CN105499188B - 双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机 - Google Patents

双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及增压器壳体等零件清洗领域，具体为一种双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机。清洗机为下层清洗***、上层清洗***形成的双层循环往复式结构，下层清洗***中依次设置上料装置、高压喷淋室、超声波清洗室、低压喷淋室、漂洗室，上料装置、高压喷淋室、超声波清洗室、低压喷淋室、漂洗室之间通过下层传输线连接；上层清洗***中依次设置热风干燥室、工件浸油室、风机吹油室、下料装置，热风干燥室、工件浸油室、风机吹油室、下料装置之间通过上层传输线连接，下层传输线的输出端与上层传输线的输入端连接。本发明横向展开面积小，机械结构简单，提高零件的清洗效率，减少清洗工人的工作强度，既安全又环保。

Description

双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机
技术领域
本发明涉及增压器壳体等零件清洗领域，更具体地说是一种双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机。
背景技术
随着汽车和内燃机工业的高速发展，科技的不断进步，废气涡轮增压器作为发动机节能减排的主要措施之一，已在汽车、船舶、航空等领域得到了广泛的应用。涡轮增压器的生产过程中，清洗工序是加工工艺过程中不可缺少的环节，增压器使用性能要求很高，清洗工序的质量对产品质量和性能有着重要影响。
对于清洗技术领域来说，近年来技术不断提高，产品也日趋成熟。工业清洗领域普遍采用的主流技术是超声波，蒸汽洗、喷淋，一些新型的清洗技术和设备也逐步得到开发和应用，如真空清洗，等离子清洗，激光清洗等。同时，伴随着工业总体水平的提高，免清洗技术也开始得到推广。但是，涡轮增压器产品的结构形状复杂，用现有的技术设备清洗无法达到零件的清洁度要求。因此，在先进制造技术应用不断普及的今天，很多企业的产品生产线自动化程度有很大的提高，但在工艺过程的末端、传统的清洗作业方式——人工清洗却没有得到相应的改善，其劳动强度大、工作环境恶劣、清洗液不回收不处理，产品达不到环保要求，成为影响生产效率的瓶颈。这些企业所面临的一个现实问题是，虽然可以制造出质量高、精度高的增压器零件，但由于清洗工艺效率低质量差，严重降低了装配后涡轮增压器的使用性能。并且，传统的增压器零件清洗机一般工作体积较为庞大，占据企业厂区较多面积，不利于资源的有效利用，开发一款结构紧凑高效的清洗机势在必行。另一方面，增压器零件在清洗过程中,由于清洗工序较多,人工清洗较为繁琐,往往会造成工件的磕伤、磕碰，导致零件的意外损坏。因此，在清洗过程中，不仅要提高清洗工艺质量，还有必要考虑零件输送过程中的保护措施。
综上所述，根据涡轮增压器表面特征及加工工艺特殊性，设计一套能满足零件清洗要求、节能环保、结构紧凑且安全高效的全自动一体化清洗机，已是增压器零件质量提升的重要探索课题。
发明内容
为了避免上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，该清洗机不仅在功能上满足要求，能够清洗各种类型增压器的零件，而且机械结构简单易操作、横向展开面积较小节省占地资源，工作效率高减少清洗工工作强度，安全环保。
本发明解决技术问题采用如下技术方案：
一种双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，清洗机为下层清洗***、上层清洗***形成的双层循环往复式结构，下层清洗***中依次设置上料装置、高压喷淋室、超声波清洗室、低压喷淋室、漂洗室，上料装置、高压喷淋室、超声波清洗室、低压喷淋室、漂洗室之间通过下层传输线连接；上层清洗***中依次设置热风干燥室、工件浸油室、风机吹油室、下料装置，热风干燥室、工件浸油室、风机吹油室、下料装置之间通过上层传输线连接，下层传输线的输出端与上层传输线的输入端连接。
所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，下层传输线输出端与轨道连接，上层传输线的输入端与轨道连接，下层传输线与上层传输线首尾相连并镶嵌在轨道内，形成闭合式链条循环。
所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，超声波清洗室为两个，连续设置。
所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，增压器零件安装于夹具架上，夹具架的高度可调，夹具架带动零件由上料装置的上料进口进入清洗机的下层清洗***，通过导轨进入清洗机的上层清洗***，由下料装置的下料出口输出零件。
所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，上料装置的上料进口和下料装置的下料出口通用。
所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，清洗机设置控制***，控制***包括行程控制***、清洗控制***、干燥控制***和监控***，在下层清洗***、上层清洗***的各装置中分别安装传感器，可编程控制器的输入端与传感器连接，可编程控制器的输出端分别与行程控制***、清洗控制***、干燥控制***和监控***连接。
所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，行程控制***的输出端连接同步电机和减速器，并通过同步电机和减速器与链条上的夹具架相连。
所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，清洗控制***的输出端连接超声波清洗室、高压喷淋室、低压喷淋室和漂洗室。
所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，干燥控制***的输出端连接热风干燥室和风机吹油室。
所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，监控***的输出端与触摸屏操作端的控制面板连接。
本发明的特点在于：
1、本发明的清洗机分为上下两层，零件在下层清洗工艺完毕后通过导轨输送到上层进行清洗。从而，减少清洗机横向展开面积，大幅提高厂区面积利用效率。
2、本发明的清洗机的夹具架可以上升和下降，可以根据不同尺寸的零件进行合理的选择高度，满足各类增压器零件的清洗。
3、本发明的清洗机具有行程控制***，可根据不同类型的增压器零件随时调整清洗时间，满足不同类型零件的不同清洗要求。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明使增压器零件从目前的人工清洗改变为清洗过程自动化，同时改善从事清洗增压器零件的工人的工作环境，并且可实现人机交互功能，提高了零件清洗质量和清洗效率，降低了清洗成本。并使操作过程更安全。
2、本发明的清洗机为双层往复循环式结构设计，充分利用了厂区高度空间，结构紧凑，提高了厂区的面积利用效率，并提高零件清洗效率。
3、本发明的清洗机可以实现针对不同产品型号的零件进行不同清洗方案，控制***为智能可调，保证了不同零件的清洗质量以及清洗机的持续性工作。同时，控制***还可以根据零件的大小不同，调整夹具的高度位置，使零件得到充分清洗，并有效防止零件在输送过程与清洗机局部碰擦，导致零件磕碰、磕伤。
4、采用高压喷淋，低压喷淋配合超声波清洗，清洗效果好，清洁度高。
附图说明
图1为双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机工艺流程图。
图2(a)-图2(c)为双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机结构示意图。其中，图2(a)为主视图；图2(b)为俯视图；图2(c)为侧视图。
图3为本发明电气控制***的主要结构框图。
图中，1高压喷淋室；2超声波清洗室Ⅰ；3超声波清洗室Ⅱ；4低压喷淋室；5漂洗室；6热风干燥室；7工件浸油室；8风机吹油室；9下料装置；10上料装置；11上层清洗***；12下层清洗***；13夹具架；14减速器；15同步电机。
具体实施方式
如图1所示，本发明双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机工艺流程如下：
清洗机为双层循环往复式结构设计，下层进行工序为：上料→高压喷淋(压力为0.4MPa)→超声波清洗Ⅰ→超声波清洗Ⅱ→低压喷淋(压力为0.1MPa)→漂洗，上层进行工序为：热风干燥→工件浸油→风机吹油→下料，下料出口和上料进口为同一进出口。零件通过传送***，由下层的上料进口进入清洗机，下层工序完毕后，由导轨输送装有零件的夹具架到清洗机上层，开始进行热风干燥工序，所有工序全部完毕后，由下料出口处取出零件，循环一周往复后经下料后完成清洗。这种清洗机结构设计可以充分利用厂区高度，减少清洗机横向展开面积，大幅提高厂区面积利用效率，所需横向展开面积仅为原面积的一半，并且还可以提高零件的清洗效率。
本发明采用超声波清洗技术，超声波的作用发生在整个液体内部，被清洗物中只要能与液体接触的表面，都被彻底清洗干净。清洗机可以根据不同尺寸大小的零件，及时调整夹具架的高度，继而使零件获得充分清洗，还可根据零件的清洁度要求，使用控制模块调整每个工序的清洗时间和调整震动频率。
如图2(a)-图2(c)所示，本发明双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，主要包括：下层清洗***12(上料装置10、高压喷淋室1、超声波清洗室Ⅰ2、超声波清洗室Ⅱ3、低压喷淋室4、漂洗室5)和上层清洗***11(热风干燥室6、工件浸油室7、风机吹油室8、下料装置9)等，具体结构如下：
清洗机为下层清洗***12和上层清洗***11形成的双层循环往复式结构，下层清洗***12中依次设置上料装置10、高压喷淋室1、超声波清洗室Ⅰ2、超声波清洗室Ⅱ3、低压喷淋室4、漂洗室5，上料装置10、高压喷淋室1、超声波清洗室Ⅰ2、超声波清洗室Ⅱ3、低压喷淋室4、漂洗室5之间通过下层传输线连接，下层传输线输出端与上层传输线输入端相连；上层清洗***11中依次设置热风干燥室6、工件浸油室7、风机吹油室8、下料装置9，热风干燥室6、工件浸油室7、风机吹油室8、下料装置9之间通过上层传输线连接，下层传输线的输出端与上层传输线的输入端连接。
其中，上料装置10的上料进口和下料装置9的下料出口通用。下层传输线输出端与轨道连接，上层传输线的输入端与轨道连接，下层传输线与上层传输线首尾相连并镶嵌在轨道内，形成闭合式链条循环。
如图3所示，本发明电气控制原理如下：
本发明采用三相五线制电源：三相电源线L1、L2、L3，电源零线N，地线PE。电源零线N与电源线L1之间安装电压表，该回路上安装断路器QF1；电源零线N与电源线L1之间作为PLC输出温控表电源，该回路上安装断路器QF2；电源零线N与电源线L1之间安装面板电源灯，该回路上安装断路器QF3，该回路上电源零线N与电源线L1之间作为触摸屏电源和PLC输入电源；电源零线N与电源线L1之间安装塔灯、主电源灯，该回路上安装断路器QF5；电源零线N与电源线L1之间安装电柜风扇、电灯，该回路上安装断路器QF6。
本发明的清洗机技术设计路线可分为三大部分，机械***设计和电气控制***设计。根据实际增压器零件的工艺要求为其设计整套设备***，其电气控制***拟结合具体生产工艺，合理设计控制***方案，使增压器清洗设备能够实现清洗过程自动化和达到清洗增压器零件的要求。整个清洗设备的控制***设计关键是要把PLC技术和传感器技术人机界面技术等进行研发和组合，设计完整的增压器零件清洗设备控制***，此***能够提高生产效率，并具有可靠性高、操作简单的优点，同时能够实现生产管理自动化和现场生产过程的实时监控，提高生产效率。所以，本发明具有非常高的实用价值。根据增压器零件的要求和工艺分析，本发明采用模块化的控制方法，利用可编程控制器为控制核心，触摸屏作为上位机进行监控。整个清洗设备控制***由四个部分组成：行程控制***、清洗控制***、干燥控制***和监控***。其中，监控***主要通过触摸屏来实现。增压器零件安装于夹具架13上，行程控制***的输出端连接同步电机15和减速器14，并通过同步电机15和减速器14与链条上的夹具架13相连，行程控制***主要控制增压器零件夹具架13的运动。
零件在清洗前被成套地装夹在夹具架上，然后通过夹具架传输到清洗室和干燥室。夹具架的运动由一组同步电机和减速器完成，同步电机带动链条完成夹具架的上升下降的动作和夹具架的前进后退动作。行程的控制对清洗效果产生重要影响，行程控制要求是运动控制平稳，电机同步性高，且按步骤完成工艺要求，提高相应控制效率。清洗机的控制***主体是清洗室，可根据不同类型的增压器零件随时调整清洗时间，以达到不同类型零件的清洗要求。其次，控制***可以控制时间的精度，使其能够按照清洗的工艺流程，完成清洗流程。除清洗控制***，还有干燥控制***。干燥控制***也可以根据不同类型的零件调整吹干时间，以达到不同零件的干燥要求，并保证控制时间的精度，使装备内的鼓风机能够充分排出干燥室的煤油气体，保证清洗机前面不能有气体泄露。此外，控制***还可以根据零件的不同结构尺寸，合理调整零件夹具架的高度位置，不仅使不同尺寸结构的零件都得到充分清洗，而且还可以防止零件在输送过程中与清洗机局部发生碰擦，导致零件磕碰、磕伤。
结果表明，本发明不仅在功能上满足企业要求，与传统清洗机相比，该清洗机可以降低厂区使用面积，提高清洗液的使用率，有效节约资源，而且既环保又安全。

Claims (8)

1.一种双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，其特征在于：清洗机为下层清洗***、上层清洗***形成的双层循环往复式结构，下层清洗***中依次设置上料装置、高压喷淋室、超声波清洗室、低压喷淋室、漂洗室，上料装置、高压喷淋室、超声波清洗室、低压喷淋室、漂洗室之间通过下层传输线连接；上层清洗***中依次设置热风干燥室、工件浸油室、风机吹油室、下料装置，热风干燥室、工件浸油室、风机吹油室、下料装置之间通过上层传输线连接，下层传输线的输出端与上层传输线的输入端连接；
清洗机设置控制***，控制***包括行程控制***、清洗控制***、干燥控制***和监控***，在下层清洗***、上层清洗***的各装置中分别安装传感器，可编程控制器的输入端与传感器连接，可编程控制器的输出端分别与行程控制***、清洗控制***、干燥控制***和监控***连接，监控***的输出端与触摸屏操作端的控制面板连接；
清洗机设置电气控制***，电气控制***采用三相五线制电源：三相电源线L1、L2、L3，电源零线N，地线PE；电源零线N与电源线L1之间安装电压表，该回路上安装断路器QF1；电源零线N与电源线L1之间作为PLC输出温控表电源，该回路上安装断路器QF2；电源零线N与电源线L1之间安装面板电源灯，该回路上安装断路器QF3，该回路上电源零线N与电源线L1之间作为触摸屏电源和PLC输入电源；电源零线N与电源线L1之间安装塔灯、主电源灯，该回路上安装断路器QF5；电源零线N与电源线L1之间安装电柜风扇、电灯，该回路上安装断路器QF6。
2.按照权利要求1所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，其特征在于：下层传输线输出端与轨道连接，上层传输线的输入端与轨道连接，下层传输线与上层传输线首尾相连并镶嵌在轨道内，形成闭合式链条循环。
3.按照权利要求1所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，其特征在于：超声波清洗室为两个，连续设置。
4.按照权利要求1所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，其特征在于，增压器零件安装于夹具架上，夹具架的高度可调，夹具架带动零件由上料装置的上料进口进入清洗机的下层清洗***，通过导轨进入清洗机的上层清洗***，由下料装置的下料出口输出零件。
5.按照权利要求1或4所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，其特征在于，上料装置的上料进口和下料装置的下料出口通用。
6.按照权利要求1所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，其特征在于，行程控制***的输出端连接同步电机和减速器，并通过同步电机和减速器与链条上的夹具架相连。
7.按照权利要求1所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，其特征在于，清洗控制***的输出端连接超声波清洗室、高压喷淋室、低压喷淋室和漂洗室。
8.按照权利要求1所述的双层式涡轮增压器壳体零件全自动超声波一体化清洗机，其特征在于，干燥控制***的输出端连接热风干燥室和风机吹油室。
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