淺談大幅面激光切割機(jī)的除塵方法

2022-12-18 05:05:02周鵬飛潘峻城洪超孫謙江蘇揚(yáng)力數(shù)控機(jī)床有限公司

鈑金與制作 2022年11期

文/周鵬飛，潘峻城，洪超，孫謙·江蘇揚(yáng)力數(shù)控機(jī)床有限公司

光纖激光切割機(jī)在加工切割過程中會產(chǎn)生粉塵及煙塵，一方面對操作工程師的身體健康產(chǎn)生不利影響，另一方面會污染機(jī)器的精密部件，短時間可能影響較小，時間久了必然影響機(jī)器的使用壽命和切割性能，所以配備綠色環(huán)保的除塵設(shè)備，能有效大幅度減少切割過程中產(chǎn)生的粉塵及煙塵。本文主要介紹大幅面激光切割機(jī)除塵的方法——干式處理方式和濕式處理方式。

干式處理法

干式處理法又稱干式切割，即在切割機(jī)下部安裝抽風(fēng)工作平臺，通過除塵管道將含塵氣體送至煙塵過濾凈化裝置，統(tǒng)一過濾處理達(dá)標(biāo)后再予以排放。切割產(chǎn)生的煙塵基本上形成于工件切口的下方，因此抽氣式負(fù)壓切割平臺成為目前最常見的煙塵捕集裝置。為了節(jié)省設(shè)備投資并提高抽風(fēng)效率，即以較小的吸風(fēng)量達(dá)到較高的煙塵采集量——只對正處于切割過程中的區(qū)域進(jìn)行吸塵處理（圖1），因此將出風(fēng)口、吸風(fēng)口安裝于切割頭兩側(cè)，切割時跟隨橫梁前后移動（側(cè)吸式移動吸風(fēng)口）。雖然該處理方法相對于濕式處理法前期投入較大，但克服了濕式處理法運(yùn)用過程中的種種弊端，環(huán)境友好且具有良好的后期綜合效益。干式處理法應(yīng)用比較普遍的有風(fēng)門式及吹吸式兩種。

圖1 側(cè)吸式移動吸風(fēng)口

風(fēng)門式隨動切割除塵

在切割機(jī)下方安裝抽風(fēng)平臺，沿切割機(jī)主導(dǎo)軌方向會被分割成（均勻的）密閉區(qū)域進(jìn)行分段獨立抽風(fēng)，每個抽風(fēng)區(qū)域內(nèi)設(shè)有獨立閥門，將可開閉的抽風(fēng)門布置在平臺邊緣的抽風(fēng)道。當(dāng)切割頭移動至抽風(fēng)小室上方時，切割機(jī)配合控制風(fēng)閥自動打開切割時所在區(qū)域抽風(fēng)門，使得該抽風(fēng)區(qū)域與除塵系統(tǒng)相通，這樣便將除塵系統(tǒng)的吸力有效地集中至切割頭周圍區(qū)域，并將切割過程中產(chǎn)生的煙塵先后通過抽風(fēng)區(qū)域、吸風(fēng)道等收集到集塵器凈化后排放。

試驗可得，風(fēng)門式切割除塵所需風(fēng)量與切割平臺寬度關(guān)系較大，所以按平臺寬度大小可分為單側(cè)下抽風(fēng)風(fēng)門式切割除塵系統(tǒng)和雙側(cè)下抽風(fēng)風(fēng)門式切割除塵系統(tǒng)。

⑴單側(cè)下抽風(fēng)風(fēng)門式切割除塵系統(tǒng)。

圖2為單側(cè)下抽風(fēng)風(fēng)門式切割除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，適用于有效切割寬度≤4m的切割平臺。集塵器連通機(jī)身一側(cè)的活動風(fēng)道，風(fēng)道內(nèi)有獨立活動的抽風(fēng)門，當(dāng)切割頭移動至此區(qū)域時打開，離開時關(guān)閉，保證了抽風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)所需要的風(fēng)量大小。

圖2 單側(cè)下抽風(fēng)風(fēng)門式切割除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖

⑵雙側(cè)下抽風(fēng)風(fēng)門式切割除塵系統(tǒng)。

圖3為雙側(cè)下抽風(fēng)風(fēng)門式切割除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，適用于有效切割寬度≥4m的切割平臺。大于4m的寬幅面激光切割機(jī)往往會配備雙切割頭，兩切割頭同時工作時，產(chǎn)生的煙塵量很大，所以可采用雙側(cè)下抽風(fēng)風(fēng)門式切割除塵方式，即機(jī)身兩側(cè)都配有抽風(fēng)管道，兩切割頭移動至所在區(qū)域時，兩邊抽風(fēng)門閥同時打開，將雙頭產(chǎn)生的煙塵吸入管道，達(dá)到除塵效果。

圖3 雙側(cè)下抽風(fēng)風(fēng)門式切割除塵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖

吹吸式移動切割除塵

在切割平臺一側(cè)安裝方形吸風(fēng)風(fēng)道，風(fēng)道上方裝有一個可隨切割機(jī)一起移動的滑動吸風(fēng)小車，在切割平臺的另一側(cè)裝有吹風(fēng)風(fēng)機(jī)。吹風(fēng)風(fēng)機(jī)、切割頭、滑動吸風(fēng)小車三點一線，利用切割平臺上的工作臺齒板與所要切割的鋼板形成平臺隔柵風(fēng)道。在切割鋼板時，吹風(fēng)風(fēng)機(jī)將產(chǎn)生的切割煙塵、粉塵通過隔柵風(fēng)道吹向滑動吸風(fēng)小車，被其吸入到吸風(fēng)道后進(jìn)入到除塵器中凈化后排放。

吹吸式切割除塵所需風(fēng)量與切割平臺鋼板在平臺上的覆蓋率關(guān)系較大，覆蓋率越高，除塵效果越好。

方形吸風(fēng)道、密封皮帶、滑動吸風(fēng)小車是吹吸式除塵系統(tǒng)重要組成部分，其結(jié)構(gòu)形式如圖4所示，工作時，密封皮帶在管道系統(tǒng)負(fù)壓下緊緊地貼在方形吸風(fēng)道上方，起密封作用。在滑動吸風(fēng)小車內(nèi)有四個滾軸，密封皮帶在此處被滾軸頂起，這樣便使煙塵通過吸風(fēng)小車內(nèi)部結(jié)構(gòu)后進(jìn)入到方形吸風(fēng)道中，最后被輸送到除塵器中凈化排放。

圖4 方形吸風(fēng)道、密封皮帶、滑動吸風(fēng)小車

濕式處理法

濕式處理法又叫濕式切割，其實是制作一個水床切割平臺（圖5），把鋼板放置在水中或水面，然后在水下或緊貼水面的地方完成切割作業(yè)，用水來捕捉切割過程中產(chǎn)生的煙塵，從而達(dá)到凈化環(huán)境的目的。但是這種方式帶來的新問題是水污染，以及后續(xù)廢水處理等問題。

圖5 水床切割平臺

結(jié)束語

隨著許多企業(yè)為了提高產(chǎn)能，加快工序進(jìn)程，機(jī)床加工幅面更大更寬，功率越來越大的激光切割機(jī)進(jìn)入了人們的視野，以此同時，國家有關(guān)部門對工業(yè)環(huán)保的監(jiān)控，對車間煙塵排放情況也愈發(fā)重視，所以合理配備除塵凈化設(shè)備也是當(dāng)下時代發(fā)展的必然趨勢。本文介紹的兩大類除塵處理法——干式和濕式處理法，考慮到經(jīng)濟(jì)成本和實際效果，尤其以干式除塵處理法最為普遍。