Εξάτμιση Υπό Κενό για Τυφλές Οπές: Προϋπολογισμός Υγρασίας 3 ml

Επισκόπηση

Ο καθαρισμός ενός εξαρτήματος και η αποξήρανσή του συνήθως αναφέρονται ως μία ενιαία εργασία και προσδιορίζονται ως δύο διαφορετικά πράγματα. Οι προδιαγραφές καθαρισμού καθορίζουν μία υπολειπόμενη μάζα σε χιλιοστόγραμμα και ένα μέγεθος σωματιδίων σε μικρόμετρα. Οι προδιαγραφές αποξήρανσης, όταν υπάρχουν καθόλου, αναφέρουν απλώς ότι το εξάρτημα πρέπει να είναι στεγνό. Αυτή η δεύτερη δήλωση δεν είναι μετρήσιμη και είναι αυτή που αποτυγχάνει στην παραγωγή.

Το νερό που παραμένει σε μία τυφλή οπή προκαλεί τρεις επιπτώσεις: μεταφέρει διαλυμένα άλατα που εμφανίζονται ως σταίνισμα μετά την εξάτμισή του, επανα-διασπά οποιοδήποτε σωματίδιο που έρθει σε επαφή μαζί του και το μετακινεί σε λιγότερο προσβάσιμη θέση, και σε ένα συναρμολόγημα δημιουργεί σημείο διάβρωσης. Καμία από αυτές τις επιπτώσεις δεν εμφανίζεται στην έξοδο του πλυντηρίου. Εμφανίζονται σε μεταγενέστερο στάδιο.

Αυτό το άρθρο εξηγεί πού κρύβεται το νερό, τι ακριβώς αλλάζει η ξήρανση με κενό και πώς να διατυπώσει κανείς ένα κριτήριο ξηρασίας σε χιλιοστόλιτρα, ώστε να μπορεί να μετρηθεί. Η Big Bird Industrial (πρώην Shimada Big Bird Industrial) κατασκευάζει συστήματα καθαρισμού και αφαίρεσης ακμών για αυτοκινητικά εξαρτήματα κινητήρα-μετάδοσης από το 2001, και οι αριθμοί που χρησιμοποιούνται εδώ προέρχονται από προδιαγραφές παραγωγής.

1. Γιατί το νερό παραμένει σε μια τυφλή οπή

Η αναρρόφηση με αέρα αφαιρεί το νερό τραβώντας το από μια επιφάνεια και έξω από μια οπή. Σε μια ευθεία διαπερατή οπή λειτουργεί αυτό, επειδή υπάρχει διαδρομή εισόδου και διαδρομή εξόδου. Σε μια τυφλή οπή υπάρχει μόνο μία οπή, και ο αέρας που εισέρχεται πρέπει να εξέλθει από την ίδια οπή.

Το πρόβλημα της μετατόπισης

Όταν ο αέρας εισέρχεται σε μια τυφλή οπή, εκτοπίζει το νερό μόνο εάν το νερό μπορεί να διαφύγει παράλληλα με τη ροή του αέρα. Σε μια βαθιά και στενή οπή, ο αέρας σχηματίζει μια φλέβα στο κέντρο και το νερό προσκολλάται στο τοίχωμα σε αννουλαρή λεπτή μεμβράνη, η οποία διαπερνάται από τη φλέβα χωρίς να αφαιρείται. Όσο πιο βαθιά και στενή είναι η οπή, τόσο λιγότερο ο αέρας φτάνει στον πάτο.

Καπιλλαρικά και επιφανειακά φαινόμενα

Οι σπειροειδείς οπές, οι διασταυρώσεις με διαπεραστικές οπές και οι πορώδεις επιφάνειες από χυτοσίδηρο κρατούν νερό μέσω καπιλλαρικής δράσης και επιφανειακής τάσης στα σπείρα. Η ρίζα ενός σπειρώματος αποτελεί αποτελεσματικά ένα ελικοειδές καπιλλάριο, και η προσπάθεια εκπομπής αέρα κατά μήκος του άξονα της οπής δεν την καθαρίζει. Αυτά είναι τα σημεία όπου εμφανίζονται ρούστ σε επόμενο βάρδια.

2. Τι πραγματικά κάνει η ξηρανσία υπό κενό

Η ξηρανσία υπό κενό δεν εκτοξεύει το νερό έξω. Μειώνει την πίεση στη θάλαμο κάτω από την τάση ατμών του νερού στη θερμοκρασία του εξαρτήματος, οπότε το νερό εξατμίζεται και ο ατμός απομακρύνεται από την αντλία. Ο μηχανισμός είναι η εξάτμιση, όχι η εκτόπιση.

Εξάτμιση σε χαμηλότερη θερμοκρασία

Σε ατμοσφαιρική πίεση, το νερό βράζει στους 100 βαθμούς Κελσίου. Μειώνοντας την πίεση, μειώνεται και το σημείο βρασμού, γεγονός που σημαίνει ότι το νερό μπορεί να αφαιρεθεί σε θερμοκρασία που δεν θα παραμορφώσει ένα λεπτό αλουμινένιο περίβλημα ούτε θα μεταβάλλει μια μηχανοκατεργασμένη ανοχή. Γι’ αυτόν τον λόγο χρησιμοποιείται κενό σε ακριβή εξαρτήματα αντί για ζεστό αέρα.

Γιατί η άνοιγμα πρέπει να κοιτάζει προς την θάλαμο

Το εξατμισμένο νερό πρέπει να εγκαταλείψει την κοιλότητα. Αν μια τυφλή οπή κατευθύνεται προς τα κάτω και το νερό συγκεντρώνεται εναντίον μιας κλειστής επιφάνειας, ο ατμός πρέπει να διαπεράσει το υγρό για να διαφύγει, με αποτέλεσμα ο ρυθμός να καταρρεύσει. Η προσανατολοποίηση του εξαρτήματος έτσι ώστε κάθε κοιλότητα να διαθέτει διαδρομή για τον ατμό αποτελεί μέρος του σχεδιασμού στέγνωμα, όχι προτίμηση του χειριστή.

3. Σειρά και προσανατολισμός

Η τυπική σειρά «φυσήματος στη συνέχεια κενού» δεν πρέπει να αντιστραφεί. Το φύσημα αφαιρεί φθηνά το ελεύθερο νερό· το κενό στη συνέχεια αντιμετωπίζει το λεπτό υμένιο και το εγκλωβισμένο κλάσμα. Μια θάλαμος κενού που οφείλει να εξατμίσει ελεύθερο νερό δαπανά το μεγαλύτερο μέρος του κύκλου της σε μια εργασία που θα μπορούσε να εκτελεστεί από τον αέρα.

Αλλαγές προσανατολισμού κατά τη διάρκεια του κύκλου

Η περιστροφή ή η κλίση του εξαρτήματος μεταξύ της θέσης φυσήματος και της θέσης κενού επιτρέπει στο νερό να μετακινηθεί σε μία θέση από την οποία μπορεί να αφαιρεθεί. Σε περιβλήματα με ράβδους και μανδύες, αυτή η μέθοδος είναι συχνά αποτελεσματικότερη από την παράταση του χρόνου κενού, διότι αλλάζει τη θέση του νερού αντί για τη διάρκεια λειτουργίας της αντλίας.

Θερμοκρασία του εξαρτήματος κατά την έξοδο

Ένα ζεστό εξάρτημα που εγκαταλείπει τη μηχανή ψύχεται στο μεταφορικό ιμάντα και μπορεί να συμπυκνώσει υγρασία από τον αέρα του εργαστηρίου, επανεισάγοντας έτσι νερό ακριβώς στις κοιλότητες που μόλις είχαν στεγνώσει. Η καθορισμένη μέγιστη διαφορά θερμοκρασίας από την περιβάλλουσα θερμοκρασία κλείνει αυτόν τον κύκλο.

4. Μέτρηση της στεγνότητας σε χιλιοστόλιτρα

Ένα κριτήριο στεγνότητας πρέπει να είναι ένας αριθμός συνοδευόμενος από μία μέθοδο. Μία προσέγγιση που χρησιμοποιείται στην παραγωγή είναι να πλένεται το εξάρτημα με έναν υδροαδιάλυτο διαλύτη, να συλλέγεται ο διαλύτης μαζί με το νερό που εκτοπίστηκε και να μετράται ο όγκος του διαχωρισμένου νερού. Ένα όριο 3 ml υπολειμματικού νερού σε ένα περίβλημα είναι μετρήσιμο, επαναλήψιμο και συγκρίσιμο μεταξύ προμηθευτών.

Όπου μια πλήρης ογκομετρική μέτρηση είναι ανέφικτη, χρησιμοποιείται μια σταθμισμένη μέθοδος: ζυγίζεται το εξάρτημα πριν και μετά την αποξήρανση και η διαφορά εκφράζεται σε γραμμάρια. Και οι δύο μέθοδοι έχουν μια ιδιότητα που λείπει από τον οπτικό έλεγχο, δηλαδή ότι παράγουν έναν αριθμό ο οποίος είτε περνάει είτε απορρίπτεται σε σύγκριση με ένα γραπτό όριο.

5. Το Τι Δεν Μπορεί Να Κάνει το Κενό

Το κενό αφαιρεί το νερό από όγκους που μπορεί να εκκενώσει. Δεν αφαιρεί το νερό από μια κοιλότητα που είναι σφραγισμένη από κλειστή βαλβίδα ή από καπάκι, από μια πορώδη χύτευση που έχει απορροφήσει υγρό, ή από ένα εξάρτημα του οποίου η γεωμετρία εγκλωβίζει υγρό πίσω από μια ανοιχτή επιφάνεια που κοιτάζει προς τα κάτω. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η λύση είναι προηγούμενη: αλλάξτε τον προσανατολισμό, προσθέστε ένα βύσμα ή τροποποιήστε τη μηχανουργική επεξεργασία ώστε η κοιλότητα να μπορεί να αδειάζει.

Επίσης, δεν μπορεί να αντισταθμίσει ένα εξάρτημα που εισέρχεται στη θάλαμο φορτωμένο με ελεύθερο νερό. Αν η φάση του φυσητήρα είναι υποδιαστασιολογημένη, η φάση του κενού μετατρέπεται σε φάση εξάτμισης νερού και ο χρόνος κύκλου επεκτείνεται μέχρις ότου εξαντληθεί η χωρητικότητα της αντλίας.

6. Λεπτομέρειες Συστήματος Κενού που Καθορίζουν την Αξιοπιστία

Η φάση ξηρανσίας υπό κενό αξιολογείται βάσει του εάν το εξάρτημα είναι στεγνό, αλλά διατηρείται βάσει του εάν η αντλία επιβιώνει. Το αέριο που εξέρχεται από την κοιλότητα είναι κορεσμένο με υδρατμούς, και ο τρόπος με τον οποίο αυτοί οι υδρατμοί χειρίζονται καθορίζει το διάστημα συντήρησης περισσότερο από την ονομαστική ικανότητα της αντλίας.

Χειρισμός υγρού αερίου

Μια αντλία με υγρό δακτύλιο ανέχεται καλά τους υδρατμούς, επειδή το εργαζόμενο υγρό είναι ήδη υγρό, αλλά καταναλώνει νερό και απαιτεί διαχωριστή. Μια ξηρά ελικοειδής αντλία αποφεύγει το κύκλωμα νερού, αλλά απαιτεί τους υδρατμούς να συμπυκνωθούν ή να αραιωθούν πριν φτάσουν στην ελίκα· διαφορετικά, το συμπύκνωμα αραιώνει το λιπαντικό και η αντλία εξασθενεί σταδιακά αντί να αποτύχει ξαφνικά. Στην πράξη, οι περισσότερες γραμμές ενσωμάτωσης χρησιμοποιούν συμπυκνωτή ή ψυχρή παγίδα πριν από την αντλία, και το πρόγραμμα συντήρησης επικεντρώνεται στην αποστράγγισή της.

Όγκος κοιλότητας και χρόνος κύκλου

Ο χρόνος εκκένωσης μιας θάλαμου καθορίζεται από τον όγκο του και την παροχή της αντλίας, όχι από το εξάρτημα. Ένας θάλαμος που έχει σχεδιαστεί για μεγάλο περίβλημα χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να εκκενωθεί από έναν θάλαμο που έχει σχεδιαστεί για μικρό εξάρτημα, και αν και οι δύο μοιράζονται την ίδια γραμμή, ο κύκλος καθορίζεται από τον μεγαλύτερο. Αυτός είναι ένας ακόμη λόγος για τον οποίο οι βαθμίδες κενού χρησιμοποιούνται συχνά κοινά μεταξύ σταθμών αντί να διπλασιάζονται σε κάθε έναν.

Τα διαπερατά χυτά είναι ξεχωριστή περίπτωση. Ένα χυτό περίβλημα με μεθοδευμένη ρίψη (die-cast) με πυκνή επιφάνεια κρατά το νερό στην επιφάνειά του, ενώ ένα χυτό εξάρτημα με άμμο (sand-cast) με ανοιχτή διαπερατότητα μπορεί να απορροφήσει υγρό στο επιφανειακό στρώμα, και το κενό το απομακρύνει αργά, επειδή το νερό πρέπει να διαχυθεί έξω από τους πόρους. Σε τέτοια εξαρτήματα, το κριτήριο στέγνωμα πρέπει να συμφωνηθεί με βάση μια μετρημένη βασική τιμή, όχι να υποτίθεται από τη συμπεριφορά ενός πιο πυκνού εξαρτήματος.

Συχνές Ερωτήσεις

Είναι απαραίτητο το στέγνωμα με κενό εάν το εξάρτημα περνά τον έλεγχο καθαρότητας;

Συνήθως ναι, επειδή η καθαρότητα μετράται στο υγρό τμήμα, ενώ η αποτυχία εμφανίζεται μετά την εξάτμιση του νερού. Το υπολειπόμενο νερό μετακινεί σωματίδια και αφήνει διαλυμένα συστατικά στην επιφάνεια, και τα δύο αλλάζουν το μετρούμενο αποτέλεσμα.

Πόσο χρόνο πρέπει να διαρκεί η ξήρανση με κενό;

Εξαρτάται από τον όγκο της κοιλότητας και την ικανότητα της αντλίας, όχι από κάποιο σταθερό κανόνα. Η πρακτική προσέγγιση είναι να καθοριστεί το όριο ξηρότητας και να αφεθεί στον προμηθευτή να επιλέξει το μέγεθος της θαλάμου, και στη συνέχεια να επαληθευτεί με τη μέθοδο του διαλύτη σε εξαρτήματα παραγωγής.

Μπορεί ο ζεστός αέρας να αντικαταστήσει το κενό;

Για ανοιχτή γεωμετρία, μερικές φορές. Για βαθιές τυφλές οπές και λεπτότοιχα ακριβή εξαρτήματα, ο ζεστός αέρας είτε δεν φτάνει στην κοιλότητα είτε προκαλεί θερμική παραμόρφωση. Το κενό αφαιρεί το νερό σε μια θερμοκρασία που το εξάρτημα μπορεί να ανεχτεί.

Τι προκαλεί την επανεμφάνιση νερού μετά από επιτυχή έλεγχο;

Συνήθως είναι συμπύκνωση σε ζεστό εξάρτημα ή αργή αποστράγγιση νερού από μια κοιλότητα που δεν εκκενώθηκε ποτέ πλήρως. Και τα δύο είναι προβλήματα γεωμετρίας και θερμοκρασίας, όχι προβλήματα καθαρισμού.

Συμπέρασμα

Η ξηρασία αξίζει την ίδια μεταχείριση με την καθαρότητα: ένα όριο, μια μέθοδος μέτρησης και ένα σχέδιο δειγματοληψίας. Η έκφρασή της ως αριθμός σε χιλιοστόλιτρα μετατρέπει μια υποκειμενική κρίση σε κάτι που ο προμηθευτής μπορεί να σχεδιάσει και ο πελάτης να επαληθεύσει.

Η ξηρανσία υπό κενό είναι το στάδιο που καθιστά τέτοιο όριο εφικτό σε εξαρτήματα με τυφλές οπές και κλειστούς αγωγούς. Δεν είναι απλώς ένας ισχυρότερος ανεμιστήρας· είναι ένας διαφορετικός φυσικός μηχανισμός, και λειτουργεί μόνο όταν το εξάρτημα είναι προσανατολισμένο έτσι ώστε το νερό να έχει κάπου να κατευθυνθεί.