缸盖最终清洗机的设计

摘 要：清洗机一直是发动机生产线上的重要辅机设备，按清洗的工件种类可以分为清洗缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴、连杆等。本文主要论述了缸盖最终清洗机的设计，并针对每个工位的功能作用进行详细分析。

关键词：清洗机；缸盖；设计

本次设计的缸盖最终清洗机，用于清洗缸盖加工线上的清洗工序，清洗工件为1.2t和1.5t的缸盖。生产节拍为≤58s，设备采用机器人及专用卡具抓取工件，进行浪涌清洗，水套孔清洗，定点定位清洗，扫描清理。全部工作过程皆由PLC编程控制的机器人专用清洗机.清洗、吹干缸盖的内外表面和型腔、光孔、油孔、水套孔及螺纹孔内的切屑、油污及其它污物，在清洗后进行干燥和冷却处理，保证清洗后工件的清洁度与干燥度。

1.设备组成及介绍

本设备工件由左向右输送，工件自动上下料，由上料到下料共10工位，分别为：上料辊道工位→上下料支撑工位→清洗机器人及清洗手爪→浪涌清洗装置→水套孔清洗装置→定点定位清洗装置→扫描清理装置→上料口封门装置→清洗仓封门装置→泵组以及辅助部分。

设备主要由辊道输送装置、上下料支撑工位、清洗机器人及清洗手爪、浪涌清洗装置、水套闷孔清洗装置、定点定位清洗装置、扫描清理装置、上料口封门装置、清洗仓封门装置、泵组以及辅助部分、吸雾冷凝装置、电加热装置、抽吸式浮油排除装置、涡旋分离及波尔过滤器装置、气动系统、电器系统等部件组成，接下来我们会对主要部件的结构及涉及的清洗工艺进行简单的介绍。

1.1辊道输送装置

缸盖输送采用机械链条式输送，链条输送采用减速机驱动。即输送减速机按PLC指令驱动，使输送链条作前进、停止的步伐式行进动作，完成工件的步伐输送。当工件输送到位后，接近开关便给下一个程序发出信号。

1.2上下料支撑工位

该装置主要用于放置清洗前工件和清洗后工件，在放置清洗前工件上方配有装置用于清理搬运机器人手爪。

1.3清洗机器人及清洗手爪

装置主要用抓取工件，将工件送至指定位置进行浪涌清洗，水套闷孔清洗，定点清洗，扫描清理。

1.4浪涌清洗装置

机器人抓着工件运动到指定位置进行浪涌清洗，机器人抓取工件到浪涌槽翻转涮洗。

1.5水套闷孔清洗装置

水套闷孔清洗是清洗机重要的清洗工艺，主要多工件比较深的孔隙及复杂的型腔进行清洗，机器人抓取工件与水箱进行贴合，使用11bar的压力进行清洗。

1.6定点定位清洗装置

水箱及喷嘴固定在清洗机机体里，工件通过机器人抓取到水箱位置进行定位定位清洗.主要清洗表面及表面上的孔隙里的铁屑及油污。

1.7扫描清理装置

机器人抓着工件运动到扫描清理位置对缸盖的孔及表面进行扫描清理。

1.8泵组

由供水泵、清洗泵、排污泵组成泵组系统。采用同轴阀按照PLC指令控制水路转换。在各管路末端安装压力开关，检测管路压力。当喷嘴堵塞时，管路压力升高报警，关闭相应清洗泵后进行喷嘴检测。

供水泵： Q=84m³/h H=40m W=22Kw

清洗泵： Q=75.4m³/h H=113.8m W=37Kw

排污泵： Q=6.5m³/h H=30m W=2.2Kw

1.9吹干管路

吹干管路由空压机、截止阀、储气罐、空气过滤器和电磁阀组成。过滤后的压缩空气通过管路输送至定点清理装置中，由喷嘴吹至工件的孔系及表面使其干燥。

1.10吸雾冷凝装置

该装置设置于机床机体的顶部，用于处理设备运行过程中产生的雾气，清洗机工作过程中产生的雾气由该装置吸雾风机吸入，经过处理后将蒸汽冷凝成水，通过回水管路流回到清洗室内。

1.11清洗液电加热装置

清洗液电加热装置负责设备清洗液的加热，通过电加热管对清洗液进行加热，加热到设定温度，由温度传感器控制，停止加热。当温度降低到预定设置的温度时，加热装置重新启动开始对清洗液进行加热。

1.12浮油排除装置

此装置采用浮子式漏斗结构，漏斗漂浮在清洗液液面，以吸附漂浮在清洗液面上的油水混合物。由浮油泵把漂浮在水箱里的油水混合物抽吸至浮油箱内，通过重力分离原理分离出浮油并排放到集油盒中。当集油盒中收集到一定量的油污后，要及时倾倒处理，以免溢出污染车间环境。

1.13涡旋分离及波尔过滤器装置

为了达到过滤精度，采用了涡旋分离器+多腔室波尔过滤器。涡旋分离器利用物理离心力原理将绝大部分大于2mm的杂质过滤后再经波尔过滤器进一步过滤。当过滤器集污侧和清洁侧之间的压差因滤芯上的污物粒子聚集量的增大而升高时，压差指示器将向控制装置发出信号，从而促使控制装置自动启动反冲洗过程；一个电动齿轮马达将选择装置转到下一个积满污垢的过滤室，并将其从流体中分离出来，同时将刚经过清洗的、回复压力的待用过滤室开启。

1.14气动系统

由能源锁定阀、气源处理件、阀组及管路等气动元件组成，按PLC指令控制各气缸、气动碟阀、气动球阀动作。

1.15电器系统

由独立的电气柜、人机界面及空中走线等电气元件组成，对整个设备实施程序控制，指令互锁。

2.设备的主要参数

2.1外形尺寸：7200mm×3400mm×3600mm（长×宽×高）；重量：约30吨；

2.2设备上下料高度：900mm；

2.3生产节拍：≤58s；

2.4清洁度指标：整体≤2mg；

2.5清洗压力：0.8-1.2Mpa；

2.6清洗水箱容量：8m³；

2.7清洗一级过滤精度：180μ；二级过滤精度：50μ；三级过滤精度；5μ

2.8清洗液类别：碱性水基清洗液；

2.9清洗液加热方式：电加热；

2.10清洗泵流量；过滤泵总流量为84m3/h，清洗泵总流量为75.4m3/h；

2.11压缩空气压力：0.40～0.60Mpa；

压缩空气耗气量：120L/min；

2.12电源：AC380V ，频率 50Hz，三相四线制；

2.13装机总容量：155kw；

3.结束语

近些年，随着科技的发展，加工水平的提高，国内清洗機产品也不断更新换代，其技术水平已经接近国际先进水平，但在零件的加工制造、产品的整体外观以及设备的耗能方面，仍与国外进口设备存在一定差距，所以我们还要继续在生产实践的过程中不断学习，不断创新，发挥工匠精神，推动清洗机技术的发展壮大。

参考文献：

[1]刘武发，刘德平.机电一体化设计基础[M].北京化学工业出版社，2007.

[2]杨世明，腾献银，赵镇宏，段魏.机械设计[M].电子工业出版社，2007.

作者简介：陈双双，女，辽宁大连人，大连现代辅机开发制造有限公司，工程师。