Моделирование процесса разрушения покрытия водоледяной струей при очистке деталей машин

Михаил Анатольевич Бурнашов, Александр Николаевич Прежбилов, Юрий Валерьевич Василенко

Аннотация


В период эксплуатации агрегаты и детали машин подвергаются негативному воздействию окружающей среды, которое, в свою очередь, приводит к образованию налета, в виде остатков старого лакокрасочного покрытия, продуктов горения горюче-смазочных материалов, различных масляных и жировых пленок, а так же следов коррозии.

Различные виды загрязнений снижают эксплуатационные характеристики изделий, ухудшают их внешний вид, усложняют процесс ремонта оборудования.

В статье сформирована классификация загрязнений, наиболее часто встречающихся на поверхностях деталей машин после длительной эксплуатации. Рассмотрены и проанализированы известные методы очистки поверхностей.

Описан процесс очистки поверхностей деталей машин от загрязнений водоледяной струей с заранее подготовленными частицами, а также процесс формирование водоледяной струи. Описаны преимущества данного метода: низкая себестоимость, безотходность, повышение качества обработанной поверхности и экологичность, что значительно отличает его от ранее известных.

Показана схема взаимодействия частицы льда с покрытием, на основе которой разработана теплофизическая модель разрушения загрязнений водоледяной струей. Теплофизическая модель позволяет научно обоснованно назначать режимы обработки и параметры водоледяной струи.

В заключении представлены зависимости силы трения ледяной частицы с преградой (загрязнением), изменения размера частицы льда при очистке и количества тепла, перешедшего в частицу льда.


Ключевые слова


моделирование; разрушение; очистка поверхностей; водоледяная струя

Полный текст:

PDF

Литература


Beth R., Lu Y., Scott F. Ergonomics of Abrasive Blasting: A Comparison of High Pressure Water and Steel Shot. Applied Ergonomics, 2006, vol. 37, iss. 5, pp. 659–667. DOI: 10.1016/j.apergo.2005.05.014

Jamali S.S., Mills D.J. Steel Surface Preparation Prior to Painting and Its Impact on Protective Performance of Organic Coating. Progress in Organic Coatings, 2014, vol. 77, iss. 12, pp. 2091–2099. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2014.08.001

Schmid R. Evolution of UHP Waterjetting Equipment: Surface Preparation Process Found to Yield Higherproductivity Than Gritblasting. Metal Finishing, 2005, vol. 103, iss. 11, pp. 41–60. DOI: 10.1016/S0026-0576(05)80821-9

Kiyohashi H, Handa K. A study of Production of Ice Particles by the Heat of Vaporization of Cryogenic Liquefied Fuels and Their Applications in Ice Jets. Proceedings of the International Symposium on New Applications of Waterjet Technology, Ishinomaki, Japan, 1999, pp. 51–60. DOI: 10.1007/978-94-011-5320-1_6

Haghbin N., Spelt J.K., Papini M. Abrasive Waterjet Micro-Machining of Channels in Metals: Comparison Between Machining in Air and Submerged in Water. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2015, vol. 88, pp. 108–117. DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2014.09.012

Nouraei H., Wodoslawsky A., Papini M., Spelt J.K. Characteristics of Abrasive Slurry Jet Micro-Machining: A Comparison with Abrasive Air Jet Micro-Machining. Journal of Materials Processing Technology, 2013, vol. 213, iss. 10, pp. 1711–1724. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2013.03.024

Jafar R.H.M., Hadavi V., Splet J.K., Papini M. Dust Reduction in Abrasive Jet Micro-Machining Using Liquid Films. Powder Technology, 2016, vol. 301, pp. 1270–1274. DOI: 10.1016/j.powtec.2016.08.002

Máša, V,. Kuba P. Efficient Use of Compressed Air for Dry Ice Blasting. Journal of Cleaner Production, 2016, vol. 111, part A, pp. 76–84. DOI: 10.1016/j.jclepro.2015.07.053

Vatter Och Polymer-Nytt Skarwertyg. Nord Emball, 1975, vol. 41, no. 2, pp. 25–26.

Byrne G.D., O'Neill L., Twomey B., Dowling D.P. Comparison Between Shot Peening and Abrasive Blasting Processes as Deposition Methods for Hydroxyapatite Coatings Onto a Titanium alloy. Surface and Coatings Technology, 2013, vol. 216, pp. 224–231. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2012.11.048

Perect A. Abrasive Suspension Water Jet Cutting Optimization Using Orthogonal Array Design. Procedia Engineering, 2016, vol. 149, pp. 366–373. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.06.680

Pawar, N.S., Lakhe R.R., Shrivastava R.L. Validation of Experimental Work by Using Cubic Poly¬nomial Models for Sea Sand as an Abrasive Material in Silicon Nozzle in Abrasive Jet Machining Process. Materials Today: Proceedings, 2015, vol. 2, iss. 4–5, pp. 1927–1933. DOI: 10.1016/j.matpr.2015.07.156

Dong Y., Liu W., Zhang H., Zhang H. On-Line Recycling of Abrasives in Abrasive Water Jet Cleaning. Procedia CIRP, 2014, vol. 15, pp. 278–282. DOI: 10.1016/j.procir.2014.06.045

Putz M., Dittrich M., Dix M. Process Monitoring of Abrasive Waterjet Formation. Procedia CIRP, 2016, vol. 46, pp. 43–46. DOI: 10.1016/j.procir.2016.03.189

Zelenak M., Foldyna J, Scucka J., Hloch S., Riha Z. Visualisation and Measurement of High-Speed Pulsating and Continuous Water Jets. Measurement, 2015, vol. 72, pp. 1–8. DOI: 10.1016/j.measurement.2015.04.022

Molitoris M., Piteľ J., Hošovský A., Tóthová M., Židek K. A Review of Research on Water Jet with Slurry Injection. Procedia Engineering, 2016, vol. 149, pp. 333–339. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.06.675

Jerman M., Orbanić H., Lebar A., Sabotin I., Drešar P., Valentinčič J. Measuring the Water Temperature Changes in Ice Abrasive Water Jet Prototype. Procedia Engineering, 2016, vol. 149, pp. 163–168. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.06.651

Shukla R., Singh D. Experimentation Investigation of Abrasive Water Jet Machining Parameters Using Taguchi and Evolutionary Optimization Techniques. Swarm and Evolutionary Computation, 2017, vol. 32, pp. 167–183. DOI: 10.1016/j.swevo.2016.07.002

Галынский, В.А., Юдин В.М., Сычев С.А. Льдоструйная очистка при ремонте. Труды ГОСНИТИ. 2009. Т. 103, № 1. С. 30–31. [Galynskiy V.A., Yudin V.M., Sychev S.A. [Blast Cleaning During Repair]. Trudy GOSNITI [Proceedings of GOSNITI], 2009, Vol. 103, no. 1, pp. 30–31. (in Russ.)] DOI:10.22184/1993-8578.2015.60.6.84.93

Меркулов А.Ф., Абрамов И.Г. Результаты исследования ледоструйной эрозионной очистки деталей машин от твердого прочносвязанного загрязнения. Междунар. науч. журн. 2011. № 3. С. 71–76. [Merkulov A.F., Abramov I.G. [Researching Ice-Blast Erosion Cleaning of Machine Parts from Tightly Bound Solid Pollution]. The International scientific journal, 2011, no. 3, pp. 71–76. (in Russ.)] DOI: 10.1007/978-3-540-73645-5_5


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.