在高速磨削過程中,油霧的生成主要通過離心和凝結兩種機制。離心模式下,油霧液滴直徑為1至10微米,與主軸轉速正相關;凝結模式下,液滴粒徑為0.1至1微米,受油品揮發性和閃點影響。油霧的生成還受油液粘度、表面張力及流量等因素影響。油霧對人體健康有害,因其顆粒細小,難以清除且易深入肺部。不同油品產生的油霧特性各異,低粘度油更易形成離心氣溶膠,而高質量基礎油產生的冷凝氣溶膠較少。磨削周期初期油霧產生最多,流量增加通常會增加油霧量,但高流量可能減少冷凝氣溶膠。為減少油霧,應根據主要生成機制選擇合適的磨削油,并考慮使用油霧抑制劑或優化油品特性。
1. 高速磨削中油霧的成因探析
在高速磨削過程中,油霧的生成源自兩大機制:一是通過旋轉砂輪的離心作用,油液被甩出形成氣溶膠,稱為離心模式;二是磨削產生的高溫促使油品蒸發后迅速冷凝,形成微小液滴,此即凝結模式。拓牌全合成磨削液生產廠家
2. 兩種機制下油霧顆粒特性的對比
離心模式下,油霧氣溶膠的液滴直徑普遍分布在1至10微米之間,中位粒徑約為4微米,且其生成量與主軸轉速正相關。而在凝結模式下,由于高溫蒸發后冷凝,產生的氣溶膠液滴粒徑極小,介于0.1至1微米之間,峰值粒徑約為0.2微米。
3. 油霧產生的多因素考量
油霧的生成受多種因素影響。離心氣溶膠的形成與油液的粘度和表面張力緊密相關;而冷凝氣溶膠則更多地取決于油品的諾亞克法(Noack)揮發性及閃點。此外,流量也是關鍵因素之一,高流量通常促進離心氣溶膠的生成,卻可能減少冷凝氣溶膠的數量。
4. 油霧的潛在危害
細小的氣溶膠顆粒在空氣中滯留時間長,難以被集霧器有效清除,一旦吸入,易深入肺部,對人體健康構成威脅。
5. 油品種類與油霧特性的差異
不同油品在磨削過程中產生的油霧特性各異。離心氣溶膠往往多于冷凝氣溶膠,尤其是低粘度的油(如植物油)更易形成離心氣溶膠。非植物油的總氣溶膠和PM10則與表面張力相關,低表面張力的油更易于霧化。磨削顆粒物的生成與油的Noack揮發性正相關,與閃點負相關,這解釋了冷凝氣溶膠的成因。值得注意的是,高離心氣溶膠產生的油品不必然伴隨高冷凝氣溶膠的生成,且高質量基礎油因揮發性低,產生的冷凝氣溶膠相對較少。拓牌全合成磨削液生產廠家
6. 磨削周期對油霧生成的影響
磨削周期初期是熱量和油霧產生的高峰期。盡管進給速度對油霧生成的影響不顯著,但長時間、低進給的周期相較于短時間、高進給的周期,會產生更多的油霧。
7. 流量變化對油霧生成的作用
實驗表明,無論是空轉還是磨削測試,油液流量的增加均會導致霧量的增加。然而,在磨削過程中,高流量可能因增強的冷卻效果而減少冷凝氣溶膠的生成。
8. 優化磨削油選擇以減少油霧的策略
為有效降低油霧,需根據加工過程中的主要油霧生成機制(離心或凝結)來選擇合適的磨削油。若離心氣溶膠為主,應選用粘度和表面張力較高的油品,并控制流量在較低水平,同時可考慮使用油霧抑制劑。若冷凝氣溶膠占據主導,則應優先考慮閃點高、Noack揮發性低且流速適宜的油品,以強化冷卻效果,減少油霧生成。拓牌全合成磨削液生產廠家