Luận văn: Nghiên cứu tối ưu thiết bị rửa chi tiết máy siêu âm – Thái Long, ĐH Lâm nghiệp

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu xác định một số thông số tối ưu cho thiết bị rửa các chi tiết máy sử dụng sóng siêu âm, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Người hướng dẫn: Pgs. Nguyễn Ngọc Phương
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp Thái Long
• Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí
• Đề tài: Nghiên cứu xác định một số thông số tối ưu cho thiết bị rửa các chi tiết máy sử dụng sóng siêu âm
• Loại tài liệu: Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: Đồng Nai

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng luận về làm sạch bằng sóng siêu âm
• 1.2. Tổng luận các công trình nghiên cứu về làm sạch bằng sóng siêu âm ở trong nước
• 1.3. Tổng luận các công trình nghiên cứu về làm sạch bằng sóng siêu âm ở ngoài nước
• 1.4. Các yếu tố chính của quá trình rửa bằng sóng siêu âm
• 1.5. Các bộ phận của hệ thống rửa bằng sóng siêu âm của Sonorek Technik
• 1.6. Máy phát sóng siêu âm: Tần số 25kHz, 40kHz
• 1.7. Biến tử siêu âm
• 1.7.1. Cách lắp đặt biến tử siêu âm
• 1.8. Ý kiến thảo luận về vấn đề nghiên cứu
• 1.9. Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu
• 1.9.1. Cơ sở vật lý của sóng âm
• 1.9.1.1. Bản chất của sóng âm
• 1.9.1.2. Phân loại sóng âm
• 1.9.1.3. Các đại lượng đặc trưng
• 1.9.2. Cơ sở vật lý và kỹ thuật tẩy rửa bằng siêu âm
• 1.9.2.1. Giới thiệu
• 1.9.2.2. Cơ sở vật lý của phương pháp tẩy rửa bằng siêu âm
• 1.9.2.3. Sự ảnh hưởng của nhiệt độ trong quá trình rửa
• 1.9.2.4. Một số dung dịch tẩy rửa thông dụng
• 1.9.2.5. Các phương pháp tạo ra sóng siêu âm
• 2. CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.1.1. Mục tiêu tổng quát
• 2.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Cách tiếp cận
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết
• 2.5.1.1. Phương pháp kế thừa
• 2.5.1.2. Phương pháp vật lý
• 2.5.1.3. Phương pháp giải tích
• 2.5.1.4. Phương pháp phân tích mô hình toán học

Tóm tắt

I. Khám phá công nghệ rửa chi tiết máy bằng sóng siêu âm

Công nghệ làm sạch bằng sóng siêu âm đang trở thành một giải pháp không thể thiếu trong các ngành công nghiệp hiện đại như cơ khí, cơ giới hóa nông lâm nghiệp, và quốc phòng. Trước đây, các phương pháp làm sạch truyền thống như sử dụng tay kết hợp hóa chất thường không đảm bảo hiệu quả, đặc biệt với các chi tiết có kết cấu phức tạp. Thống kê cho thấy, phương pháp này vẫn để lại tới 20% chất bẩn. Các kỹ thuật khác như điện phân tuy hiệu quả hơn nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng và có nguy cơ ăn mòn bề mặt chi tiết. Sự ra đời của thiết bị rửa chi tiết máy bằng sóng siêu âm đã tạo ra một cuộc cách mạng. Công nghệ này sử dụng năng lượng sóng âm tần số cao để tạo ra hàng triệu bọt khí siêu nhỏ trong dung dịch tẩy rửa. Quá trình này, được gọi là hiện tượng xâm thực, tạo ra các sóng xung kích mạnh mẽ, đánh bật các chất bẩn cứng đầu như dầu mỡ, bụi than và gỉ sét khỏi bề mặt vật liệu. Theo nghiên cứu của tác giả Thái Long (2014), "Trong phương pháp tẩy rửa bằng sóng siêu âm độ bẩn chỉ còn lại dưới 5%". Đây là một con số ấn tượng, cho thấy hiệu quả vượt trội so với các phương pháp khác. Các ưu điểm của công nghệ này không chỉ dừng lại ở độ sạch cao mà còn bao gồm tính kinh tế, thân thiện với môi trường và khả năng tự động hóa, mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong sản xuất công nghiệp.

1.1. So sánh hiệu quả với phương pháp làm sạch truyền thống

Hiệu quả làm sạch là yếu tố quyết định khi lựa chọn công nghệ. Các phương pháp truyền thống bộc lộ nhiều nhược điểm. Rửa bằng tay không thể tiếp cận các khe, rãnh nhỏ và phụ thuộc vào tay nghề người thực hiện. Phương pháp rung cơ học chỉ giảm được khoảng 50% độ bẩn. Trong khi đó, làm sạch bằng sóng siêu âm cho thấy sự vượt trội rõ rệt. Năng lượng từ sóng xung kích do hiện tượng xâm thực tạo ra có khả năng len lỏi vào những chi tiết phức tạp nhất, loại bỏ hoàn toàn các chất bám dính mà không gây tổn hại bề mặt. Luận văn của Thái Long chỉ ra rằng công nghệ này không phụ thuộc vào vật liệu, có thể làm sạch kim loại, gốm sứ, thủy tinh và nhựa một cách an toàn.

1.2. Ưu thế vượt trội của công nghệ làm sạch bằng siêu âm

Việc ứng dụng sóng siêu âm mang lại nhiều lợi ích chiến lược. Về kinh tế, quá trình làm sạch nhanh hơn giúp giảm thời gian chết trong sản xuất và kéo dài tuổi thọ của chi tiết máy. Về môi trường, công nghệ này cho phép sử dụng nồng độ hóa chất thấp hơn và kết hợp với các bộ lọc, bộ tách dầu để tái sử dụng dung dịch, giảm thiểu nước thải. Về hiệu quả, độ sạch đạt mức gần như tuyệt đối, không cần các công đoạn lau chùi thủ công sau đó. Đặc biệt, quá trình này rất dễ dàng để cơ khí hóa và tự động hóa, phù hợp với xu hướng nhà máy thông minh hiện nay.

II. Thách thức khi làm sạch chi tiết máy có cấu trúc phức tạp

Việc làm sạch các chi tiết máy, đặc biệt là sau khi gia công hoặc trong quá trình bảo dưỡng động cơ đốt trong, là một công đoạn đầy thách thức. Các chi tiết này thường có hình dạng phức tạp với nhiều lỗ, rãnh, và bề mặt khuất mà các phương pháp tẩy rửa thông thường khó có thể tiếp cận. Các chất bẩn bám dính không chỉ là bụi thông thường mà còn là dầu mỡ công nghiệp, bụi than cacbon, mạt kim loại, và các lớp gỉ sét cứng đầu. Những tạp chất này nếu không được loại bỏ triệt để sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, độ bền và độ chính xác của máy móc khi lắp ráp lại. Phương pháp làm sạch thủ công bằng chổi quét và hóa chất không chỉ tốn thời gian, công sức mà còn tiềm ẩn nguy cơ gây hại cho sức khỏe người lao động do tiếp xúc trực tiếp với hóa chất độc hại. Hơn nữa, việc cọ xát cơ học có thể làm trầy xước các bề mặt chi tiết yêu cầu độ chính xác cao. Việc tối ưu thiết bị rửa chi tiết máy bằng sóng siêu âm chính là giải pháp để giải quyết triệt để những thách thức này, mang lại độ sạch đồng đều trên toàn bộ bề mặt, kể cả những vị trí khó tiếp cận nhất.

2.1. Nhận diện các loại chất bẩn công nghiệp cứng đầu

Các chi tiết cơ khí thường phải đối mặt với nhiều loại chất bẩn. Dầu mỡ bôi trơn sau một thời gian sử dụng sẽ bị biến chất và trộn lẫn với mạt kim loại. Bụi than từ quá trình đốt cháy nhiên liệu trong động cơ bám chặt vào các bề mặt piston, xupap. Vảy và gỉ sét hình thành do quá trình oxy hóa. Mỗi loại chất bẩn này đòi hỏi một phương pháp xử lý riêng, và việc loại bỏ chúng bằng phương pháp cơ học là cực kỳ khó khăn. Công nghệ làm sạch bằng sóng siêu âm có khả năng phá vỡ liên kết của tất cả các loại chất bẩn này ở cấp độ vi mô.

2.2. Hạn chế của phương pháp thủ công và hóa chất ăn mòn

Sử dụng hóa chất mạnh như axit để tẩy rửa có thể làm sạch gỉ sét nhưng đồng thời cũng gây ra sự ăn mòn bề mặt kim loại, làm thay đổi kích thước và đặc tính vật liệu. Như tài liệu nghiên cứu đã đề cập, phương pháp điện phân cũng có nhược điểm tương tự khi thời gian xử lý kéo dài. Các thao tác thủ công nặng nề không chỉ kém hiệu quả mà còn không đảm bảo an toàn lao động. Do đó, một giải pháp làm sạch hiệu quả, an toàn và không phá hủy vật liệu là yêu cầu cấp thiết.

III. Bí quyết vận hành Nguyên lý cốt lõi của máy rửa siêu âm

Để hiểu cách tối ưu thiết bị rửa chi tiết máy bằng sóng siêu âm, cần nắm vững nguyên lý hoạt động cốt lõi của nó. Về bản chất, sóng siêu âm là sóng cơ học có tần số cao hơn ngưỡng nghe của con người (trên 20 kHz). Trong ứng dụng công nghiệp, tần số thường từ 20 kHz đến 50 MHz. Khi sóng siêu âm được truyền vào một môi trường lỏng (dung dịch tẩy rửa), nó tạo ra các chu kỳ áp suất cao và áp suất thấp xen kẽ. Chính sự thay đổi áp suất đột ngột này là chìa khóa của quá trình làm sạch. Trái tim của hệ thống là bộ phát sóng và các biến tử siêu âm (transducer). Các biến tử này, thường hoạt động theo nguyên tắc áp điện (Piezoelectric), sẽ chuyển đổi tín hiệu điện thành dao động cơ học tần số cao. Những dao động này tạo ra sóng áp suất trong chất lỏng, khởi nguồn cho hiện tượng xâm thực. Quá trình này diễn ra hàng nghìn lần mỗi giây, tạo ra một lực tẩy rửa cực mạnh nhưng lại phân bố đều trên khắp bề mặt chi tiết, đảm bảo hiệu quả làm sạch tối ưu mà không cần tác động cơ học trực tiếp.

3.1. Giải mã hiện tượng xâm thực Cavitation trong dung dịch

Cơ sở vật lý của phương pháp tẩy rửa bằng siêu âm là hiện tượng xâm thực (cavitation). Trong chu kỳ áp suất thấp của sóng, các bọt khí chân không siêu nhỏ được hình thành trong dung dịch. Khi chu kỳ áp suất cao ập đến, những bọt khí này bị nén lại và vỡ tung một cách đột ngột. Theo tính toán trong tài liệu, quá trình vỡ bọt này sinh ra áp suất cục bộ hơn 10,000 PSI và nhiệt độ lên tới 10,000°F. Năng lượng giải phóng tạo ra các sóng xung kích vi mô, hoạt động như hàng triệu chiếc chổi nhỏ vô hình, quét sạch mọi chất bẩn khỏi bề mặt chi tiết một cách nhanh chóng và hiệu quả.

3.2. Vai trò của biến tử siêu âm và phương pháp Piezoelectric

Biến tử siêu âm là bộ phận chuyển đổi năng lượng. Phương pháp Piezoelectric được sử dụng phổ biến nhất, dựa trên đặc tính của các tinh thể áp điện. Khi một dòng điện xoay chiều được cấp vào, tinh thể sẽ giãn nở và co lại theo tần số của dòng điện, tạo ra dao động cơ học. Các biến tử này thường được gắn ở đáy hoặc thành của bồn rửa, đảm bảo sóng siêu âm được truyền đều vào dung dịch. Việc bố trí và số lượng biến tử siêu âm quyết định đến công suất và hiệu quả của toàn bộ hệ thống rửa.

IV. Hướng dẫn tối ưu 4 thông số thiết bị rửa bằng siêu âm

Việc sở hữu một thiết bị rửa siêu âm là chưa đủ, để đạt hiệu quả làm sạch cao nhất, cần phải tối ưu các thông số vận hành. Bốn yếu tố chính ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả là: nhiệt độ dung dịch, thời gian rửa, loại hóa chất sử dụng và khoảng cách từ biến tử đến vật cần rửa. Mỗi yếu tố đều có vai trò riêng và tương tác lẫn nhau. Nhiệt độ tối ưu giúp làm giảm độ nhớt của dung dịch và tăng cường hoạt động của hóa chất, từ đó thúc đẩy hiện tượng xâm thực. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ quá cao có thể làm giảm hiệu quả tạo bọt. Thời gian rửa phải đủ dài để sóng siêu âm phá vỡ hoàn toàn liên kết của chất bẩn nhưng không quá lâu để tránh lãng phí năng lượng. Việc lựa chọn dung dịch tẩy rửa phù hợp với vật liệu và loại chất bẩn là cực kỳ quan trọng. Cuối cùng, khoảng cách tác động là một thông số kỹ thuật then chốt, quyết định cường độ sóng siêu âm tác động lên bề mặt chi tiết. Việc hiệu chỉnh chính xác các thông số này sẽ mang lại kết quả làm sạch vượt trội và tiết kiệm chi phí vận hành.

4.1. Xác định khoảng cách tối ưu từ biến tử đến vật rửa

Khoảng cách từ biến tử siêu âm đến chi tiết cần rửa ảnh hưởng lớn đến hiệu suất. Khi nhiều biến tử hoạt động cùng lúc, chúng tạo ra hiện tượng giao thoa sóng. Tại những vùng giao thoa cực đại, biên độ dao động của sóng lớn nhất, lực tác động lên chất bẩn cũng mạnh nhất. Ngược lại, tại những vùng giao thoa cực tiểu, hiệu quả làm sạch sẽ giảm. Do đó, việc đặt chi tiết vào đúng vùng giao thoa tối ưu là rất quan trọng. Nghiên cứu của Thái Long đã tiến hành thực nghiệm thăm dò và xác định được khoảng cách hiệu quả nhất cho đối tượng nghiên cứu.

4.2. Lựa chọn dung dịch tẩy rửa và nhiệt độ phù hợp

Dung dịch tẩy rửa không chỉ là nước mà là một hỗn hợp hóa chất có tác dụng làm mềm và hòa tan chất bẩn. Luận văn cung cấp bảng tham khảo các loại dung dịch tẩy rửa thông dụng, ví dụ như hỗn hợp NaOH và NaF để làm bóng bề mặt nhôm, hay Na3PO4 để rửa các chi tiết thép rất bẩn. Nhiệt độ cũng là một yếu tố quan trọng. Nghiên cứu chỉ ra rằng hiệu quả tạo bọt khí cao nhất trong nước tinh khiết là khoảng 160°F (khoảng 71°C), nhưng khi kết hợp với hóa chất thì hiệu quả tẩy rửa tối ưu lại nằm trong khoảng 185-190°F (85-88°C).

V. Kết quả nghiên cứu tối ưu máy rửa chi tiết bằng siêu âm

Để xác định các thông số tối ưu một cách khoa học, luận văn "Nghiên cứu xác định một số thông số tối ưu cho thiết bị rửa các chi tiết máy sử dụng sóng siêu âm" đã tiến hành các nghiên cứu thực nghiệm chi tiết. Mục tiêu là tìm ra mối quan hệ giữa các thông số đầu vào (khoảng cách tác động, thời gian rửa) và thông số đầu ra (độ sạch của chi tiết). Nghiên cứu sử dụng phương pháp quy hoạch thực nghiệm để xây dựng mô hình toán học, từ đó phân tích và tìm ra điểm vận hành tối ưu cho hệ thống. Đối tượng thí nghiệm là các bu lông được làm bẩn có kiểm soát, và độ sạch được đo bằng thiết bị phóng đại chuyên dụng. Kết quả từ các thí nghiệm này cung cấp những bằng chứng xác thực về cách tối ưu hóa quy trình làm sạch, mang lại giá trị ứng dụng thực tiễn cao cho các doanh nghiệp cơ khí. Những phát hiện này không chỉ giúp cải thiện chất lượng sản phẩm mà còn góp phần nâng cao năng suất và giảm chi phí sản xuất một cách bền vững.

5.1. Phân tích thực nghiệm Khoảng cách 30mm cho độ sạch tốt nhất

Một trong những kết quả quan trọng nhất từ thực nghiệm thăm dò là việc xác định khoảng cách lý tưởng. Với điều kiện thí nghiệm cố định về nồng độ dung dịch, nhiệt độ (60°C) và thời gian rửa (15 phút), kết quả cho thấy độ sạch chi tiết đạt mức cao nhất (72%) khi khoảng cách từ biến tử đến vật cần rửa là 30 mm. Các khoảng cách quá gần hoặc quá xa đều cho hiệu quả thấp hơn đáng kể. Phát hiện này cung cấp một chỉ dẫn cụ thể cho việc thiết kế và vận hành thiết bị rửa chi tiết máy.

5.2. Chu trình rửa hợp lý và tự động hóa trong thực tế

Dựa trên nghiên cứu, một chu trình rửa hoàn chỉnh và hiệu quả đã được thiết kế. Hệ thống thực tế bao gồm nhiều công đoạn nối tiếp nhau: rửa sơ bộ bằng nước, rửa bằng sóng siêu âm (có thể có 2 bồn), phun hóa chất bảo vệ và sấy khô. Toàn bộ quá trình được tự động hóa bằng robot tự hành, di chuyển các giỏ chi tiết qua từng bồn theo một chu trình được lập trình sẵn. Mô hình này đảm bảo tính nhất quán, giảm thiểu sự can thiệp của con người và tối đa hóa năng suất của dây chuyền làm sạch.

VI. Xu hướng và tương lai của công nghệ làm sạch siêu âm

Công nghệ làm sạch bằng sóng siêu âm đã chứng tỏ vai trò không thể thay thế trong ngành công nghiệp hiện đại và hứa hẹn sẽ còn phát triển mạnh mẽ hơn trong tương lai. Xu hướng chính hiện nay là tích hợp sâu hơn các hệ thống rửa siêu âm vào các dây chuyền sản xuất tự động hóa hoàn toàn. Robot và hệ thống điều khiển thông minh (PLC) sẽ quản lý toàn bộ chu trình, từ việc nhận dạng chi tiết, lựa chọn chương trình rửa phù hợp, cho đến kiểm tra chất lượng đầu ra. Điều này không chỉ nâng cao hiệu suất mà còn đảm bảo độ sạch đồng nhất cho hàng loạt sản phẩm. Một hướng phát triển quan trọng khác là tập trung vào tính bền vững. Các nhà nghiên cứu đang nỗ lực phát triển các loại dung dịch tẩy rửa sinh học, thân thiện với môi trường, có khả năng phân hủy tự nhiên thay thế cho các hóa chất gốc dung môi độc hại. Cùng với đó là việc cải tiến công nghệ biến tử siêu âm để tiết kiệm năng lượng hơn và tăng tuổi thọ thiết bị. Tương lai của ngành làm sạch công nghiệp chắc chắn sẽ gắn liền với những cải tiến thông minh, xanh và hiệu quả hơn của công nghệ siêu âm.

6.1. Tích hợp robot và tự động hóa vào dây chuyền sản xuất

Hệ thống được mô tả trong luận văn với robot tự hành và tủ điều khiển trung tâm PLC là một minh chứng rõ nét cho xu hướng tự động hóa. Trong tương lai, các hệ thống này sẽ được kết nối với mạng lưới sản xuất chung của nhà máy, cho phép theo dõi và điều khiển từ xa, thu thập dữ liệu vận hành để liên tục cải tiến quy trình. Việc tự động hóa giúp loại bỏ các sai sót do con người, tăng tốc độ sản xuất và đảm bảo an toàn lao động tối đa.

6.2. Phát triển dung dịch tẩy rửa sinh học thân thiện môi trường

Một trong những ưu điểm của phương pháp tẩy rửa bằng sóng siêu âm là "Thân thiện với môi trường". Để phát huy hơn nữa lợi thế này, xu hướng toàn cầu đang hướng tới việc sử dụng các dung dịch tẩy rửa gốc nước, có nguồn gốc sinh học. Các dung dịch này không chỉ an toàn cho người sử dụng và môi trường mà còn có thể kết hợp hiệu quả với tác động cơ học của sóng siêu âm, mang lại kết quả làm sạch tương đương hoặc thậm chí tốt hơn các hóa chất truyền thống.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng luận về làm sạch bằng sóng siêu âm 1. Tổng luận các công trình nghiên cứu về làm sạch bằng sóng siêu âm ở trong nước Ở Việt Nam hiện nay thì đa số nhập máy rửa siêu âm của các hãng Elma- Đức, Telsonic AG -Thụy Sỹ …. Năm 2013 Công ty TNHH GARAN đã đưa ra thị trường sản phẩm “bể rửa siêu âm KS-1018”.

Bể rửa siêu âm KS-1018 của Công ty TNHH GARAN Các máy rửa này chủ yếu dùng để rửa rau quả, bát đĩa ấm chén… Ngày 12 tháng 07 năm 2013 CNC-VINA đã sản xuất máy rửa siêu âm số 2 và bàn giao cho Công ty TNHH Denso Việt Nam. Máy rửa siêu âm số 2 được sản xuất từ CNC-VINA. download by : [e-mail] 6 Nhìn chung máy rửa siêu âm này chỉ thích hợp trong sản xuất dây chuyền công nghiệp, còn trong lĩnh vực đa dạng thì chưa phù hợp. Tổng luận các công trình nghiên cứu về làm sạch bằng sóng siêu âm ở ngoài nước Ở các nước tiên tiến trên thế giới công nghệ làm sạch bằng sóng siêu âm được ứng dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực.Tình hình nghiên cứu về làm sạch bằng sóng siêu âm ở ngoài nước Sử dụng sóng siêu âm để làm sạch đã được nghiên cứu và trở thành sản phẩm thương mại hóa.

Trên thế giới hiện nay có rất nhiều hệ thống máy rửa bằng siêu âm.3 giới thiệu dây chuyền rửa bằng sóng siêu âm của hãng OMEGASONIC, hình 1.4 giới thiệu các máy rửa siêu âm của hãng Telsonic AG – Thụy Sỹ và hình 1.5 giới thiệu Module máy rửa của SONOREK TECHNIK. Dây chuyền rửa bằng sóng siêu âm của hãng OMEGASONIC. download by : skknchat@gmail. Các máy rửa siêu âm của hãng Telsonic AG – Thụy Sỹ.

Module máy rửa của SONOREK TECHNIK. download by : skknchat@gmail. Các yếu tố chính của quá trình rửa bằng sóng siêu âm Các yếu tố chính của quá trình rửa bằng sóng siêu âm trình bày như hình 1.6 Sóng Nhiệt độ siêu âm Thời gian Hóa chất rửa Hình 1. Các yếu tố chính của quá trình rửa bằng sóng siêu âm.

Các bộ phận của hệ thống rửa bằng sóng siêu âm của Sonorek Technik Các bộ phận của hệ thống rửa bằng sóng siêu âm của Sonorek Technik trình bày như bảng sau: download by : [e-mail] 9 Bồn rửa: Làm bằng các tấm thép không gỉ, độ dày 2 mm, được hàn lại với nhau. Có rãnh tràn nước thải và đường xả nước thải. Tích hợp RM 40 UH bộ phát sóng siêu âm. Mặt trong bồn có góc vuông.

Bồn rửa: Cấu tạo như trên. Bộ phát sóng siêu âm nằm bên ngoài. ZM 112 UHL Thiết bị nâng và tạo dao động: Di chuyển rổ từ bể này qua bể khác kết hợp di chuyển lên xuống theo chiều thẳng đứng. MB Khung đỡ: Có thể đặt thêm thiết bị tạo dao động Bộ lọc: Được kết nối với các bồn rửa siêu âm.

Các thành phần bị loại bỏ được giữ lại bởi bộ lọc. Điều này kéo dài việc sử dụng các dung dịch rửa trong khi khả năng làm sạch của nó vẫn không thay đổi. download by : [e-mail] 10 Bộ tách dầu: Được kết nối với các bể làm sạch siêu âm, nếu thành phần chất bẩn có dầu hoặc mỡ sẽ được làm sạch. Các chất bản tích lũy nổi trên bề mặt được dẫn qua các rãnh tràn vào bộ tách dầu và phân tách bằng các phương thức của lực hấp dẫn.

Xử lý nước: Được kết nối với bồn rửa để loại bỏ các vết nước còn đọng lại trên sản phẩm đã rửa. Bồn sấy: Các bộ phận sau khi rửa sạch được sấy khô để nhanh chóng loại bỏ hơi ẩm còn lại. Rổ đựng sản phẩm: Bảo vệ sản phẩm rửa và tránh va đập với bồn rửa. Nắp đậy: Bảo vệ dung dich rửa không bị nhiễm bẩn.

download by : [e-mail] 11 Máy phát sóng siêu âm: Tần số 25kHz, 40kHz Biến tử siêu âm 1. Cách lắp đặt biến tử siêu âm - Biến tử siêu âm 1,2,3,4 đặt ở mặt đáy và mặt bên của thùng chứa. Cách lắp đặt biến tử siêu âm. Ý kiến thảo luận về vấn đề nghiên cứu Với sự phát triển mạnh mẽ của ngành cơ khí, các sản phẩm cơ khí ngày càng đa dạng về chủng loại, kích cỡ, vật liệu, độ phức tạp, các phương pháp tẩy rửa sử dụng hóa chất không đáp ứng được thời gian làm sạch, mức độ download by : [e-mail] 12 sạch, còn hạn chế ở vật liệu chi tiết cần làm sạch, chính vì vậy không đem lại hiệu quả kinh tế cao.

Các nhà khoa học đã khám phá ra công dụng của sóng siêu âm là làm sạch chi tiết bằng việc kết hợp giữa việc phát sóng siêu âm để bóc tách lớp bẩn, do đó tẩy rửa bằng sóng siêu âm không phụ thuộc vào vật liệu chi tiết cần tẩy rửa, hiệu quả kinh tế mang lại cao hơn. Kỹ thuật tẩy rửa bằng sóng siêu âm cho phép làm sạch các lỗ rỗng mà không cần cào, quét hay tẩy bỏ, làm sạch được các chi tiết có hình dạng phức tạp như các kẽ hở, lỗ kín nhỏ mà các phương pháp tẩy rửa truyền thống không làm được. Thời gian làm sạch ngắn, không có thao tác bằng tay phức tạp hay nặng nề, làm sạch hiệu quả. Nồng độ hóa chất thấp hơn so với phương pháp làm sạch thông thường, không gây ô nhiễm môi trường.

Dễ dàng cơ khí hóa và tự động hóa. Ưu thế của việc sử dụng công nghệ làm sạch bằng sóng siêu âm:  Tính kinh tế: - Sử dụng công nghệ làm sạch bằng sóng siêu âm thường xuyên sẽ tiết chi phí. - Vật liệu được làm sạch sẽ kéo dài lâu hơn do ảnh hưởng của sóng siêu âm, do đó làm giảm phụ tùng thay thế. - Quá trình làm sạch nhanh hơn giảm thời gian nghỉ trong sản xuất.

 Thân thiện với môi trường: - Phương thức làm sạch bằng sự biến hóa sinh học được sử dụng thay vì các dung chất độc hại đối với hệ sinh thái. - Các bộ lọc và tách dầu làm giảm lượng tiêu thụ hóa chất và nước thải.  Hiệu quả: - Độ sạch cao. - Vật liệu sau khi làm sạch bằng sóng siêu âm không cần lau chùi lại.

- Không phá hủy vật liệu và bề mặt chi tiết. download by : [e-mail] 13 - Có thể làm sạch tất cả sản phẩm dưới mọi hình dáng.  Dễ sử dụng 1. Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu 1.

Cơ sở vật lý của sóng âm 1. Bản chất của sóng âm Sự hình thành sóng cơ trong môi trường chất: các môi trường chất đàn hồi (khí lỏng hay rắn) có thể coi như những môi trường liên tục gồm những phần tử liên kết chặt chẽ với nhau. Lúc bình thường mỗi phần tử có một vị trí cân bằng bền. Nếu tác dụng lực lên một phần tử A về vị trí cân bằng nào đó của môi trường thì phần tử này rời khỏi vị trí cân bằng bền.

Do tương tác, các phần tử bên cạnh, một mặt kéo phần tử A một mặt cũng chịu lực tác dụng và do đó cũng thực hiện dao động. Hiện tượng tiếp tục xảy ra đối với các phần tử khác của môi trường. Những dao động cơ lan truyền trong môi trường đàn hồi gọi là sóng cơ. Về bản chất sóng âm là sóng cơ học do đó tuân theo mọi quy luật đối với sóng cơ, có thể tạo ra sóng âm bằng cách tác động một lực cơ học vào môi trường truyền âm.

Ví dụ: đánh vào mặt trống: tác động dòng điện làm rung màng loa; tác động làm rung âm thoa, đạn bay trong không khí. Ví dụ sóng âm. download by : skknchat@gmail.8 biểu diễn của sóng âm. Nó là một tập hợp của các lần nén và dãn thay đổi tuần tự theo dạng hình sin, trong đó các đỉnh sóng thể hiện áp lực cao nhất còn các đáy sóng thể hiện áp lực thấp nhất.

Biểu diễn sóng âm trình bày như hình 1. Biểu diễn sóng. Ảnh minh họa sóng siêu âm phát ra trong dung dịch rửa. download by : skknchat@gmail.

Phân loại sóng âm  Theo phương dao động: - Sóng ngang: Sóng ngang là sóng mà phương dao động của các phần tử của môi trường vuông góc với tia sóng. Sóng ngang xuất hiện trong các môi trường có tính đàn hồi về hình dạng. Tính chất này chỉ có ở vật rắn. - Sóng dọc: Sóng dọc là sóng mà phương dao động của các phần tử môi trường trùng với tia sóng.

Sóng dọc xuất hiện trong các môi trường chịu biến dạng về thể tích, do đó nó truyền được trong các vật rắn cũng như trong môi trường lỏng và khí.  Theo tần số: - Sóng âm tần số cực thấp, còn gọi là sóng hạ âm (Infrasound): f <16 H z Ví dụ: sóng địa chấn. - Sóng âm tần số nghe thấy được (Audible sound): f= 16 Hz – 20 kHz. - Sóng siêu âm (Ultrasound): f > 20kHz.

 Các đại lượng đặc trưng - Chu kỳ T là khoảng thời gian thực hiện 1nén và 1 giãn, tính bằng giây - Tần số f (Hz): số chu kỳ thực hiện được trong một giây - Vận tốc truyền âm (m/s) là quãng đường mà sóng truyền được sau một đơn vị thời gian. - Độ dài bước sóng λ (m) là quãng đường mà sóng truyền được sau khoảng thời gian bằng một chu kỳ: λ = vT=v/f Sóng siêu âm ứng dụng tảy rửa trong công nghiệp có tần số từ 20 KHz đến 50 MHz 1. Cơ sở vật lý và kỹ thuật tẩy rửa bằng siêu âm 1. Giới thiệu Làm sạch bằng sóng siêu âm chính là việc sử dụng tần số sóng âm thanh cao ( trên phạm vi thính giác của con người thường từ 20 – 40 khz) để download by : [e-mail] 16 loại bỏ các chất bẩn bám dính vào chi tiết.

Sóng siêu âm tạo ra một áp lực đủ mạnh để loại bỏ các chất bẩn có độ bám dính cao nhưng vẫn đủ nhẹ để không làm tổn hại đến chi tiết cần làm sạch. Các chất bẩn có thể là dầu mỡ, bụi bẩn…. Vật liệu làm sạch bao gồm kim loại, thủy tinh, gốm sứ, nhựa…. Việc sử dụng sóng siêu âm để tẩy rửa ngày càng được ứng dụng rộng rãi vì nó đem lại hiệu quả kinh tế cao hơn so với các phương pháp tẩy rửa truyền thống.sử dụng sóng siêu âm để tẩy rửa có thể rửa những chi tiết phức tạp, những chi tiết nhỏ mà các phương pháp truyền thống rửa rất khó khăn chính vì vậy sóng siêu âm ngày càng được ứng dụng rộng rãi như trong nghành công nghiệp tẩy rửa, công nghiệp mạ, công nghiệp ô tô, công nghiệp máy bay….