超声波清洗机设计--正文.doc

前言
目前,国外技术先进的发达国家把超声波清洗技术已应用到了各个领域及各个行业,这都是因为超声波清洗具有速度快、效率高,对环境污染小等诸多的特点。而我国现在也正在逐步推广超声波清洗这一革命化的技术。
具体超声清洗所涉及的应用范围大致可分为以下几个方面:
1、各种电子设备:电子设备长时间使用后,很容易在集成块的连脚间、元器件出脚间和印制电路板上吸附尘埃,而一些接插连件上,也容易被油污、尘埃污染,或是形成一层氧化膜。这些情况对电子设备的正常使用肯定会留下较大的隐性故障,而导致电子设备的损坏。超声波清洗机则可简洁、方便地清洗掉这些污染,以保证设备的完好使用。
2、兵器装备:兵器装备容易受到尘埃、油脂、油垢、研磨粉、锈、氧化膜的污染,用人工清洗劳动强度大、时间长,而采用超声清洗就可以很好解决以上问题。
3、机械设备:机械设备的范围很广,如汽车、装甲车、坦克、飞机、舰船上所用的传动设备以及各种类型的零部件等,这些设备或是零部件上如果被尘垢、油脂、油垢、研磨粉、锈、氧化膜所污染,光靠手工清洗肯定不可能清洗干净,而超声波清洗可以说是无孔不入,可以把每一个微小的孔、缝隙都能彻底清洗干净。
4、各种加工件的表面去污处理。
5、医用器具的清洗,药剂的均匀混合。
6、厨房设备的清洗。
超声波换能器将高频振荡电讯号转换成高频机械振荡,以纵波的形式在清洗液中辐射。在辐射波扩张的半波期间,清洗液的致密性破坏并形成无数直径为50~500μm的气泡。这种气泡中充满着溶液蒸汽。在压缩的半波期间,气泡讯速闭合,会产生上百Mpa的局部液压撞击。这种现象称为“空化”效应。在“空化”效应的连续作用下,工件表面或隐蔽处的污垢被爆裂、剥落。同时,在超声的作用下,清洗液的渗透作用加强;脉动搅拌加剧;溶解、分散和乳化加速;从而将工件彻底清洗干净。
课程设计题目
超声波清洗机
超声波清洗机工作流程如图1所示:将欲清洗的工件置于工篮中,将工件篮放置在挂杆上,按下启动按钮,挂杆向下运动将工件置于清洗液中,加热清洗液至沸腾,启动超声波生器工作20分钟后,超声波发生器停止工作,挂杆向上运动将工件置于蒸汽中5分钟,停止加热,启动喷淋5分钟,其后停止喷淋,取出工件传送带上,按下清洗结束按钮,启动传送带工作。
1、超声波清洗机的原理
(1)、什么是超声波:波可以分为三种,即次声波、声波、超声波。次声波的频率为20Hz以下;声波的频率为20Hz~20kHz;超声波的频率则为20kHz以上。其中的次声波和超声波一般人耳是听不到的。超声波由于频率高、波长短,因而传播的方向性好、穿透能力强,这也就是为什么设计制作超声波清洗机的原因。
(2)、超声波如何完成清洗工作:超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用,使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。目前所用的超声波清洗机中,空化作用和直进流作用应用得更多。
:空化作用就是超声波以每秒两万次以上的压缩力和减压力交互性的高频变换方式向液体进行透射。在减压力作用时,液体中产生真空核群泡的现象,在压缩力作用时,真空核群泡受压力压碎时产生强大的冲击力,由此剥离被清洗物表面的污垢,从而达到精密洗净目的。
在超声波清洗过程中,肉眼能看见的泡并不是真空核群泡,而是空气气泡,它对空化作用产生抑制作用降低清洗效率。只有液体中的空气气泡被完全脱走,空化作用的真空核群泡才能达到最佳效果。
:超声波在液体中沿声的传播方向产生流动的现象称为直进流。,肉眼能看到直进流,垂直于振动面产生流动,流速约为10cm/s。通过此直进流使被清洗物表面的微油污垢被搅拌,污垢表面的清洗液也产生对流,溶解污物的溶解液与新液混合,使溶解速度加快,对污物的搬运起着很大的作用。
:液体粒子推动产生的加速度。对于频率较高的超声波清洗机,空化作用就很不显著了,这时的清洗主要靠液体粒子超声作用下的加速度撞击粒子对污物进行超精密清洗。
2、超声波清洗机的特点
在机械及制造行业中,经常遇到各种零件和加工件的清洗问题。其清洗对象主要是机加工油、切削液、金属屑等污垢,传统方法是采用有机溶剂(汽油或煤油)辅以手工刷洗,不但劳动强度大而且操作环境恶劣。近年来逐步开发了许多水基清洗剂来取代溶剂清洗,但这些水基清洗剂普遍存在着化学清洗能力低的缺点,且需要辅以物理方法来增强其清洗力,常规清洗机喷射、搅拌等方式来达到这一目的,这类清洗机通用性差,只适合于品质结构单一、形式简单的工件清洗,对于多品种,形状复杂,特别是有不规则孔、腔、狭缝的零件往往无能为力,而超声波清洗由于其无孔不入的特点以及强力的清洗作用,不但对于手工及机械方法难以触及到部位也能很好的清洗