提高曲轴的清洁度.docx

辽宁五一八内燃机配件有限公司/曲贵龙 营口市康如化工有限公司/戴向东提高曲轴的清洁度外表面以及油道孔和螺纹孔、销孔等各部位的油脂和污垢等附着物， 使曲轴达到一定的清洁度。同时还 要求清洗后的曲轴具有一定的短期 防锈性能。曲轴的清洗技术包含清 洗材料、清洗工艺和清洗管理三要 素，三者缺一不可。清洗材料是曲 轴清洗技术的基本条件，清洗工艺 是保证清洗质量的一种手段，清洗 管理是使所制定的清洗工艺得到实 施执行。只有三者互相配合协调， 才能使曲轴的清洗取得良好的效 果。去除不同的污垢，需要选择 不同的清洗技术方法，但是有一个 共同点，即主要是靠清洗液本身所 具有的各种性能，如溶解能力、表 面活性等性能，再加上清洗方法所 产生和施加于曲轴各内外表面的清 洗力、冲击力、搅拌力及摩擦力等 作用，配以合适的清洗设备，使清 洗液的性能和清洗方法的作用得到 充分发挥。为了提高曲轴的清洗质 量，除各项性能需要具有的和有效 的清洗工艺方法外，还要有严格的 科学管理，将关键的工艺参数控制 在工艺要求的范围之内。因此，清在曲轴的实际生产加工过程 中，除了要保证曲轴切削加工的几 何精度尺寸公差和形位公差精度要 求之外，还有一项重要的指标要求 就是曲轴产品的清洁度要求。清洁 度是曲轴一项严格的清洗质量标 准，而清洗是保证曲轴清洁度符合 要求的一个重要环节。这一点从曲 轴的切削加工工艺流程中就可以看 到。要提高曲轴的清洁度，必须从 曲轴的清洗质量做起。目前，随着 柴油机生产厂对配套曲轴产品清洁 度指标要求的不断提高（四缸曲轴 清洁度不大于20m g，六缸曲轴不大 于60m g），特别是有的柴油机生产 厂现在更是要求配套企业提供的曲 轴产品能实现不清洗直接装机。这 对曲轴的清洗来说是一个严峻的考 验。曲轴的清洗已经成为反映曲轴 生产加工企业清洗技术水平和管理水平的一个综合评价指标。洗材料、清洗工艺和清洗管理三者是互相依存、互相促进的要素。 对于油脂和污垢的组成及其性质进行分类，有利于选择相应清洗 曲轴的技术方法。（1）曲轴的各内外表面和污 垢之间以分子间吸引力相结合，属 于物理吸附，清洗最容易。（2）曲轴的各内外表面和污 垢之间某些粒子带相反电荷时，污 垢以静电吸引力吸附于曲轴的各 内、外表面，在水中容易离解，但 清除污垢后的曲轴各内、外表面， 在干燥的空气环境中，容易吸尘。（3）曲轴的各内、外表面和 污垢之间以化学键相互接触而粘 附，但污垢与曲轴各内、外表面往 往存在着明显的分界面。以化学键 粘附的污垢需要特殊处理，一般可 采用适当的溶剂进行清洗。（4）污垢向曲轴的各内、外 表面渗透、扩散，一般是与曲轴的 各内、外表面起化学反应，清洗去 除比较困难。如果这种情况出现在 成品曲轴的各加工表面，即使清洗 干净，表面也会留有一定的质量缺 陷，以至于曲轴降级使用，如果出清洗技术要素曲轴的清洗是借助于清洗设备（工具）将清洗液作用于曲轴外表 面以及油道孔和螺纹孔、销孔等各 部位，用一定的清洗方式去除曲轴72 2009年 第 11 期现在主轴颈或曲柄销轴颈等关键部位表面，比较严重时将导致曲轴报 废。煤油的K B值较低，所以相对来说脱脂性能稍差且不易干燥。但作为 曲轴粗洗的清洗液，从多年来的实 际使用情况来看，效果还是非常好 的，也比较经济实用。依靠煤油本 身对非极性矿物油有较好的溶解性 和对金属表面有较好的渗透性来去 除曲轴上的各种油污杂质。曲轴上 的绝大部分油污和杂质都是靠粗洗 来去除的，这是清洗曲轴保证清洁 度的基础。减少曲轴各表面以及内孔各部位的液斑。此时的曲轴是架空支承在清 洗槽中，不直接与使用过的清洗液 接触（清洗液流回到另一个清洗液 加热槽中，经过多级过滤后循环使 用）。高温热冲洗用的清洗液必须 采用高洁净度的纯水和高洁净度的 清洗剂来配制，并且使用循环过程 中，需要进行循环过滤使用。冲洗 时，喷嘴喷出的清洗液要保持一定 压力，最好控制在11.5M P a，以 确保清洗液对曲轴各表面有一定的 冲击力，同时根据需要调整好清洗 液温度控制在7080，清洗液浓 度控制在3%5%，以便于对曲轴 进行热冲洗。清洗工艺方法曲轴清洗的效果不仅取决于清 洗剂的作用，还需要有一个完整合 理的清洗工艺过程，即高效率的清 洗剂结合合理的清洗方法，并借助 于清洗设备才能保证取得良好的清 洗效果，清洗方法是清洗工艺过程 的重要因素之一。曲轴各内外表面 上的油脂、污垢和粘附的杂质种类 繁多，物理、化学特性及其在曲轴 各内、外表面附着的程度也有所不 同，选用相同的工艺清洗方法，清 洗效果往往差别很大。相同的污垢 采用相同的清洗液，如选用不同的 清洗工艺方法，其清洗效果也有所 不同。清洗工艺方法应与选择的清 洗剂协调配套，需要通过反复实验 来确认。清洗工艺方法一经确定， 清洗设备的类型和主要结构的要求 也就确定。然而清洗曲轴的工艺方 法多种多样，各有各的不同。1. 浸泡手工清洗浸泡手工清洗是将需要清洗的 曲轴放置在清洗液中浸泡、湿润， 再加上各种手工辅助工具的刷、 擦、搓等协助而去除污垢的方法。 浸泡手工清洗由粗洗、半精洗、 精洗、高温冲洗和吹干五个工步组成。（2）半精洗半精洗采用专用清洗剂和去离子软水配置的清洗液来对曲轴进行热洗。操作者将 经过粗洗后的曲轴浸入清洗液中 浸泡之后，调整清洗液温度控制在4045，清洗液浓度控制在3%5%，在操作者不烫手的前提下，尽 量提高清洗液温度。依靠清洗剂的 化学溶解能力或溶剂的溶解能力， 把污垢进一步从曲轴的各个表面剥 离下来，分散到清洗液中。清洗过 程中一定要按一定的部位和一定的 顺序，反复进行。如果任意乱洗， 将导致有的部位漏洗，不易保证曲 轴能清洗干净。（5）吹干在高温热冲洗之后，曲轴的外表面和油道孔以及螺纹孔和销孔等各孔内，仍然留有一 部分清洗液，附在表面和保存在各 内孔里。需要采用经过气动三联件 等多级过滤的高洁净度的压缩空气 来吹干。以防止曲轴在清洗之后和 进行防锈之前，出现锈蚀隐患。由 于曲轴在半精洗、精洗过程中，采 用的是热洗方式来进行的。特别是 高温热冲洗过程中，采用的是高温 冲洗液，导致曲轴整体处于较热的 状态。这些都非常有利于曲轴外表 面以及各内孔表面，在吹干后的自 干速度进一步加快，对下一道防锈 工序来说，也非常有利。2. 专用清洗机清洗曲轴专用清洗机清洗就是针 对不同型号规格的曲轴而设计的专 用清洗机，如附图所示。它是将曲 轴的浸泡手工清洗中的半精洗、精 洗、高温热冲洗以及吹干工步组成 连续的清洗步骤，在清洗机内依次 完成喷洗、漂洗、热风吹干、冷风 冷却工步过程的多步清洗。各步清（3）精洗精洗仍然采用和半精洗一样的热洗方式来清洗曲轴，精洗曲轴的操作方法和半精洗 曲轴也相同，也就是再重复热清洗 一遍。主要是预防半精洗中没有清 洗到的个别部位，以及清洗不干净 的个别部位漏洗。以保证曲轴清洗 后必须清洗干净，清洁度要符合要 求。（1）粗洗曲轴从切削加工生产线上下线，经过检验合格后，直接转序进入粗洗。清洗槽中的清 洗液采用的是高沸点石油溶剂 煤油。其价格便宜，沸点高，不易 燃烧，安全性好，对空气污染少， 有一定的生物可降解性，经过适当 处理，可减少对环境的污染。由于（4）高温热冲洗上述三遍清洗完成之后，曲轴的各外表面以及内孔各部位会附着一层含有微量 污物的清洗液，需要采用清洁的高 温清洗液，用高压喷洗的方式，反 复清洗曲轴的所有各个部位，以2009年 第 11 期 73专用清洗机工艺与装备Technology & Equipment洗按一定的生产节拍，依次完成所 分担的局部清洗，生产节拍能达到23m i n，生产效率可以满足生产 需要。所以曲轴专用清洗机适用于 单一品种的大批量，并且清洗质量 要求较高的曲轴生产线中使用。由 于曲轴专用清洗机是将曲轴重点清 洗的部位分解到各个工位进行局部 清洗，所以可以满足曲轴清洗的清 洁度要求。垢的清洗液附着在曲轴的各表面上，需要采用更清洁的清洗液来进 行不同工位的喷淋漂洗，以清除曲 轴所有各表面以及油道孔、螺纹孔 和销孔等各内孔表面的残留污液。 漂洗压力控制在11.5M P a，清洗 液的温度控制在7080，清洗液 浓度控制在3%5%，最后一级过 滤精度为5m。清洗效果评价方法曲轴的清洁度是指曲轴的整体 污垢量在允许范围内的一个指标。 曲轴清洗质量的检查，除了初步凭 视觉和触觉以定性评价方法外，主 要是依据定量的评价方法来确认其 曲轴的清洗质量是否符合要求。定 量评价方法采用的是重量法，使用 N Y190溶剂油，其技术要求应符 合G B/T19921980。用来溶解残 留污垢，并称其质量来测定杂质质 量。用镊子将 50m m ，5m微孔 的滤膜放入称量瓶中，半开盖放入 已升温至（905）的烘箱内， 经60m i n取出，置于干燥箱中冷却30m i n后称重（G 1）待用（根据需 要，可采用多张滤膜一起烘干称 重，但每个称量瓶内不得超过三 张，要求滤膜互相错开放置），并 要求滤膜两次烘干称重的差值不大 于0.4mg。采用手动喷枪喷射溶剂油冲 洗曲轴的所有表面以及各内孔，也 可采用洗瓶尼龙刷助洗。使用各种 器具清洗时，应防止带有杂质的清 洗液飞溅到容器之外，溶液量至少1015L，用洁净的容器收集全部 带有杂质的清洗液。将带有杂质的清洗液用滤膜过 滤装置进行真空抽滤，采集所有杂 质。滤膜过滤装置上真空泵的真空 度为8090kPa。用清洗液洗净滤膜 上的机油，将滤膜连同滤出的杂质 一起放入称量瓶中，使瓶盖半开， 放入（905）的烘箱内烘60m i n 取出，并在干燥器中冷却30m i n。 将经过烘干冷却、盛有带杂质滤膜 的称量瓶放在天平上称量（G 2）， 两次称量读数都精确0.1m g。杂质 的质量为过滤前后滤膜质量之差。（3）热风吹干经过漂洗后的曲轴，必须达到规定的曲轴清洁度指标要求。这时曲轴的各表面以 及油道孔、螺纹孔和销孔等各内孔 表面，仍然会有一些清洁的清洗液 残留在曲轴的各表面以及内孔上。 需要用经过多级过滤的高清洁度的 热风来吹干，以促使曲轴所有各表 面快速风干。消除锈蚀隐患，为防 锈工序作好准备。热风吹干温度为6585。（1）喷洗主要采用清洗液（4）冷风降温由于曲轴在整个清洗机内进行清洗的每个工位都是在热态下进行的，特别是热 风吹干温度较高。所以曲轴经过热 风吹干后，还需要用经过多级过滤 的高清洁度的冷风降温，使清洗后 的曲轴温度不大于40。如果清洗 后的曲轴温度过高，不利于曲轴清 洗后的防锈处理，防锈油不容易 粘附在曲轴表面上，同时也影响 防锈添加剂的防锈性能，影响防 锈效果。目前，从公司实际清洗效果 看，要想保证曲轴清洗的清洁度确 实可靠，最好是在曲轴专用清洗机 之前，增加一道用煤油作清洗液的 粗洗工序。笔者认为曲轴专用清洗 机不适合于多品种、多规格的曲轴 生产线使用，通用性较差，投资较 大。但它比较适合于单一品种、长 年生产的大批量曲轴生产线使用。来清洗严重的油脂污垢，以减轻以后各部位的工位负担。清洗机通过 高压泵将配制合格的清洗液，以一 定压力喷射到曲轴各部位和表面 上，借助清洗液的机械冲刷作用， 加速清洗液原有化学清洗作用，通 过不同工位清洗曲轴的所有各外表 面以及油道孔和螺纹孔、销孔等各 内孔表面。清洗曲轴各外表面时， 压力控制在1.52M P a，清洗油道 孔和螺纹孔、销孔等各内孔表面 时，压力控制在2.53M P a，清洗 液的温度控制在7080，清洗液 浓度控制在3%5%，最后一级过 滤精度为5m。为了增加清洗效 果，提高清洗的可靠性，也可采用 二次喷洗方式来清洗。（2）漂洗喷洗后的曲轴各表面以及油道孔和螺纹孔、销孔等各内孔表面，仍然会有一些含有污74 2009年 第 11 期关键词：曲轴Web Info查询编号200911016清洗 措施（收稿日期20091005）常见缺陷及解决措施曲轴产品在清洗过程中，不管 是浸泡手工清洗还是采用曲轴专用 清洗机进行清洗，都会或多或少地 出现一些清洗质量缺陷而影响清洗 效果。常见清洗质量缺陷及解决措 施有如下五种。清洗槽的大小不合理，清洗液面到槽上边缘高度方向距离太小。 解决措施如下：（1）及时补充添加消泡剂， 更换清洗剂，选用少泡或无泡的专 用清洗剂。（2）提高清洗槽中清洗液加 热温度或减少喷淋压力，也可在清 洗剂中补充添加少量的有机硅类、 挥发性石油溶剂或戊醇等消泡剂。（3）更换大小合适的清洗 槽，或在原有清洗槽的基础上，在 清洗槽的四周焊上适当高度的挡板阻挡泡沫上升溢出。锈处理时，就出现锈蚀现象，其原因为：第一，清洗后的曲轴没有及 时转序进行防锈处理，两工序之间 时间间隔太长；第二，清洗机出现 故障停机维修时间长，曲轴还滞留 在清洗机内，高温潮湿的环境造成 锈蚀；第三，清洗液中防锈添加剂 含量不足，清洗液不能满足工序间 防锈需要；第四，空气过滤装置失 效，造成清洗后的曲轴在用压缩空 气吹干或热风吹干以及冷风降温 时，空气管路中的水分杂质被吹到 曲轴表面；第五，清洗液配比不正 确，清洗液的浓度不符合要求。解决措施如下：（1）曲轴清洗吹干后要及时 转序进行防锈处理，各工序之间的 生产节拍要连续。（2）清洗机因故障停机，短 时间内不能排除故障，要将滞留在 清洗机内的曲轴取出，不允许停放 在清洗机内。（3）在清洗液中添加清洗 剂，或更换重新配制的清洗液。（4）经常检查气动管路上的 气动三联件等多级空气过滤装置， 发现问题及时维修或更换。（5）每天清洗曲轴前用折光 仪检查清洗液浓度，控制清洗液浓 度在3%5%。1. 曲轴表面可见残油曲轴的表面以及油道孔和螺纹孔等内孔中，有局部或大面积可见 残余油污，曲轴表面不亲水，残油 形成的原因有三个：第一，曲轴的 局部油污过重，尤其粘附的是黏度 大的蜡类、脂类等物质；第二，清 洗槽中，表面油污太多，造成曲轴 出槽时，油污重新粘附在曲轴外表 面以及内孔各表面上；第三，清洗 不到位，喷嘴堵塞，流量不足。解决的措施：（1）先用航空汽油擦或洗去 重油污，再进行清洗或适当提高清