Машина за почистване на картери на предавки за нови енергийни превозни средства: цикъл от 120 секунди и чистота на маслените канали под 5 mg

Общ преглед

Кутиите на предавки за превозни средства с нови енергийни източници често имат големи вътрешни кухини, тънки стени, сложни усилващи ребра и заплетени маслени канали. Седлата на клапаните и плочите за маслени канали могат да са особено чувствителни към остатъчно замърсяване, което прави последователният процес на почистване задължителен за сглобяването на предавките и за ефективността на хидравличната система.

В тази статия се анализира промишлено решение за почистване на предни и задни кутии на предавки, седла на клапани и плочи за маслени канали. Процесът комбинира турбулентно почистване, насочено почистване под високо налягане и стадиално механично издухване, за да се справи както с обширните вътрешни повърхности, така и с труднодостъпните елементи.

Публикуваната конфигурация постига производствен цикъл от 120 секунди на детайл , с изисквания за чистота от ≤5 mg за маслените канали и ≤10 mg за комбинираните вътрешни кухини и отвори , според посочения метод за изпитване и конфигурация на детайла.

1. Защо кутиите на предавките за превозни средства с нови енергийни източници са трудни за почистване?

Кутиите на предавките са сложни компоненти с усилващи ребра, посадки за лагери, канали за масло, монтажни фланци и множество вътрешни кухини. Геометрията им поражда няколко предизвикателства за промишленото почистване.

1.1 Замърсяване, задържано във вътрешни кухини

Когато почистващата течност навлезе в кутията, вдлъбнатите области зад усилващите ребра, пазещите канали за лагери и вътрешните ъгли могат да се окажат трудни за ефективно изплакване. Замърсяващите вещества може да останат в зони с нисък поток или да се задържат в области с ограничена циркулация на течност.

Подходящият процес трябва да осигурява достатъчно покритие по цялата вътрешна структура, а не само чрез разпрашване върху откритите повърхности.

1.2 Сложни канали за масло и чувствителни повърхности за съчетаване

Каналите за масло често имат малки отвори и извити вътрешни пътища. Остатъчни частици в тези канали или замърсяване около плочите за канали за масло и интерфейсите на седлата на клапани могат да повлияят върху потока на течността, хидравличната работа или производителността при превключване на предавките.

Тези функции може да изискват специални точки за почистване и отделни критерии за приемане на чистотата, особено когато компонентът съдържа критични хидравлични контури.

1.3 Риск от деформация на тънки стени

Леките корпуси на предавки могат да използват относително тънки стени, за да намалят масата на компонента. Затова налягането при почистване, ударното въздействие на дюзите, силата на стягане на приспособленията и поддръжката на работната част трябва да се избират внимателно.

Целта е да се премахне замърсяването, без да се надвишат размерните или деформационните ограничения на компонента. Настройките на налягането и конструкцията на приспособленията трябва да бъдат валидирани, като се използва действителният материал на корпуса, неговата геометрия и производствените изисквания.

2. Комбиниране на турбулентно и насочено високоналягано почистване

Решението за почистване комбинира турбулентно почистване, насочено почистване и високоналягано почистване. Всеки процес има различна цел.

2.1 Турбулентно почистване за обхващане на широки вътрешни области

Турбулентното почистване използва течност с висок обем, за да осигури размяна на почистващата течност в цялата почистваща камера и около обработваната детайла.

Основната му роля е да осигурява широко покритие на сложни вътрешни повърхности, включително области между усилващите ребра и около ъглите на кухини. Движението на течността помага да се отслабнат и преместят замърсяванията от повърхности, които може би не са директно изложени на концентриран струен поток.

Турбулентното почистване е особено полезно за общото покритие на кухини, но неговата ефективност все още зависи от пътищата на течността, ориентацията на фиксиращото устройство, условията на течността и вътрешната геометрия на обработваната детайла.

2.2 Целенасочено почистване за критични елементи

Целенасоченото почистване насочва дюза към предварително определени места, като например дълбоки отвори, слепи отвори и отвори на маслени канали.

Чрез концентриране на струята течност върху определена област този метод осигурява локализирано почистващо действие там, където обикновеното циркулиране на течност може да е недостатъчно. Позиционирането на дюзата, посоката на разпръскване, налягането и достъпът до обекта трябва да се проектират според конкретната работна част.

За по-изискани приложения може да се оцени и вмъкването на дюза, когато геометрията позволява дюзата да навлезе в отвор и да подава течност по-близо до вътрешния канал.

2.3 Високонапрежено почистване за залепени замърсявания

Високонапреженото почистване осигурява допълнително механично въздействие за премахване на здраво прилепналите замърсявания, като например остатъци от машинна обработка или частици, заседнали в труднодостъпни места.

Обаче по-високото налягане не е автоматично по-добро. Излишното налягане или неподходящото разстояние между дюзата и повърхността може да увеличи риска от деформация на компоненти с тънки стени и може да разпръсне замърсяванията, ако процесът на изплакване и отводняване е недостатъчен.

Затова налягането и последователността на почистването трябва да се определят чрез изпитания върху работните заготовки и потвърждаване на чистотата.

Принципът при проектирането на процеса е да се комбинира покритието с локализирана интензивност на почистването: турбулентното почистване обхваща широки вътрешни области, целенасоченото почистване се фокусира върху критични елементи, а почистването под високо налягане осигурява допълнителна способност за отстраняване там, където е необходимо.

3. Защо да се използват две стъпени механично издухване?

Публикуваната конфигурация използва една първоначална стъпка на издухване, последвана от две стъпки на механично издухване.

Първоначалното издухване отстранява основното количество вода от откритите повърхности и отворите на кухини. Последващите стъпки на механично издухване са насочени към области, които е трудно да се изсушат по време на първата стъпка, включително вдлъбнати участъци и вътрешни ъгли.

Защо да се избере механично издухване вместо ръчно издухване с въздух?

Ръчното издухване с въздух силно зависи от техниката на оператора, неговото внимание и достъпа до всеки елемент. Тези фактори могат да предизвикат вариации между отделните части.

Механичното издухване използва дефинирана траектория на движение и повтаряеми настройки на оборудването. При правилна конфигурация то може да подобри последователността на процеса и да улесни валидирането на сушения цикъл при партиден производствен процес.

Окончателният резултат от сушенето все още зависи от налягането на въздуха, ориентацията на дюзите, отводняването, геометрията на вътрешните кухини и наличието на задържана вода. Ако приложението изисква определено ниво на сухост, това трябва да бъде специфицирано и проверено отделно от изискването за чистота.

4. Основни технически спецификации и критерии за чистота

Следващите спецификации описват публикуваната конфигурация на роботизирана машина за почистване под високо налягане, предназначена за компоненти на предавателни системи за превозни средства с нови енергийни източници.

4.1 Защо маслените канали и вътрешните кухини се оценяват отделно?

Двете критерия за чистота засягат различни рискове от замърсяване.

Чистота на маслените канали: ≤5 mg

Маслените канали могат да съдържат концентрирано остатъчно замърсяване в сравнително малки вътрешни обеми. В зависимост от размера на частиците, тяхното местоположение и конструкцията на хидравличната верига такова замърсяване може да попречи на циркулацията на маслото или да повлияе върху чувствителните компоненти на скоростната кутия. Затова отделен, по-строг граничен допустим норматив може да е уместен.

Обща чистота на вътрешните кухини и отворите: ≤10 mg

Този критерий оценява общото остатъчно замърсяване, събрано от определените вътрешни кухини и отвори. Той дава по-обща представа за резултата от почистването в зададените тестови зони.

Тези граници трябва да се интерпретират според пробоотборната и екстракционната процедура на клиента. Точните места за вземане на проби, методът на екстракция, анализът на филтъра и основата за изчисление трябва да бъдат уточнени предварително, преди провеждането на приемателните изпитания. Двете стойности не трябва да се сравняват директно, освен ако обхватът на пробоотбора и методите за изпитване не са ясно дефинирани.

5. Кога ръчното натоварване и разтоварване е подходящо?

Публикуваната конфигурация на машината използва ръчно натоварване и разтоварване. Това решение може да е подходящо за производствени линии с умерена производителност, относително стабилни варианти на продукти или ограничени изисквания към автоматизираното управление на материали.

Възможни предимства

• По-опростено разположение на оборудването

• По-ниски инвестиции в автоматизирани механизми за прехвърляне и позициониране

• По-малко компоненти за управление на материали, които изискват поддръжка

• По-голяма гъвкавост за определени производствени конфигурации

Фактори, които трябва да се вземат предвид

Ръчното обработване свързва ефективния темп на производство с наличността и работния ритъм на оператора. То също може да доведе до допълнително замърсяване чрез ръкавици, приспособления за обработване или контакт с околните повърхности.

Където изискванията за чистота са строги, производителите трябва да определят процедури за обработване, да поддържат приспособленията чисти и да управляват зоната за натоварване, за да се предотврати повторно замърсяване след почистване.

За по-високи обеми на производството или чести промени на моделите може да си заслужава оценката на автоматизирано натоварване и разтоварване. Решението трябва да вземе предвид пълния такт на производствения цикъл, необходимите трудови ресурси, площта на пода, теглото на обработваната детайла и изискваната повтаряемост при позициониране.

6. Как да изберете машина за почистване на картери на предавки

6.1 Потвърдете диапазона на размерите на обработваната детайла

Предният и задният картери могат значително да се различават по общите си размери, геометрия на вътрешните кухини и монтажни характеристики. Проверете дали размерите на камерата, хода на приспособлението, достъпът на форсунките и аранжирането за позициониране позволяват обработката на всички планирани варианти.

6.2 Картиране на геометрията на маслените канали

Диаметърът, броят, дълбочината и посоката на маслените канали определят необходимите места за почистване и подреждането на дюзите.

Дълбоките или извити канали може да изискват допълнителна оценка на целенасоченото почистване или почистването чрез вмъкване. Окончателният процес трябва да се базира на действителните чертежи и представителни работни части, а не само на външните размери.

6.3 Дефиниране на отделни критерии за приемлива чистота

Уточнете дали маслените канали, областите около седлата на клапаните, плочите за маслени канали и общи вътрешни кухини изискват отделни граници за чистота.

Също така дефинирайте процедурата за екстракция, областта за вземане на проби, изискванията за размер на частиците, когато е приложимо, и метода, използван за изчисляване на масата на остатъчното замърсяване. Ясните критерии помагат да се предотвратят разногласия по време на приемане на оборудването и рутинната контролна проверка на качеството.

6.4 Съгласуване на методите за натоварване с производствената нужда

Ръчното натоварване може да е подходящо, когато пропускателната способност и разнообразието на продуктите са под контрол. Производството в голям обем, тежките работни части или честите промени на моделите могат да оправдаят автоматизирана система за обработка.

Пълният цикъл трябва да включва натоварване, позициониране, почистване, издухване, разтоварване и всякаква необходима инспекция – не само времето, прекарано в напръскване на работната част.

6.5 Вземете предвид материала на корпуса

Корпусите от алуминиев сплав и чугун имат различни механични свойства, повърхностни условия и изисквания за почистване. Алуминиевите компоненти с тънки стени може да изискват особено внимателен контрол на налягането на течността, разстоянието на дюзата и силата на стискане на фиксиращото устройство.

Температурата и химическият състав на почистващия разтвор също трябва да бъдат валидирани спрямо основния материал, покритията, уплътненията и всички други компоненти, които са изложени на процеса.

7. Big Bird Industrial: Интегрирани решения за промишлено почистване и машинно зрение

Harbin Big Bird Industrial Co., Ltd. предоставя промишлени решения за прецизно почистване, почистващи агенти и решения за инспекция чрез машинно виждане за приложения в автомобилната и прецизната производствена индустрия.

Неговите промишлени решения за почистване могат да се конфигурират според различните геометрии на обработваните детайли, типовете замърсявания, изискванията за чистота и целевите тактови темпове на производството. При приложения за картери на скоростни кутии разработката на процеса трябва да взема предвид покритието при почистване, достъпа до маслени канали, ефективността на сушенето, конструкцията на фиксиращите устройства и повторяемата верификация на чистотата като един интегриран системен подход.

Портфолиото на компанията за машинно виждане включва също така размерна инспекция, инспекция на повърхностни дефекти, проверка на сглобяването, инспекция на вътрешни отвори и инспекция на дефекти по боядисани повърхности. Когато една производствена линия изисква както почистване, така и визуална проверка на качеството, подходящата комбинация от оборудване може да се оцени според изискванията за инспекция.

Big Bird Industrial по-рано се е наричала Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd. Компанията разработва индустриални решения за почистване и инспекция в автомобилното производство и други приложения с висока прецизност.

Често задавани въпроси

Въпрос 1. Защо граничните стойности за чистота на маслените канали и вътрешните кухини са различни?

Маслените канали и общи кухини представляват различни рискове от замърсяване. Остатъчните частици в критичен маслен канал могат да повлияят на течението на течността или на чувствителни хидравлични компоненти, поради което може да се изисква по-строга граница. Критерият за цялостна кухина оценява замърсяването по по-широк набор от вътрешни повърхности. И двете граници трябва да са свързани с ясно дефинирани методи за вземане на проби и екстракция.

Въпрос 2. Как могат да бъдат решени проблемите с почистването на мъртви зони в корпуса на скоростна кутия?

Може да помогне комбинация от турбулентно и насочено почистване. Турбулентното почистване осигурява широко разпръскване на течността около усилващите ребра и ъглите на кухините, докато насоченото почистване насочва течността към критичните отвори и маслени канали. При нужда високонапреженото почистване може да осигури допълнителна способност за премахване. Окончателната конфигурация трябва да бъде потвърдена върху репрезентативни работни заготовки.

Въпрос 3. Защо да се използва механично отдухване вместо ръчно отдухване с въздух?

Механичното отдухване следва определена траектория и повтаряеми настройки, което помага да се намали вариацията, зависеща от оператора. Ръчното отдухване с въздух може да е по-малко последователно, особено когато сложните кухини и вдлъбнатите области изискват внимателно отношение. Ефективността на сушенето все още трябва да бъде потвърдена спрямо зададените критерии за остатъчна влага или сухота.

Въпрос 4. Защо картерите на предавателните кутии за нови енергийни превозни средства могат да бъдат по-трудни за почистване в сравнение с конвенционалните картери?

Някои конструкции комбинират по-големи вътрешни кухини, по-тънки стени, сложни маслени контури и чувствителни интерфейси между седлото на клапана и плочата за маслен канал. Тези характеристики могат да увеличат необходимостта от внимателно покриване с течност, локализирано почистване, контрол върху приспособленията и отделни критерии за чистота. Реалната предизвикателство зависи от конструкцията на компонента и профила на замърсяването.

Въпрос 5. Означава ли 120-секунден цикъл, че всяка кутия на скоростна предавка може да бъде почистена за 120 секунди?

Не. Публикуваният 120-секунден цикъл се отнася до специфицираната конфигурация на машината и условията на обработваната детайла. Фактическото време на цикъла зависи от геометрията на компонента, последователността на почистването, натоварването и разтоварването, подредбата на приспособленията, както и от изискваните резултати по отношение на чистота и сушене. Цикълът трябва да бъде потвърден чрез изпитания, репрезентативни за производствените условия.

Заключение

Почистването на кутии за скоростни предавки за нови енергийни превозни средства изисква процес, който обхваща широки вътрешни повърхности, сложни маслени канали, рисковете от деформация при тънки стени и последователно сушене.

Комбинация от турбулентно почистване, насочено почистване с високо налягане и стадийно механично издухване може да предложи практически подход за решаване на тези предизвикателства. При публикуваната конфигурация целевият цикъл е 120 секунди на детайл, като чистотата на маслените канали е ≤5 mg, а комбинираната чистота на вътрешните кухини и отворите е ≤10 mg.

За успешна реализация производителите трябва да потвърдят последователността на почистване, специфична за работната част, съвместимостта със зажимите, ограниченията за материала, процедурите за вземане на проби и критериите за приемане преди окончателното проектиране на оборудването.

Big Bird Industrial, порано Harbin Shimada Big Bird Industrial Co., Ltd., предоставя решения за промишлено почистване и машинно виждане за автомобилна и прецизна производствена дейност.