автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Технологическое обеспечение машиностроительных производств смазочно-охлаждающими жидкостями

На правах рукописи

БУЛЫЖЕВ ЕВГЕНИЙ МИХАЙЛОВИЧ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИМИ ЖИДКОСТЯМИ

Специальности: 05.02.08 - Технология машиностроения

05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Пенза 2003

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения» Ульяновского государственного технического университета (УлГТУ).

Научный консультант: Заслуженный деятель науки и техники РФ

доктор технических наук, профессор ХУДОБИН Л.В.

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки и техники РФ

доктор технических наук, профессор МАРТЫНОВ А.Н.

Заслуженный деятель науки РФ доктор технических наук, профессор ГРЕЧИШНИКОВ В.А.

Доктор технических наук, профессор НОСОВ Н.В.

Ведущее предприятие - АО «Волжский автомобильный завод»

Защита состоится 18 декабря 2003 г. в часов на заседании диссер-

тационного совета Д.212.186.03 в Пензенском государственном университете по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенского государственного университета.

Автореферат разослан « 4_» НО^клЯ 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор ¿^й^""7 В.О. Соколов

- А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Промышленный подъем России и переход на устойчивое ускоренное развитие невозможны без переориентации промышленности на ресурсосберегающие экологически чистые технологии на основе тесной интеграции науки и производства во всех отраслях промышленности.

Большинство современных технологических процессов механообрабаты-вагощих производств невозможно без применения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), способствующих существенному увеличению стойкости инструмента, повышению производительности и качества обработки. В то же время отработанные СОЖ и продукты их утилизации стали одним из главных источников загрязнения окружающей среды предприятиями машиностроительного комплекса.

Современное состояние машиностроительной промышленности России делает проблему ресурсосберегающего экологизированного технологического обеспечения машиностроительных цроизводств смазочно-охлаждающими жидкостями все более актуальной, что обусловлено рядом причин: необходимостью существенного повышения производительности механической обработки и стабилизации качества выпускаемых изделий (деталей); неуклонным возрастанием стоимости нефтепродуктов, являющихся основой многих СОЖ; ухудшением экологической ситуации и ужесточением требований к охране окружающей среды и, в частности, к экологической чистоте и безопасности производственных технологий; все более увеличивающейся долей в себестоимости готовой продукции затрат на СОЖ.

Цель работы. Повышение эффективности технологических процессов механической обработки на основе разработки, научного обоснования и реализации ресурсосберегающего экологизированного технологического обеспечения машиностроительных производств смазочно-охлаждающими жидкостями.

Задачи работы. 1. Разработка комплекса математических моделей, позволяющих оценивать состояние СОЖ в любой момент времени, анализировать и рассчитывать системы применения СОЖ любой мощности и производительности для конкретных производственных условий металлообработки.

2. Разработка и внедрение системных ресурсосберегающих экологизированных технологий обеспечения машиностроительных производств СОЖ - от их приготовления до утилизации отходов, извлеченных из отработанных жидкостей.

3. Проектирование и внедрение в машиностроение и другие отрасли промышленности новой техники ресурсосберегающего экологизированного применения СОЖ.

Методы исследований. Теоретические исследования выполнены с использованием научных основ технологии машиностроения, принципов системного подхода, теории подобия и моделирования, теории вероятностей и математической статистики, теории графов, теории множеств, интегрального и дифференциального исчислений, теор п^^щщщвшШАЯ 1

Экспериментальные исследоватя п^ФШдайРМ наттоных образцах, а

С.Петербург

03 Ш5&ШГТ*® :

также путем физического моделирования и математического моделирования с использованием ЭВМ.

Научная новизна. На основании результатов проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработан комплекс научно-обоснованных технологических и технических решений, внедрение которых вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса путем ресурсосберегающего экологизированного технологического обеспечения маппшостроительных предприятий смазочно-охлаждающими жидкостями, позволяющего повысить производительность механической обработки, улучшить качество обработанных деталей, снизить потребление ресурсов и повысить экологическую безопасность производств.

Наиболее значимыми являются следующие результаты:

1. Разработай системный подход к технологическому обеспечению производительности, качества и экономической эффективности металлообрабатывающих комплексов машиностроительных производств посредством разработки и реализации технологии и техники бессточной циркуляции и очистки СОЖ, оборудования для восстановления и регенерации отработанных СОЖ, разложения и переработки образующихся стоков и твердых отходов.

2. Разработан комплекс математических моделей, включающий модель шероховатости поверхности детали, шлифованной с применением СОЖ, содержащей механические примеси; модель изменения состояния СОЖ в системе ее применения, предназначенная для решения задач параметрического анализа систем применения (СП) СОЖ; модели, описывающие процессы очистки СОЖ в электромагнитных и магнитных сепараторах, гравитационных очистителях, фильтровальных установках и обеспечивающие расчет конструктивных и режимных параметров этих очистителей.

3. Разработаны принципы создания и функционирования и критерии оценки эффективности систем применения СОЖ в машиностроительных производствах, а также общая структура таких систем.

4. Предложена технология защиты СОЖ от микробиологического поражения путем использования антагонистичности анаэробных и аэробных бактерий на основе периодической аэрации СОЖ и непрерывного удаления из нее механических примесей и «инородных» масел, предложены методы; предотвращающие биопоражение СОЖ.

5. Доказана принципиальная возможность бессточного функционирования СОЖ путем управления интенсивностью накопления в СП СОЖ механических примесей, «инородных» масел, микрофлоры и солей.

Практическая ценность. Разработаны научно обоснованные рекомендации по решению проблемы технологического обеспечения качества, производительности и экономической эффективности металлообрабатывающих комплексов машиностроительных производств на основе создания систем ресурсосберегающего экологизированного применения СОЖ, а также путем создания стандартов государственного уровня.

Разработаны алгоритмы и программное обеспечение для расчета изменения состояния СОЖ в процессе ее функционирования при металлообработке.

Предложен замкнутый технологический процесс обеспечения машиностроительных производств СОЖ и разработана структура СП СОЖ, реализующих этот процесс.

Предложены высокоэффективные технологические решения подсистемы очистки СОЖ многоступенчатой и многоконтурной компоновок, в частности технология неполнопоточной компенсационной тонкой очистки СОЖ, при которой функция очистки разделяется на две: первая - удаление основной массы механических примесей, поступающих с технологического оборудования, вторая ~ предотвращение накопления мелкодисперсных частиц механических примесей в СОЖ. Эти решения позволяют многократно снизить капитальные затраты на создание подсистемы очистки СОЖ.

Реализация и внедрение результатов. В промышленности используются: новые средства технологического обеспечения машиностроительных производств СОЖ, защищенные 40 авторскими свидетельствами и патентами на изобретения, серийное производство которых освоено ЗАО «НПК «Волга - Эко-пром» (г. Ульяновск); технологические процессы ресурсосберегающего экологизированного применения СОЖ, включающие ее очистку от механических и иных примесей, восстановление отработанных СОЖ, рекуперацию металлов, минеральных масел и технической воды из отработанной СОЖ и шламов, извлекаемых из СОЖ, разложение не подлежащей восстановлению отработанной СОЖ и повторное использование продуктов разложения.

Разработки диссертанта используются на двадцати предприятиях машиностроения й металлургии. Подтвержденный годовой экономический эффект от их использования составляет более 94 миллиона рублей в ценах 2001 г. Технико-экономическую эффективность новых технологий и средств технологического обеспечения машиностроительных производств СОЖ определяли с учетом увеличения производительности обработки заготовок, улучшения и стабилизации качества деталей, увеличения периода стойкости инструмента и срока функционирования СОЖ до ее замены, уменьшения затрат на приготовление СОЖ и утилизацию отработанных СОЖ, экономии затрат на приобретение сырья и материалов. Обеспечено также резкое снижение экологической нагрузки на окружающую среду.

Международное признание получили: ресурсосберегающая экологизированная технология обеспечения мапшностроительных производств СОЖ -диплом и серебряная медаль Международного Салона изобретений «Конкурс Ленин», г. Париж, 2001 г., диплом II степени Российского агентства по патентам и товарным знакам; магнитный сепаратор для очистки СОЖ - диплом и золотая медаль международной промышленной выставки «Эврика-2000», г. Брюссель, 2000 г., специальный приз Австрийского общества изобретателей, 2000 г., специальный приз, диплом и золотая медаль Международного Салона изобретении «Конкурс Ленин», г. Париж, 2001 г.; технология утилизации промышленных стоков - диплом и серебряная медаль международной промышленной выставки «Эврика-2000», г. Брюссель, 2000 г.; технология переработки метадлосодержащих шламов - диплом и золотая медаль международной промышленной выставки «Эврика-200 ]», г. Брюссель, 2001 г.

Основные научные положения., выносимые на защиту.

1. Системные положения по организации технологического обеспечения качества, производительности, экономической эффективности и экологической безопасности металлообрабатывающих комплексов машиностроительных производств, заключающиеся в научно обоснованных технологических и технических разработках, проектировании и реализации технологии и оборудования систем применения СОЖ.

2. Математические модели, описывающие взаимосвязи параметров качества поверхностей деталей, обработанных с применением СОЖ, с параметрами качества последней, например, загрязненной механическими примесями.

3. Комплекс математических моделей СП СОЖ, описывающих динамику изменения состояния СОЖ (дисперсного состава, концентрации механических примесей и «инородных» масел) в процессе функционирования, а также процессы очистки СОЖ в электромагнитных и магнитных сепараторах, гравитационных очистителях, фильтровальных установках, и позволяющих рассчитать основные конструктивные и режимные параметры этих очистителей, и математическую модель шероховатости поверхности, шлифованной с применением СОЖ, загрязненной механическими примесями.

4. Комплекс принципов создания и функционирования, и критерии оценки эффективности систем применения СОЖ, а также общая структура таких систем.

Апробация работы. Основные результаты доложены и представлены на международных научно-технических конференциях (НТК) «Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки материалов», Киев, Украина, 1992; «Совершенствование процессов финишной обработки в машиностроении и приборостроении. Экология и защита окружающей среды», Минск, Беларусь, 1995; «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы», Волжский, 1997, 1998; «Производство. Технология. Экология. ПРОТЭК», Москва, 1998, 1999, 2000, 2001; «Применение математики в технике и экономике», София, Болгария, 2001; международных научно-технических семинарах «Смазочно-охлаждающие жидкости в металлообработке», Казань, 1998; «Смазочные материалы в промышленности», Пермь, 2001; всесоюзных НТК «Пути повышения эффективности использования оборудования с ЧПУ», Оренбург, 1989; «Повышение эффективности станков с ЧПУ и ОЦ в составе специализированных участков», Москва, 1989; всероссийских НТК «Инженерно-техническое обеспечение АПР и машинно-технологических станций в условиях реформы развития», Орел, 2000; «Математическое моделирование в научных исследованиях», Ставрополь, 2000; региональных НТК «Инженерное образование и научно-технический прогресс», Ульяновск, 1990, 1991; «Ресурсосберегающие технологии листовой и объемной штамповки», Ульяновск, 1997; «Наукоемкие технологии товаров народного потребления», Ульяновск, 1997; «Проблемы экологии Ульяновской области», Ульяновск, 1997; «Инновации 2000», Ульяновск, 2000; научно-техническом семинаре кафедр «Технология машиностроения» и «Металлорежущие станки и инструменты» УлГТУ, Ульяновск, 1999, 2002; научно-техническом совете машиностроительного факультета УлГТУ, 2002; научно-техническом семинаре кафедры «Технология машиностроения» СГТУ, Самара, 2002.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 69 работ, в том числе 1 монография и 2 государственных стандарта РФ, получено 40 авторских свидетельств и патентов на изобретения.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы (230 наименований) и пяти приложений. Общий объем диссертации 429 станиц, в том числе 235 страниц машинописного текс1а, 181 рисунок и 58 таблиц.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, приведены цели и задачи исследований, а также изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе дано научное обоснование ресурсосберегающего технологического обеспечения машиностроительных производств СОЖ. На основе анализа роли СОЖ в современных процессах механической обработки, показано, что СОЖ являются неотъемлемым элементом обеспечения технологических процессов механической обработки, позволяющим повысить и стабилизировать производительность обработки, надежно обеспечить заданные характеристики качества деталей машин и других изделий, многократно повысить стойкость режущего инструмента и уменьшить энергозатраты. При этом технологическая эффективность СОЖ реализуется в зоне механической обработки через её функциональные действия - смазочное, охлаждающее, моющее, диспергирующее и демпфирующее, которые, в свою очередь, определяются составом и свойствами СОЖ, технологией и техникой её применения. В процессе функционирования СОЖ постепенно теряет свой исходный технологический потенциал вследствие истощения, загрязнения механическими и иными примесями, бионоражения и действия других факторов, что приводит к снижению технологической эффективности операций механической обработки и эксплуатационных характеристик самой СОЖ. Выработавшая свой ресурс СОЖ подлежит сбросу или разложению, а стоки и образующиеся в результате разложения отходы - утил изации.

Доминирующим фактором, лимитирующим срок функционирования СОЖ между ее залповыми сбросами, является загрязнение СОЖ механическими примесями. Разработана математическая модель, позволяющая прогнозировать шероховатость шлифованной поверхности с учетом содержания в СОЖ механических примесей.

Действующие в промышленности технологии и системы применения СОЖ предполагают значительное количество отходов в виде шламовых продуктов, размещаемых на свалках, и промышленных стоков отработанных СОЖ и продуктов их утилизации, сбрасываемых в природные водоемы. Ни одна из обследованных СП СОЖ, функционирующих на ведущих отечественных машш;~ строительных и металлургических предприятиях, не предполагает рекуперации металлов из шламов и отработанных СОЖ; дорогостоящие минеральные масла, извлекаемые из отработанных СОЖ, в лучшем случае утилизируются сжиганием в ТЭЦ; в большинстве действующих СП СОЖ не обеспечивается эффективная регенерация и рециркуляция технической воды; регенерация и рециркуляция отработанной СОЖ не предусмотрена вообще; период функционирования СОЖ

между ее мил новыми сбросами очень мал. Основная причина 1акон ситуации заключается в отсутствии соответствующих '(схнологмм п реал и дующих их надежных, эффективных и недорогих (с точки фении как эксплуатационных затрат, так и капитальных вложений) установок. При разработке подобных СП СОЖ ставилось целью только обеспеченно основного производства СОЖ, вопросим же ресурсосбережения и экологизации не уделялось достаточного внимания.

В результате выполненного анализа предложена концепция ресурсосбережения и экологизации в СП СОЖ машиностроительных производств, включающая комплекс соответствующих принципов (организации замкнутых циклов движения материальных потоков в системе применения СОЖ, системной экологизации СП СОЖ в рамках экологизации всего производства, малых -энергозатрат при максимальном коэффициенте полезного действия, обеспечения оптимальных размеров, расположения и надежности всех элементов системы, минимизации использования расходных материалов и др.), критерии оценки эффективности проектируемых и действующих технологий и техники применения СОЖ и общую структуру таких систем.

Основополагающим тезисом является предельная минимизация потерь производственных ресурсов, затрачиваемых при реализации технологических процессов механической обработки с применением СОЖ, и исключение сбросов отработанной СОЖ и продуктов ее переработки в окружающую среду путем обеспечения замкнутых технологических циклов применения СОЖ.

Во второй главе научно обосновано ресурсосберегающее технологическое обеспечение машиностроительных производств СОЖ, являющееся одной из составляющих цели настоящей работы, предполагающей необходимость разработки соответствующего математического аппарата, позволяющего решать практические задачи на всех стадиях проектирования.

Основными элементами (факторами), которые необходимо рассмотреть при моделировашзт СП СОЖ, являются: собсзьенно СОЖ с заданными составом и свойствами; технологическое оборудование (например, металлорежущий станок, прокатный стан, автоматическая линия и др.), в рабочей зоне которого реализуются функциональные свойства СОЖ и происходит ее истощение; подсистема очистки СОЖ, в которой происходит частичное или полное восстановление функциональных свойств СОЖ; транспортная подсистема., обеспечивающая циркуляцию СОЖ между технологическим оборудованием и подсистемой очистки.

С учетом изложенного, в качестве математической модели СП СОЖ принят четырехдольный ориентированный граф

= (1) в котором каждая вершина из множества р сопоставляется с воздействием на СОЖ определенного элемента системы, а множество дуг а - направления течения СОЖ в отдельных трубопроводах транспортной подсистемы.

В математической модели СП СОЖ (1) учитываются все перечисленные выше элементы и параметры СП СОЖ. Кроме того, эту математ ическую модел ь можно уточнить путем идентификации (включения в нес моделей) подсистем риготовления СОЖ, контроля и диагностики их состояния, очистки от меха-

нических и иных примесей, её молото дополнить моделью влияния СП СОЖ на показатели основного производства, что позволит перейти к оценке их технико-экономической эффективности. Комплекс математических моделей, уточняющих базовую модель и необходимых для научного обоснования предлагаемых технологических, схемо-технических и конструктивных решений СП СОЖ, представлен в виде морфологического дерева на рис. 1.

Модель структуры технологического процесса применения СОЖ

/ \ Воздействие /__\

на СОЖ

Технологического оборудования

Транспортной подсистемы

Других подсистем СП СОЖ

Математические

модели

содержания солей

бактериального поражения

со-

мсхдниче* ски>ч примесей

TlJ.4Wl.cJl

¡ШМШШМШШШ

ввода эмульсола

развития микрофлоры

ввода воды

ввода присадок

угара эмульсионной фазы

гра»»иашет?нкч'

ш^шимы.ми

подавления микрофлоры

^чриПип .■

«41)1. I Ы1 04

Рис. 1. Дерево математических моделей, описывающих технологический процесс применения СОЖ: тонированием выделены модели, разработанные соискателем

Для конкретизации модели (1) разработана дискретная математическая модель изменения массовой концентрации частиц механических примесей смп (2) и модель (3) степени очистки СОЖ е в зависимости от числа циклов очистки:

■ ^ - П(1 -е,Йл, Д(1 -П(1 -е,))±а + ±(1 -П(1 -е, . (2)

где Ь - число очистителей; N - количество технологического оборудования; ¿л -степень очистки СОЖ в 5-ом очистителе; т\, - интенсивность загрязнения СОЖ /-ым технологическим оборудованием; Q - производительность очистителя, м /ч;

г"^х2[1-д"(х)]е' 2°2 ёх \х2 [(1 ))/р(х)] е ^ йх, (3)

Г IX

где х - переменная интегрирования (размер частиц механических примесей), мкм; п - число циклов очистки СОЖ; ц - вероятность того, что частица не будет удалена очистителем; р(х) - плотность распределения частиц по размерам; а ист - среднее арифметическое и среднее юзадратическое отклонение параметра 1пх,

Модели (2) и (3) обеспечивают расчет степени очистки и динамики изменения остаточного содержания механических примесей в СОЖ после её очистки в любых очистителях и системах очистки.

Для прогнозирования состава и состояния СОЖ в процессе функционирования предложен балансовый метод исследования масс отдельных составляющих СОЖ: эмульсола, «инородных» масел, механических примесей, солей и пр. Балансовые модели строили путем составления и решения уравнений баланса и использовали для идентификации модели (1), Так, для исследования изменения концентрации сш механических примесей в СОЖ в процессе её функционирования и очистки (в том числе в двухконтурной неполнопоточной подсистеме очистки - см. ниже) построили следующее уравнение баланса массы механических примесей в СП СОЖ:

¡7^ = (к а + % СмМд)г - <2 с^ +К1+ К3 + У(%гг2 +К2)]~

где V- объем СП СОЖ, м3; (2 - производительность подсистемы очистки СОЖ (полнопоточного контура), м3/с; К и Кг, Кг - потери СОЖ в очистителях соответственно I и II контура и на технологическом оборудовании, доли от <2; к]} кг, к - доля частиц механических примесей, поступающих с технологического оборудования, размером соответственно свыше ¿Л, от ¿/2 до с1\, от 0 до й\\ <1\ -тонкость очистки СОЖ в очистителе контура I (полнопоточном); - тонкость очистки СОЖ в очистителе контура (неполнопоточном); С - интенсивность поступления механических примесей с технологического оборудования, кг/с; хь %2,1 - доля частиц механических примесей в доливаемой СОЖ размером соответственно свыше я?], от йг до я?], от 0 до й\\ смп0 - концентрация механических примесей в доливаемой СОЖ, кг/м3; 81 - степень очистки СОЖ в очистителе контура I; е2 - степень очистки СОЖ в очистителе контура II; Т - коэффициент неполнопоточности контура И, ¥ = [0, 1]; <2Д ~0(К1 + К, -1 - объемный расход доливаемой СОЖ, м3/с.

Решение уравнения баланса с начальным условием см,оф) - смп0 имеет вид: ( К В\ К( В

где А = ^IV Ьсх^ + К, + К2 + ¥(х2е2 + К3)}, К = к С + Х смп1) &/К;

В = - (к^ + %:смп0 (к2в + х2 да )г2/У.

При расчетах по зависимости (5) моделировали работу неполнопоточного контура в режимах, обеспечивающих у = 0,05; 0,3 при отсутствии поступления механических примесей с технологического оборудования (при его простоях).

Анализ результатов (рис. 2) исследований привел к выводу, что и полнопоточная, и неполнопоточная схемы обеспечивают одинаковый уровень установившейся концентрации механических примесей в СОЖ см„(оо) В, не зависящий от коэффициента неполнопоточности При этом, естественно, с увеличением коэффициента неполнопоточности стабилизация концентрации механических примесей в системе происходит быстрее.

О 70 140 210 280 350 ч 420

•

Рис 2. Характер изменения концентрации механических примесей в системе очистки СОЖ в зависимости от коэффициента неполнопоточности 1, 2, 3, 4 - расчет соответственно при ¥ = 0 (работает один очиститель); 0,05; 0,3; 1,0; О - эксперимент для ^ = 0; □ - то же для V = 1,0

Ресурсосберегающий технологический процесс обеспечения машиностроительных производств СОЖ, модель структуры которого рассмотрена во второй главе (см. также рис. 1), должен строиться по замкнутому безотходному циклу.

В третьей главе представлен технологический процесс ресурсосберегающего экологизированного применения СОЖ в металлообработке. Необходимым условием обеспечения замкнутости и безотходности СП СОЖ является наличие в ней определенной совокупности подсистем:

- подсистема обеспечения основного технологического процесса механической или иной обработки, включающая модули (подсистемы 2-го порядка) приготовления СОЖ, транспортирования СОЖ к технологическому оборудованию (автоматическим линиям, станкам, прокатным станам и др.), сбора и транспортирования СОЖ от технологического оборудования, очистки загрязненной СОЖ от механических и иных примесей, контроля (диагностики) и коррекции состава СОЖ, управления развитием микрофлоры;

- подсистема рецшшизации отработанных ресурсов (эколого-технологическая подсистема), включающая модули разложения отработанной СОЖ; рециклизации СОЖ, ее водной основы и масляной фазы; рекуперации металла, масла и воды из шлама; рекуперации металла, масла и воды из аэрозолей, улавливаемых вентиляционной системой цеха;

- подсистема обеспечения экологической безопасности, включающая модули нейтрализации отходов СП СОЖ (при необходимости).

Взаимосвязь перечисленных подсистем СП СОЖ (на примере водомасля-ных эмульсий) в виде схемы циклического движения материальных потоков

циркулирующих в системе продуктов представлен;) на рис. 3. Выпор именно эмульсионных СОЖ объясняется, во-первых, их широким применением мировой практике машиностроительных и металлургических предприятий (ло 90% объема всех водных СОЖ) ввиду присущих им высоких функциональных свойств и меньшей стоимости по сравнению с синтетическими и полуеиптетп-ческими жидкостями; во-вторых, технологический процесс применения эмуш.-сиопных СОЖ наиболее сложен вследствие особенностей их состава и ш-пкой устойчивости к микробиологическому поражению.

Исходный продукт

1

ода

На нейтрализацию

Приготовление СОЖ

Вода

{Отходы)

и

3 н

с? о а. го

и о

5 о

я Ч "7

« О «3 Си ев (и 5

I I 1

¥ о н

¡XI О

— 2

Технологическое оборудование (станки, прокатные станы, автоматические линии и др.)

Аэрозоль

СОЖ

I

Очистка СОЖ (от механических примесей и «инородных» масел)

Коррекция состава СОЖ

1£

ож

Рециклизация СОЖ

.........__1 =

Отработанная

Контроль состава и состояния СОЖ

СОЖ

Управление развитием микрофлоры

Разложение СОЖ

СОЖ. не подлежащая г рециклизации Вода

Масло

Рекуперация металла, масла и воды из шлама.

Металл

Металл на

Масло

Вода

Рецнклизация масла

Масло

±

Отходы ----

На нейтрализацию

брикетирование и переплав

Рециклизация воды ^

А ^ ~

[Отходы]

!_На_ н_^1£ализ_аци ю __

Рис. 3. Блок-схема функционально-структурной взаимосвязи подсистем ресурсосберегающей экологизированной СП эмульсионных СОЖ

Представление взаимосвязей подсистем СП СОЖ в виде схемы движения материальных потоков (см. рис. 3) предназначено для нахождения рациональных компоновочных решений, согласования отдельных подсистем и их модулей по производительности и выработки критериев эффективного функционирования каждого модуля с точки зрения обеспечения максимального срока эксплуатации СОЖ - важнейшего критерия эффективности СП СОЖ в целом.

Движение материальных потоков в СП СОЖ обеспечивается транспортной подсистемой. Основным критерием эффективности этой подсистемы является ее энергопотребление, уменьшить которое можно за счет минимизации количества и мощности насосов в СП СОЖ. При проектировании транспортной подсистемы следует учитывать возможность выполнения в этой подсистеме некоторых функций других подсистем. В частости, предварительную очистку и извлечение большей части механических примесей из СОЖ целесообразно производить уже во время ее транспортирования от технологического оборудования к подсистеме очистки.

Можно выделить две группы факторов с противоположно направленным воздействием на срок функционирования СОЖ (рис. 4):

1) факторы негативного воздействия, характеризуемые интенсивностью «ввода» в СОЖ в процессе ее эксплуатации механических примесей, «инородных» масел и солей, а также интенсивностью развитая микрофлоры и интенсивностью потери эмульсола и присадок;

2) управляющие факторы, оказывающие позитивное воздействие на срок эксплуатации СОЖ и характеризуемые интенсивностью вывода из СОЖ механических примесей, «инородных» масел, солей, а также интенсивностью подавления микрофлоры и добавления эмульсола и присадок.

Рис. 4. Факторы, определяющие срок функционирования СОЖ

Из рис. 4 следует, что срок функционирования СОЖ определяется разностью интенсивностей ввода и вывода из СП СОЖ соответствующих продуктов.

Наличие двух групп противоположно-направленных воздействий на СП СОЖ (см. рис. 4) свидетельствует о принципиальной возможности обеспечения бессточной эксплуатации СОЖ посредством организации управления интенсивностью вывода механических примесей, «инородных» масел и солей, интенсивностью развития микрофлоры и интенсивностью долива эмульсола в соответствующих подсистемах СП СОЖ. Обеспечение полной компенсации негативных воздействий технологического оборудования и СП СОЖ путем управляющих воздействий неизбежно сопровождается увеличением капитальных затрат и стоимости эксплуатации подсистем и модулей, реализующих эти управляющие воздействия. Поэтому при оценке эффективности функционирования отдельных подсистем СП СОЖ необходимо руководствоваться разработанной системой критериев - технико-экономических, технологических и экологических.

В результате теоретико-экспериментальных исследований и моделирования установлено, что при создании ресурсосберегающей экологизированной СП СОЖ следует комбинировать в подсистеме очистки несколько устройств таким образом, чтобы они взаимно дополняли друг друга, компенсируя присущие каждому из них недостатки. Предпочтительные с точки зрения ресурсосбережения и экологии технологии многоступенчатой (последовательной) и многоконтурной (параллельной) очистки СОЖ представлены в табл. 1, а в табл. ? приведены результаты расчета технико-экономической эффективности подсистем очистки, построенных по различным схемам.

1. Предпочтительные технологические процессы очистки СОЖ

Отрасль промышленности и вид обработки Материалы заготовок Технологическая схема

Многоступенчатая Двухконтурная

Первый контур Второй контур

Машиностроение Лезвийная обработка Стали Седиментация, флотация Флотация Магнитная сепарация

Чугуны Седиментация, флотация, фильтрация Центрифугирование

Цветные металлы и сплавы

Абразивная обработка Стали незакаленные Седиментация, флотация, магнитная сепарация Магнитная сепарация

Стали закаленные

Чугуны Седиментация, флотация, фильтрация Флотация, магнитная сепарация Центрифугиров ание

Цветные металлы и сплавы Флотация

Метал лур- Прокатка Черные металлы Седиментация, флотация, магнитная сепарация Флотация, магнитная сепарация

Цветные металлы и сплавы Седиментация, флотация, фильтрация Флотация Центрифугирование

2. Расчетная технико-экономическая эффективность подсистем очистки СОЖ

Показатель Схема подсистемы очистки

Б+Фл+О* Б+Фл+О+Ф П+Фл+О Б+П+Фл+О +Ц

Производительность, м3/ч 800 200

Степень очистки е, % 13,0 30,0 74,0 98,0

Концентрация феррочастиц Сф0, % 0,088 0,071 0,026 0,004

Годовые затраты на фильтроматериалы, млн. руб. - 0,12 ~ -

Число сбросов СОЖ в год 66 22 ■ 2,8 1

Годовые затраты на замену СОЖ, млн. руб. 19,8 9,8 1,3 0,3

Годовая отсортировка проката по параметру «грязь», % (т) 0,48 (2660) 0,33 (1829) 0,025 (138) -

Годовые потери на отсортировке по параметру «грязь», млн. руб. 2,7 1,8 0,14 -

Годовые затраты на электроэнергию, млн.руб. 17 0,5 - -

* Б - барабанный магнитный сепаратор; Ц - цепной магнитный сепаратор; П - патронный магнитный сепаратор; Фл - флотатор; Ф - фильтр; О - отстойник

Многоступенчатая схема организации подсистемы очистки обеспечивает существенное улучшение чистоты СОЖ за счет повышения тонкости и степени очистки путем последовательного соединения различных очистителей. Многоконтурная схема (рис. 5) предназначается как для увеличения производительности очистки, так и для решения такой сложной и трудоемкой задачи как предотвращение накопления в СОЖ мелко дисперсных (размером менее 5 мкм) механических примесей, которые, имея весьма развитую поверхность, резко уско-

ряют процесс расслоения эмульсионных жидкостей. В первом контуре производится высокопроизводительная очистка всего объема циркулирующей в системе СОЖ от «инородных» масел и средне- и крупнодисперсных механических примесей, во втором - неполнопоточная (с производительностью (3 - 5) % от производительности первого контура) тонкая очистка СОЖ с целью подавления тенденции к накоплению в ней мелкодисперсных частиц механических примесей. Такое решение позволяет многократно снизить капитальные затраты на создание подсистемы очистки СОЖ.

Рис. 5. Схема двухконтурной подсистемы очистки СОЖ: 1 - технологическое оборудование; 2 - очиститель первого контура; 3 - очиститель второго контура; 4 - емкость; 5 - насос

На основе проведенных экспериментальных исследований процессов, происходящих при микробиологическом поражении, разработана технология восстановления отработанной эмульсионной СОЖ (рис. 6) без её разложения на масляную и водную фазу в замкнутых (бессточных) оборотных системах. При этом значительно сокращается объем сточных вод и расход эмульсола.

Отработанная СОЖ

Нагрев

X

Накопление в приемной емкости

* -

Очистка от механических примесей и «инородных» масел

Маслошламы Л

Термическая пауза (выдержка)—► Коррекция состава СОЖ -«—^Исходный продукт)

( Восстановленная СОЖ ) Рис. 6. Блок-схема технологического процесса восстановления отработанных водных СОЖ

Для утилизации отработанных СОЖ разработана технология её разложения на водную и масляную фазы с целью последующей их рециклизации (рис. 7).

(^Отработанная СОЖ)—► Магнитная сепарация —►(Тплам^—* На рекуперацию

На регенерацию

В оборот __

Перемешивание Нагрев до (110 - 120) °С

I

(^Цеэмульгатор) Электролизное разложение

Отстаивание

На утилизацию

Твердый осадок

(продукты электролиза'

^ ( Вода)-ц/ 4-'

У л ьтр аф ил ьтрация

Рис. 7, Блок-схема технологического процесса разложения отработанной СОЖ

Выполненные теоретшсо-экспериментальные исследования позволили разработать ресурсосберегающую экологизированную технологию переработки шламовых металлосодержащих отходов (рис. 8).

(^Исходный материал (шлам))-> Отстой На рециклшацию

1- ТТ ._1

Сепарация (первичная очистка шлама) —► Десорбция термическая —»-(Вода техническая)

Смесеприготовление (металлический порошок + известь + связующее) 1__1

I

Сепарация магнитная —АбразшР)

| На утилизацию

Известь^) ^ Связующее) Брикетирование —* Переплав

Рис. 8. Блок-схема технологического процесса переработки шламов

Отслоенные в результате отстаивания свободные нефтепродукты и вода поступают в соответствующие подсистемы рециклизации. Прошедший первичную очистку (сепарацию) от крупных посторонних включений шлам транспортируется на установку термической десорбции, продуктами которой являются сухая твердая фракция, масло и вода. Твердая фракция разделяется на металл и абразив методом магнитной сепарации. Металлический сухой порошок, известь и связующее подаются в смеситель, где производится интенсивное перемешивание смеси до образования однородной пшхты. Шихта прессуется в брикеты, которые, после естественной либо принудительной сушки, поступают на пере. плав. Побочные продукты - масло, вода, абразив направляются в соответствующие подсистемы рекуперации и рециклизации (см. рис. 3).

Разработана эффективная технология извлечения из шлама и последующей регенерации минеральных масел. Масло извлекается из шлама в модулях рекуперации масла и разложения отработанной СОЖ, а регенерация масел производится в одноименном модуле (см. рис. 3). Кроме того, часть неэмульгированных минеральных масел эффективно удаляется из СОЖ в элементах подсистемы очистки. Так, установки серии «Вита-С» (см. ниже), за счет использования процесса флотации и маслосъемных барабанов, эффективно собирают с поверхности СОЖ всплывшие масла. В модуле рекуперации шлам перемешивается в смесителе с добавлением реагентов, облегчающих первичную десорбцию шлама во флотаторе.

Четвертая глава диссертации посвящена решению задачи совершенствования подсистемы очистки СОЖ от механических примесей, являющейся важнейшей и обязательной подсистемой любой СП СОЖ. При выполнении теоретико-экспериментальных исследований и математического моделирования учитывали, что закономерности влияния загрязнения СОЖ модельным (см. гл. 1) и реальным шламом на эффективность процесса шлифования идентичны, причем реальный шлам приводит к несколько меньшему ее снижению.

Исследования процесса седиментации механических примесей в отстойниках позволили получить зависимость для расчета степени очистки СОЖ в зависимости от времени ( седиментации, а также для выбора рациональных размеров отстойников:

8(0 = 1-~ (6) С1 \ /7 )

где а3 - третий момент начального распределения частиц механических примесей по размерам (радиусу Л); Н - уровень СОЖ в емкости отстойника, м; X = 2 £ р / 9"п - коэффициент; р, т| - соответственно плотность (кг/м3) и динамическая вязкость (Па-с) СОЖ; Ро(г) - плотность распределения частиц механических примесей по размерам.

Экспериментально исследовано влияние напряженности магнитного поля, накладываемого на СОЖ, содержания ферромагнетика и среднего размера частиц механических примесей на интенсивность магнитной коагуляции частиц

Рис. 9. Влияние напряженности магнитного поля Нм и среднего диаметра частиц Зш на максимальное среднее число магнитной коа1уляции ршх: 1 - сф = 0,98 кг/м3; сш =.1,2 кг/м3; 2 -сф = 0,80кг/м3; сш «= 1,2 кг/м3; 3 ~сф = 0,98кг/м3; сш = 0,2 кг/м3; 4 - сф = 0,80кг/м3; сш = 0,2 кг/м3

Установлено, что использование магнитной обработки СОЖ многократно интенсифицирует осаждение частиц механических примесей за счет их магнитной коагуляции (см. рис. 9) и позволяет, при сохранении заданных степени и тонкости очистки СОЖ, уменьшить габариты отстойников и соответственно металлоемкость и капитальные затраты до 1,5 раз.

Разработана математическая модель процесса фильтрования СОЖ в ресурсосберегающих самоочищающихся фильтрах, позволяющая по заданным производительности и степени очистки определить габаритные размеры фильтра, скорость движения фильтровального полотна и выбрать фильтровальный материал.

Степень очистки 8 при постоянной скорости движения фильтровального полотна v(t)=v 0= const определяется выражением

v)l (7)

где q - константа, полученная экспериментально; а - величина, характеризующая степень очистки ео на чистом фильтровальном полотне: ге = 1 - а.

При этом производительность фильтрования

Qv=e/a( \-ет), (8)

где в - параметр, характеризующий производительность фильтрования при чистом фильтровальном полотне; со ~ IX/v0 - коэффициент; / - длина фильтровального полотна.

и скорость их осаждения (рис. 9).

0,5 1,0 10 • А/м 2,0 Ни-►

Установлено, что совмещение очистки СОЖ в гравитационных ленточных фильтрах с магнитной обработкой загрязненной жидкости обеспечивает существенное (до пяти раз) сокращение удельного (на 1 м3 СОЖ) расхода фильтровальных материалов при более высокой тонкости очистки и незначительном увеличении капитальных затрат. Разработанные автором конструкции самоочищающихся ленточных и вакуумных фильтров, обеспечивая степень и тонкость очистки СОЖ, не уступающие аналогам, позволяют исключить расход фильтровальных материалов.

Разработана математическая модель очистки СОЖ в магнитных полях, позволяющая рассчитать силы, действующие на ферромагнитные частицы механических примесей, траекторию и скорость их движения, напряженность магнитного поля в любой его точке и скорость движения жидкости в области магнитных патронов сепаратора.

В магнитогидродинамическом поле движение частицы подчиняется второму закону динамики:

т-

с12п

2 _

р + р Л М ' 1 С 5

(9)

где т - масса частицы, кг; г2 (?) - вектор перемещения частицы под действием магнитной силы, м; Рм - вектор силы притяжения частицы в магнитном поле, Н; Рс - вектор силы сопротивления движению частицы, Н:

^=0,5]ид ^ас^яГ; (10)

Рс =~6т1цКд2 --лрК у^-вп'цК

1Уг2(Х )(к 2

пцр ш

(11)

л/зхт! о V *

где ц0 - магнитная постоянная, Гн/м; % - магнитная восприимчивость частицы; Уф - объем частицы, м3; | Н | - напряженность магнитного поля, А/м; Я - радиус частицы, м: и2 = с1гг / <И - вектор скорости перемещения частицы под действием магнитного поля, м/с; I - время движения частицы в магнитном поле сепаратора, с; т - переменная интегрирования по времени, с.

Первое слагаемое в зависимости (11) представляет собой формулу Стокса при стационарном обтекании, второе ~ учитывает присоединенную массу жидкости.

Магнитная восприимчивость % зависит от |я| и К следующим образом:

2-103я|я|/з при 0<[я|<3-104;

X = ](105 -1Я|)2• 103при 3-104 <|я|<105; (12)

0 при |Я|>105.

В скалярной форме уравнение движения частицы под влиянием действующих на нбе сил имеет следующий вид:

(т0+4/3%рК$)хЧ=РмХх,у)-6пг1Я.

х'2 - бтхт] К х

я _2К2 /Л Л Р.

4(0)

о л/г

Д л/р

д/тс-л о V /

(13)

1тл2"Ао; У - + Уг ~ Уй-Численное решение системы обыкновенных интегро-дифференциальных уравнений шестого порядка (13), приведенных к нормальной форме, выполнили на ЭВМ методом Эйлера-Коши с использованием специально разработанного программного обеспечения.

Степень очистки СОЖ е определяется по результатам серии последовательных расчетов траектории частиц, находящихся на различном начальном расстоянии от магнитных патронов (точки 1, 2, 3,..., N на рис. 10), с использованием следующего соотношения:

£ = 21.100%, (14)

Уы

где у,- - максимальное значение координаты /-ой начальной точки траектории задержанной частицы (траектория которой выходит на поверхность патрона), 1 < / < N; уы - значение координаты //-ой начальной точки траектории частицы, ук *Я+(А/2).

У

Средняя линия межпатронного зазора

о-^-

0,020 0,018

-0,028

м 0,014 х

Рис. 10. Схема к расчету степени очистки СОЖ по числу частиц: х, у- координаты частицы; 1, 2, 3, ... начальные точки траектории частицы; К» - радиус магнитного элемента

Начальную и конечную координаты л- частицы подбирали из условия отсутствия искажения траектории в рассматриваемой точке, которое неизбежно появится при приближении частицы к магнитным патронам (см. рис. б), путем

предварительного численного эксперимента и визуализации движения частицы. Чем ближе будет располагаться начальная точка к поверхности патрона, тем меньше потребуется времени на расчет.

С использованием математической модели (13) определены рациональные конструктивные параметры рабочей зоны магнитного сепаратора, выявлено влияние размеров, магнитной массы, взаимного расположения и направления намагниченности магнишых элементов, материла, количества и толщины прокладок, взаимного расположения патронов и расстояния между ними на силовые характеристики магнитного поля. Эти результаты были использованы при создании кассетного магнитного сепаратора.

Результаты численного моделирования работы кассетного магнитного сепаратора показали, что степень очистки СОЖ в магнитном сепараторе в течение (1,0 - 1,2) ч практически не изменяется (рис. 11). При этом в рабочей зоне идет стабильное накопление шлама, масса тш которого увеличивается прямо пропорционально длительности t работы сепаратора. По мере накопления шлама на магнитных патронах кассетного магнитного сепаратора уменьшается проходное сечение его магнитной решетки и, как следствие, уменьшается производительность . Так, при непрерывной работе кассетного магнитного сепаратора в течение 2 ч производительность ^ уменьшается с 1,5 до 0,8 м3/ч, а степень очистки СОЖ е снижается с 96 до 67 % вследствие шунтирования магнитного поля шламом, налипшим на поверхность патронов. Эти результаты использовали при программировании цикла разгрузки кассетного магнитного сепаратора, входящего в состав установок ресурсосберегающего экологизированного применения СОЖ «Вита-С» (см. ниже).

Рис. 11. Зависимость степени очистки s (1), массы шлама тш (2), задержанного одним патроном, и производительности Qv (3) от длительности t работы кассетного магнитного сепаратора

Адекватность всех разработанных математических моделей подтверждена удовлетворительным согласованием результатов расчетов с использованием этих моделей с экспериментальными данными.

Разработаны методики расчета конструктивных и режимных параметров очистителей различных типов по заданным параметрам качества очистки СОЖ и производительности. Предложены новые конструкции гравитационных очистителей, самоочищающихся фильтров и магнитных сепараторов, защищенные 29 авторскими свидетельствами, патентами на изобретения и свидетельствами на полезную -модель. Сопоставление технических характеристик разработанных устройств с известными аналогами свидетельствует о высокой эффективности новых разработок.

В пятой главе диссертации описано новое оборудование для ресурсосберегающего технологического обеспечения машиностроительных производств СО.Ж. Представлены оригинальные установки серии «Вита», реализующие ресурсосберегающий технологический процесс обеспечения машиностроительных производств СОЖ (см, рис. 3).

Установки «Вита-С» представляют собой по-существу систему применения СОЖ, которая может работать автономно, обеспечивая циркуляцию жидкости в замкнутом цикле и осуществляя при этом важнейшие функции любой СП СОЖ - аккумуляцию свежей или очищенной СОЖ, подачу СОЖ к технологическому оборудованию, аккумуляцию загрязненной СОЖ, очистку ее от механических примесей и посторонних масел. Установку «Вита-С» можно также использовать в составе сложных СП СОЖ, осуществляющих и остальные функции ресурсосберегающей экологизированной СП СОЖ, - восстановление отработанной СОЖ (установка «Вита-В»), разложение отработанной СОЖ («Вита-Р»), переработку шлама («Вита-Ш»), регенерацию масла («Вита-М»),

В установках «Вита-С» реализованы флотационный, гравитационный и магнитный методы очистки СОЖ (рис. 12).

3 Очищенная

СОЖ (к технологш^е-

Загрязненная СОЖ (с технологического

оборудования) 1

Маслошлам

скому оборудованию)

Шлам

6~\Е7 Ш

Рис. 12. Схема установки «Вита-С»: 1 - маслосъемный барабан; 2 - скребковый конвейер; 3 - кассетный магнитный сепаратор; 4, 5 - емкость соответственно для окончательной и предварительной очистки СОЖ; б - емкость для шлама

Обеспечиваемое установками «Вита-С» высокое качество очистки водных СОЖ позволяет увеличить срок их функционирования до одного года, повысить стойкость режущего инструмента, улучшить качество обработанных поверхностей заготовок, повысить надежность и работоспособность насосного оборудования, удлинить цикл межремонтных осмотров и уменьшить затраты на ремонт оборудования.

Установка «Вита-С» работает следующим образом. Загрязненная СОЖ от технологического оборудования самотеком поступает в емкость предварительной очистки 5, где осуществляется флотационная и седиментационная очистка СОЖ от «инородных» масел и механических примесей. Эффект флотации создается за счет части СОЖ, насыщенной воздухом в эжекторе. Пузырьки воздуха, поднимаясь к поверхности жидкости, увлекают за собой мелкие частицы загрязнений («инородные» масла и механические примеси), образуя на поверхности пену. Крупные частицы шлама (стружка и продукты износа инструмента) оседают на дно емкости и удаляются скребками конвейера 2 в тару для шлама. Пена потоком жидкости перемещается в рабочую зону маслосъемного барабана 1, погруженного

в СОЖ не более чем на 1 см. Масляная пленка захватывается поверхностью вращающегося барабана, с которой затем снимается при помощи ножа и по лотку стекает в емкость б. По мере накопления масла в баке, оно откачивается электронасосом на регенерацию в установку «Вита~М». Из емкости предварительной очистки СОЖ перетекает в емзсость окончательной очистки, где очищается от ферромагнитных примесей кассетным магнитным сепаратором 3.

Конструктивные исполнения различных установок серии «Вита-С» представлены в диссертации.

Установки «Вита-С» обеспечивают не только высокое качество очистки СОЖ, но и столь же высокую стабильность этого важнейшего показателя. Например, за время длительных (в течение 11 месяцев 2002 года) испытаний установки «Вита-С-180» на участке шлифовальных станков ОАО «АвтоВАЗ» массовая концентрация с0 механических примесей в очищенной СОЖ «Велс-IM» колебалась в очень узком диапазоне 0,011 г/л при среднем значении с0= 0,09 г/л. Аналогичные показатели фильтровальной установки фирмы «Zack», которую заменила установка «Вита-С-180», гораздо хуже: диапазон колебаний сй -

0.152 г/л, с0 = 0,405 г/л.

Установка «Вита-В» для восстановления отработанной СОЖ функционирует следующим образом (рис. 13), СОЖ, очищенная от механических примесей, «инородных» масел и пены в установке «Вита-С», накапливается в емкости

1, из которой 6 м3 жидкости направляются в пастеризатор 3. Время пастеризации составляет десять минут. При достижении температуры 125° С порция нагретой СОЖ сливается в емкость 4, где охлаждается. После заполнения емкости 4 чистой СОЖ из нее отбирают пробу, на основании анализа которой производится коррекция состава СОЖ. Для этого из дозатора 6 исходные продукты СОЖ подают в смеситель 7, где происходит их нагрев и перемешивание. Далее смесь подается в эжектор 5, где происходит ее смешивание с СОЖ, подаваемой из бака 4. После этого вновь производится анализ СОЖ на соответствие требуемому составу. Относительный срок функционирования восстановленной СОЖ в процентах от срока эксплуатации свежеприготовленной СОЖ составляет (90 - 95) %. Себестоимость восстановления одной тонны СОЖ составляет (100 - 200) руб./т.

Рис. 13. Схема установки «Вита-В» для восстановления отработанной СОЖ: 1 - емкость для очшДенной СОЖ; 2 - насос; 3 - пастеризатор; 4 - емкость для пастеризованной СОЖ; 5 - эжектор; 6 - дозатор исходных продуктов; 7 - смеситель

Если не удалось получить СОЖ, отвечающую техническим требованиям, производят ее электролизное разложение в установке «Вита-Р». Эта установка (рис. 14) функционирует следующим образом. Отработанная СОЖ после очистки в установке «Вита-С» накапливается в емкости 1. Затем жидкость смешивается с раствором деэмульгатора ДОР-22 в эжекторе 3 и насосом 8 подается в эжектор 9, где она в результате насыщения паром нагревается до температуры (ПО - 120) °С. Контроль расхода раствора деэмульгатора осуществляется расходомером 7. Полученная смесь направляется в электролизер 10 для разложения, после которого сбрасывается в отстойник 12. Всплывшее в отстойнике масло с помощью вращающегося барабана 11 собирают в лоток 19, периодически разгружаемый. Отстоявшаяся вода собирается в емкости 16 и после очистки в блоке ультрафильтрации 14, представляющем собой мембранный фильтр, возвращается в оборот. Осевшие в отстойнике 12 частицы механических примесей с помощью скребкового конвейера удаляются в тару 13 для шлама, б-

16

Т

'14

1' Вода в оборот

Рис. 14. Схема установки «Вита-Р» для разложения отработанной СОЖ: 1 - емкость для отработанной СОЖ; 2, 8, 15 - насос; 3,9- эжектор; 4 - запорная арматура; 5 - емкость для раствора деэмульгатора; 6 - дозатор; 7 - расходомер; 10 - электролизер; 11 -маслосъемный барабан; 12 - отстойник; 13 - тара для шлама; 14 — блок улътрафильтрации; 16 - емкость для воды; 17 - лоток; 18 - термометр

Установка «Вита-Ш» (рис. 15) представляет собой механизированную систему переработки шлама, предназначенную для утилизации шламовых продуктов, образующихся при абразивной обработке стальных заготовок, а также при прокатке стального листа, и работает автономно от других установок «Вита». Полученные брикеты по своим механическим и химическим свойствам пригодны в качества исходного сырья для технологии плавильного передела.

Установка «Вита-М» (рис. 16) предназначена для регенерации отработанных минеральных масел с целью их возврата для вторичного использования. Регенерированное масло по своим физико-химическим свойствам пригодно для эксплуатации. Установка «Вита-М» позволяет возвращать в производство более 90 % ранее утилизируемых масел. Тем самым достигается уменьшение затрат предприятия на смазочные материалы и снижается негативное воздействие производства на окружающую среду.

■9 10

•11 .12

—13

Рис. 15. Технологичеасая схема установки «Виха-Ш» для переработки шлама: 1 - отстойник шлама; 2 - виброгрохот; 3, .6, 9, 11 - бункер-дозатор; 4 - тепловая станция; 5 - барабанная вращающаяся печь; 7 - магнитный сепаратор; 8,13 - контейнер; 10 - смеситель; 12 - пресс

21 20

17 16

10 И

Рис. 16. Схема установки«Вига-М» для регенерации отработанных масел: 1, 5, 12 - емкость; 2 - скребковый конвейер; 3, 6, 9, 13, 16, 21, 22 - трубопровод; 4, 8, 17 - тара; 7 - центрифуга; 10 - бак; 11, 23 - насос; 14 - газоотделитель; 15 - компрессор; 18 - дозатор; 19 - мешалка; 20 - реактор

Шестая глава посвящена экономической и экологической эффективности нового технологического обеспечения машиностроительных производств СОЖ и использованию результатов исследований в промышленности. Промышленная реализация нового ресурсосберегающего экологизированного технологического обеспечения машиностроительных производств СОЖ на двадцати машиностроительных и металлургических предприятиях Российской Федерации позволила ежегодно возвращать в оборот более 12000 м3 СОЖ, ликвидировать сброс промышленных стоков после утилизации СОЖ в количестве 225000 м3, уменьшить водозабор на 228000 м , ликвидировать размещение на свалках 25000 тонн шламов, загрязненных компонентами СОЖ и смазочными маслами.

Общий объем продаж ресурсосберегающих экологизированных технологий и средств обеспечения машиностроительных производств СОЖ за 1992 -2003 гг. составил более восьми миллионов четырехсот тысяч долларов США (табл. 3), подтвержденный годовой экономический эффект от их промышленного внедрения - более 94 миллионов рублей в ценах 2001 г.

3. Использование разработок в промышленности (список продаж)

Наименование проданной установки Наименование предприятия-пользователя Год Кол-во, IIIT. Объем продажи, долл. США

1 2 3 4 5

С а м ооч и г паю щ и йс я фильтр АО «Московский подшипник» (г. Москва) 1992 7 5405

АО «Автомобильный завод им. Ленинского комсомола» (г. Москва) 1993 1 8650

ОАО «Самарский завод клапанов» (г. Самара) 1994 1 ЮООО

Барабанный вакуумный фильтр ОАО «Костромской завод Мотордеталь» (г. Кострома) 1994 1 66050

Флотатор ОАО «Костромской завод Мотордеталь» (г. Кострома) 1994 I 26900

Цепной магнитный сепаратор АО «Московский подшипник» (г. Москва) 1993 1994 1995 1 4 2 43250 200100 22000

Цепной магнитный сепаратор АО «Московский подшипник» (г. Москва) 19962000 16 1374000

АО «Заволжский моторостроительный завод» (г. Заволжье-2) 1993 1 43250

АО «Камский автомобильный завод» (г. Набережные Челны) 1993 5 207600

«Государственный подшипниковый завод № 28» (г. Луцк) 1993 1994 5 1 224900 48900

АО «Ульяновский автомобильный завод» (г. Ульяновск) 1994 2 100240

АО «Вологодский подшипниковый завод» (г. Вологда) 1994 л J 145000

Ярцевский завод «Двигатель» акционерного Московского общества «Завод имени Лихачева» (г. Ярцево) 1994 2 100240

АО «Волжский автомобильный завод» (г. Тольятти) 1994 i 995 2 i 100240 i iOOOO

АО «Автозапчасть» (г. Ульяновск) 1994 1 50120

АО «Шар» (г. Самара) 1994 1995 1 1 50120 110000

АО «Северсталь» (г. Череповец) 19941996 14 1237000

АО «Волжские моторы» (г. Ульяновск) 1994 2 100240

Завод специальных подшипников (г. Самара) 1996 1 90000

ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (г. Липецк) 1998 5 75000

Кассетный магнитный сепаратор ОАО «Северсталь» (г. Череповец) 19992001 5 596000

•* Централизованная СП сож АО «Ульяновский автомобильный завод» (г. Ульяновск) 1993 1 60550

Установка «Вита-Р» для разложения СОЖ АО «Автодетальсервис», (г. Ульяновск) 1995 1 88000

Установка «Вита-М» для регенерации масла 1 88000

Установка «Вита-В» для восстановления СОЖ 1996 1 | 72000 ! 1

Продолжен и с • га бл. 3

1 1 2 __4 .1 1 _ - 240000 78400 196000 " 78400 ,. ______

Установка «Вита-С» ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (г. Липецк) 2000 2001

АО «Ижорский трубный завод» (г Колпп-но) 2001 "'2001 4

ОАО «Чебоксарский агрегатный завод» (г. Чебоксары)

Ресурсосберегающая СП СОЖ АО «Контактор» (г. Ульяновск) 2001 1 98000

Бессточная СП моющих растворов ОАО «Северсталь» (г. Череповец) 2001 1 39200

Установка «Вита-Ш» для переработки шлама ОАО «Саратовский подшипниковый завод» (г. Саратов) 200! ! 98000

Экологизированная система переработки СОЖ и мас-лошламов ОАО «Северсталь» (г. Череповец) 2002 1 400000

Ресурсосберегающая СП СОЖ («Вита-С») ОАО «Уралмаш» (г. Екатеринбург) 2003 2 10000

ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (г. Липецк) 2002 2003 2 2 10000 900000

АО «Волжский автомобильный завод» (г. Тольятти) 2002 1 50000

ОАО «Магнитогорский калибровочный завод» (г. Магнитогорск) 2003 2 75000

ОАО «Северсталь» (г. Череповец) 2002, 2003 4 230000

ЗАО «Станко-Вендт» (г. Москва) 2002 1 30000

ММПП «Салют» (г. Москва) 2003 2 41000

Бессточная СП моющих растворов ОАО «Новолипецкий металлургический комбинат» (г. Липецк) 2003 4 450000

Итого: 8427635

В диссертации приведены расчеты экономической и экологической эффективности от использования установок серии «Вита».

Экономический эффект от использования разработок соискателя в промышленности образуется за счет следующих основных источников: повышение производительности обработки за счет интенсификации режима обработки при обеспечении заданного качества изделий; улучшение качества изделий при неизменном режиме обработки; увеличение периода стойкости инструмента; уменьшение затрат на приобретение исходных продуктов для приготовления СОЖ, уменьшение затрат на утилизацию отработанных СОЖ и отчислений на природопользование; экономия затрат предприятия на приобретении сырья и материалов за счет возврата в производство металла и масел, извлеченных из шламов и отработанных СОЖ.

При этом значительную долю экономического эффекта от перечисленных выше источников составляет сокращение затрат на СОЖ вследствие увеличения срока её функционирования.

На основе материалов теоретико-экспериментальных исследований раз-

работана межотраслевая и отраслевая нормативно-техническая документация (государственные стандарты, руководящие материалы, технологические и методические рекомендации, инструкции), используемая при проектировании новых технологических процессов и устройств ресурсосберегающего экологизированного применения СОЖ.

Основные результаты и выводы.

В результате выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработан комплекс научно-обоснованных технологических и технических решении, внедрение которых внесло значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса на основе создания ресурсосберегающего экологизированного технологического обеспечения машиностроительных производств смазочно-охлаждаюгцими жидкостями, позволяющего повысить и стабилизировать на длительный период времени производительность механической обработки и качество продукции, снизить потребление ресурсов и повысить экологическую безопасность производства:

1. Разработаны математические модели, выявляющие взаимосвязи между качеством и экономической эффективностью металлообработки и параметрами качества циркулирующей СОЖ, например, между параметрами микропрофиля шлифованной детали и содержанием механических примесей в СОЖ, предназначенные для разработки технологических норм чистоты СОЖ при металлообработке;

2. Разработан комплекс структурных, математических, физических и технологических моделей оборудования и систем применения СОЖ, позволяющий выявлять взаимосвязи между параметрами качества СОЖ, конструкцией и режимами проведения операций обработки (очистки и т.д.) в системных технологических процессах их применения, в том числе:

- математическая модель СП СОЖ на основе четырехдольного ориентированного графа, учитывающая включение моделей подсистем приготовления СОЖ, их контроля и диагностики их состояния, дополненная моделями влияния параметров СОЖ на показатели металлообрабатывающего производства;

- модели, описывающие процесс очистки СОЖ в сложных многоконтурных системах, в электромагнитных и магнитных сепараторах, гравитационных очистителях, фильтровальных установках, позволяющие рассчитать основные конструктивные параметры этих очистителей;

- модель, обосновывающая возможность реализации нового метода организации очистки СОЖ в двухконтурной системе, при которой функция очистки разделяется на две: удаление основной массы механических примесей, поступающих с технологического оборудования, и предотвращение накопления мелкодисперсных частиц механических примесей в СОЖ;

- модели, описывающие процесс очистки СОЖ от механических примесей в конкретных силовых очистителях и фильтровальных установках.

3. Сформулированы принципы создания и функционирования и критерии оценки эффективности систем применения СОЖ, предложена общая структура этих систем;

4. Разработан системный технологический процесс ресурсосберегающего экологизированного применения СОЖ, позволяющий повысить эффективность металлообработки с применением СОЖ. В технологический процесс входят операции приготовления, очистки от механических и иных примесей, защиты от биопоражения, восстановления и регенерации отработанной СОЖ и переработки образующихся жидких и твердых отходов;

5. Для реализации предложенной технологии разработан ряд новых технологических методов и приемов значительного увеличения срока функционирования СОЖ - многоступенчатая полнопоточная и многоконтурная неполно-поточная очистка СОЖ; управление численностью микрофлоры путем использования антагонизма анаэробных и аэробных бактерий на основе периодической аэрации СОЖ и непрерывного удаления из неё механических примесей и «инородных» масел; восстановление СОЖ путем пастеризации, а также высокоэффективная техника её применения, в том числе установки «Вита», обеспечивающие: циркуляцию СОЖ в замкнутом цикле, подачу СОЖ к технологическому оборудованию, аккумуляцию загрязненной СОЖ, очистку её от механических и иных примесей; восстановление и разложение отработанной СОЖ; рекуперацию металла, масла и воды из отработанной СОЖ с последующей их переработкой;

6. Приведенные в работе теоретические положения и экспериментальные исследования, а также проектные решения, и конструкции нового оборудования для применения СОЖ использованы на двадцати машиностроительных и металлургических предприятиях РФ. Подтвержденный годовой эффект от использования разработок в промышленности составил более 94 млн. руб.;

7. Ресурсосберегающее технологическое обеспечение машиностроительных производств СОЖ удостоено международного признания в виде дипломов, золотых и серебрянных медалей на международной промышленной выставке «Эврика-2000» (г. Брюссель) в 2000, 2001 г.г. и на Международном Салоне изобретений «Конкурс Лепин» (г. Париж) в 2001 г.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. ГОСТ Р 50558-93, Промышленная чистота. Жидкости смазочно-охлаждающие. Общие технические требования / Л.В. Худобин, В.Г. Ромашкин, Е.М. Булыжев, В.В. Богданов, А.И, Мосин, А.Г. Артапшн, Введен 01.01.94. - М.: Изд-во стандартов, 1993. - 14 с.

2. ГОСТ Р 51779-2001. Чистота промышленная. Жидкости смазочно-охлаждающие в процессах механической обработки. Термины и определения / JI.B. Худобин, Е.А. Карев, Е.М. Булыжев, В.В. Богданов. Введен 01.06.02. - М.: Изд-во стандартов, 2001. - В с.

3. Булыжев Е.М. Математическое моделирование и исследование технологии и техники применения смазочно-охлаждающих жидкостей в машиностроении и металлургии / Е.М. Булыжев, А.Ю. Богданов, В.В. Богданов, П.А. Вельмисов, П.К. Мацен-ко. Под общ. ред. Е.М. Булыжева. - Ульяновск: Ульян, госуд. техн. ун-т, 2001. - 126 с.

4. Поляжсков Ю.В. Пути повышения эффективности процессов сепарации СОЖ при шлифовании / Ю.В. Полянсков, Е.М. Булыжев, Е.А. Карев // Вестник ма-

пи-инк троения. 1975. №!().- С. 69 72

5. Полянсков Ю.В Повышение срока службы и с кклмыюс! и свойств С'ОЖ при абразивной обработке / Ю.В. Полянсков, Е.М. Булыжен. I: А. Карей//Технология м орппжчация производства. - Киев: Укр. НИИНТИ, 1975. №9. С. 36 38.

6 Полянсков Ю.В. Системы очистки СОЖ от механических примесей / Ю.В. Полянской. К.М. Булыжев, Е.А. Карей // Технология производства, научная органичация труда и управления. Машиностроение. - М.: НИИМАШ, 1976 - Вып. 12. • С. 48 - 55.

7. Полянсков Ю.В. Методы оценки качества очистки СОЖ / Ю.В. Полянской. 1:.А. Карев, Е.М. Булыжев // Станки и инструмент. - 1976. ■ № 10. - С. 30 - 32.

8. Худобин Л.В. Эффективность [равитационной очистки СОЖ от шлифовальных шламов при магнитной обработке / Л.В. Худобин. Е.М. Булыжев// Вестник машиностроения. - 1977. - № П. - С. 60- 63.

9. Булыжев Е.М. Кинетика седиментации механических примесей, содержащихся в СОЖ // Известия вузов. Машиностроение. - 1977. № 2. - С. 177 -181.

10. Худобин Л.В. Эффективность магнитной обработки оборотных СОЖ при шлифовании / Л.В. Худобин, Е.М. Булыжев // Теория трения, смазки и обрабатываемости металлов. - Чебоксары: Чувашский госуд. ун-т, 1980. С. 3 - 11.

П. Полянсков Ю.В. Централизованная система очистки СОЖ / Ю.В. Полянсков, Е.М. Булыжев, К.Д. Мавромати // Машиностроитель. - 1980. - № 3. - С. 31 - 32.

12. Худобин Л.В. Электромагнитный сепаратор для очистки СОЖ от механических примесей / Л.В. Худобин, Е.М. Булыжев, В.Е. Сазанов /7 Вестник машиностроения. - 1984.Ю.-С. 38 -41.

13. Булыжев Е.М. Математическая модель электромагнитного сепаратора / Е.М. Булыжев, В.Е. Сазанов, О.М. Ким // Известия вузов Машиностроение. - 1986. -№ 1.-С. 35 -39.

14. Булыжев Е.М. Опыт применения автоматизированной системы циркуляции СОЖ на Ульяновском автомобильном заводе / Е.М. Булыжев, Р.А. Карев, С.Е. Ведров // Механизация и автоматизация производства. - 1987. - № 6. - ■ С. 20 - 24.

15. Худобин Л.В. Ресурсосберегающее фильтрование СОЖ при механической обработке / Л.В. Худииин, Е.М. Булыжев, В.В. Богданов // Весшик машиностроения. - 1988.7.-С. 38 -42.

16. Булыжев Е.М. Система применения СОЖ в гибком автоматизированном производстве / Е.М. Булыжев, М.Ю. Обшивалкин // Повышение эффективности станков с ЧПУ и ОЦ в составе специализированных участков. М.: ЦНИИИТЭИ, 1989. -С. 10-12.

17. Худобин Л.В. Современная техника и технология применения СОЖ в обработке резанием / Л.В. Худобин, Е.М. Булыжев // Смазочно-охдаждающис технологические средства для обработки материалов. - Киев: Обшестио «Знание» Украины. 1992. - С. 8-9.

18. Худобин Л.В. Методика экономической оценки эффективности технологических процессов на основе единых критериев / Л.В. Худобин, Г.Р. Муслина, Е.М. Булыжев, М.А. Белов // Вестник машиностроителя. - ! 995. - № 6. - С. 42 - 45.

19. Худобин Л.В. Безотходное оборотное ресурсосберегающее применение СОЖ в машиностроении ! Л.В. Худобин, Е.М. Булыжев, В.Г. Ромашкин // Труды международной конференции «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы». - Волжский: ВИСИ, 1997. - С. 144 - 146.

20. Булыжев Е.М. Ресурсосберегающее применение технологических жидкостей в машиностроении / Е.М. Булыжев, В.Г. Ромашкин // Вестник машиностроения.

- 19У8.-№2.-С. 26 -30.

21. Худобин Л.В. Технология и техника бессточного ресурсосберегающего применения технологических жидкостей / JI.B, Худобин, Е.М. Булыжев, В.Г'. Ромашкин // 'Груды конференции «ПРОТЭК-98». - М.: МГТУ «Станкин», 199«. - С. 286 - 290.

22. Булыжев Е.М. Кассетные магнитные сепараторы для очистки смазочпо-охлаждающих жидкостей // Производство. Технология. Экология. ПРОТЭК-2000: Труды международного конгресса. - М.; МГТУ «Станкин». 2000. - С. 49.

23. Булыжев Е.М. Экологически безопасные технологии промышленного рецикл инга техногенных отходов производства черной металлургии /Е.М. Булыжев. В.Н. Кокорин, Ю.Н. Берлет // Сб. трудов международной конференции «Экологические проблемы и пути их решения в XXI веке: образование, наука, техника». СПб.: С ГШ ТУ, 2000. - С. 41 -42.

24. Булыжев Е.М. Математическое моделирование экологически безопасных процессов промышленного рециклинта техногенных отходов черной металлургии и механической обработки / Е.М. Булыжев, В.Н. Кокорин, О.В. Чемаева // Труды четвертой международной конференции «Математическое моделирование физических, экономических, технических, социальных систем и процессов». - Ульяновск: УлГУ, 2001. - С. 171 - 174.

25. Булыжев Е.М. Опыт создания ресурсосберегающих систем применения технологических жидкостей на машиностроительных и прокатных производствах / Е.М. Булыжев, Г.К. Рябов // Труды международной конференции «Интерстроймех-2001». - СПб.: СПбГТУ, 2001. - С. 262-263,

26. Булыжев Е.М. Кассетные магнитные сепараторы для очистки смазочно-охлаждающих жидкостей // Вестник машиностроения. - 2001. - № 9. - С. 24 - 28.

27. Bulyzhev Е.М. Mathematical simulation of process of preparation and purification of lubricating coolants in machine building technology I E.M. Bulyzhev, P.A. Vel'misov // Applications of Mathematics in Engineering and Economics. Proceedings of the XXVII Summer School, Sozopol'01, Bulgaria. - Heron Press Ltd. - 2002. - P. 17 - 28.

28. Булыжев Е.М. Система экологизированного ресурсосберегающего применения сназочко-охлаждающих жидкиитей «Витн-С» /7 Вестник УлГТУ. — Ульяновск: УлГТУ. -2002. - № 1. - С. 49-53.

29. A.c. 889408 СССР, МКИЗ В 25 15/00. Система подачи смазочно-охлаждающей жидкости / Л.В. Худобин, В.Ф. Жданов, Е.М. Булыжев - 1981. - Бюл. №46.

30. A.c. 1151266 СССР, МКИЗ В 25 15/00. Устройство для очистки СОЖ/ Е.М. Булыжев, P.A. Евсеев, В.Е. Сазанов, Н.Д. Михайлов. - 1985. - Бюл. № 15.

31. A.c. 1155434 СССР, МКИЗ В 25 15/00. Устройство для очистки СОЖ / Л.В. Худобин, Е.М. Булыжев, В.Е. Сазанов, Н.Д. Михайлов. - 1985. - Бюл. № 18.

32. A.c. 1166807 СССР, МКИЗ В 25 15/00. Щелевой фильтр для очистки жидкости/ Е.М. Булыжев, P.A. Евсеев, Е.А. Карев, С.Ф. Корнев. - 1985. - Бюл. № 26

33. A.c. 1263302 СССР, МКИЗ В 25 15/00. Фильтр для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, Ю.П. Кулаков, В.В. Богданов. - 1986. - Бюл. № 38.

34. A.c. 1346413 СССР, МКИЗ В 25 15/00. Устройство для очистки СОЖ / Л.В. Худобин, Е.М. Булыжев, Г.М. Юдин, В.Т. Сидоранов, A.B. Блинов. - 1987. - Бюл. № 39.

35. A.c. 1366181 СССР, МКИЗ В 25 15/00. Устройство для селективной очистки СОЖ от твердосплавных частив Е.М. Булыжев, P.A. Евсеев. Н.Д. Михайлов Р К Луке. - 1988. - Бюл. № 2.

36. A.c. 1443932 СССР, МКИЗ В 25 15/00. Фильтр для очистки жидкости / Е.М.

Булыжев, H.H. Житлов, B.B. Богданов, П.А. Вельмисов. - 1988. - Бгол. № 46,

37. A.c. 1477448 СССР, МКИЗ В 25 15/00. Фильтр / Е.М. Булыжев, В.В. Богданов, Н.И. Арябкин, А.П. Пшеничкин. - 1989. - Бюл. № 17.

38. A.c. 1488180 СССР, МКИЗ В 25 15/00. Установка для приготовления и регенерации СОЖ / Ю.В. Полянсков, Е.М. Булыжев, А.Н. Евсеев, В.Г. Докторов, Г.М. Горшков, Г.К. Рябов. - 1989. - Бюл. № 23.

39. A.c. 1503859 СССР, МКИЗ В 25 15/00. Фильтр для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, Б.И. Попов, В.В. Богданов. - 1989. - Бюл. № 32.

40. A.c. 1510877 СССР, МКИЗ В 25 15/00, Фильтр для очистки жидкостей / Е.М. Булыжев, Б.И. Попов, В.В. Богданов. - 1989. - Бюл. № 36.

41. A.c. 1726202 РФ, МКИЗ В 25 15/00, Устройство для подачи СОЖ / Е.М. Булыжев, Г.М. Горшков, Г.К. Рябов. - 1992. - Бюл. № 14.

42. A.c. 1733051 РФ, МКИЗ В 25 15/00, Фильтр для очистки СОЖ/ Е.М. Булыжев, В.В. Богданов, H.H. Житлов, H.A. Репин. - 1992. - Бюл. № 18.

43. A.c. 1755929 РФ, МКИЗ В25 15/00, Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, А.Р. Трощий, В.В. Богданов, Ю.А. Решетников, В.М. Прокофьев, П.А Вельмисов. - 1992. - Бюл. №31.

44. A.c. 1762966 РФ, МКИЗ В 25 15/00. Фильтр для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, В.В. Богданов, П.А. Вельмисов, H.H. Житлов, Н.И.Арябкин. - 1992. - Бюл. № 35.

45. A.c. 1769920 РФ, МКИЗ В 25 15/00. Фильтр для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, В.В. Богданов, H.H. Житлов, В.И. Калмыков. - 1992. - Бюл. № 39.

46. A.c. 1785722 РФ, МКИЗ В 25 15/00. Фильтр для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, В.В. Богданов, В.Н. Агафонов, - 1993. - Бюл. № 1.

47. A.c. 2004980 РФ, МКИЗ В 25 15/00. Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, В.М. Прокофьев, А.Р. Трощий, A.C. Семенов, П.А. Вельмисов. - 1993. - Бюл. № 47 - 48.

48. A.c. 2027473 РФ, МКИЗ В 25 15/00, Устройство для очистки СОЖ от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, Ю.В. Мушаров, А.Р. Трощий, В.М. Прокофьев. - 1995.-Бюл. №3.

49. A.c. 2036691 РФ, МКИЗ В 25 15/00. Устройство для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, В.Ф. Гурьянихин, Н.М. Мужиков. - 1995. - Бюл. № 16.

50. A.c. № 2037541 РФ, МКИЗ В 25 15/00. Способ разделения водомаслоокали-ыосодержащих отходов и линия для его осуществления / Е.М. Булыжев, В.М. Прокофьев, H.H. Машагин. - 1995. - Бюл. № 17.

51. Пат. 2083694 Россия. Способ переработки металл о содержащих отходов / Е.М. Булыжев, В.Н. Кокорищ В.В. Варламов. - 1997. - Бюл. № 12.

52. Пат. 2090241 Россия. Вакуумный фильтр для очистки СОЖ от механических примесей / J1.B. Худобин, Е.М. Булыжев, М.Ю. Обшивалкин. - 1997. - Бюл. № 26.

53. Пат. 2096340 Россия. Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, М.А. Андреев. - 1997. - Бюл. № 32.

54. Пат. 2097107 Россия. Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, A.A. Смирнов, - 1997. - Бюл. № 8.

55. Пат. 2097166 Россия. Способ переработки металлосодержащих шламов / Е.М. Булыжев, В.Н. Кокорин. - 1994. - Бюл. № 12.

56. Пат. 2106179 Россия. Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / £.М. Булыжев, А.Н. Литвиненко. - 1988. - Бюл. № 7.

57. Пат. 2109548 Россия. Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев. - 1998. - Бюл. № 12.

58. Пат. 2109576 Россия. Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, А.А. Смирнов. - 1998. - Бюл. Ш 12.

59. Пат. 2118985 Россия. СОЖ для механической обработки /' Е.М. Булшкев, B.C. Шаболин, В.П. Афанасьев, В.Г. Ромашкин. - .1998. Бюл. № 26.

60. Пат. 2119374 Россия. Устройство для очистки жидкости от ферромагнитных частиц / Е.М. Буяыжев, М.В. Храмков. - 1998,.....Бюл. № 5.

61. Пат. 2128627 Россия. Система применения омазочно-охлаждагощих технологических средств / Е.М. Булыжев, B.C. Шаболин, - 1999. Бюл. № 15.

62. Пат. 2139252 Россия. Устройство для удаления поверхностного сдоя нефте-содержагцих жидкостей / Е.М. Булыжев, B.C. Шаболин, Ю.А. Евстигнеев. - 1999. -Бюл. № 28.

63. Пат. 2148078 Россия. Способ бактерицидной очистки водных смазочно-охлаждающих технологических средств / Е.М, Булыжев, B.C. Шаболин. - 2000, -Бюл. №12.

64. Пат. 2183217 Россия. Способ очистки водосмешиваемых смазочно-охлаждающих. технологических средств в системах их применения / Е.М. Булыжев. -2002. -Бюл. № 16.

65. Пат. 2196809 Россия. Комплекс очистки смазочно-охлаждаюхдих жидкостей / Е.М. Булыжев. - 2003. - Бюл. № 2.

66. Пат. 2208047 Россия. Устройство для очистки и восстановления эксплуатационных и технологических свойств жидкостей / Е.М. Булыжев, А.Е. Кленовский, Г.К. Рябов. - 2003. - Бюл, № 19.

67. Пат. 2209781 Россия. Установка для глубокой очистки водосмешиваемых сма-зочно-охпаждающих жидкостей / Е.М. Булыжев, В.В. Терентьев. - 2003. - Бюл. № 22.

68. Свидетельство на полезную модель № 18494, Россия. МКИЗ В 25 15/00. Бак-отстойник / Е.М. Булыжев, А.Е. Кленовский, Г.К. Рябов // Заяв. № 2000129972, -2000. - Бюл. № 7.

69. Свидетельство на полезную модель № 20512, Россия. Устройство для переработки металлосодержахцих отходов / Е.М. Булыжев, В.И. Калмыков, В.Н. Кокорин, В.В. Богданов, Г.К. Рябов // Заяв. № 2001119389/20. - 2000. - Бюл. № 31.

БУЛЫЖЕВ Евгений Михайлович

технологическое обеспечение машиностроительных

производств смазочно-охлаждающими жидкостями

Автореферат

Редактор H.A. Евдокимова Корректор М.В, Леонова

Подписано в печать 22.10.03. Формат 60x84/16. Бумага писчая. Усл. печ. л. 2,09. Уч.-изд. л. 1,80. Тираж 150 экз. Заказ 3323 .

Типография УлГТУ. 432027, Ульяновск, ул. Сев. Венец, 32.

о о 3 -Á

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ И ЕДИНИЦ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИМИ ЖИДКОСТЯМИ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Смазочно-охлаждающие жидкости и их функциональные действия при обработке резанием.

1.2. Изменение свойств и технологической эффективности СОЖ при ее функционировании

1.3. Вероятностное моделирование профиля поверхности детали, шлифованной с применением СОЖ.

1.4. Предотвращение деградации СОЖ.

1.5. Концепция ресурсосбережения и экологизации в системах применения СОЖ в машиностроительных производствах.

1.6. Выводы. Цель и задачи исследований.

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ СОЖ.

2.1. Моделирование и параметрический анализ систем применения СОЖ.

2.2. Критериальная модель дисперсного состояния СОЖ.

2.3. Стабильность процесса очистки СОЖ, применяемой на one- ? рациях механической обработки

2.4. Моделирование и анализ системы применения СОЖ при холодной листовой прокатке.

2.5. Расчет параметров чистоты СОЖ и характеристик очистителей как результатов взаимодействия двух распределенных систем.

2.6. Вероятностное моделирование развития сложных технологических систем.

2.7. Выводы.

ГЛАВА 3. РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ СОЖ.

3.1. Ресурсосберегающий технологический процесс обеспечения машиностроительных производств СОЖ.

3.2. Технология очистки СОЖ от механических примесей.

3.3. Технология защиты СОЖ от микробиологического поражения.

3.4. Технология восстановления СОЖ.

3.5. Технология переработки шламов

3.6. Технология извлечения масла из шламов и отработанной

СОЖ и последующей его регенерации

3.7. Выводы

ГЛАВА 4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ СОЖ.

4.1. Гравитационные очистители.

4.2. Ресурсосберегающие фильтры.

4.3. Электромагнитные сепараторы.

4.4. Патронные магнитные сепараторы

4.5. Выводы

ГЛАВА 5. НОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ СОЖ

5.1. Общая характеристика нового оборудования.

5.2. Установка «Вита-С».

5.3. Установка «Вита-В» для восстановления СОЖ.

5.4. Установка «Вита-Р» для разложения СОЖ.

5.5. Установка «Вита-М» для регенерации масла.

5.6. Установка «Вита-Ш» для переработки шлама.

5.7. Ресурсосберегающая экологизированная система применения СОЖ на основе установок «Вита».

5.8. Выводы

ГЛАВА 6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ СОЖ.

6.1. Использование технологий и установок «Вита» в промышленности

6.2. Методика расчета экономической и экологической эффективности ресурсосберегающего технологического обеспечения машиностроительных производств СОЖ.

6.3. Расчет экономической и экологической эффективности установок «Вита»

6.4. Выводы . 3?

Промышленный подъем России и переход на устойчивое развитие невозможны без переориентации промышленности на экологически чистые ресурсосберегающие технологии на основе тесной интеграции науки и производства во всех отраслях промышленности.

Большинство современных технологических процессов механической обработки в машиностроительных и металлургических производствах невозможно без применения смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), способствующих существенному увеличению стойкости инструмента, повышению производительности и качества обработки. Однако при этом отработанные СОЖ и продукты их переработки остаются одним из главных источников загрязнения окружающей среды. По данным государственного доклада* «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1999 году», подготовленного Государственным комитетом по охране окружающей среды, годовой сброс загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы машиностроительными и металлургическими предприятиями России составил в 1999 г. более 1600 млн. м3, а совокупная доля машиностроительной и металлургической отраслей в сбросе загрязненных сточных вод предприятиями отечественной промышленности составляет 25,7 %. СОЖ по-существу остаются расходными материалами, коэффициент их полезного использования невелик, а затраты на применение СОЖ достигают 16 % от стоимости изготовления изделия, что втрое превышает затраты на инструмент**.

К настоящему времени выполнен ряд НИР и ОКР в области создания эффективных составов СОЖ, методов и средств подачи СОЖ в контактные зоны механической обработки, очистки, диагностики и стабилизации свойств СОЖ в процессе их функционирования, разложения отработанных СОЖ и т.д.

401 * Опубликован в Интернете по адресу http://www.ecocom.ru/temapgs/gsoops/gosdoklad99. см. статью Аскинази A.B., Гатовский М.Б., Черпаков Б.И. СОЖ и методы обеспечения экологической безо пасиости при механической обработке // СТИН, 1998, № 10. С. 34 - 39.

Современное состояние машиностроительного комплекса России делает проблему ресурсосберегающего экологизированного применения СОЖ все более актуальной. Это обусловлено рядом причин: необходимостью существенного повышения производительности механической обработки и стабилизации качества выпускаемой продукции (деталей); неуклонным ростом стоимости нефтепродуктов, являющихся основой многих СОЖ; ухудшением экологической ситуации и ужесточением требований к охране окружающей среды и, в частности, к экологической чистоте и безопасности производственных технологий; все более увеличивающейся долей в себестоимости готовой продукции затрат на СОЖ.

Чтобы обеспечить дальнейшее развитие технологии и техники применения СОЖ необходимо разработать основы создания малоотходных предельно замкнутых технологий и оборудования для систем применения (СП) СОЖ с минимальным потреблением исходных продуктов, учитывающие как общетехнические принципы построения сложных систем, так и законы социоприродно-го развития.

В процессе функционирования СОЖ неизбежно загрязняется механическими примесями и инородными маслами, подвергается негативному воздействию микрофлоры. Эти процессы приводят к ухудшению выходных показателей операций механической обработки, сокращению срока функционирования самих СОЖ и увеличению затрат на них. Поэтому задачи качественной очистки СОЖ от посторонних примесей, борьбы с микробиологическим поражением и стабилизации свойств СОЖ в процессе функционирования являются первостепенными при разработке ресурсосберегающих экологизированных СП СОЖ. Основными факторами, сдерживающими использование этих СП СОЖ в машиностроительных и металлургических производствах, остаются их высокие капиталоемкость и эксплуатационные затраты и, как следствие, недоступность этих систем для большинства предприятий.

С учетом изложенного, целью настоящей работы является повышение эффективности технологических процессов механической обработки на основе разработки, научного обоснования и реализации ресурсосберегающего экологизированного технологического обеспечения машиностроительных производств смазочно-охлаждающими жидкостями.

Основополагающим тезисом является предельная минимизация потерь производственных ресурсов, затрачиваемых при реализации технологических процессов механической обработки с применением СОЖ, и исключение сбросов отработанной СОЖ и продуктов ее переработки в окружающую среду путем реализации замкнутых технологических циклов применения СОЖ.

На защиту выносятся научно-обоснованные технологические и технические решения, внедрение которых внесло значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса путем ресурсосберегающего экологизированного технологического обеспечения машиностроительных производств смазочно-охлаждающими жидкостями, позволяющего повысить и стабилизировать на длительный срок производительность механической обработки и качество продукции (деталей), снизить потребление ресурсов и повысить экологическую безопасность производств:

- системные положения по созданию технологического обеспечения качества, производительности, экономической эффективности и экологической безопасности металлообрабатывающих машиностроительных производств, заключающиеся в научно-обоснованных технологических и техничесикх разработках, проектировании и реализации технологии и оборудования систем применения СОЖ;

- математические модели, описывающие взаимосвязи параметров качества поверхностей деталей, обработанных с применением СОЖ, с параметрами качества последней, например, загрязненной механическими примесями;

- комплекс математических моделей СП СОЖ, описывающих динамику изменения состояния СОЖ (дисперсного состава, концентрации механических примесей и «инородных» масел) в процессе функционирования, а также процессы очистки СОЖ в электромагнитных и магнитных сепараторах, гравитационных очистителях, фильтрровальных установках, и позволяющих рассчитать основные конструктивные и режимные параметры этих очистителей, и математическая модель шероховатости поверхности, шлифованной с применением СОЖ, загрязненной механическими примесями;

- комплекс принципов создания и функционирования и критерии оценки эффективности систем применения СОЖ, а также общая структурная модель таких систем;

- балансовый метод исследования и прогнозирования изменения состава и состояния СОЖ в процессе ее функционирования, позволяющий оценивать эффективность и экологичность СП СОЖ как качественно, так и количественно;

- результаты моделирования и исследования динамики изменения концентрации механических примесей в СОЖ, на основе которых предложен эффективный метод ее очистки - двухконтурная неполнопоточная очистка, при которой функция очистки разделяется на две: первая - удаление основной массы механических примесей (первый контур), поступающих с технологического оборудования, вторая - предотвращение накопления мелкодисперсных частиц механических примесей в СОЖ (второй контур);

- метод расчета подсистем очистки СОЖ путем решения прямых и обратных задач взаимодействия двух распределенных систем последовательно для каждой ступени системы очистки;

- результаты теоретико-экспериментальных исследований очистки СОЖ в электромагнитных и магнитных полях, ленточных фильтрах, гравитационных и флотационных очистителях, микробиологического поражения СОЖ, а также поиска эффективных методов борьбы с ним;

- новые технологии восстановления и разложения отработанных СОЖ, регенерации минеральных масел (в том числе извлеченных из отработанных СОЖ); переработки металлосодержащих шламов в брикеты; схемо-технические и конструктивные решения новой техники, реализующей эти технологии;

- результаты промышленных испытаний и внедрения новых технологий и техники применения СОЖ.

Диссертация имеет следующую структуру: в первой главе показано большое значение СОЖ для обеспечения и стабилизации высокой производительности механической обработки и качества изделий, повышения работоспособности режущих инструментов. Установлено, что в процессе функционирования СОЖ постепенно теряет исходный технологический потенциал, первопричиной чего является загрязнение СОЖ механическими и другими примесями. Разработана математическая модель для оценки микропрофиля шлифованной поверхности, учитывающая загрязнение СОЖ механическими примесями. Выявлено, что используемые в машиностроении технологии и техника применения СОЖ не отвечают современным техническим и экологическим требованиям.

Разработаны мероприятия по предотвращению деградации СОЖ, применяемой при механической обработке.

Предложена концепция создания ресурсосберегающих экологизированных систем применения СОЖ в машиностроительных производствах, включающая комплекс соответствующих принципов и критериев, а также рациональный структурный состав таких систем; во второй главе сформулирован общий подход к построению математических моделей СП СОЖ, позволяющий учитывать как детерминированные, так и стохастические её особенности. Разработана математическая модель СП СОЖ, открытая для включения моделей подсистем приготовления СОЖ, их контроля и диагностики, а также моделей влияния СП СОЖ на показатели основного производства, и позволяющая решать задачи параметрического анализа СП СОЖ. Разработаны модели изменения дисперсного состояния СОЖ на этапах её приготовления и функционирования, уточняющие базовую модель. Предложены: балансовый метод исследования и оценки изменения состава и состояния СОЖ в процессе функционирования, позволяющий оценивать эффективность и экологичность СП СОЖ как качественно, так и количественно; метод расчета подсистем очистки СОЖ путем решения прямых и обратных задач взаимодействия двух распределенных систем последовательно для каждой ступени системы очистки. Приведены результаты экспериментальной проверки адекватности всех теоретических разработок.

На основе моделирования и исследования динамики изменения концентрации механических примесей в СОЖ предложен эффективный метод ее очистки - двухконтурная неполнопоточная очистка, при которой функция очистки разделяется на две: первая - удаление основной массы механических примесей, поступающих в СОЖ с технологического оборудования, вторая - предотвращение накопления мелкодисперсных частиц механических примесей в СОЖ. Эти функции выполняют разные контуры подсистемы очистки: в первом контуре СОЖ очищается высокопроизводительным относительно «грубым» очистителем; во втором контуре производится периодическая или непрерывная неполнопоточная тонкая очистка; в третьей главе, на основе разработанной системы принципов и критериев, предложен ресурсосберегающий экологизированный технологический процесс обеспечения машиностроительных производств СОЖ и разработана структура СП СОЖ, реализующей этот процесс. Показана принципиальная возможность бессточной эксплуатации СОЖ путем управления интенсивностью накопления в СП СОЖ механических примесей, «инородных» масел, микрофлоры и солей.

На основе выполненной классификации и анализа подсистем очистки СОЖ и их элементов разработаны высокоэффективные технологии очистки СОЖ в машиностроительных и металлургических производствах. Предложены схемо-технические решения подсистемы очистки СОЖ многоступенчатой и многоконтурной компоновок.

В этой же главе приведены результаты исследований развития микрофлоры в СОЖ при различных условиях её функционирования, позволяющие разработать технологию защиты СОЖ от микробиологического поражения путем использования антагонизма анаэробных и аэробных бактерий на основе периодической аэрации СОЖ и непрерывного удаления из неё механических примесей и «инородных» масел. Разработанная технология позволяет исключить использование при приготовлении СОЖ биоцидов.

Предложена эффективная технология восстановления отработанных эмульсионных СОЖ без их разложения на масляную и водную фазу. Экспериментально установлено, что наиболее эффективным методом подавления микрофлоры в восстановленных СОЖ является пастеризация.

Представлены новые технологии утилизации отходов СП СОЖ путем рекуперации металла из шламов и последующей его переработки в брикеты для плавильного производства, а также рекуперации масла из шламов и отработанной СОЖ и последующей их регенерации; четвертая глава содержит результаты теоретико-экспериментальных исследований очистки СОЖ в электромагнитных и магнитных полях, ленточных фильтрах, гравитационных и флотационных очистителях. На основе результатов моделирования разработаны методики расчета и даны рекомендации по проектированию соответствующих устройств; пятая глава посвящена описанию установок серии «Вита», реализующих ресурсосберегающий технологический процесс обеспечения машиностроительных производств СОЖ и позволяющих системно решать вопросы очистки СОЖ от механических примесей и «инородных» масел, их восстановления, утилизации шламов и отработанных СОЖ.

Под руководством соискателя организовано серийное производство установок «Вита-С» для очистки и циркуляции СОЖ, «Вита-В» - для восстановления отработанных СОЖ, «Вита-Р» - для разложения не подлежащих восстановлению отработанных СОЖ, «Вита-М» - для регенерации минеральных масел (в том числе извлеченных из отработанных СОЖ), «Вита-Ш» - для переработки металлосодержащих шламов в брикеты. Установки успешно эксплуатируются на ряде крупнейших предприятий машиностроительной и металлургической промышленности Российской Федерации.

В установках серии «Вита» реализованы новые технологические, конструктивные и схемотехнические решения, защищенные двадцатью двумя авторскими свидетельствами, патентами на изобретения и свидетельствами на полезную модель. Наиболее существенные разработки отмечены дипломами и медалями международных выставок; последняя, шестая глава диссертации посвящена оценке технико-экономической и экологической эффективности использования результатов исследований и конструкторских разработок в промышленности. Выявлены основные источники и структура составляющих эффективности новых технологий и оборудования ресурсосберегающего обеспечения машиностроительных производств СОЖ. Дано экономическое обоснование эффективности использования разработок диссертанта в производственных условиях.

Автор выражает искреннюю благодарность Заслуженному деятелю науки и техники РФ, доктору технических наук, профессору JI.B. Худобину за помощь и поддержку в многолетней работе, а также сотрудникам кафедры «Технология машиностроения» УлГТУ и ЗАО «НПК «Волга - Экопром», и в частности Д.В. Баранову, В.Н. Ковальногову и B.C. Юганову.

1. ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИМИ ЖИДКОСТЯМИ.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

- результаты исследования и систематизации механизма биологической деградации СОЖ при различных условиях её эксплуатации, а также новая технология защиты СОЖ от микробиологического поражения путем использования антагонистичности анаэробных и аэробных бактерий на основе периодической аэрации СОЖ и непрерывного удаления из неё механических примесей и «инородных» масел. Предложенная технология позволяет исключить использование при приготовлении СОЖ биоцидов.

Показана принципиальная возможность бессточной эксплуатации СОЖ путем управления интенсивностью накопления в СП СОЖ механических примесей, «инородных» масел, микрофлоры и солей.

7. Под руководством соискателя разработаны и реализованы схемотехнические и конструктивные решения установок «Вита-С» для очистки и циркуляции СОЖ, «Вита-В» - для восстановления отработанных СОЖ, «Вита-Р» - для разложения не подлежащих восстановлению отработанных СОЖ, «Ви-та-М» — для регенерации минеральных масел (в том числе извлеченных из отработанных СОЖ), «Вита-Ш» - для переработки металлосодержащих шламов в брикеты. Налажено серийное производство установок «Вита», которые успешно эксплуатируются на 20 круннейших предприятиях машиностроительной и металлургической отраслей промышленности РФ (см. табл. 6.1).

Достигнут значительный экономический и экологический эффект (более 94 млн. рублей) от использования установок «Вита» в машиностроении и металлургии.

8. Разработки диссертанта получили международное признание. Медалей и дипломов удостоены: экологизированная ресурсосберегающая технология применения СОЖ - диплом и серебряная медаль Международного Салона изобретений «Конкурс Лепин», г. Париж, 2001 г., диплом II степени Российского агентства по патентам и товарным знакам; магнитный сепаратор для очистки СОЖ — диплом и золотая медаль международной промышленной выставки «Эврика-2000», г. Брюссель, 2000 г., специальный приз Австрийского общества изобретателей, 2000 г., специальный приз, диплом и золотая медаль Международного Салона изобретений «Конкурс Лепин», г.Париж, 2001 г.; технология и техника утилизации промышленных стоков - диплом и серебряная медаль международной промышленной выставки «Эврика-2000», г. Брюссель, 2000 г.; технология и техника переработки металлосодержащих шламов - диплом и золотая медаль международной промышленной выставки «Эврика-2001», г. Брюссель, 2001 г.

337

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основе анализа научно-технической информации, результатов выполненных теоретико-экспериментальных исследований и опытно-конструкторских работ, а также опыта применения СОЖ в промышленности составлено следующее заключение:

1. СОЖ является важным элементом обеспечения подавляющего большинства технологических процессов механической обработки, обеспечивающим при рациональном применении повышение и стабилизацию производительности обработки и качества деталей и других изделий, существенное повышение стойкости инструмента и уменьшение энергозатрат.

2. В процессе функционирования при механической обработке СОЖ постепенно теряет свой исходный технологический потенциал, что приводит к снижению эффективности операций механической обработки и эксплуатационных характеристик самой СОЖ. Доминирующим фактором, лимитирующим срок функционирования СОЖ между ее залповыми сбросами, является загрязнение СОЖ механическими примесями.

3. Используемые в машиностроении технологии применения СОЖ и соответствующие средства технологического оснащения не обеспечивают достаточно длительной стабилизации свойств СОЖ и технологической эффективности металлообрабатывающих производств, запрограммированы на большие, часто непродуктивные затраты ресурсов, не соответствуют современным экономическим и экологическим требованиям.

4. Предложена концепция ресурсосбережения и экологизации систем применения СОЖ в машиностроительных производствах, состоящая из комплекса соответствующих принципов, системы критериев оценки эффективности проектируемых и действующих технологий и оборудования для применения СОЖ и общей структуры такой системы, включающей новые подсистемы очистки и рециклизации СОЖ, а также подсистемы рециклизации отработанных СОЖ без разложения, экологически чистого разложения СОЖ на составляющие, рециклизации рекуперированных из жидких и твердых отходов воды, масла, диспергированного металла и возврата аэрозолей.

5. Научно обосновано ресурсосберегающие технологическое обеспечение машиностроительных производств СОЖ - разработан комплекс структурных, физических, математических и технологических моделей системы применения СОЖ и ее элементов, позволяющий учитывать как детерминированные, так и стохастические ее особенности, включающий:

- математические модели (1.18) - (1.21), (1.27), позволяющие прогнозировать микропрофиль шлифованной поверхности детали или заготовки с учетом содержания в СОЖ механических примесей и предназначенные, в частности, для расчета норм чистоты СОЖ;

- математическую модель (2.10) СП СОЖ на основе четырехдольного ориентированного графа, которая открыта для включения моделей подсистем приготовления СОЖ, их контроля и диагностики, может быть дополнена моделью влияния СП СОЖ на показатели основного производства механической обработки и позволяет проводить параметрический анализ СП СОЖ и оценку их технико-экономической эффективности;

- критериальную модель (2.32) и упрощенную её модификацию (2.35), (2.36), описывающие дисперсное состояние СОЖ на этапах их приготовления и функционирования, а также модели баланса компонентов СОЖ (2.77), механических и иных примесей в СОЖ в процессе ее функционирования (2.85), позволяющие прогнозировать изменение состояния СОЖ в процессе металлообработки;

- балансовый метод исследования и прогнозирования изменения состава и состояния СОЖ в процессе функционирования, позволяющий оценивать эффективность и экологичность СП СОЖ как качественно, так и количественно. Предложенные модели баланса СОЖ (2.67), механических примесей (2.75) и «инородных» масел (2.76) служат для идентификации и уточнения модели СП СОЖ (2.10);

- эффективный метод очистки СОЖ - двухконтурная неполнопоточная очистка, при которой функция очистки разделяется на две: удаление основной массы механических примесей, поступающих с технологического оборудования, и предотвращение накопления мелкодисперсных частиц механических примесей в СОЖ; метод расчета подсистем очистки СОЖ путем решения прямых (2.79) и обратных (2.101) - (2.110) задач взаимодействия двух распределенных систем последовательно для каждой ступени системы очистки. Прямая задача сводится к определению степени очистки СОЖ ё в очистителе и параметров механических примесей, оставшихся в СОЖ (C0,d0,s0) и удаленных из СОЖ ( Су, dy, sy), при известных z(d) и PM(d). Обратные задачи заключаются в отыскании любых двух параметров из ряда z(d), PH(d), Py(d), Pa(d) и Ё по заданным трем остальным;

- модели, описывающие процесс очистки СОЖ в электромагнитных (4.31) - (4.37) и магнитных сепараторах (4.60) - (4.70), гравитационных очистителях (4.6), фильтровальных установках (4.22), (4.25) и позволяющие рассчитать основные конструктивные параметры этих очистителей.

Адекватность всех математических моделей описываемым реальным процессам и технологическим ситуациям доказана непосредственными экспериментами.

На основе разработанных математических моделей спроектированы и реализованы на ряде предприятий подсистемы очистки СОЖ, включающие различные очистители.

6. На основе разработанных принципов построения ресурсосберегающих экологизированных СП СОЖ и результатов экспериментальных исследований очистки СОЖ различными способами, регенерации и восстановления СОЖ, переработки шламовых отходов разработано технологическое обеспечение, включающее:

- новый ресурсосберегающий экологизированный технологический процесс обеспечения машиностроительных производств СОЖ;

- новые высокоэффективные схемо-технические решения подсистемы очистки СОЖ многоступенчатой и многоконтурной компоновок для машиностроительных и металлургических производств;

1. Авторское свидетельство (а.с.) 1151266 СССР, МКИ3 В 25 15/00. Устройство для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, P.A. Евсеев, В.Е. Сазанов, С.Ф. Корнев, Н.Д. Михайлов, П.А. Вельмисов. 1985. - Бюл. № 15.

2. A.c. 1155434 СССР, МКИ3 В 25 15/00. Устройство для очистки СОЖ / JI.B. Худобин, Е.М. Булыжев, В.Е. Сазанов, Н.Д. Михайлов. 1985. - Бюл. № 18.

3. A.c. 1263302 СССР, МКИ3 В 25 15/00. Фильтр для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, Ю.П. Кулаков, В.В. Богданов. 1986. - Бюл. № 38.

4. A.c. 1346413 СССР, МКИ3 В 25 15/00. Устройство для очистки СОЖ / J1.B. Худобин, Е.М. Булыжев, Г.М. Юдин, В.Т. Сидоранов, A.B. Блинов.*1987.-Бюл. №39.

5. A.c. 1378909 СССР, МКИ3 В 25 15/00. Вибросмеситель / Е.М. Булыжев, Г.М. Горшков, И.В. Антонец. 1988. - Бюл. № 9.

6. A.c. 1430065 СССР, МКИ3 В 25 15/00. Фильтр для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, H.H. Житлов, В.В. Богданов. 1988. - Бюл. № 38.

7. A.c. 1477448 СССР, МКИ3 В 25 15/00. Фильтр / Е.М. Булыжев, В.В. Богданов, Н.И. Арябкин, А.П. Пшеничкин. 1989. - Бюл. № 17.

8. A.c. 1488180 СССР, МКИ3 В 25 15/00. Установка для приготовления и регенерации СОЖ / Ю.В. Полянсков, Е.М. Булыжев, А.Н. Евсеев, В.Г. Докторов, Г.М. Горшков, Г.К. Рябов. 1989. - Бюл. № 23.

9. A.c. 1494316 СССР, МКИ3 В 25 15/00. Гидродинамический излучателе / Е.М. Булыжев, Г.М. Горшков, И.В. Антонец. 1989. - Бюл. № 22.

10. A.c. 1503859 СССР, МКИ3 В 25 15/00. Фильтр для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, Б.И. Попов, В.В. Богданов. 1989. - Бюл. № 32.

11. A.c. 1510877 СССР, МКИ3 В 25 15/00. Фильтр для очистки жидкостей / Е.М. Булыжев, Б.И. Попов, В.В. Богданов. 1989. - Бюл. № 36.

12. A.c. 1726202 РФ, МКИ3 В 25 15/00. Устройство для подачи СОЖ / Е.М. Булыжев, Г.М. Горшков, Г.К. Рябов. 1992. - Бюл. № 14.

13. A.c. 1733051 РФ, МКИ3 В 25 15/00. Фильтр для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, В.В. Богданов, H.H. Житлов, H.A. Репин. 1992. - Бюл. № 18.

14. A.c. 1755929 РФ, МКИ3 В25 15/00. Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, А.Р. Трощий, В.В. Богданов, Ю.Д. Решетников, В.М. Прокофьев, П.А. Вельмисов. 1992. — Бюл. №31.

15. A.c. 1762966 РФ, МКИ3 В 25 15/00. Фильтр для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, В.В. Богданов, П.А. Вельмисов, H.H. Житлов, Н.И.Арябкин. -1992.-Бюл. №35.

16. A.c. 1769920 РФ, МКИ3 В 25 15/00. Фильтр для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, В.В. Богданов, H.H. Житлов, В.И. Калмыков. 1992. - Бюл. № 39.

17. A.c. 1785722 РФ, МКИ3 В 25 15/00. Фильтр для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, В.В. Богданов, В.Н. Агафонов. 1993. - Бюл. № 1.

18. A.c. 2004980 РФ, МКИ3 В 25 15/00. Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, В.М. Прокофьев, А.Р. Трощий, A.C. Семенов, П.А. Вельмисов. 1993. - Бюл. № 47 - 48.

19. A.c. 2027473 РФ, МКИ3 В 25 15/00. Устройство для очистки СОЖ от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, Ю.В. Мушаров, А.Р. Трощий, В.М. Прокофьев. 1995. - Бюл. № 3.

20. A.c. 2036691 РФ, МКИ3 В 25 15/00. Устройство для очистки СОЖ / Е.М. Булыжев, В.Ф. Гурьянихин, Н.М. Мужиков. 1995. — Бюл. № 16.

21. Абразивная и алмазная обработка материалов: Справочник / Под общей ред. А.Н. Резникова. М.: Машиностроение, 1977. - 391 с.

22. Багдасаров A.C. Экология и эффективное направление утилизации промышленных отходов // Материалы и технология XXI века: Сборник материалов Всероссийской научно-технической конференции. Ч. III. Пенза: Приволжский дом знаний, 2001. - С. 87 - 88.

23. Балабышко А.М. Прогрессивное оборудование для получения высококачественных СОЖ. М.: Машиностроение, 1989. — 40 с.

24. Белов М.А. Повышение качества шлифованных деталей из корро?л-онностойких сталей путем рационального применения технологических жидкостей: Дис. . кан. техн. наук: 05.02.08 / Ульян, политехи, ин-т. Ульяновск, 1986.-236 с.

25. Бердичевский Е.Г. Малоотходная технология применения СОЖ в металлообработке. М.: НИИмаш, 1981. - 64 с.

26. Бердичевский Е.Г. Смазочно-охлаждающие средства для обработки материалов. М.: Машиностроение, 1984. - 224 с. *

27. Богданов В.В. Повышение эффективности операций шлифования путем ресурсосберегающего обеспечения чистоты технологических жидкостей. Дис. . кан. техн. наук: 05.02.08, 05.03.01 / Ульян, политехи, ин-т. Ульяновск, 1981.-383 с.

28. Бокучава Г.В. Трибология процесса шлифования. Тбилиси: Сабчото Сакартвело, 1984. - 240 с.

29. Булыжев Е.М. К вопросу оптимизации режимов работы аппаратов для магнитной обработки СОЖ, загрязненных механическими примесями при шлифовании // Физико-химическая механика процессов трения. Иваново: Ивановский госуд. ун-т, 1977. - С. 63 - 65.

30. Булыжев Е.М. Кассетные магнитные сепараторы для очистки смазоч-но-охлаждающих жидкостей // Вестник машиностроения. 2001. - № 9. - С. 24-28.

31. Булыжев Е.М. Кассетные магнитные сепараторы для очистки смазо,ч-но-охлаждающих жидкостей // Производство. Технология. Экология. ПРОТЭК--2000: Труды международного конгресса. М.: Московский госуд. техн. ун-т «Станкин», 2000. - С. 49.

32. Булыжев Е.М. Кинетика седиментации механических примесей, содержащихся в СОЖ // Известия высших учебных заведений. Машиностроение.- 1977.-№ 2.-С. 177-181.

33. Булыжев Е.М. Система экологизированного ресурсосберегающего применения смазочно-охлаждающих жидкостей «Вита-С» // Вестник УлГТУ^-Ульяновск: Ульян, госуд. техн. ун-т, 2002. № 1. - С. 49 - 53.

34. Булыжев Е.М. Экспериментальное исследование кассетных магнитных сепараторов / Е.М. Булыжев, В.П. Афанасьев, А.Р. Трощий // Вестник Ул-ГТУ. Ульяновск: Ульян, госуд. техн. ун-т, 2002. - № 1. - С. 113 - 118.

35. Булыжев Е.М. Моделирование процесса тонкого шлифования в терминах «алгебра прямых» / Е.М. Булыжев, А.Ю. Богданов, A.C. Андреев // Математическое моделирование в научных исследованиях. Ставрополь: Ставр. госуд. ун-т, 2000. - С. 175 - 178.

36. Булыжев Е.М. Расчет магнитного и гидродинамического полей в магнитном сепараторе / Е.М. Булыжев, П.А. Вельмисов, Ю.А. Решетников // Вопросы теории и проектирования электрических машин. Ульяновск: Ульян, политехи, ин-т, 1989.-С. 40-44.

37. Булыжев Е.М. К методике исследований эффективности активации СОЖ / Е.М. Булыжев, В.Ф. Жданов // Смазочно-охлаждающие жидкости в процессах абразивной обработки. Саратов: Сарат. госуд. унив., 1983. — С. 31 -35.

38. Булыжев Е.М. Опыт применения автоматизированной системы циркуляции СОЖ на Ульяновском автомобильном заводе / Е.М. Булыжев, Е.А. Карев, С.Е. Ведров // Механизация и автоматизация производства. 1987. -№ 6. -С. 20-24.с*

39. Булыжев Е.М. Расчет магнитных сепараторов / Е.М. Булыжев, О.М. Ким, П.А. Вельмисов // Вопросы теории и проектирования электрических машин. Саратов: Сарат. госуд. ун-т, 1986. - С. 80 - 86.

40. Булыжев Е.М. Система применения СОЖ в гибком автоматизированном производстве / Е.М. Булыжев, М.Ю. Обшивалкин // Повышение эффективности станков с ЧПУ и ОЦ в составе специализированных участков. М.: ЦНИИИТЭИ, 1989.-С. 10-12.

41. Булыжев Е.М. Ресурсосберегающее применение технологических жидкостей в машиностроении / Е.М. Булыжев, В.Г. Ромашкин // Вестник машиностроения. 1998. -№ 2. - С. 26-30.

42. Булыжев Е.М. Рационализация конструктивных параметров полюсов электрических сепараторов при очистке СОЖ от шлифовального шлама / Е.М. Булыжев, В.Е. Сазанов. -М.: ВНИИТЭМР, 1986. -№ 3 (173). -С. 131.

43. Булыжев Е.М. Шлифование с очисткой СОЖ от механических примесей в электромагнитных сепараторах / Е.М. Булыжев, В.Е. Сазанов. Ульяновск: Ульян, политехи, ин-т, 1986. - 36 с.

44. Булыжев Е.М. Математическая модель электромагнитного сепаратора / Е.М. Булыжев, В.Е. Сазанов, О.М. Ким // Известия вузов. Машиностроение. 1986.-№ 1.-С. 35 -39.

45. Ваганов В.К. Проблемы микробиологического поражения СОЖ в процессе эксплуатации / В.К. Ваганов, М.А. Кузнецова, Т.А. Кошкина // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Волжский: Волжский инж.- стр. ин-т, 2001. - С. 226 - 228.

46. Власов С.Н. Централизованная система подачи охлаждающей жидкости к шлифовальным станкам / С.Н. Власов, Ю.К. Кузьминых // Вестник машиностроения. 1957. - № 7. - С. 59 - 62.

47. Воликов А.Н. Водо-мазутные эмульсии эффективное топливо для отопительных котельных / А.Н. Воликов, А.К. Абрамов // Водоснабжение и санитарная техника.-1983.-№ 10.-С. 21 -29.

48. Вопросы обработки металлов резанием: Сб. статей (научных трудов)/ Под ред. В.В. Подгоркова. Иваново: Иван, энерг. ин-т, 1973. — 128 е.; 1978. — 112 с.

49. Гирусов Э.В. Экология и экономика природопользования / Э.В. Гиру-сов, С.Н. Бобылев, А.Л. Новоселов. М.: ЮНИТИ, 1998. - 455 с.

50. Годлевский В.А. Введение в анализ экспериментальных данных. — Иваново: Ивановский госуд. ун-т, 1993. — 176 с.

51. Горшков Г.М. Повышение эффективности операций шлифования путем совершенствования методов и средств приготовления эмульсионных СОЖ: Дис. . кан. техн. наук: 05.02.08 / Ульян, политехи, ин-т. Ульяновск, 1993. -197 с.

52. ГОСТ Р 50558-93. Промышленная чистота. Жидкости смазочно-охлаждающие. Общие технические требования / Л.В. Худобин, В.Г. Ромашкин, Е.М. Булыжев, В.В. Богданов, А.И. Мосин, А.Г. Арташин. Введен 01.01.94. -М.: Изд-во стандартов, 1993. 14 с.

53. ГОСТ Р 50815-95. Промышленная чистота. Жидкости смазочно-охлаждающие. Требования к чистоте СОЖ на операциях круглого наружного иплоского шлифования периферией круга / J1.B. Худобин, В.В. Богданов. Введен 01.01.96. М.: Изд-во стандартов, 1995.-9 с.

54. Гульнов Е.П. Исследование механизма взаимодействия твердых частиц, содержащихся в СОЖ, с рабочей поверхностью шлифовального круга и поверхностью шлифуемой детали: Дис. . кан. техн. наук: 05.02.08 / Ульян, политехи. ин-т. — Ульяновск, 1979. 270 с.

55. Демидович Л.Д. Основы вычислительной математики / Л.Д. Демидо-вич, И.А. Марон. М.: Наука, 1972. - 664 с.

56. Джафаров A.A. Защита смазочно-охлаждающих жидкостей от биопоражения / A.A. Джафаров, К.И. Садыхов, М.А. Гаджиева // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. Волжский: Волжский инж.- стр. ин-т, 1998. - С. 190 - 191.

57. Евсеев А.Н. Система автоматизированного контроля состояния СОЖ / А.Н. Евсеев, А.Р. Гисметулин, А.Л. Семенов // Смазочно-охлаждающие технологические средства в процессах обработки заготовок резанием. Ульяновск: Улъян. госуд. ун-т, 1996. - С. 70 - 75.

58. Евсеев А.Н. Контроль свойств СОЖ на водной основе на этапе их приготовления и эксплуатации / А.Н. Евсеев, И.П. Игнатенко, А.П. Троицкая // Смазочно-охлаждающие жидкости в процессах абразивной обработки. Саратов: Сарат. госуд. ун-т, 1986. - С. 59 - 62.

59. Ефимов В.В. Модель процесса шлифования с применением СОЖ. — Саратов: Сарат. госуд. ун-т, 1992. 132 с.

60. Ефимов В.В. Научные основы повышения технологической эффективности СОЖ на операциях шлифования: Дис. . док. техн. наук: 05.02.G8, 05.03.01 / Ульян, политехи, ин-т. Ульяновск, 1985.-472 с.

61. Захарьина С.Б. Метод увеличения срока службы масляных эмульсий, применяемых на металлорежущих станках / С.Б. Захарьина, С.М. Юдин. -ЦНТИ Химнефтемаш, 1973. Серия ХМ9. № 24. - С. 26 - 29.

62. Зимон А.Д. Адгезия пыли и порошков. М.: Химия, 1976. - 432 с.

63. Змушко Л.С. Улучшение эксплуатационных и санитарно-гигиенических свойств СОЖ / Л.С. Змушко, В.Д. Русый, A.B. Бакин // Станки и инструмент. 1975.-№ 12.-С. 10-12.5

64. Ибраев И.К. Обезвоживание конверторных шламов отходами известкового производства / И.К. Ибраев, С.Н. Клушин // Труды III конгресса сталеплавильщиков. М.: Металлургия, 1995. - С. 56 - 60.

65. Карабанов Р.И. Биологическое исследование водных эмульсий, применяемых при резании металлов / Р.И. Карабанов, В.Н. Латышев // Вопросы обработки металлов резанием. Иваново: Ивано-Вознесенский политехи, ин-т, 1975.-С.51-54.

66. Карабанов Р.И. Изменение физико-химических свойств водных эмульсий в процессе их эксплуатации / Р.И. Карабанов, В.Н. Латышев // Физико-химическая механика процесса резания. Иваново: Ивано-Вознесенский политехи. ин-т, 1976. - С. 15-19.

67. Карев Е.А. Шлифование с применением СОЖ, водная фаза которых получена при разложении отработанных СОЖ // Смазочно-охлаждающие технологические средства в процессах обработки резанием. Ульяновск: Ульян, госуд. техн. ун-т, 1996. - С. 51 - 55.

68. Карев Е.А. Замкнутые малоотходные системы применения СОЖ при механической обработке заготовок / Е.А. Карев, В.Д. Бычков, В.Т. Письменко // Ресурсосберегающая технология машиностроения. М.: МГААТМ, 1993. — С. 107-109.

69. Карев Е.А. Исследование технологической эффективности разложения и регенерации отработанных СОЖ / Е.А. Карев, В.Т. Письменко, С.К. Леонтьева // Ресурсосберегающая технология машиностроения. М.: МГААТМ, 1995.-С. 157- 162.

70. Карев Е.А. Повышение эффективности удаления посторонних масел из СОЖ при механической обработке заготовок / Е.А. Карев, Ю.В. Псигин, C.B. Кондратьев // Ресурсосберегающая технология машиностроения. М.: МГААТМ, 1995. - С. 145 - 151.

71. Качан В.И. Повышение устойчивости смазочно-охлаждающих жидкостей к микробному поражению // Станки и инструмент. 1987. - № 6. - С. 95-96.

72. Качан В.И. Бактериальное разрушение смазочно-охлаждающих жидкостей и методы его предотвращения / В.И. Качан, Т.А. Алпатьева, Г.П. Григорьева//Микробиологический журнал. 1981.-Т. 43.-С. 54 — 59.

73. Качан В.И. Влияние микробиологического поражения на физико-химические и смазывающие свойства СОЖ / В.И. Качан, Т.А. Алпатьева,

74. B.П. Темненко // Химия, технология и применение смазочных материалов. -Киев: Наукова Думка, 1979. С. 65 - 73.

75. Качан В.И. Роль сульфатредуцирующих бактерий в биоповреждениях СОТС / В.И. Качан, В.В. Степанюк, Е.В. Литвин // Смазочно-охлаждающие средства для механической обработки металлов. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1988.1. C. 171-180.

76. Киселев Е.С. Повышение эффективности правки кругов и шлифования заготовок путем рационального применения смазочно-охлаждающих жидкостей: Дис. . докт. техн. наук: 05.02.08, 05.03.01 / Ульян, политехи, ин-т. -Ульяновск, 1997.-500 с.

77. Клауч Д.Н. Применение новых конструкций режущего инструмента и смазочно-охлаждающих сред в энергомашиностроении / Д.Н. Клауч, М.Е. Кущева. М.: Энергомашиностроение, 1986. - 124 с.

78. Ю1.Клушин М.И. Состояние разработки вопроса теории действия сма-зочно-охлаждающе-моющих технологических средств в процессах обработки металлов резанием. Горький: Горьковский политехи, ин-т, 1975. - 79 с.

79. Ютушин М.И. Технологические свойства новых СОЖ для обработки резанием. М.: Машиностроение, 1979. - 192 с.

80. Колмогоров А.Н. О логарифмически-нормальном законе распределения размеров частиц при дроблении // ДАН СССР. 1941. - Том XXXI. -№2.-С. 99-101.

81. Коробочка А.Н. Очистка технологических сред при обработке металлов резанием / А.Н. Коробочка, A.M. Тихонцов, Е.А. Брылев. Воронеж: Воронежский госуд. ун-т, 1992. - 127 с.

82. Королев A.B. Теоретико-вероятностные основы абразивной обработке. Часть 1. Состояние рабочей поверхности инструмента. / A.B. Королев, Ю.К. Новоселов. Саратов: Сарат. госуд. ун-т, 1987. - 161 с.

83. Королев A.B. Теоретико-вероятностные основы абразивной обработке. Часть 2. Взаимодействие инструмента и заготовки при абразивной обработке / A.B. Королев, Ю.К. Новоселов. Саратов: Сарат. госуд. ун-т, 1989. — 161 с.

84. Костюк В.И. Очистка сточных вод машиностроительных предприятий / В.И. Костюк, Г.С. Карнаух. Киев: Техника, 1990. - 120 с.

85. Котляров Г.Г. Влияние эффективности очистки СОЖ на обработку металлов резанием / Г.Г. Котляров, В.Е. Зайцев // Вестник машиностроения. -1974.-№ 8.-С. 70-71.

86. Коузов П.А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. — JL: Химия, 1987.— 264 с.

87. Латтер Е. М. Контроль биологического старения СОЖ / Пер. ГПТНБ. №71/42704.- 1970.-210 с.

88. Ш.Латышев В.Н. Повышение эффективности СОЖ. М.: Машиностроение, 1985. - 64 с.

89. Литвиненко С.Н. Борьба с микробиологическим разложением СОЖ // Нефтяная и газовая промышленность. 1969. — № 1. - С. 10 - 15.

90. Магнитные сепараторы для очистки смазочно-охлаждающих жидкостей. Проспект фирмы «Montanus» // Выставка «Металлообработка-84». Москва, 1984.-8 с.

91. Мазур И.И. Инженерная экология. / И.И. Мазур, О.И. Молдаванов, В.Н. Шишов // Т. 1, 2. М.: Высшая школа, 1996.

92. Методика экономической оценки эффективности технологических процессов на основе единых критериев / JI.B. Худобин, Г.Р. Муслина, Е.М. Булыжев, М.А. Белов // Вестник машиностроения. 1995. - № 6. - С. 42 - 45.

93. Морозова Л.П. Влияние «инородного» масла на свойства эмульсионных СОЖ / Л.П. Морозова, А.К. Маскаев, Е.В. Лебедев // Химия и технология топлива и масел. 1978. - № 9. - С. 30 - 32.

94. Оборудование для очистки и приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей: Альбом-каталог А37.057.005-81. 72 с.

95. Оборудование для очистки и приготовления СОЖ. Курган: КЭК-ТИ, 1981.-72 с.

96. Оборудование для эксплуатации смазочно-охлаждающих жидкостей: Альбом-каталог типовых проектов 160.312.71-87. Горький: ВНИИТСМ, 1987.-53 с.

97. Определение экономической эффективности от внедрения новых смазочно-охлаждающих жидкостей для обработки резанием: Межотраслевые методические рекомендации. М.: Миннефтехимпром СССР, 1989. - 34 с.

98. Пат. 2083694, Россия. Способ переработки металлосодержащих отходов / Е.М. Булыжев, В.Н. Кокорин. 1997. - Бюл. № 12.

99. Пат. 2096340, Россия. Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, М.А. Андреев. — 1997. Бюл. № 3.

100. Пат. 2097107, Россия. Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, A.A. Смирнов. 1997. - Бюл. № 8.

101. Пат. 2097166, Россия. Способ переработки металлосодержащтдх шламов / Е.М. Булыжев, В.Н. Кокорин. 1994. — Бюл. № 12.

102. Пат. 2106179, Россия. Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, А.Н. Литвиненко. 1988. — Бюл. № 7.

103. Пат. 2109548, Россия. Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев. 1998. - Бюл. № 12.

104. Пат. 2109576, Россия. Устройство для очистки жидкостей от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, A.A. Смирнов. 1998. - Бюл. № 12.

105. Пат. 2119374, Россия. Устройство для очистки жидкости от ферромагнитных частиц / Е.М. Булыжев, М.В. Храмков. 1998. - Бюл. № 5.

106. Пат. 2128627, Россия. Система применения смазочно-охлаждающих технологических средств / Е.М. Булыжев, B.C. Шабалин. 1999. - Бюл. № 154

107. Пат. 2139252, Россия. Устройство для удаления поверхностного слоя нефтесодержащих жидкостей / Е.А. Карев, Е.М. Булыжев, B.C. Шабалин, Ю.А. Евстигнеев, В.Г. Ромашкин. 1999. - Бюл. № 28.

108. Пат. 2183217, Россия. Способ очистки водосмешиваемых смазочно-охлаждающих технологических средств в системах применения смазочно-охлаждающих технологических средств / Е.М. Булыжев. 2002. - Бюл. № 16.

109. Пат. 2196809, Россия. Комплекс очистки смазочно-охлаждающих жидкостей / Е.М. Булыжев. 2003. - Бюл. № 2.

110. Пат. 2208047, Россия. Устройство для очистки и восстановления эксплуатационных и технологических свойств жидкостей / Е.М. Булыжев, А.Е. Кленовский, Г.К. Рябов. 2003. - Бюл. № 19.

111. Пат. 2209781, Россия. Установка для глубокой очистки водосмешиваемых смазочно-охлаждающих жидкостей / Е.М. Булыжев, В.В. Терентьев. -2003.-Бюл. №22.

112. Повышение эффективности шлифовальных операций путем совершенствования техники применения СОЖ. Методические рекомендации / Под ред. Л.В. Худобина. М.: НИИ информации по машиностроению, 1984. — 76 с.

113. Полянсков Ю.В. Основы выбора и построения систем очистки СОЖ при абразивно-алмазной обработке // Вестник машиностроения. -1981.-№2.-С. 64-68.

114. Полянсков Ю.В. Повышение эффективности операций шлифования путем стабилизации свойств СОЖ: Дис. . док. техн. наук: 05.02.08, 05.03.01 / Ульян, политехи, ин-т. Ульяновск, 1982.-419 с.

115. Полянсков Ю.В. Системы очистки СОЖ от механических примесей / Ю.В. Полянсков, Е.М. Булыжев, Е.А. Карев // Технология производства, научная организация труда и управления. Машиностроение. М.: НИИМАШ, 1976. -Вып. 12.-С. 48-55.

116. Полянсков Ю.В. Повышение срока службы и стабильности свойств СОЖ при абразивной обработке / Ю.В. Полянсков, Е.М. Булыжев, Е.А. Карев // Технология и организация производства. Киев: Укр. НИИНТИ, 1975. — № 9. — С. 36-38.

117. Полянсков Ю.В. Пути повышения эффективности процессов сепарации СОЖ при шлифовании / Ю.В. Полянсков, Е.М. Булыжев, Е.А. Карев // Вестник машиностроения. 1975. — № 10. - С. 69 - 72.

118. Полянсков Ю.В. Централизованная система очистки СОЖ / Ю.В. Полянсков, Е.М. Булыжев, К.Д. Мавромати // Машиностроитель. 1980. -№ 3. - С. 31 -32.

119. Полянсков Ю.В. Многоступенчатая централизованная система очистки СОЖ / Ю.В. Полянсков, Е.М. Булыжев, Г.К. Рябов // Информационный листок № 86-16. Ульяновск: Центр научно-технической информации, 1986. -4 с.

120. Полянсков Ю.В. Диагностика и управление надежностью смазочно-охлаждающих жидкостей на операциях механообработки / Ю.В. Полянсков. А.Н. Евсеев, А.Р. Гисметулин. Ульяновск: Ульян, госуд. ун-т, 2000. - 230 с.

121. Полянсков Ю.В. Методы оценки качества очистки СОЖ / Ю.В. Полянсков, Е.А. Карев, Е.М. Булыжев // Станки и инструмент. 1976. - № 10. -С. 30-32.

122. Полянсков Ю.В. Влияние СОЖ на шероховатость шлифованной поверхности при шлифовании / Ю.В. Полянсков, И.Л. Худобин // Вестник машиностроения. 1979. - № 3. - С. 51 - 52.

123. Поруцкий Г.В. Антимикробные присадки к СОЖ // Станки и инструмент. 1975.-№ 1.-С. 37-38.

124. Поруцкий Г.В. Методы микробиологической оценки СОЖ // Методы испытаний свойств СОЖ и способы их применения на металлорежущем оборудовании. Ульяновск: Ульян, политехи, ин-т, 1972. - С. 27 - 32.

125. Применение СОЖ при обработке резанием (опыт АвтоВАЗ им. 50-летия СССР). М.: НИИМаш, 1975. - 87 с.

126. Равич-Щербо М.И. Физическая и коллоидная химия / М.И. Равич-Щербо, В.В. Новиков. М.: Высшая школа, 1975. - 255 с.

127. Резников А.Н. Теплофизика процессов механической обработки материалов. М.: Машиностроение, 1981. - 279 с.

128. Садыхов К.И. Смазочно-охлаждающие жидкости при алмазно-абразивной обработке металлов / К.И. Садыхов, М.А. Гольдблюм, Н.С. Керимов. -Баку: ЭЛМ, 1986.-352 с.

129. Свидетельство на полезную модель 18494, Россия. МКИ3 В 25 15/00. Бак-отстойник / Е.М. Булыжев, А.Е. Кленовский, Г.К. Рябов // Заяв. № 2000129972. 2000. - Бюл. № 7.

130. Свидетельство на полезную модель 20512, Россия. Устройство для переработки металлосодержащих отходов / Е.М. Булыжев, В.И. Калмыков, В.Н. Кокорин, В.В. Богданов, Г.К. Рябов // Заяв. № 2001119389/20. 2000. -Бюл. №31.

131. Смазочно-охлаждающие жидкости для обработки металлов резанием. Рекомендации по применению. М.: НИИМаш, 1979. - 95 с.

132. Смазочно-охлаждающие технологические средства для обработки металлов резанием: Справочник / Под. ред. С.Г. Энтелиса, Э.М. Берлинера. 2-е изд., перераб. и доп.-М.: Машиностроение, 1995.-496 с.

133. Современная техника и технология применения СОЖ при механической обработке заготовок / Е.А. Карев, В.Д. Бычков, Е.С. Киселев, В.Р. Бер-зин. -М.: ЦНИИинформации и ТЭИ, 1991. 70 с.

134. Талантов Н.В. Контактные процессы, тепловые явления и износ режущего инструмента // Совершенствование процессов резания и повышение точности металлорежущих станков. — Ижевск: Ижевский мех. ин-т, 1969. С. 3-122.

135. Талантов Н.В. Физические основы процесса резания // ФизическиеVпроцессы при резании металлов. Волгоград: Волгогр. политех, ин-т, 1984. — С. 3-37.

136. Талантов Н.В. Физические основы процесса резания, износ и разрушение инструмента. М.: Машиностроение, 1992. - 270 с.

137. Типовые системы сбора и централизованной регенерации отработанных СОЖ. М.: ГИПРОСТАНОК, 1975. - Т.т. 1 - 6.

138. Тихонцов A.M. Комплексные системы отбора, отделения и очистки СОЖ / A.M. Тихонцов, И.М. Баранов // Вестник машиностроения. 1980. — № 5.-С. 60-64.

139. Тихонцов A.M. Системы эксплуатации водных СОЖ / A.M. Тихонцов, А.Н. Коробочка, А.Б. Пономаренко // Вестник машиностроения. 1987. -№1.-С. 48-51.

140. Тихонцов A.M. Комплексные системы транспортирования стружки и шлама и очистки СОЖ на металлорежущих станках и автоматических линиях / A.M. Тихонцов, М.П. Шмырев // Станки и инструмент. 1979. -№ 4. - С. 17-18.

141. Хабаров О.С. Очистка сточных вод в металлургии (использование магнитных полей). -М.: Металлургия, 1976. 224 с.

142. Худобин Л.В. О сущности процесса засаливания и смазочном действии СОЖ при шлифовании // Вестник машиностроения. 1970. — № 6. - С. 52 - 55. "

143. Худобин Л.В. Пути совершенствования технологии шлифования. -Саратов: Приволжское книжное изд-во, 1969. 213 с.

144. Худобин Л.В. Смазочно-охлаждающие средства, применяемые при шлифовании. — М.: Машиностроение, 1971. 214 с.

145. Худобин Л.В. Шлифование заготовок из коррозионностойких сталей с применением СОЖ/ Л.В. Худобин, М.А. Белов. Саратов: СГУ, 1989. - 148 с.

146. Худобин JI.В. Техника применения смазочно-охлаждающих средств в металлообработке / JI.B. Худобин, Е.Г. Бердичевский. М.: Машиностроение, 1977.- 190 с.

147. Худобин JI.B. Эффективность магнитной обработки оборотных СОЖ при фильтровании / JI.B. Худобин, Е.М. Булыжев // Вестник машиностроения. 1 979. - № 11. - С. 42 - 44.

148. Худобин JI.B. Эффективность гравитационной очистки СОЖ от шлифовальных шламов при магнитной обработке / JI.B. Худобин, Е.М. Булыжев // Вестник машиностроения. 1977. -№ 11. - С. 60 - 63.

149. Худобин JI.B. Влияние магнитного поля на взаимодействие частиц шлифовальных шламов, содержащихся в СОЖ / JI.B. Худобин, Е.М. Булыжев // Теория трения смазки и обрабатываемости металлов. Чебоксары: Чувашский госуд. ун-т, 1978.-Вып. 5.-С. 14-21.

150. Худобин JI.B. Исследование эффективности магнитной обработки оборотных СОЖ при их сепарации и шлифовании / JI.B. Худобин, Е.М. Булыжев // Обработка конструкционных материалов резанием с применением СОЖ. М.: МДНТП, 1978. - С. 151 - 157.

151. Худобин JI.B. Эффективность магнитной обработки оборотных СОЖ при шлифовании / JI.B. Худобин, Е.М. Булыжев // Теория трения, смазки и обрабатываемости металлов. Чебоксары: Чувашский госуд. ун-т, 1980. - С. 3-11.

152. Худобин JI.B. Ресурсосберегающее фильтрование СОЖ при механической обработке / JI.B. Худобин, Е.М. Булыжев, В.В. Богданов // Вестник машиностроения. 1988. - № 7. - С. 38 - 42.

153. Худобин JI.B. Расчет патронных цепных магнитных сепараторов численными методами / JI.B. Худобин, Е.М. Булыжев, В.Г. Ромашкин // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы. — Волжский: Волжский инж.-стр. ин-т, 1998.-С. 210-216.

154. Худобин JI.B. Электромагнитный сепаратор для очистки СОЖ от механических примесей / JI.B. Худобин, Е.М. Булыжев, В.Е. Сазанов // Вестник машиностроения. 1984.-№ 10.-С. 38-41.

155. Худобин JI.B. Влияние загрязнения СОЖ отходами шлифования на прижогообразование / JI.B. Худобин, Е.П. Гульнов // Вестник машиностроения. 1978. -№ 1.-С. 67-69.

156. Худобин JI.B. Влияние твердых примесей, содержащихся в СОЖ, на работоспособность шлифовальных кругов / JI.B. Худобин, Е.П. Гульнов // Абразивы. 1978. - № 8. - С. 5 - 7.

157. Чулок А.И. Математическое моделирование автоматизированного проектирования систем применения СОЖ // Автоматизированные системы проектирования и управления. М.: ВНИИТЭМР, 1987. - Сер. 3. — Вып. 5. - 82 е.*

158. Чулок А.И. Модульный принцип построения математических процессов гибкой технологии применения СОЖ // Технологические процессы производства режущего инструмента с применением промышленных роботов и станков с ЧПУ. М.: ВНИИинструмент, 1986. - С. 51 - 58.

159. Чулок А.И. Выбор и проектирование гибких систем эксплуатации СОЖ в автоматизированных производствах / А.И. Чулок, B.C. Лобанцова, Г.В. Березовский // Интенсификация технологических процессов механической обработки. Л.: ЛМИ, 1986. - С. 32 - 37.

160. Шаповал Б.С. СОЖ для финишной обработки металлов / Б.С. Шапо-вал, Ф.Ф. Гладкий. Киев: Знание, 1990. - 16 с.

161. Эффективность органических связующих для окомковывания железных руд // Экспресс-обзор. Новейшие зарубежные достижения. М.: Инсг. Черметинформация. Сер. Подготовка сырьевых материалов. - 1991. - Вып. 6. -С. 78 - 82.

162. Allander G.E. Ein graphishes Verfahren zur Bestimmung des mittleren Abscheidegrades gewisser mechanicher Staubadscheider // Staub. 1958. № 1. - P. 15 -17.

163. Ayel J. L'lndustrie du ruffinage des huiles lubrifiantes 11 Hydrocarbure. -1995.-№208.-P. 10-15.

164. Camp T.R. Sedimentation and the design of settlings tanks // Trans. Amer. Soc. Civ. Engrs. 1996. - Vol. 11. - P. 695.

165. Clements M.S. Velocity variations in rectangular sedimentation tanks // J. Inst. Civ. 1999. - Vol. I. - P. 324.

166. Cline J. D. Spektrophotometric determination of hydrogen sulphide »in natural waters // Limnol & Ocean. 1969. - № 14. - P. 454 - 458.

167. Coolants: What happens when the clips are out? // Metalworking Production. 1970. -№ 31.-P. 24-26.

168. Cutting fluids and coolants what to do with the residue // Tooling and Production. 1995. - № 11. - P. 45.

169. Dick R.I. Gravity thickening of sewage studies // Wat. Pollut. Control. 1992. - Vol. 71. - P. 368.

170. Escritt L.B. Sewerage and sewage disposal // Contractor Record. London, 282.- 1994.-568 p.

171. Extending coolant life // Plant Engineering. 1980. - 34. - № 2. - P. 125- 127.

172. Filtersystem // Werkstatt und Betrieb. 1993. - 126. - № 4. - P. 4.

173. Fuchs M. The word lubricants Market 1 Erdoel und Kohle-Erdgas-Petrochemie / M. Fuchs, H. Lenhardt. 1992. -№ 6. - P. 241 - 247.

174. Fully automatic coolant filtration systems // American Machinist. 1994.- 138. -№360. -P. 84.

175. Hamlin M.J. Sedimentation studies / M.J. Hamlin, T.H.Y. Tebbutt // Surveyor. 1990. - Vol. 135(4065). - P. 42.

176. Hamlin M.J. Settling characteristics of sewage in density currents / M.J. Hamlin, A.H.A. Wahab // Wat. Res. 1990. - Vol. 4. - P. 609.

177. Hazen A. On sedimentation // Trans. Amer. Soc. Civ. Engrs. 1904.-Vol. 53.-P.45.

178. Hofer K. Wic gut sind synthetische Kuhlschmicrmittel // Betriclstechnik.- 1975.-№ 12.-P. 16.

179. Holmes G.D. Operation of Syracuse N.Y. plant four year summary / G.D. Holmes, W.P. Gyatt // Sew. Wks. J. - 1989. - Vol. 1. - P. 318.

180. Kane E.L. How to prolong cutting tool life // Plant Engineering. 1972. -26. -№ 25. - P. 114-116.

181. Lurs J.A. Grease production survey report for the calendar years 1998, 1997, 1996 and 1995 National Lubricating Grease Institute, Sune 5. - 1999. - 18 p.

182. March R.P. An investigation into the performance of a full-scale sedimentation tank / R.P. March, M.J. Hamlin // J. Proc. Inst. Sew. Purff. 1996. - Vol. 2.-P. 118.

183. Morris F.T. Centralized coolant systems // Mass Production. 1995. -7.-P. 35 -39.

184. National Lubrication Grease Institute, Spokesman. - 1998. -№ 1. - P. 6.

185. Postgate J.R. Media for sulfur bacteria // Laboratory Practice. 1966. - № 15.-P. 1329- 1344.

186. Rhodes A.K. New lubes plants use state of the art hydrodevwaxing technology // Oil und Gas Journal. 1997. - No 35. - P. 63 - 70.

187. Rich L.G. Unit operation of sanitary engineering. New York: Wiley. -1991.-81 p.

188. Rossmore H.W. Extending cutting fluid life // Manufacturing Engineering. 1975, 11, 75. - № 5. - P. 27 - 28.

189. Separation mitcleans oils and coolants // American Machinist. 1995. -139. -№ 7. - P. 72.

190. Tebbutt T.H.Y. The performance of circular sedimentation tanks // Wat. Pollut. Control. 1999. - Vol. 68. - P. 467.

191. United States Environmental Protection Agency. A mathematical model of a final clarifier. Washington. 75. - 1992. - 254 p.

192. Wahab A.H.A. An investigation into the hydraulic characteristics of model rectangular sedimentation tanks // M. Sc. Thesis. Birmingham Univ. — 1989.-Vol. 12.-P. 542.

193. Water Pollution control Federation. Manual of practice No. & Sewage treatment Plant Design // WPCF. Washington, 93. 1959. - 245 p.

194. Wills R.F., Davis C. Flow patterns in a rectangular sewage sedimentation tank. In: Advances in water pollution research // Proc. 1-st. Intl. Conf. Water Poll. Res. 2. Oxford: Pergamon. - P. 335.

195. Zelinski P. Keep your coolant in circulation // Mod. Mach. Shop. 1998. - 70. - № 12.-P. 96-98.