1設(shè)備總體考慮和工作流程設(shè)置

1. 待清洗工件說明

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

   產(chǎn)品尺寸：152mm X 104mm X 32mm

   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(jī)械損傷

2. 產(chǎn)品清潔度要求：

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

   （3）清洗節(jié)拍的確定

   根據(jù)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)動機(jī)零件的清洗，根據(jù)每天的清洗量，初定輸送網(wǎng)鏈速度為0.5-1m/min，速度可調(diào)，實(shí)際工作速度為0.6m/min，速度可調(diào)，每天按8小時(shí)計(jì)算，每天清洗量為1000套/天（工件籃裝載清洗）。

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

   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(tǒng)，由一臺電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動。

   （5）清洗機(jī)的擺放方式

   采用清洗通道一字?jǐn)[開的方式，后部設(shè)置清洗液儲液箱、過濾器等附件。考慮便于人工的上料，應(yīng)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(jī)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(jù)客戶的要求，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(shè)計(jì)

   根據(jù)用戶的要求和我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，設(shè)置的工藝流程如下所示：

   準(zhǔn)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.工藝流程簡介

   下面對清洗機(jī)的工藝流程做簡介：

   ⑴準(zhǔn)備工作：主要是提前給清洗液預(yù)熱（在開機(jī)時(shí)，預(yù)熱時(shí)間需要0.5小時(shí)，），將零件搬運(yùn)到清洗機(jī)上料臺附近。

⑵上工件：可采用人工搬運(yùn)上料，也可采用機(jī)械搬運(yùn)上料（輸送帶上料等）。

⑶噴射清洗：當(dāng)工件到達(dá)噴射清洗工位，噴淋泵啟動，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(dāng)工件到風(fēng)刀切液瀝水工位后，開啟風(fēng)刀，利用風(fēng)力清除零件表面殘留的清洗液，風(fēng)刀風(fēng)力來源采用高壓風(fēng)機(jī)，每道清洗后均采用離心風(fēng)機(jī)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(dāng)工件到達(dá)噴涂工位，噴淋泵啟動，對工件進(jìn)行噴涂防銹劑。

⑹風(fēng)刀切液：當(dāng)工件到風(fēng)刀切液瀝水工位后，開啟風(fēng)刀，利用風(fēng)力清除零件表面殘留的清洗液，風(fēng)刀風(fēng)力來源采用高壓風(fēng)機(jī)，每道清洗后均采用離心風(fēng)機(jī)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)過壓縮空氣吹干后表面還殘留一定量的水份，當(dāng)工件輸送至熱風(fēng)烘干工位后開啟電熱風(fēng)爐，熱風(fēng)通過管道進(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吹干，然后取下工件，完成工件的整個(gè)清洗過程。

3 主要技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)廠方的要求，結(jié)合工件的實(shí)際情況，確定其主要技術(shù)指標(biāo)如下：

• 上料平臺高度：750mm

• 清洗節(jié)拍：0-10min（可調(diào)）

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

• 設(shè)備占地面積：約10米×3米（含電控柜）

• 清洗室尺寸：長×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(shè)備裝機(jī)總功率：約100 Kw（1小時(shí)預(yù)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

• 拖動功率：約3Kw

• 吹水風(fēng)機(jī)：3Kw X 2臺=6Kw

• 熱風(fēng)爐：30KW

• 排濕風(fēng)機(jī)：1.5KW X 2臺=3KW

• 其他：約3Kw

• 噴射泵流量：36m3/h

• 設(shè)備用水量：約2噸

• 清洗液溫度：40～80℃（可調(diào)）

• 防銹液溫度：30～80℃（可調(diào)）

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

• 儲液箱內(nèi)設(shè)有上下液位計(jì)，可對高低液位自動報(bào)警

• 各箱體都設(shè)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(jié)構(gòu)，內(nèi)層為不銹鋼材質(zhì)，設(shè)有自動加溫裝置，溫度可設(shè)置，設(shè)有高低液位計(jì)，當(dāng)液位高出或低于設(shè)定液位時(shí)，能自動報(bào)警。

• 清洗系統(tǒng)設(shè)有精密過濾器，一級精密過濾精度：30μ，二級過濾精度為10μm，三級過濾精度為5μm，使清洗質(zhì)量達(dá)到規(guī)定要求。

• 采用PLC進(jìn)行控制，可對溫度、液位、速度等參數(shù)進(jìn)行控制，并進(jìn)行高低位的限制與報(bào)警，設(shè)有緊急停止按鈕，手動自動可轉(zhuǎn)換。

• 采用觸摸屏顯示與操作。

• 配有壓縮空，可對工件根據(jù)需要進(jìn)行吹水處理。

• 設(shè)備噪音：≤85分貝

• 清洗介質(zhì)：水基清洗液

   

  5 設(shè)備構(gòu)成簡介

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

  5.1機(jī)械部分

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

5.1.1整體機(jī)架與殼體

整體機(jī)架與外殼均采用普通碳鋼制作，并進(jìn)行油漆防護(hù)，保證外部的美觀。下部采用框架與門結(jié)構(gòu)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(nèi)進(jìn)行噴射清洗、吹水等工藝過程。該清洗室主要由清洗室體、支架、導(dǎo)流槽、各種安裝支架等組成。下面分別做簡單介紹。

清洗室體：該室體采用不銹鋼板做內(nèi)封板，防止生銹。外部直接采用清洗室的殼體。在清洗室內(nèi)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(nèi)還有一些不銹鋼支架，安裝內(nèi)部的機(jī)構(gòu)。輸送機(jī)構(gòu)等均安裝在清洗室內(nèi)。

導(dǎo)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(dǎo)流到儲液箱。該導(dǎo)流槽分成幾個(gè)部分，即將清洗液導(dǎo)流回清洗液儲液箱，漂洗液導(dǎo)流回漂洗液儲液箱。

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

5.1.3噴射清洗系統(tǒng)

該機(jī)構(gòu)主要由高壓噴射泵、過濾系統(tǒng)、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)能去除殘留的污物。噴射清洗系統(tǒng)：該系統(tǒng)主要由噴射泵、噴嘴、管道閥、過濾網(wǎng)等組成；噴嘴采用不銹鋼噴嘴組合布置，噴嘴水量根據(jù)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(yáng)程：52m；噴射泵功率：7.5Kw；清洗液的儲液箱在清洗室的后部，液體通過導(dǎo)流槽回流到儲液箱，不需要回液泵，這樣可以較的將液體回送到儲液箱?；厮偷囊后w還將經(jīng)過接渣盒。在噴射清洗工位，設(shè)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(tǒng)

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(wěn)擺放，并不得大幅度移動，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(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、不銹鋼網(wǎng)鏈、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、支架，定位工裝等組成。

5.1.5壓縮空氣吹干系統(tǒng)

采用高壓風(fēng)機(jī)及風(fēng)刀對工件水分吹干。主要由高壓風(fēng)機(jī)、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(tǒng)

該系統(tǒng)主要由風(fēng)機(jī)、加熱室、風(fēng)管、空氣過濾裝置等組成，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(diào)）風(fēng)機(jī)在加熱管的前面，對加熱管吹風(fēng)；

熱風(fēng)通過風(fēng)管從底部對工件進(jìn)行噴吹；

排氣裝置安裝在上殼體。排氣裝置可通過管道連接到廠里的通風(fēng)主管，將濕熱氣體排出室外。在進(jìn)風(fēng)口設(shè)有空氣過濾裝置，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(shè)置了采用壓縮空氣的人工吹水槍。在下料工位，可以通過該槍將工件上個(gè)別地方的積水吹走，加速其干燥。

5.1.8清洗液排渣及過濾系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要由過濾網(wǎng)、磁性分離器、管道、接渣盒、過濾系統(tǒng)等組成。

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

5.1.9磁性過濾器

該過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(tǒng)

該設(shè)備有兩套加熱系統(tǒng)，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(shè)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(jié)構(gòu)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、過濾器、排污閥、保溫層等組成。清洗液儲液箱分成三槽，在內(nèi)槽之間設(shè)有半截式過濾網(wǎng)，采用沉降與過濾網(wǎng)相結(jié)合的過濾方式，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(nèi)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(yán)格的密封處理；在儲液箱內(nèi)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(dāng)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，便于工廠的集中排放。為保證清洗的質(zhì)量，應(yīng)定期對清洗液進(jìn)行更換，并對儲液箱的進(jìn)行的清潔處理；在每個(gè)儲液箱中，都設(shè)有高低液位傳感器，在超過規(guī)定的液位后，都會自動報(bào)警；在儲液箱中，都設(shè)有溫度傳感器，當(dāng)?shù)陀谠O(shè)定溫度時(shí)，啟動加熱器，當(dāng)高于設(shè)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(shè)備中，油水分離器設(shè)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(shè)備中，設(shè)有一臺油水分離器，設(shè)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，減少對車間的環(huán)境污染，在清洗機(jī)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(jī)，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(jù)實(shí)際零件的情況，至少需要兩套工件籃，每套10只，是準(zhǔn)備2套工件籃，這樣，清洗的效率會提高。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(nèi)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(tǒng)

排污系統(tǒng)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(tǒng)主要由管道連通器、手動閥、排污閥等組成。一般情況下不使用，在更換清洗液時(shí)，開啟此系統(tǒng)，即可將廢液排出。

5.2電控部分：

5.2.1概述

本清洗機(jī)采用西門子系列PLC對清洗過程進(jìn)行控制，人機(jī)操作界面采用觸摸屏，PLC與觸摸屏進(jìn)行通訊，觸摸屏畫面直觀地顯示各機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀態(tài)。PLC對各傳感器的輸入信號進(jìn)行掃描、邏輯運(yùn)算處理、再發(fā)出控制指令去控制各運(yùn)動機(jī)構(gòu)執(zhí)行相應(yīng)的動作，實(shí)現(xiàn)各清洗工序按次序完成；同時(shí)系統(tǒng)設(shè)置了自動和手動選擇，可以對各工序進(jìn)行單獨(dú)的控制操作，以適應(yīng)實(shí)際生產(chǎn)中的特殊需要。

5.2.2電氣控制的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

⑴符合工藝要求；

⑵性、合理性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性；

⑶安全可靠性，具有連鎖互鎖功能，防止誤操作；

⑷系統(tǒng)具有良好的開發(fā)性、可擴(kuò)展性；

5.2.3部分控制功能簡介

該系統(tǒng)采用西門子PLC做主控制器，人機(jī)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(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，使設(shè)備進(jìn)行有序的運(yùn)行。本控制系統(tǒng)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(xiàn)本機(jī)操作簡單、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。

溫度控制：采用西門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(shù)值和預(yù)設(shè)數(shù)值都在觸摸屏上直觀的顯示出來，并在觸摸屏上對各參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。溶液升溫采用電加熱方式，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí)接通電加熱器，到達(dá)設(shè)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PLC邏輯判斷，系統(tǒng)對檢測到的液位作出相應(yīng)的處理，當(dāng)液位偏低時(shí)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警指示，并停止相應(yīng)的加熱器或水泵等。此時(shí)提示操作人員補(bǔ)充清洗溶液。

電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)檢測功能：本清洗機(jī)所有泵、電機(jī)的驅(qū)動采用熱繼電器保護(hù)，若電機(jī)運(yùn)行出現(xiàn)異常，熱繼電器動作，切斷電機(jī)控制回路，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)接通相應(yīng)的報(bào)警及指示，系統(tǒng)停止相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。

5.2.4電氣控制特點(diǎn)

該線采用可編程控制器對全線設(shè)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、操作自動化程度高，所有的操作都通過觸摸屏操作完成；

2、設(shè)置自動/手動轉(zhuǎn)換鈕，根據(jù)實(shí)際需要，可以進(jìn)行各工序的人工控制。根據(jù)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(shù)進(jìn)行設(shè)置，使大限度的滿足清洗的需要；

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

4、設(shè)置電氣連鎖功能，使系統(tǒng)工作安全可靠；

5、工作狀態(tài)指示及故障報(bào)警功能清洗機(jī)各機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)在觸摸屏上直觀的顯示出來，當(dāng)某設(shè)備運(yùn)行發(fā)生故障時(shí)，比如電機(jī)過載時(shí)熱繼電器斷開，屏畫面中的指示器閃爍紅色。

6、供貨范圍

（1）清洗機(jī)機(jī)架及殼體                   1套

（2）清洗室與導(dǎo)流槽                     1套

（3）輸送系統(tǒng)                           1套

（4）噴射清洗系統(tǒng)                       1套

（5）防銹噴淋系統(tǒng)                       1套