Zastosowanie czyszczenia laserowego w uszczelnianiu ciernym lokomotyw

Czyszczenie laserowe, jako nowa „przyjazna dla środowiska” technologia, która w przyszłości zastąpi tradycyjne metody czyszczenia, a także nowy proces czyszczenia przemysłowego pozbawiony zanieczyszczeń i materiałów eksploatacyjnych, znalazło szerokie zastosowanie przy produkcji różnych podzespołów, takich jak systemy akumulatorów mocy, przekładnie łożyska, osie, felgi i opony w samochodach, dzięki precyzji procesu na poziomie mikronów i zintegrowanym zaletom automatyzacji bezzałogowej.

 

 

 

 

Zasady czyszczenia laserowego można z grubsza podzielić na trzy rodzaje: efekt termiczny, lekkie złuszczanie i oscylacja. Polega na wykorzystaniu różnych typów laserów do generowania różnych wiązek laserowych. Wykorzystując różnicę współczynnika absorpcji energii lasera pomiędzy podłożem a zanieczyszczeniami powierzchniowymi przy określonej długości fali, materiał podłoża i zanieczyszczenia powierzchniowe pochłaniają energię oraz ulegają rozszerzalności cieplnej i odrywaniu. Chwilowa wysoka temperatura powoduje natychmiastowe odparowanie, zgazowanie lub rozkład brudu, generując jednocześnie fale ultradźwiękowe na powierzchni stałej, generując rezonans mechaniczny i powodując wibrację i rozbicie warstwy brudu lub kondensatu.

Schemat zasadniczy

W porównaniu z tradycyjnymi metodami czyszczenia przemysłowego, takimi jak piaskowanie lub śrutowanie, czyszczenie laserowe charakteryzuje się brakiem szlifowania i bezdotykowym. Nie powoduje efektu termicznego, nie generuje siły mechanicznej na czyszczonym przedmiocie, nie niszczy powierzchni przedmiotu, nie niszczy podłoża, nie powoduje wtórnych zanieczyszczeń. Jest to ekologiczna, przyjazna dla środowiska i niewymagająca materiałów eksploatacyjnych metoda czyszczenia.

 

 

 

Po długotrwałym użytkowaniu na elementach samochodu gromadzi się kurz, rdza, plamy oleju i tak dalej. Jeśli części samochodowe są zbyt brudne, może to prowadzić do słabego efektu filtrowania i czyszczenia, nadmiernego przedostania się zanieczyszczeń do cylindra olejowego, nasilenia zużycia części i zwiększenia możliwości wystąpienia usterek. Aby zapewnić bezpieczną eksploatację samochodów, ważne elementy, takie jak piasty kół, klocki hamulcowe, tarcze hamulcowe i osłony silnika, muszą być regularnie sprawdzane i konserwowane. Zapewnienie czystości różnych przedmiotów obrabianych i komponentów jest istotną częścią procesu konserwacji.

 

 

W procesie produkcji klocków hamulcowych, po tarciu płaskim, a przed lakierowaniem, konieczne jest oczyszczenie klocków hamulcowych, co ma dużą wydajność i szeroki zakres i jest typowe. Dlatego jako przykład bierzemy zastosowanie czyszczenia klocków hamulcowych, aby porównać zalety i wady szczotki stalowej, piaskowania i czyszczenia laserowego:

 

• Skuteczność czyszczenia:Sprzęt do szczotek stalowych nie jest w stanie oczyścić resztek kleju na powierzchni klocków hamulcowych po gładkim szlifowaniu, co powoduje powstawanie wżerów w kolejnym procesie formowania natryskowego, co nie jest zadowalające. Zarówno sprzęt do piaskowania, jak i czyszczenie laserowe mogą całkowicie oczyścić pozostałości powierzchniowe po procesie szlifowania płaskiego. Szybkość czyszczenia piaskowania jest większa niż czyszczenia laserowego. Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę czas produkcji kompletnych linii produkcyjnych, takich jak piec przed szlifowaniem na płasko i proces utwardzania po formowaniu natryskowym, prędkość czyszczenia poprzez piaskowanie jest zbędna. Chociaż czyszczenie wzbudzenia jest wolniejsze, można je również dostosować do prędkości linii produkcyjnej.

 

• Zużycie energii:Zużycie energii przez maszynę ze szczotkami stalowymi wynosi około 8 kW/h, co plasuje się na drugim miejscu wśród trzech. Proces piaskowania wiąże się z dużym zużyciem energii, a całkowite zużycie energii wynosi do 70 kW/h. Dzieje się tak dlatego, że chociaż zużycie energii przez trzy silniki piaskarki do piaskowania, chodzenia i huśtania wynosi około 15 kW/h, zużycie energii przez sprężarkę powietrza dostarczającą gaz wynosi aż 55 kW na godzinę, co czyni ją głównym konsumentem energii. Całkowite zużycie energii przez nasz sprzęt do czyszczenia laserowego wynosi zaledwie 7 kW/h, co stanowi jedną dziesiątą zużycia energii w przypadku sprzętu do piaskowania, a zużycie energii jest najmniejsze spośród wszystkich trzech.

 

• Ochrona ekonomiczna i środowiskowa:Pod względem ekonomicznym sprzęt do piaskowania wymaga 5 kg piasku kwarcowego jako materiału eksploatacyjnego na godzinę. Im dłuższy czas użytkowania, tym więcej materiałów eksploatacyjnych potrzeba. Wraz ze stopniową poprawą krajowych wymagań w zakresie ochrony środowiska, niektóre samorządy lokalne umieściły maszyny do czyszczenia piasku jako niespełniające wymagań rodzaje ochrony środowiska. Zarówno sprzęt ze szczotkami stalowymi, jak i czyszczenie laserowe wymagają jedynie energii elektrycznej, a czyszczenie laserowe pozwala zaoszczędzić 1-2 pracy ręcznej w porównaniu z piaskowaniem i szczotkami stalowymi dzięki zautomatyzowanym operacjom; Z punktu widzenia ochrony środowiska i niskoemisyjności, laserowe urządzenia czyszczące nie posiadają materiałów eksploatacyjnych, nie emitują zanieczyszczeń, charakteryzują się niskim zużyciem energii i brakiem hałasu, a także stanowią jeden ze sprzętów spełniających wymagania niskoemisyjnej ochrony środowiska.

 

 

 

Zastosowanie czyszczenia laserowego w przemyśle uszczelnień obejmuje głównie usuwanie plam olejowych z powierzchni taśm ze stali nierdzewnej w procesie produkcji uszczelek metalowych, czyszczenie plam olejowych i resztek kleju na powierzchni form pierścieni uszczelniających oraz modyfikację powierzchni specjalne materiały uszczelniające. Istnieje wiele rodzajów uszczelek, z których typowymi są pierścienie typu O-ring, szkieletowe uszczelnienia olejowe i podkładki uszczelniające. Dzięki naświetleniu wiązką lasera plamy oleju na uszczelce natychmiast odparowują i odklejają się od metalu, uzyskując efekt czyszczący.

Przed wejściem do maszyny nawijającej metalowa uszczelka musi oczyścić film olejowy przyczepiony do powierzchni cewki ze stali nierdzewnej. W istniejącym procesie na ogół do obróbki powierzchni wykorzystuje się namaczanie chemiczne. Czyszczenie laserowe w tym procesie może spełnić wymagania producenta dotyczące efektu czyszczenia. Główną trudnością w zastosowaniu jest brak możliwości dostosowania przepustowości i prędkości linii produkcyjnej. Ogólnie rzecz biorąc, szerokość sprzętu do czyszczenia laserowego wynosi od 150-200 mm, podczas gdy szerokość paska ze stali nierdzewnej wynosi od 1100-1500 mm; A prędkość produkcji czyszczenia cewek stalowych jest zbyt duża, zwykle powyżej 10 M/min, czyli około dziesięciokrotnie wyższa niż prędkość adaptacyjna czyszczenia laserowego. Nasza firma może rozwiązać problem dostosowania szerokości czyszczenia za pomocą niezależnie opracowanego sprzętu do czyszczenia laserowego o ultraszerokiej szerokości. Chociaż może rozwiązać zastosowanie procesu pod względem szybkości linii produkcyjnej, koszt obecnego rozwiązania branżowego jest zbyt wysoki i konieczna jest dalsza optymalizacja.

 

Do usuwania plam olejowych i resztek kleju na powierzchni form pierścieni uszczelniających opracowaliśmy sprzęt do laserowego czyszczenia płaskich form z trójwymiarowym ruchem w pięciu osiach i wysokim stopniem swobody, odpowiedni do różnych typów form płaskich, takich jak hamulce formy podkładek w przemyśle ciernym i formy pierścieni uszczelniających w przemyśle uszczelnień. Może usunąć olej odporny na rdzę i oczyścić pozostałości na powierzchni wnęki formy po wielokrotnych naciśnięciach. Można dodać dodatkowe maszyny wyporowe, aby dostosować się do skomplikowanych form. Podczas procesu czyszczenia warstwę galwaniczną można zachować, aby chronić wzór ostrza i przedłużyć żywotność formy. W porównaniu do czyszczenia przez piaskowanie jest ono nie tylko bardziej przyjazne dla środowiska, ale także zapewnia, że ​​wnęka formy nie ulegnie uszkodzeniu, co zmniejsza ryzyko defektów produktu.

 

Niemetalowe uszczelki uszczelniające to kolejna ważna kategoria w branży uszczelnień. Produkty te charakteryzują się dużą szybkością absorpcji lasera światłowodowego w zakresie długości fali 1064-1080nm, co w normalnych warunkach może powodować uszkodzenia. Nie nadają się do zastosowań procesowych, np. przy zastosowaniu lasera impulsowego na powierzchnię materiałów gumowych, może to spowodować 10% uszkodzeń μ Uszkodzenia wynoszą około m, ale można je również zastosować jako metodę modyfikacji kilku specjalnych materiałów , takie jak materiały gumowe z dołączonym polimetylohydrosiloksanem, które mogą poprawić współczynnik tarcia powierzchniowego do 35 mN/m i napięcie powierzchniowe do powyżej 38 dyn/cm podczas usuwania powłoki.

 

Jednocześnie czyszczenie laserowe wykazało dobrą skuteczność w czyszczeniu warstwy tlenku i szorstczeniu elementów uszczelniających materiałów ceramicznych i kompozytowych, a także osiągnęło zadowalające wyniki w usuwaniu uszczelniacza z powierzchni metalowych. Można zauważyć, że czyszczenie laserowe ma różną skuteczność w przypadku stosowania produktów z różnych materiałów ze względu na różne szybkości absorpcji lasera. Dlatego może być również stosowany jako proces uzupełniający do modyfikacji powierzchni kilku specjalnych materiałów uszczelniających.