Машина за почистване на колянов вал: почистване на маслените канали под налягане от 50 MPa и контрол на чистотата на косите маслени отвори

Абстрактно

Цялата задача за почистване на колянови валове е концентрирана в почистването на дълбоките отвори с коси маслени канали. Тази статия започва от механизма на утаяване на замърсявания в косите маслени отвори, анализира принципа на процеса и логиката за избор на налягане при почистване чрез високо налягане с инжектиране и сравнява три решения за почистване на колянови валове: високо налягане за главните шийки на търговски превозни средства, насочено високо налягане за колянови валове на леки автомобили и гъвкаво ултразвуково почистване.

Ключови думи

Машина за почистване на колянов вал, машина за почистване на колянов вал под високо налягане, почистване на коси маслени отвори, почистване на маслените канали, почистване на разпределителен вал, чистота на колянов вал, размер на частиците

I. Коси маслени отвори: цялата задача при почистването на колянов вал

Външната структура на коляновия вал е относително проста. Основните и мотовилковите шийки са повърхности на въртене, а почистването им не е трудно. Истинската предизвикателство се крие в наклонените маслени отвори: за подаване на смазъчно масло от основните към мотовилковите шийки в коляновия вал се пробиват наклонени проходни канали. Тези отвори имат малък диаметър, дълги пътища и остри ъгли.

Металните стружки и заострените ръбове, образуващи се по време на машинна обработка, обикновено се отлагат по стените и ъглите на наклонените маслени отвори, а конвенционалното пръскане за почистване изобщо не може да ги достигне. Ако стружките останат в маслените канали, след сглобяването те ще циркулират в смазочната система, причинявайки задрасквания по лагерите и шийките с сериозни последици. Следователно основната задача при почистването на коляновия вал е почистването на наклонените маслени отвори.

II. Принцип на почистване чрез високонапрежено вмъкване

Високонапреженото вмъкване за почистване включва вмъкване на тънък накрайник в маслената тръбичка и непрекъснато разпрашаване на вода под високо налягане, докато накрайникът се движи по оста на отвора. Ударната сила и транспортиращото действие на водния поток премахват отлаганията от отвора.

Този процес е ефективен само когато са изпълнени три условия: външният диаметър на накрайника съответства на диаметъра на отвора, което осигурява гладко вмъкване и едновременно запазва кръговия обратен поток по време на разпрашаване; налягането е достатъчно, за да откърти отлаганията от стената на отвора, но не надвишава носимостта на отвора и неговата стена; и ходът обхваща цялата маслена тръбичка, включително ъглите и изходните участъци.

III. Сравнение на решенията за различни колянови валове

• Колянов вал за дизелов двигател с шест цилиндъра за търговски автомобили : Зареждане с робот-гантри, предварително пране чрез цялостно напръскване, целенасочено почистване на детайла от робот, почистване на маслените канали под високо налягане от 50 MPa, изплакване, изсушаване чрез компресиран въздух и вакуум от робот, охлаждане чрез климатична инсталация до ≤ температурата на помещението ±5 °C. Цикъл: 180 секунди, общо ниво на почистване ≤30 mg, размер на частиците ≤600 μm, сухост: без остатъци по повърхностите на шийките.

• Колянов вал за леки автомобили : Високоналягано почистващо устройство с вдигане и стъпване, зареждане с робот-гантри, транспортиране с вдигане и стъпване, цялостно почистване плюс целенасочено високоналягано почистване, изсушаване чрез ротационно сканиране с компресиран въздух, хоризонтален пренос чрез манипулатор, охлаждане чрез климатична инсталация. Габарити: 8 m × 5 m × 4 m, цикъл: 60 секунди/детайл, ниво на почистване ≤8 mg, размер на частиците ≤500 μm, сухост: без остатъци по повърхностите на шийките, температура на детайла ≤ температурата на помещението ±5 °C.

• Гъвкаво почистване на колянов вал : Обща ултразвукова почистване плюс целенасочено високонапрежено водно почистване плюс изплакване, сушене плюс вакуумно сушене, охлаждане чрез климатична инсталация до температурата за разтоварване на детайлите ≤ температурата на помещението ±5°C. Съвместима с четирицилиндрови и шестцилиндрови колянови валове, високонапрежено почистване на главните шийки, автоматично сменяне на дюзите, съвместимост с множество варианти. Габаритни размери 11 m × 9 m × 4,5 m, време за цикъл 180 секунди/детайл, обща чистота ≤30 mg, сухост: липса на водни петна по повърхностите на шийките и в каналите, големина на частиците ≤600 μm.

Трите решения отразяват различни приоритети: решението за търговски автомобили подчертава налягането и дълбокото почистване на маслените канали; решението за леки автомобили подчертава времето за цикъл и ефективността на транспортирането; гъвкавото решение подчертава съвместимостта с различни варианти и автоматичното сменяне на дюзите.

IV. Почистване и заравняване на разпределителни валове

Камовите и коляновите валове са два типа вала, но освен маслени отвори камовите валове имат и камове, които трябва да бъдат обработвани. Например, роботизираната гъвкава машина за заравняване на заострени ръбове и почистване на камови валове премахва заострените ръбове от маслените отвори и камовете. Почистването използва високонапрежено вкарване за маслените отвори, цялостно почистване и високонапрежено почистване на външните повърхности. Сушенето използва продухване плюс вакуумно сушене. Време за цикъл: модел А – 66 секунди/2 бройки, модели B, C, D и E – 78 секунди/2 бройки. Зареждане и разтоварване чрез портален робот, цялостна чистота <3 mg, размер на частиците <300 μm, сухост: напълно сухо.

Решението за камови валове има значително по-строги спецификации в сравнение с тези за колянови валове: чистота <3 mg, размер на частиците <300 μm. Причината е, че маслените отвори на камовите валове са по-малки и по-чувствителни към размера на частиците, а точността на съприкосновението между камовете и толачките е висока.

V. Ключови точки при избора на оборудване за почистване на колянови валове

• Тип колянов вал : Четирицилиндров или шестцилиндров, лек автомобил или търговски автомобил — определят техническите спецификации и времето на цикъл.

• Параметри на маслената галерия : Диаметърът на отвора, дължината и броят на ъглите определят типа вмъквана дюза и налягането за почистване.

• Целеви спецификации : Чистотата варира от ≤3 mg до ≤30 mg, а размерът на частиците — от 300 μm до 600 μm; това директно определя дължината на технологичната верига.

• Съвместимост с разнообразие : При производство на смесени модели трябва да се вземат предвид възможността за автоматично смяна на дюзите и превключване на програмите.

• Контрол на температурата : Детайлите от тип вал са чувствителни към температурата и обикновено изискват охлаждане до стайната температура ±5 °C.

ЧЗВ

В: Защо почистването на маслената галерия на коляновия вал изисква такова високо налягане — 50 MPa?

А: Косите маслени отвори имат малки диаметри, дълги пътища и ъгли, а отложението се прилепва здраво. По-ниското налягане не може да генерира достатъчна ударна сила вътре в отвора, за да откърти и избута отложението. 50 MPa е обичайна конфигурация за коленчати валове на шестцилиндрови дизелови двигатели за търговски превозни средства. Фактическото налягане трябва да съответства на диаметъра, дълбочината и материала на отвора; прекомерното налягане може да повреди входа на отвора.

В: Каква е разликата между чистотата на коленчатия вал ≤8 mg и ≤30 mg?

А: ≤8 mg се използва за коленчати валове на леки автомобили, а ≤30 mg — за коленчати валове на търговски превозни средства. Разликата идва предимно от конструкцията на детайлите и изискванията на производителите на оригинално оборудване (OEM). Коленчатите валове на леки автомобили са по-малки, с по-къси маслени канали и по-ниска остатъчна база, което позволява по-строги цели. Коленчатите валове на търговски превозни средства са по-големи и имат по-голям обем на маслените канали, затова абсолютните стойности са относително по-позволителни. И двете категории трябва едновременно да отговарят на съответните си спецификации за размер на частиците.

В: Защо се контролира температурата на обработваната част след почистването на коляновия вал?

О: Коляновите вали са прецизни части от типа валове. Отклонението на температурата от стайната температура влияе върху резултатите от последващите размерни измервания и точността на сглобяването. Освен това високата температура ускорява неравномерното изпаряване на остатъчната влага по повърхността, което може да доведе до образуване на водни петна. Затова оборудването за почистване на колянови вали обикновено включва процес на климатична охладителна обработка, за да се върне температурата на обработваната част в рамките на ±5 °C спрямо стайната температура.

В: Може ли разпределителните и коляновите вали да се почистват на една и съща машина?

О: И двете са части от типа валове с подобни принципи на работа, но разпределителните вали имат ками и изискват заравняване на ръбовете, докато при коляновите вали се акцентира върху почистването на дълбоки отвори в наклонените маслени канали. Конфигурациите на процесите не са напълно идентични. В практически проекти те най-често се проектират отделно за всяка част или се използва гъвкав модел, който осигурява съвместимост чрез превключване на програмата и автоматично смяна на форсунките.