Общие положения теории проектирования пылеотсасывающих устройств

Пневматическая система непрерывного удаления пыли и стружки от 

режущих инструментов состоит из следующих основных элементов:

- специальных пылестружкоприемников;

- транспортной сети;

- стружкоотделителя;

- пылеотделителя (фильтра);

- побудителя тяги воздуха.

Эффективность пневматической системы, разрабатываемой для конкретных условий обработки хрупких материалов, обеспечивается при условии учета ряда положений. Следует учитывать:

- характер и интенсивность пылеобразования;

- закономерности формообразования и направления движения потока стружек и пылевых частиц;

- физико-механические и аэродинамические особенности элементной стружки;

- особенности отдельных элементов системы и их расчет во взаимосвязи со всей системой.

На интенсивность пылеобразования при обработке хрупких материалов резанием оказывает влияние физико-механические свойства обрабатываемого материала и режимы резания.

С увеличением скорости и глубины резания увеличивается кол-во пыли (по массе), отделяющейся от обрабатываемого изделия. Особенно большая запыленность при точении, фрезеровании серого чугуна и ряда неметаллических материалов. Зона максимальной запыленности при обработке хрупких материалов определяется характером обработки, геометрическими параметрами инструмента и режимами резания.

Закономерности формообразования и направления потока стружек и пылевых частиц.    

При точении, фрезеровании и сверлении от обрабатываемого изделия отделяется поток стружек и пылевых частиц, имеющих сложную геометрическую форму, меняющуюся с изменением условий резания.

При сверлении поток элементных стружек имеет воронкообразную, колоколообразную или более сложную форму в зависимости, главным образом от направления подачи сверла.

Пылестружкоприемники являются начальным элементом пневматической системы, они должны обеспечить наиболее полное улавливание стружек и пылевых частиц непосредственно в зоне резания. Это достигается не только соответствующей конструкцией приемника, расположенного вблизи режущего инструмента, но и рациональным взаимодействием воздушных потоков и потока стружек и пыли вблизи его всасывающего отверстия. При проектировании пылестружкоприемников необходимо учитывать форму, направление и кинетическую энергию потока стружек и пылевых частиц, образующихся в заданных условиях резания, а также форму, размер и массу элементной стружки. Входное отверстие пылестружкоприемника следует располагать встречно к направлению потока стружки и пылевых частиц. Геометрическая форма входного отверстия пылестружкоприемника предпочтительно прямоугольная, приближающаяся к квадрату. Для сверления целесообразно, применение щелевых приемников с входным отверстием для стружки.          

Транспортная сеть предназначается для перемещения стружек и пыли из пылестружкоприемников в стружкоделитель и фильтр. От правильного устройства и расчета трубопроводной сети в значительной степени зависят эффективность удаления стружки и пыли, экономичность и надежность работы всей пневматической системы. 

Различают простую (одноветьевую) транспортную сеть, применяемую для индивидуальных установок, и сложную (многоветьевую) – для установок, обслуживающих группу станков. Степень сосредоточенности станков, на которых обрабатываются материалы одной марки, в большинстве случаев является решающим фактором при выборе типа пневматической системы – индивидуальной или групповой. Индивидуальными пневматическими системами удаления стружки и пыли от режущих инструментов целесообразно оборудовать не только одиночные станки, но и автоматические линии, если участки с большим пылестружкоотделением расположены на значительном расстоянии друг от друга. В ряде случаев целесообразно сочетание пневматической системы удаления стружки и пыли с механическими, вибрационными транспортерами, а также с пневмотранспортной системой, работающей на сжатие. При этом начальным звеном должна быть пневматическая система, работающая на всасывание.

Стружкоделитель предусматривается для отделения стружек и крупных частиц пыли от транспортирующего их воздуха и выдачи в стружкосборник или на транспортер для дальнейшего перемещения к месту сбора. В качестве стружкоделителей для сухих сыпучих стружек, образующихся при обработке хрупких материалов, применяются обычно различного типа циклоны и стружкоосадочные камеры.

Пылеотделители (фильтры) предназначаются для задержания мелких пылевых частиц. Тип пылеотделителя выбирается главным образом в зависимости от диспетчерского состава и предельно допустимого содержания данной пыли в воздухе рабочих помещений после очистки фильтром. В связи с этим в качестве пылеотделителей могут применяться как сухие фильтры, так и мокрые, а также электрофильтры.

Побудитель тяги предназначается для создания в пылестружкоприемниках и в транспортной сети соответствующих скоростей воздуха при заданной производительности, способствующих максимального улавливанию стружки и пылевых частиц приемниками и обеспечивающих устойчивое их транспортирование по трубопроводам. Для пневматической системы удаления стружек и пыли, образующихся при обработке хрупких материалов, обычно в качестве побудителя воздуха применяются центробежные вентиляторы среднего и высокого давления и вакуум- насосы.

Скорость воздушного потока, необходимая для непрерывного удаления стружки из пылестружкоприемников и устойчивого перемещения её по трубопроводом, может быть определена по скорости витания стружки, т.е. по средней скорости восходящего воздушного потока в вертикальном трубопроводе, при которой элементная стружка находится во взвешенном состоянии.