Моечная машина — это оборудование, используемое для удаления загрязнений или мусора, таких как грязь , сажа, углерод , масло , смазка , металлическая стружка , смазочно-охлаждающие жидкости , смазки для форм , чернила , краска и коррозия с заготовок. Моечные машины используются в новых производственных и восстановительных процессах; они предназначены для очистки, обезжиривания и сушки больших партий мелких или крупных деталей при подготовке к сборке, осмотру, обработке поверхности, упаковке и распределению. Моечные машины могут быть такими же простыми, как ручная «раковина на барабане», распространенная во многих авторемонтных мастерских, или они могут быть очень сложными, многоступенчатыми агрегатами со сквозными системами обработки деталей. Моечные машины также необходимы при обслуживании, ремонте и восстановлении, от очистки крепежей, гаек, болтов и винтов до блоков дизельных двигателей и связанных с ними деталей, рельсовых подшипников, коробок передач ветряных турбин и автомобильных узлов.
Моечная машина для деталей существенно отличается от мойки высокого давления тем, что мойки для деталей обычно автоматически очищают детали в закрытом шкафу, в то время как мойки высокого давления обычно имеют одну форсунку, установленную на конце ручного стержня. Современные промышленные технологии позволяют объединить множество частей процесса отделки в одну. Как неотъемлемая часть производственного процесса, автоматические мойки для деталей способны загружать, мыть, ополаскивать, сушить и выгружать детали в автоматическом цикле.
В промышленности химические растворители обычно использовались для удаления масел, жира и грязи в процессе очистки, но недавние экологические проблемы и нормативные акты стимулировали внедрение моющих средств на водной основе для очистки деталей. [1] Сегодня большинство моек деталей используют в качестве чистящих химикатов различные моющие средства на щелочной основе.
Моечные машины для деталей изначально были разработаны для использования в автомастерских по ремонту трансмиссий и двигателей как способ улучшить работу простых замачивающих ванн. Замачивающие ванночки представляют собой чаны, заполненные смесью воды и моющего средства , которым требуется несколько часов, чтобы «размягчить» накопившуюся дорожную грязь, жидкости, смолы и масла настолько, чтобы их можно было вручную смыть перед разборкой и ремонтом.
С конца 60-х годов было разработано множество методов очистки деталей с улучшенным уровнем безопасности и уменьшенным воздействием на окружающую среду. Для очистки и обезжиривания деталей обычно использовались растворитель Стоддарда , бензин , дизельное топливо и керосин . Затем хлорированные растворители в паровых обезжиривателях стали отраслевым стандартом. В 1980-х годах проблемы окружающей среды и безопасности привели к запрету хлорированных растворителей для очистки деталей. [2] Системы очистки на водной основе приобрели новую известность, что привело к многочисленным улучшениям в системах и процессах. В 1971 году Гэри Минкин [3] [4] разработал моечную машину на водной основе для обезжиривания автомобильных деталей. Прорыв Минкина использовал силу гидравлического ударного давления для значительного повышения очищающей способности водной моющей машины.
Помимо высокой механической энергии, более высокие температуры очистки являются одним из наиболее эффективных методов улучшения результатов очистки в моечной машине. Как правило, повышение температуры на 10–15 °F (5–8 °C) удваивает химическую реакцию моющего средства. Усиление химической реакции между смазками и маслами и моющим средством обеспечивает более быстрые циклы очистки и более чистые детали. Кроме того, все смазки и масла демонстрируют более низкую вязкость при более высоких температурах. Температура чистящего раствора 170 °F (77 °C) и выше размягчает или расплавляет большинство масел и смазок, заставляя их течь как вода, поэтому они легко удаляются, что приводит к более быстрой очистке, лучшим результатам и более чистым деталям. Многие моечные машины не способны поддерживать эту рабочую температуру из-за отсутствия достаточной системы нагрева. Кроме того, требуется тщательное проектирование насосной системы, чтобы она могла втягивать и подавать моющий раствор при температурах, приближающихся к температуре кипения в моечной машине. Все центробежные насосы требуют чистого положительного напора всасывания (NPSHr) для того, чтобы иметь возможность перекачивать раствор. Когда температура раствора приближается к NPSHr, насос прекращает перекачку, поскольку чистящий раствор превращается в пар на входе насоса. Требуется тщательное проектирование насоса, чтобы минимизировать NPSHr и обеспечить перекачку высокотемпературного чистящего раствора.
Обычно моющее средство для деталей изготавливается на водной основе, но есть некоторые типы, в которых используется растворитель.
Бен Палмер изобрел моечную машину для деталей в стиле растворителя в 1954 году. Моечная машина для деталей имела успех с самого начала, и в начале 1960-х годов он решил не продавать свою машину, а сдавать ее в аренду клиенту и обслуживать ее, удаляя и пополняя использованный растворитель. С начала 1990-х годов произошел значительный сдвиг в сторону систем на водной основе из-за экологических и безопасных рисков, связанных с системами растворителя. [5]
Моечная машина для деталей с растворителем заполнена несколькими галлонами растворителя, который хранится в отстойнике на дне мойки. Небольшой огнестойкий электрический жидкостный насос погружен в растворитель и снимает чистый растворитель с верхней части отстойника, а затем перекачивает его под низким давлением через жесткую гибкую насадку на металлическую решетку над жидкостью, где находятся металлические компоненты. Грязь и растворенные тяжелые смазки падают на дно и оседают на дне бака.
Первоначально смеси нефтяных дистиллятов , таких как бензин, дизельное топливо, растворитель лака или керосин, использовались в ручных моечных машинах на основе растворителя, но они очень летучи и могут легко воспламениться, что может привести к взрыву и серьезным ожогам у рабочих. По этой причине моечная машина на основе растворителя «tub» обычно имеет большую крышку, которая удерживается в открытом положении свинцовой плавкой перемычкой . В случае пожара свинец расплавится, и крышка захлопнется, чтобы потушить огонь, прежде чем он сможет нанести дальнейший ущерб зданию...
Водная моечная машина очень похожа на большую посудомоечную машину. Она использует воду и моющее средство в сочетании с теплом и механической энергией для обеспечения чистящего действия. Существует два основных стиля процесса водных моечных машин: процесс струйного распыления и процесс мойки под давлением . В моечной машине для шкафов детали помещаются на поворотный стол, а дверца закрывается. Во время цикла очистки нагретый раствор заливается или распыляется на детали, пока вращается поворотный стол. Многие системы имеют цикл мойки, ополаскивания и сушки. После завершения цикла дверца открывается и детали вынимаются.
На результаты очистки в моечной машине для деталей с водной мойкой влияют четыре основных фактора. Эти факторы — механическая энергия, температура, моющее средство и время. Регулировка любого из этих факторов в цикле очистки изменяет результаты очистки. Моечная машина с большим количеством механической энергии и высокой температурой обеспечивает более короткие циклы очистки и использует меньше моющего средства. Механическая энергия обеспечивается системой привода насоса. Большинство моек для деталей с водной мойкой используют электродвигатель для привода центробежного насоса. Механическая энергия, подаваемая на моечную загрузку, определяет механическую энергию для очистки, а не мощность насоса. Эффективное использование энергии двигателя насоса с помощью хорошо спроектированного центробежного насоса и внимание к деталям конструкции трубопровода и типам насадок имеют решающее значение для вложения наибольшей механической энергии в процесс очистки. [6] Кроме того, необходимо учитывать рабочий объем моечной машины для деталей. Для достижения аналогичных результатов, от машины одного размера к другой, плотность мощности должна быть одинаковой для заданного рабочего объема. Этот фактор требует использования насосных систем существенно более высокой мощности, поскольку рабочий объем увеличивается экспоненциально на машинах большего диаметра.
В моечных машинах на водной основе для очистки деталей используются щелочные моющие средства, смешанные с водой. Этот раствор безопаснее систем на основе растворителей, поскольку исключается риск возгорания чистящего раствора. Моющее средство для моечных машин на водной основе может быть в виде порошка или жидкости. Каждая форма имеет свои преимущества, и наилучшая форма будет зависеть от конкретного применения для очистки деталей. В целом, порошковые моющие средства более агрессивны и обычно используются при обслуживании и восстановлении, в то время как жидкости чаще встречаются в более легких применениях для очистки, которые когда-то были областью применения паровых обезжиривателей.
Струйная моечная машина очищает детали, заливая их теплым химическим раствором и высокой концентрацией химикатов для очистки деталей. В процессе мойки под давлением детали обрабатываются струей горячего химического раствора, используя гидравлическую ударную силу моющего раствора в качестве основного механизма очистки. Моечная машина деталей, использующая процесс мойки под давлением, работает при очень низкой концентрации моющего средства. Более низкая концентрация заставляет моющий раствор сохраняться дольше, прежде чем он станет перенасыщенным и потребует утилизации. Кроме того, низкая концентрация моющих химикатов позволяет легче смывать моющее средство с деталей, тем самым минимизируя требования к циклу полоскания, тем самым экономя воду и время цикла. Последним фактором, используемым в процессе мойки под давлением, является система колебательных коллекторов, которая не синхронизирована с вращением поворотного стола. Эта система гарантирует, что обрабатываемый раствор достигает всех областей загрузки деталей, которые в противном случае были бы закрыты стационарными коллекторами, используемыми в процессе струйной мойки. Принимая во внимание все обстоятельства, процесс струйной мойки превосходит процесс струйной мойки для более быстрых и тщательных циклов очистки деталей, при этом минимизируя использование моющего средства и образование отходов. Процесс мойки под давлением обычно эффективен для сложных задач по удалению загрязнений, таких как сгоревшие углеводороды , краска, окалина , лак , углерод, мастика или резина . Дополнительные типы задач мойки под давлением обычно включают очистку дизельных двигателей , [7] аэрокосмических компонентов, алюминиевых деталей автомобильных двигателей и оборудования прокатных станов .
При использовании процесса "power wash" есть некоторые соображения, поскольку сравнительно высокая мощность, а значит, и двигатели с высоким током, требующие адекватного источника питания, используются с соответственно высоким давлением мойки, которое требует, чтобы детали были надежно закреплены на поворотном столе. Процесс "jet spray" оказался подходящим для очистки, которая не подразумевает удаление сложных загрязнений, но в целом процесс power wash является превосходным процессом очистки.
Производительность моечной машины можно оценить по ее удельной мощности, которая рассчитывается как общая мощность насоса , деленная на рабочий объем мойки, обычно измеряемый в лошадиных силах на кубический фут. Это значение помогает сравнивать системы и настраиваться на постоянную очистку в разных объемах. Однако удельная мощность предполагает полную эффективность насоса, которая зависит от работы насоса, трубопроводов и потерь на трение . Для точной оценки следует включить факторы эффективности, поскольку даже идентичные насосы могут работать по-разному в зависимости от этих конструктивных и эксплуатационных элементов.