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关于金属切削液油雾的产生和存在形式

更新时间:2023-02-23      点击次数:876
  在车、铣、钻、磨等金属加工过程中,由于金属切削液的使用,会在空气中形成大量的油雾颗粒。这种现象使得工人呼吸区域中的空气质量问题受到广泛关注。因为长期暴露在这种油雾中对工人健康十分不利,而据美国职业安全与健康国立研究所 (NIOSH)统计,每年暴露在金属切削液油雾 中的工人多达120万。因此,对金属切削液油雾的研究是一项意义重大的课题。
 
  1 金属切削液油雾的产生
 
  (一). 油雾的产生机理
 
  为了有效地润滑、冷却和清洗,金 属切削液在使用过程中要经历泵循环、喷射与高速旋转的刀具或工件激烈撞击和高温蒸发等过程,这就决定了其油雾产生的原因 非 常 复杂,机械、物理和化学的因素互相交织,共同作用。但是,并非所有因素都对油雾的产生具有决定性影响,加工过程中金属切削液油雾的形成主要可以归因于两种机理,雾化和蒸发:雾化是机械能转化为液滴表面能的过程,主要是由于液体对机床系统内的固定及旋转单元的激烈冲击 ,被其打碎,形成细小液滴漂浮在工作环境中;蒸发的发生是由于切削区产生大量的热,这些热量传人切削液使它的温度明显高于饱和温度,在固一液接触面上就发生沸腾并产生蒸汽。这些蒸汽随后以周围空气中的小液滴或其它粒子为核心凝结 ,形成油雾 。图1为加工过程中油雾生成机理的示意图。
 
  (二). 油雾的存在形式
 
  金属切削过程可以产生以下三类油雾:
 
  (1). 由喷射 冲击产生 的干净油雾 ,不含固体粉尘 ;
 
  (2). 因加热或高速切削的高温导致蒸发或灼烧而产生的烟雾;
 
  (3). 磨削时金属切削液喷射产生 的含磨削粉尘的油雾。
 
  油雾产生的方式不同,其颗粒直径范围也有较大区别。一般情况下,机械雾化过程产生的油雾主要以液滴形态存在,液滴直径范围较宽,通常为2~10um。蒸发产生的油蒸汽在冷凝过程 中也会形成直径非常细小的冷凝悬 浮体,粒径通常为2um以下。医学研究证明,油蒸汽和大颗粒液滴对人体肺部的危害相对较小。以油蒸汽形态存在的油雾被吸入肺部又被呼出,它们并不会被肺泡捕获,而大颗粒的油滴无法通过鼻子和支气管进入肺部。只有以液滴形式存在,且直径小于5um的油雾颗粒才能顺利到达肺泡,并在肺部沉淀,从而对人体造成较大的危害。
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