油缸总成喷淋清洗机

1.基本技术要求

1.1清洗零部件基本情况：

     油缸总成：铝合金材料，长度最大为600mm，内孔最小φ38.5mm。

清洗的杂质类型：清洗铝屑，冷却液污物，油污、沙粒等。

1.2零部件清洗后技术要求：

1.2.1加工节拍

3000件/三班。

1.2.2.清洗过程中工件间不得相互碰撞，工件清洗后内外表面无划伤、碰伤；所有表面不允许有可见的铝屑，冷却液污物，油污等； 

1.2.3.清洗后的工件表面要求：无水渍，要烘干；

1.2.4. 清洗设备必须完成公司所有型号的油缸总成的清洗，且满足相应的技术要求和生产节拍。

1.3工艺流程

上料（手动）起动按扭→喷射清洗→浸没射流清洗→超声波清洗→清洗液和漂洗液→沥水→吹水→干燥→下料（进入下一循环）。

2.工艺流程简介

根据厂方的提供的设备要求，结合零件的形状和我们的经验，我们认为该零件采用超声波清洗加旋转喷射清洗比较合适。因此，我们采用了单槽的清洗模式。

在本方案中，我们采取了单槽的清洗模式，靠人工的方式将工件篮放入到相应的位置，然后关闭清洗室门，由设备对工件进行全自动的清洗与烘干等工艺过程，在清洗的过程中，整个工件篮是旋转的，这样可提高清洗的质量。待清洗完成后，只要打开清洗室门，将工件篮取出即可。

下面是清洗工艺。工艺布置示意图如附图所示。

由于在整个清洗过程中，工件篮在旋转，故清洗除喷射外，还有旋流清洗的效果。尤其在第一次喷射清洗时，下部的阀门不打开，故一边喷射清洗，一边灌水，工件在里面浸没后旋流清洗。

以上工艺时间，在实际运行时可根据实际情况调整

2.1工艺流程简介

2.1.1人工上件

打开密封室门，由人工将工件篮按要求装到清洗机内的工件夹具上，然后关闭密封门。

2.1.2喷射清洗并灌水

当关闭好密封门后，启动清洗机开机按钮，清洗机开始工作。首先将对工件进行喷射清洗。在清洗的同时，工件篮将进行慢速的旋转。

在此清洗的过程中，由于清洗室下部的阀门是关闭的，故清洗的过程，同时也是灌水的过程。

喷射清洗的过程是不间断的，当液体将工件淹没后即超声波清洗开始工作，同时喷射清洗不停，多于的水通过溢流口流回储液箱。

2.1.3浸没射流清洗

    当液体达到液位后，清洗泵并不停止，而是继续射流，工件在水里做较高速的旋转。使工件内部的脏污被冲出。

2.1.4超声波清洗

当喷射清洗到一定的时候，液体将超过工件的最高位。此时，开动超声波对工件进行超声波清洗。

2.1.5放水

超声波清洗结束后，开启底部的清洗液阀门，将清洗液放入到清洗液储液箱，为后续的喷射漂洗做准备。

2.1.6喷射漂洗

清洗液放干后，经开启喷射漂洗对工件进行喷射漂洗。喷射漂洗的同时，下部漂洗液阀门将开启，所以漂洗液在喷射的同时回到漂洗液储液箱。

2.1.7吹水与热风烘干

在漂洗完成后，将对工件进行烘干，为了保证工件内部的液体能出来，特地设置了压缩空气吹水。然后进行热风烘干。

2.1.8 出件

所有的工序完成后，设备将提醒操作人员。由人工开启密封门，将工件取出即可。

2.2该线特点

从上面的介绍，我们可以看出，该清洗线具有如下的几个特点：

2.2.1 采用了旋转清洗，避免了定点清洗的多个喷嘴，减少了清洗死角；

2.2.2采用了超声波清洗与喷射清洗相结合，提高了清洗的质量；

2.2.3全自动控制，方便操作人员。

2.2.4 清洗周期（含各工步时间）可调整

该工艺布置在正式设计时，可根据实际情况作适当的调整。

3.主要工艺技术参数

3.1清洗节拍

6分钟左右（可调）。

3.2设备尺寸（长×宽×高）：

2.9米×1.8×2.5米高

3.3每次装件数：8件左右（最多15件）

3.4装机总功率：约50Kw

其中：清洗液加热功率：15Kw

      漂洗液加热功率：12Kw

      超声波功率：3.2Kw

          热风烘干功率：12Kw

          清洗泵功率：3×2=6Kw

          以上的加热功率是指在1小时加热的条件下的功率，如能提前加热，可减少功率。一般情况下，在正常使用后的平均功率约为20Kw

3.5清洗工件的尺寸：最大长度600mm,内孔尺寸φ38.5mm

3.6清洗液温度：50℃

3.7清洗介质：水性清洗液

4.设备主要结构简介

4.1设备组成

该生产线主要由以下设备或系统组成

4.1.1清洗机体及清洗室

4.1.2超声波清洗系统

4.1.3 工件旋转系统

4.1.4 喷射清洗系统与漂洗系统

4.1.5 吹水系统

4.1.6 加热及温控系统

4.1.7 排污及清洁系统

4.1.8 热风烘干与排汽系统

4.1.9工件夹具机构

4.1.10 电气控制及自动检测系统

4.2设备简介

4.2.1 清洗机体及清洗室

这是该设备的主体结构，主要由机架、清洗室体和支撑等组成，用以承载各系统的支撑与安装。同时提供清洗的空间。在清洗室的前面设有密封门和观察窗，在清洗机的下部为门式结构，便于内部管路等的维修。

该机体采用型钢制作，主要是支撑清洗室和其他机构的安装。清洗室采用不锈钢板制作，由于上面要安装旋转机构，故必须有较高的强度和刚度。同时，在清洗室的前面有密封门，故必须有较高的强度和良好的结合面。

清洗室的外部采用冷板封装，通过油漆处理。

在清洗室内，安装有超声波换能器阵。同时还安装了喷射机构、工件旋转机构、烘干管道等。在清洗室的顶部还安装了电机减速器和排风风机等。

整个清洗机的材料除型材等骨架外，其余全部采用不锈钢制造。

4.2.2 超声波清洗系统

超声波系统主要由超声换能器与超声波发生器等组成；

⑴换能器：即超声振子，是一种能量转换元件，主要用来把电能转换成声能。在该方案中，超声波阵子按一定的方式布置在清洗室的左侧；在本设备中采用的是优质的军工用换能器。

⑵超声波发生器：它与换能器一起，构成超声清洗的核心。其主要的作用是产生超生波，通过换能器发射至清洗液中；该超声波发生器的主要元器件采用优质进口器件，为我公司的第三代产品，平均连续无故障时间可达5000小时。

超声波换能器在在清洗室中分两块布置，每个阵的功率约为1.6 Kw，总功率：3.2KW。分为两块布置，

超声清洗液体采用喷射清洗液体，不再单独设置。回液与过滤与喷射清洗共用，主要由回液阀，喷射泵，管道、过滤网、过滤笼、储液箱等组成，供液泵采用喷射泵，即喷射的同时也是供液的过程。在超声波清洗结束后，液体将通过管道和阀体等回到储液箱，进行过滤除油等处理。

4.2.3工件旋转系统

为了使工件清洗的质量更好，在清洗的过程中，工件将进行旋转。

工件笼的旋转速度为4转/分钟，旋转电机功率为1.5KW,

旋转机构主要由减速机、传动机构、喷淋盒、旋转盘、工件笼、支撑导轮、旋转接头等组成，其作用就是在清洗烘干的过程中，使工件旋转，提高清洗的质量。

工件旋转机构全部采用不锈钢制造，旋转轴通过O型圈密封，在旋转轴的尾端安装有旋转接头，清洗液体从中间进入到喷淋盒，然后通过喷淋管对工件的内孔进行喷射清洗。

喷淋盒采用10毫米不锈钢板制作，与旋转盘合为一体。

由于旋转为悬臂结构，为了减少其翻转压力，采用了支撑导轮的方式对工件笼进行支撑的方式。

4.2.4 喷射清洗系统与漂洗系统

在该设备中，有一道清洗，一道漂洗，其系统结构是基本相同的。主要由喷射系统、储液箱系统、过滤系统、排污系统、油水分离器等组成。在喷射漂洗中，设有精密过滤器。其基本系统原理图如下图3所示：

⑴喷射系统：该系统主要由喷射泵、喷嘴、管道、两位三通阀、截止阀等组成；其中喷嘴采用直射型扇形不锈钢喷嘴。喷射泵采用耐酸碱立式泵。两位三通阀的作用是为保证在工作的过程中，泵不要频繁的启停，当清洗时，通过阀的作用使得在清洗液到达喷嘴，对工件进行喷洗，当工件换位时，通过阀的转换，使得清洗液回流到储液箱。

⑵储液箱系统：在本设备中，有两个储液箱中，分别放在清洗机的左右两边。清洗液储液箱的体积较大，因为需要给清洗室供液进行超声波清洗。漂洗液储液箱的体积较小。该系统主要由保温储液箱、过滤网、不锈钢加热器、溢流孔，进水阀、排污阀等组成，储液箱内外层均为不锈钢制造，中间为保温层。清屑方便，设有水位报警装置；

⑶过滤系统：该系统主要由不锈钢过滤网、不锈钢过滤笼、不锈钢接渣盒、不锈钢过滤器等组成，一共采取了四级过滤，保证了过滤的精度；过滤器的过滤精度为20μ，处理能力为36t/h；

接渣盒放置在储液箱中，每天下班时由操作人员将盒内的赃物进行处理。

过滤笼是为了保证泵正常工作。

⑷排污系统主要由排污阀，管道等组成。此部分在后面叙述。

⑸油水分离器：采用带式油水分离器，可将悬浮在液体上部的油质污物进行收集并进行处理，保证清洗液体的清洁度。

喷射清洗系统的参数如下。

⑴喷射清洗系统1的参数为：

清洗泵：流量：约10m³/h，扬程：约61m，功率：约3Kw；

储液箱：实际储液约0.6m³；上部有接渣盒等；

⑵喷射漂洗系统2的参数为：

清洗泵：流量：约10m³/h，扬程：约61m，功率：约3Kw；

储液：实际储液约0.4m³；上部有接渣盒等；

高精度过滤器：流量：10t/h，过滤精度：20μ。

4.5.5吹水系统和热风烘干系统

主要由压缩空气气源（用户提供）、气源处理机构、气源电磁阀、吹水管道等组成。在吹水的同时可将工件旋转。在吹水后对工件进行热风烘干。

4.5.6加热及温控系统

该系统由三部分组成，其中两个清洗液体的加热及温度控制，一个为烘干室的热风加热及控制。均采用电加热的方式。

⑴保证清洗液体在一定的温度范围内。在开始时，所有的加热器启动，在温度达到规定的温度后，大部分的加热器将不再工作，只有部分加热器启停以维持清洗液的温度。这样，电的功率起伏较小。

⑵烘干室空气加温与烘干室温控。烘干室的加热方式为翅片式空气电热加热器，采用风刀送热，上部排风的方式，其控制的方式与上述相同。

4.5.7 排污及清洁系统

由于在清洗时分离的污物积于清洗液中，因此需要在清洗的过程中定期将污物排出，以保证清洗的质量。此外，为保证清洗液的品质，一般需在一定的时期内对清洗液进行全面的更换。

在该机的设计中，对清洗液采取了多次的过滤，为减少清洗液的更换，在每个储液箱的上部均布置了接渣盒，每天只要清洗接渣篮，就可减少对清洗液的更换次数。

在每个储液箱的下部，均布置了排污阀，储液箱底部为倾斜式设计，当需要更换清洗液或对清洗槽进行清洁时，即可开启排污阀。需要对污物进行经常性清除并对储液箱进行定期清洗。

4.5.8热风烘干系统

该部分采用电加热的方式。

该部分主要由烘室、翅片式电加热器、送风机、风道、导风板、保温层、进风调节风门、机架、壳体等组成。

4.5.9 工件夹具机构

在该设备中，既要保证在清洗的过程中液体的流动，同时又要保证在清洗的过程中工件的稳定，因此采用了工件夹具的方式对工件进行固定。为保证工件所有的表面都能被清洗干净，必须使工件的所有表面尽量暴露并能被清洗液体喷射到，还要留出清洗后液体的流出通道。为此，必须尽量减少工件夹具与工件的接触点与接触面积，同时由于在本清洗机中采用了旋转喷洗的方法，又必须使工件能良好的定位，保证其不在清洗的过程中发生相互的碰撞。

因此，工件笼既需要对工件进行径向定位，还需要对工件进行轴向定位。由于工件的长短粗细不一，工件笼的设计还要满足工件大小的变化，从而保证工件在清洗过程中的稳定。

整个工件篮采用不锈钢制作。

5 电气控制与检测系统简介

5.1概述

本清洗机采用可编程控制器对清洗过程进行控制，可编程控制器对各位置传感器和按钮等输入信号进行扫描、处理、发出输出指令控制各执行机构动作，实现各清洗工序按顺序自动完成；同时设置了手动控制方式，可以对其中某一工序进行单独控制操作。

5.2电气控制的设计准则

⑴符合工艺要求；

⑵先进性、合理性、实用性、经济性四者有机结合；

⑶安全可靠性；

⑷系统具有良好的开发性、可扩展性；

⑸生产操作简单，维护保养方便。

5.3主要执行机构

⑴电机

⑵电磁阀

⑶泵

5.4部分控制功能简介

5.4.1主控制系统

该系统采用三菱Fx2N PLC做主控制器，并采用触摸屏做人机界面，各检测信号和操作指令输入到PLC，再由PLC发出输出信号，控制各执行机构动作，使设备进行有序的运行。各种参数如时间、温度、节拍等都通过触摸屏设置，相关参数及工况在屏上显示直观地出来。

5.4.2主传动运行方式

根据工艺要求，本清洗机的主传动采用旋转运行，电机带动减速机及传动机构运转，同时带动工件旋转。

5.4.3清洗节拍控制

清洗的节拍主要由每个工步的时间决定，在符合工艺要求和清洗质量的情况下，缩短或延长每个工步的时间即可改变总体清洗节拍，在本系统中我们在操作面板上设置了数显定时器，清洗时间可通过定时器设定，其操作简单直观，非常方便。

一般来说，将通过实际清洗摸索出最佳的工步时间组合。

5.4.4清洗系统换向控制

本机中各清洗系统相对独立，为防止不同介质清洗液相互串液，在清洗的过程中，需要对各换向阀进行切换，以保证正确的液体流向。

5.4.5检测控制系统

主要具有如下功能：

⑴温度控制：采用PLC专用温控模块进行温度控制，实现了自动控温并通过触摸屏显示出来，温度设置简单直观。溶液升温采用电加热方式，当温度低于设定值时接通电加热器，到达设定温度时停止加热；烘干段的加热也是电加热方式，其控制方式相同。本机有三处的温度控制。

⑵液位检测及液位控制：采用浮球式液位传感器，将多点液位信号输入到PLC，经过PLC逻辑判断，系统对检测到的液位作出相应的处理，当液位偏低时系统发出报警指示，并停止相应的加热器或水泵等。此时提示操作人员补充清洗溶液。

⑶电机运行状态检测功能：本清洗机所有泵、风机的驱动电机采用热磁断路器保护，若电机运行出现异常，热磁断路器动作，切断电机主回路，电机停止运转，同时接通相应的报警及指示，系统停止相应执行机构动作，必要时全线停止。

5.5电气控制特点

该线采用可编程控制器对全线设备进行时序逻辑与时间控制，操作十分方便。主要有以下特点：

5.5.1操作自动化程度高，除上下件需人工外，其余全部由设备自动完成；

5.5.2设置自动/手动转换钮，根据实际需要，可以进行各工序的人工控制。根据需要可方便的对清洗的速度、温度及各工序清洗的时间等参数进行调整，使之最大限度的满足清洗的需要；

5.5.3在密封门外设有急停按钮，在紧急情况下停机，保障设备与人员的安全。

5.5.4能实现节能降耗目标，系统接通电源后，首先给清洗溶液升温（如果清洗溶液温度低于预定值），其他机构如风机、泵等暂时不运转，只有当清洗溶液温度达到预定值，并且操作人员按了启动钮，系统才启动相应的机构；同时还设置了暂停功能，当中途需要短时间停止时，只要按下“暂停”钮，风机和烘干电加热器等停止，空闲时停止这些大功率耗电器件，能降低不必要的能耗。

6设备使用与维护

对设备的使用备有设备使用说明书。

6.1该设备主要的易损件

1. 过滤袋

2. 过滤网

3. 排污阀

4. 喷嘴

5. 导向轮

   6.2设备需经常检修的部位

1. 要勤换清洗液体

2. 定期对储液箱进行清洁

3. 定期检查喷嘴是否畅通

4. 定期检查输送链条是否松软

5. 定期检查和清洁过滤网及过滤器中的过滤袋

6. 当加热缓慢时要检查蒸汽加热器是否损坏或积垢并进行清洗或更换

   6.3使用中有关说明

1. 要提前对清洗液进行加热。

2. 要检查气压。

3. 每班结束前，建议将机内的工件清洗完毕，不要让工件留在清洗机内。

4. 每班结束时，要将接渣盒中的废渣进行处理。

   7供货范围

7.1油缸总成清洗机  1台，每台含以下内容：

1. 清洗机体与清洗室                  1套

2. 超声波清洗系统                    2套

3. 喷射清洗与循环过滤系统            2套

4. 储液箱系统                        2套

5. 工件旋转系统                      1套

6. 热风烘干系统 （可以省去，靠出来后人工吹一下即可）    1套

7. 压缩空气喷吹系统 （可选）          1套

8. 工件篮                             1套

9. 电控柜（电气控制及自动检测系统）  1门

   7.2文字资料

1.  

   1. 设备的总装配图

   2. 设备接线图

   3. 控制电路图（原理图和线路图）元器件型号、参数清单