磨削机床自动灭火装置研制.pdf

解决方寨 工艺／ 工装／ 搬具／ 诌断， 趋舅 ， 维信 ， 改造 E日娶蜀 匹霜 磨削 机床自 动灭火装置研制 樊利军 ， 李超宁 ‘ 。 张宗勤 ， 郭召 陕西秦J I 【 机械发展股份有 限公司 ， 陕西 宝鸡 7 2 1 0 0 9 2四川威龙消 防设备 有限公司 ， 成都 6 1 1 7 3 1 摘要 介绍了使用油基冷却液机床容易出现意外着火的原因， 以及机床自动灭火装置研制方案中分析、 选择过程。试 验 表明 ， 磨削机床 二氧 化碳 自动灭火装置满足使用要 求 ， 达到 了设计预期 的效果 。 关键词 磨削机床； 灭火装置 闪爆 红外火焰温度探测器 中图分类号 T G 5 0 2 ． 3 5 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 2 2 3 3 3 2 0 1 4 0 7 0 2 8 9 0 2 De v e l o pme n t o f Au t o ma t i c Fi r e Ex t i n g u i s h i n g De v i c e f o r Gr i n d i n g M a c hi n e F A N i i j u n ‘， LI C h a o n i n g ‘ ， Z HANG Z o n g q i n ， GUO Z h a o ’ I S h a a f i x i Qi m h u a n Ma t h i n e r y D e v e l o 1 me n t C o ． ． I ,t d ． ． B a o j i 7 2 1 0 0 9 ． C h i n a ； 2 ．S k 。 h u a n We i h mg F i r e | i g h t i n g E qu i l n l l e n t Co ． ， 1 , t d． ， Ch e n g d u 6 I 1 7 3 1 ，Ch i n a Ab s t r a c t rr u a t l s e o f a t． i d e n t f i l’P o n t h e ma c I1 i n e u s i n g o i l b a s e c o o l i n g l i q u i d a n t 1 a u t o ma t i c f i r e e x t i n g u i s h i n g d e v i t f fl , I ’ l h e ma c h i n e w a s d P s r i b e d i n t h i s p a p e ’ ． Ke y wo r d sg r ‘i n d i r l g ma c h i n e “ f i l ’e e x t i n g u i s h i n g d e v i c e ； fl a s h e x p l o s i o n ； i n fi ’a l ’e d fla me t e mp e r a t u r e d e t e c t e r 0引 言 随符数 磨削机床制造技术快速发展 ，机床 自动化 度不断提高， 机床磨削效率和磨削精度得到很大提高 ．． 考虑机J 术麽削过程磨削液冷却 、 润 滑及防护功能等综合 豢， 许多机床 削冷却液普遍采用油性冷却液。 在机床 l 作过 l f 1 ， I N 砂轮高速旋转 ， 砂轮线速度达到 5 0m ／ s ， e ， 瞎 削液喷射到高速旋转砂轮 寸 会产生大 k lS it l 雾 ， 允满祭个 r - fi I x _ 。 另外高效磨削时会产生大量的 席削火花 ．冈此 机『 术 个磨削区充斥大量油雾和磨削 火花扔； 资料介绍 ． 一般油雾浓度往 0 ． 6 ％～ 6 ． 5 ％时 ， 一旦 遇 到火 就会J - ， f J 爆 ，引起磨削液燃烧 ，引发机床着 火． 造成很大的发 敝． 一 般情况下高效磨削机J 未磨削时冷却流量很大 ， 磨 削火花 也大， 机床磨削 域 油雾浓度都在 7 0 ％以上 ， 远远 人于汕雾 爆浓度范 而在远离磨削区域 ， 靠近油雾处 邢器 的吸雾装 附近f } f{ 雾浓度会很低 ，很容 易处于油雾 『 人 J 爆浓度范R 爿 ， 是一般机床磨削火花飞溅范围有限 ， 不 会 溅到这 个 域 ， 此机床 常 l I 作时是很安全的。 在 磨削区f I I 脱不安 令 素主蛰有以下一些情况 1 机床磨 削过 中的冷却液意外断流 ，造成磨削区油雾浓度迅速 下降到『 人 】 爆 临 点 ； 2 磨削时为保证磨削量均匀 ， 在没有 打 开磨削冷却液时⋯现火花 ，因为砂轮中残存磨削液被 』 t i 来 ， 形成的j I I { 雾浓 度很容易达 到闪爆 临界点 ； 3 工件 毛坯余 吐误差火 ， 造成磨削时局部火花太大， 火花飞溅到 ； lf I 雾浓度较低 的油雾处理器 域 ； 4 机床磨削过程 中的 违 规操作 比如侄正常磨削过程中关闭冷却液看磨削火 花； 在微 修 I 件精 度时不开冷却液磨削等 ， 这时磨 削 I 油雾浓度也会接近f 】 爆临 界点 ， 再碰到磨削火花 ， 就很 基金项 目 国家科技重 大专项 2 0 1 3 Z X 0 4 0 0 1 0 5 1 容易产生『 人 J 爆 ， 引起磨 削液燃烧 ， 引发机床着火 ， 造成很 大的安全事故 。 这样不仅对机床造成很大损害 ， 而且对机 床操作者安伞构成很大威胁。因此要求机床没计人员研 究如何避免此类安全事敞发生 。 机床闪爆 引发磨削液燃烧 ， 预防很重要， 但是一 日 I 发 生意外， 如何最短时间灭火 ， 减少损失 常重婴 。一般情 况下 ， 闪爆引发磨削液燃烧 ， 如果能够在很短时问迅速灭 火 ， 对机床造成损失很 小 ， 如果 灭火不及时 ， 引发大 的燃 烧 ， 造成机床报废 ， 还会造成厂房 、 人身等损 伤， 因此 ， 研 究磨削机床 自动灭火装置 ，在机床发生意外着火时 ， 及 时 、 安全地灭火 ， 保护机 床和操作者安全 ， 对机床安全使 用非常重要 。 1 自动灭火装置方案 ， ． ， 3种 自动灭火方案分析 通过市场调研 ， 与闫内消防器材厂合作 。 制 订了 3种 自动灭火技术方案。 1 细水雾 自动灭火方案。这种灭火装置在储油行业 应用较多 ， 需要在机床内部安装一套水管系统 线性火灾 检测源 。当机床内部温度高于设定着火检测温度， 线性 火灾检测源内部压 力增高 ， 线性火灾检测器发生破裂。检 测器发生破裂后水管压 力下降， 所连接 的阀门 自动打开 ， 释放出的细水雾 自动灭火。在消防器材厂实际调研时， 观 看这种装置实际使用效果非常好。 2 二氧化碳气体 自动灭火方案 。这种装置的灭火方 法是利用安装在机床内部的红外火焰温度探测器准确地 测量物体发射 的火焰能量 ， 并将能量转化为温度信号 报 警温度可以按要求设定 ， 当温度信号达到设定温度时 自 动发出声光报警信号 ， 同时给l叶 J 机床停机信号 ， 并在 2 ～ 3 s 内自动启动灭火装置 自动灭火 。 机械工程师 2 0 1 4 年第7 期 2 8 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 解决方寨 日墨 口 匹母 工艺 ， 工装 ， 謦具 ， 诌断 ， 舱灏 ， 维喀 ，改造 3 二氧化碳 干粉 自动灭火方案 。灭火原理和方法 第二种方案相同。 3 种 灭火方案效果都 比较好。 第一种灭火装置使用灭 火介质 是水 ， 水对机床损害 比较大 ， 容易造成机床锈蚀 、 电气元器件短路等故障，这种方案灭火会对机床造成二 次损害。第二种灭火方案使用 的灭火介质是气体二氧化 碳， 灭火原理采用的是二氧化碳湮灭方法灭火 。 即将机床 整个 作区域全部充满二氧化碳 ，将空气与可燃物用二 氧化碳全部隔离达到灭火效果。在灭火完成后打开机床 安全门释放二氧化碳 ， 机床内部没有任何残留物 。 对机床 没有任何损伤。第三种灭火方案原理是在机床 工作区覆 盖一层二氧化碳干粉 ，将空气与可燃物进行隔离达到灭 火效果 。灭火完成后会在整个机床工作区覆盖一层二氧 化碳干粉， 清理起来比较 【木 1 难。 ， ． 2 二氧化碳 自动灭火方案的确定 综合 以上 3 种方案 ， 经过仔细论证 ， 最后确定采取第 二种气体二氧化碳 自动灭火方案。 确定 自动灭火方案 ， 根据机床布局 ， 设计机床 自动 灭火装置 机床 自动灭火装置原理 图如图 l 所示。 按照消防安 全要求 ，设备配置灭火装置必须具备 自 动 、 手动和机械启动 3种功能。另外 ， 也 可以实现在紧急 情况下远程操作。 2 灭火二氧化碳用量计算 机床灭火用二氧化碳剂量根据机床灭火空间设计计 算 灭火 系统的二氧化碳设计用量依据 G B 5 0 1 9 3 氧化 碳灭火系统设计规范 执行 ， 其计算公式如下” l M K1． K J A 2 V ， A 3 0 A 0 ， VV 一 V 。 式 中 为二氧化碳设计用量 ， k g ； K 为物质系数 ； K 。 为 而积系数 ， 取 0 ． 2 k g ／ m ； 2 为体积系数 ， 取 O ． 7 k ； A为 折算而积 n 1 ； A 为防护区的内侧面 、 底面 、 顶面 包括其 中的开 I 1 的总面积 ， m ； ， 4 。 为开 口总面积 ， mz ； V为防护 的净容量 。 In ； V 为防护区容积， m ； 为防护区内非燃 烧体和难燃烧体的总面积 ， m 。 3 自动灭火试验 完成 自动灭火装置设计以后 ，进行 了机床 自动灭火 模拟试验～ 模拟试验分别在消防厂和机床厂进行。 模拟机 床T作窄问发生意外着火 ，对 自动灭火装置] _ 作状况进 29 0 机械工程师 2 0 1 4 年第7 期 行实际测试 ， 测试过程如下 选择一款全封闭罩壳 的机床为试验模型进行 B类火 灾 B类 火灾是指液体火灾和可熔化的 体物 质火灾 ． 例 如汽油、 乙醇等造成的火灾 的灭火试验 机床内部封闭 空间约 7 n l ， ，选择燃烧样品为磨削油和汽油混合 1 L、 往 机床床身上 分别放置 两种规格油 盘 ，第 一利 i 油盘 规格 4 0 0 mmx 4 0 0 mm， 第二种油盘规格 8 0 0 mm x 8 0 0 I] l l n 灭火 剂 C O 、 灭火剂量 1 5 L、 红外温度探头 1支 、 喷头 2支 、 报 警确认温度 7 0 q C 、 火灾确认时间 l S 、 报警延时 2 s ． 先放置小油盘， 利用引火线点燃油盘中的{ If 1 ． 系统经 过 l S 后探测到火灾 ， 报警延时 0 S 后系统 自动肩动灭 火， 3 s 后火灾被完全扑灭 ， 1 0 s 后打开机床门，末} } J 现明火 ， 且燃油未复燃 ， 机床内部没有任何变化 放置大油盘 ， 采用引火线点燃油盘中的{ I }1 ， 系统经过 l s 后探测到火灾 ， 报警延时 0 s 后系统 自动启动灭火 ． 4 s 后火灾被完全扑灭 ， 1 5 s 后打开机床门，未川 观 【 J月 火 ， } f_ 燃油未复燃 ， 同样机床内部没有任何变化 一 试验达到预 效果。以上试验过程均采用视频 监控 录像 4 结语 通过模拟机床m现意外着火状况 ，自动灭火装置 时 l ～ 2 s自动启动 ， 3 ～ 5 S内机床内部火源被完 令扑_火． 饥 床内部没有任何损伤 ， 达到了没汁预期效果 ， 针 对不同久 小规格磨削机床 ， 设计 系列规格机『 末自动灭火 ． 1力 l I 机床安全 ， 使机 床使用更加安伞 _n 丁 靠， 对提升公 d 产 - J 靠性意义重大。 [ 参考文献 ] [ 1 ] 宋旭东． 二氧化碳 灭火 系统设计计算 J 】 l 消防技 术 j J、 _r 『l 信息 ． 1 9 9 7 1 2 I l l 4 ． 编 辑 立明 作 者简介 樊利军 1 9 6 8 一 ， 男， 硕士 ， 高级 工程师 ， 主要 从事齿轮 磨 削机床设计。 收稿 日期 2 0 1 4 0 5 0 7 近 日， 中国铸造协会第七届会员代表大会 在 北京会议 中心 隆重 召开， 薛灵 虎会 长代 表 第 六届理事会做工作报告。会议由常务副理事长 张立波主持。会上薛灵虎分析当前国内外经济 形势 时指 出。 在 未来转型升级 过程 中， 我 国铸 造 产业将 面临来 自内外 巨大压 力和挑战 铸造企业将面临 多方面的高成 本约 束 资 源、 土地、 劳动 力等 多种 生产要素的供需形势 已经发生 变化 ， 低 成本的比较优 势已经开始减 弱。今年一季度， 袭国规模以上工业企业戍本 占主营业务收入 的比重 已高达 8 5 ． 8 4 ％， 扣除三 项费用以后。 主营业务利润只有5 ． 4 ％ 面 临经济 下行压 力 大、铸造行 业 产能过 剩 、 效益低下 、 企业经营 困难等矛盾问题 近几年来， 我国铸造产业受经济大环境影 响 ， 景气指数 一直不是很 乐观 ， 铸 件产量增 速明显 放缓 2 0 1 1 年 4 ． 8 ％T降到 2 0 1 2年2 ． 4 ％， 面临前所 未有的挑 战 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m