Máy làm sạch trục khuỷu: Làm sạch khoang dầu áp suất cao 50 MPa và kiểm soát độ sạch của lỗ dầu xiên

Tóm tắt

Toàn bộ thách thức trong việc làm sạch trục khuỷu tập trung vào việc làm sạch lỗ sâu của các lỗ dầu xiên. Bài viết này bắt đầu từ cơ chế lắng đọng chất bẩn trong các lỗ dầu xiên, phân tích nguyên lý quy trình và logic lựa chọn áp lực đối với phương pháp làm sạch chèn áp lực cao, đồng thời so sánh ba giải pháp làm sạch trục khuỷu: áp lực cao dành cho cổ trục chính của xe thương mại, áp lực cao có mục tiêu dành cho trục khuỷu xe du lịch và làm sạch siêu âm linh hoạt.

Từ khóa

Máy làm sạch trục khuỷu, máy làm sạch trục khuỷu áp lực cao, làm sạch lỗ dầu xiên, làm sạch khoang dầu, làm sạch trục cam, độ sạch trục khuỷu, kích thước hạt

I. Lỗ dầu xiên: Toàn bộ thách thức trong việc làm sạch trục khuỷu

Cấu trúc bên ngoài của trục khuỷu tương đối đơn giản. Các cổ trục chính và cổ tay biên là các bề mặt tròn xoay, nên việc làm sạch chúng không khó. Thách thức thực sự nằm ở các lỗ dầu nghiêng: để dẫn dầu bôi trơn từ các cổ trục chính tới các cổ tay biên, người ta khoan các đường thông xuyên qua trục khuỷu theo hướng nghiêng. Những lỗ này có đường kính nhỏ, chiều dài lớn và có góc gấp.

Mạt kim loại và ba via sinh ra trong quá trình gia công thường bám vào thành và góc của các lỗ dầu nghiêng; phương pháp phun rửa thông thường hoàn toàn không thể tiếp cận được những vị trí này. Nếu mạt kim loại còn sót lại trong các khoang dẫn dầu, chúng sẽ tuần hoàn trong hệ thống bôi trơn sau khi lắp ráp, gây xước bạc đạn và cổ trục, dẫn đến hậu quả nghiêm trọng. Do đó, bước then chốt trong quy trình làm sạch trục khuỷu là làm sạch các lỗ dầu nghiêng.

II. Nguyên lý làm sạch bằng cách đưa vòi phun áp lực cao vào bên trong

Việc làm sạch bằng cách chèn dòng phun áp lực cao bao gồm việc đưa một vòi phun mảnh vào đường dẫn dầu và liên tục phun nước áp lực cao trong khi vòi phun di chuyển dọc theo trục lỗ. Lực va chạm và tác dụng mang theo của dòng nước loại bỏ các cặn bám khỏi thành lỗ.

Quy trình này chỉ hiệu quả khi đáp ứng đồng thời ba điều kiện: đường kính ngoài của vòi phun phù hợp với đường kính lỗ, đảm bảo việc chèn vòi phun trơn tru đồng thời duy trì dòng chảy quay trở lại dạng vành khuyên trong quá trình phun; áp lực đủ lớn để bóc tách các cặn bám khỏi thành lỗ nhưng không vượt quá khả năng chịu tải của mép lỗ và thành lỗ; và hành trình phun bao phủ toàn bộ đường dẫn dầu, kể cả các góc khuất và phần đầu ra.

III. So sánh các giải pháp dành cho các trục khuỷu khác nhau

• Trục khuỷu động cơ diesel sáu xi-lanh dành cho xe thương mại tải phôi bằng robot cổng, làm sạch sơ bộ bằng phun tổng thể, làm sạch có mục tiêu các bề mặt phôi được robot giữ, làm sạch khoang dầu bằng áp lực cao 50 MPa, xả nước, làm khô bằng luồng khí nén và chân không đối với phôi được robot giữ, làm mát bằng điều hòa không khí xuống ≤ nhiệt độ phòng ±5°C. Thời gian chu kỳ: 180 giây, độ sạch tổng thể ≤30 mg, kích thước hạt ≤600 μm, độ khô: không để lại dư lượng trên các bề mặt cổ trục.

• Trục khuỷu xe chở người máy làm sạch áp lực cao kiểu nâng – bước, tải phôi bằng robot cổng, vận chuyển kiểu nâng – bước, làm sạch tổng thể kết hợp làm sạch áp lực cao có mục tiêu, làm khô bằng luồng khí nén quét xoay, chuyển phôi ngang bằng cơ cấu gắp, làm mát bằng điều hòa không khí. Kích thước: 8 m × 5 m × 4 m, thời gian chu kỳ: 60 giây/món, độ sạch ≤8 mg, kích thước hạt ≤500 μm, độ khô: không để lại dư lượng trên các bề mặt cổ trục, nhiệt độ phôi ≤ nhiệt độ phòng ±5°C.

• Làm sạch trục khuỷu linh hoạt : Làm sạch tổng thể bằng sóng siêu âm kết hợp làm sạch bằng nước áp suất cao tập trung, xả sạch, sấy khô và hút chân không, làm mát bằng điều hòa không khí để nhiệt độ chi tiết khi dỡ ra ≤ nhiệt độ phòng ±5°C. Tương thích với trục khuỷu bốn xi-lanh và sáu xi-lanh, làm sạch khoang ổ trục chính bằng áp suất cao, thay vòi phun tự động, tương thích đa chủng loại. Kích thước 11 m × 9 m × 4,5 m, thời gian chu kỳ 180 giây/mỗi chi tiết, độ sạch tổng thể ≤30 mg, độ khô: không để lại vệt nước trên bề mặt ổ trục và trong các đường dẫn, kích thước hạt ≤600 μm.

Ba giải pháp này phản ánh các ưu tiên khác nhau: giải pháp cho xe thương mại nhấn mạnh áp suất và làm sạch sâu các đường dẫn dầu; giải pháp cho xe chở khách nhấn mạnh thời gian chu kỳ và hiệu quả vận chuyển; giải pháp linh hoạt nhấn mạnh khả năng tương thích đa chủng loại và thay vòi phun tự động.

IV. Làm sạch và xử lý ba via trục cam

Trục cam va trục khuỷu deu la cac bo phan dang truc, nhung ngoai cac lo dau, truc cam con co cac banh cam can duoc gia cong. Lay may lam sach va lam sach cham soc linh hoat bang robot cho truc cam lam vi du, may nay loai bo ba muoi khoi cac lo dau va cac banh cam. Qua trinh lam sach su dung phuong phap lam sach bang ap suat cao doi voi cac lo dau, lam sach toan bo be mat va lam sach cac be mat ben ngoai bang ap suat cao. Qua trinh lam kho su dung phuong phap thoat kho bang gio ket hop voi lam kho chan khong. Thoi gian chu ky: Mau A 66 giay/2 chi tiet, cac mau BCDE 78 giay/2 chi tiet. Tai va dat chi tiet bang robot co cau cang, do sach toan bo <3 mg, kich thuoc hat <300 μm, do kho: hoan toan kho.

Giai phap lam sach truc cam co cac yeu cau ky thuat nghiem ngat hon nhieu so voi truc khuyu: do sach <3 mg, kich thuoc hat <300 μm. Ly do la cac lo dau tren truc cam nho hon va nham cam voi kich thuoc hat hon, dong thoi do chinh xac cua be mat tiep xuc giua banh cam va con doi cung rat cao.

V. Cac diem chu chot khi lua chon thiet bi lam sach truc khuyu

• Loai truc khuyu bốn xy-lanh hoặc sáu xy-lanh, xe chở khách hoặc xe thương mại, xác định thông số kỹ thuật thiết bị và thời gian chu kỳ.

• Thông số buồng dẫn dầu đường kính lỗ, chiều dài và số góc xác định loại vòi phun lắp vào cũng như áp suất làm sạch.

• Mục tiêu thông số kỹ thuật độ sạch dao động từ ≤3 mg đến ≤30 mg, kích thước hạt từ 300 μm đến 600 μm, trực tiếp quyết định độ dài của chuỗi quy trình.

• Tính tương thích với đa dạng mẫu mã đối với sản xuất hỗn hợp nhiều mẫu mã, cần xem xét khả năng tự động thay vòi phun và chuyển đổi chương trình.

• Kiểm Soát Nhiệt Độ các chi tiết dạng trục nhạy cảm với nhiệt độ và thường yêu cầu làm nguội xuống mức nhiệt độ phòng ±5°C.

Câu hỏi thường gặp

Câu hỏi: Vì sao việc làm sạch buồng dẫn dầu trên trục khuỷu lại đòi hỏi áp suất cao tới 50 MPa?

A: Các lỗ dầu chéo có đường kính nhỏ, chiều dài lớn và góc khuỷu, do đó cặn bám rất chắc. Áp suất thấp hơn không tạo đủ lực va đập bên trong lỗ để bóc tách và đẩy cặn ra ngoài. 50 MPa là thông số phổ biến cho trục khuỷu động cơ diesel sáu xi-lanh dùng trên xe thương mại. Áp suất thực tế phải phù hợp với đường kính, độ sâu và vật liệu của lỗ; áp suất quá cao có thể làm hư hại mép lỗ.

Q: Sự khác biệt giữa độ sạch trục khuỷu ≤8 mg và ≤30 mg là gì?

A: ≤8 mg áp dụng cho trục khuỷu xe du lịch, còn ≤30 mg áp dụng cho trục khuỷu xe thương mại. Sự khác biệt chủ yếu bắt nguồn từ cấu trúc chi tiết và yêu cầu của nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM). Trục khuỷu xe du lịch nhỏ hơn, các khoang dẫn dầu ngắn hơn và lượng dư cơ bản thấp hơn, nên có thể đặt mục tiêu nghiêm ngặt hơn. Trục khuỷu xe thương mại lớn hơn, thể tích khoang dẫn dầu lớn hơn, do đó giá trị tuyệt đối được nới lỏng hơn. Cả hai đều phải đồng thời đáp ứng các quy định riêng về kích thước hạt.

Câu hỏi: Tại sao nhiệt độ phôi được kiểm soát sau khi làm sạch trục khuỷu?

Trả lời: Trục khuỷu là các chi tiết dạng trục có độ chính xác cao. Sự chênh lệch nhiệt độ so với nhiệt độ phòng ảnh hưởng đến kết quả đo kích thước ở công đoạn tiếp theo cũng như độ khít khi lắp ráp. Ngoài ra, nhiệt độ cao làm tăng tốc độ bay hơi không đều của lượng ẩm còn sót lại trên bề mặt, có thể gây ra vết nước. Do đó, thiết bị làm sạch trục khuỷu thường bao gồm quy trình làm mát bằng điều hòa không khí nhằm đưa nhiệt độ phôi về mức nhiệt độ phòng ±5°C.

Câu hỏi: Liệu trục cam và trục khuỷu có thể được làm sạch trên cùng một máy không?

Trả lời: Cả hai đều là các chi tiết dạng trục và hoạt động dựa trên những nguyên lý tương tự; tuy nhiên, trục cam có các càng cam và yêu cầu xử lý vát mép, trong khi trục khuỷu chú trọng vào việc làm sạch sâu các lỗ dầu nghiêng. Các cấu hình quy trình không hoàn toàn giống nhau. Trong các dự án thực tế, chúng thường được thiết kế riêng biệt cho từng loại chi tiết, hoặc sử dụng mô hình linh hoạt để đạt tính tương thích thông qua chuyển đổi chương trình và thay đổi đầu phun tự động.