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超声波清洗机原理
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超声波清洗机原理:
一、什么是超声波清洗机?
        超声波在液体中传播,使液体与清洗槽在超声波频率下一起振动,液体与清洗槽振动时有自己固有频率,这种振动频率是声波频率,所以人们就听到嗡嗡声。随着清洗行业的不断发展,越来越多的行业和企业运用到了超声波清洗机。
        对超声波清洗机原理由超声波发生器发出的高频振荡信号,通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质--清洗溶剂中,超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射,使液体流动而产生数以万计的直径为50-500μm 的微小气泡,存在于液体中的微小气泡在声场的作用下振动。这些气泡在超声波纵向传播的负压区形成、生长,而在正压区,当声压达到一定值时,气泡迅速增大,然后突然闭合。并在气泡闭合时产生冲击波,在其周围产生上千个大气压,破坏不溶性污物而使他们分散于清洗液中,当团体粒子被油污裹着而黏附在清洗件表面时,油被乳化,固体粒子及脱离,从而达到清洗件净化的目的。在这种被称之为“空化”效应的过程中,气泡闭合可形成几百度的高温和超过1000个气压的瞬间高压。
        超声波清洗机的优点是:超声波清洗效果好,操作简单。人们所听到的声音是频率20-20000Hz的声波信号,高于20000Hz的声波称之为超声波,声波的传递依照正弦曲线纵向传播,产生大量小气泡 。一个原因是液体内局部出现拉应力而形成负压,压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和,而从液体逸出,成为小气泡;另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞,称为空化。
二、超声波清洗机工作原理图:

三、超声波清洗机的工艺流程:
1、研磨后的清洗
研磨是光学玻璃生产中决定其加工效率和表面质量(外观和精度)的重要工序。研磨工序中的主要污染物为研磨粉和沥青,少数企业的加工过程中会有漆片。其中研磨粉的型号各异,一般是以二氧化铈为主的碱金属氧化物。根据镜片的材质及研磨精度不同,选择不同型号的研磨粉。在研磨过程中使用的沥青是起保护作用的,以防止抛光完的镜面被划伤或腐蚀。研磨后的清洗设备大致分为两种: 一种主要使用有机溶剂清洗剂,另一种主要使用半水基清洗剂。
2、镀膜前清洗
镀膜前清洗的主要污染物是求芯油(也称磨边油,求芯也称定芯、取芯,指为了得到规定的半径及芯精度而选用的工序)、手印、灰尘等。由于镀膜工序对镜片洁净度的要求极为严格,因此清洗剂的选择是很重要的。在考虑某种清洗剂的清洗能力的同时,还要考虑到他的腐蚀性等方面的问题。
四、超声波清洗机的工作频率:
超声波清洗机工作频率很低(在人的听觉范围内)就会产生噪音。当频率低于20kHz时,工作噪音不仅变得很大,而且可能超出职业安全与保健法或其它条例所规定的安全噪音的限度。在需要高功率去除污垢而不用考虑工件表面损伤的应用中,通常选择从20kHz到30kHz范围内的较低清洗频率。该频率范围内的清洗频率常常被用于清洗大型、重型零件或高密度材料的工件。
低频通常被用于清洗较小、较精密的零件,或清除微小颗粒。高频还被用于被工件表面不允许损伤的应用。使用高频可从几个方面改善清洗性能。随着频率的增加,空化泡的数量呈线形增加,从而产生更多更密集的冲击波使其能进入到更小的缝隙中。如果功率保持不变,空化泡变小,其释放的能量相应减少,这样有效地减小了对工件表面的损伤。高频的另一个优势在于减小了粘滞边界层。
五、超声波清洗机的应用领域:
超声波清洗机广泛应用于表面喷涂处理行业、机械行业、电子行业、医疗行业、半导体行业、钟表首饰行业、光学行业、纺织印染行业。其他行业等,超声波清洗机运用具体如下
1、 表面喷涂处理行业:(清洗的附着物:油、机械切屑、磨料、尘埃、抛光蜡)电镀前的清除积炭、清除氧化皮、清除抛光膏、除油除锈、离子镀前清洗、磷化处理,金属工件表面活化处理等。不锈钢抛光制品、不锈钢刀具、餐具、刀具、锁具、灯饰、手饰的喷涂前处理、电镀前清洗。
2、 机械行业:(清洗的附着物:切削油、磨粒、铁屑、尘埃、指纹)
防锈油脂的去除;量具的清洗;机械零部件的除油除锈;发动机、发动机零件、变速箱、减振器、轴瓦、油嘴、缸体、阀体、化油器及汽车零件及底盘漆前除油、除锈、磷化前的清洗;过滤器、活塞配件、滤网的疏通清洗等。精密机械部件、压缩机零件、照相机零件、轴承、五金零件、模具、尤其在铁路行业,对列车车厢空调的除油去污、对列车车头各部件的防锈、除锈、除油非常适合。
六、超声波清洗机的维修保养:
1)清洗机由超声波发生器和超声波换能器组成,超声波换能器是由压电陶瓷材料制造的夹芯式换能器,压电陶瓷材料在交变电场的作用下会产生机械振动。
超声波换能器常见问题
1 超声波振子受潮,可以用兆欧表检查与换能器相连接的插头,检查绝缘电阻值就可以判断基本情况,一般要求绝缘电阻大于5兆欧以上。如果达不到这个绝缘电阻值,一般是换能器受潮,可以把换能器整体(不包括喷塑外壳)放进烘箱设定100℃左右烘干3小时或者使用电吹风去潮至阻值正常为止。
2 换能器振子打火,陶瓷材料碎裂,可以用肉眼和兆欧表结合检查,一般作为应急处理的措施,可以把个别损坏的振子断开,不会影响到别的振子正常使用。
3 振子脱胶,我们的换能器是采用胶结,螺钉紧固双重保证工艺,在一般情况下不会出现这种情况。
4 不锈钢振动面穿孔,一般换能器满负荷使用10年以后可能会出现振动面穿孔的情况。
2)超声波清洗机换能器常见问题有:
⑴超声波换能器受潮。一般用兆欧表检查和换能器相连接的插头,检查换能器正负极间的绝缘电阻值就可以判断。一般要求绝缘电阻大于30兆欧以上。如果达不到这个绝缘电阻值,很可能是换能器受潮。维修方法是把换能器整体(不包括喷塑外壳)放进烘箱设定100℃左右,烘干三小时或者使用电吹风去潮至阻值正常为止。换能器振子打火,陶瓷材料碎裂。维修时可以用肉眼和兆欧表结合检查。一般作为应急处理的措施,可以把个别损坏的换能器断开,不会影响到别的换能器正常使用。
⑵换能器脱胶。我们知道大多数厂家采用胶粘的方式固定换能器,但超声波清洗机的长期使用后由于振动会出现脱胶现象。也有厂家采用胶结加螺钉紧固的方式,一般情况下不会出现脱胶,由于螺钉的作用,振子脱胶后不会从振动面上落下,一般的判断方法是用手轻摇振子的尾部,仔细观察振动面的胶水情况做出判断。
⑶一般振子出现脱胶以后超声波电源输出的功率正常,但是由于振子与振动面连接不好,振动面的振动效果不好,长时间后由于能量无法释放出去,很可能会烧坏振子。振子脱胶对于用户来说维修起来是比较麻烦的,一般情况只能送回生产厂家进行维修处理。避免振子脱胶最有效的方法是平时使用中注意不撞击振动面。
⑷振动面穿孔。一般超声波换能器满负荷使用数年以后可能会出现振动面穿孔的情况,这是由于振动面的不锈钢板长时间高频振动疲劳所致,振动面穿孔说明换能器的使用寿命已经到了,维修上一般只能更换。
3)超声波清洗机发生器常见问题有:
⑴超声波清洗机打开电源开关,指示灯不亮。这种情况维修时必须检查电源开关是否完好,漏电开关是否合上。如果开关完好再检查保险丝是否过载熔断,基本上可以解决。
⑵超声波清洗机打开电源开关后,指示灯亮,但没有超声波输出。这种情况比较复杂,维修时首先检查换能器与超声波功率板的连接插头是否有松脱,然后检查保险丝是否熔断。如果一切正常有可能是超声功率发生器内部故障,用万用表打电源线明线,火线是否都通。在排除了发生器故障后再检查超声波换能器是否烧坏,是否需要更换。
⑶超声波清洗机直流保险丝熔断。可能是整流桥堆或功率管烧毁,也可能是换能器老化,电流不稳,这些都可能造成电源发生器故障。维修时要多加注意。
七、超声波清洗机的使用事项:
⑴ 超声波清洗机电源及加热器电源必须有良好接地装置。
⑵ 超声波清洗机严禁无清洗液开机,即清洗缸没有加一定数量的清洗液,不得开超声波开关。
⑶ 有加热设备的清洗设备严禁无液时打开加热开关。
⑷ 禁止用重物(铁件)撞击清洗缸缸底,以免能量转换器晶片受损。
⑸ 超声波发生器电源应单独使用一路220V/50Hz电源并配装2000W以上稳压器。
⑹ 清洗缸缸底要定期冲洗,不得有过多的杂物或污垢。
⑺ 每次换新液时,待超声波起动后,方可洗件。

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