湖北海凝机械科技有限公司

大型零部件喷淋清洗机方案简介

1 用户对设备的基本要求

• 清洗机结构采用步进式通过方式。应具备超声波喷淋清洗、漂洗、风切烘干等功能。整机采用PLC 全自动控制，主要由超声波喷淋清洗系统、漂洗系统、过滤循环系统、自动温控加热系统、工作室、上下料输送系统、风切烘干系统、管路系统、电器控制部分、外框架等组成。

• 下料系统要求操作简单方便。按照用户提供的工件设计制造工装胎具，放置到清洗机托盘上，既可实现输送轨道在工位上传输清洗，又适于方便的吊装。

• 清洗机工作腔体设有可检修设备的小门。在清洗腔内应对工件有多角度喷淋，喷射管上装有可调喷嘴，喷管及喷嘴能快速更换、拆卸，喷嘴的方向可调，从而实现对工件的全方位清洗。

• 清洗机与液体直接接触的部位应采用优质不锈钢材料制作,防止腐蚀生锈。

• 清洗液槽，能实现清洗液的循环过滤。整个系统在第一个清洗框进入到第二个工位时，下一个清洗框可以传输到第一个工位并开始清洗，以提高清洗速度。清洗机工作时，机体应保持密闭状态，蒸汽不外漏且不能直排。

• 加热方式为电加热，清洗水温保持在70℃左右。工作时，清洗机外表面温度适宜，保证操作人员的人身安全。

• 配备一把手动喷枪和手动风枪，针对个别没洗到的深孔、盲孔进行人工补充清洗并风切。

• 上下料方式：通过悬臂吊或天车进行上料和下料。

• 工作形式：人工上、下料，其余自动运行。

• 工作室有效尺寸：可满足用户图纸要求同时清洗2件最大工件要求。

• 最大承重：按用户提供的的最大工件同时清洗2件（含工装胎具）

• 工件进出工作室采用轨道小车（即工件由天车或悬臂吊放到进出料小车后，自动运行）。

• 工作室周围设计有走台，方便操作人员进行吊装，转运工件，走台设计为格栅式，可防水防滑。安全可靠。

• 设备具有完善的防护装置，设备稳定运行时噪声≤85dB，提供安全操作指导书，危险部位必须有文字和图形标示。

• 设备带有指示报警和过压保护器。

   

  2.超声清洗简介

  超声波清洗技术是一项先进且成熟的清洗技术。其原理是：通过超声波发生器，将频率高于20KHz的有震荡信号进行电功率放大后，经超声波换能器的逆压电效应转换成高频机械振动能量，通过清洗介质中的声辐射，使清洗液分子振动并产生无数微小气泡。气泡沿超声传播方向在负压区形成、生长，并在正压区迅速闭合而产生上千个大气压的瞬间高压而爆破，形成无数微观高压冲击波作用于被清洗工作表面，即超声波的空化效应。这些气泡在极短的时间和极小的位置上破裂产生的力将使附着在工件表面的污质与工件脱离，达到清洗的目的。与一般的清洗方法相比，它有如下的特点：

  ⑴清洗精度高。超声清洗对具有内外结构复杂、微观不平表面、狭缝、小孔、拐角、死角、元件密集等特点的工件均具有卓越的洗净能力，是其它清洗方法无法比拟的。高频超声波特别适用于小颗粒污垢的清洗而不破坏其工件表面。

  ⑵针对性强。根据清洗对象的不同而调整不同的频率，可使清洗达到良好的效果，尤其与其它清洗方法相结合，可使清洗效果达到最佳。

  ⑶洗涤时间短、效率高。可节省大量的劳动力。

⑷清洗的一致性好。无论被清洗件是大是小，简单还是复杂，单件还是批量或在自动流水线上，使用超声清洗都可获得手工清洗无法比拟的一致的清洁度。

本通过式超声波喷淋清洗机方案是应北京南口轨道交通机械有限责任公司的要求专门设计的齿轮箱零部件清洗机，它仅需要用手工的方法将工件放入清洗篮中，设备将对零件自动进行超声和喷射清洗，待洗净后再用手工方法从清洗篮中取出即可。

根据零件清洁度的要求，设计为五槽式清洗机，下面对该清洗机进行介绍。

3.清洗机方案简介

3.1设备工作流程

   该设备的方案示意图如附图所示，设备的工作流程如下表。（以6分钟步进周期为例进行介绍，假定工件转运时间为1分钟）

工艺流程简介：

1．准备工作：主要是将清洗液体加热到规定的温度。对超声波清洗槽供液。将工件篮装入到本机中的进料小车上，然后将待洗工件装入到工件篮中，每篮可装2件最大工件或多件其他工件。在装工件时，一定要使工件间留有适当的空隙，保证清洗的质量。

2.工件进料小车自动将工件篮送到待洗工位，等待清洗机内部的智能输送小车将工件篮送入到清洗机，为清洗作准备；工件篮被智能输送小车送到清洗槽后，工件进料小车将自动回到上料工位等待后面的上料。

3．超声波清洗：输送机构自动将工件篮送入超声槽内，然后设备将自动关闭上盖门。开启超声波发生器，对工件进行超声波清洗。由于步进的周期设为6分钟，故超声清洗时间大约5分钟（时间可自行设定）。通过超声波清洗后，附着在工件表面的污质将与机体松脱，为后续的清洗作为准备。在超声波清洗中，设有液体过滤系统，但为了保证超声波清洗的质量，在超声波清洗时，该系统不运行。当工件转运期间，该系统开始运行，主要是将表面的浮油通过溢流的方式送入超声波储液箱处理，当工作半小时后（时间可根据清洗的工件的污染程度设定），然后开启超声波清洗槽下部的排水阀，将超声波清洗槽内的液体全部放入到储液箱，通过一系列过滤，然后再将液体送入到超声波清洗槽。该过滤主要是过滤固体污质。

当超声波清洗完毕后，上盖门将自动打开，由智能输送小车将工件取出，送到后面的喷射清洗工位。

4. 喷射清洗：工件通过智能输送小车送到喷射工位，上盖门自动关闭。清洗系统将对工件进行喷射清洗。将污质与工件脱离。

在本方案中，设计的是旋转喷射机构，为的是保证喷射的全覆盖。同时也可以减少喷嘴的数量。在该方案中，一共布置了32个旋转喷射杆，利用水流的作用使喷射杆旋转。每个喷射杆上布置了5个喷嘴。为减少泵的流量，采用分两次喷射的方式。

在本次喷射清洗后的液体，将通过接渣盒进行出渣处理。通过过滤后的清洗液重新对工件进行清洗。

总的喷射清洗的时间为5分钟，故单面喷射清洗的时间为2.5分钟。

喷射泵的压力为0.68Mpa，流量为60吨/小时

5.手动补洗：在喷射清洗后，可根据清洗的情况对工件部分不能自动清洗的部位进行手动补充清洗。对于不需要的，该步可省略。

6．喷射漂洗：在完成了一次初喷射清洗和一次超声波清洗后，再次对工件进行喷射漂洗，基本上可使大部分的污质与工件脱离。

喷射漂洗和喷射清洗是一样的，只是喷射的液体不同。

7．切水吹干：输送机构自动将工件篮送入切水槽内，在切水吹干槽中，将通过风泵对工件进行切水吹水，为工件后续的烘干打下基础。

切水时间也是5分钟。

8．热风烘干：输送机构自动将工件篮送入烘干槽内，在热风烘干槽中，将通过风机将热风吹入槽内，对工件进行烘干，烘干采取热风循环的方式，为的是节约能源。烘干的时间为5分钟。

9．卸工件：在热风烘干后，输送机构自动将工件蓝提出，放置到出料小车上，出料小车将自动将工件篮输送到下料工位，由人工对工件进行吹水后，然后将工件从工件篮中取出，完成工件的整个清洗过程。

在人工卸下工件和工件篮后，出料小车将自动回到接料工位，等待后面的工件篮。

在上面清洗的过程中，人工补充清洗和人工吹水将视清洗的情况定。另外，在清洗的过程中，每个清洗槽的上盖门将自动开启和闭合。

步进的节拍初定为6分钟，可根据工件的污染程度做适当的调整。

在本清洗机中，为了提高清洗的质量，主要从以下几个方面做出了布置：

1.合理布置工艺过程，使得超声波清洗与喷射清洗互相照应和配合；

2.采用了不同的过滤手段和方法，保证了清洗液的清洁度；

3.采用了高强度的超声波布置和发生器，使超声波的效果发挥到更好。

3.2主要技术指标

• 本机清洗篮尺寸（内空）：长×宽：1700×950（可装现有最大工件篮2只，其他工件多只）

• 清洗节拍：6分钟（可调整），即20箱/小时

• 超声清洗功率： 22.4KW，换能器采用中船重工715所军用换能器，超声波发生器采用本公司第三代超声波发生器产品

• 设备外形尺寸：长×宽×高：约14600×5300×5000（操作面高1360，备有踏板）

• 清洗槽尺寸：长×宽×深：2350×1500×1400，可用内空尺寸：1880×1130×1050

• 工件小车行走速度：18m/min，采用施耐德变频调速器

• 工件小车的提升方式：电动方式，提升速度：8m/min

• 设备总装机功率：约235KW

  其中：

  超声波功率：22.4KW

  喷射清洗液加热：35×2=70 KW

  超声清洗液加热：70 KW

  喷射泵：11×2=22 KW

  热风烘干：35 KW

  超声波液体供液泵：1.5KW

  其他：约14KW

  平时使用功率：约120KW

• 喷射泵与漂洗泵：流量：60吨/小时，扬程：68米

• 手动泵：最大压力11Mpa，流量为0.5吨/小时：功率为：2.2kw

• 超声波发生器：7台

• 设备用水量：约6吨

• 压缩空气压力：0.5～0.7Mpa,气量：0.5m³

• 采用了精密过滤器，清洗液的过滤精度：≤10μm

  管道、箱体密封性良好、不会有跑、冒、滴、漏，回流