干湿一体化零件清洗机

王晓萍 葛霖霖 陈学才 尼亚璐

摘要：在现有市场上零件自动清洗机的基础上进行设计，设计一款清洗和风干相结合、操作简便、清洗质量高、清洗效率高的轴类零件自动清洗机。根据不同零件对清洗方式的要求，同时可尽量降低成本，则采用了湿洗和干洗相结合的清洗方式，确定零件的组成材料，选择正确的清洗方式，比传统的超声波清洗机具有一定的优势，避免单一清洗的缺点，一边喷淋一边辊刷清洗零件，从而达到清洗的目的，有效去除零件表面的污垢，以便在使用时有更好的清洁度和精度，根据各个零部件的结构和参数，选择合适的风干装置，设计适当可调控的传动比，并对主要部件进行分析校核，使清洗与风干部分紧密结合，避免传送过程对零部件产生的氧化侵蚀，确保其精密性。

关键词：零件清洗机;轴类零件;高压清洗

Abstract： Design onthe basis of the parts automatic cleaner on the existing market， design a cleaning and air-drying combination， easy operation， high cleaning quality， cleaning efficiency of shaft parts automatic cleaning machine. According to the requirements of different parts cleaning methods， while minimizing costs， the use of wet and dry cleaning combined cleaning methods， to determine the composition of parts materials， choose the correct cleaning method， than the traditional ultrasonic cleaning machine has certain advantages， to avoid the shortcomings of a single cleaning， while spraying side roller brush cleaning parts， so as to achieve cleaning purposes， effective removal of dirt on the part surface， in order to use better cleanliness and accuracy， according to the structure and parameters of each component， Select the appropriate air-drying device， design the appropriate controllable transmission ratio， and analyze and verify the main components， so that cleaning and wind cadres closely combined， to avoid the oxidation of the transmission process on the components of the erosion， to ensure its precision.

Keywords： part washer;shaft parts;high-pressure cleaning

引言：

轴类零件主要是指作为一个圆柱形物件，位于轴承、车轮、齿轮的中心位置。不过一些轴类零件则是方形的。从轴的功能作用分析来看，轴可以有效地作为转动零件得以做集体回转的重要机械零件，从而得到传递扭矩、弯矩或者是运动等方面的功能作用[1]。轴类零件需要进行清洗，此项工作做得如何，在一定程度上影响机床精密度的根本，同样决定着机器使用寿命的长短。常见的轴类零件在使用环节当中，也会沾有油污等污染物，会影响零件的寿命，严重时会导致整个机器的使用情况，使用过程中带来不好的影响，然而直接更换零部件会增大成本，所以要对零件进行清洗干燥处理，避免清洗过程中对零件的侵蚀和氧化，从而来提高零件的利用率和整个机器的可靠性[2]。

1干湿一体化零件清洗机的总体设计

1.1干湿一体化零件清洗机的基本结构设计

轴类零件自动清洗机主要由动力控制系统、清洗系统、风干组件、过滤系统、传动系统和外壳组成。控制系统用来控制机器的开启和关闭。清洗系统主要由储液箱、高压泵、高压喷头和一些辅助配件组成。风干组件有前面的三排六个高压喷头、两排四个风切组件、四个风刀组件和鼓风机组成。过滤系统由储液箱上进入口的过滤网、底部出口外接的过滤器和除雾器。传动系统主要有减速机与传动网的链条和传动网与传动链条的链接杆。

1.2干湿一体化零件清洗机的工作原理

如图1所示，轴类零件自动清洗机由控制台1来对机器进行控制，可以控制机器的启停，也可以单独控制清洗或者风干的独立运行。

清洗过程：启动时，储液箱3中的清洗液通过高压泵4输送到过滤器6中，过滤器6中的过滤网袋对清洗液中的杂质进行过滤，顶部的雾化器5可以用来去除雾化的清洗液，防止多余的气体进入管道内部，影响零件的清洗。清洗液经过管道，进入到前排的高压喷头9装置，经过喷头的高压喷出，来达到清洗零部件，去除零部件表面杂质的效果。

风干过程：启动后排的扇形风切11和风刀12组件，通过底部的鼓风机8作为动力，通过管道把风吹入扇形风切11和风刀12组件装置，随后便会以0.05mm的厚度气流薄片以较为高速的速度向外吹出，来达到风干零部件的效果。

清洗过得清洗液经过中间设有的导向板10，流向儲液箱3，经过储液箱3上部的过滤网，对清洗液中的杂质进行过滤，再流入到储液箱中，来达到清洗液的循环利用，节约了成本。

2其他零部件的确定

2.1过滤器的选择

过滤器主要用来过滤掉从高压泵中流向高压喷头的清洗液中的杂质，经过查阅资料，最终选择袋式液固分离过滤器。值得一提的是，这种过滤器是借助管道当中的压力作用，将需要过滤的液体直接压入到过滤器当中，把握好这样一点，对于这些需要过滤的液体，要在顺利经过不锈钢板冲孔滤蓝承托的过滤袋顺利过滤[3]，这样便能形成达标的固液分离标准，继而得到液体介质经过顺利过滤。这种过滤器主要使用了SS304全不锈钢材料，使用寿命长，连接牢固，可以经受10kg的压力。

2.2风刀组件的选择

为了便于安装，本设计选择了侧面接头，方便从侧面安装风管。查阅相关资料选择总长为150mm的LQD150-A1-M10的铝合金气风刀。经过气口顺利进入压缩空气，随后达到风刀高压腔，那么在较为狭窄的喷嘴经过的气流，此时位于风刀的方向形成了一个较为均匀的气流薄片，此时高压气流受到腔室的比为1：40，可见气流速度损失控制在最低范围内，且压力处于最大，那么就会形成一个较强的气流。

2.3高压喷嘴的选择

为了增加机器的使用寿命，具体使用的是不锈钢的高压喷嘴，继而形成的一种喷雾分布较为均匀，液滴大小合理。其中由于喷嘴为喷雾式，那么形成喷雾边从大到小的一个走势，这样喷雾所覆盖的区域更为合理。

查阅相关资料，选用HVV-1/4-6530高压喷头，这种高压喷头的喷射角度为65°，能够更好地达到清洗效果。采用金属材质的喷嘴使用寿命长，不同的工作压力，有不同的流量。

这种喷嘴具有清洗质量好，清洗速度快，适用范围广，节能、省水、清洗成本低，易于机械化、自动化，更便于清洗的特点。

2.4机架

机架的作用是支撑和链接各零部件，机器上的零部件安装在机架上，所以机架要有一定的刚度和强度，轴类零件自动清洗机的机架是由40mm 40mm 2.0mm的不锈钢组成。采用的连接方式为焊接，这样可以使连接处更加牢固，为了保证机架的整体稳定性，焊接时，不允许出现裂缝、焊渣等缺陷，表面需要喷漆，进一步防止生锈。

3结语

论文主要以轴类零件自动清洗机的结构设计为中心撰写，通过调研分析发现现有的零件清洗机不能够满足对轴类零件很好的清洗，而且清洗和风干两个过程分开进行，这样增加了清洗时间，效率较低。因此，在现有零件清洗机的基础上进行了机械结构优化设计，选定方案后基于实用的原则，从满足任务书中的需求出发，进行结构设计、尺寸设计，整体装配设计。确定了轴类零件自动清洗机的整体结构。

论文以基本的理论和设计方法为依据，充分吸取参考书中的基本理论及设计方法，收集了具有代表性的设计用图和设计用表等，基本达到了设计目的。具体来说，根据轴类零件清洗的基本原理，完成轴类零件自动清洗机的方案设计。在确定轴类零件自动清洗机整机设计方案的基础上，对传动机构进行设计计算，链传动和齿轮传动转速的要求，对主轴进行设计计算，经过理论的校核，满足强度和刚度要求。确定了该机器的主要参数或取值范围。对关键部件高压喷头、风刀进行分析选型，确定出合理型号。运用Solidworks建立模型，对各零部件以及整体的尺寸配合进行优化。运用CAD软件完成零部件及装配体的二维图制定。

参考文献

[1]孙昭巍.农机零件油污的清洗[J].广西农业机械化，2016（01）：36.

[2]濮良贵，陈国定，吴立言.机械设计[M].北京：高等教育出版社，2015.

[3]Jarvis，R.H.D.S.Rogers-Lewis and W.E.Bray.Effect of irregular set spacing on maincrop potatoes[J].Experimental Husbandry.2013，30：28-41.

作者介绍：王晓萍，2001年6月，青岛黄海学院，智能制造学院，机械设计制造及其自动化专业 本科在读。

此文章为省级大学生创新创业训練项目：干湿一体化零件清洗机 项目编号：s202113320038，的阶段性成果。