Giáo trình Công nghệ sửa chữa đầu máy diezel - Chương II: Các phương pháp rửa và làm sạch chi tiết

Nội dung text: Giáo trình Công nghệ sửa chữa đầu máy diezel - Chương II: Các phương pháp rửa và làm sạch chi tiết

1. CHƯƠNG II CÁC PHƯƠNG PHÁP RỬA VÀ LÀM SẠCH CHI TIẾT 2.1. Phân loại các phương pháp làm sạch chi tiết Tuỳ thuộc vào tính chất của lớp cặn bẩn bám trên chi tiết và vật liệu của bản thân chi tiết đó, mà có thể tiến hành làm sạch bằng những phương pháp khác nhau. Bên cạnh đó, các chi tiết của đầu máy rất đa dạng về mặt kết cấu cũng như kiểu loại v.v Do vậy, có thể phân loại việc làm sạch bằng nhiều cách khác nhau. Ở đây có thể tham khảo một số cách phân loại chung nhất như sau. 2.1.1. Phân loại theo tính chất của lớp cặn bẩn Các chi tiết khác nhau của đầu máy phải làm việc ở những chế độ và điều kiện rất khác nhau, do đó tính chất các lớp cặn bẩn bám vào chúng cũng đa dạng. Nhìn chung có thể phân ra một số nhóm làm sạch chính như sau: 1. Khử dầu cho chi tiết (tẩy dầu mỡ); 2. Khử cặn cho chi tiết; 3. Khử muội than; 4. Làm sạch gỉ (lớp ăn mòn). 2.1.2. Phân loại theo kết cấu của chi tiết Các chi tiết có kết cấu và vật liệu khác nhau phải làm sạch bằng những phương pháp khác nhau, do đó có thể phân ra những nhóm chính như sau: 1. Rửa và làm sạch những chi tiết lớn của đầu máy; 2. Làm sạch sơ mi xylanh và lót xylanh; 3. Làm sạch các bộ phận của hệ thống cao áp; 4. Làm sạch các chi tiết chính xác; 5. Làm sạch ổ lăn; 6. Làm sạch ổ trượt; 7. Làm sạch bầu lọc dầu ; 8. Làm sạch bầu lọc nhiên liệu; 9. Làm sạch bầu lọc khí. 2.1.3. Phân loại theo phương thức làm sạch Hiện nay trong sửa chữa đầu máy người ta sử dụng một số phương pháp rửa và làm sạch như sau: 1. Các phương pháp rửa 1. Rửa bằng dầu hỏa hoặc nhiên liệu; 2. Rửa bằng dung dịch kiềm; 58.Cnsc
2. 3. Rửa bằng dung dịch nước của các chất hoạt tính bề mặt; 4. Rửa bằng các chất hòa tan; 5. Rửa bằng hơi của những chất hòa tan; 6. Rửa bằng cách nhúng tẩm; 7. Rửa bằng phương pháp dòng phun; 8. Rửa bằng phương pháp hoàn lưu cưỡng bức dung dịch. 2. Các phương pháp làm sạch 1. Làm sạch bằng các dụng cụ cơ khí; 2. Làm sạch bằng khí nén; 3. Làm sạch bằng phương pháp thổi bột, hạt kim loại; 4. Làm sạch bằng bột hạt (hạt trái cây); 5. Làm sạch bằng phương pháp phun cát; 6. Làm sạch bằng siêu âm. 2.2. Các phương pháp rửa chi tiết và cụm chi tiết 2.2.1. Rửa bằng dầu hỏa hoặc nhiên liệu Đây là phương pháp thông dụng và đơn giản nhất được sử dụng trong quá trình sửa chữa; chất lượng làm sạch được đảm bảo và không phải trung hòa. Phương pháp này có thể làm sạch cho nhiều loại chi tiết, tuy nhiên cũng không nên áp dụng tùy tiện vì hơi của các chất rửa này dễ bắt lửa, dễ gây nổ và tương đối độc hại. Chi tiết được nhúng vào khay hoặc thùng có chứa dung dịch rửa (nhiên liệu) và được rửa bằng dẻ, sau đó lau khô và thổi sạch bằng khí nén. 2.2.2. Rửa bằng dung dịch kiềm Những cặn bẩn dầu mỡ theo thành phần hóa học có thể chia ra chất xà phòng hóa và chất không xà phòng hóa. Các chất xà phòng hóa là các mỡ hữu cơ như mỡ thực vật, mỡ động vật, còn các chất không xà phòng hóa đó là dầu khoáng, các chất bôi trơn tổng hợp, v.v Những chất dầu mỡ có khả năng xà phòng hóa khi tác dụng với dung dịch kiềm sẽ tạo ra xà phòng và dễ tẩy khỏi bề mặt chi tiết. Các chất dầu mỡ không có khả năng xà phòng hóa thì dễ tan trong xăng, dầu hỏa và dễ tẩy khỏi bề mặt chi tiết bằng những chất đó nhưng không xà phòng hóa được trong dung dịch kiềm. Muốn làm sạch những loại mỡ này cần phải cho thêm các chất ê-myn-hóa vào dung dịch như thủy tinh lỏng, tri-natri-phốt-phát, v.v Các chất nhũ tương này làm giảm độ bám ở bề mặt, đồng thời để làm giảm liên kết giữa dầu mỡ với bề mặt kim loại và thúc đẩy quá trình rửa người ta hâm nóng dung dịch lên tới 70-950C. Các chi tiết bằng gang và thép (các te, blốc, xylanh, khung giá chuyển, cặp bánh xe, bầu dầu, v.v ) được rửa bằng các loại dung dịch rửa trong các bể rửa nhờ các vòi cao su hoặc trong các máy rửa. Phương pháp này tương đối tiện lợi, chất lượng làm sạch cao và cho phép cơ giới hóa tới mức cao nhất. Việc rửa bằng dung dịch kiềm trong máy rửa năng suất hơn rửa trong các bể hở từ 5 đến 8 lần. Nhược điểm của phương pháp này là phải trung hòa một cách cẩn thận các bề mặt đã rửa. 59.Cnsc
3. Trong bảng 2.1 chỉ dẫn thành phần của một số dung dịch kiềm dùng để rửa chi tiết ở các xí nghiệp sửa chữa. 60.Cnsc
4. 60.Cnsc Bảng 2.1. Thành phần một số dung dịch rửa dùng để rửa chi tiết và bộ phận Lượng các chất thành phần cần thiết trong 1 lít nước (gam/lít) Đối với các chi tiết bằng kim Đối với các chi tiết bằng kim Đối với các chi Dùng để rửa loại màu và kim loại đen của loại màu và kim loại đen của tiết làm bằng hợp trung gian và Các chất động cơ động cơ kim nhôm kết thúc cho thành phần (sau khi đã giải thể) (trước khi đã giải thể) các chi tiết của Rửa trong máy rửa Rửa Rửa trong máy rửa Rửa Dùng Dùng bằng kim loại dung dịch hai buồng trong hai buồng trong để rửa để rửa đen Buồng Buồng máy rửa Buồng Buồng máy rửa trung kết thứ nhất thứ hai một thứ nhất thứ hai một gian thúc buồng buồng Xà phòng đen hoặc ê- 2-5 2-5 2-5 3-5 3-5 3 - 2 2-5 mun-xi Xôđa nung hoặc tri- 2-5 1-2 2-5 2-4 1-2 2 2 2 2-5 natri-phốt-phát (Na2CO3) hoặc Na3PO4 Thủy tinh lỏng - 0,5-0,7 0,5 - 0,5-0,7 0,5 0,7 0,7 - (Na2SiO3) Bỉcômat (K2C2O7) hoặc - 2 2 - 2 - - - 3 natri nitrat (NaCO3) Quá trình tẩy dầu mỡ khỏi bề mặt chi tiết bằng dung dịch kiềm có thể giải thích như sau. Do tác dụng của dung dịch kiềm nóng lớp dầu mỡ bị đốt nóng một cách nhanh chóng. Do bị dãn nở và do tác dụng của các lực căng bề mặt lớp dầu mỡ sẽ bị dúm lại và khi vỡ ra chúng tạo thành những giọt nhỏ bám chắc trên bề mặt chi tiết. Các giọt dầu mỡ vừa hình thành bị các chất ê-myn hóa 58.Cnsc
5. tác dụng và lực bám của chúng với kim loại nhỏ hơn so với lực bám của dầu mỡ với kim loại và do vậy những giọt dầu mỡ này có thể được tẩy một cách dễ dàng khỏi bề mặt chi tiết bằng dòng tia dung dịch kiềm hoặc nước. 59.Cnsc
6. Thời gian và chất lượng của việc khử mỡ cho bề mặt chi tiết phụ thuộc phần lớn vào tính chất và nồng độ của dung dịch kiềm. Chẳng hạn thời gian khử mỡ cho chi tiết có thể giảm xuống rất nhiều nếu tăng nồng độ của dung dịch kiềm. Tuy nhiên, các dung dịch kiềm đặc sẽ làm cho bề mặt chi tiết bị ăn mòn, do đó hàm lượng xô đa ăn da và xô đa nung trong dung dịch phải hạn chế. Ngoài ra, trong thành phần của các dung dịch kiềm còn có thêm các chất chống ăn mòn và sau khi rửa hoặc làm sạch phải rửa chi tiết một cách kỹ lưỡng bằng nước nóng. Trong quá trình sử dụng động cơ, muội than sẽ bám lên thành buồng cháy ở mặt quy-lát, bám trên thành và đỉnh píttông, trên các nấm xupáp và các chi tiết khác. Muốn làm sạch muội than có thể dùng hai phương pháp, đó là phương pháp làm sạch bằng cơ khí (như đã trình bày) và làm sạch bằng hóa học (bằng dung dịch kiềm). Khi làm sạch muội than cho các chi tiết người ta ngâm chúng trong dung dịch kiềm nóng (95-1000C) trong khoảng thời gian 40-60 phút. Thành phần dung dịch trong trường hợp này có thể tham khảo ở bảng 2.2. Bảng 2.2. Dung dịch rửa để khử muội than Hàm lượng các chất thành phần, gam/lít nước Các chất thành phần của dung dịch Đối với các chi tiết Đối với các chi tiết bằng gang và thép bằng hợp kim nhôm Xô đa ăn da (NaOH) 25 - Xô đa nung (Na2CO3) 35 10 Xà phòng đen 24 10 Thủy tinh lỏng (Na2SiO3) 1,5 10 Bicromat (K2C2O7) - 1 Những dung dịch này không thể làm sạch muội than một cách hoàn toàn được mà chỉ có tác dụng làm mềm chúng ra là chính, do đó sau khi rửa trong dung dịch chi tiết được làm sạch lại bằng chổi lông hoặc nạo gỗ. Không nên dùng bàn chải kim loại hoặc nạo kim loại để làm sạch những chi tiết trên vì có thể gây ra xước hoặc sây sát. Sau khi rửa và làm sạch, các chi tiết được thổi bằng khí nén. Phương pháp rửa bằng dung dịch kiểm để khử muội than có năng suất và chất lượng không cao, nhất là đối với những chi tiết có kết cấu phức tạp. Thiết bị làm sạch muội than và cặn nước cho chi tiết được thể hiện trên hình 2.1. . 61.Cnsc
7. . 1 2 3 4 5 Hình 2.1. Thiết bị làm sạch muội than và cặn nước cho chi tiết trong dung dịch muối và kiềm 1. Bể dung dịch muối và kiềm; 2. Bể nước để rửa; 3. Bể trung hoà; 4. Bể làm sạch; 5. Chi tiết rửa. Các chi tiết bằng nhôm không nên rửa trong dung dịch có chứa xút ăn da bởi vì chất kiềm có tác dụng phá hoại nhôm theo phản ứng sau đây: 2Al + 6NaOH đ Na2AlO3 + 3H2O Các chi tiết bằng nhôm còn có thể dùng các thành phần dung dịch cho trong bảng 2.3. Bảng 2.3. Dung dịch rửa các chi tiết bằng nhôm Thành phần (kg/100 lít nước) Các chất thành phần của dung dịch 1 2 3 Xô đa nung, (Na2CO3) 1,85 2,0 1,0 Xà phòng 1,00 1,0 1,0 Thủy tinh lỏng, (Na2SiO) 0,85 0,8 - Bicrômat, (K2C2O7) - 0,5 0,5 Trên hình 2.2 là sơ đồ máy rửa tổng hợp dùng để làm sạch bầu lọc. Thân 4 của máy được đậy kín ở phía trên nhờ nắp 7; bên trong ống trụ dọc theo trục có lắp một trục đứng 6, ở phía dưới tựa lên ổ chặn 2 và ở phía trên tựa lên ổ bi. Đầu trên của trục có lắp puli 10, puli này được dẫn động nhờ động cơ 13 có công suất 6kW thông qua ba dây cua-roa. Ở chiều cao 100 mm so với đáy của thân máy người ta hàn đĩa 1 vào trục 6 và đồng thời lại hàn đính và kẹp chặt bốn dầm chữ V vào đĩa này nhờ các bản nối, các dầm này được liên kết với nhau bằng ba dãy thanh kéo 5. Ở phía trên của nắp 7 có hàn một thùng chứa 9 và trong thùng này có đặt ba ống đối xứng 8 có 62.Cnsc
8. xẻ rãnh theo chiều dài. Ống thông hơi 11 có bơm hút công suất lớn được hàn vào nắp máy rửa. . 11 10 12 a 9 13 8 7 6 5 4 3 2 1 Hình 2.2. Máy rửa tổng hợp để làm sạch các bầu lọc của đầu máy 1. Đĩa; 2. Gối đỡ trục; 3. Thanh thép hình (chữ U); 4.Thân máy (vỏ máy); 5.Thanh giằng; 6.Trục; 7. Nắp; 8. Ống nhỏ; 9. Thùng chứa (khoang chứa); 10. Bánh đai (puli); 11. Ống thông gió có quạt; 12. Puli (bánh đai) dẫn động; 13. Động cơ điện. Khi làm sạch có thể đặt bốn bầu lọc khí (bầu lọc khí tăng áp của động cơ, của động cơ điện kéo hoặc của máy phát) hoặc 12 bầu lọc dầu thô hoặc 4 bầu lọc của máy nén. Hơi nước dưới áp suất 8 kG/cm2 và nhiệt độ hơn 1000C theo ống đường kính tới 50mm được đưa tới thùng chứa 9 của máy rửa và qua các rãnh trong ống 8 và xả vào các bầu lọc được quay với vận tốc lớn xung quanh ống. Như vậy khi làm sạch các bầu lọc các hạt cặn bẩn cùng với hơi nước theo ống thông hơi 11 nhờ bơm hút được thải ra ngoài. Khi cần thiết có thể cho hỗn hợp nhiên liệu diezel hoặc dầu với khí nén theo ống 8 để rửa hoặc phun dầu cho một số bầu lọc. Muốn làm sạch các bầu lọc khí phải mở nắp 7 và dùng hơi thổi sạch mặt trong của máy rửa cho tới khi không còn cặn nước sau đó đặt bốn bầu lọc khí vào, đóng nắp lại, mở máy cho động cơ điện và xoay mở khóa hơi đi hai vòng, sau khoảng 7 phút đóng khóa hơi lại và mở khóa khí nén và mở khóa bình chứa nhiên liệu. Sau khi mức nhiên liệu trong bình chứa giảm xuống 10cm thì đóng các khóa khí nén và khóa nhiên liệu lại còn khóa hơi thì mở ra và dùng hơi thổi cho các bầu lọc khoảng 6 phút. Sau đó khóa hơi được đóng lại còn khóa khí nén và khóa dầu được mở ra và máy tiếp tục làm việc khoảng hai phút nữa. 2.2.3. Rửa trong dung dịch nước của chất hoạt tính bề mặt Các chất hoạt tính bề mặt khi bổ sung thêm các muối kiềm có thể làm sạch các cặn bẩn dầu mỡ. Cặn bẩn dầu mỡ khi tác dụng với dung dịch rửa sẽ bị nhũ tương 63.Cnsc
9. hóa và được làm sạch dễ dàng. Phương pháp này có ưu điểm là chất lượng làm sạch tốt, không độc và cho phép cơ giới hóa cao. Dùng phương pháp này có thể làm sạch các phần ứng của động cơ điện. Đối với các loại máy điện, ngoài việc làm sạch bằng phương pháp thổi khí nén người ta còn rửa và làm sạch các phần ứng của chúng trong các buồng chuyên dùng. Dung dịch rửa được dùng ở đây là dung dịch nước của các chất hoạt tính bề mặt OP.7 (OP.7) và OP.10 (OP.10) có pha thêm các muối kiềm. Các cặn bẩn dầu mỡ tác dụng với dung dịch rửa sẽ trở thành chất ê-myn và chất ê-myn này dễ dàng được tẩy sạch bằng hỗn hợp hơi và nước phun ra khỏi hệ thống vòi phun dưới một áp lực nhất định. Dung dịch này không gây tác hại cho lớp cách điện, không độc và không gây nổ. Để tiến hành làm sạch phần ứng người ta đặt chúng lên bàn 1 của buồng rửa (hình 2.3) và trên bàn này phần ứng được quay từ từ xung quanh trục của nó. Chuyển động quay thực hiện được nhờ các bánh răng côn 5 và các bánh răng trụ 3 thông qua hộp giảm tốc 4. Dung dịch rửa được phun ra dưới áp suất 1,2 - 1,5 kG/cm2 qua các vòi phun sau khi đã được cấp vào các ống dẫn 8, 10, 11. Xylanh khí nén 9 dùng để đóng mở nắp 6. 6 4 5 7 8 9 Sµn nhµ 11 10 3 100 1 2 Hình 2.3. Thiết bị làm sạch phần ứng của máy điện 1. Bàn; 2. Buồng kín hai vách; 3. Các bánh răng trụ; 4. Hộp giảm tốc; 5. Các bánh răng côn; 6. Nắp đậy; 7. Thanh kéo; 8, 10, 11. Các đường ống; 9. Xylanh khí nén. 2.2.4. Rửa bằng các chất hòa tan Các chất hòa tan thường dùng để rửa chi tiết đó là tri-clo-êti-len, tê-tra-clo- êti-len, tê-tra-clorua-cácbon. Chất lượng làm sạch tương đối tốt. Phương pháp này rất nguy hiểm vì các chất hữu cơ bay hơi làm cho môi trường sản xuất bị nhiễm độc. Có thể làm giảm ảnh hưởng của hơi độc bằng cách làm kín và thông gió cho các buồng rửa. Sau khi rửa phải khử mỡ cho bề mặt chi tiết. 64.Cnsc
10. 2.2.5. Rửa bằng hơi của những chất hòa tan Các chất hòa tan chứa trong bể được đốt nóng tới một nhiệt độ nhất định và chúng sẽ bay hơi. Cùng lúc đem chi tiết đưa vào bể và hơi sẽ bám vào chi tiết sau đó ngưng đọng lại rồi chảy đi, kéo theo các cặn bẩn. Dùng phương pháp này có thể làm sạch được các chi tiết có bọc cách điện. Thiết bị làm sạch phần ứng máy điện bằng hơi của những chất hòa tan dược thể hiện trên hình 2.4. 15 1 2 3 14 NÒn nhµ (mÆt sµn) 4 N­íc 13 5 6 H¬i n­íc 12 H¬i n­íc nãng 11 10 9 8 Hình 2.4. Thiết bị làm sạch phần ứng 1. Đường ống có áp suất (vòi phun); 2,10. Ống ruột gà làm lạnh và ống ruột gà chứa hơi nước; 3,8. Bơm; 4. Bộ phận lắng; 5. Thùng dự trữ; 6. Thiệt bị làm sạch; 7. Phễu xả cặn; 9. Van khoá; 11. Bể chứa chất hoà tan; 12. Buồng rửa; 13. Máng hứng; 14. Cảm ứng nhiệt độ điều khiển quá trình hâm nóng; 15. Quạt hút. 2.2.6. Rửa bằng cách nhúng tẩm Chi tiết được nâng lên hạ xuống trong bể chứa nước hoặc dung dịch và được làm sạch. Hoặc cũng có thể chi tiết được ngâm trong dung dịch và các cặn bẩn bị tan rữa ra do tác dụng nhũ tương hóa. Phương pháp này có thể áp dụng đối với các chi tiết cồng kềnh như khung giá chuyên, cặp bánh xe, các-te,v.v Nhược điểm là năng suất rửa thấp, tiêu hao chất hòa tan lớn. Hiện nay các chi tiết này đều được rửa trong các máy rửa tổng hợp chuyên dùng. 2.2.7. Rửa bằng phương pháp dòng phun 65.Cnsc
11. Phương pháp này là phương pháp phun nước hoặc dung dịch bằng hệ thống dàn có vòi phun. Đây là phương pháp hiện đang được sử dụng rất rộng rãi, năng suất cao nhờ vào tác dụng động lực của dòng phun, chất lượng làm sạch cao. Trên hình 2.5. thể hiện thiết bị rửa giá chuyển hướng bằng phương pháp dòng phun. Hình 2.5. Thiết bị rửa (buồng rửa) giá chuyển hướng 2.2.8. Rửa bằng phương pháp hoàn lưu cưỡng bức dung dịch Dung dịch rửa được tuần hoàn trong một mạch (hệ thống) kín, hoặc chảy qua bể có chứa chi tiết để làm sạch chúng, hoặc chảy dưới một áp lực nào đó qua các đường thông trong thân chi tiết và làm sạch bể mặt bên trong của nó. Phương pháp này dùng để làm sạch những chỗ ngóc ngách của chi tiết như nắp qui-lát, blốc xylanh hoặc bầu lọc của đầu máy. 2.2.9. Làm sạch chi tiết bằng siêu âm Bản chất của phương pháp này là năng lượng điện được chuyển hóa thành dao động có tần số cao (28 nghìn chu trình trong 1 giây) và làm cho chất lỏng bị dãn nở theo chu kỳ. Trong nửa chu kỳ dãn các sóng siêu âm tạo nên hiện tượng khí xâm thực của chất lỏng và như vậy do tác dụng của trường siêu âm trong chất lỏng sẽ xuất hiện các bọt khí. Trong nửa chu kỳ nén các bọt khí bị phá vỡ và xuất hiện các sóng va đập do đó các màng dầu mỡ bị bong ra, lực bám của chúng giảm xuống và như vậy sẽ được chất lỏng làm sạch một cách dễ dàng. Nói khác đi, bản chất của phương pháp làm sạch bằng siêu âm là tác động cơ giới của các bọt khí lên bề mặt bị bám bẩn của chi tiết. Khi các bọt khí bị phá vỡ ở bề mặt chi tiết sẽ tạo ra một áp suất thủy lực tức thời rất lớn và nhờ đó các hạt cặn bẩn, dầu mỡ bị bứt ra khỏi bề mặt chi tiết và bị dòng chảy liên tục của chất lỏng do sóng siêu âm gây ra cuốn đi. 66.Cnsc
12. Tốc độ và chất lượng làm sạch bằng siêu âm phụ thuộc vào độ hoạt tính hóa học của chất lỏng. Nếu chất lỏng (hoặc dung dịch) có thể hòa tan được cặn bẩn thì quá trình làm sạch được thực hiện không những chỉ do tác động của các bọt khi xâm thực mà còn là do tác động hóa học tương hỗ của chất hòa tan và cặn bẩn. Trong trường hợp này quá trình làm sạch bằng siêu âm sẽ được thúc đẩy khá nhanh. Dung dịch rửa chi tiết bằng siêu âm có thể có những thành phần cho trong bảng 2.4. Bảng 2.4. Dung dịch rửa chi tiết bằng siêu âm Thành phần (kg/lít nước) Các chất thành phần của dung dịch 1 2 3 Xút ăn da, NaOH 10 - - Xô đa nung (natrisunfit), Na2CO3 30 - 30 Tri-natri-phôphát, Na3PO4 30 30 - Chất hoạt tính bề mặt, OP-7 3 3 3 Xà phòng đen - - 2 Nhiệt độ của dung dịch khi rửa duy trì trong khoảng 50-600, thời gian làm sạch khoảng 1- 5 phút. Việc tạo ra sóng siêu âm dựa trên cơ sở sử dụng các hiệu ứng từ giao và hiệu ứng áp điện. Hiệu ứng từ giao là khả năng thay đổi kích thước tuyến tính của một số kim loại và hợp kim dưới tác dụng của từ trường (niken nguyên chất, hợp kim niken-sắt, côban, v.v ). Hiệu ứng áp điện là hiện tượng xuất hiện các diện tích trên bề mặt tinh thể khi áp đặt một áp lực hoặc lực căng cơ giới lên các mặt của nó (hiệu ứng áp thuận). Để nhận được các sóng siêu âm phải sử dụng hiệu ứng áp điện nghịch. Hiệu ứng áp điện nghịch là sự thay đổi các kích thước của tinh thể khi truyền các điện tích tới các mặt của nó. Các tinh thể thạch anh, tuốc-ma-lin đều có hiệu ứng áp điện thuận và nghịch. Các thiết bị làm sạch bằng siêu âm cho chi tiết gồm có nguồn dao động điện (thường là máy phát kiểu đèn), bộ biến đổi dao động diện thành sóng cơ giới đàn hồi và bể chứa dung dịch. Người ta thường dùng các máy bức xạ áp điện và máy bức xạ từ giao làm các máy biến đổi. Các máy phát siêu âm được chế tạo theo ba nhóm: 1. Nhóm có tần số dao động từ 15 đến 30 kHec để cung cấp cho các máy biến đổi từ giao. 2. Nhóm có tần số dao động từ 12 đến 2000 kHec để cung cấp cho các máy biến đổi từ giao cũng như các máy biến đổi áp điện. 3. Nhóm có tần số từ 2000 kHec đến vài MHec để cung cấp cho các máy biến đổi áp điện. 67.Cnsc
13. Đối với các chi tiết quá bẩn nên dùng các máy phát nhóm 1 với các sóng có tần số 15 - 30 kHec. Trên hình 2.6. là sơ đồ bể làm sạch chi tiết bằng siêu âm. Bể công tác 3 (được chế tạo từ vi-nhi-plát) cùng với dung dịch được lồng vào bể hàn bằng kim loại 1. Máy biến đổi từ giảo 2 đặt trong bể kim loại được cung cấp nguồn từ máy phát siêu âm. Trong thời gian làm việc máy biến đổi được làm mát bằng nước chảy. Các chi tiết được treo vào bể trong các dỏ chuyên dùng hoặc qua các lỗ của đĩa. Chất lượng làm sạch bằng phương pháp này tương đối cao, thời gian làm sạch ít, có khả năng cơ giới hóa. Tuy nhiên các nguồn sóng siêu âm hiện nay chưa lớn lắm cho nên chỉ có thể làm sạch được các chi tiết cỡ nhỏ mà thôi. Hình 2.6. Bể làm sạch chi tiết bằng siêu âm 1. Thân bể; 2. Máy biến đổi từ giảo; 3. Bể công tác 2.2.10. Rửa ngoài cho đầu máy Ở các nhà máy đầu máy được làm sạch và rửa ngoài trong các buồng rửa kín trên các xe con công nghệ. Trước hết người ta chuẩn bị việc làm sạch như sau: Nút kín các lỗ có kích thước 1mm trở lên và những chỗ có khả năng làm lọt dung dịch rửa vào trong. Các đầu dây dẫn điện dưới gầm xe được cách ly bằng các bọc lót cao su. Đầu máy được đưa vào buồng rửa bằng thiết bị băng chuyển có thể chuyển động tịnh tiến 3–4 lần với vận tốc khoảng 0,7m/phút. Để làm sạch bề mặt ngoài của thùng xe và giá chuyển người ta sử dụng dung dịch 3% xút ăn đa (NaOH) đun nóng tới 85 - 1000C. Sau khi rửa bằng dung dịch, đầu máy được rửa bằng nước nóng và sấy khô bằng không khí nóng. Đầu máy đã rửa xong được đưa ra khỏi buồng rửa, sau đó tháo phần vỏ thùng xe, tháo một số trang thiết bị và tiến hành rửa bên trong ngay trong buồng rửa đó và sấy khô như đối với rửa ngoài. Các máy rửa ngoài cho đầu máy Xí nghiệp (ở đoạn) hoặc ở nhà máy có thể có nhiều loại như máy rửa kiểu thông qua, máy rửa kiểu "cụt", máy rửa một buồng, hai buồng và ba buồng, các máy rửa này có thể có các thiết bị rửa tĩnh tại hoặc di động. Máy rửa kiểu thông qua là loại máy rửa có hai cửa ở hai đầu, đầu máy được đưa vào buồng rửa ở cửa này và sau khi rửa được đưa ra khỏi buồng rửa ở cửa kia. 68.Cnsc
14. Đầu máy được thông qua buồng rửa trên băng chuyền hoặc các xe công nghệ. Cũng có khi đầu máy vừa thông qua và vừa được tiến hành rửa một cách đồng thời. Đối với các chi tiết, ngoài phương pháp thông qua bằng băng chuyền, chúng còn có thể thông qua bằng palăng. Máy rửa kiểu cụt là loại chỉ có một cửa. Đầu máy (hoặc chi tiết) được đưa vào rửa và đưa ra sau khi rửa thông qua cửa duy nhất đó. Trong các máy rửa này đầu máy có thể đứng yên trong khi rửa hoặc chuyển động tịnh tiến, đối với các chi tiết ngoài ra còn có thể chuyển động quay trên các bàn chuyên dùng. Trong máy rửa một buồng thường chỉ tiến hành rửa bằng dung dịch xút (khử dầu và cặn bẩn), còn trong các máy rửa hai hoặc ba buồng thì ở buồng thứ nhất đầu máy (hoặc chi tiết) được khử dầu và cặn bẩn (bằng dung dịch xút), ở buồng thứ hai được rửa bằng nước nóng và ở buồng thứ ba có thể được thổi bằng khí nén. Khi cần thiết có thể bố trí các buồng trung gian để ngăn ngừa cho dung dịch khỏi lẫn với nước. Các trang thiết bị hâm nóng dung dịch hoặc nước có thể là các bể chứa hoặc các xi-téc, việc hâm nóng có thể tiến hành bằng hơi nước thông qua các ống ruột gà đặt trong bể hoặc bằng điện. Trong các buồng rửa người ta bố trí hệ thống dàn phun, dàn phun có thể là dàn cố định hoặc di động (chuyển động tịnh tiến hoặc chuyển động quay). Dung dịch rửa được phun lên bề mặt chi tiết qua các vòi phun của hệ thống dàn phun với áp lực khoảng 2-6 kG/cm2. Một số nhà máy người ta còn bố trí các dàn phun ở dưới gầm đầu máy và phun dung dịch ngược lên với áp lực tới 100 kG/cm2. Trên hình 2.7. biểu thị một kiểu máy rửa dùng để rửa ngoài cho đầu máy khi sửa chữa xưởng. Đây là loại máy rửa một buồng kiểu thông qua có các thiết bị rửa (hệ thống dàn phun) tĩnh tại. Trong quá trình rửa đầu máy được dịch chuyển tịnh tiến nhờ một băng chuyền (đặt trên xe con) dẫn động bằng động cơ khi qua hộp giảm tốc. Trong điều kiện của các đoạn, đầu máy có thể được làm sạch và rửa trong các máy rửa đặt ngoài trời bằng dung dịch kiềm. Ở một số đoạn người ta còn dùng thiết bị rửa ngoài và thiết bị làm vệ sinh phía trong của đầu máy. Thiết bị này cho phép rửa sạch buồng tài xế, các khoang máy và các buồng vệ sinh, làm sạch bụi bẩn cho buồng cao áp và các trang thiết bị khác và đồng thời để rửa ngoài cho đầu máy. Thiết bị này gồm những kết cấu như trạm bơm, mặt bằng để rửa trong, thiết bị rửa ngoài, các bể chứa, các bình lọc dầu và cặn bẩn bằng cát và có bộ phận gom dầu, các mặt bằng để chứa nước bùn. 69.Cnsc
15. Hình 2.7. Thiết bị rửa ngoài cho đầu máy 1. Buồng rửa; 2. Thiết bị thoát khí; 3. Các ống hút khí; 4. Đường ống của hệ thống dàn phun; 5. Hệ thống thoát khí khi tẩm sấy; 6. Cửa chính có vòi phun mặt đầu; 7. Cơ cấu dịch chuyển đầu máy; 8. Đầu máy; 9. Xe con công nghệ; 10. Thiết bị bơm của hệ thống rửa; 11. Các thiết bị làm sạch. Thiết bị rửa ngoài còn được trang bị các bàn chải quay tròn đặt thẳng đứng dọc theo thành xe đầu máy. Thông thường các thiết bị này có bốn cặp bàn chải, một cặp dùng để tán nhỏ nhất ê-mun- xy còn ba cặp kia dùng để rửa. Tất cả các bàn chải đều được dẫn động độc lập nhờ các động cơ và các hộp giảm tốc. Các bàn chải được làm bằng sợi kaprôn thành từng khúc nửa hình trụ (nửa tang trống) rồi ghép với nhau dọc theo chiều dài. Các khung bàn chải được xoay vào vị trí làm việc trên các cột nhờ khí nén đa vào các xi lanh của cơ cấu dẫn động quay, còn khi đưa về vị trí không làm việc thì tiến hành nhờ các lò xo tự hồi vị. 2.3. Các phương pháp làm sạch chi tiết 2.3.1. Làm sạch bằng dung dịch cơ khí Đây là phương pháp thô sơ, sử dụng được ở nhiều nơi đối với nhiều kiểu loại chi tiết. Dụng cụ chủ yếu để làm sạch là bàn chải sắt, nạo, dao cạo, giấy nhám, v.v Dùng các dụng cụ này có thể làm sạch được các lớp ô-xy hóa, các lớp ăn mòn (gỉ), muội than. Nhược điểm của phương pháp này là không phù hợp với việc làm sạch các chi tiết chế tạo từ kim loại mềm và không làm sạch được những chỗ ngóc ngách của chi tiết. 2.3.2. Làm sạch bằng khí nén Thường áp dụng để làm sạch các chi tiết có bụi bẩn khô như các thiết bị điện, các máy điện, hoặc để thổi khô các chi tiết sau khi rửa. Khi nén dùng để thổi được lấy từ hệ thống khí nén của phân xưởng, của xí nghiệp hoặc của nhà máy. Ngoài ra, có thể lấy trực tiếp từ thùng chứa do máy nén cung cấp. Tuỳ thuộc vào lớp bụi bẩn, tuỳ thuộc vào kiểu loại chi tiết và mức độ cần làm sạch mà áp suất của luồng khí nén có thể lấy trong khoảng từ 1,5 đến 6 kG/cm2. Đối với các máy điện (như máy phát, động cơ điện kéo, máy điện phụ) tùy thuộc vào tính chất lớp cặn bẩn của các cuộn dây, các cực từ và của phần ứng, tuỳ thuộc vào trạng thái của chúng (đã giải thể hoặc chưa giải thể) mà tiến hành thổi sạch bằng khí nén có áp suất 2-3 kG/cm2. Bề mặt trong của thân máy điện và cực từ được làm sạch kết thúc bằng máy hút bụi và lau bằng dẻ có thấm xăng. 2.3.3. Làm sạch bằng phương pháp phun hạt kim loại 70.Cnsc
16. Bản chất của phương pháp này là bề mặt chi tiết được gia công bằng hạt kim loại phun ra dưới áp lực của buồng khí nén. Thường có hai loại hạt kim loại: hạt cứng và hạt mềm. Hạt kim loại cứng là các loại hạt (hay còn gọi là bột) thạch anh, gang trắng dùng để làm sạch những chi tiết gia công thô như các chi tiết đúc. Những chi tiết có bám dầu mỡ không nên làm sạch bằng phương pháp này. Hạt kim loại mềm là các loại hạt (hoặc bột) nhôm, hạt thô, có kích thước lớn dùng để làm sạch bề mặt những chi tiết chế tạo từ kim loại màu đồng thời có thể làm sạch cho các chi tiết có bọc cách điện. Ưu điểm của phương pháp phun hạt kim loại là độ bền cao, chất lượng làm sạch tốt. Nhược điểm là cần trang bị hệ thống khí nén cồng kềnh, đắt tiền và phải bảo vệ cơ thể khỏi những tạp chất độc hại. Khi làm sạch chi tiết bằng phương pháp này cần lưu ý là khi áp suất và tốc độ của luồng khí càng lớn thì áp suất và độ hạt của các hạt kim loại càng phải nhỏ. Dùng phương pháp này có thể làm sạch được gỉ sắt, lớp ăn mòn kim loại, khử được muội than của các chi tiết bằng gang, thép. Áp suất khí nén có thể dao động trong khoảng 5 - 6 kG/cm2. Các bề mặt ngoài của lót xylanh, mặt quy lát và các chi tiết khác được làm sạch bằng hạt kim loại trong các máy phun tổng hợp hoặc chuyên dùng. Bề mặt phía trong của các đường ống cao áp được làm sạch bằng bột thạch anh nhờ thiết bị kín chuyên dùng (hình 2.8). Thiết bị này gồm bình chứa 10, thùng chứa 14 và cột đỡ 2. Ống 5 được luồn qua nắp bình chứa 10 và phần dưới của nó có đầu phun 11. Khí nén qua ống dẫn 4 và khoá 3 vào ống 5. Bột thạch anh khô (kích thước hạt hạt 0,5-1,0mm) được để vào bình chứa 10 qua nút đậy 7. Ống cao áp được bắt chặt vào phần côn của đầu phun có đường kính lỗ là 2 mm nhờ êcu 12. Ống 5 được nâng lên bằng cách quay tay gạt 9 cho chạm vào mặt tỳ 8 sao cho giữa mặt côn của bình chứa 10 và mặt đầu của ống tạo ra một khe hở và bột kim loại từ thùng chứa 14 dưới áp lực của khí nén được đưa tới đầu phun 11. Luồng khí nén ra khỏi đầu phun của ống 5 sẽ đẩy bột kim loại vào ống cao áp với vận tốc lớn và làm sạch bề mặt phía trong của nó. Bột kim loại sau khi đã sử dụng được xả về thùng chứa 14 và từ đó theo từng chu kỳ được tháo qua van 15 vào vại 16 để tiếp tục dùng lại. Quá trình phun được theo dõi qua cửa sổ 13. Thùng chứa 14 được nối với quạt hút qua ống hút 1. Quá trình làm sạch kéo dài khoảng 2 - 3 phút, sau đó quay tay gạt 9 thả ống 5 xuống cho chạm vào mặt côn của bình chứa 10 và thổi nó bằng không khí sạch. Vít 6 dùng để điều chỉnh khe hở giữa mặt đầu của ống và mặt côn của bình chứa. 71.Cnsc
17. 1. Ống hút; 2. Cột đỡ; 3. Khoá; 4. Ống dẫn; 5. Ống; 6. Vít; 7. Nút đậy; 8. Mặt tỳ; 9. Tay gạt; 10. Bình chứa; 11. Đầu phun; 12. Êcu; 13. Cửa sổ; 14. Thùng chứa; 15. Van; 16. Vại. Hình 2.8. Thiết bị làm sạch các đường ống cao áp 2.3.4. Làm sạch bằng phương pháp phun bột hạt Bột hạt là bột của vỏ hạt trái cây nghiền vụn, do đó không nên nhầm với hạt kim loại hoặc bột kim loại ở phần trên. Làm sạch chi tiết bằng bột hạt là phương pháp tương đối hoàn thiện được ứng dụng rộng rãi trong ngành sửa chữa đầu máy. Cũng tương tự như phương pháp trên bột hạt được luồng khí nén thổi lên bề mặt chi tiết và làm sạch muội than bám trên đó. Bột hạt là loại bột mềm do đó khi va đập vào bề mặt chi tiết nó sẽ bị biến dạng và như vậy trên bề mặt chi tiết sẽ không có vết xước và sây sát, bề mặt trở nên sạch và bóng. Áp suất của luồng khí nén là 4- 5 kG/cm2. Đây là phương pháp tương đối kinh tế và có năng suất cao. Chẳng hạn để làm sạch một mặt quy lát và các-te của động cơ công suất 400 ml thì phải tiêu hao một lượng bột hạt không quá 2 kg và thời gian làm sạch chỉ mất khoảng 15 - 20 phút. Sơ đồ kết cấu thiết bị làm sạch chi tiết bằng bột hạt dược biểu thị trên hình 2.9. Bột hạt khô được chất vào thân 2 qua cửa 4. Ở đây bột hạt được đưa qua lưới 13 và van 12 tới thùng chứa 11 và sau đó vào bộ phận trộn 8. Van 12 được mở ra nhờ tay gạt 3. Khí nén đi theo đường ống 1 vào bộ phận trộn sẽ kéo theo bột hạt vào các ống dẫn 9 và 10 rồi đưa tới các đầu phun 16. Lượng khí nén đưa vào bộ phận trộn được điều chỉnh nhờ van 19 thông qua bàn đạp 18. 72.Cnsc
18. Hình 2.9. Thiết bị làm sạch chi tiết bằng bột hạt 1. Đường ống; 2. Thân; 3. Tay gạt; 4. Cửa; 5. Cửa kính; 6. Nguồn sáng; 7. Ống thải; 8. Bộ phận trộn; 9, 10. Ống dẫn; 11 .12.Van; 13. Lưới; 14. Bàn quay; 15. Buồng kín; 16.Đầu phun; 17. Van; 18. Bàn đạp; 19. Van; 20. Đường ống. Các chi tiết cần làm sạch được đặt lên bàn quay 14. Người công nhân cho tay vào các bao tay bảo vệ qua các lỗ ở phía trước và điều khiển các đầu phun làm sạch chi tiết. Phía trước có cửa kính 5 dùng để theo dõi quá trình làm sạch. Không gian bên trong buồng kín 15 được chiếu sáng nhờ nguồn sáng 6. Bụi do bột hạt gây ra và các hạt muội than được đẩy khỏi bề mặt chi tiết qua ống thải 7 nhờ bơm hút. Khi van 12 bị bột hạt làm bẩn thì tiến hành đánh sạch bằng khí nén thông qua van 17 theo đường ống 20. Để tiện lợi cho việc làm sạch các chi tiết lớn như các mặt quy-lát, các-te trên, các-te dưới, người ta trang bị cho buồng làm sạch này một bàn có thể đẩy ra đẩy vào được. 2.3.5. Làm sạch bằng phương pháp phun cát Phương pháp này được sử dụng để làm sạch gỉ sắt, lớp ăn mòn kim loại, lớp cặn bẩn ở những chi tiết không gia công hoặc những bộ phận hàn, làm sạch muội than các chi tiết bằng gang, thép hoặc phá vỡ lớp sơn cũ. Chi tiết được gia công bằng cách phun cát nhờ áp lực khí nén 5-6 kG/cm2. Trang thiết bị cũng tương tự như phương pháp phun hạt kim loại và bột hạt, chất lượng làm sạch cao nhưng đòi hỏi đầu tư lớn. Tuỳ theo vật liệu chế tạo chi tiết mà người ta còn tiến hành khử muội than bằng phương pháp phun dung dịch cát. Dung dịch cát có thể có một số đặc tính sau đây: + Kích thước hạt cát: 60-500; + Tỷ lệ cát trong dung dịch : 73.Cnsc
19. - Khi khử muội than cho các chi tiết bằng kim loại màu mềm: 15-18%; - Khử muội than cho chi tiết bằng kim loại màu cứng: 18-20%; - Khử muội than cho chi tiết bằng thép: 20-30%; - Khử muội than cho chi tiết bằng gang: 30-45%; + Khoảng cách giữa vòi phun và chi tiết: 80-100mm; + Góc phun: 37-400; + Áp lực dung dịch cát: 1, 8 á 2,0 kG/cm2 (0,16 á 0,20 MN/m2); + Áp lực không khí: 4 á 5 kG/cm2 (0,4 - 0,5MN/m2). Thiết bị phun dung dịch cát (cát trộn nước) được thể hiện trên hình 2.10. Kh«ng khÝ Kh«ng khÝ Kh«ng khÝ N­íc N­íc C¸t Hình 2.10. Thiết bị phun dung dịch cát 1.Vòi phun; 2. Bộ phận trộn; 3. Khóa; 4. Thùng chứa cát phía dưới; 5. Thùng chứa cát phía trên; 6. Bình chứa nước. 1.Trình bày quá trình làm sạch chi tiết bằng các phương pháp rửa ( rửa bằng dung dịch kiềm, rửa bằng hơi của các chất hoà tan, rủa bằng phương pháp phun dung dịch, rửa bằng siêu âm). 2.Trình bày quá trình làm sạch chi tiết bằng các phương pháp phun hạt (bột hạt, hạt kim loại, cát). 74.Cnsc