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超声波清洗机 在摩托车维修中的应用(上)
2017-05-25 09:22:55   来源:阮天林   类型:转载   作者:佚名   阅读(9343次)
 

发动机零件在装配前必须清理与清洗,这是摩托车维修人员必须了解的基本常识,而且越是精密的零件对清理与清洗的要求越高,因为零件加工后和在运输过程中的毛刺、污垢或碰伤如不经清理、清洗就投入装配,将会加剧机件的磨损,降低其精度,不同程度地影响产品的使用寿命。因此,装配前的零件清洗工作对保证产品的精度与性能极为重要。至于如何清洗、用什么方法清洗,在摩托车维修行业中没有统一的标准。随着科技水平的不断提升,超声波清洗机应运而生,它能很好地清洗发动机零件,不过很多人对其不太了解。为此,本文就摩托车发动机零件的各种清洗方法,超声波清洗机的工作原理和构造、故障判断与处理方法等进行探讨,供大家参考。

一、机械零件的清洗方法

1.手工清除法

用手工的办法,即使用毛刷(如图1、2所示)、刮刀等工具去清除零部件表面的污垢。此法还包括用棉、丝织品、合成纤维造品和麂皮等擦拭零部件表面,以去除污垢,以及采用汽油、柴油等配合刷子(如图3所示)进行清除。

2.机械工具清理法

用电动或者风动工具去带动金属刷子、软砂轮等去清除零部件表面的积碳、锈蚀、漆层等。

3.压缩空气吹扫法

借助于空气压缩机的压缩空气(如图4所示)去吹除覆盖在零部件表面的干尘土、油泥等,用小型气枪清洁零件表面(如图5所示)

4.磨料清洗法

用由压缩空气流或者压力水流导向的软磨料和硬磨料撞击零件表面,使污垢层被破坏并与残渣一起被带走。这种方法主要用于清除积碳、锈蚀和漆层。

5.机械清洗方法

用竹片、刀片、一字起等利器清除燃烧室、活塞顶部及排气道内的积炭。

6.物理化学清洗法

物理化学清洗方法,主要采用各种清洗介质,使零部件表面的污垢软化和溶解,最后达到清除的目的。其中,化学清洗方法比较普及。即对较大的金属零件,先用三氯乙烯将零件浸泡数十分钟后再清洗,因为三氯乙烯能溶解积炭中的胶质和沥青等粘性物质,可使剩余的炭质化合物和金属化合物等变得松脆而易于清除。较小的零件则放入80℃~95℃的化学洗涤液内浸泡2小时~3小时,待其软化后,再移到热水中用刷子清除残余的积炭,最后用压缩空气吹干。对于铸件和钢件,在清除积炭并清洗干净后都要用机油涂于机件的表面,以防锈蚀。

现在大多数摩托车维修站为了节省时间、材料,一般采用汽油或柴油浸泡清洗发动机零件,认为这种清洗方法方便快捷。而在所有发动机零件中,化油器因其结构复杂且零件制造精密,通常采用机械清洗方法并配合化油器清洗剂进行复合清洗,其操作方法如图6、7所示。

其实,物理化学清洗方法根据清洗介质和零件表面的作用方式不同可分为:①浸洗、煮洗法;②.压力冲洗法;③蒸汽浴清洗法;④超声波清洗法;⑤电化学清洗法;⑥熔盐清洗法等方法。

随着科学技术的不断发展,精密零件的清洗方法通常采用超声波清洗法,尤其在大型机械制造行业,采用超声波清洗机清洗精密零件已较为普及(如图8~10所示)。由于多方面的原因,家庭及个体商户采用超声波清洗机清洗零件目前还没有得到推广和普及。这主要是由于大家对超声波不够了解,甚至有个别人都没有听说过超声波清洗机。下面我们从超声波清洗机的工作原理、特点、操作使用方法和维护注意要点等方面来揭开它神秘的面纱吧。

二、超声波清洗机的工作原理与优点

要弄清楚超声波清洗的原理,我们先来了解什么是超声波。

正常情况下,人们所听到的声音是频率20Hz~20000Hz的声波信号,高于20000Hz的声波称之为超声波,声波的传递依照正弦曲线纵向传播,即一层强一层弱,依次传递,当弱的声波信号作用于液体中时,会对液体产生一定的负压,即液体体积增加,液体中分子空隙加大,形成许许多多微小的气泡,而当强的声波信号作用于液体时,则会对液体产生一定的正压,即液体体积被压缩减小,液体中形成的微小气泡被压碎。

超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

超声波清洗机采用超声波清洗的原理,可以达到物件全面洁净的清洗效果,特别对深孔、盲孔、凹凸槽清洗是最理想的设备,不影响任何物件的材质及精度。同时在生化、物理、化学、医学(超声波洁牙机工作原理如图11所示)、科研及大专院校的实验中可作提取、脱气、混匀、细胞粉碎、纳米分解之用。

超声波清洗机原理主要是将换能器、功率超声频源的声能(超声波专用器件电路如图12所示)转换成机械振动,通过清洗槽壁使之将槽子中的清洗液辐射到超声波。由于受到辐射,槽内液体中的微气泡能够在声波的作用下从而保持振动。当声压或者声强受到压力到达一定程度时候,气泡就会迅速膨胀,然后又突然闭合。在这段过程中,气泡闭合的瞬间产生冲击波,使气泡周围产生1012pa~1013pa的压力及调温,这种超声波空化所产生的巨大压力能破坏不溶性污物而使它们分化于溶液中,蒸汽型空化对污垢的直接反复冲击,一方面破坏污物与清洗件表面的吸附,另一方面能引起污物层的破坏而被驳离,气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗,污层一旦有缝可钻,气泡立即“钻入”振动使污层脱落,由于空化作用,两种液体在界面迅速分散而乳化,当固体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时,油被乳化,固体粒子自行脱落。超声波在清洗液中传播时会产生正负交变的声压,形成射流,冲击清洗件,同时由于非线性效应会产生声流和微声流,而超声空化在固体和液体界面会产生高速的微射流,所有这些作用,能够破坏污物,除去或削弱边界污层,增加搅拌、扩散作用,加速可溶性污物的溶解,强化化学清洗剂的清洗作用。由此可见,凡是液体能浸到且声场存在的地方超声波对其都有清洗作用,其特点适用于表面形状非常复杂的零件的清洗。尤其是采用这一技术后,可减少化学溶剂的用量,从而大大降低环境污染。

相比其它多种的清洗方式,超声波清洗机显示出了巨大的优越性。尤其在专业化、集团化的生产企业中,已逐渐用超声波清洗机取代了传统浸洗、刷洗、压力冲洗、振动清洗和蒸汽清洗等工艺方法(如图13~17所示适用于家庭、个体商户的小型超声波清洗机也已面市销售)。超声波清洗机的高效率和高清洁度,得益于其声波在介质中传播时产生的穿透性和空化冲击波。所以很容易将带有复杂外形、内腔和细空的零部件清洗干净(譬如:结构极为复杂的化油器内腔、气道、油道,结构相对复杂的汽缸盖的气道、油道和水道等),对一般的除油、防锈、磷化等工艺过程,在超声波作用下只需几分钟即可完成,其速度比传统方法可提高几倍到几十倍,清洁度也能达到高标准,这在许多对产品表面质量和生产率要求较高的场合,更突出地显示了用其它处理方法难以达到或不可取代的效果。

 超声波清洗的优点归纳如下:

(1)清洗速度快,清洗效果好,清洁度高,工件清洁度一致,对工件表面无损伤。

(2)不须人手接触清洗液,安全可靠,对深孔、细缝和工件隐蔽处亦可清洗干净。

(3)节省溶剂、热能、工作场地和人工等。 

(4)清洗精度高,可以强有力地清洗微小的污渍颗粒。

三、超声波清洗机的主要构造与参数

(一)超声波清洗机主要构造

 1.超声波系统

(1)换能器

换能器采用特种耐高温、耐振动、高粘度的树脂胶辅以特殊的方法加以固定,绝不脱落,且可耐受100℃~150℃的高温。

(2)超声波发生器

大功率超声波发生器由超音频IGBT电力电子器件为主要元件构成,该种超声波发生器电路先进,结构完整,辅以灵敏可靠的集成控制系统。各种超声波发生器可独立工作,亦可多组并联使用,以完成大规模清洗工程。

2.加热及温度控制系统

加热器通常采用不锈钢管材制成,可耐酸碱。加热的目的是将清洗剂加热以增加清洗机的洗涤效果。温度自动控制,可在适当范围内随意调整。

3.清洗槽

清洗槽一般采用不锈钢经氩弧焊焊制而成,槽体上设置有排渣检修口、保温隔声层等,要保证水位至少应高出换能器盒200mm以上

4.槽液循环过滤系统

在该系统中设有过滤器,对槽液进行动态过滤,以维持槽液的清洁度。当工件出槽,经过过滤的液体流经槽体上部的喷淋环节对工件进行一次冲洗,以便冲掉工件出槽时表面粘附的油污,以避免其对下道槽液造成污染。

5.输送系统

根据被清洗工件的形状、体积、批量等确定超声波清洗机的输送方式及控制方式。

6.喷淋漂洗系统

根据被清洗工件的表面状况,有的清洗机配备喷淋漂洗工序,将超声波清洗和喷、淋、清、洗有机地结合起来。

7.烘干系统

根据被清洗工件的状况,有的清洗机配备烘干系统,烘干系统主要由加热器、风机、吹风喷嘴等组成,温度自动控制。

(二)超声波清洗机的主要参数

1.频率:≥20KHz ,可以分为低频、中频、高频3段。

2.清洗介质:采用超声波清洗,一般有两类清洗剂,即化学溶剂、水基清洗剂等。清洗介质的化学作用,可以加速超声波清洗效果,超声波清洗是物理作用,两种作用相结合,可以对物件进行充分、彻底的清洗。

3.功率密度:功率密度=发射功率(W)/发射面积(cm2)通常≥0.3W/cm2,超声波的功率密度越高,空化效果越强,速度越快,清洗效果越好。但对于精密的、表面光洁度甚高的物件,采用长时间的高功率密度清洗会对物件表面产生“空化”腐蚀。

4.超声波频率:超声波频率越低,在液体中产生的空化越容易,产生的力度大,作用也越强,适用于粗、脏的工件初洗。频率高则超声波方向性强,适用于精细的物件清洗。

5.清洗温度:一般来说,超声波在30℃~40℃时的空化效果最好。清洗剂则温度越高,作用越显著。通常实际应用超声波时,采用50℃~70℃的工作温度。

(编辑:AK47)

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