Аппарат для абразивной обработки с раздельной подачей абразива и жидкости в зону воздействия

Мерзлов Артём Витальевич – студент кафедры Инструментальной техники и инженерной графики Калужского филиала Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана.

Устинов Игорь Кириллович – кандидат технических наук, доцент кафедры Инструментальной техники и инженерной графики Калужского филиала Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана.

Аннотация: Гидроабразивная обработка нашла широкое применение в промышленности, однако, она уступает в производительности сухой пескоструйной обработке, по причине смягчённого контакта абразивных частиц с обрабатываемой поверхностью из-за частиц движения абразива в потоке жидкости В статье предложен способ улучшения показателей гидроабразивной обработки, путём разделения потоков жидкости и абразива до зоны воздействия.

Ключевые слова: Раздельная подача абразива и жидкости, гидроабразивная обработка, пескоструйная обработка, воздействие абразива, метод крутого восхождения.

Пескоструйная обработка представляет собой удаление поверхностного слоя изделия, путём её повреждения песком или иным абразивным материалом распыляемым потоком воздуха под высоким давлением. Применяется для удаления окалины, старой краски, ржавчины с металлических изделий, загрязнений с деревянных, пластиковых изделий, обезжиривания поверхности металлических изделий, очистки каменных поверхностей перед нанесением покрытий, создания специальной поверхностной структуры металлических изделий, декоративного матирования стекла и т. д.

Основным недостатком пескоструйной обработки является выделение значительного количества пыли, что крайне негативно сказывается на экологичности и вредности метода.

Гидроабразивная обработка, аналогична пескоструйной, однако абразив подаётся в потоке жидкости, это создаёт несколько преимуществ относительно пескоструйной обработки: значительное уменьшение количества пыли; более равномерный наклёп.

Область применения сходна с пескоструйной обработкой, однако, так как частицы абразива движутся в потоке жидкости, удар о поверхность каждой отдельной частицы значительно смягчается, что приводит к уменьшению интенсивности воздействия. Это приводит к уменьшению производительности, что составляет значительный недостаток метода.

Устройство, представленное на рисунке, позволит производить обработку комбинированным методом.

Рисунок 1. Принципиальная схема устройства.

Принцип действия аппарата заключается в следующем: абразивный материал из бака 1, под действием воздушного потока, создаваемого компрессором 5, поступает в зону обработки по трубке 4. Жидкость из бака 2 подаётся под давлением в сопло 3, создавая водяную стену вокруг потока абразива. Таким образом, потоки абразива и жидкости до контакта с обрабатываемой поверхностью не смешиваются. Непосредственно в зоне обработки происходит классическая сухая пескоструйная обработка, со всеми её преимуществами. Предполагается, что водяная стена не даст основной массе пыли выйти из зоны обработки, а пробившие её крупные частицы не создадут пыли.

Соотношения скоростей абразивного потока и потока жидкости для наиболее эффективной борьбы с пылью слабо поддаются расчётам, однако легко могут быть определены экспериментально.

Представленный аппарат в наибольшей степени совмещает в себе преимущества сухой абразивной и гидроабразивной обработки и максимально компенсирует недостатки обоих методов. Устройство позволяет получить прямой контакт абразивного материала с обрабатываемой поверхностью, что позволит получить производительность аналогичную обычной абразивной обработке при минимальном количестве пыли, это сделает абразивную обработку менее вредной и более экологичной.

Таким образом, данное устройство позволит повысить производительность гидроабразивной обработки при сохранении её преимуществ, основной проблемой данного устройства является определение оптимальных геометрических параметров сопла, (таких как угол наклона относительно оси, площади сечения потока жидкости), скорости подачи жидкости, скорости подачи абразива, диаметра трубки, подающий абразив.

Определение данных параметров предполагается произвести экспериментально, после создания опытного образца с комплектом сменных сопел с различным диаметром и различными углами наклона. Обработку результатов предполагается производить методом крутого восхождения.

Список литературы