工業(yè)清洗是指通過(guò)物理、化學(xué)等方法去除零件污染物或覆蓋層而使其恢復(fù)一定潔凈程度的過(guò)程。機(jī)械零件常用的清洗方法有浸洗刷洗、壓力清洗、振動(dòng)清洗等，它們往往勞動(dòng)強(qiáng)度大、清洗環(huán)境比較惡劣、污染大，且效果不穩(wěn)定、生產(chǎn)效率低，已與現(xiàn)代化大生產(chǎn)不相適，必須采用更先進(jìn)的清洗方式。隨著超聲波技術(shù)的發(fā)展和電源器件技術(shù)的日益成熟，超聲波清洗已成為可能。目前超聲波清洗從原先體積小、質(zhì)量輕的電子元件開(kāi)始進(jìn)入更大、更臟、更重的機(jī)械零件清洗。
1 超聲波清洗機(jī)的工作原理
超聲波清洗機(jī)主要由超聲波發(fā)生器、換能器和清洗槽組成。是超聲波清洗機(jī)的原理，超聲波發(fā)生器產(chǎn)生大于20kHz 的超音頻電信號(hào)，通過(guò)換能器轉(zhuǎn)換為同頻率的機(jī)械振動(dòng)，并以超音頻縱波形式在清洗液中輻射，超聲空化效應(yīng)下產(chǎn)生無(wú)數(shù)可高達(dá)上千大氣壓力的微小氣泡并隨即瞬間爆破，形成對(duì)零件表面細(xì)微局部高壓轟擊，零件上的污物在空化侵蝕、乳化和攪拌作用下，加之以適宜的溫度、時(shí)間及清洗液的化學(xué)作用，零件表面及縫隙間的污垢被迅速剝離，從而達(dá)到清洗的目的。
2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
根據(jù)企業(yè)提出的清洗要求，采用超聲波清洗技術(shù)，由多個(gè)清洗槽組成的清洗加烘干自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 超聲波清洗機(jī)結(jié)構(gòu)圖
主要有取料、清洗、烘干、出料4個(gè)階段。清洗由超聲粗洗、超聲精洗、鼓泡漂洗、防銹4個(gè)工序，分別設(shè)計(jì)有超聲粗洗槽、超聲精洗槽、鼓泡漂洗槽、防銹槽4個(gè)清洗槽。被洗零件借助工裝網(wǎng)籃在各清洗槽間傳送時(shí)依靠機(jī)械臂，共有5個(gè)機(jī)械臂設(shè)計(jì)成龍門(mén)結(jié)構(gòu)，布置在清洗槽上方。機(jī)械臂由提升電機(jī)帶動(dòng)沿導(dǎo)軌上下移動(dòng)，由平移電機(jī)帶動(dòng)作水平移動(dòng)。烘干在密閉烘箱內(nèi)進(jìn)行，內(nèi)部有加熱管，并有熱風(fēng)循環(huán)，烘箱底部有鏈條傳送機(jī)構(gòu)，完成工裝籃傳送; 烘箱頂部、側(cè)面各設(shè)有門(mén)，分別用于進(jìn)料和出料，進(jìn)料門(mén)、出料門(mén)分別由氣缸控制其開(kāi)啟與關(guān)閉。該清洗機(jī)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為四槽五臂式龍門(mén)超聲波清洗裝置，4個(gè)清洗槽材料為USU304不銹鋼，各清洗槽根據(jù)各自需要分別配備貯液槽、循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)等; 5個(gè)機(jī)械臂可實(shí)現(xiàn)上下、左右運(yùn)動(dòng)，完成提籃放籃、上鉤下鉤或前進(jìn)后退動(dòng)作，左右運(yùn)動(dòng)由減速電動(dòng)機(jī)與齒條及線(xiàn)性滑軌實(shí)現(xiàn)，動(dòng)作平穩(wěn)準(zhǔn)確;5個(gè)機(jī)械臂同時(shí)動(dòng)作，清洗機(jī)多工位同時(shí)工作，按一定的生產(chǎn)節(jié)拍自動(dòng)完成零件從取料、清洗、烘干、出料的全過(guò)程，控制系統(tǒng)由可編程控制器控制，可靠性高，系統(tǒng)柔性好。該工藝適合多數(shù)場(chǎng)合，超聲波清洗工藝采用水基清洗劑，并進(jìn)行加溫，加快污物的溶解和分散，經(jīng)過(guò)兩次超聲波清洗，零件的油污基本去除; 鼓泡漂洗通過(guò)鼓泡使槽內(nèi)的清水活動(dòng)起來(lái)，加速去除零件表面所殘留的清洗介質(zhì)，使零件呈完全中性; 再進(jìn)行防銹處理，可以保證零件在裝配時(shí)不再生銹; 對(duì)防銹處理好的零件進(jìn)行快速熱風(fēng)烘干。
3 氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
密閉烘箱上頂部的進(jìn)料門(mén)、側(cè)部的出料門(mén)是由氣缸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)開(kāi)門(mén)、關(guān)門(mén)動(dòng)作的，氣壓系統(tǒng)原理壓縮空氣經(jīng)截止閥、氣動(dòng)三聯(lián)件、二位五通電磁換向閥進(jìn)入氣缸，用單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)氣缸的運(yùn)動(dòng)速度，即開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)速度，同時(shí)也起背壓作用，保證氣缸運(yùn)行平穩(wěn)。
4 結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)企業(yè)要求設(shè)計(jì)的四槽五臂式龍門(mén)超聲波清洗機(jī)，能自動(dòng)完成零件取料、清洗、烘干、出料的全過(guò)程，它采用可編程控制器和觸摸屏控制，具有高可靠性，可進(jìn)行工藝調(diào)整，具有一定的柔性，更利于設(shè)備的操作和維護(hù)。設(shè)備投入使用后，運(yùn)行可靠，清洗清潔度高且一致好，同時(shí)清洗效率高，除人工上下料外，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，大大減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，滿(mǎn)足企業(yè)批量化生產(chǎn)要求。該設(shè)備適合工業(yè)中大零件清洗或小零件多件清洗，修改控制參數(shù)或更換清洗液也可用于其他機(jī)械零部件的清洗。
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