Ресурсосберегающие технологии очистки двигателя и его деталей при ремонте с регенерацией моющих жидкостей в ОАО "Несвижский райагросервис"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Мойка и очистка деталей

1.1 Виды и характер загрязнений деталей

1.2 Моющие средства

1.3 Оборудование для мойки и очистки

1.4 Регенерация моющих растворов

1.5 Утилизация отходов очистки двигателя и его деталей

2. Охрана труда и окружающей среды и меры безопасности при проведении очистки и мойки

2.1 Охрана труда и окружающей среды

2.2 Охрана труда и меры безопасности при проведении очистки и мойки

3. Ресурсосберегающие технологии очистки двигателя и его деталей при ремонте с регенерацией моющих жидкостей в ОАО «Несвижский райагросервис»

Заключение

Список использованных источников

Введение

Постоянная необеспеченность ремонтного производства запасными частями является серьезным фактором снижения технической готовности автомобильного парка. Расширение же производства новых запасных частей связано с увеличением материальных и трудовых затрат. Вместе с тем около 75% деталей, выбраковываемых при первом капитальном ремонте автомобилей, являются ремонтопригодными либо могут быть использованы вообще без восстановления. Поэтому целесообразной альтернативой расширению производства запасных частей является вторичное использование изношенных деталей, восстанавливаемых в процессе ремонта автомобилей и его агрегатов.

Из ремонтной практики известно, что большинство выбракованных по износу деталей теряют не более 1 -- 2% исходной массы. При этом прочность деталей практически сохраняется. Например, 95% деталей двигателей внутреннего сгорания выбраковывают при износах, не превышающих 0,3 мм, и большинство из них могут быть вторично использованы после восстановления.

С позиции материалоемкости воспроизводства машин экономическая целесообразность ремонта обусловлена возможностью повторного использования большинства деталей как годных, так и предельно изношенных после восстановления. Это позволяет осуществлять ремонт в более короткие сроки с меньшими затратами металла и других материалов по сравнению с затратами при изготовлении новых машин.

Высокое качество отремонтированных автомобилей и агрегатов предъявляет повышенные требования к ресурсу восстановленных деталей. Известно, что в автомобилях и агрегатах после капитального ремонта детали работают, как правило, в значительно худших условиях, чем в новых, что связано с изменением базисных размеров, смещением осей в корпусных деталях, изменением условий подачи смазки и пр. В этой связи технологии восстановления деталей должны базироваться на таких способах нанесения покрытий и последующей обработки, которые позволили бы не только сохранить, но и увеличить ресурс отремонтированных деталей. Например, при восстановлении деталей хромированием, плазменным и детонационным напылением, индукционной и лазерной наплавкой, контактной приваркой металлического слоя износостойкость их значительно выше, чем новых.

Восстановление автомобильных деталей стало одним из важнейших показателей хозяйственной деятельности крупных ремонтных, специализированных малых предприятий и кооперативов. Создана фактически новая отрасль производства -- восстановление изношенных деталей. По ряду наименований важнейших наиболее металлоемких и дорогостоящих деталей вторичное потребление восстановленных деталей значительно больше, чем потребление новых запасных частей. Так, например, восстановленных блоков двигателей используется в 2,5 раза больше, чем получаемых новых, коленчатых валов -- в 1,9 раза, картеров коробок передач -- в 2,1 раза больше, чем новых. Себестоимость восстановления для большинства восстанавливаемых деталей не превышает 75% стоимости новых, а расход материалов в 15 -- 20 раз ниже, чем на их изготовление. Высокая экономическая эффективность предприятий, специализирующихся на восстановлении автомобильных деталей, обеспечивает им конкурентоспособность в условиях рыночного производства.

За рубежом также уделяют большое внимание вопросам технологии и организации восстановления деталей. В высокоразвитых странах-- США, Англии, Японии, ФРГ -- ремонт в основном осуществляется на предприятиях-изготовителях автомобилей. Восстанавливают дорогостоящие, металлоемкие, массовые автомобильные детали -- коленчатые и распределительные валы, гильзы цилиндров, блоки и головки блоков, шатуны, тормозные барабаны и пр. Ремонтной базой являются моторо- и агрегаторемонтные предприятия фирм-изготовителей новых* машин, самостоятельные фирмы-посредники. Например, в США восстановлением деталей занято около 800 фирм и компаний. К ним относятся как специализированные фирмы, так и фирмы, производящие комплектующие изделия для автомобилестроительных предприятий, в общем объеме продукции которых 10 -- 40% приходится на выпуск восстановленных деталей. Ремонтным фондом служат детали со списанных автомобилей, которые поставляют фирмы производители или фирмы, специализирующиеся на переработке негодных автомобилей. В США удовлетворение потребности автотранспортных средств в запасных частях обеспечивается на 25 % в результате восстановления деталей.

Глава 1. Мойка и очистка деталей

1.1 Виды и характер загрязнений деталей

Автомобили и их составные части при поступлении в капитальный ремонт могут иметь на поверхностях деталей разнообразные загрязнения, различающиеся по условиям формирования и физико-механическим свойствам (табл. 1.1).

Таблица 1.1. Свойства некоторых загрязнений составных частей автомобиля [1, c.21]

Загрязнения автомобиля**	Характерные детали автомобиля	Максимальная толщина слоя загрязнения, мм	Максимальная площадь загрязненной поверхности, %*
Дорожно-почвенные отложения (дорожная грязь)	Детали ходовой части, рамы, кузова, кабины	30	70	-
Масляно-грязевые отложения	Наружная поверхность двигателя и коробки передач	10	10	15
Отслоившиеся лакокрасочные покрытия	Отслоившиеся лакокрасочные покрытия	1,0	90	70
Продукты коррозии	Рама, детали шасси, кабина, кузов	20	10	5
Накипь	Рубашка охлаждения блока и головки цилиндров	5	1	2
Асфальтосмолистые отложения	Щеки коленчатого вала, шатуны, картер блока цилиндров	3	-	30
Нагар	Головка цилиндров, выпускной трубопровод, выпускной клапан	10	-	3

*Площадь поверхности автомобилей и их агрегатов составляет 75--150 м; площадь двигателей н их деталей 10--25 м.

**Без двигателя.

Все загрязнения подразделяют на эксплуатационные и технологические. Эксплуатационные загрязнения возникают в процессе эксплуатации автомобиля. К ним относятся: дорожно-почвенные отложения, продукты коррозии, накипь, масляно-грязевые отложения, асфальто-смолистые отложения, лаковые отложения и нагар.

Дорожно-почвенные отложения накапливаются в основном в ходовой части. Загрязненность ими зависит от условий эксплуатации (сезона работ, дорожных условий и т. п.). Прочность удержания частиц грязи на поверхности (адгезия) зависит от шероховатости поверхности, размера частиц, влажности воздуха и ряда других факторов. Адгезия мелких пылевидных частиц к поверхности весьма значительна. Удалить эти отложения можно щеткой или ветошью.

Продукты коррозии образуются в результате химического или электрохимического разрушения металлов и сплавов. На поверхности стальных и чугунных деталей появляется пленка красновато-бурого цвета -- гидрат окиси железа (ржавчина), который растворяется в кислотах и лишь незначительно в щелочах и воде. Алюминиевые детали также подвержены коррозии, продукты которой имеют вид серовато-белого налета и представляют собой окиси или гидраты окислов алюминия.

Накипь образуется в системе водяного охлаждения двигателя при эксплуатации. Откладываясь на стенках рубашек охлаждения двигателя и радиатора, накипь затрудняет теплообменные процессы и нарушает нормальную работу двигателя. Образование накипи обусловлено содержанием в воде в растворенном состоянии солей кальция и магния, т.е. жесткостью воды. Кроме накипи, в системах охлаждения двигателей образуются илистые отложения в результате попадания в систему охлаждения механических примесей (песка, глины), органических веществ (микроорганизмов, растений) и образования продуктов коррозии.

Масляно-грязевые отложения возникают при попадании дорожной грязи и пыли на поверхности деталей, загрязненные маслом. Возможно обратное явление -- попадание масла на поверхности, загрязненные дорожной грязью: при этом грязь пропитывается маслом.

Асфальтосмолистые отложения -- мазеподобные сгустки, откладывающиеся на стенках картеров, щеках коленчатых валов, распределительных шестернях, масляных насосах, фильтрах и маслопроводах.

Лаковые отложения -- пленки, образующиеся в зоне поршневых колец, на юбке и внутренних стенках поршней.

Нагары -- твердые углеродистые вещества, откладывающиеся на деталях двигателей (стенки камеры сгорания, клапаны, свечи, днище поршня, выпускной трубопровод, распылители форсунок). Основу нагара составляют карбены и карбоиды (30-80%), масла и смолы (8-30%), остальное -- оксикислоты, асфальтены и зола. Нагары содержат большинство нерастворимых или плохо растворимых составляющих.

Технологические загрязнения связаны с процессом ремонта. К ним относятся: производственная пыль, стружка и абразив, окалина и шлаки, притирочные пасты и остатки эмульсий, продукты износа при обкатке.

При неудовлетворительной очистке деталей от этих загрязнений в процессе приработки поверхностей трения происходит интенсивный их износ. Задиры, царапины и риски, возникающие в период приработки, существенно влияют на первоначальный износ деталей.

Технологические загрязнения имеют свои особенности, которые необходимо учитывать при выборе технологии очистки. Твердые загрязнения (производственная пыль, микропорошки, шлак, окалина, стружка), химически не связаны с поверхностью, а обычно связаны масляной пленкой и удаляются вместе с ней. Исключение составляют стружка в каналах, окисные пленки, частички абразива, внедренные (шаржированные) в поверхность металла. Для их удаления необходимо сильное и направленное гидродинамическое воздействие или продолжительное кавитационное (ультразвуковое) воздействие. При удалении притирочных паст необходимо иметь в виду, что удалять необходимо одновременно жидкие и твердые компоненты паст, иначе удаление только жидких компонентов, например, растворением, затруднит удаление твердых компонентов из-за засушивания и уплотнения, что усложнит их эмульгирование.

Продукты износа при обкатке необходимо извлекать из системы при фильтрации циркулирующего масла.

В зависимости от количества остаточных загрязнений различают три уровня очистки: макроочистку; микроочистку; активационную очистку.

Макроочистка -- процесс удаления с поверхности наиболее крупных загрязнений.

Микроочистка -- удаление загрязнений из микронеровностей поверхности.

Активационная очистка -- это травление деталей в растворах щелочей и кислот.

Применяют различные способы контроля остаточной загрязненности поверхности. При макроочистке приемлемы протирание, массовый и люминесцентный методы, а при микроочистке и активационной очистке -- люминесцентный и метод смачивания водой.

Протирание поверхности выполняется бумажной салфеткой, тканью или ватным тампоном. Наличие грязи на протирочном материале количественно оценивается взвешиванием.

Массовый метод также состоит в том, что остаток загрязнения определяют взвешиванием. Сравнивая очищенные образцы с эталонами, можно быстро и с достаточной точностью оценивать моющую способность различных средств.

Люминесцентный метод основан на свойстве масел люминесцировать под влиянием ультрафиолетового света. Величина и интенсивность светящейся поверхности указывают на загрязненность поверхности.

Метод смачивания поверхности водой основан на способности металлической поверхности удерживать непрерывную пленку воды, если эта поверхность свободна от масляных (гидрофобных) загрязнений.

Очистка поверхности -- удаление загрязнений с поверхности до определенного уровня ее чистоты. Существуют различные методы очистки (рис. 1.1). [1, c.58] В основе каждого метода используется определенный способ разрушения загрязнений и удаления их с поверхности. Для ускорения процессов очистки применяют следующие способы интенсификации: повышение температуры и давления очищающей среды, вибрационную активацию очищающей среды и др.

В общем виде работа очистки

А₀=А_фх+А_м ,

где А_фх-- работа, совершаемая очищаемой средой в результате физико-химической активности; Ач --работа, связанная с механическим воздействием среды на разрушение загрязнения и его связи с поверхностью.

Чем физико-химически активнее среда (т. е. больше А_фх),тем потребуется меньше механической энергии; чем меньше А_фх, тем больше необходимо затратить Л_мдля достижения одинакового эффекта очистки.

Рис. 1.1 Классификация способов мойки и очистки деталей

Выбор процесса очистки за счет оптимальных величин Лфх и Лм основан на технологических и экономических соображениях. Работа Лфх зависит от моюще-очищающей активности среды, ее концентрации и температуры. Работа Л„ зависит от механической интенсивности процесса очистки (струи, вибрации, ультразвуковых колебаний и т. д.). Способы очистки, рекомендуемые для удаления различных загрязнений, приведены в табл. 1.2. [1, c.34]

Таблица 1.2. Перспективные способы удаления различных загрязнений

1.2 Моющие средства

Рассмотрим механизм удаления масляной пленки с деталей моющим раствором. Схема воздействия горячего моющего раствора на масляную пленку изображена на рис. 1.2.[2, c.97] На рис. 1.2, а показано исходное состояние масляной пленки на поверхности детали. Под действием горячего моющего раствора масляная пленка быстро нагревается и в результате расширения и действия сил поверхностного натяжения принимает волнистый вид с углом а = 90° (рис. 1.2, б),и с углом а90° (рис. 1.2, в). В дальнейшем масляная пленка деформируется настолько, что, разрушаясь, образует масляные капли, которые обволакиваются моющим раствором. В результате этого сила сцепления этих частиц с металлом уменьшается и они легко удаляются с поверхности деталей струей раствора.

Таким образом, из рассмотренной схемы следует, что главным условием высокого качества обезжиривания деталей является обеспечение оптимальной температуры моющего раствора. При недостаточной температуре масляная пленка на детали не деформируется несмотря на действие моющего раствора.

С повышением температуры значительно снижается вязкость загрязнения, повышается его текучесть, и эффективность обезжиривания улучшается.

Моющее действие состоит в удалении жидких и твердых загрязнений с поверхности и переводе их в моющий раствор в виде растворов или дисперсий. Моющее действие проявляется в сложных процессах взаимодействия загрязнений, моющих средств и поверхностей. Основными явлениями, определяющими моющее действие, являются смачивание, эмульгирование, диспергирование и пенообразование. Указанные явления связаны с поверхностным натяжением и поверхностной активностью моющих средств.

Известно, что вдоль поверхности жидкости действуют силы натяжения, стремящиеся сократить эту поверхность. Они получили название сил поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение измеряют работой, которую необходимо затратить для увеличения поверхности жидкости на 1 см². Произведение поверхностного натяжения на поверхность называется свободной поверхностной энергией. Способность веществ понижать свободную поверхностную энергию характеризует поверхностную активность этих веществ. Вещества, понижающие поверхностное натяжение раствора, называются поверхностно-активными веществами (ПАВ). Смачивание заключается в растекании капли жидкости, помещенной на поверхность твердого тела. Поверхности, смачиваемые водой, называются гидрофильными, а не смачиваемые водой -- гидрофобными. Смачиваемость твердого тела жидкостью зависит от поверхностного натяжения жидкости, от природы и состава жидкости и твердого тела. Например, поверхности, загрязненные маслами, хорошо смачиваются углеводородными растворителями и не смачиваются чистой водой. Добавление в воду ПАВ понижает поверхностное натяжение воды и обеспечивает смачивание загрязненных маслами поверхностей.

В большинстве случае загрязнения сострят из двух фаз -- жидкой (масла, смолы) и твердой (асфальтены, карбены, почвенные и пылевые частицы и т. п.). Удаление таких загрязнений с поверхности происходит двумя путями: эмульгированием жидкой фазы (образование эмульсий) и диспергированием твердой фазы (образование дисперсий).

Рис. 1.2. Схема воздействия горячего моющего раствора на масляную пленку: 1 -- деталь; 2 --масляная пленка

Эмульсией называется система несмешивающихся жидкостей, одна из которых распределена в виде мелких капель в другой. Эмульсии подразделяются на два типа: эмульсии прямые -- "масло в воде" и эмульсии обратные -- "вода в масле". Под маслом здесь понимается любая органическая жидкость, не растворимая в воде и водных растворах.

Эмульгирование жидкой фазы загрязнений возможно в водных растворах ПАВ. Молекулы ПАВ создают на поверхности капель масла прочные адсорбционные слои. Гидрофобная часть молекулы связывается с маслом, а гидрофильная -- ориентируется в сторону водного раствора (см. рис. 1.3). [3, c.111] При этом происходит гидрофилизация капель масла, что препятствует их слиянию (коалосценции). Вещества, в данном случае ПАВ, адсорбирующиеся на поверхности гидрофобных частиц, называются эмульгаторами.

Рис. 1.3. Схема моющего процесса: 1 -- капли воды; 2 -- загрязнение; 3 -- очищаемая поверхность; 4 -- моющий состав; 5 -- гидрофильная часть молекулы ПАВ;6 --гидрофобная часть молекулы ПАВ (радикал); 7 -- переход частиц загрязнения в раствор; 8 -- частицы загрязнения, стабилизированные в растворе; 9 -- адсорбция молекул ПАВ на очищенной поверхности.

Диспергирование твердой фазы загрязнений происходит благодаря адсорбции ПАВ на частицах загрязнений. Малое поверхностное натяжение раствора позволяет ему проникать в мельчайшие трещины частиц загрязнения и адсорбироваться ПАВ на поверхностях этих частиц. Адсорбированные молекулы ПАВ создают расклинивающее давление на частицы, разрушая и измельчая их. На процессы эмульгирования и диспергирования большое влияние оказывает механическое воздействие раствора, способствующее разрушению загрязнений.

Важным этапом в моющем процессе является стабилизация в растворе отмытых загрязнений и предупреждение их повторного осаждения на очищенную поверхность. Стабилизация загрязнений зависит в основном от состава моющего раствора и технологических условий его применения (концентрации, температуры, загрязненности). В итоге моющий процесс можно представить состоящим из ряда последовательных этапов. Поскольку почти все загрязнения гидрофобны, то вода, обладая большим поверхностным натяжением, не смачивает загрязненные поверхности и стягивается в отдельные капли (рис. 1.3,а).

При растворении в воде моющего средства поверхностное натяжение раствора резко уменьшается, и раствор смачивает загрязнение, проникая в его трещины и поры (рис. 1.3,6). При этом снижается сцепляемость частиц загрязнения между собой и с поверхностью. При механическом воздействии увлекаемые молекулами моющего средства частицы грязи переходят в раствор (рис. 1.3, в). Молекулы моющего средства обволакивают загрязнения и отмытую поверхность, что препятствует укрупнению частиц и оседанию их на поверхность (рис. 1.3, г). В результате частицы загрязнения во взвешенном состоянии стабилизируются в растворе и удаляются вместе с ним.

В быту принято судить о качестве моющего раствора по количеству образующейся пены. Это не совсем верно. Пена способствует удержанию диспергированного загрязнения и предотвращению его осаждения на очищенную поверхность. Однако отождествлять пенообразование с моющим действием нельзя, так как пенообразование не является специфической характеристикой моющего действия.

При очистке поверхности металлов пенообразование имеет большое значение. В одних случаях пенообразование -- это положительное влияние, например, при пароводоструйной или электролитической очистке, когда слой пены предотвращает разбрызгивание моющего раствора или создает защитный слой, уменьшающий проникновение едких испарений в атмосферу. В большинстве же случаев пенообразование является отрицательным фактором, т. е. ограничивает использование интенсивного перемешивания моющего раствора. Например, в струйных моечных машинах нельзя применять моющие средства с высоким уровнем пенообразования.

Щелочность моющих растворов является важнейшим фактором, определяющим эффективность очистки. Щелочность определяет способность растворов нейтрализовать кислые компоненты загрязнений, омылять масла, снижать контактное натяжение растворов, жесткость воды и т. д. Различают общую и активную щелочность. Общая щелочность определяется титрованием кислотой с индикатором метилоранжем, а активная -- титрованием с фенолфталеином. Моющее действие растворов зависит только от уровня активной щелочности.

Показателем щелочности, равно как и кислотности, служит водородный показатель рН, который определяется как логарифм обратной концентрации ионов водорода. Поскольку моющим действием обладает только часть щелочных соединений, диссоциировавших на свободные ионы, то водородный показатель может служить критерием активности или моющей способности растворов.

Большое распространение во всех процессах очистки получили синтетические моющие средства (СМС). Основу СМС (табл. 1.3) [1, c.183] составляют ПАВ, активность которых повышена введением щелочных электролитов. Растворы СМС по моющей способности значительно превосходят растворы едкого натра и различных щелочных смесей. Составы СМС для струйных и погружных способов очистки приведены в табл. 1.3.

Указанные СМС выпускают в виде сыпучего, гигроскопичного белого или светло-желтого порошка. Они нетоксичны, негорючи, пожаробезопасны и хорошо растворимы в воде. Растворы СМС допускают одновременную очистку деталей из черных, цветных и легких металлов и сплавов. В отличие от растворов едкого натра они безопасны в применении. Узлы и детали, подлежащие непродолжительному хранению (10-- 15дней), не нуждаются после очистки растворами СМС в дополнительной антикоррозионной обработке. Антикоррозионная защита поверхности обеспечивается силикатами, входящими в состав СМС.

Таблица 1.3

Эффективность рассмотренных СМС представлена в табл. 1.4 [2, c.129], из которой видно, что СМС в 3 -- 5 раз эффективнее растворов едкого натра. Средства Лабомид-101, Лабомид-102 и МС-6 предназначены для моечных машин струйного типа, а Лабомид-203 и МС-8 -- для машин погружного типа. Разработаны новые составы технических моющих препаратов Темп-100 и Темп-100А. Препараты Темп эффективнее, чем Лабомид и МС, и, кроме того, Темп- 100А обладает повышенным пассивирующим действием по отношению к очищаемой поверхности. Из зарубежных СМС наиболее эффективным являются Силирон У-64 и Гр-форте-супер.

Разработано пожаро- и взрывобезопасное средство МС-9, состоящее из неионогенных ПАВ (0,3%), активных добавок-- Nа₂СO₃Nа₃РО₄, NаОН (6%) и воды (93,7%). МС-9 имеет низкую пенообразующую способность, что позволяет применять его при механизированной очистке деталей струйным методом и использовать при более низкой температуре, чем средство МЛ-52 (МЛ-52 при 80 -- 100° С; МС-9 при 70 -- 75° С) с одинаковым моющим действием.

Таблица 1.4

Определено на установке КИ-3127. По пенообразующим свойствам СМС существенно различаются.

Рабочие концентрации растворов СМС зависят от загрязненности поверхности и составляют 5 -- 20 г/л. Наилучшее моющее действие растворов СМС проявляется при температуре 80 -- 85° С. При 70 ° С и ниже резко снижается моющая способность раствора и усиливается ценообразование. Для непогашения используют дизельное топливо, которое добавляют в раствор в количестве 10--15 г/л.

В ремонтном производстве используется водный раствор едкого натра, который не может применяться для очистки и мойки деталей из алюминия и его сплавов. Алюминий реагирует со щелочами с образованием растворимой соли (алюмината натрия), поэтому для обезжиривания деталей из алюминия и алюминиевых сплавов используют растворы на основе кальцинированной соды (10 -- 15 г/л) с добавлением тринатрийфосфата (10 -- 25 г/л) и жидкого стекла (10--15 г/л). Нейтральные жидкости не вступают в химическое взаимодействие с загрязнениями, их очищающее действие основано на образовании с загрязнениями коллоидных растворов, суспензий и эмульсий. Нейтральные жидкости подразделяются на органические (перхлорэтилен, трихлор-этилен, ксилол, ацетон, дихлорэтан, дизельное топливо, керосин тракторный, бензин и уайт-спирит) и неорганические (воду).

К преимуществам органических растворителей следует отнести высокую производительность, возможность удаления загрязнений с деталей сложной формы, так как обезжиривающей способностью обладает не только жидкость, но и пары, возможность многократного использования. Однако у органических растворителей действие избирательное, большинство из них пожароопасно, вредно действуют на организм человека, и они относительно дороги. Повышение скорости и качества очистки находится в зависимости от сочетания высокой химической активности моющей среды и максимального эффекта кавитационного разрушения загрязнений. Как показали исследования моющей способности органических растворителей, хорошие результаты при ультразвуковой очистке от масляных загрязнений дает композиция дизельного топлива и дихлорэтана.

На ремонтных предприятиях часто используют такие моющие средства, как дизельное топливо, бензин, уайт-спирит, керосин. Они применяются для внутренней промывки картера двигателя, коробки передач и ведущих мостов. Наибольший интерес представляет применение этих средств и их композиций для очистки деталей двигателей от асфальтосмолистых отложений и нагаров.

Анализ показывает, что в зарубежном ремонтном производстве имеются тенденции к применению в технологии очистки двигателей очищающих средств на основе органических растворителей. Использование этих средств увеличивает производительность очистных операций в 6 -- 8 раз, повышает качество очистки, дает возможность проводить очистку при умеренных температурах (20 -- 60 °С). Приблизительно такие же результаты обеспечиваются новыми моющими средствами, созданными в ГОСНИТИ. Лабораторные испытания показывают, что время очистки деталей при использовании этих средств по сравнению с щелочными в несколько раз сокращается (рис. 1.4) [3, c.218] при умеренном возбуждении моющих жидкостей колебанием деталей с амплитудой 150 -- 200 мм и частотой 1,0 --2,51/с.

Разработан препарат на основе хлорированных углеводородов -- Лабомид-315. Этот препарат обладает высокой очищающей способностью по отношению к масляным, асфальтосмолистым и углеродистым отложениям деталей машин и двигателей. По этому показателю Лабомид-315 превосходит все известные препараты, в том числе наиболее активные из них: Ардрокс-667 и Лабомид-311. Лабомид-315 обеспечивает качественную очистку деталей при небольших затратах энергии итемпературе20 -- 25°С.

В производстве применяют растворяюще-эмульгирующие средства (РЭС), состоящие из базового растворителя, сорастворителей, ПАВ и воды. Сначала детали погружают в РЭС, где загрязнения растворяются, затем они помещаются в воду или водный раствор щелочных синтетических моющих средств для эмульгирования растворителя и оставшихся загрязнений -- при этом эмульгированный растворитель и загрязнения переходят в щелочной раствор, чем обеспечивается необходимое качество очистки. РЭС применяются при очистке деталей от прочных, например, асфальтосмолистых отложений, но их могут использовать и при очистке других загрязнений, когда нет возможности повысить температуру раствора выше 60°С.

Рис. 1.4. Динамика очистки загрязненных деталей двигателей различными моющими средствами: 1 -- Лабомид-311 и Аплайд -- хлорированные углеводороды с фенолами и поверхностно-активными веществами; 2 --ДВП-1, МК-3, АМ-15, МЛ-51 -- органические растворители с поверхностно-активными веществами; 3 --МЛ-52, МЛ-51, Лабомид-203, Лабомид-101, МС-8 -- синтетические моющие средства

По составу и свойствам растворяюще-эмульгирующие средства, предназначенные для очистки деталей машин, можно разделить на две группы: РЭС-1 -- горючие смеси нефтяных углеводородов с ПАВ (смачиватели, эмульгаторы и сорастворители): препараты МК-3, Термос, АМ-15, ДВП-1 и пр.; РЭС-2 -- негорючие смеси галоидных производных (чаще всего хлорированных) углеводородов со смачивателями, эмульгаторами, иногда с фенольными соединениями: Лабомид-315, Ардрокс-667, Аплайд 8-77, Лабомид-311, Ардрокс-610с, Аплайд 8-66 и пр.

Рис. 1.5. Очищающая способность моющих и очищающих средств

Сравнительная характеристика очищающей способности моющих и очищающих средств РЭС погружением по отношению к асфальто-смолистым и углеродистым загрязнениям представлена на рис. 1.5. [2, c.191] Анализ показывает, что РЭС-1 обладает горючестью и низкой активностью по отношению к тяжелым асфальтосмолистым и углеродистым отложениям. РЭС-2 негорюч, достаточно быстро очищает поверхность от масляных и асфальтосмолистых отложений, однако многие его композиции недостаточно активны по отношению к тяжелым асфальтосмолистым и углеродистым отложениям, а эффективные в этом отношении РЭС -- высокотоксичны.

1.3 Оборудование для мойки и очистки

Недостаточная очистка ремонтируемых объектов является одной из серьезных причин снижения качества их ремонта. Производительность труда при разборке и сборке загрязненных объектов ремонта резко снижается. По данным исследований только в результате повышения качества очистки можно на 20 -- 30% повысить ресурс отремонтированных агрегатов и на 15 -- 20% увеличить производительность труда на разборочно-сборочных работах.

Согласно разработанной ГОСНИТИ системе моечных машин конструкции моечных машин делят на мониторные, струйные, погружные, комбинированные, циркуляционные и специальные.

Мониторные моечные машины предназначены для гидродинамической очистки наружных поверхностей машин и их агрегатов. Сущность гидродинамической очистки -- подача на очищаемую поверхность водяной струи или моющего раствора под давлением 0...20 МПа. Комплексное воздействие динамического напора струи, температуры и моющих средств обеспечивает эффективное удаление с поверхности различных загрязнений. Представителями этого типа моечных машин являются мониторная моечная машина «Корона» (Россия), серия машин зарубежных фирм «Клинетт», «Герни» (Дания), «Керхер» (Германия) и др.

С помощью этих машин можно очищать разнообразные объекты холодной (до 60 °С), горячей (до 100 °С) водой или пароводяной смесью (100...150 °С) с эжекцией моющих средств.

Мониторные моечные машины подразделяют:

-по виду исполнения: передвижные и стационарные;

-типу привода: от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания;

-исполнению насоса: аксиально-поршневой с наклонным диском, плунжерный рядный (кривошипно-шатунный механизм привода плунжеров насоса);

-температуре подаваемой воды: без подогрева, с подогревом, парогенераторы.

Рис. 1.6. Схема мониторной моечной машины: 1 -- насос; 2 -- электродвигатель; 3 -- разъем для подсоединения шланга подачи воды; 4-- фильтр; 5, 6 и 7--клапаны соответственно предохранительный, перепускной и подачи моющего средства (МС); 8-инжектор; 9-- смеситель; 10-- быстроразъемное соединение; 11 -- шланг высокого давления; 12-- монитор; 13 -- регулятор давления; 14 -- манометр; 15-- насадка сменная.

Мониторная моечная машина работает следующим образом (рис. 1.6). [4, c.56] При включенном электродвигателе 2 по шлангу, присоединенному к разъему 3, через фильтр 4, обеспечивающий защиту насоса 1 от попадания механических частиц (песка, ржавчины), вода поступает в насос, который создает давление и нагнетает ее в напорный шланг высокого давления 11 и далее в монитор 12 через сменную насадку 75 на очищаемую поверхность. Давление на выходе насадки регулируется регулятором давления 13 и контролируется по манометру 14. При повышении давления выше нормы открывается встроенный в систему предохранительный клапан 5, вода вновь подается на вход насоса, тем самым предотвращая его повреждение.

При работе моечной машины в автоматическом режиме активацией ручки монитора обеспечивается перетекание воды через смеситель 9, и машина выключается. Если ручка монитора больше не активируется, то вода циркулирует через перепускной клапан 6 и машина останавливается. Повторное включение происходит через активацию ручки монитора.

Моющее средство подается в систему через инжектор 8 из отдельной емкости, куда опускается шланг с клапаном 7 подачи МС. Для оперативного режима работы в конструкции моечной машины предусмотрено быстроразъемное соединение 10, с помощью которого можно быстро поставить монитор другой конструкции.

Для создания давления на выходе используют насадки высокого давления, которые отличаются большим разнообразием по углу распыла и профилю выходного отверстия, что обусловливает наст форму струи и площадь следа струи на очищаемой поверхности.

Насадки могут иметь постоянный угол распыла (обычно 0, 15, 15, 30, 40 и 60°) или переменный (от 0 до 90°), регулируемый в процессе очистки от минимального до максимального значений. При угле распыла 0° струя сосредоточенная, с большим ударным импульсом, однако при этом площадь очистки небольшая (и, как следствие, низкая производительность очистки). Увеличение угла распыла приводит к расширению струи; если струя веерная, то ударный импульс резко снижается.

Положительные качества сосредоточенной и веерной струй успешно реализованы турбонасадкой, в которой сосредоточенная струя жидкости, вращаясь со скоростью 4000 мин-1, описывает конусную поверхность. Хорошая очищающаяся способность достигается высоким ударным импульсом (на расстоянии 20 см от накидки ударный импульс составляет более 70 % сосредоточенной струи), а большая площадь очистки -- вращением струи.

Основные характеристики мониторных моечных машин приведены в таблице 1.7. [4, c.57]

Таблица 1.7 Характеристика мониторных моечных машин

По своей сути, мониторные моечные машины являются разновидностью струйных, которые бывают трех исполнений: камерные тупиковые, камерные проходные и секционные. Очистка в них осуществляется в камере струями моющего раствора, вытекающего из насадок под давлением. Эффективность воздействия струи на загрязненную плоскость объекта очистки состоит из сил гидродинамического давления, сил скоростного воздействия потока струи жидкости, растекающейся по поверхности, и физико-химических влияний моющих средств. Для увеличения зоны прямого действия иногда раме с соплами сообщают движение.

При работе машины для струйной очистки деталей (рис. 1.8) [4, c.59] насос подает технологическую очистную среду под давлением 0,2... 1 Мпа в систему гидрантов -- фигурные трубопроводы с множеством сопл. Форма гидрантов, число и направление сопл обеспечивают формирование струй, направленных в наиболее загрязненные места. В некоторых машинах гидранты выполнены подвижными, что позволяет струям раствора взаимодействовать с очищаемой поверхностью с разных направлений со сканирующим эффектом. В процессе очистки объекты поступательно перемещаются на транспортере или подвесном конвейере относительно гидрантов. Перемещение деталей на подвесном конвейере обеспечивает лучшее качество их очистки, а перемещение на решетчатом транспортере исключает время завешивания деталей на подвески.

Рис. 1.8. Машина для струйной очистки деталей: 1 -- тамбур; 2-вентиляционный отвод; 3 --люк; 4 -- флотационный отсек; 5 и 9-- напорные фильтры; 6-- ванна с раствором и нагревательными элементами; 7--очистная камера; 8-- система гидрантов; 10 -- емкость подачи раствора; 11-- насосный агрегат; 12-- приборы управления.

Недостатки струйных моечных машин: плохо очищаются детали сложной конфигурации, имеющие «карманы», углубления, заэкранированные участки и т. д.; сила прямого удара воздействует в небольшой зоне непосредственного контакта струи с очищаемой поверхностью, а растекающийся от центра удара струи поток жидкости проходит мимо этих участков; применение малопенящихся моющих средств, ограничивающих возможность использования высокоэффективных моющих средств, или пеногасительных устройств, что усложняет конструкцию и технологию, увеличивает затраты.

Мощность отдельных струйных моечных машин уже достигла 100 кВт и более, но их энергия на 90...95 % используется впустую: струи бьют по очищенной поверхности, в то же время в недоступных для них местах остаются загрязнения. Уменьшение диаметра сопл (меньше 4 мм) с целью повышения напора струи приводит к быстрому их засорению (за 6 ч) из-за отсутствия надежных систем фильтрации растворов. Увеличение диаметра насадка сверх указанного вызывает излишние затраты энергии на очистку единицы поверхности.

По энергетическим и тепловым затратам, удельным площадям струйные моечные машины значительно уступают погружным. Поэтому струйные моечные машины применяют для удаления маслогрязевых отложений, общей очистки, ополаскивания и пассивации деталей после обработки погружением, а также после некоторых видов механической обработки.

Погружные моечные машины изготавливают двух видов: тупиковые и проходные. Объект очистки погружают в моющий раствор и выдерживают в нем. Для интенсификации процесса часто создают различные относительные движения объекта очистки и моющей жидкости: либо сообщают движение объекту, либо возмущают жидкость, иногда встречается комбинация движений. В этом случае на загрязнения воздействует комплекс физико-химических и гидромеханических факторов, что создает более благоприятные условия для равномерной очистки изделий сложной конфигурации.

Работу и устройство погружной машины крестово-роторного типа рассмотрим на примере технологического модуля для очистки деталей от маслогрязевых и асфальтосмолистых загрязнений (рис. 1.9). [4, c.59] На шипы крестовины подвешивают контейнеры 3 с деталями. Вал приводится во вращение от электродвигателя через клиноременную передачу и редуктор. Дно ванны выполнено с уклоном для облегчения удаления шлама. Устройство фильтрации (на схеме не приведено) непрерывно очищает раствор при работе модуля.

Рис. 1.9. Технологический модуль для очистки деталей от маслогрязевых и асфальтосмолистых загрязнений: 1 -- ротор-активатор; 2 -- устройство для сбора загрязнений; 3 -- контейнер с деталями; 4 -- вал с крестовинами; 5 -- ванна; 6 -- маслосборник; 7 -- теплообменник; 8 -- насос.

Производительность и качество погружной очистки увеличиваются при гидродинамической активации очистного раствора.

Применяют следующие способы активации:

-колебанием платформы с очищаемыми деталями в растворе вдоль вертикальной оси;

-лопастными винтами, которые создают осевые турбулентные потоки раствора, заключенные в диффузоры;

-роторами-активаторами, создающими радиальные турбулентные потоки раствора;

-ультразвуковыми колебаниями очищающей среды.

Предложена интенсификация очистки деталей за счет пространственного их перемещения в контейнере относительно трех координатных осей (трехмерная гидродинамическая очистка).

Качество и производительность погружной очистки ответственных деталей (например, топливной аппаратуры) повышаются за счет использования ультразвуковых колебаний очищающей среды.

Под действием этих колебаний в жидкости образуются области сжатия и разрежения, распространяющиеся по направлению ультразвуковых волн. При интенсивности ультразвуковых колебаний 2...5 Вт/см2 возникают кавитационные явления, связанные с захлопыванием воздушных пузырьков. Происходит мощный гидравлический удар, способный создать местное давление более 10 МПа.

Под действием гидравлических ударов трудноудаляемые загрязнения (накипь, смола, нагар и др.) разрушаются, отделяются от поверхности детали, переходят в моющий раствор, превращаясь в эмульсию. Кроме кавитации в процессах очистки большое значение имеют акустические течения, которые образуют вихревые гидродинамические потоки, способствующие растворению и перемещению компонентов в жидкой среде.

Комбинированные моечные машины характеризуются сочетанием в одном агрегате погружного и струйного способов очистки, что обеспечивает высокое качество очистки изделий. По сравнению со струйными они имеют лучший тепловой баланс, что снижает на 30 % расход теплоты на 1 т очищаемых изделий. При очистке деталей и узлов от почвенных и асфальтосмолистых отложений производительность процесса повышается на 30...40 %. Однако комбинированные моечные машины имеют сложную конструкцию и они энергоемкие.

Циркуляционные моечные машины рекомендуют для очистки различных внутренних полостей машин. Эффект очистки достигается циркуляцией моющего раствора под давлением через загрязненные полости. Очищают этим способом, как правило, замкнутые полости, например трубопроводы, радиаторы, различные каналы в деталях и т. д.

Специальные моечные машины рекомендуют для очистки изделий от специфических трудноудаляемых загрязнений -- нагара, накипи, старых лакокрасочных покрытий, а также для очистки фильтров, метизов и др. В них очистка происходит за счет механических воздействий на загрязнения какого-нибудь инструмента или абразивных тел. К ним относятся: очистка при помощи металлических щеток, часто щетки приводят в механическое движение различными устройствами; пескоструйная очистка (обдувка загрязненных поверхностей кварцевым или металлическим песком); очистка косточковой крошкой (обдувка мелко раздробленной скорлупой фруктовых косточек); гидроабразивная очистка (воздействие струи воды с абразивом); очистка гранулированным диоксидом углерода (охлаждение в сочетании с ударным действием частиц сухого льда); галтовка и виброабразивная очистка (воздействие специального абразива на детали, размещенные в одной емкости, совершающей гармонические колебания или другие движения).

Заслуживает внимания очистка деталей потоком стеклянных шариков диаметром 0,3...0,8 мм. Этот вид очистки по сравнению с очисткой деталей косточковой крошкой более производителен, здесь меньшая стоимость очистного агента, установка имеет меньшие габаритные размеры, а процесс легче механизируется.

Материал шариков по сравнению с другими искусственными абразивами характеризуется наибольшим значением коэффициента восстановления при ударе (15/16). Стеклянные шарики при ударе о поверхность детали не оставляют на ней следа.

Установка для очистки от нагара поршней двигателей внутреннего сгорания показана на рисунке 1.10. [4, c.62]

На корпусе 1 находятся все узлы установки. Электродвигатель 2 посредством клиноременной передачи 3 приводит червячный редуктор 4, который, в свою очередь, клиноременной передачей 5 соединен с двумя шкивами, установленными на валах 6. На других концах валов закреплены стаканы, в которые устанавливают очищаемые детали.

Рис. 1.10. Машина для очистки деталей потоком стеклянных шариков: 1 -- корпус; 2 -- электродвигатель; За 5-- клиноременные передачи; 4 -- червячный редуктор; 6-- вал; 7--камера; 8--дверь; 9-- эжекционная форсунка; 10-- сборник-фильтр; 11 -- матерчатый фильтр; 12-- фильтрующая сетка; 13 -- эжектор.

Процесс очистки протекает в двух одинаковых камерах 7 (на рисунке показана одна из них). Каждая из камер оборудована двумя эжекционными форсунками 9. Камеры снабжены открывающимися дверями 8, которые в закрытом положении воздействуют на конечный выключатель (на рисунке не показан). Электрический сигнал выключателя используется для включения двигателя 2 и подачи сжатого воздуха к эжекционным форсункам. К последним также подключены шланги для подачи стеклянных шариков. Дно каждой камеры 7 выполнено наклонным для скатывания шариков в выходной патрубок. Этот патрубок соединен с эжектором 13, а последний -- со шлангом для возврата шариков в сборник-фильтр 10, в котором находятся запас стеклянных шариков, матерчатый фильтр 11 и фильтрующая сетка 12. Шланги для подачи шариков к эжекционным форсункам 9 подключены к основанию конусного дна сборника. Патрубок, по которому шарики возвращаются в сборник-фильтр, расположен тангенциально к его корпусу.

Установка работает следующим образом. В два стакана на валах 6 устанавливают очищаемые детали и закрывают двери 8 камер 7. Двери в закрытом положении воздействуют на конечный выключатель, который дает сигнал на включение двигателя 2 и подачу сжатого воздуха к эжекционным узлам 9 и 13. Вращение от вала электродвигателя посредством клиноременных передач 3 и 5 и редуктора передается на стаканы с деталями. Эжекционные форсунки создают разрежение в подводных шлангах, что приводит к поступлению шариков к форсункам. Шарики из фильтра-отстойника попадают в струю сжатого воздуха и приобретают необходимую энергию для разрушения нагара в момент соударения с загрязнением. Верхние форсунки, установленные в камерах 7, очищают днище поршня, а боковые форсунки -- канавки под поршневые кольца. Шарики после соударения с нагаром попадают вместе с частицами загрязнений на наклонное дно камеры, а затем благодаря работе эжектора 13 -- в сборник-фильтр. Шарики проходят через сетку 12, на которой задерживаются частицы загрязнения. Отработавший воздух через фильтр 11 выходит в атмосферу в очищенном состоянии.

При открытии дверей 8 камер 7 отключаются напряжение к электродвигателю 2 и подача сжатого воздуха к эжекторам 9 и 13. Очищенные детали извлекают из остановленных стаканов.

В конце смены частично разбирают сборник-фильтр 10 для удаления загрязнений с сетки 12 и очистки матерчатого фильтра.

Установка (рис. 1.11) [2, c.200] для мойки и очистки мелких деталей во вращающемся барабане состоит из привода 1, шестигранногобарабана 4с перфорированными стенками, который вращается в подшипниках, установленных на верхней рамке каркаса; ванны5для моющей жидкости; пневмоцилиндра6двустороннего действия для подъема и опускания ванны; каркаса2,имеющего внутри направляющие, в которых движутся ролики ванны; колпака3с дверцей для загрузки деталей в барабан.

Рис. 1.11. Установка для мойки мелких деталей во вращающемся барабане: а и б -- соответственно крайнее верхнее и крайнее нижнее положение ванны

Техническая характеристика установки с вращающимся барабаном для мойки и очистки мелких деталей в жидкой среде

Моющая жидкость. керосин

Вместимость ванны, л. 90

Частота вращения барабана, об/мин 34

Время мойки, мин 15--20

Масса загружаемых деталей, кг 87

Габаритные размеры, мм:

длина 1070

ширина 1880

высота 1485

Вначале откидывают дверцу колпака и подводят барабан люком в верхнее положение. Затем открывают дверцы барабана и загружают его деталями, подлежащими мойке. После этого закрывают дверцы барабана и колпака и включают пневмоцилиндр для подъема ванны с моющей жидкостью в верхнее положение. Затем включают привод и начинают мойку деталей. По окончании мойки ванну опускают в нижнее положение и чистые детали выгружают по наклонной плоскости, образованной дверцейбарабана,в накопитель. После этого процесс мойки деталей повторяется. Для периодического слива моющей жидкости ванна имеет два отвода с винтовыми пробками.

Детали небольших размеров, но сложной конфигурации, в частности детали системы питания и электрооборудования, очищают в моечных установках ультразвуком. Детали, подлежащие очистке, помещают в ванну с моющим раствором, где под действием ультразвука в моющем растворе образуются области сжатия и разрежения. Образование пустот в жидкости и действия (гидравлические удары), вызываемые ими там, где они возникают, получило название кавитации. Под действием кавитации загрязнения на поверхности детали разрушаются и удаляются вместе с моющим раствором. В качестве моющих средств целесообразно применять водные растворы лабомида или МС (в зависимости от загрязненности концентрация раствора составляет 10 -- 30 г/л, температура раствора 55 -- 65°С) или растворители и средства на их основе (керосин, дизельное топливо, АМ-15 и др.).

Оборудование, применяемое при ультразвуковой очистке, обычно состоит из ультразвуковой ванны, генератора тока высокой частоты и излучателя (преобразователя тока высокой частоты в ультразвуковые колебания), встроенного в дно ванны. В качестве излучателей в основном применяют магнитострикционные преобразователи, преобразующие электрические колебания ультразвукового генератора в механические ультразвуковые колебания, которые передаются моющей жидкости в ванне.

Для удаления накипи и продуктов коррозии, помимо очистки в расплаве солей, косточковой крошкой или металлическим песком, объекты ремонта обрабатывают в 10--12%-ном растворе ингибированной соляной кислоты при температуре 78 -- 85°С в течение 20 -- 25 мин. После обработки в кислотном растворе объекты ремонта ополаскивают в растворе кальцинированной соды (5 г/л) и тринатрийфосфата (2 г/л). Старые лакокрасочные покрытия чаще всего удаляют обработкой деталей в щелочных растворах каустической соды (едкий натр, ГОСТ 2263-- 71) концентрацией 80-- 100 г/л при температуре 80 -- 90°С в течение 60 --90 мин. Детали промывают горячей водой в установках ванного или струйного типа. Завершающей операцией является пассивирование поверхности деталей в ванне с раствором нитрита натрия концентрацией 5 г/л при температуре 50 -- 60°С. Когда удаление старой краски в щелочных растворах невозможно по технологическим или конструктивным соображениям, ее удаляют при помощи смывок или растворителей. Химическая промышленность выпускает следующие смывки: СД (СП) по ТУ МХП 1113-44, СД(ОБ) по ТУ МХП 906-42 и АФТ-1 по ТУ МХП 2648-51. Скорость действия смывок: СД (СР) --5 мин, СД (ОБ) --30 мин и АФТ-1 -- 20 мин. Расход -- 170, 150 и 250 г/м²соответственно. Разрушающее действие смывки АФТ-1 повышается при добавлении в нее фосфорной кислоты из расчета 15 мл на 1 л смывки. В качестве смывок можно применять растворитель Р-4 № 646 или № 647..

От консервационных смазок детали очищают в растворах синтетических моющих средств, таких как Ла-бомид-101 концентрацией 10 г/л при температуре 90 -- 100°С. Установки АКТБ-180 или ОМ-3600 и др. с пульсирующим потоком жидкости применяют для очистки масляных каналов блока цилиндров и коленчатого вала.

Для обезжиривания некоторых точных деталей (плунжерные пары, распылители, шариковые и роликовые подшипники) применяют бензин с последующей промывкой веретенным или солярным маслом. Обезжиривать подшипники после промывки их в бензине можно и в растворах 1 и 2, приведенных в табл. 1.5 [3, c. 205], при температуре раствора 60 -- 70°С.

При очистке деталей электрооборудования применяют керосин. В качестве заменителя керосина и бензина можно применять керосиновый контакт, который получают на нефтеперерабатывающих заводах в виде побочного продукта при очистке минеральных масел серной кислотой. Состав керосинового контакта: 40% -- сульфонефтяных кислот; 8% --минеральных масел; 1% -- серной кислоты; остальное -- вода. Ввиду повышенного раздражающего действия на кожу рук керосиновый контакт применяют только при механизированной мойке.

...