CN113731913A - 一种三维高压水射流清洗方法 - Google Patents

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李占鹏
张红
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明提供一种三维高压水射流清洗方法，包括以下步骤：外露面清洗：零件的外露面采用零件沿轴心旋转，喷枪沿纵轴移动的方式来清洗；内凹面部分清洗：采取工件先旋转90度，喷嘴在正对内凹面的方向上，沿长轴做水平往返移动来清洗；内藏面的清洗：做进退、水平的运动及绕射流轴线的回转运动，定点定位清洗。本发明的有益效果在于：针对复杂结构的零件进行清洗，清洗更干净，效率高。

Description

一种三维高压水射流清洗方法
技术领域
本发明涉及机械结构清洗技术领域，特别是一种三维高压水射流清洗方法。
背景技术
高压水射流清洗是利用高压泵打出高压水经管道到达喷嘴，喷嘴的作用是把高压低流速的水转换成低压高流速的射流，沿着正向或切向冲击被清洗物体表面，射流在垢层或沉积物上产生强大的压强使其粉碎，当垢层表面被射透之后，水流呈锲形插入垢层和清洗件之间的表面使垢层脱落并露出被清洗物体的表面。
国内的机械结构清洗的工艺还是处于一种相对落后的状况。针对大的机械工件的清洗方式主要有：一是大流量多喷嘴满喷的方式；二是采用射流介质集中射出，用机械手操控喷嘴完成对清洗面的清洗。满喷的方式没有针对性，造成很多流量浪费，清洗效率低，而且有死角，如零部件的内通道和重要的缸体孔等都清洗不到，只能人工清洗，费时费力；采用机械手操控喷嘴的清洗方式，清洗效果好，但机构对使用环境的要求过高，实现困难，价格昂贵。
发明内容
为解决现有技术的缺陷，本发明的技术方案提出的一种工业用三维高压水射流清洗系统，是通过如下技术方案实现的。
一种三维高压水射流清洗方法，包括以下步骤：
外露面清洗：零件的外露面采用零件沿轴心旋转，喷枪沿纵轴移动的方式来清洗；
内凹面部分清洗：采取工件先旋转90度，喷嘴在正对内凹面的方向上，沿长轴做水平往返移动来清洗；
内藏面的清洗：做进退、水平的运动及绕射流轴线的回转运动，定点定位清洗。
本发明的有益效果是：针对复杂结构的零件进行清洗，效率高。
附图说明
图1 是本发明实施例的待清洗的零件结构示意图。
图2是本发明实施例的零件外露面清洗示意图。
图3是本发明实施例的零件内藏面的清洗示意图。
图4是本发明实施例的零件内凹面的清洗示意图。
图5是本发明实施例的零件回转速度和运动速度的相对关系示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
一种三维高压水射流清洗方法，包括以下步骤：
外露面清洗：零件的外露面采用零件沿轴心旋转，喷枪沿纵轴移动的方式来清洗；
内凹面部分清洗：采取工件先旋转90度，喷嘴在正对内凹面的方向上，沿长轴做水平往返移动来清洗；
内藏面的清洗：做进退、水平的运动及绕射流轴线的回转运动，定点定位清洗。
在本发明的实施例中，配置一清洗设备，清洗设备包括回转中心，回转中心是通过实施旋转的马达的旋转实现，回转中心还包括固定零件的固定装置，固定装置将夹持零件的对称的两端，再通过马达带动固定装置旋转，使得零件随之旋转。旋转时，可控制旋转的方向，转速等参数。
另外，回转中心的固定装置还包括滚珠丝杠，固定装置的一端是滚珠丝杠的轴，通过电机带动滚珠丝杠前进后退。
在本发明的实施例中，回转中心可同时固定多个零件，零件是大小不同的。固定多数件时，回转中心运转时对最大件的包容轨迹。即以适合最大件的清洗为准。
实施例一：
如图1所示，根据零件的外形和被清洗面的特性，结合我们从事高压水清洗项目多年的经验，即类似于柱状物的外表面、外端面、凹向柱体的凹面，外部射流无法直射的内藏面以及体内的油道和水道。根据几种工件的特点，得出清洗工件的结构，根据图可知被清洗面积的构成为：外侧表面积：18.2㎡，内凹侧表面积：10㎡，端面积：3㎡，全部需要清洗的表面积为31.2㎡。
如图2所示，外露面清洗：零件的外露面采用零件沿轴心旋转，喷枪沿纵轴移动的方式来清洗；零件的外露面采用零件沿轴心旋转，喷枪沿纵轴移动的方式来清洗，回转的轴心将取在不同零件断面的型心变动量范围内，减少在回转的过程中，射流长的变动量。
如图4所示，内凹面部分清洗：采取工件先旋转90度，喷嘴在正对内凹面的方向上，沿长轴做水平往返移动来清洗。由于工件的具有回转的功能，因此对于凹面，采取工件先旋转90度，喷嘴在正对内凹面的方向上，沿长轴做水平往返移动来清洗。喷枪离内凹面的距离控制在800mm之内，作三次步进，一次200mm，每次布进的轨迹如图4中的1、2、3所示。
如图3所示，内藏面的清洗：做进退、水平的运动及绕射流轴线的回转运动，定点定位清洗。对于射流无法直射的内藏面，和特别难清洗的部位设置了高压喷枪系统，作为定点定位清洗，根据清洗射流经验，射流的压力定为14MPa，流量定为46L/min完全满足要求。喷枪具有三维的功能，可以做进退、水平的运动及绕射流轴线的回转运动。
回转中心运行时，以能包容多数回转件，具有最小回转半径的外接圆的中心作为机构的回转中心，回转中心距支撑面的距离为560mm，工件外边的最大回转半径为1100mm。
内藏面中的内通道的清洗则采用接入大流量水流的办法进行过流冲刷。
在本发明的实施例中，回转的轴心将取在不同零件断面的型心变动量范围内，减少在回转的过程中，射流长的变动量。
如图1、5所示，清洗工件外露面时，回转中心旋转时，工件绕纵轴心做径向回转，喷嘴沿轴向运动，由射流的构造可知。
在射流的纵轴方向上，喷枪装两个喷嘴，射流的有效宽度为200×2=400mm。
工件回转一周，喷嘴运行一个有效宽度，即可以做到无死区。假设工件的长度为4000 mm。因此，工件的整个外露面需运行：4400/400=11周。
工件回转面的线速度为3.0 m/min；
则每周的运行时间为：2×1.1×3.1416/3.0 = 2.3min。
工件转一周，喷嘴水平运行400mm；
则喷嘴的运行速度为0.4 m/2.3 min＝0.17米/ min。
此处1100mm为工件最外侧的回转半径。
所以工件清洗外露面的时间为11×2.3＝25.3 min。
工件外露面的面积为18.2 m2，在30分钟内射出的清洗液为：Q=200 L/min×30min=6000L。
平均的射流强度为：11960/31.2=383L/ m2
得出的结论是：利用本发明的三维清洗技术，即螺旋重叠来实现全覆盖的清洗技术，比满喷清洗方式减少了清洗时单位时间的清洗用水，减少了水箱的体积，加热的功率以及清洗剂的消耗。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种三维高压水射流清洗方法，其特征在于，包括以下步骤：
外露面清洗：零件的外露面采用零件沿轴心旋转，喷枪沿纵轴移动的方式来清洗；
内凹面部分清洗：采取工件先旋转90度，喷嘴在正对内凹面的方向上，沿长轴做水平往返移动来清洗；
内藏面的清洗：做进退、水平的运动及绕射流轴线的回转运动，定点定位清洗。
2.根据权利要求1所述的三维高压水射流清洗方法，其特征在于，喷枪离内凹面的距离控制在800mm之内。
3.根据权利要求1所述的三维高压水射流清洗方法，其特征在于，所述零件沿轴心旋转，回转的轴心将取在不同零件断面的型心变动量范围内，减少在回转的过程中，射流长的变动量。
4.根据权利要求1所述的三维高压水射流清洗方法，其特征在于，用于零件回转的回转轴心，可包若多个零件。
5.根据权利要求4所述的三维高压水射流清洗方法，其特征在于，所述多个零件中，所述回转中心运转时对多个零件中的最大件包容其旋转轨迹。
6.根据权利要求1所述的三维高压水射流清洗方法，其特征在于，还包括对内通道的清洗，采用接入大流量水流的方式进行过流冲刷。
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