Mașină de curățare a arborelui cu came: curățare la presiune înaltă de 50 MPa a galeriei de ulei și controlul curățeniei orificiilor oblice de ulei

Abstract

Întreaga provocare legată de curățarea arborelui cu came este concentrată pe curățarea găurilor adânci oblice pentru ulei. Acest articol pornește de la mecanismul de depunere a contaminanților în orificiile oblice de ulei, analizează principiul procesului și logica selecției presiunii pentru curățarea prin injecție sub presiune înaltă și compară trei soluții de curățare a arborelui cu came: presiune înaltă pentru journalii principali ai vehiculelor comerciale, presiune înaltă dirijată pentru arborii cu came ai autoturismelor și curățare ultrasonică flexibilă.

Cuvinte Cheie

Mașină de curățare a arborelui cu came, mașină de curățare sub presiune înaltă a arborelui cu came, curățare a orificiului oblic de ulei, curățare a galeriei de ulei, curățare a arborelui cu came, curățenia arborelui cu came, dimensiunea particulelor

I. Orificiile oblice de ulei: întreaga provocare a curățării arborelui cu came

Structura exterioară a arborelui cu manivele este relativ simplă. Lagărele principale și lagărele pentru bielă sunt suprafețe de rotație, iar curățarea lor nu este dificilă. Provocarea reală constă în orificiile înclinate pentru ulei: pentru a transporta uleiul de ungere de la lagărele principale către lagărele pentru bielă, se forțează canale de trecere înclinate în arborele cu manivele. Aceste orificii au diametre mici, trasee lungi și unghiuri.

Așchiile metalice și bavurile generate în timpul prelucrării tind să se depună pe pereții și în colțurile orificiilor înclinate pentru ulei, iar curățarea prin pulverizare convențională nu le poate atinge deloc. Dacă așchiile rămân în galeriile de ulei, ele vor circula în sistemul de ungere după asamblare, zgâriind lagărele și fusurile, cu consecințe grave. Prin urmare, nucleul curățării arborelui cu manivele este curățarea orificiilor înclinate pentru ulei.

II. Principiul curățării prin injecție la presiune înaltă

Curățarea prin injectare la presiune înaltă presupune introducerea unei duze subțiri în canalul de ulei și jetarea continuă a apei la presiune înaltă pe măsură ce duza se deplasează de-a lungul axei găurii. Forța de impact și acțiunea de transport a fluxului de apă elimină depozitele din interiorul găurii.

Acest proces este eficient doar atunci când sunt îndeplinite trei condiții: diametrul exterior al duzei corespunde diametrului găurii, asigurând o introducere ușoară și menținând simultan un flux de return anular în timpul jetării; presiunea este suficientă pentru a desprinde depozitele de pe peretele găurii, dar nu depășește capacitatea de rezistență a intrării și a pereților găurii; iar cursa acoperă întregul canal de ulei, inclusiv colțurile și secțiunile de ieșire.

III. Compararea soluțiilor pentru diferite arburi cotiți

• Arcul cotit pentru motor diesel cu șase cilindri destinate vehiculelor comerciale : Încărcare cu robot portal, curățare preliminară prin pulverizare generală, curățare dirijată a piesei de prelucrat de către robot, curățare sub presiune înaltă (50 MPa) a galeriei de ulei, clătire, uscare prin suflare cu aer comprimat și apoi vidare, realizată de robotul care deține piesa de prelucrat, răcire cu climatizare până la ≤ temperatura camerei ±5°C. Timp de ciclu: 180 secunde, curățenie totală ≤30 mg, dimensiunea particulelor ≤600 μm, uscăciune: fără reziduuri pe suprafețele fusurilor.

• Culbutor pentru vehicule de pasageri : Mașină de curățare sub presiune înaltă tip lift-and-step, încărcare cu robot portal, transport tip lift-and-step, curățare generală plus curățare dirijată sub presiune înaltă, uscare prin suflare rotativă cu aer comprimat, transfer orizontal cu manipulator, răcire cu climatizare. Dimensiuni: 8 m × 5 m × 4 m, timp de ciclu: 60 secunde/bucată, curățenie ≤8 mg, dimensiunea particulelor ≤500 μm, uscăciune: fără reziduuri pe suprafețele fusurilor, temperatură piesă ≤ temperatura camerei ±5°C.

• Curățare flexibilă a culbutorului : Curățare ultrasonică generală, plus curățare cu apă sub presiune ridicată, țintită, plus clătire, uscare și uscare în vid, răcire prin climatizare până la temperatura de descărcare a piesei ≤ temperatura camerei ±5°C. Compatibil cu arburi cotiți pentru patru și șase cilindri, curățare sub presiune ridicată a journal-urilor principale, schimb automat al duzelor, compatibilitate cu mai multe tipuri de piese. Dimensiuni: 11 m × 9 m × 4,5 m, timp de ciclu: 180 secunde/bucată, curățenie generală ≤30 mg, uscare: fără urme de apă pe suprafețele journal-urilor și în canale, dimensiunea particulelor ≤600 μm.

Cele trei soluții reflectă priorități diferite: soluția pentru vehicule comerciale accentuează presiunea și curățarea profundă a galeriilor de ulei; soluția pentru vehiculele de pasageri accentuează timpul de ciclu și eficiența transportului; soluția flexibilă accentuează compatibilitatea cu diverse tipuri de piese și schimbul automat al duzelor.

IV. Curățarea și deburarea arborelui cu came

Arborii cu came și arborii cotiți sunt ambele piese de tip arbore, dar, în afară de găurile de ulei, arborii cu came au și came care trebuie prelucrate. Luând ca exemplu mașina robotică flexibilă pentru deburare și curățare a arborelui cu came, aceasta elimină bavurile de pe găurile de ulei și de pe came. Curățarea folosește curățare prin injecție sub presiune ridicată pentru găurile de ulei, curățare generală și curățare sub presiune ridicată a suprafețelor exterioare. Usucarea se face prin suflare + uscare în vid. Timpul de ciclu: Modelul A – 66 secunde/2 bucăți, Modelele B, C, D, E – 78 secunde/2 bucăți. Încărcare și descărcare cu robot portal, curățenie generală <3 mg, dimensiunea particulelor <300 μm, uscăciune: complet uscat.

Soluția pentru arborii cu came are specificații semnificativ mai riguroase decât cea pentru arborii cotiți: curățenie <3 mg, dimensiunea particulelor <300 μm. Motivul este că găurile de ulei ale arborelui cu came sunt mai mici și mai sensibile la dimensiunea particulelor, iar precizia suprafeței de contact dintre came și tachete este foarte ridicată.

V. Puncte cheie privind selecția echipamentelor pentru curățarea arborelui cotit

• Tipul arborelui cotit : Motor cu patru sau şase cilindri, vehicul de pasageri sau vehicul comercial, determină specificaţiile echipamentelor şi durata ciclului.

• Parametrii galeriei de ulei : Diametrul găurii, lungimea şi numărul de colţuri determină tipul duzei de inserare şi presiunea de curăţare.

• Obiectivele de specificaţie : Gradul de curăţenie variază între ≤3 mg şi ≤30 mg, iar dimensiunea particulelor între 300 μm şi 600 μm, ceea ce determină direct lungimea lanţului de proces.

• Compatibilitatea cu diversitatea : Pentru producţia mixtă de modele, se ia în considerare capacitatea de schimbare automată a duzelor şi de comutare a programelor.

• Control al Temperaturii : Componentele de tip arbore sunt sensibile la temperatură şi necesită, de obicei, răcirea până la temperatura camerei ±5 °C.

Întrebări frecvente

Î: De ce necesită curăţarea galeriei de ulei a arborelui cotit o presiune atât de ridicată, de 50 MPa?

A: Orificiile oblice pentru ulei au diametre mici, trasee lungi și colțuri, iar depozitele aderă ferm. O presiune mai scăzută nu poate genera forța de impact necesară în interiorul orificiului pentru a desprinde și evacua depozitele. 50 MPa este o configurație obișnuită pentru arborele cu came al motoarelor diesel cu șase cilindri destinate vehiculelor comerciale. Presiunea reală trebuie să corespundă diametrului, adâncimii și materialului orificiului; o presiune excesivă poate deteriora intrarea orificiului.

Î: Care este diferența dintre curățenia arborelui cu came ≤8 mg și ≤30 mg?

A: ≤8 mg se aplică arborelor cu came destinați vehiculelor de pasageri, iar ≤30 mg celor destinați vehiculelor comerciale. Diferența provine în principal din structura piesei și din cerințele producătorilor de echipament original (OEM). Arborele cu came al vehiculelor de pasageri este mai mic, cu galerii de ulei mai scurte și un reziduu de bază mai scăzut, ceea ce permite limite mai stricte. Arborele cu came al vehiculelor comerciale este mai mare, cu un volum mai mare al galeriilor de ulei, astfel încât valorile absolute sunt relativ mai puțin riguroase. Ambele tipuri trebuie să îndeplinească simultan specificațiile respective privind dimensiunea particulelor.

Î: De ce este controlată temperatura piesei după curățarea arborelui cotit?

R: Arbourii cotiți sunt piese de tip arbore de precizie. Abaterea temperaturii față de temperatura camerei afectează rezultatele ulterioare ale măsurătorilor dimensionale și ale ajustării la montaj. În plus, temperatura ridicată accelerează evaporarea neuniformă a umidității reziduale de pe suprafață, putând forma pete de apă. Prin urmare, echipamentele pentru curățarea arburilor cotiți includ, în general, un proces de răcire cu aer condiționat pentru a readuce temperatura piesei în intervalul temperaturii camerei ±5°C.

Î: Pot fi curățați arburii cu came și arburii cotiți pe aceeași mașină?

R: Ambele sunt piese de tip arbore, cu principii similare, dar arburii cu came au came și necesită deburare, în timp ce arburii cotiți pun accent pe curățarea adâncă a găurilor înclinate pentru ulei. Configurările procesului nu sunt identice în totalitate. În proiectele reale, acestea sunt, în majoritatea cazurilor, proiectate separat pentru fiecare piesă sau se utilizează un model flexibil care asigură compatibilitatea prin comutarea programelor și schimbarea automată a duzelor.