就目前來看,制動閥零件清潔一直都是一個難點(diǎn)問題,制動閥零件內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在運(yùn)行過程中,容易沾上大量的鐵碎與粘砂,清潔起來難度較高。要從本質(zhì)上解決這一問題,需要創(chuàng)新傳統(tǒng)的清潔技術(shù),目前,超聲波清洗設(shè)備已經(jīng)開始在制動閥零件清潔中得到了廣泛應(yīng)用,并取得了良好的成效。
1超聲波清洗原理分析
超聲波與聲波類似,均為機(jī)械振動在介質(zhì)中的傳播,只是兩者的頻率有所差異。利用超聲波清洗設(shè)備,可以借助于超聲波的作用產(chǎn)生振動,通過該種疏密相間的振動來拉伸、壓縮液體,在“疏”的位置,形成空穴,“密”的位置則會產(chǎn)生壓縮。在超聲波的振動下,清洗液內(nèi)部會頻繁拉伸、壓縮,促使微氣泡產(chǎn)生、破裂,在破裂時,周圍清洗液會進(jìn)入氣泡中心,以巨大的速度產(chǎn)生水擊。在具體運(yùn)行過程中,通過肉眼是可以直接觀察到整個作用過程的,此時,如果將手指放置在清洗液中,會產(chǎn)生針刺的感覺。這就是超聲波的超聲空化現(xiàn)象。經(jīng)過一段時間的清洗之后,外表的污垢會慢慢脫落,達(dá)到清潔的目的。
2超聲波清洗機(jī)的構(gòu)成分析
超聲波清洗機(jī)由如下幾個部分構(gòu)成:
(1)超聲波系統(tǒng)。超聲波系統(tǒng)包括換能器、超聲波發(fā)生器兩個部分組成。其中,換能器是清洗設(shè)備中的核心部件,能夠?qū)㈦姽β兽D(zhuǎn)化為機(jī)械振動,并借助于不銹鋼槽體輻射來促使清洗工作的順利完成。超聲波發(fā)生器的主要元件為超音頻IGBT電力電子器件,在系統(tǒng)的運(yùn)行過程中,起著重要的輔助作用。
(2)加熱與溫度控制系統(tǒng)。加熱與溫度控制系統(tǒng)也是超聲波清洗系統(tǒng)中不可或缺的重要組成,加熱清洗劑,可以獲取滿意的洗滌效果,系統(tǒng)在運(yùn)行過程中可以自動控制溫度,根據(jù)清洗設(shè)備的差異自動來調(diào)節(jié)溫度。
(3)清洗槽。現(xiàn)行的清洗槽多由不銹鋼氬弧焊接制作而成,硬度高。
(4)槽液循環(huán)過濾系統(tǒng)。在槽液循環(huán)過濾系統(tǒng)之中,設(shè)置了過濾器,可以實(shí)現(xiàn)動態(tài)過濾,有效提高了槽液的清潔度。
(5)輸送系統(tǒng)。在清洗前,系統(tǒng)可以根據(jù)被清洗件的體積、形狀、數(shù)量等來確定清洗控制和輸送方式。
(6)噴淋漂洗系統(tǒng)。噴淋漂洗系統(tǒng)可以根據(jù)被清洗件的實(shí)際情況,配合相應(yīng)的漂洗工具,將噴淋清洗工藝與超聲波清洗工藝相結(jié)合,達(dá)到理想的清洗效果。
(7)烘干系統(tǒng)。烘干系統(tǒng)屬于清洗設(shè)備的輔助系統(tǒng),主要包括風(fēng)機(jī)、加熱器、吹風(fēng)噴嘴組成。
3超聲波清洗工藝的應(yīng)用
為了確保超聲波清洗的質(zhì)量,必須要選擇適宜的清洗工藝,控制好功率密度、超聲波頻率、超聲波清洗時間等指標(biāo),具體來看,需要注意幾個事項(xiàng):
(1)超聲波頻率的選擇。超聲波清洗系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的就是選擇好超聲波頻率,這對最終的清洗效果起著決定性影響,頻率越低,清洗效果越好,但是在清洗過程中會產(chǎn)生較大的噪音。因此,如果沒有特殊的要求,超聲波頻率一般控制在20千赫左右,此時空化效果理想,清洗效果也非常好。
(2)功率密度的選擇。在超聲波清洗過程中,隨著功率密度的增加,清洗效果也會逐漸提高,但是如果功率密度過高,容易對清洗件造成侵蝕影響,損傷清洗件的表面,這就是我們常說的空化腐蝕。這一問題對于各類鍍層清洗件的影響非常突出。為了在保證清洗效果的同時避免對清洗件造成損傷,對于形狀復(fù)雜、油污情況嚴(yán)重、有盲孔或者深孔的被清洗件,可以適當(dāng)增加功率密度,抵消作用距離短、衰減大的問題。如果清洗液的粘度較小,可以適當(dāng)減少超聲波功率密度。
(3)清洗時間的控制。超聲波清洗時間與清洗效果有著直接關(guān)系,如果清洗時間過短,無法達(dá)到清洗要求,如果清洗時間過長,不僅影響工效,且會由于清洗的空化腐蝕作用影響了清洗件的表面質(zhì)量。
(4)清洗時間與放置方式。一般情況下,在清洗方式的選擇上,是將被清洗件直接放置在槽內(nèi),對于外形尺寸較大的零件,多采用局部清洗法,將被清洗件部分放置在槽內(nèi),在清洗完畢后,再將其余部分放置在槽內(nèi),直到完全清洗完畢。
(5)清洗液的選擇。清洗液的選擇,要滿足幾個要求,對于油脂、油污、膏狀粘附物,要起到良好的溶解效果,并具備表面張力,粘度和密度,確??栈饔每梢皂樌瓿?。同時,要盡可能減少超聲波在清洗液中的能量衰減,安全無毒,對環(huán)境的副作用小。
目前,常用的超聲波清洗液有金屬清洗劑清洗液、堿性清洗液、混合烴類有機(jī)溶劑、鹵代烴類有機(jī)溶劑等,其中,鹵代烴類有機(jī)溶劑對油污的溶解效用更高,振蕩程度高,更加適宜應(yīng)用在超聲波清洗領(lǐng)域之中。在具體的清洗流程上,可以分為洗滌、漂洗、脫水、干燥四個流程,洗滌是利用有機(jī)溶劑的溶解達(dá)到去污作用,再借助清洗劑的濕潤、滲透以及乳化來完成去污;漂洗則是通過清水的作用將洗滌劑脫離于清洗工件表面;在漂洗之后,清洗物中有大量水分,需要采用脫水機(jī)進(jìn)行脫水處理;最后,利用風(fēng)速、溫度讓清洗件表面可以快速干燥,達(dá)到清洗效果。
4小結(jié)
超聲波清洗具有清洗凈度高、速度快和清洗均勻等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于精密零件裝配、成型和加工等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。普遍要求既能夠均勻的清洗掉塵?;蝾w粒附著物、機(jī)油、水點(diǎn)等污物又不能對被清洗工件產(chǎn)生損傷。由于能夠穿透細(xì)微的縫隙和小孔, 所以能清洗復(fù)雜形狀的零件, 超聲波清洗也被廣泛應(yīng)用于閥類零件。超聲波清洗是現(xiàn)代工藝最有效和不可缺少的清洗手段,超聲波清洗技術(shù)將被更加普遍的應(yīng)用在生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。