鋁合金輪轂清洗機

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：鋁合金輪轂

產(chǎn)品尺寸：φ400mm X 230mm

工件重量：15Kg

工件產(chǎn)量： 300套/8 小時

工裝要求：清洗工件屬于精密零件，清洗傳輸時防止碰撞、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程的鋁削、切屑液等污染物，對清洗過的工件進行風(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，主要是對鋁合金輪轂的清洗，根據(jù)每天的清洗量，初定輸送網(wǎng)鏈速度為0.8-1.2m/min，速度可調(diào)，實際工作速度為1m/min，速度可調(diào)，每天按8小時計算，每天最大清洗量為500件/天。

根據(jù)工件的實際情況，工件采用連續(xù)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)拍是一個可調(diào)整的參數(shù)，在實際生產(chǎn)中，可根據(jù)實際的情況，增加或減少，前提是清洗的質(zhì)量滿足要求。

由于需要采用人工上工件、高壓噴淋清洗、風(fēng)刀切液、高壓噴淋漂洗、風(fēng)刀切液、噴涂防銹液、風(fēng)刀切液、熱風(fēng)烘干、人工下工件的方式，我們確定采用直線布置的方式，即一頭進，一頭出的方式。

（4）輸送的方式確定

由于工件清洗方式為連續(xù)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輸送系統(tǒng)，由一臺電機減速機驅(qū)動。

（5）清洗機的擺放方式

采用清洗通道一字擺開的方式，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。

清洗機總體占地面積約為11米×2.5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

根據(jù)用戶的要求和我們的實踐經(jīng)驗，設(shè)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→高壓噴淋漂洗→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

下面對清洗機的工藝流程做簡介：

⑴準備工作：主要是提前給清洗液預(yù)熱（在首次開機時，預(yù)熱時間需要1小時，），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。

⑶噴射清洗：當(dāng)工件到達噴射清洗工位，噴淋泵啟動，利用高壓水對工件表面進一步?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，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(dāng)工件到達噴涂工位，噴淋泵啟動，對工件進行全方位噴涂防銹劑。

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，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)通過管道進入烘干室，對工件表面進行烘干作業(yè)。

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

3 主要技術(shù)指標

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

▲ 上料平臺高度：750mm

▲ 清洗節(jié)拍：0-10min（可調(diào)）

▲ 主機外形尺寸：長×寬×高：約11000×2500×2000（直接布置在地平面上）

▲ 設(shè)備占地面積：約12米×3米（含電控柜）

▲ 清洗室尺寸：長×寬×高≈9500×500×350

▲ 清洗室通道有效寬度和高度：450×300

▲ 儲液箱尺寸：5500×1000×500（含清洗、漂洗、防銹三個儲液箱）

▲ 設(shè)備裝機總功率：約140 Kw（1小時預(yù)熱）。平時使用功率：約100KW，其中：

▲ 噴射清洗泵功率：7.5KW

▲ 噴射漂洗泵功率：5.5KW

▲ 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：3Kw X 3臺=9Kw

▲ 熱風(fēng)爐：30KWX2臺=60Kw

▲ 排濕風(fēng)機：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：40～60℃（可調(diào)）

▲ 漂洗液溫度：40～60℃（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，可對高低液位自動報警

▲ 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，當(dāng)液位高出或低于設(shè)定液位時，能自動報警。

▲ 清洗系統(tǒng)設(shè)有精密過濾器，清洗液過濾精度：20μ，漂洗液過濾精度：10μm，防銹液過濾精度為10μm，使清洗防銹質(zhì)量達到規(guī)定要求。

▲ 采用PLC進行控制，可對溫度、液位、速度等參數(shù)進行控制，并進行高低位的限制與報警，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。

▲ 配有壓縮空氣槍，可對工件根據(jù)需要進行吹水處理。

▲ 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：機械部分、水循環(huán)部分和電控部分。下面做簡要介紹。

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(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整體機架與殼體

整體機架與外殼均采用普通碳鋼制作（也可采用全不銹鋼結(jié)構(gòu)），并進行油漆防護，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

該清洗室是一個綜合工作室，在該室內(nèi)進行噴射清洗、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，在清洗室內(nèi)還有一些不銹鋼支架，安裝內(nèi)部的機構(gòu)。輸送機構(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，在噴射清洗時能徹底去除殘留的污物。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，液體通過導(dǎo)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)過接渣盒。在噴射清洗工位，設(shè)有擋板，在噴射清洗時，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，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電機、傳動機構(gòu)、不銹鋼網(wǎng)鏈、導(dǎo)向機構(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(tǒng)

該系統(tǒng)主要由風(fēng)機、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的設(shè)計中是很重要的。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將首先回送到接渣盒構(gòu)，對液體進行初過濾，較大顆粒的物質(zhì)將被過濾，由操作人員每天下班前進行處理。液體經(jīng)過出渣機構(gòu)后將經(jīng)過2道網(wǎng)格，在進入噴射噴管前，還有袋式精密過濾器的過濾，以保證過濾的精度。

5.1.9加熱系統(tǒng)

該設(shè)備有兩套加熱系統(tǒng)，即清洗液的加熱、漂洗液的加熱。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。

5.1.10儲液箱

該設(shè)備有三個儲液箱，即清洗液儲液箱、漂洗液儲液箱、防銹液儲液箱。三個箱體的結(jié)構(gòu)與尺寸相近，下面以清洗液儲液箱為例進行介紹。

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。

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)，該儲液箱進行了嚴格的密封處理；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，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)定期對清洗液進行更換，并對儲液箱的進行徹底的清潔處理；在每個儲液箱中，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，啟動加熱器，當(dāng)高于設(shè)定溫度時，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。

5.1.11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。

5.1.12蒸汽冷凝器

為了使清洗中產(chǎn)生的氣霧能及時處理，減少對車間的環(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。

5.1.13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，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，開啟此系統(tǒng)，即可將廢液排出。

5.2電控部分：

5.2.1概述

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

5.2.2電氣控制的設(shè)計準則

⑴符合工藝要求；

⑵先進性、合理性、實用性、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(tǒng)具有良好的開發(fā)性、可擴展性；

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)行機構(gòu)動作，使設(shè)備進行有序的運行。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)本機操作簡單、運行可靠等特點。

溫度控制：采用西門子溫度采集模塊對液溫和烘干溫度進行檢測控制，實際溫度數(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)定值時接通電加熱器，到達設(shè)定溫度時停止加熱。

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)液位偏低時系統(tǒng)發(fā)出報警指示，并停止相應(yīng)的加熱器或水泵等。此時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(qū)動采用熱繼電器保護，若電機運行出現(xiàn)異常，熱繼電器動作，切斷電機控制回路，電機停止運轉(zhuǎn)，同時接通相應(yīng)的報警及指示，系統(tǒng)停止相應(yīng)執(zhí)行機構(gòu)動作。

5.2.4電氣控制特點

該線采用可編程控制器對全線設(shè)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：

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)實際需要，可以進行各工序的人工控制。根據(jù)需要可方便的對清洗時間、溫度及各工序清洗的時間等參數(shù)進行設(shè)置，使之最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，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(shè)置電氣連鎖功能，使系統(tǒng)工作安全可靠；

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

6、供貨范圍

（1）清洗機機架及殼體                   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）噴射漂洗系統(tǒng)                       1套

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

（7）清洗液儲液箱                       1套

（8）漂洗液儲液箱                       1套

（9）防銹液儲液箱系                     1套

（10）清洗液循環(huán)過濾系統(tǒng)                1套    

（11）漂洗液循環(huán)過濾系統(tǒng)                1套        

（12）防銹液過濾系統(tǒng)                    1套

（13）清洗液加熱系統(tǒng)                    1套

（14）漂洗液加熱系統(tǒng)                    1套

（15）熱風(fēng)烘干系統(tǒng)                      1套

（16）風(fēng)刀吹水系統(tǒng)                      3套              

（17）油水分離器                        2套

（18）不銹鋼精密過濾器                  3臺

（19）蒸汽冷凝器                        1套

（20）擋水簾                            6套

（21）補液及排污管路                    1套

（22）電控柜（PLC電氣控制系統(tǒng)）         1套

7.文字資料

（1）設(shè)備綜合使用和維修說明書              中文3套

（2）設(shè)備總裝圖                            中文3套

（3）電氣原理圖、電氣布置圖                中文3套

（4）備件、易損件（含圖紙）明細表          中文3套

（5）設(shè)備合格證                            1套

（6）隨機裝箱清單                          1套

以上文件提供一份文字資料，一分電子版（U盤）。

8、設(shè)備需經(jīng)常檢修的部位

（1）要勤換清洗液體

（2）定期對清洗室和儲液箱進行清潔

（3）定期檢查噴嘴是否暢通

（4）定期檢查和清潔過濾網(wǎng)及過濾器內(nèi)的過濾袋

（5）當(dāng)加熱緩慢時要檢查加熱器是否損壞并進行更換

9、使用中有關(guān)說明

（1）要提前對清洗液進行加熱。并定期更換清洗液。

（2）建議由專人負責(zé)設(shè)備的操作，以保證該設(shè)備的正常運行。

（3）盡量將相同的工件集中在一段時間連續(xù)清洗，以提高清洗的效率。

（4）每班結(jié)束前，建議將機內(nèi)的工件清洗完畢，不要讓工件留在清洗機內(nèi)。

（5）每班結(jié)束時，要將接渣盒中的廢渣和油水分離器中的油污進行處理。

對用戶的有關(guān)要求