油缸總成噴淋清洗機

1.基本技術要求

1.1清洗零部件基本情況：

     油缸總成：鋁合金材料，長度最大為600mm，內孔最小φ38.5mm。

清洗的雜質類型：清洗鋁屑，冷卻液污物，油污、沙粒等。

1.2零部件清洗后技術要求：

1.2.1加工節拍

3000件/三班。

1.2.2.清洗過程中工件間不得相互碰撞，工件清洗后內外表面無劃傷、碰傷；所有表面不允許有可見的鋁屑，冷卻液污物，油污等； 

1.2.3.清洗后的工件表面要求：無水漬，要烘干；

1.2.4. 清洗設備必須完成公司所有型號的油缸總成的清洗，且滿足相應的技術要求和生產節拍。

1.3工藝流程

上料（手動）起動按扭→噴射清洗→浸沒射流清洗→超聲波清洗→清洗液和漂洗液→瀝水→吹水→干燥→下料（進入下一循環）。

2.工藝流程簡介

根據廠方的提供的設備要求，結合零件的形狀和我們的經驗，我們認為該零件采用超聲波清洗加旋轉噴射清洗比較合適。因此，我們采用了單槽的清洗模式。

在本方案中，我們采取了單槽的清洗模式，靠人工的方式將工件籃放入到相應的位置，然后關閉清洗室門，由設備對工件進行全自動的清洗與烘干等工藝過程，在清洗的過程中，整個工件籃是旋轉的，這樣可提高清洗的質量。待清洗完成后，只要打開清洗室門，將工件籃取出即可。

下面是清洗工藝。工藝布置示意圖如附圖所示。

由于在整個清洗過程中，工件籃在旋轉，故清洗除噴射外，還有旋流清洗的效果。尤其在第一次噴射清洗時，下部的閥門不打開，故一邊噴射清洗，一邊灌水，工件在里面浸沒后旋流清洗。

以上工藝時間，在實際運行時可根據實際情況調整

2.1工藝流程簡介

2.1.1人工上件

打開密封室門，由人工將工件籃按要求裝到清洗機內的工件夾具上，然后關閉密封門。

2.1.2噴射清洗并灌水

當關閉好密封門后，啟動清洗機開機按鈕，清洗機開始工作。首先將對工件進行噴射清洗。在清洗的同時，工件籃將進行慢速的旋轉。

在此清洗的過程中，由于清洗室下部的閥門是關閉的，故清洗的過程，同時也是灌水的過程。

噴射清洗的過程是不間斷的，當液體將工件淹沒后即超聲波清洗開始工作，同時噴射清洗不停，多于的水通過溢流口流回儲液箱。

2.1.3浸沒射流清洗

    當液體達到液位后，清洗泵并不停止，而是繼續射流，工件在水里做較高速的旋轉。使工件內部的臟污被沖出。

2.1.4超聲波清洗

當噴射清洗到一定的時候，液體將超過工件的最高位。此時，開動超聲波對工件進行超聲波清洗。

2.1.5放水

超聲波清洗結束后，開啟底部的清洗液閥門，將清洗液放入到清洗液儲液箱，為后續的噴射漂洗做準備。

2.1.6噴射漂洗

清洗液放干后，經開啟噴射漂洗對工件進行噴射漂洗。噴射漂洗的同時，下部漂洗液閥門將開啟，所以漂洗液在噴射的同時回到漂洗液儲液箱。

2.1.7吹水與熱風烘干

在漂洗完成后，將對工件進行烘干，為了保證工件內部的液體能出來，特地設置了壓縮空氣吹水。然后進行熱風烘干。

2.1.8 出件

所有的工序完成后，設備將提醒操作人員。由人工開啟密封門，將工件取出即可。

2.2該線特點

從上面的介紹，我們可以看出，該清洗線具有如下的幾個特點：

2.2.1 采用了旋轉清洗，避免了定點清洗的多個噴嘴，減少了清洗死角；

2.2.2采用了超聲波清洗與噴射清洗相結合，提高了清洗的質量；

2.2.3全自動控制，方便操作人員。

2.2.4 清洗周期（含各工步時間）可調整

該工藝布置在正式設計時，可根據實際情況作適當的調整。

3.主要工藝技術參數

3.1清洗節拍

6分鐘左右（可調）。

3.2設備尺寸（長×寬×高）：

2.9米×1.8×2.5米高

3.3每次裝件數：8件左右（最多15件）

3.4裝機總功率：約50Kw

其中：清洗液加熱功率：15Kw

      漂洗液加熱功率：12Kw

      超聲波功率：3.2Kw

          熱風烘干功率：12Kw

          清洗泵功率：3×2=6Kw

          以上的加熱功率是指在1小時加熱的條件下的功率，如能提前加熱，可減少功率。一般情況下，在正常使用后的平均功率約為20Kw

3.5清洗工件的尺寸：最大長度600mm,內孔尺寸φ38.5mm

3.6清洗液溫度：50℃

3.7清洗介質：水性清洗液

4.設備主要結構簡介

4.1設備組成

該生產線主要由以下設備或系統組成

4.1.1清洗機體及清洗室

4.1.2超聲波清洗系統

4.1.3 工件旋轉系統

4.1.4 噴射清洗系統與漂洗系統

4.1.5 吹水系統

4.1.6 加熱及溫控系統

4.1.7 排污及清潔系統

4.1.8 熱風烘干與排汽系統

4.1.9工件夾具機構

4.1.10 電氣控制及自動檢測系統

4.2設備簡介

4.2.1 清洗機體及清洗室

這是該設備的主體結構，主要由機架、清洗室體和支撐等組成，用以承載各系統的支撐與安裝。同時提供清洗的空間。在清洗室的前面設有密封門和觀察窗，在清洗機的下部為門式結構，便于內部管路等的維修。

該機體采用型鋼制作，主要是支撐清洗室和其他機構的安裝。清洗室采用不銹鋼板制作，由于上面要安裝旋轉機構，故必須有較高的強度和剛度。同時，在清洗室的前面有密封門，故必須有較高的強度和良好的結合面。

清洗室的外部采用冷板封裝，通過油漆處理。

在清洗室內，安裝有超聲波換能器陣。同時還安裝了噴射機構、工件旋轉機構、烘干管道等。在清洗室的頂部還安裝了電機減速器和排風風機等。

整個清洗機的材料除型材等骨架外，其余全部采用不銹鋼制造。

4.2.2 超聲波清洗系統

超聲波系統主要由超聲換能器與超聲波發生器等組成；

⑴換能器：即超聲振子，是一種能量轉換元件，主要用來把電能轉換成聲能。在該方案中，超聲波陣子按一定的方式布置在清洗室的左側；在本設備中采用的是優質的軍工用換能器。

⑵超聲波發生器：它與換能器一起，構成超聲清洗的核心。其主要的作用是產生超生波，通過換能器發射至清洗液中；該超聲波發生器的主要元器件采用優質進口器件，為我公司的第三代產品，平均連續無故障時間可達5000小時。

超聲波換能器在在清洗室中分兩塊布置，每個陣的功率約為1.6 Kw，總功率：3.2KW。分為兩塊布置，

超聲清洗液體采用噴射清洗液體，不再單獨設置?；匾号c過濾與噴射清洗共用，主要由回液閥，噴射泵，管道、過濾網、過濾籠、儲液箱等組成，供液泵采用噴射泵，即噴射的同時也是供液的過程。在超聲波清洗結束后，液體將通過管道和閥體等回到儲液箱，進行過濾除油等處理。

4.2.3工件旋轉系統

為了使工件清洗的質量更好，在清洗的過程中，工件將進行旋轉。

工件籠的旋轉速度為4轉/分鐘，旋轉電機功率為1.5KW,

旋轉機構主要由減速機、傳動機構、噴淋盒、旋轉盤、工件籠、支撐導輪、旋轉接頭等組成，其作用就是在清洗烘干的過程中，使工件旋轉，提高清洗的質量。

工件旋轉機構全部采用不銹鋼制造，旋轉軸通過O型圈密封，在旋轉軸的尾端安裝有旋轉接頭，清洗液體從中間進入到噴淋盒，然后通過噴淋管對工件的內孔進行噴射清洗。

噴淋盒采用10毫米不銹鋼板制作，與旋轉盤合為一體。

由于旋轉為懸臂結構，為了減少其翻轉壓力，采用了支撐導輪的方式對工件籠進行支撐的方式。

4.2.4 噴射清洗系統與漂洗系統

在該設備中，有一道清洗，一道漂洗，其系統結構是基本相同的。主要由噴射系統、儲液箱系統、過濾系統、排污系統、油水分離器等組成。在噴射漂洗中，設有精密過濾器。其基本系統原理圖如下圖3所示：

⑴噴射系統：該系統主要由噴射泵、噴嘴、管道、兩位三通閥、截止閥等組成；其中噴嘴采用直射型扇形不銹鋼噴嘴。噴射泵采用耐酸堿立式泵。兩位三通閥的作用是為保證在工作的過程中，泵不要頻繁的啟停，當清洗時，通過閥的作用使得在清洗液到達噴嘴，對工件進行噴洗，當工件換位時，通過閥的轉換，使得清洗液回流到儲液箱。

⑵儲液箱系統：在本設備中，有兩個儲液箱中，分別放在清洗機的左右兩邊。清洗液儲液箱的體積較大，因為需要給清洗室供液進行超聲波清洗。漂洗液儲液箱的體積較小。該系統主要由保溫儲液箱、過濾網、不銹鋼加熱器、溢流孔，進水閥、排污閥等組成，儲液箱內外層均為不銹鋼制造，中間為保溫層。清屑方便，設有水位報警裝置；

⑶過濾系統：該系統主要由不銹鋼過濾網、不銹鋼過濾籠、不銹鋼接渣盒、不銹鋼過濾器等組成，一共采取了四級過濾，保證了過濾的精度；過濾器的過濾精度為20μ，處理能力為36t/h；

接渣盒放置在儲液箱中，每天下班時由操作人員將盒內的贓物進行處理。

過濾籠是為了保證泵正常工作。

⑷排污系統主要由排污閥，管道等組成。此部分在后面敘述。

⑸油水分離器：采用帶式油水分離器，可將懸浮在液體上部的油質污物進行收集并進行處理，保證清洗液體的清潔度。

噴射清洗系統的參數如下。

⑴噴射清洗系統1的參數為：

清洗泵：流量：約10m³/h，揚程：約61m，功率：約3Kw；

儲液箱：實際儲液約0.6m³；上部有接渣盒等；

⑵噴射漂洗系統2的參數為：

清洗泵：流量：約10m³/h，揚程：約61m，功率：約3Kw；

儲液：實際儲液約0.4m³；上部有接渣盒等；

高精度過濾器：流量：10t/h，過濾精度：20μ。

4.5.5吹水系統和熱風烘干系統

主要由壓縮空氣氣源（用戶提供）、氣源處理機構、氣源電磁閥、吹水管道等組成。在吹水的同時可將工件旋轉。在吹水后對工件進行熱風烘干。

4.5.6加熱及溫控系統

該系統由三部分組成，其中兩個清洗液體的加熱及溫度控制，一個為烘干室的熱風加熱及控制。均采用電加熱的方式。

⑴保證清洗液體在一定的溫度范圍內。在開始時，所有的加熱器啟動，在溫度達到規定的溫度后，大部分的加熱器將不再工作，只有部分加熱器啟停以維持清洗液的溫度。這樣，電的功率起伏較小。

⑵烘干室空氣加溫與烘干室溫控。烘干室的加熱方式為翅片式空氣電熱加熱器，采用風刀送熱，上部排風的方式，其控制的方式與上述相同。

4.5.7 排污及清潔系統

由于在清洗時分離的污物積于清洗液中，因此需要在清洗的過程中定期將污物排出，以保證清洗的質量。此外，為保證清洗液的品質，一般需在一定的時期內對清洗液進行全面的更換。

在該機的設計中，對清洗液采取了多次的過濾，為減少清洗液的更換，在每個儲液箱的上部均布置了接渣盒，每天只要清洗接渣籃，就可減少對清洗液的更換次數。

在每個儲液箱的下部，均布置了排污閥，儲液箱底部為傾斜式設計，當需要更換清洗液或對清洗槽進行清潔時，即可開啟排污閥。需要對污物進行經常性清除并對儲液箱進行定期清洗。

4.5.8熱風烘干系統

該部分采用電加熱的方式。

該部分主要由烘室、翅片式電加熱器、送風機、風道、導風板、保溫層、進風調節風門、機架、殼體等組成。

4.5.9 工件夾具機構

在該設備中，既要保證在清洗的過程中液體的流動，同時又要保證在清洗的過程中工件的穩定，因此采用了工件夾具的方式對工件進行固定。為保證工件所有的表面都能被清洗干凈，必須使工件的所有表面盡量暴露并能被清洗液體噴射到，還要留出清洗后液體的流出通道。為此，必須盡量減少工件夾具與工件的接觸點與接觸面積，同時由于在本清洗機中采用了旋轉噴洗的方法，又必須使工件能良好的定位，保證其不在清洗的過程中發生相互的碰撞。

因此，工件籠既需要對工件進行徑向定位，還需要對工件進行軸向定位。由于工件的長短粗細不一，工件籠的設計還要滿足工件大小的變化，從而保證工件在清洗過程中的穩定。

整個工件籃采用不銹鋼制作。

5 電氣控制與檢測系統簡介

5.1概述

本清洗機采用可編程控制器對清洗過程進行控制，可編程控制器對各位置傳感器和按鈕等輸入信號進行掃描、處理、發出輸出指令控制各執行機構動作，實現各清洗工序按順序自動完成；同時設置了手動控制方式，可以對其中某一工序進行單獨控制操作。

5.2電氣控制的設計準則

⑴符合工藝要求；

⑵先進性、合理性、實用性、經濟性四者有機結合；

⑶安全可靠性；

⑷系統具有良好的開發性、可擴展性；

⑸生產操作簡單，維護保養方便。

5.3主要執行機構

⑴電機

⑵電磁閥

⑶泵

5.4部分控制功能簡介

5.4.1主控制系統

該系統采用三菱Fx2N PLC做主控制器，并采用觸摸屏做人機界面，各檢測信號和操作指令輸入到PLC，再由PLC發出輸出信號，控制各執行機構動作，使設備進行有序的運行。各種參數如時間、溫度、節拍等都通過觸摸屏設置，相關參數及工況在屏上顯示直觀地出來。

5.4.2主傳動運行方式

根據工藝要求，本清洗機的主傳動采用旋轉運行，電機帶動減速機及傳動機構運轉，同時帶動工件旋轉。

5.4.3清洗節拍控制

清洗的節拍主要由每個工步的時間決定，在符合工藝要求和清洗質量的情況下，縮短或延長每個工步的時間即可改變總體清洗節拍，在本系統中我們在操作面板上設置了數顯定時器，清洗時間可通過定時器設定，其操作簡單直觀，非常方便。

一般來說，將通過實際清洗摸索出最佳的工步時間組合。

5.4.4清洗系統換向控制

本機中各清洗系統相對獨立，為防止不同介質清洗液相互串液，在清洗的過程中，需要對各換向閥進行切換，以保證正確的液體流向。

5.4.5檢測控制系統

主要具有如下功能：

⑴溫度控制：采用PLC專用溫控模塊進行溫度控制，實現了自動控溫并通過觸摸屏顯示出來，溫度設置簡單直觀。溶液升溫采用電加熱方式，當溫度低于設定值時接通電加熱器，到達設定溫度時停止加熱；烘干段的加熱也是電加熱方式，其控制方式相同。本機有三處的溫度控制。

⑵液位檢測及液位控制：采用浮球式液位傳感器，將多點液位信號輸入到PLC，經過PLC邏輯判斷，系統對檢測到的液位作出相應的處理，當液位偏低時系統發出報警指示，并停止相應的加熱器或水泵等。此時提示操作人員補充清洗溶液。

⑶電機運行狀態檢測功能：本清洗機所有泵、風機的驅動電機采用熱磁斷路器保護，若電機運行出現異常，熱磁斷路器動作，切斷電機主回路，電機停止運轉，同時接通相應的報警及指示，系統停止相應執行機構動作，必要時全線停止。

5.5電氣控制特點

該線采用可編程控制器對全線設備進行時序邏輯與時間控制，操作十分方便。主要有以下特點：

5.5.1操作自動化程度高，除上下件需人工外，其余全部由設備自動完成；

5.5.2設置自動/手動轉換鈕，根據實際需要，可以進行各工序的人工控制。根據需要可方便的對清洗的速度、溫度及各工序清洗的時間等參數進行調整，使之最大限度的滿足清洗的需要；

5.5.3在密封門外設有急停按鈕，在緊急情況下停機，保障設備與人員的安全。

5.5.4能實現節能降耗目標，系統接通電源后，首先給清洗溶液升溫（如果清洗溶液溫度低于預定值），其他機構如風機、泵等暫時不運轉，只有當清洗溶液溫度達到預定值，并且操作人員按了啟動鈕，系統才啟動相應的機構；同時還設置了暫停功能，當中途需要短時間停止時，只要按下“暫停”鈕，風機和烘干電加熱器等停止，空閑時停止這些大功率耗電器件，能降低不必要的能耗。

6設備使用與維護

對設備的使用備有設備使用說明書。

6.1該設備主要的易損件

1. 過濾袋

2. 過濾網

3. 排污閥

4. 噴嘴

5. 導向輪

   6.2設備需經常檢修的部位

1. 要勤換清洗液體

2. 定期對儲液箱進行清潔

3. 定期檢查噴嘴是否暢通

4. 定期檢查輸送鏈條是否松軟

5. 定期檢查和清潔過濾網及過濾器中的過濾袋

6. 當加熱緩慢時要檢查蒸汽加熱器是否損壞或積垢并進行清洗或更換

   6.3使用中有關說明

1. 要提前對清洗液進行加熱。

2. 要檢查氣壓。

3. 每班結束前，建議將機內的工件清洗完畢，不要讓工件留在清洗機內。

4. 每班結束時，要將接渣盒中的廢渣進行處理。

   7供貨范圍

7.1油缸總成清洗機  1臺，每臺含以下內容：

1. 清洗機體與清洗室                  1套

2. 超聲波清洗系統                    2套

3. 噴射清洗與循環過濾系統            2套

4. 儲液箱系統                        2套

5. 工件旋轉系統                      1套

6. 熱風烘干系統 （可以省去，靠出來后人工吹一下即可）    1套

7. 壓縮空氣噴吹系統 （可選）          1套

8. 工件籃                             1套

9. 電控柜（電氣控制及自動檢測系統）  1門

   7.2文字資料

1.  

   1. 設備的總裝配圖

   2. 設備接線圖

   3. 控制電路圖（原理圖和線路圖）元器件型號、參數清單