВА
•
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ УДАЛЕНИЯ ПОСТОРОННИ* МАСЕЛ С ПОВЕРХНОСТИ СОЖ С ПОМОЩЬЮ МАГНИТНЫХ БАРАБАНОВ
Предложены новые устройства для удаления посторонних масел с поверхности ( (Ш
помощью пустотелых барабанов с встроенными постоянными магнитами.
»
В процессе эксплуатации водных СОЖ на операциях мехайичесьпи >" работки заготовок в них попадают посторонние масла в результате у и-ч^и » станков. Они негативно влияют на технологические показатели ом. с«», (особенно при шлифовании) и способствуют интенсификации биопормаиММЩ
Вестник Ул1 I v I
жидкости, так как всплывают на поверхность баков-отстойников, образуя поверхностный слой, препятствующий доступу атмосферного воздуха. Как следствие, в СОЖ возникают благоприятные условия для развития анаэробных бактерий.
Известные устройства для удаления слоев масла с поверхности водной СОЖ либо малопроизводительны, либо вместе с маслом удаляют большое количество СОЖ. Авторами предложены новые устройства барабанного типа со встроенными постоянными магнитами. С целью оптимизации конструктивных и режимных параметров этих устройств проведены экспериментальные исследования. В качестве критериев эффективности использовали: объём постороннего масла в удаляемой водомасляной смеси Уму, мл; объём жидкости (водной фазы) в удаляемой водомасляной смеси Уув, мл; степень удаления масла из жидкости еМ9 подсчитываемая по формуле ^ = (Уму/Ум) -100 %, где Ум — объём масла в поверхностном слое в начальный момент, мл.
Лабораторная установка состоит из ёмкости 1 (рис. 1), в которую заливают воду или СОЖ 2 и масло 3, пустотелого герметичного барабана 4, привода вращения барабана (на рисунке не показан), скребка 5, мензурки 6 для накопления водомасляной смеси.
Установка работает следующим образом. В ёмкость 1 заливают 136 мл исследуемой жидкости 2 и 10 мл индустриального масла 3. После того как масло всплывет на поверхность СОЖ, включают привод 1 вращения барабана. К поверхности вращающегося барабана 4 прилипает масло с небольшой частью жидкости, которые
затем удаляют с его поверхности скребком 5, а водомасляную смесь сливают в тару 6, где она декантируется (отстаивается). После декантации определяют общее количество удалённой водомасляной смеси, масла и жидкости.
Конструкции барабанов (рис. 2) были разработаны исходя из предположения о влиянии внешних магнитных полей на эффективность удаления масла из технологических жидкостей (см., например, Классен В.И. Вода и магнит. М.: Наука, 1973. 107 е.).
На рис. 2, а представлен пустотелый герметичный барабан, а на рис. 2, б, в — барабаны с встроенными разнополюсными и однополюсными постоянными магнитами, разделёнными шайбой. Таким образом, моделировали организацию магнитных полей в осевом направлении. По схемам, показанным на рис. 2, г, д, создавали магнитные поля в осевом и окружном направлениях (при расчленении магнитов на две части). Наконец, на рис. 2, е
Рис.1. Схема лабораторной установки
Нес шик УлГТУ 1/2002
119
НЕ
м
\
ч ч ч ч
/УУУУУУУ,
УУУУУУУУ
N/8 Р7
--
/ у /у
У//////Л
УУУУУУУУ,
N э У/
I У/МШ
| N Э N Э
У
\
N $ N Э
УУУУУУУУ
\
В
г
Л-А
УУУУУУУУ
N Э а Э N
I
1
N
Б N
/
///////
/
I
1 У//////Л 1
I % N в N I-
— -- - -
1 N а N 8 1
т '///л У
Д е г , .
Рис.2. Схемы конструкций герметических барабанов без (а) и с встроенными постоянными
магнитами (б — е)
% *
изображена схема магнитного барабана с встроенными магнитами, разделёнными на четыре части.
На первом этапе экспериментальных исследований моделировали эффективность удаления индустриального масла, залитого в ёмкость с водой в количестве 10 мл, и замеряли объёмы удалённого масла при окружных скоростях барабана 1,4; 2,8; 4,2; 5,7 м/мин (при меньших окружных скоростях производительность удаления масла существенно снижается, а при больших — захватывается много водной фазы).
Как видно из таблицы 1, количество масла, удалённого с помощью барабанов, во всех случаях пропорционально длительности работы устройства, причём количество масла, удалённого в единицу времени, постепенно уменьшается.
I. Объёмы удалённых масла и воды, мл
Время удаления, мин Окружная скорость барабана V, м/мин
1 4 2,8 4,2 5,7
Уму, МЛ Уув, мл Уму, мл Уув, мл Уму, мл Уув, мл Уму, мл Уув, мл
Барабан без магнитов (по рис. 2, а)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 5 10 20 , 30 Итого 5,60 2,90 0,40 0,30 0,06 9,26 - 7,30 1,65 0,30 0,20 0,02 9,47 - 7,00 1,35 0,30 0,20 0,02 8,87 — 6,50 2,00 0,30 0,15 0,02 8,97 —0,15 0,43 0,58
Вестник УлГТУ 1/2002
t
Окончание табл. 1
1 2 3 4 5 6 / 8 9
Барабан с однополюсными магнитами (по рис. 2, в)
1 5,00 6,20 6,00 0,20 5,70 1,40
5 2,65 - 2,00 0,45 2,45 2,40 2,95 5,00
10 0,30 - 0,60 0,60 0,40 2,30 0,15 3,10
20 0,45 0,50 1,55 0,30 5,50 0,10 8,00
30 0,25 - 0,06 2,00 0,06 7,10 0,02 13,90
Итого 8,65 9,36 4,60 9,21 17,5 8,92 31,40
Барабан с разрезанными разнополюсными магнитами (по рис. 2, г)
1 3,60 6,00 0,20 6,00 3,20 5,80 5,60
5 4,90 0,50 3,60 4,00 3,15 16,6 2,80 19,45
10 0,65 0,80 0,20 6,80 0,05 11,2 0,05 15,40
20 0,40 0,70 0,04 15,30 0,02 16,9 0,04 28,80
30 0,15 1,30 0,02 4,90 0,02 14,6 0,02 27,30
Итого 9,70 3,30 9,86 31,20 0 9,24 .62,5 8,71 96,55
Барабан с разрезанными однополюсными магнитами (по рис. 2 , д)
1 4,45 - 5,10 5,60 -- 5,45 -
5 3,75 - 3,85 - 4,00 - 3,80 0,25
10 1,10 0,30 0,30 0,05 0,25 0,30
20 0,25 - 0,30 0,10 0,20 0,20 0,20 0,40
30 0,02 - 0,06 0,25 0,06 0,25 0,04 0,25
Итого 9,57 9,61 0,35 _' _ 10,16 0,50 9,74 1,20
Барабан с разрезанными на четыре части магнитами
(по рис. 2, е)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
1 4,70 4,50 - 4,40 3,90 •-
5 3,30 4,00 0,05 4,10 0,15 4,20 0,55
10 1,00 - 0,90 0,10 1,00 0,15 1,20 0,60
20 0,65 — 0,50 0,20 0,30 0,40 0,25 1,30
30 0,15 0,15 0,06 0,30 0,08 0,25 0,08 0,75
Итого 9,80 0,15 9,96 0,65 9,88 0,95 20,43 3,20
Самая высокая степень удаления масла пустотелым барабаном (по рис. 2, а) достигается при V = 2,8 м/мин (^ = 94,7 %). При дальнейшем увеличении окружной скорости количество удалённого масла (а, следовательно, степень удаления £м) не только снижаются, но и вместе с маслом барабан выносит и воду (особенно при скорости V = 5,65 м/мин по истечении 20 мин).
С целью эффективности удаления масла внутри пустотелого барабана разместили два магнита, расположив их разноименные полюса (М и S) па-встречу друг другу (магниты притягиваются) (рис. 2, б). При такой схеме расположения магнитов, начиная с окружной скорости 2,8 м/мип, вместе с маслом барабан выносит и большое (относительно) количество поды. При пам-
Вестник УлГТУ 1/2002
121
меньшей окружной скорости 1,4 м/мин барабан выносит только масло (см. табл.), хотя и в несколько меньшем количестве, чем пустотелый барабан, —
соответственно 8,91 и 9,26 мл за 30 минут.
При другой схеме расположения магнитов внутри пустотелого барабана (рис. 2, в), т. е. при использовании барабана с однополюсными магнитами (магниты отталкиваются друг от друга), максимальное удаление масла наблюдается также при окружной скорости барабана 2,8 м/мин (Ум = 9,36 мл, = 93,6 %) после тридцатиминутной работы устройства. Однако в удалённой водомасляной смеси содержится 4,6 мл воды (см. табл. 1).
С целью поиска наиболее рациональной схемы расположения магнитов в барабане разместили разрезанные пополам магниты разноимёнными полюсами навстречу друг другу (рис. 2, г). Этот барабан выносит 9,86 мл масла при окружной скорости V = 2,8 м/мин (¿гм = 98,6 %), что больше соответствующего показателя пустотелого барабана (см. табл.). Однако вместе с маслом этот барабан выносит 31,2 % воды, что, разумеется, абсолютно неприемлемо.
При расположении магнитов по рис. 2, д (все четыре части магнитов отталкиваются^ друг от друга) количество удалённого масла при V = 2,8 м/мин осталось практически неизменным (9,61 мл). Резко сократилось содержание
воды (до 0,35 мл, то есть до = 0,35 %).
При размещении в барабане четырёх магнитов по схеме рис. 2, е количество удалённого масла с поверхности воды возрастает до максимально зарегистрированного значения 9,96 мл (при этом V = 2,83 м/мин). Содержание воды в удалённом масле хотя и несколько увеличивается (до 0,65 мл), однако
находится в допустимых пределах.
На втором этапе экспериментальных исследований вместо воды использовали пятипроцентную водомасляную эмульсию «Автокат». При удалении масла с поверхности СОЖ выявлены аналогичные закономерности, поэтому результаты исследований в настоящей статье не приводятся. Попутно замечено, что магнитные силовые поля способствуют расслоению эмульсионной СОЖ «Автокат». Однако для окончательных выводов необходимы дальнейшие более детальные теоретико-экспериментальные исследования.
Карев Евгений Алексеевичу кандидат техническга наук, окончил Московское высшее техническое училище им. Н.Э. Баумана, и.о. профессора кафедры «Технология машиностроения» УлГТУ. Имеет статьи и монографии
по очистке СОЖ.
Абрамов Сергей Юрьевич, окончил УлГТУ, инженер АО «УАЗ».
Ануфриева Елена Владимировна, студентка машиностроительного
факультета УлГТУ.
122
Всстник УлГТУ 1/2002
И. ХРОНИКА УНИВЕРСИТЕТА. КОНФЕРЕНЦИИ. ЮБИЛЕИ
27-28 ноября 2001 г. состоялась третья Всероссийская научно-практическая конференция «Современные проблемы создания и эксплуатации радиотехнических систем». Ее главные организаторы -Ульяновский государственный технический университет и государственное унитарное предприятие «Ульяновский механический завод».
6-7 декабря 2001 г. в рамках Федеральной целевой программы «Государственная поддержка интеграции высшего образования и фундаментальной науки на 2001 год» состоялась VI региональная школа-семинар «Актуальные проблемы физической и функциональной электроники». Ее проводили совместно Ульяновский государственный технический университет и'Ульяновское отделение Инсти'гу-
та радиотехники и электроники РАН.
* * *
1 января 2002 г. исполнилось 50 лет Веткасову Николаю Ивановичу, кандидату технических наук (1984), доценту (1989), доценту кафедры «Технология машиностроения», действительному члену международной академии авторов научных открытий и изобретений (1998), члену диссертационного совета по техническим наукам УлГТУ. Награжден знаком «Изобретатель СССР». Окончил Ульяновский политехнический институт по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты»( 1974). Окончил докторантуру по специальности 05.02.08 «Технология машиностроения» (1999). Область научных интересов - технология машиностроения и, в частности, ресурсосберегающие технологии шлифования. Опубликовал более 140 научных работ. Является автором 46 изобретений.
30 декабря 2001 г. исполнилось 50 лет Калагину Евгению Коп стантиновичу, ведущему инженеру кафедры «Технология машиностроения». С момента окончания Ульяновского политехнического института (1984) и по сей день принимает активное участие в организации и проведении учебного процесса на кафедре, проводит совместно с магистрантами, аспирантами и докторантами научные исследования.
19 октября 2001 г. исполнилось 60 лет профессору кафедры «Прикладная математика и информатика» Валееву Султану Гнлим1й-
Вестник УлГТУ 1/2002 . м
