凸輪軸軸承座清洗機

1設備總體考慮和工作流程設置

1. 待清洗工件說(shuō)明

   清洗對象：凸輪軸承座等系列鑄件產(chǎn)品及發(fā)動(dòng)機零件

   產(chǎn)品尺寸：152mm X 104mm X 32mm

   最大工件重量：1.5Kg

   工件產(chǎn)量： 800 套/8 小時(shí)

   工裝要求：清洗工件屬于精密零件，清洗傳輸時(shí)防止碰撞、劃傷等機械損傷

2. 產(chǎn)品清潔度要求：

   去除工件表面的加工過(guò)程的鐵削等污染物， 對清洗過(guò)的工件進(jìn)行風(fēng) 切然后防銹，防銹完畢后烘干,清洗后工件無(wú)污染物，工件干凈。

   （3）清洗節拍的確定

   根據清洗的對象，主要是對凸輪軸承座等系列鑄件產(chǎn)品及發(fā)動(dòng)機零件的清洗，根據每天的清洗量，初定輸送網(wǎng)鏈速度為0.5-1m/min，速度可調，實(shí)際工作速度為0.6m/min，速度可調，每天按8小時(shí)計算，每天最大清洗量為1000套/天（工件籃裝載清洗）。

   根據工件的實(shí)際情況，工件采用步進(jìn)通過(guò)的方式輸送，節拍定為0-10min分鐘（速度可調）。清洗節拍是一個(gè)可調整的參數，在實(shí)際生產(chǎn)中，可根據實(shí)際的情況，增加或減少，前提是清洗的質(zhì)量滿(mǎn)足要求。

   由于需要采用高壓噴淋清洗、風(fēng)刀切液、噴涂防銹液、風(fēng)刀切液、熱風(fēng)烘干的方式，我們確定采用直線(xiàn)布置的方式。即一頭進(jìn)，一頭出的方式。

   （4）輸送的方式確定

   由于工件清洗方式為步進(jìn)通過(guò)式，所以，我們確定采用重載不銹鋼網(wǎng)鏈輸送的方式。上工件、噴淋清洗、風(fēng)刀切液、噴涂防銹液、風(fēng)刀切液、熱風(fēng)烘干下工件等全部采用一個(gè)輸送系統，由一臺電機減速機驅動(dòng)。

   （5）清洗機的擺放方式

   采用清洗通道一字擺開(kāi)的方式，后部設置清洗液儲液箱、過(guò)濾器等附件。考慮便于人工的上料，應盡量降低上料平臺高度，最終確定工件的上料高度為0.75米。

   清洗機總體占地面積約為9米×2米，直接擺放在地面上，不需要下沉。

   （6）清洗的方式

       根據客戶(hù)的要求，采用噴淋清洗、噴涂防銹液、風(fēng)刀切液、熱風(fēng)烘干的方式,噴射清洗為全覆蓋噴射清洗。

   （7）工藝流程設計

   根據用戶(hù)的要求和我們的實(shí)踐經(jīng)驗，設置的工藝流程如下所示：

   準備工作→人工上工件→高壓噴淋清洗→風(fēng)刀切液→噴涂防銹液→風(fēng)刀切液→熱風(fēng)烘干→人工下工件

   3.工藝流程簡(jiǎn)介

   下面對清洗機的工藝流程做簡(jiǎn)介：

   ⑴準備工作：主要是提前給清洗液預熱（在首次開(kāi)機時(shí)，預熱時(shí)間需要0.5小時(shí)，），將零件搬運到清洗機上料臺附近。

⑵上工件：可采用人工搬運上料，也可采用機械搬運上料（輸送帶上料等）。

⑶噴射清洗：當工件到達噴射清洗工位，噴淋泵啟動(dòng)，利用高壓水對工件表面進(jìn)一步?jīng)_洗，去除工件表面殘留的污物及清洗液。

⑷風(fēng)刀切液：當工件到風(fēng)刀切液瀝水工位后，開(kāi)啟風(fēng)刀，利用風(fēng)力清除零件表面殘留的清洗液，風(fēng)刀風(fēng)力來(lái)源采用高壓風(fēng)機，每道清洗后均采用離心風(fēng)機加風(fēng)刀的方式去除工件表面殘留的水份。

⑸噴涂防銹劑：當工件到達噴涂工位，噴淋泵啟動(dòng)，對工件進(jìn)行全方位噴涂防銹劑。

⑹風(fēng)刀切液：當工件到風(fēng)刀切液瀝水工位后，開(kāi)啟風(fēng)刀，利用風(fēng)力清除零件表面殘留的清洗液，風(fēng)刀風(fēng)力來(lái)源采用高壓風(fēng)機，每道清洗后均采用離心風(fēng)機加風(fēng)刀的方式去除工件表面殘留的水份。

⑺熱風(fēng)烘干：零件經(jīng)過(guò)壓縮空氣吹干后表面還殘留一定量的水份，當工件輸送至熱風(fēng)烘干工位后開(kāi)啟電熱風(fēng)爐，熱風(fēng)通過(guò)管道進(jìn)入烘干室，對工件表面進(jìn)行烘干作業(yè)。

⑻檢查并卸工件：在下料位對工件進(jìn)行檢查，對個(gè)別有積水的地方用壓縮空氣槍吹干，然后取下工件，完成工件的整個(gè)清洗過(guò)程。

3 主要技術(shù)指標

根據廠(chǎng)方的要求，結合工件的實(shí)際情況，確定其主要技術(shù)指標如下：

• 上料平臺高度：750mm

• 清洗節拍：0-10min（可調）

• 主機外形尺寸：長(cháng)×寬×高：約9000×2000×2000（直接布置在地平面上）

• 設備占地面積：約10米×3米（含電控柜）

• 清洗室尺寸：長(cháng)×寬×高≈7000×750×300

• 清洗室通道有效寬度和高度：400×200

• 儲液箱尺寸：3000×1000×500

• 設備裝機總功率：約100 Kw（1小時(shí)預熱）。平時(shí)使用功率：約60KW，其中：

• 噴射清洗泵功率：7.5KW

• 循環(huán)泵功率：3KW

• 防銹噴淋泵：1.5KW

• 清洗液加熱功率：約27Kw

• 防銹液加熱功率：約18Kw

• 拖動(dòng)功率：約3Kw

• 吹水風(fēng)機：3Kw X 2臺=6Kw

• 熱風(fēng)爐：30KW

• 排濕風(fēng)機：1.5KW X 2臺=3KW

• 其他：約3Kw

• 噴射泵流量：36m3/h

• 設備用水量：約2噸

• 清洗液溫度：40～80℃（可調）

• 防銹液溫度：30～80℃（可調）

• 水箱內設置油水分離裝置，油水分離能力超過(guò)50L/ h，除油后的清洗液內含油量不大于5ml/L；

• 儲液箱內設有上下液位計，可對高低液位自動(dòng)報警

• 各箱體都設有排水裝置，可對清洗后的污水定期排除。

• 儲液槽為雙層保溫結構，內層為不銹鋼材質(zhì)，設有自動(dòng)加溫裝置，溫度可設置，設有高低液位計，當液位高出或低于設定液位時(shí)，能自動(dòng)報警。

• 清洗系統設有精密過(guò)濾器，一級精密過(guò)濾精度：30μ，二級過(guò)濾精度為10μm，三級過(guò)濾精度為5μm，使清洗質(zhì)量達到規定要求。

• 采用PLC進(jìn)行控制，可對溫度、液位、速度等參數進(jìn)行控制，并進(jìn)行高低位的限制與報警，設有緊急停止按鈕，手動(dòng)自動(dòng)可轉換。

• 采用觸摸屏顯示與操作。

• 配有壓縮空氣槍?zhuān)蓪ぜ鶕枰M(jìn)行吹水處理。

• 設備噪音：≤85分貝

• 清洗介質(zhì)：水基清洗液

   

  5 設備構成簡(jiǎn)介

  該設備主要由三大部分組成，即：機械部分、水循環(huán)部分和電控部分。下面做簡(jiǎn)要介紹。

  5.1機械部分

  該部分主要由整體機架與殼體、清洗室、噴射清洗系統、工件輸送系統、壓縮空氣風(fēng)干系統、清洗液循環(huán)過(guò)濾系統、加熱系統、儲液箱、油水分離器、磁性分離器等組成。

5.1.1整體機架與殼體

整體機架與外殼均采用普通碳鋼制作，并進(jìn)行油漆防護，保證外部的美觀(guān)。下部采用框架與門(mén)結構形式，與液體接觸的材質(zhì)全部采用不銹鋼材質(zhì)或其他防腐性材質(zhì)制作，防止產(chǎn)生銹液。

5.1.2清洗室

該清洗室是一個(gè)綜合工作室，在該室內進(jìn)行噴射清洗、吹水等工藝過(guò)程。該清洗室主要由清洗室體、支架、導流槽、各種安裝支架等組成。下面分別做簡(jiǎn)單介紹。

清洗室體：該室體采用不銹鋼板做內封板，防止生銹。外部直接采用清洗室的殼體。在清洗室內分成幾格，便于清洗與漂洗等工位的安裝，同時(shí)，在清洗室內還有一些不銹鋼支架，安裝內部的機構。輸送機構等均安裝在清洗室內。

導流槽：是安裝在清洗槽下面的一個(gè)斜面槽體，可將清洗后的液體導流到儲液箱。該導流槽分成幾個(gè)部分，即將清洗液導流回清洗液儲液箱，漂洗液導流回漂洗液儲液箱。

各種安裝架：由于在該清洗室內需要安裝高壓清洗系統、壓縮空氣風(fēng)干的管道等，因此，在清洗室內還安裝有各種安裝支架。

5.1.3噴射清洗系統

該機構主要由高壓噴射泵、過(guò)濾系統、噴射管、不銹鋼管道及噴嘴等組成，噴嘴布置在噴射管上，在噴射清洗時(shí)能徹底去除殘留的污物。噴射清洗系統：該系統主要由噴射泵、噴嘴、管道閥、過(guò)濾網(wǎng)等組成；噴嘴采用不銹鋼噴嘴組合布置，噴嘴水量根據實(shí)際情況增減；清洗泵采用不銹鋼耐酸堿立式泵； 清洗泵流量：36m3/h；清洗泵揚程：52m；噴射泵功率：7.5Kw；清洗液的儲液箱在清洗室的后部，液體通過(guò)導流槽回流到儲液箱，不需要回液泵，這樣可以較徹底的將液體回送到儲液箱?；厮偷囊后w還將經(jīng)過(guò)接渣盒。在噴射清洗工位，設有擋板，在噴射清洗時(shí)，防止液體的串液。

5.1.4工件輸送系統

網(wǎng)鏈輸送的模式，即由不銹鋼網(wǎng)鏈組成輸送網(wǎng)鏈，保證工件在上面能平穩擺放，并不得大幅度移動(dòng)，同時(shí)，下部要由足夠的空隙，便于工件的清洗。該部分主要是由步進(jìn)電機、傳動(dòng)機構、不銹鋼網(wǎng)鏈、導向機構、支架，定位工裝等組成。

5.1.5壓縮空氣吹干系統

采用高壓風(fēng)機及風(fēng)刀對工件水分吹干。主要由高壓風(fēng)機、管道、氣嘴等組成。在壓縮空氣的作用下可快速去除零件表面的水分，加速零件干燥。

5.1.6電熱風(fēng)爐烘干系統

該系統主要由風(fēng)機、加熱室、風(fēng)管、空氣過(guò)濾裝置等組成，完成對清洗后工件的烘干。

加熱管采用翅片式不銹鋼加熱器加熱，外部有保溫層；采用多處送風(fēng)的方式送熱風(fēng)。

熱風(fēng)烘干溫度：80～120℃（可調）風(fēng)機在加熱管的前面，對加熱管吹風(fēng)；

熱風(fēng)通過(guò)風(fēng)管從底部對工件進(jìn)行噴吹；

排氣裝置安裝在上殼體。排氣裝置可通過(guò)管道連接到廠(chǎng)里的通風(fēng)主管，將濕熱氣體排出室外。在進(jìn)風(fēng)口設有空氣過(guò)濾裝置，保證烘干空氣的干凈。

5.1.7人工吹水槍

為了防止熱風(fēng)烘干后工件上還有余水，特設置了采用壓縮空氣的人工吹水槍。在下料工位，可以通過(guò)該槍將工件上個(gè)別地方的積水吹走，加速其干燥。

5.1.8清洗液排渣及過(guò)濾系統

該系統主要由過(guò)濾網(wǎng)、磁性分離器、管道、接渣盒、過(guò)濾系統等組成。

由于在清洗的過(guò)程中，從工件上洗下的雜質(zhì)需要及時(shí)清理，否則，就會(huì )對后續的清洗產(chǎn)生影響。因此，排渣和過(guò)濾在清洗機的設計中是很重要的。一般說(shuō)來(lái)，過(guò)濾精度低，工件將不能洗干凈，但過(guò)高，又容易產(chǎn)生堵塞，而且過(guò)濾面積要很大，成本會(huì )很高。所以合適的過(guò)濾精度是非常重要的。在本方案中，對清洗系統，設置了3道過(guò)濾。首先，清洗槽中的液體在回流時(shí)將首先回送到接渣盒構，對液體進(jìn)行初過(guò)濾，較大顆粒的物質(zhì)將被過(guò)濾，由操作人員每天下班前進(jìn)行處理。液體經(jīng)過(guò)出渣機構后將經(jīng)過(guò)2道網(wǎng)格，在進(jìn)入噴射噴管前，還有三道袋式精密過(guò)濾器的過(guò)濾，以保證過(guò)濾的精度。

5.1.9磁性過(guò)濾器

該過(guò)濾器采用磁性吸附鐵質(zhì)的原理，可將污質(zhì)中的鐵屑等直接吸附，處理十分方便。

5.1.10加熱系統

該設備有兩套加熱系統，即清洗液的加熱、防銹液的加熱。主要由加熱元件、加熱管、溫度傳感器等組成。將清洗液和漂洗液加熱到合適的溫度，可以提高清洗的質(zhì)量。

5.1.11儲液箱

該設備有三個(gè)儲液箱，即清洗液回流槽、清洗液儲液箱、防銹液儲液箱。三個(gè)箱體的結構與尺寸基本相同，下面以清洗液儲液箱為例進(jìn)行介紹。

該儲液箱主要由箱體、過(guò)濾器、排污閥、保溫層等組成。清洗液儲液箱分成三槽，在內槽之間設有半截式過(guò)濾網(wǎng)，采用沉降與過(guò)濾網(wǎng)相結合的過(guò)濾方式，以保證下次使用的清洗液的清潔度。

漂洗液液儲液箱的容量為1.5噸（尺寸約3000×1000×500），實(shí)際儲液為1.2噸（考慮到液體的空位和泡沫的影響等）

儲液箱的內壁用不銹鋼板制造，為防止清洗液的滲漏與揮發(fā)，該儲液箱進(jìn)行了嚴格的密封處理；在儲液箱內部，都裝有溫度傳感器和高低液位傳感器；在儲液箱每格的的底部，裝有排污閥，當需要更換清洗液時(shí)，可以排出廢棄的清洗液和污物；所有的排污閥是連成一體的，便于工廠(chǎng)的集中排放。為保證清洗的質(zhì)量，應定期對清洗液進(jìn)行更換，并對儲液箱的進(jìn)行徹底的清潔處理；在每個(gè)儲液箱中，都設有高低液位傳感器，在超過(guò)規定的液位后，都會(huì )自動(dòng)報警；在儲液箱中，都設有溫度傳感器，當低于設定溫度時(shí)，啟動(dòng)加熱器，當高于設定溫度時(shí)，將停止加熱器加熱。在清洗液儲液箱和漂洗液儲液箱中，都裝有油水分離器。

5.1.12油水分離器

由于工件表面有油污，故需要對清洗液和漂洗液進(jìn)行油水分離處理。在該設備中，油水分離器設置在儲液箱的上部液面較為靜止的地方。將油污及時(shí)收集，可保證清洗的質(zhì)量；在該設備中，設有一臺油水分離器，設在儲液箱上。

5.1.13蒸汽冷凝器

為了使清洗中產(chǎn)生的氣霧能及時(shí)處理，減少對車(chē)間的環(huán)境污染，在清洗機的上部裝了蒸汽冷凝器，可將氣霧進(jìn)行冷凝處理，冷凝后的液體回到清洗機，干燥的空氣排到空氣中。

5.1.14、工件籃

工件籃采用不銹鋼制作，根據實(shí)際零件的情況，至少需要兩套工件籃，每套10只，最好是準備2套工件籃，這樣，清洗的效率會(huì )提高。工件籃的外形尺寸都是400×300×150，在放置工件時(shí)，由工件籃內的隔斷保證工件之間合適的間隔。工件籃包覆尼龍網(wǎng)帶，防止工件磕傷。

5.1.15排污系統

排污系統分是指清洗液漂洗液的間斷性排污。對于清洗液的間斷性排污，是指需要更換或清洗儲液箱時(shí)，對液體的排污。該系統主要由管道連通器、手動(dòng)閥、排污閥等組成。一般情況下不使用，在更換清洗液時(shí)，開(kāi)啟此系統，即可將廢液排出。

5.2電控部分：

5.2.1概述

本清洗機采用西門(mén)子系列PLC對清洗過(guò)程進(jìn)行控制，人機操作界面采用觸摸屏，PLC與觸摸屏進(jìn)行通訊，觸摸屏畫(huà)面直觀(guān)地顯示各機構的運行狀態(tài)。PLC對各傳感器的輸入信號進(jìn)行掃描、邏輯運算處理、再發(fā)出控制指令去控制各運動(dòng)機構執行相應的動(dòng)作，實(shí)現各清洗工序按次序完成；同時(shí)系統設置了自動(dòng)和手動(dòng)選擇，可以對各工序進(jìn)行單獨的控制操作，以適應實(shí)際生產(chǎn)中的特殊需要。

5.2.2電氣控制的設計準則

⑴符合工藝要求；

⑵先進(jìn)性、合理性、實(shí)用性、經(jīng)濟性；

⑶安全可靠性，具有連鎖互鎖功能，防止誤操作；

⑷系統具有良好的開(kāi)發(fā)性、可擴展性；

5.2.3部分控制功能簡(jiǎn)介

該系統采用西門(mén)子PLC做主控制器，人機操作界面采用觸摸屏，各檢測信號和操作指令輸入到PLC，再由PLC發(fā)出輸出信號，控制各執行機構動(dòng)作，使設備進(jìn)行有序的運行。本控制系統中我們充分利用PLC的硬軟件，合理有效地使用其輸入輸出功能，編制優(yōu)化的控制程序，充分體現本機操作簡(jiǎn)單、運行可靠等特點(diǎn)。

溫度控制：采用西門(mén)子溫度采集模塊對液溫和烘干溫度進(jìn)行檢測控制，實(shí)際溫度數值和預設數值都在觸摸屏上直觀(guān)的顯示出來(lái)，并在觸摸屏上對各參數進(jìn)行設置。溶液升溫采用電加熱方式，當溫度低于設定值時(shí)接通電加熱器，到達設定溫度時(shí)停止加熱。

液位檢測及液位控制：采用浮球式液位傳感器，將液位信號輸入到PLC，經(jīng)過(guò)PLC邏輯判斷，系統對檢測到的液位作出相應的處理，當液位偏低時(shí)系統發(fā)出報警指示，并停止相應的加熱器或水泵等。此時(shí)提示操作人員補充清洗溶液。

電機運行狀態(tài)檢測功能：本清洗機所有泵、電機的驅動(dòng)采用熱繼電器保護，若電機運行出現異常，熱繼電器動(dòng)作，切斷電機控制回路，電機停止運轉，同時(shí)接通相應的報警及指示，系統停止相應執行機構動(dòng)作。

5.2.4電氣控制特點(diǎn)

該線(xiàn)采用可編程控制器對全線(xiàn)設備進(jìn)行時(shí)序邏輯與時(shí)間控制，操作十分方便。主要有以下特點(diǎn)：

1、操作自動(dòng)化程度高，所有的操作都通過(guò)觸摸屏操作完成；

2、設置自動(dòng)/手動(dòng)轉換鈕，根據實(shí)際需要，可以進(jìn)行各工序的人工控制。根據需要可方便的對清洗時(shí)間、溫度及各工序清洗的時(shí)間等參數進(jìn)行設置，使之最大限度的滿(mǎn)足清洗的需要；

3、操作柜上設有急停按鈕，在緊急情況下停機，保障設備與人員的安全。由于系統采用了多處電氣和程序保護措施，急停按鈕幾乎不需要使用，但能加強操作人員的安全生產(chǎn)意識。

4、設置電氣連鎖功能，使系統工作安全可靠；

5、工作狀態(tài)指示及故障報警功能清洗機各機構或系統的運行狀態(tài)在觸摸屏上直觀(guān)的顯示出來(lái)，當某設備運行發(fā)生故障時(shí)，比如電機過(guò)載時(shí)熱繼電器斷開(kāi)，屏畫(huà)面中的指示器閃爍紅色。

6、供貨范圍

（1）清洗機機架及殼體                   1套

（2）清洗室與導流槽                     1套

（3）輸送系統                           1套

（4）噴射清洗系統                       1套

（5）防銹噴淋系統                       1套