Macchina per la pulizia dell’albero a gomiti: pulizia del canale dell’olio ad alta pressione (50 MPa) e controllo della pulizia dei fori obliqui dell’olio

Riassunto

L’intera sfida della pulizia degli alberi a gomiti è concentrata nella pulizia dei fori obliqui per l’olio. Questo articolo parte dal meccanismo di deposizione dei contaminanti nei fori obliqui per l’olio, analizza il principio di processo e la logica di scelta della pressione per la pulizia ad alta pressione con inserimento, e confronta tre soluzioni per la pulizia degli alberi a gomiti: alta pressione per i perni principali dei veicoli commerciali, alta pressione mirata per gli alberi a gomiti dei veicoli passeggeri e pulizia ultrasonica flessibile.

Parole chiave

Macchina per la pulizia di alberi a gomiti, macchina per la pulizia ad alta pressione di alberi a gomiti, pulizia di fori obliqui per l’olio, pulizia di canali dell’olio, pulizia di alberi a camme, pulizia di alberi a gomiti, dimensione delle particelle

I. Fori obliqui per l’olio: la sfida complessiva della pulizia degli alberi a gomiti

La struttura esterna di un albero a gomiti è relativamente semplice. I perni principali e i perni di biella sono superfici di rotazione, e la loro pulizia non presenta particolari difficoltà. La vera sfida risiede nei fori obliqui per l’olio: per convogliare l’olio lubrificante dai perni principali ai perni di biella, vengono praticati nel corpo dell’albero a gomiti dei canali passanti inclinati. Questi fori presentano diametri ridotti, percorsi lunghi e angoli.

I trucioli metallici e le bave generate durante la lavorazione tendono ad accumularsi sulle pareti e negli angoli dei fori obliqui per l’olio, e la pulizia mediante getto convenzionale non riesce assolutamente a raggiungerli. Se i trucioli rimangono nei canali dell’olio, dopo il montaggio circoleranno nel sistema di lubrificazione, provocando graffi sui cuscinetti e sui perni, con conseguenze gravi. Pertanto, il nucleo della pulizia dell’albero a gomiti è rappresentato dalla pulizia dei fori obliqui per l’olio.

II. Principio della pulizia ad inserimento ad alta pressione

La pulizia ad inserimento ad alta pressione prevede l’inserimento di una sottile ugello nel passaggio dell’olio e il getto continuo di acqua ad alta pressione mentre l’ugello si muove lungo l’asse del foro. La forza d’urto e l’azione di trasporto del flusso d’acqua rimuovono i depositi dal foro.

Questo processo risulta efficace soltanto quando sono soddisfatte tre condizioni: il diametro esterno dell’ugello corrisponde al diametro del foro, garantendo un’inserzione agevole e mantenendo nel contempo un flusso di ritorno anulare durante il getto; la pressione è sufficiente a staccare i depositi dalla parete del foro, ma non supera la capacità di carico dell’apertura e della parete del foro; e la corsa copre l’intero passaggio dell’olio, inclusi gli angoli e le sezioni di uscita.

III. Confronto tra soluzioni per diversi alberi a gomiti

• Albero a gomiti per motore diesel a sei cilindri per veicoli commerciali : Caricamento mediante robot a portale, prelavaggio a spruzzo completo, lavaggio mirato del pezzo tenuto dal robot, lavaggio ad alta pressione (50 MPa) dei canali dell’olio, risciacquo, asciugatura con aria compressa rotante e successiva essiccazione a vuoto del pezzo tenuto dal robot, raffreddamento tramite climatizzazione fino a ≤ temperatura ambiente ±5 °C. Tempo di ciclo: 180 secondi; pulizia complessiva ≤30 mg; dimensione delle particelle ≤600 μm; asciugatura: assenza di residui sulle superfici dei perni.

• Albero motore per veicoli passeggeri : Macchina di lavaggio ad alta pressione a sollevamento e avanzamento, caricamento mediante robot a portale, trasporto a sollevamento e avanzamento, lavaggio completo più lavaggio mirato ad alta pressione, asciugatura con soffio rotante ad aria compressa, trasferimento orizzontale mediante manipolatore, raffreddamento tramite climatizzazione. Dimensioni: 8 m × 5 m × 4 m; tempo di ciclo: 60 secondi/pezzo; pulizia ≤8 mg; dimensione delle particelle ≤500 μm; asciugatura: assenza di residui sulle superfici dei perni; temperatura del pezzo ≤ temperatura ambiente ±5 °C.

• Lavaggio flessibile di alberi motore : Pulizia ultrasonica complessiva più pulizia ad acqua ad alta pressione mirata più risciacquo, asciugatura più asciugatura a vuoto, raffreddamento mediante climatizzazione fino alla temperatura di scarico del pezzo ≤ temperatura ambiente ±5 °C. Compatibile con alberi a gomiti a quattro e sei cilindri, pulizia ad alta pressione dei perni principali, cambio automatico degli ugelli, compatibilità multi-variety. Dimensioni 11 m × 9 m × 4,5 m, tempo di ciclo 180 secondi/pezzo, pulizia complessiva ≤30 mg, asciugatura: assenza di macchie d’acqua sulle superfici dei perni e nei canali, dimensione delle particelle ≤600 μm.

Le tre soluzioni riflettono priorità diverse: la soluzione per veicoli commerciali enfatizza la pressione e la pulizia approfondita dei canali lubrificanti; la soluzione per veicoli passeggeri enfatizza il tempo di ciclo e l’efficienza del trasporto; la soluzione flessibile enfatizza la compatibilità con più varianti e il cambio automatico degli ugelli.

IV. Pulizia e sbavatura dell’albero a camme

Gli alberi a camme e gli alberi a gomiti sono entrambi componenti di tipo albero, ma oltre ai fori per l’olio, gli alberi a camme presentano anche le camme da lavorare. Prendendo come esempio la macchina robotizzata flessibile per la sbavatura e la pulizia degli alberi a camme, questa rimuove le sbavature dai fori per l’olio e dalle camme. La pulizia prevede: pulizia ad inserimento ad alta pressione per i fori per l’olio, pulizia globale e pulizia ad alta pressione delle superfici esterne. L’essiccazione avviene mediante soffiaggio combinato con essiccazione a vuoto. Tempo di ciclo: modello A, 66 secondi per 2 pezzi; modelli B, C, D ed E, 78 secondi per 2 pezzi. Carico e scarico mediante robot a portale; pulizia complessiva <3 mg; dimensione delle particelle <300 μm; asciugatura: completa.

La soluzione per gli alberi a camme prevede specifiche significativamente più severe rispetto a quelle per gli alberi a gomiti: pulizia <3 mg; dimensione delle particelle <300 μm. Ciò è dovuto al fatto che i fori per l’olio degli alberi a camme sono più piccoli e più sensibili alle dimensioni delle particelle, e che la precisione della superficie di accoppiamento tra camme e punterie è molto elevata.

V. Punti chiave per la selezione delle attrezzature per la pulizia degli alberi a gomiti

• Tipo di albero a gomiti quattro cilindri o sei cilindri, veicolo passeggeri o veicolo commerciale: determinano le specifiche dell’equipaggiamento e il tempo di ciclo.

• Parametri della galleria dell’olio diametro del foro, lunghezza e numero di angoli determinano il tipo di ugello di inserimento e la pressione di pulizia.

• Obiettivi di specifica la pulizia varia da ≤3 mg a ≤30 mg; la dimensione delle particelle va da 300 μm a 600 μm, determinando direttamente la lunghezza della catena di processo.

• Compatibilità con la varietà per la produzione mista di modelli, considerare la capacità di cambio automatico dell’ugello e di commutazione del programma.

• Controllo della Temperatura i componenti di tipo albero sono sensibili alla temperatura e richiedono generalmente raffreddamento entro ±5 °C rispetto alla temperatura ambiente.

FAQ

D: Perché la pulizia della galleria dell’olio del perno motore richiede una pressione così elevata, pari a 50 MPa?

A: I fori obliqui per l’olio hanno diametri ridotti, percorsi lunghi e angoli, e i depositi vi aderiscono saldamente. Una pressione inferiore non genera una forza d’urto sufficiente all’interno del foro per staccare e espellere i depositi. 50 MPa è una configurazione comune per gli alberi a gomiti diesel a sei cilindri destinati ai veicoli commerciali. La pressione effettiva deve corrispondere al diametro, alla profondità e al materiale del foro; una pressione eccessiva potrebbe danneggiare il bordo del foro.

D: Qual è la differenza tra una pulizia dell’albero a gomiti ≤8 mg e ≤30 mg?

R: ≤8 mg si applica agli alberi a gomiti per veicoli passeggeri, mentre ≤30 mg si applica a quelli per veicoli commerciali. Tale differenza deriva principalmente dalla struttura del componente e dai requisiti dei produttori originali (OEM). Gli alberi a gomiti per veicoli passeggeri sono più piccoli, con canali dell’olio più corti e un residuo di base inferiore, consentendo obiettivi più stringenti. Gli alberi a gomiti per veicoli commerciali sono più grandi e presentano un volume maggiore nei canali dell’olio, pertanto i valori assoluti risultano relativamente meno severi. Entrambi devono tuttavia rispettare contemporaneamente le specifiche relative alle dimensioni delle particelle previste per ciascuna categoria.

D: Perché la temperatura del pezzo viene controllata dopo la pulizia dell'albero a gomiti?

R: Gli alberi a gomiti sono componenti di precisione di tipo albero. Una deviazione della temperatura rispetto alla temperatura ambiente influisce sui risultati successivi delle misurazioni dimensionali e sull’aderenza durante il montaggio. Inoltre, una temperatura elevata accelera l’evaporazione non uniforme dell’umidità residua sulla superficie, con possibile formazione di macchie d’acqua. Pertanto, le attrezzature per la pulizia degli alberi a gomiti includono generalmente un processo di raffreddamento tramite climatizzazione per riportare la temperatura del pezzo entro ±5 °C rispetto alla temperatura ambiente.

D: È possibile pulire alberi a camme e alberi a gomiti sulla stessa macchina?

R: Entrambi sono componenti di tipo albero con principi simili, ma gli alberi a camme presentano lobi e richiedono operazioni di sbavatura, mentre gli alberi a gomiti richiedono una pulizia approfondita dei fori obliqui per l’olio. Le configurazioni del processo non sono completamente identiche. Nei progetti reali, solitamente vengono progettati separatamente per ciascun componente oppure si utilizza un modello flessibile che garantisce la compatibilità mediante commutazione del programma e cambio automatico degli ugelli.