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德雷特冷卻循環(huán)水機(jī)LX4-20-480在精密機(jī)械加工中的控溫效能及應(yīng)用實(shí)踐
上海儀器網(wǎng) / 2025-12-08

 

一、方案摘要

針對(duì)精密機(jī)械加工中刀具過熱磨損、液壓系統(tǒng)效率衰減、主軸熱變形等核心問題，本文基于德雷特冷卻循環(huán)水機(jī)LX4-20-480（以下簡(jiǎn)稱LX4-20-480）的"精準(zhǔn)控溫+高效換熱+穩(wěn)定運(yùn)行"特性，設(shè)計(jì)數(shù)控車床刀具冷卻、注塑機(jī)液壓系統(tǒng)控溫、精密磨床主軸散熱三大應(yīng)用場(chǎng)景方案。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該設(shè)備可使刀具壽命延長(zhǎng)175%、液壓系統(tǒng)效率提升25%、磨床加工精度偏差減少60%，為機(jī)械加工領(lǐng)域提質(zhì)增效、降本降耗提供技術(shù)支撐。

二、核心技術(shù)特性與適配性分析

LX4-20-480基于壓縮制冷循環(huán)與強(qiáng)制水循環(huán)協(xié)同原理，制冷量達(dá)48kW，出水溫度控制范圍5-35℃，精度±0.5℃，配備PLC智能控制系統(tǒng)及多重安全保護(hù)功能，其特性與機(jī)械加工需求高度適配：
  • 控溫精準(zhǔn)度：±0.5℃的溫度波動(dòng)控制，可匹配刀具冷卻（18-22℃）、液壓系統(tǒng)（32-35℃）、主軸散熱（23-26℃）等差異化需求，避免溫度異常導(dǎo)致的加工誤差；
  • 換熱效能：采用殼管式換熱器，熱交換效率達(dá)92%，配合15L/min的穩(wěn)定流量，可快速帶走切削熱、摩擦熱等瞬時(shí)高熱量；
  • 運(yùn)行穩(wěn)定性：具備液位保護(hù)（低于15cm自動(dòng)停機(jī)）、超壓報(bào)警（系統(tǒng)壓力>0.8MPa觸發(fā)）、過載保護(hù)等功能，循環(huán)水添加緩蝕劑防銹處理，支持24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，噪音≤62dB，契合車間生產(chǎn)環(huán)境要求；
  • 能耗優(yōu)勢(shì)：COP值達(dá)3.8，較同功率傳統(tǒng)設(shè)備能耗降低18%-22%，符合綠色生產(chǎn)理念。

三、分場(chǎng)景應(yīng)用方案與實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（一）數(shù)控車床刀具冷卻方案：延長(zhǎng)壽命與提升加工質(zhì)量

針對(duì)45#鋼車削加工中刀具磨損快、表面粗糙度超標(biāo)的問題，采用"靶向噴射+精準(zhǔn)控溫"方案：將LX4-20-480出水溫度設(shè)定20℃，通過專用噴嘴將循環(huán)水定向輸送至硬質(zhì)合金刀具（CCMT09T304）切削刃，對(duì)比傳統(tǒng)自然冷卻的性能差異。

1. 實(shí)驗(yàn)參數(shù)

參數(shù)項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)設(shè)備/條件
車床型號(hào)
CK6140數(shù)控車床
加工材料
45#鋼（直徑100mm，長(zhǎng)度300mm）
切削參數(shù)
轉(zhuǎn)速800r/min，進(jìn)給量0.2mm/r，背吃刀量2mm
循環(huán)機(jī)運(yùn)行參數(shù)
出水溫度20±0.5℃，流量12L/min，工作壓力0.4MPa

2. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

評(píng)價(jià)指標(biāo)
傳統(tǒng)自然冷卻
LX4-20-480冷卻
提升/改善幅度
刀具壽命（連續(xù)加工）
8小時(shí)（后刀面磨損0.8mm）
22小時(shí)（后刀面磨損0.3mm）
延長(zhǎng)175%
加工件表面粗糙度
Ra1.6μm
Ra0.8μm
降低50%
尺寸精度偏差
±0.05mm
±0.02mm
減少60%
日均加工量
30件
65件
提升117%
設(shè)備維護(hù)成本
1200元/月
840元/月
降低30%
某汽車零部件加工廠應(yīng)用該方案后，年節(jié)省刀具成本約8.2萬元，工件合格率從88%提升至99%。

（二）注塑機(jī)液壓系統(tǒng)控溫方案：穩(wěn)定效能與節(jié)能降耗

針對(duì)1200kN鎖模力注塑機(jī)液壓系統(tǒng)油溫過高（傳統(tǒng)風(fēng)扇散熱達(dá)50℃以上）導(dǎo)致的效率下降問題，將LX4-20-480與液壓系統(tǒng)換熱器串聯(lián)，設(shè)定出水溫度35℃，實(shí)現(xiàn)油溫精準(zhǔn)管控。

1. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

評(píng)價(jià)指標(biāo)
傳統(tǒng)風(fēng)扇散熱
LX4-20-480冷卻
提升/改善幅度
液壓系統(tǒng)油溫
42-55℃（波動(dòng)13℃）
35±2℃（波動(dòng)2℃）
波動(dòng)幅度減少84.6%
液壓油黏度
20mm²/s
32mm²/s
恢復(fù)至標(biāo)準(zhǔn)值（偏差0）
注塑成型周期
45秒/件
36秒/件
效率提升20%
系統(tǒng)能耗
15kW
12.3kW
降低18%
液壓油酸值
0.3mgKOH/g
0.15mgKOH/g
氧化程度降低50%
液壓油更換周期
6個(gè)月
12個(gè)月
延長(zhǎng)100%
應(yīng)用數(shù)據(jù)顯示，設(shè)備液壓閥故障率從5%降至0.5%，年節(jié)省液壓油及維修成本約4.5萬元，符合注塑行業(yè)連續(xù)生產(chǎn)的穩(wěn)定需求。

（三）精密磨床主軸散熱方案：控制變形與提升精度

針對(duì)M7130平面磨床主軸（轉(zhuǎn)速10000r/min）高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱變形問題，采用LX4-20-480環(huán)繞式冷卻方案，設(shè)定出水溫度25℃，通過主軸夾套實(shí)現(xiàn)均勻散熱，配合溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

1. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

評(píng)價(jià)指標(biāo)
傳統(tǒng)自然散熱
LX4-20-480冷卻
提升/改善幅度
主軸溫度波動(dòng)
±3℃
±0.5℃
減少83.3%
加工精度偏差
±0.04mm
±0.016mm
減少60%
主軸振動(dòng)值
0.08mm/s
0.03mm/s
降低62.5%
設(shè)備利用率
85%
98%
提升15.3%
在軸承鋼（HRC60）平面磨削加工中，該方案使工件平行度誤差穩(wěn)定在0.01mm以內(nèi)，完全滿足精密模具加工的精度要求。

四、方案實(shí)施建議與效益總結(jié)

（一）實(shí)施要點(diǎn)

  1. 根據(jù)不同場(chǎng)景需求預(yù)設(shè)溫度參數(shù)：刀具冷卻18-22℃、液壓系統(tǒng)32-35℃、主軸散熱23-26℃，避免過度制冷導(dǎo)致能耗浪費(fèi)；
  2. 定期檢測(cè)循環(huán)水pH值（保持7-9）及緩蝕劑濃度，每3個(gè)月更換一次循環(huán)水，防止管路腐蝕堵塞；
  3. 安裝時(shí)確保循環(huán)水進(jìn)出口壓差穩(wěn)定在0.2-0.3MPa，保證換熱效率。

（二）綜合效益

LX4-20-480通過精準(zhǔn)控溫與高效散熱，在精密機(jī)械加工領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)三重價(jià)值：一是加工質(zhì)量提升，表面粗糙度及尺寸精度均達(dá)行業(yè)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；二是生產(chǎn)效率提高，設(shè)備停機(jī)時(shí)間減少90%；三是運(yùn)營(yíng)成本降低，單臺(tái)設(shè)備年綜合節(jié)省成本12-15萬元。其穩(wěn)定性能與適配性，為機(jī)械加工向高精度、高效率、低能耗轉(zhuǎn)型提供核心設(shè)備支撐。

 

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