彭偉 李琳 梁霄
（中國航發上（shàng）海商用航空發動機製造有限（xiàn）責任公司，上海 201306）
摘 要：軸承的清洗技術近（jìn）年來快（kuài）速（sù）發展，綠色、環保的清潔方式成為行業內發展的趨勢。現代民（mín）用航空（kōng）發動機軸承的清洗，必須從高起（qǐ）點進行發展，清潔、綠色、環保的清洗方式成為清（qīng）洗技術發展的必然。本文論述了水基清洗劑、超聲波清洗技（jì）術（shù）在軸承清洗（xǐ）中的運用，介紹（shào）了水（shuǐ）基軸（zhóu）承清洗線的流（liú）程，相關設備的（de）組成、功能及水基清（qīng）洗劑的選取（qǔ），投產前的工藝驗證。
關鍵詞（cí）：軸承；水基清洗劑；超聲波（bō）清洗技（jì）術
航空（kōng）發動機轉（zhuǎn）子運轉轉（zhuǎn）速高，在減（jiǎn）少發動機整機振動值，保證（zhèng）發動機安全、可靠的工作方麵，軸承發揮著（zhe）重要作用。清潔度（dù）是保證軸承質量的指標（biāo）之一，清潔方式（shì）是達（dá）到清潔度標準的具（jù）體實施過程。航空發動機軸承屬於高精（jīng）密零（líng）件，對（duì）於高精密零件的清潔度，清洗對提高產品質量、增強產品的可靠性、延長產品使（shǐ）用壽命等方麵的作用已逐漸地被人們所認識。軸承清潔度的高低直接影響軸承的（de）工作運轉環境，對提高航空發動機整機的安全可靠性意義重大。
在（zài）國內的軍機行業，對於軸承清洗，普遍采（cǎi）用汽（qì）油進行人工（gōng）刷洗這一傳統方式，而在國外（wài）民機行業，軸承的清洗更多的是采用新型（xíng）清洗（xǐ）方式，如超（chāo）聲波水基清洗。目前（qián），中國大力發展民用（yòng）航空發動機產（chǎn）業，關於軸承清洗，應該從更高的起點開始發（fā）展，因此，必須走新型清洗方式這條道路。
1 傳統與新型清洗方式利弊（bì）對比（bǐ）
傳統與新型清（qīng）洗方式的利（lì）弊，可分別從（cóng）清洗方式、清（qīng）洗介質兩方麵進行（háng）分析對比。
1.1清洗方式（shì）的對比
手工刷洗，通過用毛刷在軸承表麵上的擦拭來剝離髒（zāng）物，由液體帶走髒物實現的，此方法雖然（rán）可以將軸承清洗得比較（jiào）幹淨，但是對於軸承表麵沾附力很強的油垢、微顆粒、研磨膏等雜質，則很難（nán）完全徹底清理幹淨，對於盲孔、縫隙、窄溝槽、小孔處的汙物更是清洗不掉。
相比手工涮洗，超聲波清洗技術作（zuò）為一種新型的清洗工藝技術，在軸承行業受到越來越多的重視。超聲波無孔不入，能清洗幾何（hé）形狀複雜的物體（tǐ）和各種有微孔、盲孔、窄縫等的零部件，超聲波則具有如下幾個優點。
（1）清洗質量好。采用超聲波清洗技（jì）術（shù），使軸承的清潔度得到提高，清洗效果好。
（2）效率高。超聲波清洗機適於大批量生產，清洗速度快，節省了清洗時間。
（3）勞動強度（dù）低。超聲波清洗能在生產線上一次性完成（chéng）從內（nèi）外環清（qīng）洗到烘幹的全過程，減少了中間環節、降（jiàng）低了勞（láo）動強（qiáng）度，減少（shǎo）了（le）手工刷洗的體力勞動。
（4）成本低。超聲波清洗機配有（yǒu）自動循環過濾裝置，保證了清洗質量，延長了清洗液更換周期，既節省了清洗劑，又質量好、效率高，顯然使成本（běn）降低。
1.2清洗介質的對比
用汽油來清（qīng）洗軸承（chéng），在航空發動機行業應（yīng）用（yòng）較為普遍。但是汽油揮發（fā）性極強、閃點極低（dī）（汽油（yóu）的（de）閃點：-10℃，煤油的閃（shǎn）點：38℃），因此在使用中存在較大的安全隱患（必須在有（yǒu）防爆措施的（de）環境中使用）；由於汽油還具有較強的刺激，而清洗過程中操作者不可（kě）避免的直接接觸皮膚，對使用者的健康也造成了（le）較大的危害。
在汽油清洗軸承的過程中，會產生揮發，汽油揮發成蒸氣後的體積擴展為原來的幾十（shí）倍，當空氣中汽油蒸氣達到2%～7%時，遇（yù）到火花（huā）就會引起爆炸；汽油中含有的苯為致癌物，在生產環境中汽（qì）油以蒸氣形式經呼吸道吸收，同時還會穿過人體表皮滲入到肉體（tǐ），對人的身體健康危害（hài）較大。
用水基（jī）清洗劑配製的清洗液的清洗效果與油類清洗劑相當，但水基清（qīng）洗劑對人（rén）體危（wēi）害小，對周圍（wéi）的環境影響小（xiǎo），是綠色、環保的清洗方式，並且（qiě）在國外民航業內（nèi）有成熟的應用。
1.3對比結（jié）論
基於以（yǐ）述兩方麵的對（duì）比分析，生產中（zhōng）需（xū）用汽油、煤油的替（tì）代溶（róng）劑來進（jìn）行清洗軸承。而這種汽油、煤油的替代品不但（dàn）要求閃點高，而且不能（néng）使金屬零件產生腐蝕。經過廣泛的調研，並參考國內外同行業的經驗（yàn），認為水基清（qīng）洗劑是一種很好的汽油、煤（méi）油的替代品。
2 超聲（shēng）波水基清洗技（jì）術
2.1技術原理
（1）水基清洗劑：所有（yǒu）表麵活性劑分子同時含有親油（yóu）基團和親水基團。清洗時，表麵活性劑分子的親油部分吸附在汙垢上與其（qí）互溶，親水部分（fèn）則滲透到工件（jiàn）與汙（wū）垢之間，使界麵張力下（xià）降（jiàng）並通過乳化、增溶、分（fèn）散（sàn），有效阻止了汙物再凝結。借助超聲（shēng）波等物理作用，使汙物脫離零件表麵，分散到清洗液中，從而達到（dào）去汙目的。
（2）超聲波：空化作用是指液體分子激烈碰撞產（chǎn）生非常強大的（de）衝擊力，將被清洗物體表麵的汙物撞擊下來。這些無數細小而密集的氣泡破（pò）裂時產生衝擊波的現象。超（chāo）聲波除了有（yǒu）空化作（zuò）用，同時還有乳化、中和作（zuò）用，能更有效防止被清洗掉的油汙重新附（fù）著在被清洗物件（jiàn）上。
2.2技術風險
水基清洗技術在國內航空係統內未能得到大量的應用（yòng），主要原因在於清洗環節易造成零件生（shēng）鏽。筆者認為，隻要采用對常用金屬材料無腐蝕、防鏽性能優（yōu）良的清洗劑，並研（yán）究其清洗前後配套工藝方法及適用的材料種類，水（shuǐ）基清洗（xǐ）技術完全可用於航空發動機上精密零件的清洗。
2.3技術重點
2.3.1濃度比例問題（tí）
用（yòng）水基型清洗劑與去（qù）離子水混合配製的清洗液在清洗不同類型發動機時，兩者所占的比例是不同的。另外（wài），配製（zhì）好（hǎo）的清洗液必須滿足不腐蝕發動機的零部件及有關表麵塗層的要（yào）求。參考有關（guān）國外資（zī）料，並根據試驗情況，確定用於航空（kōng）發動（dòng）機零件（jiàn）清（qīng）洗（xǐ）的清（qīng）洗液用航空特種表麵（miàn）水基清洗劑與（yǔ）去（qù）離子（zǐ）水混合配製而成，清（qīng）洗液中（zhōng）溶劑濃度高（gāo）低變化，對軸承Z終的清洗效果（guǒ）有著直接的影響。經過試驗過程，總結出清洗劑在清洗液中所占的比例為5%～10%，清洗效果、清洗成本都較好，從而達（dá）到一個平衡。
2.3.2清洗劑選擇問題
對水（shuǐ）基清洗劑（jì）的（de）選擇問題，主要從如下幾個（gè）方麵進（jìn）行考慮。（1）能有效地清除機件上的汙垢、積炭和（hé）鹽（yán）漬；（2）清洗液對渦噴發動機機件表麵（miàn）無超過規定的腐蝕；（3）清洗液本身（shēn）易於保管、運輸、儲存。
3 技術運用
通過上述分析，可知（zhī）超聲波水基（jī）清洗技（jì）術（shù）可勝任（rèn）航空發動機軸承的清洗。目前，我公司采購了一台（tái）全自動超聲波軸承清（qīng）洗機SC2641，清洗介質采用水基清洗劑，到（dào）目前為止（zhǐ），該設備運行良好。
3.1設備組成
SC2641軸承清洗機，該設備上共有5個槽子，分別為超聲波除油槽（cáo）（1號槽）、噴淋槽（2號槽（cáo））、冷水漂洗槽（3號槽）、脫水油槽（4號槽）、防腐油槽（5號槽）。每個槽子的尺寸均為680mm×600mm×650mm，主體材料為SUS304不鏽鋼。該（gāi）設備是全自動的，采用PLC可編程控製，可自動上料、退磁、自動換槽、自動（dòng）下料等。設（shè）備的實物圖，見圖1。
3.2清洗工藝路線
軸承的清洗（xǐ）工藝路線圖，見圖2。清洗前，先將軸承放到退（tuì）磁機內進行退磁處理，退磁合格後，將待（dài）洗的軸承放入（rù）清洗籃筐，籃筐依次（cì）從1號槽、2號槽、3號槽、4號槽、5號槽進行清洗、處理，籃筐在每個槽位（wèi）停留時間可在程序中直接設定，零件從進料、到出料全部實現（xiàn）自動化。
3.3水基（jī）清洗劑的確定
3.3.1清洗（xǐ）劑牌號的確定
水基清洗劑種類繁多，主要分為有機類和無機類，成份一般含有堿性清潔（jié）劑、防腐劑及潤濕劑。國內外有多個廠商（如（rú）德國漢高、德國Chemetal等）提供不同牌號規格專門針對不同材質、不同汙染物的清洗（xǐ）劑（jì）（如Ardrox 185L、Turco 4181L、Cee-Bee J-84AL等），不同的（de）清洗劑，適用的對象也（yě）千差萬別。對於航空發動機零部（bù）件，尤其是軸承，屬（shǔ）於特殊的零（líng）部件，則（zé）應參照標（biāo）準HB5226進（jìn）行選（xuǎn）取，並且（qiě）通過標準HB5227規定的各項試驗科目（腐（fǔ）蝕性試驗、濕熱試驗、清洗能力試驗、漂洗能力試（shì）驗（yàn））、外觀（guān）檢查及pH值的檢測（cè）後，方可（kě）選（xuǎn）定出具體的針對性清洗劑牌號。
3.3.2清洗液濃度的確定
從控製成（chéng）本及漂洗、環保方（fāng）麵考慮，一般在達到清潔效果的同時盡量使（shǐ）用低濃度（dù）的清洗液，以試驗（yàn）數據為（wéi）基礎一般（bān）可從2.5%起（qǐ）開始使用，針對不同汙染程度的零件，可適當提高濃度比例，但在可加溫的設備中使用一般（bān）不超過10%。對於清洗劑來說，達到（dào）一定比例濃度後，對同樣的汙染物的清洗能力基本相同，但濃度的不斷提高會給漂洗帶來難度，如果設（shè）備漂洗的水量不足，則會因漂洗不淨而（ér）使溶劑殘留於零件表麵，形成白斑，不僅（jǐn）影響外觀（guān），而且時間長了會對零件本身產生進一步腐蝕。
3.4清洗工藝驗證
對於科研階段的型號（hào）發動機，軸承（chéng）清洗工藝必須經過清洗工藝驗證（zhèng）才可正式投（tóu）產使（shǐ）用。
軸承清洗工（gōng）藝定型前，選取3種不同的清洗劑，Ardrox 185L、Turco 4181L、Cee-Bee J-84AL，按照規定的濃度比例進行溶液（yè）配比，分別進（jìn）行腐蝕性試驗、濕熱試驗、清洗能力試驗、漂洗能力試驗等共4個試驗科目。通過多輪反複的（de）試驗效（xiào）果分析，對比三種清洗劑的清洗效果，形成Z終的試驗（yàn）報告（gào），並經資深專家評審通過後，正式納入到公司的生產體係中（zhōng），超聲波水基清洗機才正式投產運營。
4 結語
盡管超聲波（bō）水基清洗（xǐ）技（jì）術在國內的軸承清洗行業還（hái）處於摸（mō）索階段，但是它以清潔、綠色、環保（bǎo）等優點（diǎn）必將成為未來軸承清洗（xǐ）技術發展的趨勢。超聲（shēng）波水基清洗技術在軸承（chéng）行業起步較晚（wǎn），還有很多課題亟待（dài）研究開發，但它應用前景廣泛，可（kě）以（yǐ）肯定的是，它在軸承零件的清洗中將發揮（huī）越來越重要的作用。
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來（lái）源：《科技資訊》2017年25期
