RU1796284C - Устройство дл промывки полых изделий - Google Patents

Abstract

Использование: дл  промывки полых изделий преимущественно типа колец подшипников. Сущность изобретени : устройство дл  промывки полых изделий содержит подвод щий патрубок, установленный 2 на нем возможностью вращени  перфорированный коллектор, имеющий реактивные сопла и щетки, причем р ды сопел и щеток чередуютс . При этом коллектор выполнен стаканообразным с двойными стенками по его образующей дл  образовани  рабочей кольцевой полости между ними, а сопла и щетки расположены на внутренних стенках кольцевой полости. Причем сопла наклонены под острым углом к центру кольцевой полости в направлении к открытому торцу коллектора, а сопла и соответственно щетки расположены на стенках полости друг напротив друга. 2 з.п. ф-лы. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к технике промывки , преимущественно полых изделий типа колец подшипников, и может быть использовано в различных отрасл х машиностроени  дл  промывки изделий с целью их качественной очистки от трудноудал емых частиц загр знений широкого размерного диапазона.

Известны различные устройства и агрегаты дл  промывки изделий жидким агентом , включающие в себ  камеру различного конструктивного исполнени  с выполненными внутри нее соплами или закрепленными сопловыми коллекторами. При этом сопла могут быть направлены под разными углами к обрабатываемой поверхности.

Недостатками известных устройств  вл етс  сложность конструктивного исполнв ни , затрудн юща  их использование в производстве, а также неудовлетворительное качество очистки, не отвечающее требовани м к чистоте поверхности ответственных и

прецизионных деталей, например, колец подшипников, а также деталей, имеющих широкий размерный диапазон трудноудал емых специфических технологических загр знений .

Известно устройство дл  промывки подшипников качени  , содержащее опорное приспособление дл  подшипников в виде цилиндрического стакана, имеющего осевой канал дл  подачи моющей жидкости, при этом в стенках цилиндрического стакана выполнены тангенциально к наружной поверхности каналы дл  подвода моющей жидкости к детали. Однако это устройство также не обеспечивает качественную очистку поверхности от всего спектра имеющейс  гранулометрий загр знений, а также не позвол ет одновременно промывать внутреннюю и наружную поверхности полых изделий. При использовании данного устройства практически не удал ютс  засохшие, за- коксовавшиес  или эаполимеризовавшиес 

Ч

ю о кэ

00

4

макрозагр знени  величиной более 200 мкм, имеющие большие силы адгезионного сцеплени  с поверхностью детали. При использовании известных устройств также практически не удал ютс  частоты микрозагр знений соизмеримые с неровност ми шероховатости поверхности, т.е. менее 15- 20 мкм. Известно , что с целью интенсификации и более качественного удалени  крупных загр знений прочно закрепленных на обрабатываемых поверхност х, в промывочных устройствах дополнительно используютс  щетки, лопатки и другие интенсификаторы механического воздействи .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству  вл етс  устройство дл  промывки изделий, которое с целью интенсификации и повышени  качества промывки дополнительно содержит щетки, установленные перед соплами.

Недостатком известного устройства  вл етс  его ограниченные технологические возможности, а также недостаточное качество промывки внутренних поверхностей полых изделий, В св зи с этим известное устройство невозможно использовать при промывке полых изделий - типа колец. Используема  в известном устройстве сопельна  струйна  промывка не обеспечивает объективных углов направлени  действи  струй, а также в данном устройстве невозможна прерывиста  струйна  подача моечного раствора на различные участки обрабатываемой поверхности, весьма интенсифицирующа  процесс. Все это не позвол ет производить с использованием известного устройства эффективную промывку деталей типа колец подшипников, имеющих трудноудзл емые загр знени  абразивного шлама с широким диапазоном размеров отдельных частиц.

Необходимо иметь ввиду, что особенностью полидисперсного состава большей части загр знений подшипниковых деталей  вл етс  наличие в них трудноудал емых соединений типа, засохших или заполйме- ризованных пленок масел, остатков СОЖ с абразивными пастами, образованных при суперфинишировании. Абразивной составл ющей паст  вл ютс  микропорошки размером 3-10 мкм. При этом размер абразивных загр знений значительно меньше или соизмерим с неровност ми шероховатости обрабатываемой поверхности(Ra e -0,2-1.2 мкм, Rz 3-1QMKM, Rmax 15-35 мкм}.

Как показали эксперименты, известными устройствами струйной промывки, создающими только нормально направленный к обрабатываемой поверхности непрерывный

стационарный поток промывочной жидкости , практически невозможно оторвать и удалить микрочастицы загр знений закок- совавшиес  или образовавшиес  продукты

полимеризации компонентов масел, СОЖ и доводочного шлама и адсорбированные металлом детали, расположенные, как правило, во впадинах неровностей шероховатости. Это объ сн етс  тем, что нормально направленный поток жидкости, прижима  микрочастицу к детали, не позвол ет вырвать ее со дна неровностей, размеры которых превышают размеры загр знений. Известно, что при воздействии нормального жидкостного потока на границе очищаемой поверхности и жидкости образуетс  значительной толщины область демпфировани  - зона нормального отражени  потока. В указанной зоне гаситс  больша  часть скорости и энергии

потока. В этих услови х значительно возрастает толщина пленки пограничного сло  жидкости, превыша  многократно размеры микрочастиц загр знений. Это практически не позвол ет обеспечивать вырывание микрозагр знений из пленок и углублений шероховатости . Как показали эксперименты, в услови х создани  нормального волнового потока или струйного душирующего воздействи  жидкости, минимальные размеры (jr)

гарантировано удал емых частиц загр знений должны превышать максимальные микронеровности обрабатываемой поверхности (Rmax) не менее чем в три раза. Очевидно, что обеспечиваемое с использованием известных устройств промывки качество очистки не может удовлетворить требовани  технических условий при изготовлении точных и ответственных деталей машиностроени  и приборостроени , в том числе при изготовлении подшипников.

Надо отметить, что используемые дополнительно дл  повышени  качества очистки при промывке жидкостным агентом различные способы механического воздействи , такие как воздействие щеток, скребков и др. по разным причинам оказываютс  малоэффективными.

Как показала практика, применени  ще- ток и других механических интенсификато- рое дл  их привода требуютс  специальные, достаточно сложные приводы, что стесн ет рабочую зону обработки, увеличивает энерг гоемкость, усложн ет и удорожает конст- рукцию машины и затрудн ет ее использование в производстве. С другой стороны отсутствие специального установленного оптимального сочетани  механического воздействи  щеток и гидравлического воздействи  жидкости при промывке обусловливает низкую производительность и качество известных устройств.

Практически безрезультатно использование известных устройств промывки со щетками деталей основную массу технологических загр знений которых составл ют абразивные микрочастицы соизмеримые с неровност ми шероховатости очищаемой поверхности. Эксперименты показывают что при промывке со щетками эффективно удал ютс  загр знени  размером в 3-5 раз большим максимальной неровности шероховатости (Rmax) обрабатываемой поверхности , Т.е. dr 3-5 Rmax.

Необходимо отметить, что все известные устройства практически невозможно использовать при одновременной промывке наружной и внутренней поверхности полых деталей типа колец.

Целью изобретени   вл етс  расширение технологических возможностей, повышение качества и интенсификации процесса промывки, в частности, полых изделий .

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  промывки полых изделий содержит корпус с выполненными в нем каналами дл  подвода моющей жидкости через сопла и закрепленные перед ними щетки. При этом корпус в виде перевернутого стакана имеет дополнительно сердцевину в виде цилиндра, между стенками которых образуетс  кольцева  полость, воспроизвод ща  по форме и размерам изделие с зазорами дл  его размещени . Каналы, подвод щие жидкостной очищающий агент одновременно к наружной и внутренней поверхност м детали, размещены внутри корпуса и сердцевины.

Сопла на корпусе и сердцевине устройства выполнены вертикальными колонками по всей высоте кольцевой полости в виде много русных отверстий, направленных тангенциально к поверхности кольцевой полости и под острым углом к вертикальной оси корпуса.

Сопла и щетки на корпусе и сердцевине расположены симметрично напротив друг друга в сторону кольцевой полости, при этом по периметру кольцевой полости вертикальные колонки щеток расположены посередине между вертикальными  русами сопел.

Корпус установлен на несущем и подвод щем жидкость штоке с возможностью вращени  через упорный подшипник.

Особенность механизма воздействи  реализуемого в данной конструкции заключаетс  в режимной взаимосв зи сил, углов и цикличности ударного воздействи  жидкостного потока и щеток на обрабатываемую поверхность. При зтом обеспечиваетс  создание минимальных толщин и возможна прерывистость пограничного сло  жидкости , что облегчает разрыв его сплошности, разрушение пленок при реализации максимальных подъемных сил, отрывающих, выталкивающих и унос щих из пограничного сло  с циклически воздействующим жидкостным потоком и щетками адсорбированны0 ми на поверхности деталей частицы загр знений. Реализаци  в устройстве описанного механизма сочетаний названных условий, обусловливает по вление новых, нигде ранее не использованных условий,

5 обусловливает по вление новых, нигде ранее не использовавшихс  свойств, а не вытекающих с очевидностью функций. Таким образом достигаетс  сверхсуммарный эффект .

0 На фиг. 1 представлен разрез корпуса устройства дл  сушки изделий в верхнем положении при опускании на.промываемое изделие. Основу конструкции устройства составл ют корпус 2 и сердцевина 6 с име5 ющимис  внутри них каналами 3, 7, 11 дл  подачи моющего раствора. Устройство имеет возможность к вертикальному перемещению , обеспечиваемому цилиндром 9 и вращению относительно вертикальной оси

0 на несущем штоке 10 через упорный подшипник 8. Корпус и сердцевина устройства образуют внутреннюю рабочую полость 14, куда заходит изделие в процессе его промывки . Внутри этой полости по всей высоте

5 на корпусе и сердцевине навстречу друг другу расположены много русными вертикальными колонками сопла 4, 12 и вертикальные колонки щеток 5, 13. На фиг. 2 представлен разрез устройства в горизон0 тальной плоскости. Из рисунка видно, что сопла в корпусе и сердцевине имеют тангенциальное направление к поверхност м рабочей полости и расположены парными колонками напротив друг друга на этих по-5 верхност х.

Колонки щеток 5,13 расположены посередине между колонками сопел 4, 12 по периметру поверхности рабочей полости, Поскольку из парных сопел корпуса и

0 сердцевины жидкость подаетс  на наружную и внутреннюю поверхность издели  тангенциально и в одном направлении по сечению, то на корпус устройства передаетс  значительный реактивный крут щий мо5 мент, раскручивающий всё устройство. Нежелательное быстрое и легкое вращение корпуса предотвращаетс  за счет регулируемой жесткости механического контакта одновременно с наружной и внутренней поверхностью детали попарно напротив

друг друга расположенных на корпусе и сердцевине щеток с регулируемой длиной выхода ворса в сторону рабочей зоны.

Высокое качество очистки всего диапазона размеров частиц загр знений достигаемое при использовании за вл емого устройства, объ сн етс  реализацией нового сверхсуммарного эффекта, который заключаетс  в следующем.

Помимо эффективного использовани  известного совмещени  струйной промывки с механическим воздействием щеток в данном устройстве дополнительно реализуютс  воздействие прерывистого потока струй жидкости, направленных под острым углом по вертикальной оси к поверхности обрабатываемых изделий с последовательным прерывистым механическим воздействием щеток. :

Известно, что одним из основных факторов , определ ющих качество очистки и обуславливаемых характером механизма отрыва и удалени  загр знений,  вл етс  соотношение толщины пограничного сло  и величины удал емых микрочастиц. В этой св зи использование прерывистых потоков жидкости с последующим воздействием щеток по поверхности создает предпосылки дл  уменьшени  и разрыва пограничного сло , отрыва и выноса обрабатываемой поверхности загр знений всех размеров, в том числе соизмеримых с величиной пограничного сло .

Учитыва , что сила адгезии микрочастицы к поверхности при наличии жидкой фазы существенно меньше, чем на воздухе, отрыв и вынос частиц с.поверхности вместе с жидкой фазой достигаетс  при выполнении услови  {Зимон А.Д. Адгези  пыли и порошков. - М.: Хими , 1967): Wx Рад. + G- - Wy - Worp, где Рад. - сила адгезии микрочастицы к поверхности детали; G - сила т жести частицы; Wy - подъемна  сила, выталкивающа  частицу из потока жидкости; ЛЛ/отр. сила дополнительного механического воздействи  на частицу - в нашем случае воздействие щеток.

Отрыв и вынос частицы загр знений с поверхности вместе с жидкой фазой практически достигаетс  при превышении подъемной силы напора потока определ ющейс  его скоростью над силами адгезии, которые св заны с толщиной пленки пограничного сло . Известно (Ю.Ф.Козлов, О.М.Кузнецов, А.Ф.Тельнов Очистка изделий в машиностроении ,-М.: Машиностроение, 1982 г.), что при косом прерывистом потоке подъемна  сила, вырывающа  частицу, может практически на пор док увеличитьс  за счет двух факторов. Первый - это наличие тангенциальной составл ющей (F т) силы, котора   вл етс  определ ющей в механизме отрыва частиц микрозагр знений со дна неровностей шероховатости поверхности. Второй

- уменьшение толщины пограничного сло  и как следствие ослабление сил адгезии. В нашем случае при использовании устройства за вл емой конструкции действует эффективна  дополнительна  сила отрыва

О частиц загр знений - это сила механического воздействи  щеток. При этом реализуемое в устройстве последовательное циклическое воздействие: ударный импульс жидкости - выдержка - ударный импульс

5 щеток - выдержка - вновь ударный импульс жидкости - показало весьма эффективное очищающее воздействие многократно превышающее по качеству очистки известные устройства. Итак, при косом циклическом

0 соударении жидкости и щеток, устран   демпфирующую мертвую зону жидкостного сло  на обрабатываемой поверхности, создава  тангенциальную составл ющую силу отрыва частиц загр знений, уменьша  силы

5 адгезии в пограничном слое, создава  предпосылки к уменьшению и разрыву пленок пограничного сло  и реализу  при этом наиболее эффективное последовательное воздействие жидкости и щеток - за вл ема 

0 конструкци  устройства промывки полых деталей позвол ет получить сверхсуммарный эффект. Сказанное полностью подтверждаетс  экспериментальными данными гранулометрического состава анализов за5 гр знений до и после промывки, полученными с использованием фотометрического анализатора механических примесей ФС- 151,

Из представленных в. таблице данных

0 видно, что применение промывочных устройств известных конструкций позвол ет качественно очищать поверхности изделий от загр знений не менее 30 мкм, при этом больша  часть загр знений всего спектра

5 размеров остаетс  в трудноудал емых местах типа канавок, пазов, галтелей и др. Предлагаемое устройство эффективно очищает шероховатые сложнопрофильные поверхности от загр знений всех реально

0 имеющихс  размеров, включа  частицы 5- Ю мкм.

Как видно из данных таблицы, качество промывки с использованием устройства за-  вл  емой конструкции обеспечиваетс  на

5 уровне имеющейс  при промыеке в специальных ультразвуковых ваннах. Достигаемое качество промывки с использованием устройства за вл емой конструкции обеспечивает требуемое техническими услови ми качество промывки таких ответственных

изделий, работающих в услови х трени , какими  вл ютс  подшипники качени  дл  спецтехники, приборостроени , видеотехники и т.д.

Необходимо отметить, что достижение высокого качества и производительности промывки обеспечиваетс  исключительно за счет предложенного конструктивного решени , включающего специальную форму устройства и использовани  дл  привода щеток реактивной энергии струи. В св зи с этим предложенное решение характеризуетс  простотой конструкции, малой метал- ло- и энергоемкостью..

Предлагаема  конструкци  устройства дл  промывки полых изделий, конкретизиру  услови  проведени  процесса очистки прерывистым жидкостным потоком, направленным тангенциально и под острым углом к обрабатываемой поверхности, привела к вы влению качественно новых свойств, а именно к гарантированной эффективной очистке деталей от всех видов трудноудал емых частиц загр знений всего реально имеющегос  размерного спектра

на детал х машиностроени , в том числе от трудноудал емых микрочастиц загр знений , соизмеримых с параметрами шероховатости обрабатываемой поверхности (dr Rmsx, Ra dr RZ). что обеспечило расширение возможности применени  данных устройств.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Устройство дл  промывки полых изделий , содержащее подвод щий патрубок, установленный на нем с возможностью вращени  перфорированный коллектор, имеющий расположенные р дами вдоль его образующей реактивные сопла дл  вращени  коллектора относительно оси патрубка и щетки, причем р ды сопел и щеток чередуютс , отличающеес  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей , коллектор выполнен стаканообразным с двойными стенками по его образующей

   Степень загр знени  поверхности площадью 0,5 дм2 с учетом гранулометрической дисперсности до и после трех видов промывки: с использованием сплошного потока душирую- щей промывки при одновременном воздействии щеток; с использованием предлагаемого устройства; промывка в стандартной ультразвуковой ванне . Продолжительность промывки во всех случа х - 2 мин., - .

   дл  образовани  рабочей кольцевой полости между ними, причем сопла и щетки расположены на внутренних стенках кольцевой полости..
2. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что сопла наклонены под острым углом к центру кольцевой полости в направлении к открытому торцу коллектора.
3. 3. Устройство по п. 1, отличающее- с   тем, что сопла и соответственно щетки расположены на стенках полости друг напротив друга.

   Заказ 613Тираж Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушска  наб., 4/5