Как да изберете машина за почистване на блокове на двигатели: Процес на почистване на блокове на дизелови двигатели и изисквания към чистотата

Общ преглед

Блокът на двигателя обединява няколко трудни за почистване области в рамките на един-единствен компонент, включително основните маслени канали, водната рубашка, цилиндровите отвори и отворите за коляновия вал .

Тези области имат различни характеристики на замърсяване и изискват различни методи за почистване. Система за почистване, която ефективно почиства външните повърхности, може да се провали при премахването на замърсяванията от дълбоките маслени канали или вътрешните кухини.

Поради това процесът за почистване на блоковете на дизелови двигатели трябва да комбинира цялостно покритие с насочено почистване на критичните вътрешни области .

В тази статия се обясняват основните предизвикателства при почистването на блоковете на дизелови двигатели, ролята на специализираните процеси за почистване и какво значение имат изискванията за чистота – като например размерът на частиците и повърхностите, свободни от водни петна – при избора на машина за почистване на блокове на двигатели.

1. Къде са основните предизвикателства при почистването на блок на двигател?

Блокът на двигателя е конструктивното ядро на двигателя и съдържа няколко различни типа трудни за почистване области.

Основни маслени канали

Основният маслен канал обикновено е дълъг вътрешен канал, който пренася смазващо масло през двигателя.

Неговата дължина, тесните участъци, завоите и разклоненията затрудняват достигането на целия канал чрез конвенционално външно пръскане за почистване.

Машинни стружки и замърсяване с масло могат да останат дълбоко в канала, ако системата за почистване пръска само външната повърхност.

Водена обвивка

Водната рубашка е голяма вътрешна кухина, образувана по време на леенето.

Леярски пясък и други остатъци могат да останат вътре в кухината, докато сравнително малките входни и изходни отвори могат да затруднят пълното измиване.

Цилиндрични и колянови гнезда

Цилиндричните и коляновите гнезда са прецизно обработени области.

Почистването трябва да отстрани стружки, заострени ръбове, масло и други остатъци, без да причини ударни повреди или драскотини по обработените повърхности.

Тегло на детайлта

Размерът и теглото на блока на двигателя също влияят върху конфигурацията на оборудването.

Блокът на шестцилиндров двигател с дизелово гориво за търговски цели може да тежи до 300 Kg , което налага изисквания към натоварването, позиционирането, фиксирането и обработката на материала.

Следователно системата за почистване трябва да осигурява баланс между:

Достъпност за почистване + капацитет за натоварване + защита на повърхността

2. Общо почистване срещу целенасочено почистване

Основната концепция за почистване на блокове на двигатели е:

Обща обхvatност + целенасочено почистване

Общото почистване отстранява замърсяванията по основните външни повърхности на компонента.

Целенасоченото почистване се фокусира върху зони, където конвенционалното пръскане не осигурява достатъчен достъп.

Типична машина за почистване на блокове на шестцилиндров дизелов двигател използва подвижен транспортен конвейер за преместване на работната част в системата за почистване.

Робот управлява работната част и я поставя във фиксиращите устройства в отделните камери за почистване.

След общото почистване по-малък робот, оборудван със специализирани дюзи, извършва целенасочено почистване.

Предоставени са специализирани процеси за:

• Почистване на главния маслен канал
• Почистване на водната рубашка
• Почистване на цилиндричните отвори

Сушка чрез комбиниране на въздушно отдухване и вакуумна сушка , последвана от охлаждане преди разтоварване.

Репрезентативни параметри

• Време на цикъл: 300 секунди
• Максимална тегло на обработваната част: 300 Kg
• Изискване към размера на частиците: ≤800 μm
• Заемана площ от основното оборудване: Приблизително 10 × 7 м
• Зареждане/Разтоварване: Мобилен ролков транспортьор
• Изсичане: Издухване с въздух + вакуумно сушене
• Охлаждане: Преди разтоварване

Тази конфигурация демонстрира защо почистването на блока на двигателя не може да се третира просто като външно приложение на пръскане.

3. Какви са трите специализирани процеса за почистване?

Всеки критичен участък от блока на двигателя изисква различен подход към почистването.

3.1 Почистване на главния маслен канал

Главният маслен канал обикновено е дълбока, удължена дупка.

Конвенционален пръскащ накрайник, разположен отвън на компонента, има ограничена достъпност до вътрешните му повърхности.

Решението е почистване чрез вмъкване .

Тънък накрайник се вмъква в масления канал и се движи през канала, докато пръска почистващата течност.

Това позволява на течността да действа директно върху замърсяванията, прилепнали към вътрешните стени, и да извежда стружките от машинната обработка и остатъците от масло от канала.

За приложения с дълбоки дупки при проектирането на процеса трябва да се вземат предвид диаметърът на накрайника, дълбочината на вмъкване, траекторията на движение, налягането, скоростта на подаване и геометрията на канала.

3.2 Почистване на водната рубашка

Водната рубашка може да има относително голям вътрешен обем, докато отворите ѝ са сравнително малки.

Простото разпрашване около отвора може да не осигури достатъчна циркулация из цялата кухина.

Специалният процес за почистване на водната рубашка може да използва очистка чрез налягане или принудителна циркулация за създаване на течностна циркулация вътре в кухината.

Това помага да се изплакнат литейни пясъци и други остатъци, задържани вътре в водната рубашка.

3.3 Почистване на цилиндровите гнезда

Цилиндровите гнезда и повърхностите за монтиране на цилиндрови ръкави са прецизно обработени области.

Процесът на почистване трябва да премахне:

• Стружки от машинна обработка
• Отломки от бургия
• Маслени остатъци
• Други видими и частични замърсявания

като се предпазват обработените повърхности от драскотини или удар.

Затова почистващото устройство и приспособлението трябва да се проектират според действителната геометрия на отвора и изискванията към повърхността.

Тези три процеса изпълняват различни функции и не бива просто да се считат за взаимозаменяеми разпръскващи операции.

4. Как трябва да се оценява чистотата на блока на двигателя?

Приемането на чистотата на блока на двигателя обикновено включва както количествени изисквания за чистота, така и изисквания за визуална инспекция .

Изискване за размер на частиците

За типичното приложение на шестцилиндров блок за търговски дизелов двигател, изискването към размера на частиците е:

≤800 μm

Това означава, че максималният определен размер на остатъчните частици не трябва да надвишава 800 микрометра според уговорения метод за изпитване на чистотата.

Целта е да се предотврати задържането на относително големи частици, като например стружки от машинна обработка, в критични канали и потенциалното им проникване в системите за смазване.

Все пак действителното изискване може да варира между различните модели двигатели и производители.

Следователно окончателната стойност трябва да бъде установена според спецификацията на клиента за чистота и прилагания метод за изпитване.

Повърхност без водни петна

Визуалната инспекция може също да изисква:

Липса на ясно видими водни петна по външните повърхности и вътрешните канали след почистване и изсушаване.

Това изглеждащо просто изискване има директни последици за конструкцията на оборудването.

Това означава, че системата за изсушаване трябва да осигурява не само изсушаване на откритите външни повърхности, но и на вътрешните канали и кухини.

Издухването с въздух може да отстрани повърхностната вода, докато сушка под вакуум може да помогне за отстраняване на остатъчна влага в труднодостъпни вътрешни области.

Защита на повърхностите за позициониране и стягане

Повърхностите за позициониране и стягане също може да се изисква да останат свободни от:

• Удари
• Драскотини
• Други видими повреди

Това поставя изисквания към геометрията на приспособлението, силата на стягане, точността на позициониране и обработката на заготовката.

5. Дали размерът на частиците трябва да е универсално изискване?

Не задължително.

Различните области на блока на двигателя могат да имат различна чувствителност към замърсяване.

Например изискванията за чистота за главния маслен канал може да са по-строги от тези за сравнително голяма външна кухина.

Затова използването на едно и също изискване за размера на частиците за всички области може да доведе до ненужно строго изискване за някои места или недостатъчно изискване за други.

Когато е необходимо, спецификациите за чистота трябва да правят разлика между:

• Основни маслени канали
• Водена обвивка
• Цилиндрови гнезда
• Други критични проходи
• Външни повърхности

Точният метод за инспекция и граничните стойности за приемане трябва да бъдат уговорени преди проектирането на оборудването.

6. Как да изберете машина за почистване на блокове на двигатели

При избора на машина за почистване на блокове на дизелови двигатели трябва да се оценяват едновременно няколко параметъра.

1. Тегло на обработваната детайла

Максималното тегло на обработваната детайла определя подходящия метод за обработка.

За блок на двигател от клас 300 kg , може да се използва конфигурация с роботизирано обслужване и фиксиране в камера.

По-тежките компоненти може да изискват различна комбинация от ролкови транспортьори, тежки колички, роботи или други системи за обработка.

2. Конфигурация на маслените канали

Геометрията на основните маслени канали директно влияе върху системата за вмъкване и почистване.

Важни параметри включват:

• Диаметър на канала
• Дължина на канала
• Насочене на преминаване
• Ветвове
• Отвори
• Вътрешна геометрия

Тези параметри определят типа на дюзите, броя им, пътя на вмъкване и параметрите за почистване.

3. Геометрия на водната рубашка

Формата на водната рубашка и разположението на нейните отвори определят конструкцията на фиксиращите приспособления за налягане и системите за принудително течение при почистване.

Оборудването трябва да се разработва въз основа на действителната геометрия на компонента, а не чрез използване на универсална конфигурация за почистване на водна рубашка.

4. Материал на компонента

Чугунните и алуминиево-сплавните двигатели изискват различни технологични разглеждания.

Алуминиево-сплавните компоненти обикновено изискват по-внимателен контрол на налягането и температурата при почистване, за да се избегне повреждане на повърхността.

Чугунните компоненти обикновено могат да понасят различни технологични условия, но действителното налягане, температура, химически състав и време за почистване все пак трябва да бъдат установени чрез валидиране на процеса.

5. Време за цикъл и подредба на фабриката

Времето за цикъл трябва да се оценява заедно с обема на производството и логистиката на линията.

Типична търговска система за почистване на дизелови двигатели има:

• време за цикъл от 300 секунди
• максимална тежест на работната част от 300 кг
• Приблизителна заемана площ на оборудването от 10 × 7 м

Подредбата на оборудването следователно трябва да се оценява заедно с предходното машинно обработване, последващата сглобка, потока на материали, изискванията за кранове/манипулация и наличното фабрично пространство.

7. Защо е важен комбинираният процес на почистване?

Системата за почистване на двигателни блокове високо качество не е просто машина, която разпрашва почистващ разтвор върху компонента.

Системата трябва да координира:

Общо почистване → По-дълбоко почистване на главните маслени канали → По-дълбоко почистване на водната рубашка → По-дълбоко почистване на цилиндровите отвори → Изплакване → Издухване с въздух → Вакуумно изсушаване → Охлаждане

Всеки етап решава различен проблем с замърсяване или технологично изискване.

Общото почистване осигурява широко покритие на повърхността.

Целенасочените процеси се занимават с дълбоки или затворени области.

Изсушаването премахва остатъчна влага.

Охлаждането гарантира, че компонентът достига необходимото състояние преди изваждането му.

Този интегриран подход е особено важен, когато окончателната спецификация за чистота включва както ограничения за размера на частиците и изисквания към визуалните водни знаци .

ЧЗВ

Какво означава изискването за размер на частиците ≤800 μm за двигателен блок?

Това означава, че според уговорения метод за инспекция на чистотата максималният допустим размер на остатъчните частици не трябва да надвишава 800 микрометра .

Целта е да се предотврати задържането на сравнително големи машинни частици в критични зони, като например главните маслени канали.

Точното ограничение за размера на частиците може да варира в зависимост от модела на двигателя и спецификацията на клиента.

Защо главният маслен канал изисква почистване чрез вмъкване?

Главният маслен канал е дълбок вътрешен канал.

Почистването чрез външно пръскане има ограничена способност да достигне замърсяванията, разположени дълбоко в канала.

При почистването чрез вмъкване тънък накрайник се поставя директно в канала и пръска, докато се движи през отвора, което помага за измиване на стружките от машинна обработка и остатъците от масло от вътрешните стени.

Как се почиства водната рубашка?

Тъй като водната рубашка може да има голяма вътрешна кухина и относително малки отвори, често е необходим специален циркулационен процес.

Методите с налягане или принудително течение могат да накарат почистващата течност да циркулира през кухината и да помогнат за премахването на пясък от леярската форма и други остатъци.

Как се проверява изискването за липса на водни петна?

Обикновено се проверява чрез визуален инспекционен контрол след почистването и сушенето.

Външните повърхности и достъпните вътрешни канали не бива да показват ясно видими остатъчни водни петна.

Постигането на това изискване изисква системата за сушене да обхваща както вътрешните канали, така и външните повърхности.

Вакуумното сушене е един от често използваните методи за трудно достъпни вътрешни области.

Различава ли се почистването на двигателен блок от алуминиев сплав от това на чугунен блок?

Да

Двете материала могат да изискват различни параметри за налягане, температура и химически състав на почистващата течност.

Компонентите от алуминиеви сплави обикновено изискват по-внимателен контрол, за да се намали риска от повреда на повърхността.

Чугунът може да понася различни технологични условия, но действителните параметри все пак трябва да се определят чрез валидация на процеса, базирана на компонента, замърсяването и изискванията за чистота.

По-високото налягане при почистване винаги ли осигурява по-добро почистване?

Не.

Ефективността на почистването зависи от повече фактори освен налягането.

Геометрията на дюзата, разходът на течност, ъгълът на удар, разстоянието при почистване, типа замърсяване, геометрията на канала, химическият състав на почистващия разтвор и времето на експозиция всички влияят върху крайния резултат.

Правилните параметри трябва да се установят чрез изпитания на процеса спрямо спецификацията на клиента за чистота.

Заключение

Изборът на машина за почистване на блокове на двигатели изисква повече от сравнение на налягането при почистване или времето на цикъл.

Пазарът геометрия на блока на двигателя, конфигурация на главния маслен канал, конструкция на водната рубашка, изисквания към диаметъра на цилиндъра, материал на компонентите, тегло на заготовката, спецификация за чистота, изисквания за сушене и такт на производството трябва да се разглеждат едновременно.

За типичен шестцилиндров търговски дизелов блок на двигателя Big Bird Industrial е доставила система за почистване с циклъс от 300 секунди, максимално тегло на заготовката 300 kg, изискване за размер на частиците ≤800 μm и приблизителни габарити 10 × 7 m .

За клиенти, които разработват нови процеси за почистване на блокове на двигатели, най-ефективният подход е да започнат с действителните чертежи на компонента и спецификацията за чистота, след което да разработят целия процес за почистване, целенасочено почистване на канали, сушене, обработка и инспекция въз основа на тези изисквания.