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超声波清洗在液压缸活塞清洗中的应用

2021-06-22 16:41
活塞作为液压缸的重要组件之一,清洁度要求非常严格。 传统清洗工艺在液压缸活塞清洗工序中难以达到清洁度要求。超声波清洗技术因其独有的工艺特点,越来越广泛的应用在液压缸活塞零件的清洗工序中。

液压缸是液压系统中重要的执行元件,在重工业、机床设备等机械制造领域具有不可替代的作用。在液压缸的生产过程中,对活塞的清洗是一项不可缺少的关键工序,清洗效果不好,在活塞杆伸缩过程中会造成缸筒内壁拉伤导致液压缸內泄,直接影响液压缸甚至整机的工作运行。当下企业在液压缸活塞的装配清洗过程中,超声波清洗工艺以其洗净效果好,清洗成本低,污染较小的优势,正逐渐的代替传统清洗工艺。
液压缸活塞为多槽带孔类零件(图1),是与活塞杆连接的实现液压缸伸缩关键的组件之一,活塞与活塞杆的连接形式有很多,除螺纹式和半环式连接结构外还有整体式和焊接式以及锥销式等,无论何种连接方式,都必须保证连接可靠。由于活塞是靠密封圈传递油液压力实现缸筒内往复运动的,因此安装密封圈的密封槽清洁度是否达标则是装配工序的关键,如果杂质没有清洗彻底,在高压作业下,杂质与密封圈产生剧烈摩擦,将大大减少密封圈的使用寿命,甚至造成密封圈磨损断裂,影响整机工作。传统清洗工艺在面对活塞的窄槽时显得力不从心,清洗后会有少量残留物附着在槽底难以清除,无法满足装配工序对清洁度的要求。
超声波清洗工艺在液压缸活塞清洗中的应用

超声波清洗工艺的原理及特点
超声波清洗的原理超声波是频率在20000HZ以上的声波,它穿透能力较强,容易获得相对集中的声能,广泛用于测距、测速、清洗及消毒等领域。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。超声波清洗设备的工作原理主要是通过能量交换器,把声能转换成机械振动,通过清洗槽的内壁将超声波辐射到清洗液。因为受到超声波的辐射,槽内清洗液中的微小气泡能够在声波的作用下产生稳定而持续的振动。微小气泡会在声能压力的作用下迅速膨胀并突然闭合。在这个过程中,气泡闭合的瞬间产生冲击波,使周围产1012-1013pa的压力,巨大的压力能够破坏不溶性污物,将他们剥离物体表面并分化于溶液中,从而起到清洗的作用。气体型气泡的振动对固体表面进行擦洗,污层只要存在缝隙,气泡即可“钻入”振动使污层剥离。因此可见,无论清洗的物体结构是否复杂,只要液体能浸到且声场存在的地方都能够实现对表面的清洗,所以针对液压缸活塞这种窄槽深槽较多的结构特点,超声波清洗工艺无论从清洗效果还是清洗效率方面都具有明显的优势。现代工业的发展越来越注重节能减排,低碳环保,与传统清洗工艺相比,超声波清洗工艺在清洗过程中对化学溶剂的用量需求极小,从而极大的降低了对环境的污染。
 
超声波清洗工艺特点
清洗介质超声波清洗一般采用两种清洗剂:化学清洗剂和水基清洗剂。清洗介质利用的是化学原理,而超声波清洗利用的是物理原理,两种方式相互结合,可以极大的增强清洗效果。
功率密度原则上,超声波的功率密度越高,产生的空化效果则越强,清洗效果则越好。但是对于表面粗糙度要求极高的物体,高功率密度清洗时间过长则会对物体表面产生“空化”腐蚀,进而破坏物体表面光洁度。
频率超声波频率越低,在清洗液中则越容易产生空化作用且作用越强。频率越高则超声波方向性越强,适合对表面较为精细的物体进行清洗。
 
超声波清洗工艺是利用超声波的空化作用对物体表面上的污物进行冲击、剥离,最终达到清洗的目的。它具有清洗效果好、清洗效率高等特点。特别是对盲孔、深槽和各种几何状物体,独有其他清洗手段所无法达到的洗净效果,是清洗活塞类多槽零件的最佳工艺选择之一。目前,国内已有部分液压件生产企业采用超声波清洗工艺来对液压缸活塞进行清洗作业,相信以其对此类结构零件及组件清洗方面的独特优势,超声波清洗工艺将得到更广泛的普及。

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