Для механічного очищення поверхні металів застосовують:
Вибір того чи іншого обладнання визначається обсягом робіт, габаритами виробів, що очищаються, характером забруднень і вимогами до підготовки поверхні.1) апарати струминної абразивної обробки;
2) ручний та механізований інструмент.
Апарати струминного абразивного очищення
Принцип дії апаратів струминної обробки заснований на повідомленні кінетичної енергії частинками абразивного матеріалу та їх спрямованої подачі на виріб, що очищається. Це досягається за рахунок струменя стисненого повітря, води або дії відцентрової сили. При ударі про перешкоду (виріб) частинки завдяки кінетичній енергії викликають поверхневе руйнування та деформацію поверхневого шару металу, наслідком чого є видалення оксидів та інших забруднень з поверхні.
Поверхня, очищена струминною абразивною обробкою, має шорсткість і підвищену поверхневу енергію, що сприяє поліпшеній адгезії та отриманню якісного покриття.
Як абразивний матеріал застосовують кварцовий пісок, корунд, металевий пісок і металевий дріб різних видів (чавунну литу і колоту, сталеву литу, колоту, рубану). Залежно від абразиву та способу його подачі на поверхню розрізняють апарати для дробоструминної та піскоструминної обробки, апарати для гідроабразивної обробки, дробометні апарати та термореактивні піскоструминні апарати.
Апарати для дробоструминного очищення
Апарати для дробоструминної обробки найбільш поширені в промисловості. Їх переваги: відносно висока продуктивність, відсутність пилу (на відміну від піскоструминних апаратів), багаторазове використання дробу. Залежно від способу подачі абразивного матеріалу до сопла струминної головки ці апарати діляться на три типи: нагнітальної, всмоктувальної та гравітаційної дії.
В апаратах нагнітальної дії абразивний матеріал або дріб під тиском подаються в камеру для змішування з повітрям, а потім по шлангу через сопло - на поверхню, що обробляється.
Цей спосіб найбільш продуктивний, але вимагає застосування складних апаратів та супроводжується швидким зносом сопла та шлангів.
В апаратах всмоктувальної дії абразивний матеріал з бункера засмоктується струменем стисненого повітря і по шлангу прямує через сопло на оброблювану поверхню. Апарати прості за пристроєм і безвідмовні в роботі, у них менше зношуються сопла та шланги, але їх продуктивність мала (менше 2-4 кв.м/год).
В апаратах гравітаційної (змішаної) дії абразивний матеріал з бункера потрапляє до сопла під дією власної ваги і лише перед самим виходом із сопла змішується з повітрям.
Мал. Дробеструминні апарати нагнітальної (а), всмоктувальної (б) та гравітаційної (в) дії
Гравітаційні дробоструминні апарати прості за пристроєм, безперебійні в роботі, споживають мало стисненого повітря. Найбільш доцільно їх використовувати із нерухомо закріпленими струменевими головками.
В апаратах дробоструминного очищення, як і в апаратах піскоструминного очищення, застосовуються струменеві головки з соплами відповідно нагнітальної або всмоктувальної дії. Сопло є однією з найвідповідальніших деталей апаратів струминного очищення. Від його конструкції, діаметра проточної частини та матеріалу, з якого воно виготовляється, багато в чому залежать продуктивність та економічність апаратів струминної дії.
Діаметри проточної частини сопел коливаються від 6 до 16 мм. Сопла менших розмірів застосовуються для очищення дрібних та середніх виробів складної конфігурації, а сопла великих розмірів – для обробки великих виробів. Відношення довжини сопла до його діаметра зазвичай у межах від 10 до 15.
Стійкість робочої частини сопла, виконаної зі сталі або чавуну, становить 3-7 год, з мінералокерамічного сплаву - 30-40 год, з карбіду вольфраму - 800-1000 год. плавно без зазору перетворюється на робочу частину сопла, становить 100-200 год.
Апарати для дробоструминної обробки, а також апарати очищення поверхні металевим піском найбільше відповідають санітарно-гігієнічним нормам. При застосуванні такої обробки поверхня стає рівномірно шорсткою та виступи мають величину 40-60 мкм, що достатньо для отримання якісного покриття (чистота поверхні від Sa 2,5 до 3 або ступінь від "1" до "2").
Апарати для піскоструминного очищення
Апарати для піскоструминної обробки застосовують за наявності можливості зниження або повного виключення запиленості робочого місця та відсутності впливу пилу на обслуговуючий персонал та діючі механізми. Це досягається застосуванням безпилових піскоструминних апаратів, апаратів та установок дистанційного керування, що працюють в автоматичному режимі, а також використанням добре вентильованих камер або місцевих відсмоктувачів.
Безпилові піскоструминні апарати за конструкцією аналогічні апаратам для дробоструминної обробки. Вони забезпечені пристроєм для відсмоктування відпрацьованого абразивного матеріалу і пилу, що утворився, і мають автоматичну систему регенерації абразиву з метою його багаторазового використання. Струменева головка таких апаратів має на кінці концентрично розташовані сопла - розтруб і м'яку металеву торцеву порожнисту голівку-щітку, що прилягає до поверхні, що обробляється.
Установки та апарати дистанційного керування застосовують при конвеєрних способах очищення однотипних виробів невеликих розмірів. Установка в цьому випадку зазвичай розміщується в окремому добре вентильованому приміщенні.
Вологе піскоструминне очищення - ще один шлях підвищення продуктивності праці. Вода під тиском подається в спеціальну інжекторну насадку, змонтовану перед піскоструминним соплом, змішується з сухим абразивним матеріалом.
Продуктивність вологого очищення досягає залежно від робочого тиску 30-55 м2/год.
Голковий вентиль дозволяє плавно регулювати вміст води в абразивному струмені та швидко переходити з вологого режиму роботи на сухий, а також очищати поверхню струменем води з повітрям або сушити поверхню повітрям під тиском. Вода на 95% пригнічує хмару пилу, що утворюється під час роботи.
Інжекторна насадка монтується на стандартний соплотримач перед піскоструминним соплом, що дозволяє обладнати нею будь-який піскоструминний апарат сухого очищення. Насадка має внутрішню зносостійку вставку, що забезпечує тривалий термін служби.
Апарати гідроабразивного очищення
Апарати гідроабразивної очистки поверхні виробів, що застосовуються в промисловості, дуже різноманітні і розрізняються системою приготування водної суспензії абразивних матеріалів, способом подачі її до сопла струминної головки та пристроєм прискорення руху струменя.
Вони мають невисоку продуктивність та застосовуються при невеликих обсягах робіт. Недоліком їх є швидке знос частин, що обертаються, і мінливість складу робочої водної суспензії абразивного матеріалу.
Апарат відноситься до двокамерних апаратів безперервної дії і складається з двох ємностей, призначених відповідно для абразивного матеріалу та води, шлангів та струминних головок. Абразив і вода роздільно подаються по шлангах до сопла струминної головки, причому абразив подається звичайним способом, що застосовується в піскоструминних апаратах, а вода - під тиском стисненого повітря.
Достоїнствами апаратів гідроабразивного очищення є підвищена в 2-3 рази продуктивність порівняно з механізованим інструментом для очищення, відсутність пилу та кращі умови праці. Однак застосування цих апаратів пов'язане із підвищеною витратою абразивних матеріалів; крім того, виникає швидка корозія очищених вологих поверхонь, внаслідок чого потрібне додаткове промивання виробів з пасивацією їх поверхні та подальшим сушінням або добавка у воду інгібіторів корозії. В результаті вартість очищення підвищується.
Дробометні апарати застосовуються в заводських умовах для очищення виливків, поковок, штампованих виробів та листового матеріалу з товщиною стінок понад 5 мм від окалини, іржі, формувальної землі, задирок.
Вони можуть бути періодичної та безперервної дії.
Незважаючи на відмінність конструкцій, та габаритів дробометних установок, вони мають загальний пристрій і складаються з наступних основних елементів: пристосування для подачі виробів під струмінь дробу (столи, візки, конвеєри), дробометного апарату, системи циркуляції відпрацьованого дробу та системи сепарації дробу (сита, магнітні, повітряні чи електронні сепаратори).
Мал. Дробометний апарат: 1 - завантажувальна вирва; 2 - розподільне колесо (імпелер); 3 – ротор; 4 – диски ротора; 5 – лопатки ротора; 6 – електродвигун
У дробометному апараті дріб з бункера потрапляє в імпелер (турбінку), лопаті якого, обертаючись навколо осі, пересувають дріб до вікна, через яке вона потрапляє на лопатки ротора і звідти з великою швидкістю на виріб, що очищається. На відміну від дробоструминних апаратів у дробометних апаратах дріб викидається з великою швидкістю (70-80 м/с), в результаті чого вона надає не тільки сколюючий, а й частково абразивний вплив на поверхневий шар металу, що очищається.
Основним вузлом дробометного апарату є ротор, що має вісім або рідше чотири лопатки. Ротор закріплюється між двома кришками та отримує обертання від електродвигуна.
Дроб завантажується в приймальну лійку, звідки через розподільчу камеру вона подається на лопатки ротора. За способом подачі дробу на лопатки апарати поділяються на імпелерні, гравітаційні та всмоктувальні.
Дробометні апарати в порівнянні з піскоструминними, характеризуються більш високою продуктивністю при меншій витраті енергії. Вони створюють меншу запиленість і дозволяють механізувати та автоматизувати процеси очищення. Основним недоліком їх є неможливість обробки тонкостінних виробів та виробів складної конфігурації.
Термореактивний піскоструминний апарат для абразивного очищення призначений для швидкісного та високоякісного очищення металевих та неметалічних поверхонь від окалини, нагару, затверділих і не затверділих нафтопродуктів (у тому числі бітумних, епоксидних та ін.), старих лакофарбових покриттів та інших забруднень. різних металізованих покриттів.
Ступінь очищення до ступеня 1-2 (Sa3-Sa2,5) передбачає очищення металевої поверхні не тільки до "металевого блиску", але і усунення шорсткості обробленої поверхні (різниця між мікровпадинами та мікровиступами) не більше 30 мкм.
Швидкісні можливості та високий рівень якості очищення досягаються за рахунок процесів, що відбуваються у пальнику реактивного апарату. Стиснене повітря, що надходить у камеру згоряння разом з повітряно-абразивною масою, а також енергія згоряння палива дозволяють проводити розгін абразивних частинок на виході з сопла до швидкості 150-300 м/с (розгін абразивних частинок апаратами піскоструминної обробки - 30-50 м/с .
Проходячи тракт реактивного пальника, абразив розігрівається до 60°С, що дозволяє обробляти металеві поверхні при негативній температурі, вкриті шаром снігу, льоду, мряки, роси і т.д.
Термореактивні піскоструминні апарати безпечні в роботі, тепловий режим пальника працюючими практично не відчувається, експлуатуються в будь-яких умовах. При необхідності апарати можуть використовуватись як звичайні піскоструминні апарати. Для цього закривається вентиль подачі палива або від'єднується ємність із паливом.
Пристрій термореактивного піскоструминного апарату для абразивного очищення показано на малюнку.
Апарат складається з вузлів, з'єднаних між собою гумотканинними рукавами: пальник реактивний, ємність для абразиву (живильник), ємність для палива (дизельне паливо або авіаційний гас).
Термореактивні піскоструминні апарати в порівнянні з піскоструминними характеризуються більш високою продуктивністю обробки та якістю одержуваної поверхні, а також значно меншою витратою абразиву. До недоліків слід зарахувати високий рівень шуму.
Мал. Термореактивний піскоструминний апарат: 1 - пальник; 2 – ємність для абразиву; 3 – ємність для палива; 5,10 – кришки; 6 – штуцера; 4, 7, 8 та 9 - вентилі; 11, 12, 13 та 14 - рукави
Абразиви для роботи у заводських умовах:
- на потокових лініях (дробеметним способом) використовують металевий дріб або металевий пісок розміром фракції не більше 0,6-1,0 мм (ГОСТ 11964-66); застосування більшого дробу прискорює очищення, але при цьому ступінь шорсткості різко зростає, окремі піки мають висоту 100-125 мкм; при фарбуванні такі піки залишаються незабарвленими або на них вдається нанести шар фарби невеликої товщини;
- у камерах (піскоструминним способом) очищення проводиться за допомогою металевого піску розміром фракції не більше 0,6-1,0 мм.
В умовах монтажного відкритого майданчика (піскоструминним способом) використовується сухий кварцовий пісок з розміром фракцій 0,8-1,5 мм.
Ручний та механізований інструмент
Ручний та механізований інструмент найчастіше використовують при очищенні ділянок поверхні великогабаритних виробів, виробів складного профілю, а також об'єктів, що фарбуються та ремонтуються в умовах експлуатації. Робочими органами інструменту є металеві щітки, шліфувальні круги, шайби та стрічки з нанесеними на них абразивними матеріалами, бойки відбійних молотків та інші, що приводяться в дію стисненим повітрям або електроенергією.
Механічна очистка поверхні скачати PDF
Потрібна консультація? Запитайте прямо зараз!