高壓水射流技術(shù)在刀具清洗中的應(yīng)用研究
2020-2-20 來源: 新余學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 作者:敖培云
摘 要:刀具經(jīng)過使用或者長時間放置在空氣中,其表面會在空氣中的氧氣和水分的作用下生成鐵銹,這文章就刀具的表面生銹的處理提出了一些技術(shù)建議,采取了實(shí)驗(yàn)的手段找到了運(yùn)用高壓水射流清洗刀具表面物的最佳條件。而高壓水射流技術(shù)具有環(huán)保、低能耗等優(yōu)勢,值得在應(yīng)用中推廣。
關(guān)鍵詞:高壓水射流技術(shù);刀具;清洗;環(huán)保
在刀具的制造過程中,由于是接觸空氣而制造,所以在刀具的成品中會有一些氧化物。如果沒有特殊的清洗刀具手段,那么刀具就會隨著在放置中嚴(yán)重氧化,生成黃褐色的鐵銹,從而影響刀具的美觀和使用價值。對于刀具如何除去鐵銹,用化學(xué)方法清洗刀具的鐵銹,其清洗液的成本高昂,而且清洗刀具還會對刀具本身有所損害,最重要的是處理刀具后廢液不環(huán)保,容易造成環(huán)境污染。用超聲波清洗刀具,在經(jīng)濟(jì)效益上來說不劃算,而且對于大型的刀具工具無法處理,技術(shù)上還有待完善。
1、 高壓水射流概述
(1)高壓水射流。通過高壓泵設(shè)備給自來水加壓到幾百甚至上千個大氣壓,在這么大的壓力下,自來水的出口很小,其孔徑的直徑一般只有一到兩毫米,出口小,壓力大,所以這樣噴出來的水流,就是高壓水射流。水流噴射出來的初速度可達(dá)到幾百米每秒,具備強(qiáng)大的沖擊力度,在切割鋼制材料時利用高壓水射流進(jìn)行切割,一些管道堵塞了水泥塊也可以用此進(jìn)行清理。
(2)高壓水射流清洗設(shè)備和技術(shù)優(yōu)勢。①高壓水射流清洗設(shè)備可以調(diào)節(jié)給自來水加的壓力,以用來調(diào)節(jié)水射流的流速,在清洗物體的同時而不會傷害到本身結(jié)構(gòu);②高壓水射流清洗物體時,不會對物體本身造成污染,其上的水分只要晾干即可;③不管清洗的物體構(gòu)造有多復(fù)雜,這都不影響高壓水射流的清洗,空間和環(huán)境這都不是影響高壓水射流的因素;④高壓水射流清洗下水管、熱交換器和鍋爐除垢的清洗效率至少有 90%,有的甚至達(dá)到 100%,清洗速度快,耗時少;⑤有實(shí)驗(yàn)表明,同樣的物體清洗,高壓水射流的清洗成本還沒有化學(xué)清洗的一半費(fèi)用,其耗電量和耗水量非常少,很節(jié)能。⑥高壓水射流只要水流可以到達(dá)的地方就可以進(jìn)行清洗工序,水流所到之處,物體的污染物就會迅速洗掉;⑦高壓水射流的自來水和清洗之后的水不會產(chǎn)生污染環(huán)境的有害物質(zhì),在清洗的時候,沒有粉質(zhì)產(chǎn)生,反而會降低空氣中的粉塵,起到了保護(hù)環(huán)境的作用。
2、 高壓水射流技術(shù)清洗刀具的試驗(yàn)研究
(1)試驗(yàn)參數(shù)。試驗(yàn)使用型號為 DBG-1850Fg3 的清洗機(jī)清洗,試驗(yàn)刀具為熱處理后各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù):C 為0.85%~0.95% ,Si 為 1.20% ~1.60% ,Mn 為 0.30% ~0.60% ,Cr 為4.155%~4.171%,W 為 1.54%~1.58%,S<0.009%,P<0.034%。
(2)刀具表面清洗參數(shù)。本文對高壓水射流的清洗參數(shù)進(jìn)行了研究,由式(1)和式(2)可知,壓力與射流速度成正比,與噴嘴直徑成反比。

(3)試驗(yàn)方案與結(jié)果。設(shè)計(jì)了三種方案進(jìn)行試驗(yàn),對實(shí)驗(yàn)前后的條件及試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
第一種方案:清洗刀具的時間 60 s,噴頭的直徑 1.4 mm,改變壓強(qiáng),其壓強(qiáng)分別為 55、60、65 MPa,記錄刀具在不同壓強(qiáng)下的清洗效果。
第二種方案:清洗刀具的時間為 60 s,壓強(qiáng)為 60 MPa,改變清洗噴頭直徑,其實(shí)驗(yàn)的直徑分別為 1.2、1.4 和 2.0 mm,記錄刀具在不同清洗噴頭的直徑下的清洗效果。
第三種方案:清洗刀具的壓強(qiáng)為 60 MPa,噴頭的直徑1.4 mm,改變清洗時間,其實(shí)驗(yàn)的時間為 30、60 和 120 S,記錄刀具在不同時間下的清洗效果。
根據(jù)三種方案的清洗效果看,高壓水射清洗機(jī)清洗刀具時間 60 s,其噴頭直徑 1.4 mm 和壓強(qiáng)為 60 MPa 下的刀具清洗效果最好。
3、 結(jié) 語
高壓水射流通過對水的加壓,設(shè)計(jì)一個小巧的水流噴射出口,從而形成有著巨大沖擊力的水流。這種高壓水射技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)的各個方面,其在我國從 20 世紀(jì) 80 年代國外引入,90 年代就在所有的工業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。本文對高壓水射流技術(shù)應(yīng)用于刀具表面清洗做了一些小范圍的實(shí)驗(yàn),得出了清洗刀具的最佳數(shù)據(jù)。
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