Применение лазерной очистки в фрикционном уплотнении локомотивов

Лазерная очистка, как новая «экологически чистая» технология, которая в будущем заменит традиционные методы очистки, а также новый промышленный процесс очистки без загрязнения и расходных материалов, широко используется в производстве различных компонентов, таких как силовые аккумуляторные системы, трансмиссии. подшипники, оси, колесные диски и шины в автомобилях благодаря микронной точности процесса и комплексным преимуществам беспилотной автоматизации.

 

 

 

 

Принципы лазерной чистки можно условно разделить на три типа: термическое воздействие, легкий пилинг и вибрационный. Это использование разных типов лазеров для генерации различных лазерных лучей. Используя разницу в коэффициенте поглощения лазерной энергии между подложкой и поверхностными загрязнителями на определенной длине волны, материал подложки и поверхностные загрязнители поглощают энергию и подвергаются тепловому расширению и отслоению. Мгновенная высокая температура приводит к мгновенному испарению, газификации или разложению грязи, одновременно генерируя ультразвуковые волны на твердой поверхности, создавая механический резонанс и вызывая вибрацию и разрушение слоя грязи или конденсата.

Принципиальная схема

По сравнению с традиционными методами промышленной очистки, такими как пескоструйная или дробеструйная очистка, лазерная очистка отличается отсутствием шлифовки и бесконтактностью. Он не оказывает термического воздействия, не создает механического воздействия на очищаемый предмет, не повреждает поверхность предмета, не повреждает основание, не вызывает вторичных загрязнений. Это экологичный, экологически чистый и не требующий расходных материалов метод очистки.

 

 

 

После длительного использования на компонентах автомобиля накапливается пыль, ржавчина, масляные пятна и т. д. Если детали автомобиля слишком загрязнены, это может привести к ухудшению эффективности фильтрации и очистки, попаданию чрезмерных примесей в масляный цилиндр, что усугубляет износ деталей и увеличивает вероятность неисправностей. Для безопасной эксплуатации автомобилей такие важные компоненты, как ступицы колес, тормозные колодки, тормозные диски и крышки двигателя, необходимо регулярно проверять и обслуживать. Обеспечение чистоты различных деталей и компонентов является неотъемлемой частью процесса технического обслуживания.

 

 

В процессе производства тормозных колодок после плоского трения и перед напылением необходимо очистить тормозные колодки, что типично для большой производительности и широкого диапазона. Поэтому мы возьмем очистку тормозных колодок в качестве примера, чтобы сравнить преимущества и недостатки стальной щетки, пескоструйной обработки и лазерной очистки:

 

• Эффективность очистки:Оборудование со стальной щеткой неспособно очистить остатки клея на поверхности тормозных колодок после гладкого шлифования, что приводит к образованию питтингов в следующем процессе формования распылением, что не является удовлетворительным. Как пескоструйное оборудование, так и лазерная очистка могут полностью очистить поверхность от остатков процесса плоского шлифования. Скорость очистки при пескоструйной очистке выше, чем при лазерной очистке. Однако, если принять во внимание время производства полных производственных линий, таких как печь перед плоским шлифованием и процесс отверждения после формования распылением, скорость пескоструйной очистки является избыточной. Хотя очистка возбуждением происходит медленнее, она также может адаптироваться к скорости производственной линии.

 

• Потребление энергии:Энергопотребление машины со стальными щетками составляет около 8 кВт/ч, занимая второе место среди трех. Процесс пескоструйной обработки требует высокого энергопотребления: общее энергопотребление достигает 70 кВт/ч. Это связано с тем, что, хотя энергопотребление трех двигателей пескоструйной машины для пескоструйной обработки, ходьбы и поворота составляет около 15 кВт/ч, потребление энергии воздушным компрессором, подающим газ, достигает 55 кВт в час, что делает его основным потребителем энергии. Наше оборудование для лазерной очистки имеет общее энергопотребление всего 7 кВт/ч, что составляет одну десятую от энергопотребления пескоструйного оборудования, а энергопотребление является самым низким среди трех.

 

• Экономическая и экологическая защита:С точки зрения экономической целесообразности пескоструйное оборудование требует в качестве расходных материалов 5 кг кварцевого песка в час. Чем дольше время использования, тем больше расходных материалов требуется. С постепенным улучшением национальных требований по охране окружающей среды некоторые местные органы власти включили машины для мытья песка в список не соответствующих требованиям средств защиты окружающей среды. И оборудование со стальными щетками, и лазерная очистка требуют только электроэнергии, а лазерная очистка может сэкономить 1-2 ручной труд по сравнению с пескоструйной обработкой и стальными щетками благодаря автоматизированным операциям; С точки зрения защиты окружающей среды и низкого уровня выбросов углерода, оборудование для лазерной очистки не имеет расходных материалов, выбросов, имеет низкое энергопотребление и отсутствие шума, а также является одним из устройств, отвечающих требованиям защиты окружающей среды с низким уровнем выбросов углерода.

 

 

 

Применение лазерной очистки в промышленности уплотнений в основном включает в себя удаление масляных пятен на поверхности полос из нержавеющей стали в процессе производства металлических прокладок, очистку масляных пятен и остатков клея на поверхности форм уплотнительных колец, а также модификацию поверхности специальные уплотнительные материалы. Существует множество типов уплотнений, типичными из которых являются уплотнительные кольца, каркасные сальники и уплотнительные шайбы. Под воздействием лазерного луча масляные пятна на уплотнительной прокладке мгновенно испаряются и отслаиваются от металла, достигая очищающего эффекта.

Перед входом в намоточную машину металлическая прокладка должна очистить масляную пленку, прикрепленную к поверхности катушки из нержавеющей стали. Существующий процесс обычно использует химическое замачивание для обработки поверхности. Лазерная очистка в этом процессе может удовлетворить требования производителя к очищающему эффекту. Основная сложность в применении – невозможность адаптировать пропускную способность и скорость производственной линии. Как правило, ширина оборудования для лазерной очистки составляет 150-200 мм, а ширина полосы из нержавеющей стали – 1100-1500 мм; А производственная скорость очистки стальной рулонной стали слишком высока, обычно превышает 10 м/мин, что примерно в десять раз превышает скорость адаптации лазерной очистки. Наша компания может решить проблему адаптации ширины очистки с помощью независимо разработанного оборудования для лазерной очистки сверхширокой ширины. Несмотря на то, что оно может решить проблему применения процесса с точки зрения скорости производственной линии, стоимость текущего отраслевого решения слишком высока, и необходима дальнейшая оптимизация.

 

Для очистки масляных пятен и остатков клея на поверхности форм для уплотнительных колец мы разработали оборудование для лазерной очистки плоских форм с трехмерным пятиосным движением и высокой степенью свободы, подходящее для различных типов плоских форм, таких как тормозные. формы для подушечек в фрикционной промышленности и формы для уплотнительных колец в индустрии уплотнений. Он может удалить антикоррозийное масло и очистить остатки на поверхности полости формы после нескольких нажатий. Для адаптации к сложным формам могут быть добавлены дополнительные вытеснительные машины. В процессе очистки гальванический слой может быть сохранен, чтобы защитить рисунок лезвия и продлить срок службы формы. По сравнению с пескоструйной очисткой она не только более безопасна для окружающей среды, но и гарантирует, что полость формы не будет повреждена, что снижает процент брака продукции.

 

Неметаллические уплотнительные прокладки являются еще одной важной категорией в индустрии уплотнений. Эти продукты обладают высокой скоростью поглощения волоконного лазера в диапазоне длин волн 1064-1080 нм, что может привести к повреждению при нормальных обстоятельствах. Они не подходят для технологических применений, например, когда импульсный лазер применяется к поверхности резиновых материалов, это может вызвать 10% повреждения. μ Повреждение составляет около м, но его также можно использовать в качестве метода модификации некоторых специальных материалов. , такие как резиновые материалы с прикрепленным полиметилгидросилоксаном, которые могут улучшить коэффициент поверхностного трения до 35 мН/м и поверхностное натяжение выше 38 дин/см при удалении покрытия.

 

В то же время лазерная очистка показала хорошие результаты при очистке оксидного слоя и придании шероховатости уплотнительным компонентам из керамических и композиционных материалов, а также дала удовлетворительные результаты по удалению герметика с металлических поверхностей. Видно, что лазерная очистка имеет различную эффективность при применении продуктов из разных материалов из-за разной скорости лазерного поглощения. Поэтому его также можно использовать в качестве дополнительного процесса для модификации поверхности некоторых специальных уплотнительных материалов.