книги из ГПНТБ / Савченко, В. И. Очистка и мойка машин

Б и б л и о т е ч к а С е л ь с к о г о

Р е м о н т н и к а

В. И. СА ВЧ ЕН КО ,

кандидат технических наук

ОЧИСТКА И МОИКА МАШИН

М О С К В А

РОССЕЛЬХОЗИЗДАТ

/ БИБЛИ'ОТ,::-! A iirS'Xbfi

АЦ

библио^ Ьсс£

УДК 631.3.004.55

631.302 W-

С13

Важным технологическим процессом при ремонте и техническом обслуживании машинно-тракторного парка является очистка и мойка. Качественное выполнение этих операций повышает надежность и экономичность отре­ монтированных машин, увеличивает производительность труда на разборке и сокращает 'брак при дефектовке, сборке, окраске и регулировке машин.

Качество моечно-очистительных работ в большей степени зависит от моющих средств, режимов технологии

ииспользования соответствующего оборудования. В на­ стоящее время в связи с повышенными требованиями к качеству ремонта машинно-тракторного парка возросли требования к качеству очистки машин, агрегатов, узлов

идеталей при техническом обслуживании. Все это приве­ ло к разработке новых и усовершенствованию известных способов очистки и мойки машин, к внедрению современ­ ного моечно-очистительного оборудования и эффективных

•моющих средств.

ВИДЫ ЗАГРЯЗНЕНИЙ И СПОСОБЫ ИХ о ч и ст к и

Характеристика загрязнений

Загрязнения тракто­ ров, автомобилей и сельскохозяйственных машин, их аг­ регатов, узлов и деталей бывают следующих видов:

грязевые и маслянисто-грязевые; остатки смазочных материалов; углеродистые отложения; продукты коррозии; накипь;

остатки лакокрасочных покрытий;

ложения образуются, как правило, на наружных поверх­ ностях 'машин и их агрегатов. Такие загрязнения возни­ кают от дорожной грязи и пыли, попадающей на масля­ ные поверхности. Эти загрязнения удаляются без особых затруднений.

О с т а т к и с м а з о ч н ы х м а т е р и а л о в — наибо­ лее распространенный вид загрязнений, встречающийся на всех деталях тракторов, автомобилей и сельскохозяй­ ственных машин, которые работают в узлах и агрегатах со смазкой. Удаление таких загрязнений представляет особые трудности, так как в период работы машин сма­ зочные материалы окисляются и разлагаются, в резуль­ тате чего их связь с металлической поверхностью значи­ тельно возрастает.

У г л е р о д и с т ы е о т л о ж е н и я образуются на деталях двигателей внутреннего сгорания и, в свою оче­ редь, делятся на нагары, лаковые пленки, осадки и асфальтово-смолистые вещества. Основной причиной образования углеродистых отложений является термо­ окисление смазочных масел и топлива.

Нагары представляют собой твердые углеродистые вещества, оседающие на стенках камеры сгорания, дни­ щах поршней, клапанах, свечах, распылителях форсунок, выхлопных коллекторах. Нагар образуется в результате выделения твердых нелипких частиц при сгорании топли­ ва и масел в зоне высоких температур, которые затем прилипают к тонкой пленке липких высокомолекулярных соединений масла, образовавшихся в зоне более низких температур камеры сгорания двигателя. По мере их по­ степенного спекания и утолщения образуется слой нага­ ра. На процесс образования нагара влияет качество смазочных масел и топлива.

Лаковые пленки — особый вид углеродистых отложе­ ний, возникающий в результате термического окисления масляных слоев небольшой толщины. Масло, попадая на нагретые поверхности деталей в виде тонкой пленки, может выделять также весьма мелкие углеродистые ча­ стицы (1 мкм).

Под воздействием высокой температуры эти частицы укрепляются и, осаждаясь на поверхностях деталей, слу­

4

жат основным исходным материалом для лаковых пле­ нок. Они отлагаются часто на юбке и внутренней поверх­ ности поршней, шатунах и противовесах коленчатых валов и прочно удерживаются на поверхности металла.

Осадки — это липкая, мазеобразная масса, отклады­ вающаяся, как правило, в двигателях внутреннего сгора­ ния. В состав осадков входят продукты окисления масла и топлива, сажа, пыль, вода, частицы износа и т. д.

Опыт работы некоторых хозяйств показывает, что в двигателях накапливается до 400—500 г осадков, кон­ центрирующихся в основном в поддоне картера, масло­ провода*, клапанной коробке, на масляном фильтре, стенке маслоприемнйка, в маслоочистительных отвер­ стиях шеек коленчатого вала.

Высокотемпературное окисление масла приводит также к образованию асфальтово-смолистых веществ, представляющих собой высокомолекулярные соединения нефти. Они разделяются на смолы, асфальтены, карбены и карбоиды.

Нефтяные смолы — полужидкие тягучие вещества, растворяющиеся в бензине, бензоле и эфире.

Асфальтены образуются из смол под длительным воздействием температуры и кислорода воздуха. Это — твердые неплавкие вещества, которые при температуре больше 300° разлагаются и образуют кокс.

При дальнейшем изменении под воздействием темпе­ ратуры и кислорода воздуха образуются твердые углеро­ дистые вещества — карбены и карбоиды. Карбоиды не растворяются ни в одном растворителе, а карбены — только в сероуглероде.

С увеличением степени окисления масла и топлива происходит количественный рост смол, асфальтенов, карбенов и карбоидов в продуктах окисления.

П р о д у к т ы к о р р о з и и образуются в результате химического и электрохимического разрушения металлов и сплавов. На поверхности стальных и чугунных деталей появляется пленка красно-бурого цвета — гидрат окиси железа (ржавчина), растворяющаяся в кислотах и не­ значительно в щелочах. Детали из алюминиевых сплавов также подвергаются коррозии, продукты которой имеют вид серовато-белого налета и представляют собой окис­ лы или гидраты окислов алюминия.

О т л о ж е н и е н а к и п и в системе охлаждения яв­

5

ляется одним из видов загрязнений двигателей внутрен­ него сгорания. Накипь на стенках водяной рубашки появляется в результате термического разложения в охлаждающей воде солей. При нагреве воды до 70— 80° из нее выпадают соли временной жесткости и обра­ зуют труднорастворимый осадок.

По химическому составу различают следующие виды накипи:

сульфатную, содержащую главным образом сернокис­ лый кальций;

силикатную, основу которой составляют кремнекис­ лые соединения;

карбонатную с повышенным содержанием углекислых солей кальция и магния;

смешанную.

Теплопроводность накипи в 50—100 раз ниже тепло­ проводности металла. Поэтому даже при небольших отложениях накипи (до 3 мм на поверхности нагрева и до 1 мм в трубках радиатора) термическое сопротивле­ ние увеличивается до 500 раз.

Нарушение нормальных условий теплообмена приво­ дит к значительному перегреву металлических поверхно­ стей, особенно деталей кривошипно-шатунной группы, что увеличивает износ деталей, снижает эффективную мощность двигателя и значительно увеличивает перерас­ ход топлива и смазочных материалов.

По данным Белорусской сельскохозяйственной акаде­ мии, мощность двигателя ГАЗ-51 при толщине накипи в системе охлаждения 1,25 мм снижается на 6,3% при одновременном увеличении удельного расхода топлива на 13%, а смазочных материалов — на 30%. Аналогич­ ные данные были получены в ГОСНИТИ по тракторным двигателям.

Кроме того, под слоем накипи создаются условия для развития язвенной коррозии, обусловленной возникнове­ нием гальванических пар металл — накипь, которая раз­ рушает металл на значительную глубину, а при большом содержании солей — насквозь гильзы и блоки.

Вид накипи, характерный для района обслуживания ремонтного предприятия, определяет выбор соответст­ вующего технологического процесса ее удаления.

Л а к о к р а с о ч н ы е п о к р ыт и я , защищающие по­ верхности деталей машин от коррозии, за период экс­

6

плуатации разрушаются и при ремонте их приходится удалять соответствующими препаратами и смывками.

остатки притирочных паст, смазочно-охлаждающие эмульсии, различные флюсы, остатки абразивных ма­ териалов и стружки. Эти загрязнения необходимо уда­ лять, так как их остатки в период приработки агрегатов и узлов машин могут привести к интенсивному износу.

О т л о ж е н и я я д о х и м и к а т о в встречаются на поверхностях машин и деталей, работающих с ядохими­ катами. Эти отложения не только должны быть удалены с поверхностей машин, но и обеззаражены.

Способы очистки

При очистке поверхностей деталей машин от всех встречающихся видов загрязнений наиболее часто поль­ зуются следующими способами:

физико-химическим; электрохимическим; термическим; ультразвуковым; механическим.

Выбор каждого из этих способов очистки зависит от ряда факторов: вида и степени загрязнений; металла, из которого изготовлены детали; сложности профиля дета­ лей; предупреждения коррозии в период очистки; вида и программы ремонта; наличия производственных пло­ щадей; экономических затрат; обеспечения безопасной работы обслуживающего персонала.

Ф и з и к о - х и м и ч е с к и й с по с о б о ч и с т к и де­ талей заключается в воздействии на загрязнения актив­ ных очищающих сред. Сюда относятся водные растворы щелочных солей, кислот или синтетических моющих средств, органические растворители и эмульсионные пре­ параты.

Очистка деталей водными растворами щелочных солей или синтетических моющих средств представляет собой сложный физико-химический процесс. Основная задача при этом сводится к преодолению сил сцепления между самим загрязнением и очищаемой поверхностью и стабилизации отделенных загрязнений в очищающей

7

среде, чтобы не произошло повторного осаждения за­ грязнений на очищаемую поверхность.

Механизм удаления различных загрязнений, не раст­ воряющихся в щелочной среде, зависит во многом от их физического состояния. Удаление маловязких загрязне­ ний происходит, например, иначе, чем твердых.

Масляные загрязнения удаляются в две стадии: сна­ чала уменьшается слой масла, а затем снимается тонкая масляная пленка.

Толщина слоя масляного загрязнения уменьшается в результате адсорбции молекул поверхностно-активных веществ на границе раздела фаз: загрязнение — раствор. На неровных местах образуются капельки, которые отры­ ваются самопроизвольно и вследствие меньшего удель­ ного веса всплывают на поверхность раствора или остаются в нем в виде эмульсии. Этот процесс длится до тех пор, пока на поверхности не останется только пленка масла, удерживаемая непосредственно поверхностью металла.

В процессе уменьшения слоя масляного загрязнения очень важно применять такие моющие растворы, которые способствовали бы созданию прочных адсорбционных слоев на отделившихся капельках масла. Эти слои будут препятствовать слиянию отделившихся капелек масла и тем самым удерживать их в моющем растворе и не да­ вать снова оседать на поверхность деталей.

Удаление тончайшей пленки масла с поверхности де­ талей происходит также в результате адсорбции молекул поверхностно-активных веществ, которые проникают через нее к поверхности металла и препятствуют непо­ средственному соприкосновению металла с маслом. Так происходит разрыв масляной пленки. После разрыва масляной пленки на ее место проникает моющий раствор, который окончательно снимает остатки масла и перево­ дит их в раствор.

При очистке деталей от твердых загрязнений боль­ шую роль играют еще диспергирующая и стабилизирую­ щая способности моющего раствора.

Если твердые загрязнения связываются с поверх­ ностью деталей посредством масел, то они легко отстают после удаления его. Если же твердые вещества прочно сцеплены с металлом, то благодаря низкому поверхност­ ному натяжению моющий раствор легко проникает

8

й мельчайшие зазоры и трещины между частицами за­ грязнений и поверхностью металла. Молекулы поверх­ ностно-активных веществ адсорбируются при этом на поверхности частиц загрязнений и создают так называе­ мое расклинивающее давление, которое нарушает взаи­ мосвязь частиц между собой и с металлом. Это прояв­ ляется в измельчении загрязнений на мельчайшие частицы и отрыве их от поверхности металла.

Совершенно иначе удаляются загрязнения, претер­ певшие на поверхности деталей химические превращения. В этих случаях сцепление между загрязнением и поверх­ ностью детали становится настолько сильным, что для его удаления одних поверхностно-активных свойств моющих растворов недостаточно.

Химически изменяются, например, загрязнения, обра­ зующиеся при высокой температуре, в результате чего получаются углеродистые отложения.

Такие загрязнения удаляют, ослабляя их связь с по­ верхностью детали. Для этой цели используют эффектив­ но действующие вещества, например растворы синтети­ ческих моющих средств, в состав которых входят эффективные поверхностно-активные вещества.

Интенсификация физико-химического способа очистки деталей осуществляется путем повышения температуры и механического возбуждения очищающих реаген­ тов.

•Растворы щелочных солей или синтетических моющих средств подогревают обычно до температуры 70—90°. Увеличение температуры растворов положительно влияет на скорость очистки. С повышением температуры очи­ щающих растворов на 11° скорость очистки возрастает

масляных загрязнений погружением в ванну продол­ жается от 5 до 30 мин. при температуре раствора 70^80°. Повышение температуры раствора уменьшает вязкость масла и увеличивает его подвижность, что яв­ ляется важным фактором для «собирания» масла в ша­ рики. Время, необходимое для этого процесса, также определяется процессом очистки.

От трудноудаляемых смолисто-углеродистых отложе­ ний детали очищаются также путем выварки в ваннах

9