供应风电齿轮箱清洗机——海凝机械

产品型号：HX8400X5600

产品名称：风电齿轮箱清洗机

1 概述

本方案是为某某风电齿轮箱加工车间设计的超声波清洗机方案，该方案包括两个部分，一个是超声波清洗部分，一个是喷射漂洗部分，这两部分是一个有机的整体。

1. 该清洗机主要用来清洗风电齿轮箱、法兰、壳体类零件，也可以清洗其他零件。在设计此清洗机设计之前，我们已为多家类似厂家设计生产了多台类似设备。

   厂方给定的相关工艺参数如下：

1. 最大工件尺寸：3380mm X 2380mm X 440mm(长X宽X高)，另圆柱类零件最大外形尺寸：φ1800mm X 1700mm

   2、工件最大重量：6.5吨

   2 超声清洗简介

   超声波清洗是通过超声波发生器，将频率高于20KHz的震荡信号进行电功率放大后经超声波换能器的逆压电效应转换成高频机械振动能量，通过清洗介质中的声辐射，使清洗液分子振动并产生无数微小气泡。气泡沿超声传播方向在负压区形成、生长，并在正压区迅速闭合而产生上千个大气压的瞬间高压而爆破，形成无数微观高压冲击波作用于被清洗工件表面，在极短的时间和极小的位置上破裂产生的力将污质的分子击碎，达到清洗的目的。与一般的清洗方法相比，它有如下的特点：

   （1）清洗精度高：超声清洗对具有内外结构复杂、微观不平表面、狭缝、小孔、拐角、死角、元件密集等特点的工件均具有卓越的洗净能力。

   （2）针对性强：根据清洗对象的不同而调整不同的频率，可使清洗达到良好的效果。

   （3）洗涤时间短、效率高，可节省大量的劳动力。

   3 设备总体考虑和工作流程

   根据用户工件的情况和工艺要求，结合我们现有的经验，我们总体考虑两个清洗室：即超声波清洗室、喷射漂洗室。

   在本清洗机中，对于小的零件，采用工件篮装工件的方式，对于大的工件，可直接吊装工件到清洗室中清洗。

   该清洗机的工作流程如下所示：

   运工件到超声波清洗槽→超声波清洗→工件进入漂洗槽→一次扫描清洗→二次扫描清洗→人工补充清洗（根据需要）→人工吹水（根据需要）→开门→吊出工件

   工件的转移采用吊装的方式进行。

   下面对清洗机中清洗的工艺流程做简介：

   ⑴ 准备工作：主要是提前给清洗液预热，将零件装到清洗箱等。

⑵ 将工件吊到超声波清洗室：打开超声波清洗槽上盖门，用行车将工件放到工件架上，在放置的过程中，要注意保护超声波清洗槽的侧面，放置好工件后关闭上盖门，为超声波清洗作准备。

⑶ 超声波清洗：开动超声波发生器（可根据液位分片开启部分超声波），对工件进行清洗，清洗时间大约10分钟（可根据工件的实际情况自己设定超声波清洗时间）。

⑷ 将工件移动到漂洗槽：超声波清洗完毕后，将打开上盖门，将工件通过行车移放到漂洗槽，然后盖住漂洗槽上盖门。

⑸ 扫描喷射漂洗：通过高压泵，从漂洗液储液箱中泵出漂洗液对工件进行喷射漂洗，使污质与工件分离，喷射的同时，漂洗液将自动回到漂洗液储液箱。

⑹ 人工补充漂洗：扫描喷射漂洗结束后，扫描机构将回到清洗室的旁边，开启上盖门，然后由人工视清洗的情况对工件进行补充漂洗。

⑺ 人工吹水：根据需要，对有些孔或存有液体的死角进行人工吹水。

⑻ 卸工件：清洗后的工件将由行车从漂洗清洗槽中取出，完成工件的清洗过程。

⑼ 深孔除铁削：配备强磁探头，将安装有强磁头的尼龙棒深入孔内，依靠磁力吸出深孔内的加工铁削等。

4 主要技术指标

根据厂方的要求，结合工件的实际情况，确定其主要技术指标如下：

（1）主机外形尺寸：长×宽×高≤8400×6000×4500（地下部分3300）

（2）清洗槽有效尺寸：长×宽×深≥3500×2500×2000

（3）漂洗槽有效尺寸：长×宽×深≥3500×2500×2000

（4）可洗工件最大尺寸：长×宽×高≥3400×2400×1700

（5）清洗节拍：30～60分钟（可调）

（6）超声波清洗时间：0～60min（可调）

（7）设备装机总功率：≤320 Kw（2小时预热）。

（8）超声波清洗液体加热功率：≥120Kw

（9）漂洗液体加热功率：≥60Kw

（10）漂洗泵功率：≥37 Kw 喷射泵流量：≥100吨/小时，扬程：≥120米

（11）供液泵功率：≥ 5.5Kw

（12）手动泵功率：≥2.2 Kw

（13）超声波功率：≥90Kw

（14）手动泵：最大压力≥11Mpa，流量≥0.5吨/小时：功率≥2.2kw（德国凯驰系列）。

（15）压缩空气压力：0.5～0.7Mpa,气量：0.5m³

（16）清洗和漂洗溶液的过滤精度：≤50μm

（17）管道、箱体密封性良好、不会有跑、冒、滴、漏，回流效果良好；

（18）储液箱采用双层保温结构，具有过滤循环系统；

（19）超声波清洗后的排屑方式采用接渣篮与过滤网逐层过滤的方式

（20）加热温度可自动控制、温度可调；

（21）凡与液体接触的部分均采用不锈钢材质、工程塑料或普通材料经化学防腐处理，保证使用寿命长；

（22）水箱内设置油水分离装置，油水分离能力超过50L/ h，除油后的清洗液内含油量不大于5ml/L；

（23）采用西门子 PLC可编程序控制技术，可对温度、液位、速度、压力等参数进行控制，并进行高低位的限制与报警，设备的自动化程度较高，整台设备操作简单，方便；

（24）采用触摸屏的显示与操作模式；

（25）设备噪音：≤80分贝；

（26）清洗介质：水基清洗液

5 设备构成简介

该设备主要由三部分组成：机械部分、超声波部分、电控部分。

5.1 机械部分

该部分主要由机架与壳体、超声清洗槽、喷射漂洗槽、供液系统、工件架、上盖门开闭系统、喷射漂洗系统、扫描机构、手动喷射机构、手动喷吹机构、过滤系统、清洗液与漂洗液循环过滤系统、加热系统、储液箱、油水分离器等组成。

5.1.1整体机架与壳体

由于该设备体积与承重都较大，故采用较大型的型材焊接成机架，另外采用2mm冷板作为外壳的包装，外壳采用门式结构，便于维修。

5.1.2超声清洗槽

该槽主要用来超声清洗，用不锈钢板制造，底部有一定的倾斜，便于排污与清洗；

（1）内层用材质SUS304不锈钢板焊接成型，中间加支撑，确保槽体的强度与刚度；

（2）由于在喷射清洗时，清洗液会产生腐蚀作用，故上盖门采用不锈钢制作；

（3）清洗槽的底部有一定的倾斜，便于排液与清渣；

（4）清洗槽的底部和四周布置有多组超声波振盒，超声波采用内置式。

（5）为保护超声波系统，在槽的四周设有防撞保护装置；

（6）在槽的底部有工件隔架，工件可放在上面清洗，工件隔架有较高的强度和刚度。

（7）在槽的四方都布置有下槽梯，便于人工到槽内的工作，槽梯本身可防止工件损坏超声波阵子。

5.1.3喷射漂洗槽

喷射漂洗槽是主要用来对工件进行喷射漂洗与吹水的地方，它与清洗槽的结构是基本相同的，所不同的是它没有布置超声波，而是布置了扫描喷射装置，对工件进行喷淋漂洗和吹干,内槽采用304不锈钢制造。由于结构与清洗槽基本相同，这里就不做详细介绍。

5.1.4供液系统

该系统主要由供液泵、过滤系统、转换阀等组成。其工作原理是：当处理超声波清洗液时，将液体直接放入到下部的储液箱，在储液箱的上部设置了接渣盒，同时又设置了几道过滤网，在过滤后，赃物将被挡在最前面的储液箱格里。在把过滤后的液体回送到超声波清洗槽后，将剩下的污水通过排污管排除即可。在回送清洗液之前，可通过喷射枪将超声波清洗槽清洗干净。其液体可直接排除。

5.1.5工件架

在两个清洗槽的中间都有工件架，主要是支撑清洗的工件或工件篮，该工件架由80×10的不锈钢板焊接成网格形状，便于超声的渗透清洗，也便于排污与排渣,该工件架采用普材经化学防腐处理。

5.1.6上盖门开闭系统

上盖门共有两套，一套在清洗槽上，一套在漂洗槽上。

（1）上盖门系统由上盖门、气动机构、密封与回流装置等组成;

（2）上盖门为双层保温形式，门为折叠式结构；

（3）气动机构对门进行开闭；

（4）到位采用磁感应开关检测方式；

（5）门盖与槽体之间采用了特殊结构的密封形式，在喷射时溢出的液体可以自行回流到槽体；

• 门采用不锈钢板材制作，分为两片，为折叠门的形式。

5.1.7喷射漂洗系统

该系统主要由高压喷射泵、过滤系统、扫描机构、不锈钢管道及喷嘴等组成；

（1）喷射系统：该系统主要由喷射泵、喷嘴、管道、截止阀、精密过滤器等组成；

（2）喷嘴采用不锈钢喷嘴组合布置,喷嘴数量按实际所需布置。

（3）漂洗泵采用不锈钢耐酸碱立式泵；

（4）在泵的入口设置了笼式过滤器。

（5）在泵的出口有精密过滤器，过滤的精度为50μ。

(6) 漂洗液的储液箱在漂洗槽的下部，液体直接回流到储液箱，不需要回液泵。

5.1.8扫描机构

在该方案中，采用了两种扫描清洗的方式，一种是往复式扫描清洗装置，一种是定点旋转扫描清洗装置。

往复式扫描清洗方式，即在一到两根横管上，错开布置许多喷嘴，然后让横管进行移动，对工件的表面进行喷射清洗。

定点旋转扫描清洗装置，采用旋转接头和喷杆结合，将一个横杆上布置多个喷嘴，在水流的作用下，喷射杆能自动旋转，达到扫描清洗的目的。

往复式扫描机构主要由电机减速机构、传动机构、喷嘴、管道等组成。

5.1.9手动喷射机构

为了便于操作人员对未清洗干净的工件进行补充清洗，在该方案中，配置了一台手动喷射清洗泵，为漂洗室用。该产品直接采用成型产品。

5.1.10人工喷吹装置

为了使清洗后干燥前在工件上的余水尽可能少，特设置了采用压缩空气的人工吹水枪。

5.1.11清洗液排渣及过滤系统

该系统主要由循环泵、管道、自动出渣机构、过滤系统等组成。

在本方案中，对清洗系统，设置了3道过滤。首先，清洗槽中的液体在回流时将首先回送到接渣盒，对液体进行初过滤，液体经过出渣机构后将经过2道网格，在进入供液泵前，还有一道过滤笼的过滤，以保证过滤的精度。

5.1.12漂液体循环过滤系统

在该设备中，漂洗系统的液体需要储液箱。为保证漂洗液的质量，特设置了漂洗液循环过滤系统。该系统主要由喷射泵、接渣盒、精密过滤器、管道、储液箱等组成。从工件上流下的液体将首先通过一个接渣盒流入储液箱，储液箱被分成3格，每两格之间用过滤网隔离，过滤网是逐步加密的。在漂洗泵的前面有一个过滤笼，以保证泵的正常工作，在喷射泵的后面，还有一精密过滤器，过滤精度为50μ，确保过滤的质量和过滤精度，提高清洗的质量。

5.1.13加热系统

该设备有两套加热系统，即清洗液的加热，漂洗液的加热。主要由加热元件、加热管、温度传感器等组成。将清洗液和漂洗液加热到合适的温度，可以提高清洗的质量。

5.1.14储液箱

该设备有两个储液箱，即清洗液储液箱、漂洗液储液箱。几个箱体的结构基本相同，下面以漂洗液储液箱为例进行介绍。该储液箱主要由箱体、过滤器、排污阀、保温层等组成。

1. 储液箱的内壁用2mmSUS304不锈钢板制造；

2. 过滤网作成可抽插的门式结构，便于过滤网的清洗与更换；

3. 在储液箱内部，都装有温度传感器和高低液位传感器；

   (4) 在储液箱每格的的底部，装有排污阀，当需要更换清洗液时，可以排出废弃的清洗液和污物；所有的排污阀是连成一体的，便于工厂的集中排放。

   (5)为保证清洗的质量，应定期对清洗液进行更换，并对储液箱的进行彻底的清洁。

5.1.15油水分离器

由于工件表面有油污，故需要对清洗液和漂洗液进行油水分离处理。在该设备中，油水分离器设置在储液箱的上部液面较为静止的地方。将油污及时收集，保证清洗的质量；在该设备中，设有一台油水分离器，设在漂洗液储液箱上。

5.1.16排污系统

该系统主要由管道连通器、手动阀等组成。一般情况下不使用，只有在更换清洗液时开启此系统。

在更换清洗液时，可以将该清洗液上部比较干净的部分采用潜水泵泵入到漂洗槽中（事先要关闭漂洗槽下部的回流阀），然后将污水从清洗槽内的底部的排出。最后将漂洗槽内的清洗剂回泵到清洗槽，再添加新的水和清洗剂，这样可以节约成本，如果清洗液太脏，可直接排出。

漂洗液一般由清水加防锈剂组成，成本较低，一般直接排放即可，不需要回收。

5.2超声波部分：该部分主要由超声换能器与超声波发生器等组成；

（1）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。

（2）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。

5.3电控部分：

5.3.1概述

本清洗机采用PLC对清洗过程进行控制，人机操作界面采用触摸屏，PLC与触摸屏通讯，触摸屏显示各机构的运行状态。PLC对各传感器的输入信号进行扫描、逻辑运算、再发出控制指令去控制各运动机构执行相应的动作，实现各清洗工序；同时系统设置了自动和手动选择，可以对各工序进行单独的控制操作，以适应实际生产中的需要。

5.3.2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；

⑶ 安全可靠性，具有连锁互锁功能，防止误操作；

⑷ 系统具有良好的开发性、可扩展性；

5.3.3主要执行机构

主要执行机构有电机、超声波发生器、泵、加热器、风机、气缸及球阀。

5.3.4部分控制功能简介

5.3.4.1主控制系统

该系统采用PLC做主控制器，人机操作界面采用触摸屏，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。

5.3.4.2检测控制系统

⑴ 温度控制：采用温度采集模块对液温进行检测控制，实际温度数值和预设数值都在触摸屏上显示出来，并在触摸屏上对各参数进行设置。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，到达设定温度时停止加热。

⑵液位检测及液位控制：采用浮球式液位传感器，将液位信号输入到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继电器保护，若电机运行出现异常，热继电器动作，切断电机控制回路，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。

5.3.5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：

1. 操作自动化程度高，所有的操作都通过触摸屏操作完成；

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。

3. 操作柜上设有急停按钮，在紧急情况下停机，保障设备与人员的安全。

4. 设置电气连锁功能，使系统工作安全可靠；

5. 工作状态指示及故障报警功能

    

   6 说明

   ⑴ 该清洗机方案是在我公司现有同类设备的基础上改进后的方案，同时结合了用户现有的实际情况，因此，本清洗机将在现有同类清洗机的基础上有较大的提高；

   ⑵ 本类清洗机我公司在相类似的用户处制作了多台，并经过了不断改进提高，许多潜在的问题都得到暴露和解决；

   ⑶ 本公司的超声波发生器为本公司自行研发，具有自主知识产权，从目前的使用效果看，具有稳定可靠且寿命长等特点。

   ⑷ 本方案中的参数在具体设计中可能会有少量的调整，以具体设计为准。

    

   7 设备使用与维护

   对设备的使用有设备使用说明书。

   7.1该设备主要的易损件

1. 电热管

2. 过滤网、过滤袋

3. 排污阀

4. 喷嘴

   7.2设备需经常检修的部位

1. 要勤换清洗液体

2. 定期对超声波清洗槽和储液箱进行清洁

3. 定期检查喷嘴是否畅通

4. 定期检查和清洁过滤网及过滤器内的过滤袋

5. 当加热缓慢时要检查加热器是否损坏并进行更换

   7.3使用中有关说明

1. 要提前对清洗液进行加热，并定期更换清洗液和漂洗液。

2. 每天处理接渣盒与接渣小车中的污物。

3. 建议由专人负责设备的操作，以保证该设备的正常运行。

4. 尽量将相同的工件集中在一段时间连续清洗，以提高清洗的效率。

5. 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。

6. 每班结束时，要将接渣盒中的废渣和油水分离器中的油污进行处理。

    

   8.供货范围

8.1超声波清洗机  1台，含以下内容：

1. 清洗机机架与壳体                  1套

   (2) 超声波清洗槽                      1套

   (3) 清洗液储液箱系统                  1套

   (4) 清洗液供液系统                    1套

   (5) 喷射漂洗槽                        1套

   (6) 漂洗液储液箱系统                  1套

   (7) 上盖门系统                        2套

   (8) 工件架                            2个

   (9) 喷射漂洗系统                      1套

   (10) 往复扫描机构                      1套

   (11) 定点旋转扫描机构                  1套