Выбор моющего средства и способа мойки, при разработке технологического процесса ремонта

 

1 Цель работы

 

Изучить технологический процесс мойки, получить практические навыки по выбору способа мойки деталей.

 

2 Задание

 

2.1 Изучить содержание работы, применяемое оборудование, составы моечных растворов и правила техники безопасности.

2.2 Произвести выбор моечного раствора и способа мойки деталей в зависимости от вида загрязнения.

2.3 Составить моечный раствор для очистки выданной преподавателем детали.

2.4 Произвести мойку детали и оценить качество мойки визуально.

2.5 Составить отчет о работе.

 

3 Оснащение рабочего места

 

3.1 Ультразвуковая ванна УЗВ-103 – 1 шт.

3.2 Емкости для составления моечных растворов – 3 шт.

3.3 Набор компонентов для составления растворов.

3.4 Установка для очистки косточковой крошкой.

3.5 Набор деталей для мойки с различными видами загрязнения.

3.6 Плакаты с наглядными материалами.

 

 

4 Общие положения

 

Виды и характер загрязнений. В процессе эксплуатации двигателя его агрегаты, сборочные единицы и детали покрываются различными загрязнениями, отрицательно влияющими на долговечность и работоспособность. Наружные поверхности двигателя и его агрегаты покрываются пылью и коррозией. Пыль из воздуха, попадая на рабочие поверхности сопряженных деталей и смешиваясь с маслом, повышает интенсивность их изнашивания. В период эксплуатации двигателя его работа ухудшается из-за появления нагара, лаковых и смолистых отложений, накипи, коррозии.

Нагар – твердые углеродистые вещества, образующиеся при сгорании топлива и масла, имеющие низкую теплопроводность. Нагар откладывается на стенках камеры сгорания, выпускных клапанах и деталях газовоздушного тракта, вызывая возрастание расхода топлива, перегрев дизеля, снижение его мощности, повышение износа его деталей и увеличение дымности газов.

Лаковые отложения –углеродистые вещества, образующиеся при воздействии сравнительно невысокой температуры и откладывающиеся в виде тонкого слоя на поршнях в зоне расположения колец, юбке и поверхности шатунов.

Смолистые отложения – осадки, состоящие из продуктов окисления топлива и масла, а также механических примесей продуктов изнашивания и пыли. Смолистые отложения покрывают стенки картера дизеля, маслопроводы и забивают фильтры. Вредное действие смолистых отложений проявляется в загрязнении свежего масла, заливаемого в картер дизеля, засорении маслопроводов, фильтров и др.

Накипь – твердые отложения на внутренних поверхностях деталей системы охлаждения дизеля. Они образуются в результате выделения солей кальция и магния при нагреве воды до температуры 70...85 ⁰С. Теплопроводность накипи во много раз ниже теплопроводности металла, поэтому даже незначительный ее слой ухудшает условия теплообмена, в результате чего снижается мощность двигателя, повышается расход топлива и масла, возрастает интенсивность изнашивания деталей цилиндропоршневой группы.

Коррозия – разрушение поверхностей деталей, вызываемое химическими и электрохимическими процессами, с образованием гидрата окиси железа.

Способы удаления загрязнений. В ремонтном производстве наибольшее применение нашли механические, физико-химические и термические способы удаления загрязнений с поверхности деталей, сборочных единиц и агрегатов.

Сущность механических способов заключается в очистке поверхности детали от нагара, следов коррозии, старой краски и других загрязнений, вручную, скребками, шкуркой, щетками, механизированным инструментом с помощью щеток, твердыми и мягкими абразивными материалами. Пневматическую очистку применяют для сдувания с очищаемых поверхностей сухой пыли.

Процесс очистки деталей от нагара мягкими и твердыми абразивными материалами более совершенным, выгодно отличается высокой производительностью и хорошим качеством очистки. Сущность процесса заключается в том, что очищаемая поверхность обрабатывается абразивными частицами, направляемыми через сопло сжатым воздухом. Частицы абразива, ударяясь о поверхность детали, разрушают и удаляют загрязнения.

Хорошие результаты дает очистка от нагара деталей из мягких металлов косточковой крошкой (мелкораздробленной скорлупой плодовых косточек). Струя воздуха при давлении 0, 4... 0, 5 МПа подает косточковую крошку из бункера по трубопроводу через сопло на очищаемую поверхность детали. Крошка с силой ударяется о поверхность детали и удаляет с нее нагар. Благодаря небольшой твердости крошка при ударе деформируется, не вызывая повреждения поверхности детали.

Способам механической очистки деталей присущ существенный недостаток – невозможность (за редким исключением) удаления загрязнения с внутренних поверхностей деталей.

При физико-химических способах очистки деталей на загрязнения воздействует активная очищающая среда. В качестве очищающей среды используют водные растворы каустической соды (едкого натра), кальцинированной соды (углекислого натрия) с присадкой эмульгаторов (жидкое стекло, хозяйственное мыло, три-натрий-фосфат) и с противокоррозионными присадками (хромпик, нитрит натрия), а также синтетические моющие средства (CMC), основу которых составляют поверхностно-активные вещества (ПАВ). Эффективность CMC в 3... 5 раз выше эффективности растворов едкого натра.

В зависимости от способа перемещения раствора у поверхности очищаемой детали физико-химическую очистку можно условно разделить на струйную, очистку погружением ремонтируемых объектов в ванны (вываркой), принудительной циркуляцией раствора, ультразвуком. Наибольшее распространение в ремонтном производстве получили струйные моечные машины, из которых моющий раствор в виде струй под давлением от 0, 1 до 5, 0 МПа направляется на промываемые объекты.

В основе ультразвуковой мойки лежит явление пьезоэлектрического эффекта.

Пьезоэлектрический эффект – явление возникновения зарядов на поверхности кристалла при приложении к его граням механического давления или растяжения (прямой пьезоэффект). Для получения ультразвуковых колебаний пользуются об­ратным пьезоэффектом, заключающимся в изменении размеров кристалла при сообщении его граням электрических зарядов. Кристаллы кварца, турмалина и сегнетовой соли обладают прямым и обратным пьезоэлектри­ческим эффектом.

Установки для ультразвуковой очистки (рис. 3) деталей состоят из источника электрических колебаний 3, преобразователя 2 электрических колебаний в упругие механические волны, ванны 1 с раство­ром для очистки; источника питания 4.

Сущность ультразвуковой очистки деталей заключается в механическом воздействии на загрязненную поверхность деталей кавитационных полостей (пузырьков), образующихся в жидкости под действием ультразвукового поля. При лопании кавитационных пузырьков возникают ударные волны, под действием которых жировые пленки, покрыва­ющие поверхность деталей, разрушаются. Разрушению жировых пленок способствуют интенсивные колебания нелопнувших пузырьков, проникающих между жировой пленкой и поверхностью детали через щели и разрывы пленки. Кавитационные взрывы, происходящие непосредственно у поверхности детали, создают большое и мгновенное гидростатическое давление, благо­даря которому частицы жира или накипи отрываются от стали и удаляются непрерывным потоком жидкости, создаваемым ультразвуковыми колебаниями. Удалению жировых частиц способствует смачивающее действие жидкости, которое увеличивается благодаря снижению поверхностного натяжения на границе поверхности детали – жировая пленка.

 

Рис. 3. Схема ультразвуковой ванны

1 – ванна; 2 – преобразователь (пьезоэлемент); 3 – источник электрических колебаний; 4 – источник питания; 5 – жидкость; 6 – деталь

 

Скорость и качество звуковой очистки зависят от химической активности применяемой жидкости. Если жидкость растворяет грязь, то очистка осуществляется не только за счет воздействий кавитационных пузырьков, но и химического взаимодействия растворителя и грязи. В этом случае процесс ультразвуковой очистки значительно ускоряется.

Ультразвуковую очистку целесообразно применять для деталей карбюраторов, топливных насосов, топливной аппаратуры, электрооборудования и т. п., то есть деталей небольших размеров.

При струйном способе очистки не всегда обеспечивается прямое попадание струи на труднодоступные участки деталей, имеющих сложную конфигурацию, поэтому для них используется способ погружения (выварка). Для удаления прочных смолистых отложений с громоздких частей тепловозов, а также с мелких деталей, загружаемых в сетчатые корзины, применяется выварка в 10...15%-ном растворе каустический соды или в многокомпонентных растворах.

Чтобы очистить внутренние полости секций радиатора, теплообменников, крышек цилиндров двигателя, корпусов турбокомпрессоров, моющий раствор прокачивают насосом через внутреннюю полость объекта ремонта. Способ принудительной циркуляции раствора успешно применяется для очистки внутренних полостей сборочных единиц, охлаждаемых водой, без снятия их с тепловоза. Промывка производится принудительной циркуляцией раствора или горячей воды и их фильтрацией в фильтрах-отстойниках. Этот способ применяют для очистки внутренних полостей деталей: секций холодильника, теплообменника, крышек цилиндров и т.п.

Длительность промывки секций зависит от состава и температуры раствора, а также от степени загрязненности секций. Наружную поверхность секций обмывают горячей водой при закрытых дверях камеры и включенном вентиляторе отсоса пара.

При очистке парами растворителя в облако паров достаточно сильного растворителя помещают в подвешенном состоянии холодную деталь, которая быстро покрывается конденсатом; последний, стекая с поверхности детали, уносит с собой частицы грязи. Процесс продолжается до тех пор, пока деталь не нагреется до температуры паров. В большинстве случаев этого времени оказывается вполне достаточно для очистки, так как процесс протекает весьма интенсивно. Чаще всего к рассматриваемому способу очистки прибегают для удаления прочно приставшей пленки грязи с поверхности деталей с электрической изоляцией, т.е. якорей и катушек электрических машин.

При термических способах очистки загрязнения удаляют путем нагрева детали до температуры, при которой они сгорают (газопламенная очистка). Ацетиленокислородным пламенем очищают от нагара и смолистых отложений выпускные коллекторы и патрубки дизеля, глушитель шума выпуска и др. Для удаления нагара и накипи применяют термохимический способ очистки детали погружением ее в расплав солей и щелочи, где загрязнения теряют механическую прочность и отделяются от поверхности детали.

В зависимости от вида и степени загрязнения в состав соляной ванны включают следующие компоненты (в процентах по массе): каустическая сода 50...70, натриевая селитра 25...40 и поваренная соль 4... 6. Температура расплава 380... 420 °С. Детали выдерживают в расплаве 5... 15 мин, затем промывают водой, травят в кислотном растворе и промывают горячей водой.

 

 

4.1 Устройство и принцип ультразвуковой ванны УЗВ-103

 

Ультразвуковая ванна УЗВ-103 предназначена для очистки от жиро­вых и механических загрязнений мелких деталей различной конфигурации из стали, сплавов и неметалических материалов, а также деталей точной механи­ки, электронной техники, стеклянных изделий.

Очистка производится в водных растворах технических моющих средств, а также в органических растворителях. Для кавитационно-абразивной обработки изделий возможно применение абразивных порошков с водно-глицериновыми растворами.

Ультразвуковая ванна позволяет снимать оксиды с мелких деталей. При этом озвучивание деталей производиться в травильном растворе. При работе с травильными растворами детали, подвергающиеся очистке, загружаются в тонкостенный химический стакан с кислотным раствором, который помещают непосредственно на излучающую поверхность дна рабочей камеры, заполненную водой.

 

Технические характеристики ультразвуковой ванны

Рабочий объем, л 2, 8

Рабочая частота, кГц 37

Габаритные размеры, мм 285 × 265 × 165

Потребляемая мощность, Вт 400

Мощность усилителя, Вт 150

Мощность нагревателя, Вт 250

Напряжение питания, В 220 ± 10 %, 50 … 60 Гц

Масса, кг 2, 9

Рис. 4. Панель управления ультразвуковой ванны

 

 

Ультразвуковая ванна УЗВ-103 состоит из собственно ванны и ультразвукового генератора.

Ванна выполнена в виде сосуда, изготовленного из нержавеющей стали. На дне ванны установлены пьезоэлементы, преобразующие подводимую от генератора электроэнергию ультразвуковой частоты в механические коле­бания дна и стенок ванны и кавитацию в моющем растворе.

Генератор расположен в прямоугольном корпусе. На передней па­нели расположены органы управления (рис. 4):

1 – встроенный таймер-сеть 30 min (включение – On, выключение – Off);

2 – кнопка включения On и выключения Off нагрева 60 ⁰С;

По истечении установленного таймером времени происходит от­ключение генератора.

При возникновении перегрузок, или аварийного режима, срабатывает схема защиты, генератор отключается.

В генераторе установлен сетевой помехозащитный фильтр для предот­вращения возможного проникновения помех в электрическую сеть при работе генератора.

 

4.2 Устройство и принцип работы установки для очистки косточковой крошкой

 

Для очистки деталей косточковой крошкой используется установка, схема которой представлена на рисунке 5. Установка работает следующим способом: деталь 1 вращается в центрах, абразивно-струйный аппарат 2 перемещается вдоль детали и производит ее обработку абразивом.

Отработанный абразив попадает на дно камеры и транспортируется шнеком 3 к наклонному желобу. По наклонному желобу, где происходит его сортировка. Основой частной установки является абразивно-струйный аппарат, схема которого представлена на рисунке 6.

 

Рис. 5. Схема установки для обработки поверхностей косточковой крошкой: 1 - деталь; 2 - абразивно-струйный электронный аппарат; 3 - шнек: 4 - электропривод шнека, 5 - сито; 6 - бункер с абразивным материалом; 7 - бункер с непригодным абразивным материалом

 

Энергоноситель под давлением 0, 5-0, 6 МПа падает в канал 6 и движется через сопло к обработанной поверхности.

Движение воздуха создает разряжение в канапе 2, где давление формирует выходящий поток, способный увлекать абразивный материал из бункера через заборное окно трубы 7. В сопловой части аппарата происходит смешивание потоков воздуха и абразивного материала, ускорение частиц абразива, выравнивание их скоростей по сечению сопла и формирование двухфазной струи.

 

 

Рис. 6. Абразивно-струйный аппарат

1 – корпус; 2 – патрубок; 3 – фланец; 4 – сопло; 5 – втулка; 6 – штуцер для подачи сжатого воздуха; 7 – приемная труба; 8 – бункер с абразивным материалом

 

 

4.2 Последовательность работы

 

Определить вид загрязнения. Подобрать способ и применяемое средство для очистки загрязнения. Если для данного загрязнения подходит ультразвуковая мойка, то подготовить моющий раствор и залить его в ванну, заложить обрабатываемые изде­лия, при этом уровень раствора с помещенными в ванну изделиями должен быть не более 0, 6 – 0, 8 глубины ванны. Температура моющего раствора должна быть не более 60 °С.

Вращением таймера включить генератор, при этом по­явится характерный звук кавитационного процесса, что свидетельствует о нормальной работе ванны.

По окончании времени рабочего цикла таймер автоматически от­ключит ванну.

 

Таблица 2

Моющие средства

Моющая среда	Характер загрязнения	Очищаемый металл	Т, 0С	Примечание
Тринатрий-фосфат-3-20 Силикат натрия-10, ОП 10-3-5	Минеральные масла, сульфазол эмульзол, паста	Сталь, медь, алюминий	60 – 80	Для алюминия и меди берутся нижние пределы концентрации и температур
Тринатрий-фосфат-5-15 Силикат натрия-5 Сульфанол или Прогресс	Жировые загрязнения	Сталь, медь, алюминий	60 – 80	–

 

В генераторе имеется эффективная электронная защита от возмож­ных перегрузок (при работе с малым уровнем моющего раствора) и в других случаях неоптимальной нагрузки.

По окончании работы следует:

– выключить ванну и генератор вращением таймера;

– отключить вилку сетевого шнура от электросети;

– слить моющий раствор.

Выбор моющего средства осуществляется по табл. 2.

При работе на установке для очистки косточковой крошкой, установить деталь во внутрь камеры, включить компрессор. Накачать ресивер до давления 0, 5 … 0, 7 МПа. Открыть кран подачи сжатого воздуха на абразивно-струйный пистолет и обработать загрязненную поверхность.

 

4.3 Технология очистки

 

При ультразвуковой очистке деталей и узлов от жировых и механических за­грязнений применяются водные растворы щелочей с добавлением поверхностно-активных веществ. Кавитационно-абразивную обработку мелких изделий проводят в растворе, состоящем из смеси глицерина и воды, взятых в равных количествах, добавляя 30 % по объему порошка карбида бора с частицами размером не более 5 мкм. В этом случае наряду с кавитационным разрушением происходит дополнительная обработка поверхности твердого тела мельчайшими абразивными частицами.

В зависимости от степени загрязненности деталей и материала, а также требований, предъявляемых к качеству, определяется продолжительность ультразвуковой очистки.

При ультразвуковой очистке детали могут помещаться непосредственно на дно ванны или загружаться в сетчатых корзинах или на специальных оправках и приспособлениях.

При работе с кислотными растворами необходимо применять тонкостенный стеклянный химический стакан. Детали, подвергающиеся очистке, загружаются в тонкостенный химический стакан с кислым раствором, затем стакан помещается в ультразвуковую ванну, заполненную водой.

Одновременно можно вводить в ванну для очистки несколько вставляемых стаканов.

При очистке деталей сложной конфигурации их следует поворачивать, обращая все стороны к активной поверхности излучателей.

Ультразвуковая очистка деталей, имеющих лакокрасочные покрытия, некоторых видов пластмасс или деталей, чувствительных к микроударным нагрузкам, допускается после проведения предварительных исследований режимов обработки.

 

5 Охрана труда

 

5.1 Ванна в комплексе с генератором является установкой, при работе которой на отдельных электрорадиоэлементах имеется опасное для жизни напряжение – до 700 В.

При обслуживании и работе с ванной необходимо строго соблюдать правила техники безопасности для установок напряжением до 1000 В.

5.2 При проведении ремонтных и профилактических работ и при эксплуатации ванны необходимо соблюдать «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».

5.3 Корпус генератора должен быть надежно заземлен, для этого в ге­нераторе предусмотрена сетевая вилка с заземлением. При отсутствии зазем­ления в электросети необходимо клемму, расположенную на корпусе генератора соединить с шиной заземления.

5.4 К эксплуатации ультразвуковой ванны не допускаются лица не прошедшие инструктаж по технике безопасности.

5.5 Работу на пескоструйной установке осуществлять в спецодежде и защитных очках.

5.6 Не вынимать абразивно-струйный пистолет из камеры во время его работы.

 

6 Отчет

 

6.1 Охарактеризовать вид загрязнения.

6.2 Представить состав моющего средства.

6.3 Представить режимы процесса мойки.

6.4 Заключение о качестве мойки и очистки.

 

 

7 Контрольные вопросы

 

7.1 На каком принципе работает ультразвуковая ванна и абразивно-струйная установка?

7.2 Кроме процесса мойки, какие операции можно осуществлять в ультразвуковой ванне УЗВ-103?

7.3 Какие моющие средства можно применять в ультразвуковой ванне УЗВ-103?

7.4 С помощью чего можно активизировать моющие свойства растворов?

7.5 Приведите примеры деталей, которые можно очищать в ультразвуковой ванне и в абразивно-струйной камере?

7.6 Какой материал для очистки используется в абразивно-струйной камере?

 

 

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: