Máy làm sạch khối động cơ và trục khuỷu động cơ diesel hàng hải: Các giải pháp làm sạch hạng nặng cho các bộ phận lên đến 30 tấn

Tổng Quan

Các bộ phận động cơ diesel hàng hải có thể lớn và nặng hơn đáng kể so với các bộ phận tương ứng dùng trong ô tô. Các khối động cơ có thể đạt trọng lượng 30 tấn , trong khi trục khuỷu có thể dài tới vài mét.

Kích thước lớn, các khoang bên trong phức tạp và lượng phoi gia công đáng kể đòi hỏi thiết bị làm sạch phải được thiết kế đặc biệt nhằm đáp ứng các yêu cầu về xử lý hạng nặng, bao phủ vùng làm sạch, loại bỏ phoi, sấy khô và an toàn cho người vận hành .

Big Bird Industrial đã phát triển các hệ thống làm sạch hạng nặng dành riêng cho các bộ phận động cơ hàng hải và động cơ máy phát điện, bao gồm khối động cơ và trục khuỷu. Bài viết này phân tích các thách thức trong việc làm sạch các bộ phận này và giải thích cách bố trí quy trình vận chuyển, phun rửa quét tự động, phun rửa áp lực cao tập trung, sấy khô và lọc để phù hợp với các chi tiết có kích thước lớn.

1. Vì sao các bộ phận động cơ hàng hải cần giải pháp làm sạch chuyên biệt?

Các động cơ diesel hàng hải thường dựa trên thiết kế động cơ cỡ lớn, tốc độ thấp. Khối động cơ và trục khuỷu của chúng có thể lớn hơn và nặng hơn nhiều so với các bộ phận được sử dụng trong xe chở khách hoặc xe thương mại.

Khối động cơ hàng hải có thể nặng tới 30 tấn , trong khi trục khuỷu có thể dài tới vài mét.

Các bộ phận này cũng thường có:

• Các khoang bên trong lớn
• Các đường dẫn dầu có đường kính lớn nhưng cấu trúc phức tạp
• Lượng dư đúc đáng kể
• Mùn phoi gia công nặng
• Diện tích bề mặt ngoài lớn
• Thời gian gia công và xử lý kéo dài

Lượng dư gia công lớn hơn và các khoang rỗng bên trong rộng có thể dẫn đến lượng cát, vụn kim loại và các tạp chất khác còn sót lại đáng kể.

Đồng thời, giá trị cao và trọng lượng lớn của các chi tiết khiến việc xử lý đáng tin cậy trở nên đặc biệt quan trọng.

Do đó, hệ thống làm sạch cần đáp ứng đồng thời hai yêu cầu sau:

Phủ kín vùng làm sạch hiệu quả + xử lý chi tiết nặng một cách an toàn và ổn định

2. Giải pháp cho thân máy: Vận chuyển bằng xe goòng kết hợp làm sạch phun quét

Máy làm sạch thân máy diesel hàng hải hạng nặng sử dụng hệ thống vận chuyển dựa trên xe goòng.

Một quy trình điển hình gồm:

Nạp chi tiết lên xe goòng → Chuyển vào buồng làm sạch với tốc độ chậm → Làm sạch phun quét → Làm sạch thủ công tập trung → Thổi khô bằng phun quét → Thổi khô thủ công tập trung → Dỡ chi tiết ra với tốc độ chậm

Thân máy được đưa từ từ vào buồng làm sạch trên một xe goòng hạng nặng. Thiết bị phun quét di chuyển dọc theo chi tiết để đảm bảo phủ kín toàn bộ bề mặt cần làm sạch.

Các khu vực khó tiếp cận bằng hệ thống phun xịt quét, chẳng hạn như các lỗ dẫn dầu và các lỗ áo nước, có thể được làm sạch thêm bằng tia nước áp lực cao thủ công.

Thông số kỹ thuật chính

• Thời gian chu kỳ: Khoảng 60 phút
• Trọng lượng phôi tối đa: 30 tấn
• Ứng dụng: Khối động cơ diesel hàng hải hạng nặng
• Vận tải: Xe đẩy chuyên dụng
• Phương pháp làm sạch chính: Làm sạch phun quét
• Làm sạch có mục tiêu: Làm sạch thủ công bằng tia nước áp lực cao
• Làm khô: Thổi khí bằng hệ thống quét + thổi khí có mục tiêu thủ công

Thiết bị này đã được xuất khẩu sang Nhật Bản vào năm 2018 nhằm chứng minh khả năng ứng dụng trong việc làm sạch động cơ diesel hàng hải chuyên dụng.

Ba yếu tố thiết kế quan trọng

1. Chuyển động xe đẩy tốc độ thấp

Một phôi có khối lượng hàng chục tấn có quán tính đáng kể trong quá trình tăng tốc và giảm tốc.

Chuyển động kiểm soát ở tốc độ thấp giúp giảm sốc cơ học và cung cấp khả năng xử lý ổn định hơn khi vào và ra buồng làm sạch.

Do đó, hệ thống vận chuyển cần được xem là một phần không thể tách rời của thiết bị làm sạch, chứ không chỉ đơn thuần là phụ kiện xử lý vật liệu.

2. Phun quét là phương pháp làm sạch chính

Một khung phun di chuyển quét ngang qua thân động cơ để bao phủ các bề mặt bên ngoài.

Phương pháp này phù hợp với các phôi lớn vì hệ thống làm sạch có thể bao phủ dần toàn bộ chi tiết mà không yêu cầu xoay toàn bộ phôi.

3. Làm sạch thủ công các khu vực quan trọng

Thân động cơ cỡ lớn chứa những khu vực có thể không tiếp cận đầy đủ bằng hệ thống phun quét.

Do đó, các lỗ dẫn dầu, các lỗ áo nước và các vị trí quan trọng khác có thể được làm sạch thêm một cách có mục tiêu bằng súng phun áp lực cao.

Sự kết hợp này của làm sạch tổng thể tự động + làm sạch có mục tiêu bằng tay cung cấp giải pháp thực tiễn cho các chi tiết có kích thước cực lớn.

3. Giải pháp trục khuỷu: Làm sạch quét kết hợp với làm sạch có mục tiêu các lỗ dẫn dầu bằng áp lực cao

Yêu cầu làm sạch đối với trục khuỷu dùng cho tàu biển cỡ lớn khác với yêu cầu làm sạch đối với thân máy.

Vì trục khuỷu là một chi tiết dạng trục dài, hệ thống sử dụng cấu hình vận chuyển khác biệt và đặc biệt chú trọng vào việc làm sạch các lỗ dẫn dầu.

Một quy trình tiêu biểu là:

Nâng và đặt thủ công → Làm sạch phun quét tổng thể → Làm sạch có mục tiêu các lỗ dẫn dầu bằng robot → Làm sạch áp lực cao 10 MPa → Thổi khô bằng khí quét tổng thể → Dỡ tải trên băng chuyền con lăn song song

Thông số kỹ thuật chính

• Thời gian chu kỳ: Khoảng 20 phút, không bao gồm thời gian nâng và đặt
• Độ sạch tổng thể: ≤40 mg
• Tiêu chí độ sạch tối đa của chi tiết gia công: ≤200 mg
• Áp lực làm sạch đường dẫn dầu: 10 MPa
• Vận tải: Băng chuyền con lăn song song
• Làm sạch có mục tiêu: Robot nhỏ với vòi phun chuyên dụng
• Làm khô: Thổi sạch bằng khí nén có quét

Loại thiết bị này đã được giao vào năm 2017 .

Tại sao sử dụng áp lực 10 MPa để làm sạch các đường dẫn dầu trên trục khuỷu tàu biển?

Yêu cầu áp lực làm sạch đối với trục khuỷu tàu biển không thể đơn giản so sánh với trục khuỷu ô tô.

Trục khuỷu ô tô có thể có các đường dẫn dầu tương đối nhỏ hơn và phức tạp hơn. Ví dụ, ứng dụng trục khuỷu xe thương mại có thể sử dụng khoảng 50 MPa làm sạch chèn áp lực cao.

Các đường dẫn dầu trên trục khuỷu tàu biển có thể có đường kính lớn hơn và đường dẫn dòng chảy tương đối thẳng hơn. Với cấu hình này, một quy trình làm sạch có mục tiêu ở áp lực 10 MPa kết hợp với việc định vị vòi phun bằng robot có thể tạo ra lực làm sạch đủ mạnh cho ứng dụng được chỉ định.

Tuy nhiên, áp suất không nên được đánh giá một cách độc lập.

Áp suất làm sạch phù hợp phụ thuộc vào:

• Đường kính đường dẫn dầu
• Chiều dài và hình dạng của đường dẫn
• Vật liệu thành phần
• Đặc tính của chất gây nhiễm bẩn
• Thiết kế vòi phun
• Vị trí đầu phun
• Mức độ sạch bắt buộc

Do đó, quy trình cuối cùng cần được xác lập thông qua kiểm chứng quy trình và kiểm tra độ sạch.

4. Vì sao các tiêu chí độ sạch là ≤40 mg và ≤200 mg?

Ứng dụng trục khuỷu hàng hải sử dụng hai tiêu chí độ sạch:

Độ sạch tổng thể: ≤40 mg

Tiêu chí tối đa cho từng chi tiết: ≤200 mg

Các bộ phận hàng hải lớn có thể khác biệt đáng kể về kích thước và thể tích bên trong.

Việc áp dụng giới hạn ô nhiễm tuyệt đối giống hệt nhau cho mọi trục khuỷu có thể tạo ra tiêu chuẩn chấp nhận không phù hợp đối với các bộ phận có kích thước khác nhau.

Do đó, cách tiếp cận dựa trên hai tiêu chí có thể phân biệt giữa yêu cầu sản xuất chung và mức độ ô nhiễm tối đa cho phép đối với các bộ phận lớn hơn.

Phương pháp lấy mẫu cụ thể, quy trình chiết tách, diện tích kiểm tra, yêu cầu về kích thước hạt và tiêu chí chấp nhận luôn phải được quy định rõ trong thỏa thuận kỹ thuật thiết bị.

5. Bốn yêu cầu đặc biệt đối với việc làm sạch động cơ hàng hải

Thiết bị làm sạch động cơ hàng hải hạng nặng có một số yêu cầu ít quan trọng hơn trong việc làm sạch bộ phận ô tô thông thường.

1. Xử lý an toàn các bộ phận nặng

Các bộ phận có trọng lượng lên tới hàng chục tấn đòi hỏi thiết bị nâng phù hợp, nhân viên vận hành có chứng chỉ, không gian tải đủ rộng và các cấu trúc định vị cũng như dẫn hướng đáng tin cậy.

Bố trí thiết bị phải đảm bảo khoảng cách đủ để thực hiện các thao tác xếp dỡ.

2. Vận chuyển ổn định

Xe đẩy và băng chuyền con lăn cần có khả năng tăng tốc và giảm tốc một cách kiểm soát.

Đối với các bộ phận cực kỳ nặng, việc khởi động hoặc dừng đột ngột có thể tạo ra lực quán tính lớn và ảnh hưởng đến cả thiết bị lẫn phôi.

3. Công suất chứa cặn cao

Các chi tiết đúc lớn có thể sinh ra lượng cát, vụn kim loại và các loại cặn gia công khác đáng kể.

Do đó, hệ thống lọc và xả cặn cần có công suất đủ để xử lý phôi lớn nhất cũng như tải ô nhiễm dự kiến.

Các tùy chọn như lọc tự động và xả cặn tự động có thể giúp giảm thời gian ngừng hoạt động không cần thiết do vệ sinh thủ công.

4. Làm khô triệt để

Các khoang lớn và các đường dẫn sâu có thể giữ lại một lượng nước đáng kể sau khi làm sạch.

Một quy trình thổi khí đơn lẻ có thể không đủ cho mọi hình dạng.

Có thể sử dụng kết hợp thổi khí quét và thổi khí thủ công có mục tiêu để xử lý các khu vực khó tiếp cận và cải thiện điều kiện làm khô tổng thể.

6. Làm thế nào để lựa chọn thiết bị làm sạch động cơ hàng hải và động cơ máy phát điện?

Khi lựa chọn thiết bị làm sạch cho động cơ hàng hải hoặc động cơ máy phát điện, bước đầu tiên là xác định trọng lượng và kích thước tối đa của chi tiết gia công .

Các thông số này xác định yêu cầu về:

• Phương pháp nâng
• Thiết kế xe đẩy hoặc băng tải
• Khả năng tải của thiết bị
• Kích thước buồng
• Hệ thống định vị
• Khoảng cách an toàn

Bước tiếp theo là thiết lập các tiêu chí chấp nhận độ sạch chính xác.

Ví dụ, xác định xem độ sạch có được đánh giá hay không:

• Như một giá trị thành phần tổng thể
• Theo từng khu vực cụ thể
• Theo các lối đi bên trong
• Sử dụng tiêu chí chi tiết có kích thước lớn nhất
• Kèm theo giới hạn kích thước hạt

Điều này xác định xem có cần làm sạch các lối đi dẫn dầu theo mục tiêu hay các quy trình làm sạch chuyên biệt khác hay không.

Sau đó, thời gian chu kỳ sản xuất cần được đánh giá dựa trên yêu cầu đầu ra thực tế.

Đối với các bộ phận hàng hải cỡ lớn, một chu kỳ quy trình từ 20 đến 60 phút không nhất thiết là một bất lợi. Các bộ phận lớn có yêu cầu xử lý và vận chuyển khác biệt đáng kể so với các bộ phận ô tô sản xuất hàng loạt, và việc cố gắng tối ưu hóa chỉ nhằm đạt chu kỳ ngắn nhất có thể dẫn đến độ phức tạp không cần thiết của thiết bị.

Cuối cùng, cơ sở hạ tầng nhà máy cần được đánh giá, bao gồm:

• Khả năng nâng của cần cẩu treo
• Khả năng chịu tải của sàn
• Diện tích nhà xưởng sẵn có
• Các tuyến vận chuyển vật liệu
• Khoảng trống để bốc và dỡ hàng
• Yêu cầu về hệ thống thoát nước và xử lý nước

Big Bird Industrial đã cung cấp thiết bị làm sạch hạng nặng cho ứng dụng hàng hải và động cơ máy phát điện, bao gồm các hệ thống được thiết kế dành riêng cho thân động cơ trong phân khúc lớp 30 tấn .

Câu hỏi thường gặp

Tại sao chu kỳ làm sạch thân động cơ và trục khuỷu hàng hải lại kéo dài như vậy?

Các bộ phận lớn có diện tích bề mặt và thể tích bên trong lớn hơn nhiều.

Các hệ thống phun quét có thể cần nhiều lần quét để đạt được độ phủ đủ, trong khi các khoang lớn đòi hỏi thêm thời gian để chất làm sạch lưu thông, thoát nước và sấy khô.

Việc xử lý thủ công cũng có thể tốn khá nhiều thời gian khi chi tiết nặng hàng chục tấn.

Đối với hệ thống khối động cơ tiêu biểu nêu trên, chu kỳ 60 phút bao gồm toàn bộ quy trình vào, làm sạch và ra .

Đối với hệ thống trục khuỷu, chu kỳ 20 phút không bao gồm thời gian xếp và dỡ tải .

Áp suất 10 MPa có đủ cho việc làm sạch đường dẫn dầu trên trục khuỷu hàng hải hay không?

Áp suất yêu cầu phụ thuộc vào đường kính, chiều dài, hình dạng của đường dẫn dầu, vật liệu chi tiết, mức độ nhiễm bẩn và cấu hình vòi phun.

Đối với ứng dụng trục khuỷu hàng hải được tham chiếu, làm sạch mục tiêu ở áp suất 10 MPa được sử dụng cùng với việc định vị vòi phun bằng robot.

Các tiêu chí chấp nhận đối với ứng dụng này bao gồm độ sạch tổng thể của ≤40 mg , với tiêu chí chi tiết nhất cho chi tiết gia công là ≤200 mg .

Về cơ bản, tính đủ áp lực cần được xác minh thông qua kiểm tra độ sạch thực tế và hiệu lực hóa quy trình.

Có nên sử dụng xe đẩy hoặc băng tải con lăn cho các bộ phận động cơ hàng hải không?

Phương pháp vận chuyển phù hợp phụ thuộc chủ yếu vào kích thước, trọng lượng, hình dạng và chuyển động yêu cầu của bộ phận.

Vận chuyển bằng xe đẩy phù hợp với các bộ phận cực kỳ lớn và nặng có bề mặt đỡ ổn định. Phương pháp này cung cấp khả năng chịu tải cao và kiểm soát chuyển động tốt.

Vận chuyển bằng băng tải con lăn phù hợp với các bộ phận có hình dạng cho phép vận chuyển liên tục hoặc từng bước một cách ổn định.

Các trục khuỷu dài có thể được vận chuyển theo phương dọc trục bằng con lăn song song, giảm nhu cầu quay phôi trong quá trình gia công.

Làm thế nào để quy định độ sạch cho thiết bị làm sạch động cơ hàng hải?

Một đặc tả nghiệm thu kỹ thuật cần xác định rõ phương pháp đo độ sạch và các tiêu chí nghiệm thu.

Tiêu chí độ sạch tổng thể và tiêu chí phôi tối đa cho các thành phần lớn có thể tích khác biệt đáng kể, nên kết hợp sử dụng có thể được sử dụng.

Đối với hệ thống làm sạch trục khuỷu hàng hải hạng nặng được tham chiếu, các tiêu chí là ≤40 mg về tổng thể và ≤200 mg trong điều kiện phôi tối đa .

Tiêu chuẩn nghiệm thu cuối cùng luôn phải được thống nhất trong đặc tả kỹ thuật của thiết bị.

Ket luan

Việc làm sạch các bộ phận động cơ diesel hàng hải đòi hỏi một cách tiếp cận thiết bị cơ bản khác biệt so với việc làm sạch các bộ phận động cơ xe chở khách hoặc xe thương mại thông thường.

Akhối động cơ loại 30 tấn yêu cầu vận chuyển bằng xe đẩy chuyên dụng, di chuyển có kiểm soát, làm sạch phun quét trên diện tích lớn và làm sạch có mục tiêu các lỗ mở quan trọng.

Một trục khuỷu hàng hải cỡ lớn yêu cầu cấu hình khác biệt, kết hợp giữa làm sạch quét và làm sạch đường dẫn dầu có mục tiêu ở áp suất 10 MPa , tiếp theo là thổi khí quét và dỡ tải có kiểm soát.

Trong cả hai ứng dụng này, thiết kế thiết bị phải tính đến nhiều yếu tố hơn là chỉ áp suất làm sạch và thời gian chu kỳ. Trọng lượng chi tiết, kích thước, hình học bên trong, độ ổn định khi vận chuyển, dung tích chứa dư lượng, quá trình sấy khô, cơ sở hạ tầng nhà máy và tiêu chí chấp nhận mức độ sạch tất cả đều cần được xem xét đồng thời.

Big Bird Industrial cung cấp các giải pháp làm sạch công nghiệp chuyên dụng cho động cơ diesel hàng hải, động cơ máy phát điện và các bộ phận quy mô lớn khác, với các cấu hình thiết bị được phát triển dựa trên kích thước cụ thể của chi tiết, yêu cầu quy trình và điều kiện sản xuất.