Виброабразивная очистка и обработка обеспечивают:
- хорошее качество очищаемой поверхности до 8—9-го классов чистоты поверхности;
- снятие возникающих в процессе эксплуатации в поверхностном слое остаточных напряжений растяжения н наведение остаточных напряжений сжатия, что повышает прочностные характеристики деталей;
- повышение микротвердости поверхностного слоя и создаст более равномерное распределение твердости по толщине деталей;
- равномерный, но незначительный съем металла 4— 5 мг/см2, что при продолжительности 8—10 ч соответствует толщине снятого слоя 5—6 мкм.

В промышленности виброабразивная очистка применяется достаточно широко. Для этих целей разработан ряд моделей установок, работающих как по «сухому» способу очистки, так и с циркуляцией моющей жидкости через контейнеры (установка НИИТМ).

Процесс виброабразивной очистки является результатом совместного воздействия на удаляемое твердое загрязнение механической энергии взаимодействия загрузки и физико-химических свойств моющего раствора. На эффективность процесса виброабразивной очистки оказывают влияние параметры установки, т. е. амплитуда и частота колебаний, степень загрузки контейнера и соотношение очищаемых деталей и абразива, вид и физико-химические свойства применяемых растворов, материал, грануляция, твердость и зернистость абразивного наполнителя.

Исследованиями установлено, что оптимальная частота колебаний контейнера составляет 2500— 2700. мин-1 при амплитуде 1,5—2 мм. Увеличение амплитуды повышает производительность процесса, но при этом начинается шаржирование поверхностей.

Правильный подбор щелочных моющих растворов для виброабразивной очистки позволяет существенно повысить производительность и качество процесса. Моющие растворы должны выполнять следующие функции: снижать степень адгезии загрязнения к поверхности деталей, обезжиривать поверхность, уносить из зоны очистки частицы снятого загрязнения и продукты износа наполнителя, предохранять поверхность наполнителя от засаливания. Моющие растворы для виброабразивиой очистки должны составляться на основе поверхностно-активных веществ со средними значениями пенообразования и щелочных добавок. Лучше следует пользоваться готовыми моющими средствами МЛ-51, МЛ-52; Лабомид-203, МС-8 и др. Оптимальной концентрацией моющих средств следует считать 25—35 г/л. Температура растворов 70—80 °С.

Абразивный наполнитель выбирается в зависимости от требований, предъявляемых к очищенным деталям и их поверхностям. Так, для очистки клапанов двигателей от нагара следует применять отходы уралитовых шаров грануляцией до 30 мм, а очистка клапанных пружин и коромысел осуществляется в отходах уралитовых шаров грануляцией 10—15 мм.

Рис. 2. Схема установки для виброабразивной очистки

В отраслевой научно-исследовательской лаборатории по интенсификации технологических процессов очистки деталей машин В/О «Россельхозтехника» при МИИСПе разработана установка для виброабразивной очистки мелких деталей двигателей от твердых и нагарообразных загрязнений ОМ-3025.

Установка работает следующим образом. В контейнер загружают очищаемые детали, абразив и подают моющую жидкость. Контейнер изготовлен из листовой стали со скругленной передней стенкой. Внутри он армирован резиной средней твердости толщиной 6 мм, которая закрепляется винтами с широкой головкой и служит для снижения шума в процессе работы. Контейнер жестко закреплен на платформе. Платформа посредством опорных пружин устанавливается на раме. На нижней стороне платформы в подшипниках крепится дебалансовый вибратор. Через клиноременную передачу и карданный вал дебалансовый вибратор приводится во вращение от электродвигателя переменного тока мощностью 3,0 кВт. Это позволяет сообщить контейнеру колебательное движение с частотой 2500 мин-1 и амплитудой до 3 мм.

При колебаниях контейнера очищаемые детали и абразивные материалы приобретают свойство текучести. Детали и абразив, прижимаясь друг к другу касательными силами, совершают вращательное движение с трением соприкасающихся поверхностей. За счет механического воздействия острых зерен абразива происходит срезание и дробление твердых загрязнений. Проникновение моющей жидкости, обладающей высокой физико-химической активностью, в микротрещины загрязнений способствует интенсификации их разрушения и удалению.

Для уменьшения шума при работе установка закрывается кожухом.

Моющая жидкость приготовляется и подогревается электронагревателями в баке емкостью 70 л. Исследования показали, что наилучшие результаты достигаются при прокачке моющего раствора через контейнер с загрузкой. Скорость подачи и истечения раствора рассчитана таким образом, чтобы контейнер постоянно был заполнен на 1/3 объема. Моющий раствор поступает через шланг в верхнюю часть контейнера, а сливается через шланг в нижней части контейнера. Для очистки моющего раствора имеется переливной каскадный фильтр-отстойник. Из моющих средств используются синтетические средства типа МС, МЛ и Лабомид.

Для очистки клапанов рекомендован природный минерал— уралит — грануляцией до 30 мм, который имеет удовлетворительную очищающую способность и не изменяет исходную шероховатость стержня клапана. Для очистки деталей, на работоспособность которых влияет изменение исходной шероховатости, например клапанных пружин, следует использовать любой мелкозернистый абразив высокой твердости (ЭК4-54ТК, KF-10, KF-15). Грануляция применяемого для этих целей абразивного материала должна выдерживаться в таких пределах, чтобы обеспечивалось свободное перемещение его через отверстия в пружинах, коллекторах и других деталях. Это будет способствовать очистке всех поверхностей деталей, как наружных, так и внутренних.

При загрузке деталей и абразивного материала следует выдерживать их оптимальное соотношение. В данной установке это соотношение найдено экспериментальным путем и составляет: для клапанов 1:2+1:1; для клапанных пружин — 1:2. Очистка метизов ведется без абразива.