飛機零件振蕩清洗設計研究

丁永鵬

【摘 要】飛機零件清洗是航空機械工程領域不可或缺的部分，振蕩清洗是其中的關鍵步驟。但振蕩清洗工況復雜，對結(jié)構(gòu)設計要求較高，特別是清洗艙布局、清洗籃是設計研究的重點。本文提出一種振蕩清洗中清洗艙布局與清洗籃設計方案，旨在提高振蕩清洗效果和效率，滿足各類工程應用條件。

【關鍵字】飛機零件;振蕩清洗;清洗艙;清洗籃

中圖分類號： V262.3 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）36-0021-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.36.009

0 引言

隨著工業(yè)生產(chǎn)對飛機零件的質(zhì)量要求日益嚴格以及對環(huán)境保護的日益重視，使飛機零件清洗任務甚至整個航空航天事業(yè)都面臨著很大的挑戰(zhàn)。[1]超聲波振蕩器是利用超聲波的高頻聲波產(chǎn)生振蕩，加入震板裝置，可制成超聲清洗機。[2]振蕩清洗是飛機零件清洗中的一個重要步驟，但由于其工作于長時間振動狀態(tài)，對其結(jié)構(gòu)有嚴格的要求。其主要構(gòu)成部分有清洗艙和清洗籃，清洗艙的布局決定了振蕩清洗的方法，也決定了外部驅(qū)動裝置的要求，清洗籃傳動和密封是關鍵點，因此需要對這些關鍵部位進行研究設計。

1 清洗艙布局設計

清洗艙的主要部件包括噴淋裝置、氣流噴射裝置、超聲波發(fā)生器組件、內(nèi)膽、清洗籃。同時也有液體分隔的閥類機構(gòu)和調(diào)整清洗籃位置的傳動機構(gòu)。

其中噴淋裝置和壓縮空氣槍是之前預清洗的時候用到的部件，所以可根據(jù)被清洗零件外形和他們各自的工作原理確定其分布位置，已經(jīng)確定壓縮空氣槍的運動軌跡后，以軌跡的中點處為準，分布在與零件端面等高，槍口正對圓弧面的前后兩個內(nèi)壁上。而噴淋裝置有兩排，高度以壓縮空氣槍口為準，布置在壓縮空氣槍的上下相距400mm的地方。在這之間的800mm中，壓縮空氣槍的運行軌跡需要占用600mm，所以在清洗壁上安裝前后兩個端面隔水閥，以保證空氣噴口在振蕩清洗的過程中不被打濕。

超聲波發(fā)生器組件為頻率為18kHz至21kHz的超聲波發(fā)生器和超聲波發(fā)生器收納盒組成，安裝在內(nèi)壁之外，不占用內(nèi)部空間且不與任何液體接觸，盒內(nèi)超聲波發(fā)生器分為三排四列，其產(chǎn)生的超聲波可以均勻分布到零件表面各處，便于拆裝和更換零件。但是由于超聲波發(fā)生器同預清洗所用到的部件一樣都必須僅靠清洗內(nèi)壁，且超聲波發(fā)生器不可與前兩者穿插安置，否則結(jié)構(gòu)將變得異常復雜不便于拆裝換新。所以不得不分出另一個空間專門進行振蕩清洗，超聲波發(fā)生器收納盒安裝如圖1所示。

圖1 超聲波發(fā)生器收納盒安裝

可以采用的一種方法是利用液壓升降的方式調(diào)整清洗籃的高度，采用上下分布的方式令振蕩清洗的空間至于預清洗空間的正下方，但是如果這樣實施起來，箱體的總高度將超過兩米，更難做的是一體式清洗內(nèi)壁尺寸同樣龐大，非常不便于運輸和組裝。所以采用橫向分布，以被清洗零件端面所朝向的方向為傳動方向，箱體之間采用可分離機構(gòu)進行隔離，隔離對象主要為清洗用液體。另外振蕩清洗池外部除了超聲波發(fā)生器外還帶有加熱儀器以及溫度傳感器，以保證溶劑工作的最佳溫度。

2 清洗籃的傳動設計

因為預清洗池與振蕩清洗池左右相鄰，且均在有液體的環(huán)境下工作，為了便于密封，采用鏈傳動的方式運輸清洗籃。鏈條兩端固定于清洗籃密封端蓋的外側(cè)，與整個清洗籃組件形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。電機可以連接在任意一個或多個鏈輪上。當預清洗過程結(jié)束后，啟動電機是鏈輪逆時針旋轉(zhuǎn)，等清洗籃達到振蕩清洗池中的正確位置后停止轉(zhuǎn)動，振蕩清洗過程結(jié)束后反向運行電機，令被清洗零件隨清洗籃移動到預清洗池中正確位置后終止旋轉(zhuǎn)，進行烘干。清洗籃的局部自由度和傳動原理如圖2所示。

圖2 清洗籃的局部自由度和傳動原理

清洗籃端蓋作用有兩點，第一是為了隔離液體與外部機械結(jié)構(gòu)，第二是為了方便清洗籃傳動，充當支架。所以首先，內(nèi)壁在隔離液體的同時，應該盡可能選用隔熱性較好的材料，因為本次采用的溶劑對溫度的要求較高，也就是說受溫度影響很大，不一定采用與內(nèi)壁相同的材料但一定要具有良好的隔熱性能。其次為了便于清洗籃的傳動，端蓋尺寸應該盡可能去較小值，同時為了便于密封圈的安放，端蓋選取圓形外形，就因為這樣，清洗籃也選用了圓弧狀，直接與零件緊附，內(nèi)部尺寸直接選用零件的外部尺寸，節(jié)省內(nèi)部空間。

但是由于軸類零件橫向放置，且體積較大，導致零件在放置和取出的時候有一定的困難，為了改善這一點，我們將清洗籃的一端固定在兩端蓋之間的一條橫梁上，另一邊可以向上旋轉(zhuǎn)與水平面產(chǎn)生一定的角度，使零件取出的方向不再是豎直向上，所需要施加豎直向上的力也得以分解，對器械起到一定的保護作用。

3 結(jié)語

振蕩清洗嚴苛的工作條件制約了結(jié)構(gòu)設計，采用合理的清洗艙布局可以在各種工況下提高工作效率，超聲波發(fā)生器和超聲波發(fā)生器收納盒安裝在內(nèi)壁之外，不僅不占用內(nèi)部空間，而且便于拆裝和更換零件。采用鏈傳動的方式運輸清洗籃，便于密封且效率較高，清洗籃端蓋的設計可以滿足密封要求并且支撐傳動。

【參考文獻】

[1]田少陽.飛機零件清洗工藝研究及設備研制[D].大連理工大學，2013.

[2]張莉敏.超聲震蕩提取技術的應用[J].環(huán)境與發(fā)展，2011， 23（z1）：52-53.