7 Цепь приводная; 8 – обшивка станины; 9 – корыто; 10 – натяжная станция

В промышленности работают механизированные и автома­тизи­рованные агрегаты УЗА-1 и УЗА-2, очистка в которых про­изво­дится в обычных рабочих жидкостях с помощью магнито-стрикци­онных преобразовате­лей, получающих питание от ге­нератора УЗГ-10.

Под действием ультразвука в 2–3 раза увеличивается ско­рость удаления окалины. Это объясняется тем, что при обычном травлении пузырьки водорода плотно закупорива­ют поры в окалине и препятст­вуют доступу свежих порций раствора. Под действием УЗ эти пу­зырьки водорода срыва­ются и очищают поры.

Механическая очистка

Механическая очистка является простейшим способом удале­ния окалины вручную проволочными щетками. Однако, это трудоем­кий и малопроизводительный способ.

В кузнечных и термических цехах для очистки деталей от ока­лины применяют пескоструйные и дробеструйные аппараты.

Абразивные установки для очистки

В процессе термической обработки поверхностный слой де­та­лей окисляется и обезуглероживается. Окалинообразование не только ведет к безвозвратным потерям металла (1…3 %), но и отрица­тельно сказывается на качестве готовой продукции. Большинство современ­ных способов термической обработки не исключают пол­ностью кон­такта изделий с окислительной средой. Поэтому, не­смотря на то, что применение безокислительного на­грева резко сни­зило потребность в очистке деталей после термиче­ской обработки, полностью ликвиди­ровать очистку не удалось, и она применяется в термических цехах. Изделия очищают от окалины на виброабразив­ном, струйно-абразив­ном и дробеметном оборудовании.

В

Рис. 6.12. Схема процесса виброабразивной обработки деталей в шестигранном барабане: 1 – активная зона; 2 – «мертвая» зона

иброабразивную обработку применяют для удаления за­усенцев, окалины, ржавчины с деталей, масса которых не превы­шает 15 кг. При виброабразивной обработке детали, загружаемые в специ­альные вращающиеся барабаны или колокола, подверга­ются абра­зивному воздействию наполнителей (песка, стальной дроби, боя шлифовальных кругов и т.д.). Барабаны изготовляют цилинд­риче­скими или многогранными. На рис. 6.12 приведена схема про­цесса виброабразивной обработки в шестигранном ба­рабане.

В пространстве виброабразивного барабана можно выделить «мертвую зону», где детали почти не перемещаются относительно абразива, и активную зону, в которой происходит интенсивный про­цесс очистки деталей. Увеличение частоты вращения барабана хотя и приводит к интенсификации процесса очистки, но вместе с тем зна­чительно ухудшает качество поверхности очищаемых дета­лей, так как детали начинают падать с большой высоты.

Различают жидкостно-абра­зив­ную и виброабразивную об­ра­ботку. В случае жидкостно-абразив­ной обра­бот­ки в барабан добав­ляют органиче­ские растворители (водные растворы щелочей, ки­слот) или по­гружают ба­рабан целиком в ванну с соответст­вующими реаген­тами. При виброабра­зивной обработке в барабан для по­гло­щения масла, пыли и ока­лины вме­сте с деталями загру­жаются дре­вес­ные опилки, которые заменя­ются по мере загряз­нения. Соотноше­ние объе­мов ком­понентов находится на уровне: де­тали – 80…85 %, опилки – 20…15 %. Частота вращения ба­рабана 30…50 мин^-1, время обработки 30…40 мин.

Струйно-абразивная обработка деталей представляет собой процессы, при которых рабочий материал (металлический песок, дробь) вводится в струю газа или жидкости и направляется на очи­щаемую поверхность. В этом случае кинетическая энергия, сооб­щен­ная абразиву, расходуется на удаление загрязнений с по­верхно­сти об­рабатываемой детали. Так как струйно-абразивная обработка осно­вана на чисто механическом действии абразива, эффективность обра­ботки увеличивается с увеличением твердости абразива и ско­рости его перемещения. На рис. 6.13приведена схема полуавтомати­ческой установки для струйно-абразивной обработки мелких дета­лей.

Установка состоит из корпуса 1, барабана 5,надсопельного бункера 6, основного бункера 8, при­вода 2, сопел 7 и электрошкафа 9. В корпусе и барабане имеются двери для загрузки деталей. В верхней части установки помеща­ется вытяжная вентиляция 4.

В

Рис. 6.13. Схема полуавтоматиче­ской установки для струйно-абразивной об­ра­ботки деталей: 1 – корпус; 2 – привод; 3 – ковши; 4 – вытяжная вентиляция; 5 – ба­рабан; 6 – надсопельный бункер; 7 – сопла; 8 - бункер; 9 – элек­трошкаф

нутренняя полость барабана для обработки деталей обли­цо­вана резиной. Вращение барабан получает от электродвигателя через редуктор и цепную передачу. Работа установки осуществля­ется сле­дующим образом: в барабан загружаются очищаемые де­тали, в бун­кер – металлическая дробь. Загрузочные двери плотно за­крываются и включается привод вращения барабана. При вращении барабана дробь захватывается ковшами 3, прикрепленными к торцам барабана, и за­гружается в надсопельные бункера, откуда дробь са­мотеком посту­пает в сопла. Струя сжатого воздуха с дробью на­правлена в бункер на детали.

Крупные металлические частицы через отверстия в барабане попадают в бункер, а мелкие – отсасываются вытяжной венти­ляцией. Через 15…20 мин привод автоматически выключается, барабан оста­навливается и очищенные детали выгружаются.

В аппаратах для струйно-абразивной обработки наиболее из­нашиваются сопла, из которых с большой скоростью выбрасы­ва­ются частицы рабочего материала. Пример формы сопла приведен на рис. 6.14.

Н

Рис. 6.14. Сопло струйно-абразивных аппаратов

аиболее распространенные материалы для сопел – чугун и сталь – обеспечивают низкую стой­кость (2…6 ч). Применение ме­тал­ло­керамических сплавов ВК-2, ВК-6, ВК-8 повышает стойкость сопел до 200…250 ч.

Очистка сухим песком мо­жет быть эффективно заменена мок­рой очисткой, позволяющей очищать изделия, изготовленные с боль­шой точностью, в том числе и резьбовые. Для этого исполь­зу­ется как обычное оборудование для струйно-абразивной обра­ботки с некото­рыми дополнительными установками, так и спе­циальные ус­тановки (рис. 6.15).

Р

Рис. 6.15. Схема установки для струйно-абразивной обработки, работающей на принципе эжектирования абразивной суспензии: 1 – труба; 2 – мешалка; 3 – бун­кер; 4 – шланг; 5 – тележка; 6 – струйный аппа­рат; 7 – очищаемая де­таль; 8 – вра­щающийся стол; 9 – привод механизма вращения стола

абота установки, основанной на принципе эжектирования аб­разивной смеси, происходит следующим образом. В бункер 3 с ме­шалкой 2 заливают воду и засыпают абразив. При подаче сжатого воздуха в камере струйного аппарата 6 создается разреже­ние, благо­даря которому абразивная смесь засасывается из бун­кера по шлангу 4.

В смесительной камере струйного аппарата абразивная жид­кость, смешиваясь со сжатым воздухом, получает дополнительную кинетическую энергию. Увлекаемая воздухом, абразивная жидкость вылетает из выходного сопла струйного аппарата, а отработанная сте­кает обратно по трубе 1 в бункер и цикл повторяется. Эффектив­ность струйно-абразивной обра­ботки зависит от выбора абразивного мате­риала. В качестве абразивного материала применяют речной и горный песок в про­сеянном и просушенном виде. Для очистки стальных из­делий применяют смесь, состоящую из 30 % воды и 70 % песка, для очистки чугунных изделий – 60…50 % воды и 40…50 % песка. Пре­имущество струйно-абразивной обработки за­ключается почти в пол­ном отсутствии пылевыделений. Недостатком ее явля­ется необходи­мость применения специальных герметизиро­ванных аппа­ратов и до­полнительных операций коррозионной за­щиты изде­лий.