Методы очистки деталей машин

Методы очистки

Одним из типичных применением  ультразвука в машиностроении является очистка поверхностей изделий, загрязненных жировыми или мазутными пленками, покрытых осадками из продуктов сгорания топлива, ржавчиной, окалиной, оксидными  пленками. При использовании ультразвуковых колебаний очистка в ряде случаев  может дать хорошие результаты при  использовании воды; когда же очистка  осуществляется с помощью растворителей, она ускоряется в десятки раз, причем качество ее намного улучшается.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ультразвуковой метод  очистки

На рисунке показана схема  ультразвуковой очистки. Подвергаемую очистке деталь помещают в ванну, в которой возникают УЗ колебания. Генератор колебаний может находиться под дном ванны, или в жидкости. Очистка может осуществляться как  на частотах 400 – 800 кГц при применении пьезоэлектрического преобразователя, так и на более низких частотах (20 – 30 кГц) при использовании магнитострикционных  преобразователей, электродинамические  преобразователи работают на низких частотах – порядка 100 Гц.

 

 

На рисунке представлены три схемы преобразования энергии  в вибрацию. Наиболее эффективными из них являются магнитострикционная  и пьезоэлектрическая. При использовании  магнитострикционного вибратора он устанавливается в ванне на пластине из губчатой резины

Широко используются при  УЗ мойке пьезоэлектрические вибраторы  на базе кварцевых пластин или  чаще – излучателей из титана бария.

При УЗ очистке под воздействием ультразвуковых волн в жидкости возникают  сильные гидравлические удары, которые  воздействуют на поверхность деталей  и отрывают с нее окалину, частицы  жира и грязи. Детали сушат после  очистки сжатым паром. Для УЗ очистки  деталей и инструментов выпускаются специальные установки.

Уз очистка наиболее эффективна для деталей сложной конфигурации с полостями, в частности , труб, так  как механическая очистка таких  деталей  (например, щетками) затруднительна.

Очистка погружением

 

В период, когда детали погружены  в ванну с моющим раствором, происходит отмочка или «размазывание» загрязнения  органического характера, а также  частичное их растворение в моющей жидкости. Недостаток очистки погружением  - наличие остаточных пятен органических загрязнений – успешно ликвидируются при струйной обработке. При этом смываются не только органических загрязнения, но удаляются и минеральные или нерастворимые частицы загрязнений вследствие механических воздействий струй высокого давления. Особое место занимают вопросы очистки внутренних поверхностей трубчатых изделий , так как при больших количествах и различной номенклатуре трубчатых изделий для промывки их внутренних поверхностей  требуются индивидуальные соединительные устройства  и известный напор жидкости для преодоления сопротивлений при малых сечений трубок  и их большой длине. Например внутренние поверхности капиллярных трубок очистить погружением невозможно. Усложнение очистных процессов вызываются так же и тем, что через  трубчатые изделия часто необходимо пропускать моющие жидкости различных составов, которые при этом не должны перемешиваться. В то же время очистка должна быть высокого качества, как, например, в холодильных машинах или аналогичных устройствах.

 

\

Очистительные растворы могут  быть представлены в виде растворителей  или водных моющих растворов.

Растворители

 

Наименование  растворителей	Остаточное  содержание жировых загрязнений, мг/м2, не более	Область применения
Группа 1
Хладон 113 ГОСТ 23844	20	Для изделий  из любых металлов и сплавов
Хладон 114В2 ГОСТ 15899
Трихлорэтилен ГОСТ 9976	20	Для изделий  из стали, чугуна, меди и сплавов  на основе железа, меди и никеля
Тетрахлорэтилен ТУ 6-01-956
Трихлорэтилен ГОСТ 9976 со стабилизатором СТАТ-1-1% ТУ 6-01-927	20	Для изделий  из стали, чугуна меди, алюминия и сплавов  на основе железа, меди, никеля, алюминия
Группа 2
Нефрасы С2-80/120 и СЗ-80/120 ГОСТ 443	100	Для изделий  из любых металлов и сплавов
Нефрас-С 50/170 ГОСТ 8505 (перегнанный)
Бензин-растворитель для лакокрасочной промышленности (уайт-спирит) ГОСТ 3134	1000	Для предварительного удаления жировых загрязнений изделий из любых металлов и сплавов

Составы водных моющих растворов		Режимы обезжиривания		Остаточное содержание жировых  загрязнений, мг/м2	Область применения
компоненты водных моющих растворов и моющих средств	количество, г/дм3	температура °C	кратность обезжиривания
Состав 1	15	от 60 до 80	двукратно	от 15 до 50	Для изделий из стали, чугуна, меди и сплавов на основе железа, меди и никеля
Натрий фосфорнокислый, (тринатрийфосфат) ,
Состав 2				от 10 до 50
Натрия гидроокись (едкий  натр)	10
ГОСТ 4328
ГОСТ 22 63

 

 

Состав водного моющего растворов

Электролитическая очистка  в растворах щелочей

 

Установка для электролитической  очистки деталей в расплавах щелочей (рис. 94) состоит из следующих основных узлов: электролитической ванны нагрева 1; мотор-генераторной установки 7; промывочного комплекса, включающего ванну холодной промывки 3 и бак 4 с антикоррозионным раствором; пульта 8 управления установкой; силовых щитов и приборов управления 5.

  

Электролитическая ванна нагрева представляет собой металлоконструкцию, сваренную из листовой стали толщиной 10 мм с ребрами жесткости, установленными так, что между ними закрепляются трубчатые нагреватели. Ванна установлена внутри кессона 2, выложенного из легковесного шамота, и оборудована бортовой вентиляцией, для которой предусмотрен канал 10. Над ванной проходит рельсовый путь 9 с тележками для токоподводящих штанг, предназначенный для подвески деталей, подвергаемых очистке. На дне ванны установлен поддон с перфорированными стенками для сбора и удаления шлама. Поддон подвешивается на цепях к стенкам ванны. Мотор-генераторная установка является источником постоянного тока, обеспечивающего электролитический характер очистки. Помимо мотор-генератора, установка имеет генератор-возбудитель 6, связанный с последним ременной передачей, а также реостат для регулирования напряжения. Изменение полярности происходит при реверсировании тока в обмотке возбуждения генератора. Наличие двух мотор-генераторных установок обеспечивает высокую производительность установки для очистки. Габаритные размеры ванны холодной промывки, также сваренной из листового проката (Ст. 3), аналогичны электролитической ванне. Ванна снабжена патрубками для подвода и слива (через сливной карман) воды, а также пароструйным насосом инжекторного типа, производительность которого обеспечивает слив воды из ванны в течение 1,5 ч. Ванна холодной промывки оборудована также устройством для подогрева, представляющего собой паровой змеевик, а также бортовой вентиляцией. Так же как и в электролитической ванне, здесь имеется перфорированный поддон для разгрузки шлама и грязи. Кроме того, к борту ванны при помощи скобы крепится бак из стали Х18Н9Т, в котором находится 10%-ный раствор фосфорной кислоты. Предназначен он для промывки деталей с целью нейтрализации остатков щелочного расплава.

 

 

 

Добавка щелочей по мере их испарения производится при температуре не выше 250° С, т. е. когда щелочь находится в твер­дом состоянии.

Наличие едкого кали в расплаве ускоряет процесс электролитической очистки вследствие его высокой химической активности.

При прохождении тока на катоде-предмете создаются условия для восстановительных  процессов, при которых высшие окислы металлов переходят в низшие, более  растворимые. Кроме того, выделяющийся молекулярный водород оказывает  активное механическое воздействие, в результате которого происходит разрыхление коррозионной корки и отслаивание ее от  поверхности металла.

Главным фактором, влияющим на электродные процессы, является сила тока.

Для некоторых деталей  операция электролитической очистки  является одновременно и отпуском, сокращая тем самым общее время  обработки.

Длительная эксплуатация установки для электролитической  очистки в расплавах щелочей  показала, что такого рода очистка  является более совершенной по сравнению  с песко- и дробеструйной.

 

 

 

  
Используемые источники  

 

1. Крутоус Е.Б. Техника мойки изделий в машиностроении;
2. Отраслевой стандарт ОСТ 26-04-312-83 «Методы обезжиривания оборудования. Общие требования к технологическим процессам».