探析适用于砂浆多线切割机切割磁性材料的磁泥分离器

探析适用于砂浆多线切割机切割磁性材料的磁泥分离器

周小清

宁波科宁达鑫丰精密制造有限公司，浙江宁波 315803

摘要：通过对多线切割机切割磁性材料时的原理及特点的介绍，对目前机床配用的常见磁泥分离器的工作原理及缺点的分析，提出适用于多线切割机切割磁性材料的磁泥分离器应该有的工作原理、结构特点，进而优化出通过式多磁棒分离器。

关键词：通过式多磁棒磁泥分离器；工作原理及结构；应用于多线切割机

1 引言

目前，多线切割机已经进入切割钕铁硼磁材料工艺中，其切割出的产品平行度好，加工出的表面粗糙度也很好，同时因其切割时的切缝小，能节约昂贵的钕铁硼原料，因此也被越来越多的厂家所接受，多线切割机在切割磁性材料时，是用泵将磨料浆料抽到工作室中的喷管，对切割的工件进行喷溅，切割丝在运行时带动磨料浆料对工件进行切割，在这一过程中工件被切割时有大量的磨削颗粒进入浆料，混合于磨料浆料中的磁性颗粒越来越多后，就会严重影响切割的效率和切割产品的质量。因此为了确保切割的效率及切割出的产品的质量，必须即时有效地清除磨料浆料中的磁泥，由于多线切割机工作方式的特殊性，因此很有必要设计出一款适应多线切割机工作特点的磁泥分离器。

2 目前机床配用的常见磁泥分离器的工作原理及结构

2.1 工作原理

    目前机床配用的常见的磁泥分离器有二类，一类是多层抽屉式，含有磁泥的混合物流过有磁棒的多层抽屉，经过一个时间间隔人工操作将有磁棒的抽屉取出，去掉吸附的磁泥，再装入相应部位，然后逐一将各层抽屉依吸附磁泥的量进行清除。另一类是电机带动磁辊以一定的速度转动，然后有一根硬质橡胶辊压在磁辊上压出磁泥中的一部液态物质，接着磁泥被刮板刮去进入接磁泥的容器中，可以实现连续清理磁泥。

2.2 结构

第一类是多层抽屉式，抽屉中有几根磁棒，可以抽取出来，方便清理磁泥，层与层之间是通的，即抽屉没有底板。要求间隔一个时间取出一个磁泥吸附较多的抽屉进行清理，以确保畅通。第二类是电机带动的磁辊，要分离的混合料流过磁辊底的流槽，其中的磁泥被磁辊吸出并吸附在磁辊表面，经过磁辊顶部的橡胶辊挤压，其中的液态物质可以被部分压出，接着磁泥经过刮板被刮去进入容器，因而能连续清理磁泥。

3目前机床配用的常见磁泥分离器存在的缺陷

3.1磨料浆料浪费严重

    第一类分离器，因为完全依赖于磁力来吸附固体物质，所以吸附的量达到一定的厚度，吸力下降较多，磁泥是以较为疏松的状态依附在表面，当清理磁泥时，这些磁泥中夹带的磨料及浆料会与磁泥一齐被清理掉了，因此磨料浆料浪费多，第二类分离器除了磁力吸附作用外，虽然增加了橡胶辊挤压，但挤压出的主要是液态物质，而磨料与磁泥挤压在一齐，被刮板刮掉，磨料浪费多。

3.2处理的流量有限

    第一类分离器，因为是自由流过抽屉，要求流体经过磁棒，才能起到较明显的作用，并且清理时要人力将抽屉、磁棒、磁泥等一起移走，所以不可能将单个抽屉制作成很大，所以处理的流量有限。第二类分离器，因为流体是经过磁辊底部的流槽，为了达到较好的分离效量，流槽底部与磁辊之间的距离是有要求的，一般不超过30mm,同时由于磁辊与流体的流动方向是逆向的，如果流量达到一定的程度则溢出，分离效量就不好了。

3.3受多线切割机空间的限制

    第一类分离器，因为是层叠式的抽屉，所以流入流出的高度差就有要求，所以受多线切割机的空间限制。

3.4需外接电源

第二类分离器，需电动机带动，增加能耗。

4 适用于多线切割机切割磁性材料的磁泥分离器

4.1通过式多磁棒磁泥分离器的工作原理

    因为多线切割机是用泵将浆料抽到机床的切割工作室中的喷管，所以进出料是有动力的，但不是为分离器专门配用的，本分离器就是充分利用多线切割机自带的抽浆料泵的动力来实现有效分离的，通过式多磁棒磁泥分离器是一个带可拆装密封盖的不锈钢容器中装有若干磁棒，磁棒是中空的，因此能定位在钢筋上，容器的底部接进料管，与容器底部平，出料管在容器顶部或从容器底进去，延伸至容器顶部，这样就能确保要分离的浆料充分分离，并且磁泥除磁棒的磁力外，另外通过泵的压力的作用，磁泥能挤压得相对较致密，浆料也不会流到其它地方，所以浪费较少，清除磁泥的效果较明显，同时也能依据生产使用的周期，设计成相应体积，生产停止时取出磁棒清磁泥。

4.2通过式多磁棒磁泥分离器的示意图、结构特点及工作过程

4.2.1 图1是通过式多磁棒磁泥分离器的示意图

图1

4.2.2 通过式多磁棒磁泥分离器的结构特点

通过式多磁棒磁泥分离器是一个带可拆装密封盖的不锈钢容器中装有若干磁棒，磁棒之间间隙控制在50---60mm，磁棒与容器壁之间的间隙控制在30—35mm,磁棒的长度与容器的深度小3—5mm,磁棒长度是500mm并且是中空的，因此能定位在钢筋上，容器的底部接进料管，与容器底部平，出料管在容器顶部或从容器底进去，延伸至容器顶部，这样就能确保要分离的浆料充分分离并磁泥能挤压得相对致密。4.2.3  通过式多磁棒磁泥分离器的工作过程

如图1所示是通过式多磁棒磁泥分离器的示意图，多线切割机在切割钕铁硼产品时，研磨浆料会浆切割过程中产生的磁泥大量地带回浆料桶中，通过进料管7由泵抽入带法兰的中转箱1内，中转箱通过法兰与密封盖2经螺栓3压紧密封，法兰与密封盖之间有橡胶垫。由于中转箱内有一些高能磁棒5，这些中空的磁棒套于中转箱内的定位钢筋4上，能高效地将研磨浆中的磁泥紧密吸附住，并且混合料因为是从底部进入中转箱，然后要经过磁棒轴向全程吸附磁泥后才能从在最顶部的出料管口流出，所以中转箱内从出料管6出来的的研磨浆磁泥基本上被清除掉了，在接下来的切割过程中磁泥的影响就小了很多，并且磁泥夹带的磨料浆料在磁泥被吸附时会大部分与磁泥分离后仍然进入流通通道中，这样就实现了高效清除磁泥、提高生产效率、减少浪费、降低成本的目的。

4.3数据及分析

表1 连续工作时24小时补充磨料浆料量及耗电情况

从表1中的数据可以看出：电机带动磁辊分离器在使用中磨料浆料的浪费是很严重的，是通过式多磁棒磁泥分离器浪费量的6倍，而且磨料浆料价格是较贵的，约20元/公斤，另外通过式多磁棒磁泥分离器是不需要额外耗电的，是一种节能环保型的分离器，而电机带动磁辊分离器每天接近耗电6度，一年下来也是一笔不小的费用。

4.4通过式多磁棒磁泥分离器的优点

从上述可以得出通过式多磁棒磁泥分离器有如下优点：不需另外消耗量电能、气能等，操作简单且检修方便，分离效果见图片：

                 a)   吸满磁泥状态                        b)  刮去磁泥状态

图片a)吸满磁泥状态，磁棒吸满磁泥后从分离器容器中提出的状态，图片b)刮去磁泥状态，磁棒表面的磁泥刮去后的状态，可以看出分离出的磁泥的量较多且致密度较高，浆料浪费少，因此能大量降低成本，同时分离出的磁泥含钕铁硼成份较高，也有利于回收稀土材料，另外可以制作成相对较大的处理空间，处理的流量可以较大。

5结论

通过式多磁棒磁泥分离器，能够有效的解决多线切割机磨料浆料中磁泥分离时的浆料浪费严重，分离量大的难点，并且不必另外消耗能源，检修难度小，操作简单，对磨料浆料的清洁起到了明显的作用，确保了切割产品的效率，同时也提高了切割产品的精度，是一种行之有效的适于多线切割机切割钕铁硼材料的磁泥分离器。

参考文献

[1] 伍勇; 方善如; 王颖; 稀土永磁Nd-Fe-B在固液分离中的应用研究,中国稀土学报，2002.05

[2] 孙巍; 李真; 吴松海; 贾绍义; 磁分离技术在污水处理中的应用，磁性材料与器件2006.04

[3] 周寿增，稀土永磁材料及其应用，冶金工业出版社1990.12