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阀类零件的超声清洗及多工位自动清洗线的设计

作者: admin 时间:2020-08-10 来源:未知
摘要:从超声清洗机理入手,简要分析了影响清洗效果的因素。结合实际经验,探讨了阀类零件超声清洗的一般流程和超声清洗工艺技术参数的合理选择。作为应用实例,介绍了阀类零件多工位自...

 各行各业当中,几乎都涉及到洗净技术。例如机械制造、电子器件、仪器仪表、光学元件、石油化工、医疗器械、钟表首饰等行业,都有进行该项作业的人员或清洗设备。

 常见的洗净方式包括人工清洗、浸渍清洗、喷流(液体或气体)清洗、刷洗、摇动(或旋转)清洗、超声清洗等多种,各有其特点。尤其是超声清洗,随着技术的成熟和完善,已成为清洗效率最高、清洗效果最好的洗净方式,越来越广泛地应用到各个不同行业。阀类零件结构多样,其典型零件为阀体、阀芯和阀瓣(或阀杆)。阀体零件一般结构较复杂,具有深孔、细孔、盲孔、狭缝凹槽或内腔等结构特征;而阀芯和阀瓣(或阀杆)具有较高的精度和表面粗糙度要求。该类零件装配时要求洁净无尘,对装配前的零件清洗质量要求高。

 目前,国内很多厂家对阀类零件的清洗,仍是采用传统的人工清洗方式,费时费力,难以满足现代化生产需求。将超声洗净技术应用于阀类零件清洗的设备上,可实现批量零件高效率的自动化清洗,提高零件的清洁度,并有效防止手工清洗时极易发生的零件表面划伤及碰撞,可提高清洗作业的可靠性和安全性。

 超声清洗机理及影响清洗效果的因素

 1.1 超声清洗机理超声清洗也称无刷清洗,属于物理力清洗。超声清洗作用机理比较复杂,一般来讲包括超声波本身所具有的能量作用,超声空化效应产生的能量作用以及超声波对液体的搅拌流动作用等。在中、低频超声清洗时,空化效应是清洗作用的主要因素,其机理为:当工件放入超声清洗槽后,启动超声波装置,产生高于20kHz的高频电信号,通过超声波换能器将电能转换为高频的机械振动,并经由清洗槽将振动传至清洗液中。高频振荡波在清洗液中疏密相间地向前辐射,使液体振荡并产生大量的非稳态的微米级的小气泡和空泡。这些微小气泡和空泡随超声波的振动反复生成、闭合并迅速变大,闭合时会产生压强高达几百帕级乃至几千帕级的微激波。连续不断产生的瞬间高压好似一连串的小“爆炸”,不断地轰击被清洗工件表面,使附着在工件表面的污物层及缝隙中的污垢迅速剥离。这个过程无需搓、刷、摇动等动作,便可达到清洗工件的效果。

 1.2 影响清洗效果的因素分析清洗效果包含清洗效率和清洗质量。采用中、低频超声波清洗时,清洗效果主要取决于超声空化效应的强弱。研究表明:超声波声场参数(主要指声强、振动频率和超声场分布)、清洗液性质、清洗物的声学特性、环境条件等,都对超声空化程度有影响,因而所有这些因素都将影响超声清洗效果。一般来说,声强越高,超声空化效应越强,但当声强达到一定量值后,超声空化效应将趋于饱和。超声振动频率越低,越容易在液体中产生空化,且力度大,作用也越强,适用于零件的粗洗;频率高则超声波方向性强,可集中能量对零件上细小部位进行有效清洗,适合于精细的零件清洗。清洗液的选择,需要考虑清洗零件本身材料、油污种类、机械杂质等。应选择粘度小、蒸汽压小和对超声波衰减小的液体,以利于清洗液的空化。超声清洗时通常采用化学清洗剂或水基清洗剂,并有针对性地添加助溶剂、稳定剂及消泡剂等添加剂。清洗液的化学作用与超声清洗的物理作用相结合,能增强超声清洗效果。同时,要合理选择清洗液工作温度,尽管温度升高有利于空化强度的增加,但蒸汽压也随之增高,反向减弱了空化效果,因此对于每种清洗液还存在着一个很好的清洗工作温度。被清洗物的声学特性和在清洗槽中的排列放置方位对清洗效果也有较大影响。

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