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編 號(hào) 無錫太湖學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 題目： S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 學(xué) 號(hào)： 0923005 學(xué)生姓名： 李 輝 指導(dǎo)教師： 劉新佳 （職稱：副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 誠(chéng) 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） S195G 柴油 機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究 所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo) 注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何 其他個(gè)人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級(jí)： 機(jī)械 91 學(xué) 號(hào)： 0923005 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 無 錫 太 湖 學(xué) 院 信 機(jī) 系 機(jī) 械 工 程 及 自 動(dòng) 化 專 業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、題目S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) S195G 柴油機(jī)是用途廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)，某廠生產(chǎn)的 S195G 柴油機(jī) 是為出口拖拉機(jī)配套的主要產(chǎn)品 ，其整機(jī)清潔度要求較高，在生產(chǎn) 過程中機(jī)體的清洗工序一直受到生產(chǎn)廠家的重視。但長(zhǎng)期以來都是 采用手工清洗的方法，效率低，清洗質(zhì)量差且不穩(wěn)定，不能滿足企 業(yè)生產(chǎn)的需要，迫切需要開發(fā)一種適合流水線生產(chǎn)的清洗機(jī)器。 三、本設(shè)計(jì)（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求： 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) 污垢性質(zhì)：油污，雜物，切屑等 ； 清洗部位：孔及內(nèi)外表面 ； 清洗工藝流程 ：上料空位清洗空位吹干下料，每步跨距 580，機(jī)身長(zhǎng)度約 3500 ； I 生產(chǎn)節(jié)拍：每個(gè)生產(chǎn)周期為 3 分鐘 ； 工件擺放位置：按工件正視圖位置擺放，四角 4-13 孔為定位孔， 底面朝下 ，兩個(gè)大面在左右 ； 輸送方式：步進(jìn)式，定點(diǎn)對(duì)位清洗，清洗時(shí)間為 2 分鐘。 完成滿足生產(chǎn)需要的總體設(shè)計(jì)、主要零部件設(shè)計(jì)圖樣一套（折合 零號(hào)圖紙 3 張以上） 、編制設(shè)計(jì)說明說一份。 完成英文翻譯資料一份。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 91 班 姓名 李 輝 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長(zhǎng)研究所 所長(zhǎng)簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 II 摘 要 S195G-01006 機(jī)體清洗機(jī)是用于 S195G-01006 機(jī)體的專用清洗設(shè)備。適用于生產(chǎn)流水 線上批量生產(chǎn)的已完成機(jī)加工的機(jī)體在入庫(kù)前的常溫清洗。S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗 機(jī)床采用高壓噴射清洗方式。本機(jī)床為液壓步進(jìn)、連續(xù)型、多工位清洗機(jī)。機(jī)床主要由 機(jī)架、輸送機(jī)構(gòu)、水箱、清洗液輸送系統(tǒng)、噴水清洗系統(tǒng)、噴氣吹干系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、 電氣控制系統(tǒng)組成。采用液壓步進(jìn)式連續(xù)型工作生產(chǎn)方式：機(jī)體從上料端上料后，由步 進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)在 PLC 程序控制系統(tǒng)控制下按程序先后送入清洗、吹干工位，完成定點(diǎn)對(duì) 位清洗及吹干以后輸出。從機(jī)體上料后能自動(dòng)完成機(jī)體的清洗、吹干等工序，直至自動(dòng) 輸出。由于采用流水線清洗，清洗效率高；由于采用定點(diǎn)，對(duì)位清洗清洗效果特別好， 清洗質(zhì)量高；控制系統(tǒng)采用 PC 控制，操作完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。因此，清洗任務(wù)能安全高效 的完成，并且操作、維護(hù)十分方便。 關(guān)鍵詞：S195G 柴油機(jī)機(jī)體；清洗；高壓噴射清洗；液壓步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu) III Abstract S195G -01006 cleaning equipment is a special cleaning machine for the mass-produced diesel engine bodies of S 195G -01006 at room temperature before they are sent into stock after they come out of the production lines with the machining finished. High-pressure spraying cleaning method is applied in this hydraulic stepping, continuous-working and multiple-step cleaning machine tool. It is composed of tool rack, conveying mechanism, water tank, washing liquid delivery system, water spray cleaning system, gas-ejecting drying system, hydraulic system and electrical control system. After the diesel engine body is placed into the cleaning machine from the input port, the diesel engine body will be sent along the stepping conveying mechanism to be cleaned and dried step by step as programmed by PLC program control system. After the fixed-point and aligned cleaning and drying are finished, the engine body will be sent out automatically. The whole procedures of input, cleaning,drying and output are complete automatization. As production-line cleaning mode is made use of, the cleaning efficiency of this cleaning machine is great; And because the cleaning is done at fixed points and is aligned with the engine body, the cleaning quality is high and the cleaning effect is good. With the PC control system applied, the whole operation realizes automatization. Hence, the cleaning task is accomplished safely and highly efficiently. Besides, the operation and maintenance of this cleaning machine are very convenient. Key words: S195G engine block；washing machines；high pressure water cleaning；hydraulic Step-by-step transfer agencies IV 目 錄 摘 要 ...........................................................................................................................................III Abstract..........................................................................................................................................IV 目 錄 .............................................................................................................................................V 1 緒論 .............................................................................................................................................1 1.1 清洗機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) ...........................................................................................1 1.3 課題的主要內(nèi)容 ...............................................................................................................2 2 清洗機(jī)設(shè)計(jì)方案論證 .................................................................................................................3 2.1 機(jī)體零件的清洗特點(diǎn) .......................................................................................................3 2.2 機(jī)床總方案 .......................................................................................................................3 2.4 液壓系統(tǒng)方案確定 ...........................................................................................................5 2.5 控制系統(tǒng)方案確定 ...........................................................................................................6 3 清洗機(jī)主要參數(shù)的分析與計(jì)算 .................................................................................................7 3.1 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) ...................................................................................................................7 3.2 機(jī)械系統(tǒng)主要計(jì)算 ...........................................................................................................7 4 清洗機(jī)床的設(shè)計(jì) .......................................................................................................................11 4.1 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .............................................................................................................11 4.1.1 清洗機(jī)床的總體設(shè)計(jì) ...........................................................................................11 4.1.2 機(jī)架的設(shè)計(jì) ...........................................................................................................15 4.1.3 水箱的設(shè)計(jì) ...........................................................................................................16 4.1.4 輸送滾道與機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .......................................................................................19 4.1.5 升降噴水吹風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ...................................................................................21 4.1.6 排渣機(jī)的設(shè)計(jì) .......................................................................................................25 4.2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .............................................................................................................26 4.2.1 液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì) ...........................................................................................27 4.2.2 液壓系統(tǒng)管道圖設(shè)計(jì) ...........................................................................................27 4.3 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .............................................................................................................28 5 結(jié)論與展望 ...............................................................................................................................29 5.1 結(jié)論 .................................................................................................................................29 5.2 不足之處及未來展望 .....................................................................................................29 致謝 ...............................................................................................................................................30 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................................31 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 0 1 緒論 1.1 清洗機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 清洗是使物體清潔的重要手段之一。部件所能達(dá)到的清潔度對(duì)該產(chǎn)品的質(zhì)量好壞有 著關(guān)鍵性的影響。所以清洗技術(shù)在各個(gè)行業(yè)中得到了廣泛性地應(yīng)用。 清洗技術(shù)在機(jī)械行業(yè)也不例外，零件的清潔度對(duì)該機(jī)械制造產(chǎn)品的質(zhì)量也有著直接 關(guān)鍵的影響。在拖拉機(jī)箱體的清洗上，清潔度的好壞會(huì)直接影響到下一道工序和發(fā)動(dòng)機(jī) 的裝配，干燥度也直接影響到下一道工序和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能。所以在拖拉機(jī)的箱體機(jī) 械加工完成后，又在入庫(kù)前必須對(duì)拖拉機(jī)的箱體進(jìn)行清洗和干燥的工序。S195 柴油機(jī)是 用途廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)，某廠生產(chǎn)的 S195G 柴油機(jī)是為出口拖拉機(jī)配套的主要產(chǎn)品，其整機(jī) 清潔度要求較高。所以在生產(chǎn)過程中機(jī)體的清洗工序一直都受到生產(chǎn)廠家的高度重視。 但長(zhǎng)期以來都是采用手工清洗的方法，效率低，清洗質(zhì)量差且不穩(wěn)定，不能滿足企業(yè)生 產(chǎn)的需要，迫切需要開發(fā)一種適合流水線生產(chǎn)的自動(dòng)專用清洗機(jī)床。 伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的清洗技術(shù)也越來越多樣化和成熟化。比如在蘇州華 偉公司的超聲波清洗機(jī)系列中采取了超聲波技術(shù)，利用超聲波能在清洗的工件表面產(chǎn)生 高頻的微小振動(dòng)特點(diǎn)，使附在工作表面的污垢分離脫落。特別是如圖 1.1 所示的環(huán)保超聲 波清洗機(jī)線能夠連續(xù)性輸送被清洗的工件,適合大批量生產(chǎn)零件的清洗(如沖壓類零件)。而 且它的自動(dòng)化程度比較高,操作簡(jiǎn)單,操作人員只需要連續(xù)的放零件 1。 圖 1.1 環(huán)保超聲波清洗線 另外，如圖 1.2 所示，由德國(guó) Karcher 公司生產(chǎn)的 HD 215 高壓水清洗機(jī)，利用高壓 水噴射被清洗工件表面原理。產(chǎn)生高達(dá) 150MPa 的壓力，清除被清洗工件表面頑固的臟污。 不需要耗費(fèi)很大水量，即可獲得極佳的清潔效果。并且它的超高壓清洗機(jī)在工作壓力 150MPa 下，耗水量?jī)H為每小時(shí) 120 升。新穎的噴槍和獨(dú)特的噴嘴設(shè)計(jì)，能使清潔效果更 加優(yōu)秀。 現(xiàn)在行業(yè)中越來越多的高清潔效率、小巧緊湊、造型合理簡(jiǎn)約清洗機(jī)，廣泛適用于 工廠車間、運(yùn)輸車輛、物業(yè)清洗公司、市政廣場(chǎng)等多種行業(yè)。它們高質(zhì)量、高性能，低 價(jià)格， S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 1 耐用性好，是快速、全面清潔作業(yè)的好幫手。并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在的清洗機(jī) 也越來越智能化。清洗機(jī)的動(dòng)作可全部由光電傳感器的芯片的內(nèi)置程序控制,不僅能夠使 人們?cè)谇逑醋鳂I(yè)中空出更多的空閑時(shí)間，達(dá)到更高的清洗效率，還可以進(jìn)一步滿足的清 洗要求，達(dá)到更高的清洗目標(biāo) 2。 圖 1.2 HD215 高壓清洗機(jī) 1.2 課題的提出與意義 該課題來自某工廠。該公司由于訂單的增加，手工生產(chǎn)已經(jīng)無法滿足需要，亟需設(shè) 計(jì)一條自動(dòng)機(jī)體生產(chǎn)線，來提高企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，同時(shí)也可以減少勞動(dòng)力的投入， 減輕工人的工作量。同時(shí)隨著我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)品的不斷引進(jìn)和發(fā)展，以及廠家和客戶對(duì) 產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的要求不斷提高，我們可以將清洗動(dòng)作和自動(dòng)化技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起， 生產(chǎn)出符合要求的 S195 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)床，從而大大清洗時(shí)間和縮短廠家生產(chǎn) S195 柴油機(jī)機(jī)體周期，提高整個(gè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)線效率。 1.3 課題的主要內(nèi)容 本課題的主要內(nèi)容是完成 S195 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)床的設(shè)計(jì)。最后，將它們轉(zhuǎn)化 為能供指導(dǎo)制造、裝配、安裝、調(diào)試和維修用的設(shè)計(jì)圖紙及各類說明書等技術(shù)文件?？?之，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容分為機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分以及對(duì)夾具的設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)需滿足的要求如下： 1、達(dá)到技術(shù)指標(biāo)所規(guī)定要求，滿足實(shí)際工作需要。 2、整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，滿足設(shè)計(jì)要求。 3、控制系統(tǒng)要有較高的工作可靠性、安全性。 4、工作時(shí)生產(chǎn)任務(wù)安全、優(yōu)質(zhì)高效完成，設(shè)備外形力求簡(jiǎn)約。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 2 清洗機(jī)設(shè)計(jì)方案論證 2.1 機(jī)體零件的清洗特點(diǎn) 如圖 2.1 所示，機(jī)體零件是一材料為 HT200、質(zhì)量為 31kg、外形為 521.7176300(mm)的接近六面體的結(jié)構(gòu)，經(jīng)鑄造及機(jī)械加工后進(jìn)人清洗工序，清洗后入 庫(kù)待裝配。它的每個(gè)面上不同程度地分布有清洗難度大、清洗要求高的部位，如與氣缸 套配合的表面、裝配軸瓦的表面、螺紋孔內(nèi)表面等清洗要求較高；而一些鑄造小孔、盲 孔、小螺紋孔、油道、通水道、凹槽及復(fù)雜的機(jī)體內(nèi)腔等部位清洗難度較大。只有對(duì)這 些部位全部采用定點(diǎn)對(duì)位沖洗的方法才有可能獲得高的清洗效果。因此，清洗機(jī)的輸送 機(jī)構(gòu)及清洗系統(tǒng)成為本機(jī)設(shè)計(jì)的兩大技術(shù)關(guān)鍵 3。 圖 2.1 S195G 機(jī)體零件圖 2.2 機(jī)床總方案 根據(jù)對(duì)機(jī)體零件特點(diǎn)的分析，只有對(duì)那些清洗難度較大的鑄造小孔、盲孔、小螺紋 孔、油道、通水道、凹槽及復(fù)雜的機(jī)體內(nèi)腔等部位全部采用定點(diǎn)對(duì)位高壓沖洗的方法才 有可能獲得高的清洗效果 3。所以本 S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)床決定采用高壓噴射 清洗方式。專用清洗機(jī)的主要結(jié)構(gòu)，由以機(jī)架為支撐的傳動(dòng)輸送機(jī)構(gòu)、清洗系統(tǒng)、吹干 系統(tǒng)、吸霧通風(fēng)裝置和分立于機(jī)架的電氣控制系統(tǒng)及液壓站等組成。采用液壓步進(jìn)式連 S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 3 續(xù)型工作生產(chǎn)方式：機(jī)體從上料端上料后，由步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)在 PLC 程序控制系統(tǒng)控制 下按程序先后送入清洗、吹干工位，完成定點(diǎn)對(duì)位清洗及吹干以后輸出。 2.3 機(jī)械系統(tǒng)方案確定 機(jī)架：機(jī)架是本機(jī)床的主要骨架，是由型鋼焊接面成的框架結(jié)構(gòu)。除液壓和電氣控 制系統(tǒng)柜外，其余各部件均以機(jī)架支撐，有一定剛度的要求。 輸送機(jī)構(gòu)：由設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)的要求,清洗工藝流程：上料空位清洗空位吹干 下料，每步跨距 580，機(jī)身長(zhǎng)度約 3500。為了方便機(jī)體的移動(dòng),應(yīng)在清洗機(jī)內(nèi)部機(jī)體移 動(dòng)的路線中設(shè)置一個(gè)便于機(jī)體轉(zhuǎn)移的輸送機(jī)構(gòu)。由于滾動(dòng)摩擦阻力系數(shù)比滑動(dòng)阻力系數(shù) 小，并且根據(jù)參觀的無錫一汽柴油機(jī)廠的生產(chǎn)線,決定把輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成為一個(gè)滾道的輸 送機(jī)構(gòu)。 用于機(jī)體輸送，機(jī)體底面與固定梁或與步進(jìn)梁接觸的部位可能會(huì)成為清洗液無法到 達(dá)的死角。為了克服上述的缺點(diǎn)，對(duì)本機(jī)設(shè)計(jì)采用了由以水平移動(dòng)油缸為動(dòng)力的低頭棘 爪推桿機(jī)構(gòu)和滾道構(gòu)成的步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)，即機(jī)體置于由滾輪組成的滾道上，輸送油缸 拉動(dòng)推扦，棘爪推動(dòng)機(jī)體在滾道上沿導(dǎo)向限位擋板作水平直線移動(dòng)，到位后棘爪低頭推 桿退回原位，完成一個(gè)輸送行程周期。該方案的優(yōu)點(diǎn)是僅需一個(gè)輸送油缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單需要的推送力小，制造、安裝方便。 要使這種機(jī)構(gòu)達(dá)到較高的輸送定位精度，必須很好地處理影響定位精度的兩個(gè)因素： 一是推桿推動(dòng)機(jī)體到位時(shí)，由于慣性力而可能引起的機(jī)體慣性前移；二是棘爪低頭回退 時(shí)，由于彈簧力的作用而可能使機(jī)體產(chǎn)生的后退。對(duì)于第一個(gè)因素，通過采用專門設(shè)計(jì) 的輸送油缸以及對(duì)其運(yùn)動(dòng)過程的控制很好地解決了慣性力問題；對(duì)于第二個(gè)因素，由于 推桿回退時(shí)棘爪的低頭是依靠機(jī)體與棘爪間的靜摩擦力克服彈簧拉力而實(shí)現(xiàn)的(如圖 2.2)通過選用合理設(shè)計(jì)的拉簧有效地防止了機(jī)體可能產(chǎn)生的回退，運(yùn)行實(shí)踐結(jié)果表明， 這種輸送機(jī)構(gòu)完全能夠滿足機(jī)體定點(diǎn)對(duì)位清洗的輸送精度要求。因此輸送機(jī)構(gòu)由輸送油 缸，棘爪推桿機(jī)構(gòu)，支承滾輪，限位撐板等組成。工作時(shí)候輸送油缸為動(dòng)力，控制棘爪 推桿機(jī)構(gòu)，棘爪推桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)機(jī)體在支承輪上沿限住擋板運(yùn)動(dòng) 4。 圖 2.2 推桿回退過程示意圖 密集形噴嘴結(jié)構(gòu)盒式清洗及吹干系統(tǒng)：設(shè)計(jì)采用分離與被清洗面相對(duì)應(yīng)的六個(gè)框板 式密集形噴嘴結(jié)構(gòu)組成的噴水清洗系統(tǒng)。各噴水盒上可調(diào)式噴嘴的布置依據(jù)相應(yīng)被清洗 面的拓印結(jié)果設(shè)計(jì)，因而與該相應(yīng)面上高清洗要求部位及難清洗部位一一對(duì)應(yīng)，其中上 下左右四個(gè)噴水盒被固定在機(jī)架上，前后噴水盒則與升降油缸相連(以機(jī)體的輸送方向?yàn)?前面) ，輸送機(jī)構(gòu)工作時(shí)，升降油缸同時(shí)提起前后噴水盒，使機(jī)體順利前移。機(jī)體到位后 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 前后噴水盒落下，組成一個(gè)包圍工件的環(huán)形噴射清洗系統(tǒng)，因而完全達(dá)到六面全部定點(diǎn) 對(duì)位沖洗的目的。 清洗液用清水離心泵提升，加壓后使清洗液扶噴嘴急射而出，由于清洗液的機(jī)械沖 刷作用，使機(jī)體各位都受到徹底清洗，清洗殘液流入污水箱。經(jīng)箱中刮板式排渣機(jī)構(gòu)自 動(dòng)排出落入的鐵屑、雜物、多道濾網(wǎng)濾去殘?jiān)?，用另一臺(tái)清水離心泵提升經(jīng)旋渦分離器 進(jìn)一步去除殘?jiān)⑹骨逑匆涸偕筮M(jìn)人清水箱，可反復(fù)循環(huán)使用，污水箱中的浮油，在 清洗機(jī)工作間隙液面平靜時(shí)，由油水分離器自動(dòng)去除。為去除經(jīng)清洗后機(jī)體表面殘存的 水分，采用與清洗系統(tǒng)相同結(jié)構(gòu)的密集形噴嘴結(jié)構(gòu)的噴氣盒體組成的吹干系統(tǒng)，利用外 接壓縮空氣氣源，實(shí)現(xiàn)六面的全部定點(diǎn)對(duì)位吹干 吹風(fēng)時(shí)間在 060s 范圍內(nèi)可調(diào)。 在清洗及吹干過程中，由于清洗液及壓縮空氣都是以一定的壓力噴射到機(jī)體的表面， 因而造成部分清洗液霧化，當(dāng)這種霧化液在體內(nèi)無法容納時(shí)就會(huì)溢出而侵?jǐn)_車間而惡化 生產(chǎn)環(huán)境，為此在清洗機(jī)頂部配置了由離心通風(fēng)機(jī)與通風(fēng)管道組成的吸霧通風(fēng)裝置，以 有效地將霧化液從機(jī)內(nèi)吸出排到室外。 吸霧通風(fēng)裝置:由于環(huán)保的要求，用戶不能讓清洗機(jī)清洗時(shí)產(chǎn)生的油、水霧氣直接排 放到空氣中。所以，清洗機(jī)必須配有霧氣收集裝置，這樣較經(jīng)濟(jì)和能確保霧氣收集的效 果。 排渣機(jī)：在機(jī)床內(nèi)部,輸送滾道下設(shè)置一個(gè)擋水板件,使其能擋住洗滌流下的水,油垢, 鐵屑等。并使之有一個(gè)小角度的傾斜,讓水匯聚到一起并流向水箱。鐵屑, 雜物則落到排 渣機(jī)上。排渣機(jī)通過皮帶裝置上的刮板把鐵屑往上一個(gè)角度運(yùn)送.因?yàn)橥弦粋€(gè)角度有利 鐵屑帶的水更少，皮帶有兩個(gè)輪之間轉(zhuǎn)動(dòng),在鐵屑到達(dá)最高那個(gè)輪的時(shí)候往下掉落籮筐之 類的回收裝置中。集中回收鐵屑，防止浪費(fèi)鐵資源,并能把鐵屑賣到回收站創(chuàng)匯。 罩殼的目的是防護(hù)洗滌過程中的高壓噴濺出的水使之不能噴濺到機(jī)床外，并且使其 包圍住清洗機(jī)床工作的危險(xiǎn)部位,盡量減少其工作期間給工作人員帶來的危險(xiǎn)。 由于清洗機(jī)的內(nèi)部是直接與清洗液接觸的，要求清洗水箱的內(nèi)襯、清洗的噴嘴都需 使用不銹鋼，而工件的定位塊等使用非金屬材料，確保材料永久不生銹 5。 2.4 液壓系統(tǒng)方案確定 擬定液壓系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)重要的一步，它是從油路結(jié)構(gòu)上具體體現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)提 出的各項(xiàng)性能要求的。工作所涉及面方廣,尤其需要綜合液壓的各方面知識(shí),特別是基本回 路知識(shí)。 初步方案有兩種：第一種方案是電機(jī)通過裝置直接帶動(dòng)低頭棘爪推桿機(jī)構(gòu)和升降機(jī) 構(gòu)動(dòng)作。第二種方案是通過液壓系統(tǒng)帶動(dòng)低頭棘爪推桿機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)動(dòng)作。本人認(rèn)為 兩種方案都可取。但考慮到要實(shí)現(xiàn)機(jī)體的定點(diǎn)對(duì)位沖洗，必須有高的輸送精度來保證機(jī) 體準(zhǔn)確定點(diǎn)。為此，設(shè)計(jì)采用液壓步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)。常見的液壓步進(jìn)式機(jī)構(gòu)采用的工作 原理為：輸送機(jī)構(gòu)通過步進(jìn)梁按：上升-前進(jìn)-下降-后退的步進(jìn)軌跡來實(shí)現(xiàn)輸送工件。即 工件置于水平固定在梁上，升降油缸驅(qū)動(dòng)提升梁上升使步進(jìn)梁抬起機(jī)體。同時(shí)油缸驅(qū)動(dòng) 提升梁上升使步進(jìn)梁帶著工件前進(jìn)，到位后步進(jìn)梁落下，工件落回固定梁，步進(jìn)粱退回 原位，完成一個(gè)輸送行程周期。該方案的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)送力大、運(yùn)行平穩(wěn)、輸送精度較高， 但需要升降及輸送兩只油缸，工作時(shí)油缸還須作小擺動(dòng)，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，制造、安裝精度要 S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 5 求較高。用于機(jī)體輸送，機(jī)體底面與固定梁或與步進(jìn)梁接觸的部位可能會(huì)成為清洗液無 法到達(dá)的死角。為了克服上述的缺點(diǎn)，對(duì)本機(jī)設(shè)計(jì)采用了由以水平移動(dòng)油缸為動(dòng)力的低 頭棘爪推桿機(jī)構(gòu)和滾道構(gòu)成的步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)。該方案的優(yōu)點(diǎn)是僅需一個(gè)輸送油缸，結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單需要的推送力小，制造、安裝方便。與前述方案相比，該方案的制造成本還可 下降一萬多元，因此該方案經(jīng)濟(jì)性較好。 因此，決定采取第二種方案。液壓系統(tǒng)由液壓站、一只輸送油缸、兩只升降油缸以 及液壓管道等組成 6。 2.5 控制系統(tǒng)方案確定 為達(dá)到遠(yuǎn)距離，主動(dòng)控制清洗機(jī)全部動(dòng)作的目的。依據(jù)前兩個(gè)已有方案的設(shè)計(jì),相應(yīng) 的配置電氣系統(tǒng)，使機(jī)械系統(tǒng)液壓系統(tǒng)正常穩(wěn)定高效動(dòng)作。控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)首先需滿足 加工工時(shí)的要求。需要用總的控制開關(guān)對(duì)機(jī)床加工和液壓缸的運(yùn)作進(jìn)行先后控制。全部 傳動(dòng)系統(tǒng)由 PLC 程序控制系統(tǒng)自動(dòng)控制，機(jī)體從上料后的輸送、清洗、吹干等一系列工 序全部自動(dòng)完成。PLC 控制系統(tǒng)可以單獨(dú)配置，也可并入生產(chǎn)流水線上的控制系統(tǒng)，實(shí) 現(xiàn)集中、遠(yuǎn)距離全程自動(dòng)控制 7。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 3 清洗機(jī)主要參數(shù)的分析與計(jì)算 3.1 設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) S195柴油機(jī)機(jī)體的污垢性質(zhì)：油污、雜物、切屑等。 （1）清洗部位：孔及內(nèi)、外表面； （2）清洗工藝流程：上料空位清洗空位吹干下料，每步跨距 580機(jī)身長(zhǎng) 度約3500； （3）生產(chǎn)節(jié)拍：每個(gè)生產(chǎn)周期為三分鐘； （4）工件擺放位置：按工件圖正視圖位置擺放，四角4-13孔為定位孔，底面朝下， 二個(gè)大面在左右； （5）輸送方式：步進(jìn)式，定點(diǎn)對(duì)位清洗，清洗時(shí)間為2分鐘； （6）清洗壓力：0.5MPa； （7）壓縮空氣壓力：0.40.6MPa,由空氣壓力提供。 3.2 機(jī)械系統(tǒng)主要計(jì)算 （1）跨距的計(jì)算：機(jī)體長(zhǎng)度為521mm,因?yàn)橹挥幸粋€(gè)油缸拉動(dòng)小鉤機(jī)構(gòu)統(tǒng)一動(dòng)作,所以 必需使每步跨距都相同,其中的噴水盒厚度可初步定為502=100。已知噴嘴為標(biāo)準(zhǔn)件， 安裝突出盒體的長(zhǎng)為272=54。并且噴嘴與機(jī)體之間要有一定的間隙,所以大約定為120 多。則： (3.1) 7412015L 因此顧及其它的一些間隙距離，把每步跨距最終定為750。 （2）清洗機(jī)床長(zhǎng)度的計(jì)算：每個(gè)工序750，一共包括：上料空位清洗空位吹 干下料六個(gè)工序。所以，清洗機(jī)機(jī)身長(zhǎng)度： (3.2)45067S （3）升降盒體的前后長(zhǎng)度的計(jì)算： (3.3)1521L （4）升降盒體的高的計(jì)算：機(jī)體高度為300，盒體內(nèi)側(cè)與機(jī)體頂面的距離為53，盒體 厚度為50，盒體頂面與升降機(jī)構(gòu)的支撐板件與盒體之間的距離為大約50，支撐板件厚 40，則升降盒體的高度： (3.4)4930530L 所以最終定為500 9。 3.3 液壓系統(tǒng)的主要計(jì)算 （1）液壓泵的選擇計(jì)算： 液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源來提供，液壓源的核心是液壓泵。液壓泵的供油 量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)溢流閥流回油箱，據(jù)此可以進(jìn)行液壓泵的選擇和主 要數(shù)據(jù)的計(jì)算 1)確定液壓泵的最大工作壓力Pp S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 7 (3.5) MPaPP1037.1 式中p1- 液壓缸或液壓馬達(dá)最大工作壓力； P從液壓泵出口到液壓馬達(dá)入口之間的總的管路損失 P的準(zhǔn)確計(jì)算要等待元件 選定并繪出管路圖時(shí)才能進(jìn)行，初算的時(shí)候可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛?jiǎn)單、流速不大的， 取P= （0.20.5）MPa 2)確定液壓泵的流量 pQ 多液壓泵缸或液壓馬達(dá)同時(shí)工作時(shí),液壓泵的輸出流量應(yīng)為： (3.6))(625.0.1)( 3maxmKp 式中K-系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K=1.1 1.3 3)選擇液壓泵的規(guī)格 根椐以上求得的 pP和 Q的值，按系統(tǒng)中擬定的液壓的形式,從產(chǎn)品樣本或手冊(cè)中選擇 相應(yīng)的液壓泵。為使液壓泵具有一定的壓力儲(chǔ)備，所選的額定壓力一般要比最大的工作 壓力大25% 60%。 4)確定液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率 在工作循環(huán)中，如果液壓泵的壓力比較恒定，也就是（P-T）、（Q-T）圖變化較平 緩，則 (3.7)KwQPp04.16.25 最終選擇油泵功率為1.1Kw 式中Pp-液壓泵的最大工作壓力（Pa）pQ -液壓泵的流量 3(/)ms 液壓泵的總效率，參考表3-1選擇 8。 表3-1 液壓泵的總效率 液壓泵類型 齒輪泵 螺桿泵 葉片泵 柱塞泵 總效率 0.60.7 0.65 0.80 0.600.75 0.800.85 （2） 液壓閥的分析選擇 1）閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實(shí)際通過該閥的最大流量,選擇有定型產(chǎn)品的閥 件。溢流閥按液壓的泵的最大量選取，選擇節(jié)流閥各調(diào)速閥，要考慮最小穩(wěn)定流量應(yīng)滿 足執(zhí)行機(jī)構(gòu)最低穩(wěn)定速度的要求 8。 2）閥的形式，按安裝和操作方式選擇： 液壓電磁閥直流24V 氣動(dòng)電磁閥交流220V （3）拉動(dòng)小鉤機(jī)構(gòu)的油缸行程的計(jì)算：油缸行程由跨距決定，并且與跨距相同為 750。 （4）拉動(dòng)升降噴水吹干系統(tǒng)升降的油缸行程的計(jì)算：油缸行程的目標(biāo)是把盒體拉起， 并高過機(jī)體頂面大約10的高度使之能進(jìn)入盒體的范圍內(nèi)。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 所以行程L=300+10=310。 3.4 電機(jī)的計(jì)算與選擇 由于清洗機(jī)經(jīng)常都是使用高壓清洗泵，清洗的壓力很高，泵的好壞直接影響到清洗 的壓力，所以合理選擇清洗泵的功率和類型也很重要，根據(jù)所查閱的參考資料，可進(jìn)行 如下的電機(jī)選擇與計(jì)算 （1）選擇水泵的原則：根據(jù)設(shè)計(jì)流量、所需要的揚(yáng)程并使之在高產(chǎn)的環(huán)境內(nèi)運(yùn)行。 離功率，并且應(yīng)盡量選用電壓等級(jí)一致的電機(jī) 9。 （2）輸送清洗液到盒體的水泵計(jì)算： 1）流量Q：指水泵在單位時(shí)間內(nèi)所能抽送的水量，單位為 。3(/)ms 噴嘴流出的流量可由下式計(jì)算: 0gHuw 185.3925.134.62 (3.8) H0噴嘴前的管路內(nèi)水頭 ()m G重力加速度 2(/s W 噴嘴出口截面積 ) 流量系數(shù)為 6.94 其中機(jī)床高2.38米高,所以管路內(nèi)水頭包括彎曲的長(zhǎng)度約為3.5米長(zhǎng)；噴直徑為3， 取 9.5；一共有 118個(gè)噴頭。 2）揚(yáng)程H：指水泵能夠揚(yáng)水的高度，單位為m。揚(yáng)水所需的揚(yáng)程等于實(shí)際揚(yáng)程與損 失揚(yáng)程之和。 要求參數(shù)的清洗液壓力是0.5MPa是5個(gè)大氣壓強(qiáng)，也就是 50m的揚(yáng)程。機(jī)身高度是 2.3m，相對(duì)50m可忽略不計(jì)。所以揚(yáng)程為50m。 3）有效功率（或稱為理論功率） ：指水在單位時(shí)間內(nèi)從水泵所獲得的總能量，yxN 單位為Kw，其計(jì)算式如下： （3.9）KwQHNyx 4.1271056.9810 式中r 介質(zhì)重度 ；3(/)m H水泵的揚(yáng)程 ； Q水泵的流量 。3(/)s 4）配用功率P ：指水泵根據(jù)軸功率，實(shí)際所配用電機(jī)的額定功率。考慮安全儲(chǔ)備系 數(shù)，所以配用電機(jī)功率稍大過軸功率，并且考慮到輸送管道的損失。所以選定的輸送清 洗液到盒體的水泵功率為15KW離心式水泵 9。 （3）輸送清洗液到油水分離器的水泵的選擇：因?yàn)樵撍幂斔颓逑匆簺]有壓力的心水 泵具有平緩的特性曲線特點(diǎn)，因此選用離心水泵。必須實(shí)際計(jì)算水泵配用的電機(jī)要求， 只要跟上前一臺(tái)水泵用水的清洗液的循環(huán)使用。因?yàn)橐筝^低，所以可選用約為7.5KW的 S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 9 水泵 9。 （4）排渣電機(jī)的選用：因?yàn)闄C(jī)體的鐵屑較少，所帶動(dòng)的有刮板機(jī)構(gòu)的皮帶較輕，無特 別的速度要求，故要求功率不高，可選用0.5KW的電機(jī)帶動(dòng) 9。 （5）水箱的計(jì)算：每分鐘的清洗的流量 （3.10）56.102.Q 由經(jīng)驗(yàn)公式水箱容量比這個(gè)略大。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 4 清洗機(jī)床的設(shè)計(jì) 4.1 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1.1 清洗機(jī)床的總體設(shè)計(jì) 在滿足工作要求下,盡可能的把機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)單,因?yàn)檫@樣更容實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,生產(chǎn)效 率也更高。之外也要考慮其經(jīng)濟(jì)效益，主要參考機(jī)床的加工效率和可靠性，以及能源消 耗的機(jī)械效率等。機(jī)床的零部件要盡量通用化，盡量減少設(shè)計(jì)的工作量，這樣也就可以 節(jié)約機(jī)床的成本 10。 調(diào)查研究設(shè)計(jì)要求，主要設(shè)計(jì)參數(shù)的要求，收集國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料，初步的擬定了幾 個(gè)方案。主要根據(jù)已擬定的方案，可繪制出機(jī)床總圖和部件裝配圖等。為使各部件能夠 同時(shí)而且相對(duì)較為協(xié)調(diào)地進(jìn)行設(shè)計(jì)，畫出了機(jī)床的總體尺寸關(guān)系圖，同時(shí)大致地畫出了 機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)圖，液壓系統(tǒng)圖，控制系統(tǒng)框圖和電器控制系統(tǒng)工程圖，并根據(jù)要求進(jìn) 行了必要的計(jì)算。 機(jī)床的總體布局：確定機(jī)床的基本組件，以及這些組成部件和操縱控制機(jī)構(gòu)在機(jī)床 中的配置。處理好組件之間相對(duì)的位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，另外考慮人機(jī)關(guān)系。設(shè)計(jì)機(jī)床的總 體布局如下： 圖 4.1 總裝圖 接水槽設(shè)計(jì)目的是使在清洗過程中的清洗液集中起來，達(dá)到循環(huán)利用的目的。并且 S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 11 保持廠房的清潔衛(wèi)生。在高壓水清洗的部位設(shè)計(jì)角度急一點(diǎn)，有利水的排放。在兩邊， 左邊的接水板的角度要比右邊的角度大。因?yàn)樽筮吀咏邏核逑床课?，右邊為吹?系統(tǒng)部位，水比較少所以接水板的角度平緩。 圖 4.2 接水槽 HQZ03-10-02 圖 4.3 接水槽 HQZ03-10-21 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 圖 4.4 接水側(cè)板 HQZ03-10-25 圖 4.5 接水槽 HQZ03-10-26 如下這塊板的尺寸根據(jù)升降油缸拉桿而定，達(dá)到固定升降油缸的作用： S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 13 圖 4.6 板 HQZ03-10-23 行程開關(guān)用來達(dá)到行程控制的要求，它也稱為位置開關(guān)或限位開關(guān)。設(shè)計(jì)用來限定 油缸的行程距離和準(zhǔn)備的位置。主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的 按固定程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械機(jī)構(gòu)多為手動(dòng),一般手動(dòng)的多路換 向閥控制，加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程開關(guān)來控制，當(dāng)工作部件移動(dòng) 到一定位置時(shí)，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥或直接壓下行程閥來 控制接續(xù)的動(dòng)作，而行程開關(guān)連接在相應(yīng)的回路上，因此行行程適用于本比較簡(jiǎn)單的管 道聯(lián)接中 11。 圖 4.7 行程開關(guān) 1（2 個(gè)） 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 圖 4.8 行程開關(guān) 2 圖 4.9 行程開關(guān) 3 4.1.2 機(jī)架的設(shè)計(jì) 機(jī)架是本機(jī)床的主要骨架，是由型鋼焊接面成的框架結(jié)構(gòu)。除液壓和電氣控制系統(tǒng) 柜外，其余各部件均以機(jī)架支撐?？紤]機(jī)架足夠的強(qiáng)度和剛度要求，并且使它便于制造 和機(jī)架上安裝附件。因?yàn)閹в懈左w、導(dǎo)軌等的機(jī)架零件，選用有良好焊接性的Q235 材料， 保證機(jī)器有良好的工藝性能 12。 S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 15 圖 4.10 機(jī)架 4.1.3 水箱的設(shè)計(jì) 設(shè)置有兩個(gè)水箱，一個(gè)為污水箱，一個(gè)為清水箱。左水箱為污水箱。右水箱為清水 箱。體積尺寸根據(jù)高壓噴水系統(tǒng)的流量設(shè)計(jì) 13。 圖 4.11 水箱總圖 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 圖 4.12 左水箱主視圖 圖 4.13 左水箱左視圖 S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 17 圖 4.14 左水箱俯視圖 圖 4.15 右水箱主視圖 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 圖 4.16 右水箱左視圖 圖 4.17 右水箱俯視圖 4.1.4 輸送滾道與機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 輸送機(jī)構(gòu)：設(shè)計(jì)采用液壓步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)。常見的液壓步進(jìn)式機(jī)構(gòu)采用的工作原理 為：輸送機(jī)構(gòu)通過步進(jìn)梁按：上升-前進(jìn)-下降-后退的步進(jìn)軌跡來實(shí)現(xiàn)輸送工件。 本機(jī)設(shè)計(jì)，采用了由以水平移動(dòng)的油缸為動(dòng)力的低頭棘爪推桿機(jī)構(gòu)和滾道構(gòu)成的步 進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)，即機(jī)體置于由滾輪組成的滾道上，輸送油缸拉動(dòng)推扦，棘爪推動(dòng)機(jī)體在 S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 19 滾道上沿導(dǎo)向限位擋板作水平直線移動(dòng)，到位后棘爪低頭推桿退回原位，完成一個(gè)輸送 行程周期。該方案的優(yōu)點(diǎn)是僅需一個(gè)輸送油缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單需要的推送力小，制造、安 裝方便。此機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性較好，但要使這種機(jī)構(gòu)達(dá)到較高的輸送定位精度，必須很好地處 理影響定位精度的兩個(gè)因素：一是推桿推動(dòng)機(jī)體到位時(shí)，由于慣性力而可能引起的機(jī)體 慣性前移；二是棘爪低頭回退時(shí)，由于彈簧力的作用而可能使機(jī)體產(chǎn)生的后退。對(duì)于第 一個(gè)因素，通過采用專門設(shè)計(jì)的輸送油缸以及對(duì)其運(yùn)動(dòng)過程的控制,解決了慣性力問題； 對(duì)于第二個(gè)因素，由于推桿回退時(shí)棘爪的低頭是依靠機(jī)體與棘爪間的靜摩擦力克服彈簧 拉力而實(shí)現(xiàn)的。通過選用合理設(shè)計(jì)的拉簧。有效地防止了機(jī)體可能產(chǎn)生的回退，運(yùn)行實(shí) 踐結(jié)果表明，這種輸送機(jī)構(gòu)完全能夠滿足機(jī)體定點(diǎn)對(duì)位清洗的輸送精度要求。 因此輸送機(jī)構(gòu)由輸送油缸，小鉤機(jī)構(gòu)，支承滾輪，限位撐板等組成。工作時(shí)候輸送 油缸為動(dòng)力，控制小鉤機(jī)構(gòu)，小鉤機(jī)構(gòu)帶動(dòng)機(jī)體在支承輪上沿限住擋板運(yùn)動(dòng) 14。 圖 4.18 輸送滾道 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 圖 4.20 輸送機(jī)構(gòu) 4.1.5 升降噴水吹風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 密集形噴嘴結(jié)構(gòu)盒式清洗及吹干系統(tǒng)：設(shè)計(jì)采用分離與被清洗面相對(duì)應(yīng)的六個(gè)框板 式密集形噴嘴結(jié)構(gòu)組成的噴水清洗系統(tǒng)，其中上下左右四個(gè)噴水盒被固定在機(jī)架上，前 后噴水盒則與升降油缸相連(以機(jī)體的輸送方向?yàn)榍懊?，輸送機(jī)構(gòu)工作時(shí)，升降油缸同時(shí) 提起前后噴水盒，使機(jī)體順利前移，機(jī)體到位后前后噴水盒落下，組成一個(gè)包圍工件的 環(huán)形噴射清洗系統(tǒng)，因而完全達(dá)到六面全部定點(diǎn)對(duì)位沖洗的目的。 為去除經(jīng)清洗后機(jī)體表面殘存的水分，采用與清洗系統(tǒng)相同結(jié)構(gòu)的密集形噴嘴結(jié)構(gòu) 的噴氣盒體組成的吹干系統(tǒng)，利用外接壓縮空氣氣源，實(shí)現(xiàn)六面的全部定點(diǎn)對(duì)位吹干 15。 圖 4.21 噴水吹風(fēng)系統(tǒng) S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 21 圖 4.22 框架板式噴水吹氣盒 圖 4.23 噴水吹氣盒 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 與被清洗面相對(duì)應(yīng)的六個(gè)框板式密集形噴嘴結(jié)構(gòu)組成的噴水清洗系統(tǒng)各噴水盒上 可調(diào)式噴嘴的布置依據(jù)相應(yīng)被清洗面的拓印結(jié)果設(shè)計(jì)，因而與該相應(yīng)面上高清洗要求部 位及難清洗到的部位一一對(duì)應(yīng)，達(dá)到對(duì)點(diǎn)定位清洗的目的。 圖 4.24 左噴水吹氣盒頂板 S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 23 圖 4.25 右噴水吹氣盒頂板 圖 4.26 前噴水盒頂板 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 圖 4-27 后噴水盒頂板 圖 4-28 噴嘴 4.1.6 排渣機(jī)的設(shè)計(jì) 設(shè)置使落到上面的鐵屑通過皮帶裝置上的刮板把鐵屑往上一個(gè)角度運(yùn)送。因?yàn)橥?一個(gè)角度有利鐵屑帶的水更少。皮帶有兩個(gè)輪之間轉(zhuǎn)動(dòng)，在鐵屑到達(dá)最高那個(gè)輪的時(shí)候 往下掉落到如籮筐之類的裝置中： S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 25 圖 4.29 排渣機(jī) 4.2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)的步驟分為：先明確液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求為直線運(yùn)動(dòng)，有準(zhǔn)備的行程位置 的要求；初步確定了液壓系統(tǒng)的性能和參數(shù)；然后擬定系統(tǒng)原理圖;計(jì)算和選擇液壓元件； 估算液壓系統(tǒng)的性能;繪制液壓系統(tǒng)的工作圖；設(shè)計(jì)液壓裝置的管道圖。這些地步驟交錯(cuò) 進(jìn)行，反復(fù)考慮最后確定而成。 4.2.1 液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì) 擬定液壓系統(tǒng)圖是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)重要的一步，它是從油路結(jié)構(gòu)上具體體現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù) 提出的各項(xiàng)性能要求的。工作涉及面廣，需要綜合液壓的各方面知識(shí)，特別是基本回路 知識(shí)。 擬定液壓系統(tǒng)圖包含了兩個(gè)內(nèi)容：一是通過分析選出合適的液壓回路，二是把選出 的回路組成液壓系統(tǒng)。 制定順序動(dòng)作方案：主機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備類型不同，有的按固定 程序運(yùn)行，有的則是隨機(jī)的或人為的。工程機(jī)械機(jī)構(gòu)多為手動(dòng)，一般手動(dòng)的多路換向閥 控制。加工機(jī)械的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的順序動(dòng)作多采用行程開關(guān)來控制，當(dāng)工作部件移動(dòng)到一 定位置時(shí)，通過電氣行程開關(guān)發(fā)出電信號(hào)給電磁鐵推動(dòng)電磁閥控制接續(xù)的動(dòng)作。而行程 開關(guān)連接在相應(yīng)的回路上。因此行行程適用于本液壓系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單的管道聯(lián)接中。 此系統(tǒng)簡(jiǎn)單明了，停止的時(shí)候4個(gè)行程開關(guān)都不觸發(fā)，當(dāng)油泵供油后觸發(fā)第1個(gè)行程 開關(guān)1CT，發(fā)信號(hào)給三通四位電磁閥，噴頭升降油缸下面缸體進(jìn)油噴頭上升；觸發(fā)第 2個(gè) 行程開關(guān)2CT，三通四位電磁閥收到被觸發(fā)行程開關(guān) 2的信號(hào)，升降油缸上面缸體進(jìn)油噴 頭下降。同樣，當(dāng)觸發(fā)第3個(gè)行程開關(guān)3CT，發(fā)信號(hào)給三通四位電磁閥，輸送油缸左缸體 進(jìn)油輸送后退；觸發(fā)第4個(gè)行程開關(guān)4CT，三通四位電磁閥收到被觸發(fā)行程開關(guān) 4的信號(hào)， 輸送油缸右缸體進(jìn)油輸送前進(jìn) 15。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 圖 4.30 清洗機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 4.2.2 液壓系統(tǒng)管道圖設(shè)計(jì) 圖 4.31 清洗機(jī)液壓系統(tǒng)管道圖 S195G 柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)設(shè)計(jì) 27 4.3 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)是正確指揮清洗機(jī)工作的核心，關(guān)系到清洗機(jī)可靠性和穩(wěn)定性的問題。清 洗機(jī)通常使用PLC 控制，該系統(tǒng)要收集外部的信號(hào)和可靠地控制各個(gè)清洗的動(dòng)作。由于使 用了大功率的清洗泵，對(duì)于泵的控制和啟動(dòng)也要可靠，以提高泵的壽命，所以審核清洗 機(jī)的電路設(shè)計(jì)和選擇控制元件是否合理尤為重要 15。 清洗機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的要求： 1、合上操作臺(tái)的自動(dòng)開關(guān)，接通電源，應(yīng)有屏面電壓表指示。 2、調(diào)整狀態(tài) 設(shè)置有“自動(dòng)/調(diào)整”和“油泵起動(dòng)”旋鈕，當(dāng)把按鈕旋到 “調(diào)整”位置的時(shí)候。按 下“油泵起動(dòng)”按鈕，屏面的指示燈亮，油泵起動(dòng)。設(shè)置有“排渣機(jī)起動(dòng)”和“過濾泵 起動(dòng)”按鈕。按下相應(yīng)按鈕的時(shí)候屏面指示燈亮，并進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)作。分別設(shè)有各部件 的停止按鈕。分別按下時(shí)，相應(yīng)能停止工作。設(shè)有“噴頭上升”、“噴頭下降”、“輸 送前進(jìn)”、“輸送后退”按鈕，分別按下時(shí)均能按要求動(dòng)作。 3、自動(dòng)狀態(tài) 將“自動(dòng)/調(diào)整”按鈕旋到“自動(dòng)”位置的時(shí)候。設(shè)有 “總起運(yùn)”則所有電機(jī)能全部 起 動(dòng)。輸送機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)能按正常順序動(dòng)作。吹氣間隙時(shí)間設(shè)定由屏面時(shí)間繼電器的 調(diào)節(jié)決定，可調(diào)時(shí)間范圍為060秒。 所有的這些動(dòng)作均由PLC控制，完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化 16。 相關(guān)電氣原理圖和PLC 線路圖均由專門的電氣控制人員設(shè)計(jì)，在此不作過多的陳述。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 28 5 結(jié)論與展望 5.1 結(jié)論 S195G柴油機(jī)機(jī)體專用清洗機(jī)用機(jī)體輸送定位精度達(dá)到了設(shè)計(jì)要求；機(jī)體的清洗效率 有了很大的提高；機(jī)體的清洗質(zhì)量達(dá)到了用戶驗(yàn)收要求，能為柴油機(jī)整機(jī)清潔度達(dá)標(biāo)打 下了基礎(chǔ)。 在分析機(jī)體零件結(jié)構(gòu)及清洗特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，采用的液壓傳動(dòng)低頭棘爪推桿與滾輪滾 道相結(jié)合的步進(jìn)式輸送機(jī)構(gòu)，使機(jī)體的輸送定位十分準(zhǔn)確，為實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)體的定點(diǎn)、對(duì)位 沖洗提供了可靠保證，而且使用可靠、維護(hù)方便，同時(shí)使清洗機(jī)的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化制造 成本大大降低。 采用的框板式密集形噴嘴結(jié)構(gòu)的噴水盒清洗系統(tǒng)與有較高輸送定位精度的輸送機(jī)構(gòu) 相配合，完全實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)體六面的難清洗部位同時(shí)定點(diǎn)、對(duì)位清洗的要求，使這些部位 的清洗更徹底，清洗效果更好，清洗質(zhì)量得到保證，同時(shí)清洗液的再生循環(huán)使用，提高 了洗液的利用率降低了清洗機(jī)的使用成本。 采用PLC程序控制系統(tǒng)，使機(jī)體從上料至輸出間的多個(gè)工序可自動(dòng)完成，大大降低了 操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且該機(jī)既可以單獨(dú)使用也可置于流水線上，因而使用靈活、