一種淬火感應(yīng)器自動(dòng)清洗裝置開發(fā)與研制

梁智杰，宋京霏，夏元偉，蔡令軍，梁朋濤，范潔

洛陽(yáng)法拉地感應(yīng)設(shè)備有限公司 河南洛陽(yáng) 471000

1 序言

淬火感應(yīng)器是感應(yīng)淬火工藝的重要部件，各種零部件的感應(yīng)淬火工藝需配套相應(yīng)的感應(yīng)器，在淬火過程中，感應(yīng)器容易受到淬火冷卻介質(zhì)、灰塵等污染。由于受到污染的感應(yīng)器對(duì)后續(xù)的曲軸零件感應(yīng)淬火加工的質(zhì)量存在一定的影響，因此需對(duì)感應(yīng)器進(jìn)行清洗。為清洗感應(yīng)器，目前采用的方法主要是人工清洗，清洗效率低，效果不理想。針對(duì)曲軸零件的淬火感應(yīng)器，需設(shè)計(jì)一種感應(yīng)器自動(dòng)清洗裝置，以減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。

本文以曲軸淬火感應(yīng)器為例進(jìn)行研究分析，在淬火過程中，感應(yīng)器需要對(duì)零部件噴射淬火冷卻介質(zhì)。由于淬火冷卻介質(zhì)是一種黏稠的液體，容易附著灰塵、油污等其他污染物，噴射后使感應(yīng)器極易受到污染，影響感應(yīng)器的使用效果。例如：對(duì)某汽車曲軸軸徑進(jìn)行感應(yīng)加熱，在感應(yīng)淬火時(shí)，淬火冷卻介質(zhì)由感應(yīng)器上部、下部?jī)蓚€(gè)管接頭進(jìn)入，噴射至曲軸軸頸上，噴射淬火冷卻介質(zhì)后污染感應(yīng)器有效圈以及其他部位[1]。受到污染的感應(yīng)器對(duì)后續(xù)的曲軸零件感應(yīng)淬火的質(zhì)量存在一定的影響，因此需對(duì)感應(yīng)器進(jìn)行清洗。本文提出一種針對(duì)曲軸淬火感應(yīng)器的自動(dòng)清洗裝置，以替代人工清洗工作。

2 感應(yīng)器自動(dòng)清洗裝置設(shè)計(jì)

2.1 技術(shù)方案

該感應(yīng)器自動(dòng)清洗裝置通過采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)圓筒毛刷的方法，可使感應(yīng)器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)清洗[2]；通過設(shè)計(jì)多個(gè)感應(yīng)器固定夾具，可實(shí)現(xiàn)同時(shí)夾裝多個(gè)感應(yīng)器進(jìn)行清洗，提高感應(yīng)器的清洗效率。

圖1為一種感應(yīng)器自動(dòng)清洗裝置，其主要由水箱組件、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)護(hù)罩、水平支撐板、支撐角板、定位傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和車輪組件組成。

圖1 清洗裝置結(jié)構(gòu)

水箱組件如圖2所示，包括上蓋、水箱、壓緊板、電動(dòng)機(jī)固定板、手柄、鉸鏈和排水管，水箱組件左視圖如圖3所示。

水箱為長(zhǎng)方形鋼板焊接成的上部開口的箱體結(jié)構(gòu)，其開口端一側(cè)設(shè)置有與箱體緊固為一體的蓋板，蓋板中部開有使鏈條通過的長(zhǎng)方形孔，水箱組件的上蓋設(shè)置在水箱的上部端口，通過鉸鏈和水箱連接，手柄安裝在水箱的一側(cè)面上部。上蓋下方設(shè)置有壓緊板，通過螺栓和上蓋聯(lián)接在一起，壓緊板的面積小于上蓋的面積[3]。

圖3 水箱組件左視圖

電動(dòng)機(jī)固定板設(shè)置在水箱開口一側(cè)的蓋板中部長(zhǎng)方形孔的一邊，排水管設(shè)置在水箱底部的外面。電動(dòng)機(jī)固定板由兩根方管和一塊側(cè)板焊接而成，兩根方管垂直設(shè)置在蓋板中部并延伸至水箱底部，使得電動(dòng)機(jī)在電動(dòng)機(jī)固定板上更加牢固，側(cè)板中部設(shè)置有通過電動(dòng)機(jī)輸出軸的腰形口，并設(shè)置有與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接的螺栓孔。上蓋設(shè)置在水箱的上部端口，通過鉸鏈和水箱聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)水箱組件的打開、關(guān)閉功能，上蓋的下方設(shè)置有壓緊板，通過螺栓和上蓋聯(lián)接在一起，通過螺栓還可調(diào)節(jié)壓緊板的位置來壓緊感應(yīng)器，壓緊板的面積小于上蓋的面積，上蓋與蓋板的面積之和大于水箱的開口面積，手柄安裝在水箱的一側(cè)面上部，排水管設(shè)置在水箱底部側(cè)面，其上設(shè)置有手動(dòng)閥來控制水箱排水。

電動(dòng)機(jī)設(shè)置在水箱上部的電動(dòng)機(jī)固定板一端，通過螺栓和電動(dòng)機(jī)固定板聯(lián)接，電動(dòng)機(jī)為250W單相減速電動(dòng)機(jī)，帶有調(diào)速器，通過鏈輪傳動(dòng)為清洗裝置提供動(dòng)力。水平支撐板設(shè)置在電動(dòng)機(jī)的正下方，水平支撐板的一側(cè)面和水箱的側(cè)面連接，支撐角板對(duì)稱設(shè)置在水平支撐板的下部?jī)啥耍谓前宓囊贿吂潭ㄔ谒街伟迳希硪贿吂潭ㄔ谒涞耐鈧?cè)面上。電動(dòng)機(jī)護(hù)罩由不銹鋼板折彎板焊接成方形殼體，為電動(dòng)機(jī)實(shí)施有效防護(hù)，護(hù)罩上設(shè)置有與電動(dòng)機(jī)連接的繼電器開關(guān)，電動(dòng)機(jī)的輸出端設(shè)置一鏈輪，在水箱一側(cè)伸出電動(dòng)機(jī)護(hù)罩，向外傳輸動(dòng)力。

定位傳動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖4所示，包括機(jī)架（見圖5）、墊塊、鏈輪、鏈條、自潤(rùn)滑銅套、軸支座、滾筒刷、支撐橫桿、定位板安裝架和定位板。定位傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過機(jī)架底部的墊塊將該機(jī)構(gòu)安置在水箱內(nèi)部，機(jī)架是由方管焊接而成的長(zhǎng)方形框架結(jié)構(gòu)，機(jī)架沿長(zhǎng)度方向隔成兩個(gè)空間，每個(gè)空間的兩側(cè)中部靠下對(duì)稱設(shè)置支撐橫桿。

圖4 定位傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

圖5 機(jī)架結(jié)構(gòu)

定位板安裝架設(shè)置在機(jī)架的上端，由不銹鋼方管焊接成與機(jī)架上端形狀及尺寸一致的矩形框結(jié)構(gòu)。定位板均布排列，通過螺栓固定在定位板安裝架上，定位板為鋁合金長(zhǎng)條板，定位板的長(zhǎng)度與機(jī)架的長(zhǎng)度一致，寬度根據(jù)需要清洗的感應(yīng)器的定位寬度及感應(yīng)器在定位板安裝架上的排列個(gè)數(shù)予以確定。定位板的兩端設(shè)置有放置感應(yīng)器的臺(tái)階，其長(zhǎng)度依據(jù)感應(yīng)器定位處寬度、感應(yīng)器與臺(tái)階間隙予以確定。兩個(gè)定位板臺(tái)階之間的寬度依據(jù)感應(yīng)器定位處厚度、感應(yīng)器與兩側(cè)臺(tái)階的間隙予以確定。

軸支座對(duì)稱固定在支撐橫桿的中部，自潤(rùn)滑銅套安裝在軸支座中心的圓孔中。

滾筒刷兩端軸徑設(shè)置在對(duì)稱的軸支座上的自潤(rùn)滑銅套中，在自潤(rùn)滑銅套中滾動(dòng)自如，滾筒刷的一端軸徑設(shè)置有鏈輪，通過鍵和鏈輪聯(lián)接，滾筒刷的長(zhǎng)度尺寸，根據(jù)需要清洗的感應(yīng)器的清洗位置厚度、同時(shí)清洗的感應(yīng)器的個(gè)數(shù)、感應(yīng)器在定位板安裝架上的排列間隙及感應(yīng)器在滾筒刷兩端留出的間隙予以確定。滾筒刷在軸支座上的位置和感應(yīng)器在定位板上定位的位置相對(duì)應(yīng)。

鏈輪通過鏈條和電動(dòng)機(jī)輸出端的鏈輪構(gòu)成傳動(dòng)鏈，驅(qū)動(dòng)滾刷筒旋轉(zhuǎn)進(jìn)行清洗工作，采用雙鏈輪，分別為兩個(gè)滾筒刷傳遞動(dòng)力。

車輪組件包括兩個(gè)萬向輪和兩個(gè)直輪，分別安裝在水箱底部的四角，便于自動(dòng)清洗裝置的移動(dòng)。墊塊為橡膠材料，均布設(shè)置在機(jī)架的底部，通過螺栓和機(jī)架聯(lián)接，墊塊在自動(dòng)清洗裝置運(yùn)行中起到緩沖作用，使定位傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在水箱中保持穩(wěn)定[4]。

感應(yīng)器自動(dòng)清洗裝置外觀如圖6所示。

圖6 感應(yīng)器清洗裝置外觀

2.2 操作使用方法

該感應(yīng)器清洗裝置的具體配置和使用方法如下：根據(jù)需要清洗的感應(yīng)器，配制自動(dòng)清洗裝置的相關(guān)部件，調(diào)整清洗裝置的滾筒刷、定位板等相關(guān)部件并制作組裝完成。調(diào)整完畢后，打開感應(yīng)器清洗裝置水箱的上蓋，在水箱中注入清洗液，水位剛好超過滾筒刷即可，再將感應(yīng)器下端的感應(yīng)圈端口朝下，感應(yīng)器的上端放置在定位板安裝架上的定位板臺(tái)階中定位，感應(yīng)圈端口正好卡在滾筒刷上，蓋上水箱的上蓋，上蓋下方的壓緊板壓在感應(yīng)器的上端，與定位板配合將感應(yīng)器固定好，調(diào)整電動(dòng)機(jī)調(diào)速按鈕到合適位置，按下自動(dòng)清洗按鈕，起動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，鏈輪通過鏈條帶動(dòng)兩個(gè)滾筒刷轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)感應(yīng)器實(shí)施清洗。所有感應(yīng)器清洗完成后，打開水箱底部的閥門，將污水排凈。

3 使用效果

本文所述自動(dòng)清洗裝置在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用效果良好，具有以下優(yōu)點(diǎn)。

1）可同時(shí)清洗多個(gè)感應(yīng)器，清洗效率高。

2）由自動(dòng)化清洗代替人工，可避免人為因素的影響，清洗質(zhì)量更加穩(wěn)定可靠。

3）由于清洗效率提高，可降低企業(yè)生產(chǎn)成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

1）在客戶實(shí)際的生產(chǎn)使用過程中，感應(yīng)器自動(dòng)清洗裝置能夠滿足對(duì)于曲軸淬火感應(yīng)器及其他感應(yīng)器的清洗要求，所完成淬火的曲軸淬火質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)感應(yīng)器的使用更加穩(wěn)定，延長(zhǎng)了感應(yīng)器的使用壽命，提高了感應(yīng)器效率，具有良好的使用效果。

2）該感應(yīng)器清洗裝置，清洗效果良好，可有效地將感應(yīng)器淬火過程中表面濺射的淬火冷卻介質(zhì)、黏附的灰塵清理干凈，持續(xù)保證感應(yīng)器的使用質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命。

3）該感應(yīng)器自動(dòng)清洗裝置構(gòu)思新穎，機(jī)構(gòu)合理，應(yīng)用可靠，易于制作實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)定位安裝多個(gè)感應(yīng)器進(jìn)行統(tǒng)一清洗，提高了感應(yīng)器的清洗效率，保證了感應(yīng)器的使用效果，同時(shí)降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了企業(yè)的生產(chǎn)成本，收到了良好的效果，具有很高的使用價(jià)值。

4）該感應(yīng)器清洗裝置的研制，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。