機械畢業(yè)設計（論文）-s195g柴油機機體專用清洗機設計【全套圖紙】

1、<p><b>　　編號</b></p><p><b>　　無錫太湖學院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　題目： S195G柴油機機體專用清洗機設計 </p><p>　　信機 系 機械工程及自動化 專業(yè)<

2、/p><p>　　學 號： 　　　　　　　</p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： 　 （職稱：副教授 ）</p><p>　　（職稱： ）</p><p>　　2013年5月25日</p><p>　　無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論

3、文）</p><p><b>　　誠 信 承 諾 書</b></p><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） S195G柴油機機體專用清洗機設計 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內容外，本畢業(yè)設計（論文）

4、不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。</p><p>　　班 級： 機械91 </p><p>　　學 號： </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　2013 年 5 月 25 日</p><p><b>　　無錫太湖學院&

5、lt;/b></p><p>　　信 機　系 　機械工程及自動化 　專業(yè)</p><p>　　畢 業(yè) 設 計論 文 任 務 書</p><p><b>　　一、題目及專題：</b></p><p>　　1、題目　　S195G柴油機機體專用清洗機設計 　　</p><p&g

6、t;　　2、專題　 　</p><p>　　二、課題來源及選題依據(jù)</p><p>　　S195G柴油機是用途廣泛的發(fā)動機，某廠生產的S195G柴油機是為出口拖拉機配套的主要產品 ，其整機清潔度要求較高，在生產過程中機體的清洗工序一直受到生產廠家的重視。但長期以來都是采用手工清洗的方法，效率低，清洗質

7、量差且不穩(wěn)定，不能滿足企業(yè)生產的需要，迫切需要開發(fā)一種適合流水線生產的清洗機器。 </p><p>　　三、本設計（論文或其他）應達到的要求：</p><p>　?、?設計技術參數(shù) 污垢性質：油污，雜物，切屑等 ； </p>

8、<p>　　清洗部位：孔及內外表面 ； </p><p>　　清洗工藝流程 ：上料→空位→清洗→空位→吹干→下料，每步跨距580，機身長度約3500 ； </p><p>　　生產節(jié)拍：每個生產周期為3分鐘 ；

9、 </p><p>　　工件擺放位置：按工件正視圖位置擺放，四角4-Ф13孔為定位孔，底面朝下 ，兩個大面在左右 ； </p><p>　　輸送方式：步進式，定點對位清洗，清洗時間為2分鐘。 </p><p>　?、谕瓿蓾M足生產需要的總體設計、主要零部件設計圖樣一套（折

10、合零號圖紙3張以上）、編制設計說明說一份。 </p><p>　?、弁瓿捎⑽姆g資料一份。 </p><p><b>　　四、接受任務學生：</b></p><p>　　機械91 班 　　姓名 </p>&

11、lt;p>　　五、開始及完成日期：</p><p>　　自2012年11月12日 至2013年5月25日</p><p>　　六、設計（論文）指導（或顧問）：</p><p>　　指導教師　　　　　　　簽名</p><p><b>　　簽名</b></p><p><b>　　簽名

12、</b></p><p><b>　　教研室主任</b></p><p>　　〔學科組組長研究所所長〕　　　　　　　簽名</p><p>　　系主任 　　　　　　簽名</p><p>　　2012年11月12日</p><p><b>　　摘 要</b&g

13、t;</p><p>　　S195G-01006機體清洗機是用于S195G-01006機體的專用清洗設備。適用于生產流水線上批量生產的已完成機加工的機體在入庫前的常溫清洗。S195G柴油機機體專用清洗機床采用高壓噴射清洗方式。本機床為液壓步進、連續(xù)型、多工位清洗機。機床主要由機架、輸送機構、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。采用液壓步進式連續(xù)型工作生產方式：機體從上料端

14、上料后，由步進式輸送機構在PLC程序控制系統(tǒng)控制下按程序先后送入清洗、吹干工位，完成定點對位清洗及吹干以后輸出。從機體上料后能自動完成機體的清洗、吹干等工序，直至自動輸出。由于采用流水線清洗，清洗效率高；由于采用定點，對位清洗清洗效果特別好，清洗質量高；控制系統(tǒng)采用PC控制，操作完全實現(xiàn)自動化。因此，清洗任務能安全高效的完成，并且操作、維護十分方便。</p><p>　　關鍵詞：S195G柴油機機體；清洗；高壓噴

15、射清洗；液壓步進式輸送機構</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　S195G -01006 cleaning equipment is a special cleaning machine for the mass-produced diesel engine bodies of S 195G -01006 at room temp

16、erature 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 m

17、ultiple-step cleaning machine tool. It is composed of tool rack, conveying mechanism, water tank, washing liquid delivery system, water spray cleaning </p><p>　　Key words: S195G engine block；washing mac

18、hines；high pressure water cleaning；hydraulic Step-by-step transfer agencies</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要III</b></p><p>　　Abstract..................

19、........................................................................................................................IV</p><p><b>　　目 錄V</b></p><p><b>　　1 緒論1</b>&l

20、t;/p><p>　　1.1 清洗機技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1</p><p>　　1.3 課題的主要內容2</p><p>　　2 清洗機設計方案論證3</p><p>　　2.1 機體零件的清洗特點3</p><p>　　2.2 機床總方案3</p><p>　　2.4 液壓系統(tǒng)方案確定5

21、</p><p>　　2.5 控制系統(tǒng)方案確定6</p><p>　　3 清洗機主要參數(shù)的分析與計算7</p><p>　　3.1 設計技術參數(shù)7</p><p>　　3.2 機械系統(tǒng)主要計算7</p><p>　　4 清洗機床的設計11</p><p>　　4.1 機械系統(tǒng)的設計1

22、1</p><p>　　4.1.1 清洗機床的總體設計11</p><p>　　4.1.2 機架的設計15</p><p>　　4.1.3 水箱的設計16</p><p>　　4.1.4 輸送滾道與機構的設計19</p><p>　　4.1.5 升降噴水吹風系統(tǒng)的設計21</p><p&g

23、t;　　4.1.6 排渣機的設計25</p><p>　　4.2 液壓系統(tǒng)的設計26</p><p>　　4.2.1 液壓系統(tǒng)原理圖設計27</p><p>　　4.2.2 液壓系統(tǒng)管道圖設計27</p><p>　　4.3 控制系統(tǒng)的設計28</p><p>　　5 結論與展望29</p>

24、<p><b>　　5.1結論29</b></p><p>　　5.2不足之處及未來展望29</p><p><b>　　致謝30</b></p><p><b>　　參考文獻31</b></p><p><b>　　1 緒論</b>&l

25、t;/p><p>　　1.1 清洗機技術現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　清洗是使物體清潔的重要手段之一。部件所能達到的清潔度對該產品的質量好壞有著關鍵性的影響。所以清洗技術在各個行業(yè)中得到了廣泛性地應用。</p><p>　　清洗技術在機械行業(yè)也不例外，零件的清潔度對該機械制造產品的質量也有著直接關鍵的影響。在拖拉機箱體的清洗上，清潔度的好壞會直接影響到下一道工序和

26、發(fā)動機的裝配，干燥度也直接影響到下一道工序和發(fā)動機的工作性能。所以在拖拉機的箱體機械加工完成后，又在入庫前必須對拖拉機的箱體進行清洗和干燥的工序。S195柴油機是用途廣泛的發(fā)動機，某廠生產的S195G柴油機是為出口拖拉機配套的主要產品，其整機清潔度要求較高。所以在生產過程中機體的清洗工序一直都受到生產廠家的高度重視。但長期以來都是采用手工清洗的方法，效率低，清洗質量差且不穩(wěn)定，不能滿足企業(yè)生產的需要，迫切需要開發(fā)一種適合流水線生產的自動

27、專用清洗機床。</p><p>　　伴隨著科學技術的發(fā)展，現(xiàn)在的清洗技術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系列中采取了超聲波技術，利用超聲波能在清洗的工件表面產生高頻的微小振動特點，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)保超聲波清洗機線能夠連續(xù)性輸送被清洗的工件,適合大批量生產零件的清洗(如沖壓類零件)。而且它的自動化程度比較高,操作簡單,操作人員只需要連續(xù)的放零件[1]。&

28、lt;/p><p>　　圖1.1 環(huán)保超聲波清洗線 </p><p>　　另外，如圖1.2所示，由德國Karcher 公司生產的HD 215高壓水清洗機，利用高壓水噴射被清洗工件表面原理。產生高達150MPa的壓力，清除被清洗工件表面頑固的臟污。不需要耗費很大水量，即可獲得極佳的清潔效果。并且它的超高壓清洗機在工作壓力150MPa下，耗水量僅

29、為每小時120升。新穎的噴槍和獨特的噴嘴設計，能使清潔效果更加優(yōu)秀。 </p><p>　　現(xiàn)在行業(yè)中越來越多的高清潔效率、小巧緊湊、造型合理簡約清洗機，廣泛適用于工廠車間、運輸車輛、物業(yè)清洗公司、市政廣場等多種行業(yè)。它們高質量、高性能，低價格， </p><

30、;p>　　耐用性好，是快速、全面清潔作業(yè)的好幫手。并且隨著計算機技術的發(fā)展,現(xiàn)在的清洗機也越來越智能化。清洗機的動作可全部由光電傳感器的芯片的內置程序控制,不僅能夠使人們在清洗作業(yè)中空出更多的空閑時間，達到更高的清洗效率，還可以進一步滿足的清洗要求，達到更高的清洗目標[2]。</p><p>　　圖1.2 HD215高壓清洗機 </p><p>　　1.2 課題的提出與意義<

31、/p><p>　　該課題來自某工廠。該公司由于訂單的增加，手工生產已經無法滿足需要，亟需設計一條自動機體生產線，來提高企業(yè)產品的質量和產量，同時也可以減少勞動力的投入，減輕工人的工作量。同時隨著我國工程機械產品的不斷引進和發(fā)展，以及廠家和客戶對產品產量和質量的要求不斷提高，我們可以將清洗動作和自動化技術有機結合在一起，生產出符合要求的S195柴油機機體專用清洗機床，從而大大清洗時間和縮短廠家生產S195柴油機機體周期

32、，提高整個生產線的生產線效率。</p><p>　　1.3 課題的主要內容</p><p>　　本課題的主要內容是完成S195柴油機機體專用清洗機床的設計。最后，將它們轉化為能供指導制造、裝配、安裝、調試和維修用的設計圖紙及各類說明書等技術文件?？傊?，設計的主要內容分為機械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三部分以及對夾具的設計。</p><p>　　本設計需滿足的要求如下：

33、</p><p>　　1、達到技術指標所規(guī)定要求，滿足實際工作需要。</p><p>　　2、整機結構簡單實用，滿足設計要求。</p><p>　　3、控制系統(tǒng)要有較高的工作可靠性、安全性。</p><p>　　4、工作時生產任務安全、優(yōu)質高效完成，設備外形力求簡約。</p><p>　　2 清洗機設計方案論證<

34、/p><p>　　2.1 機體零件的清洗特點</p><p>　　如圖2.1所示，機體零件是一材料為HT200、質量為31kg、外形為521.7×176×300(mm)的接近六面體的結構，經鑄造及機械加工后進人清洗工序，清洗后入庫待裝配。它的每個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、螺紋孔內表面等清洗要求較高；而一些鑄造小孔

35、、盲孔、小螺紋孔、油道、通水道、凹槽及復雜的機體內腔等部位清洗難度較大。只有對這些部位全部采用定點對位沖洗的方法才有可能獲得高的清洗效果。因此，清洗機的輸送機構及清洗系統(tǒng)成為本機設計的兩大技術關鍵[3]。</p><p>　　圖2.1 S195G機體零件圖</p><p><b>　　2.2 機床總方案</b></p><p>　　根據(jù)對機體零

36、件特點的分析，只有對那些清洗難度較大的鑄造小孔、盲孔、小螺紋孔、油道、通水道、凹槽及復雜的機體內腔等部位全部采用定點對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柴油機機體專用清洗機床決定采用高壓噴射清洗方式。專用清洗機的主要結構，由以機架為支撐的傳動輸送機構、清洗系統(tǒng)、吹干系統(tǒng)、吸霧通風裝置和分立于機架的電氣控制系統(tǒng)及液壓站等組成。采用液壓步進式連續(xù)型工作生產方式：機體從上料端上料后，由步進式輸送機構在PLC程序控

37、制系統(tǒng)控制下按程序先后送入清洗、吹干工位，完成定點對位清洗及吹干以后輸出。</p><p>　　2.3 機械系統(tǒng)方案確定</p><p>　　機架：機架是本機床的主要骨架，是由型鋼焊接面成的框架結構。除液壓和電氣控制系統(tǒng)柜外，其余各部件均以機架支撐，有一定剛度的要求。</p><p>　　輸送機構：由設計技術參數(shù)的要求,清洗工藝流程：上料→空位→清洗→空位→吹干→下

38、料，每步跨距580，機身長度約3500。為了方便機體的移動,應在清洗機內部機體移動的路線中設置一個便于機體轉移的輸送機構。由于滾動摩擦阻力系數(shù)比滑動阻力系數(shù)小，并且根據(jù)參觀的無錫一汽柴油機廠的生產線,決定把輸送機構設計成為一個滾道的輸送機構。</p><p>　　用于機體輸送，機體底面與固定梁或與步進梁接觸的部位可能會成為清洗液無法到達的死角。為了克服上述的缺點，對本機設計采用了由以水平移動油缸為動力的低頭棘爪推

39、桿機構和滾道構成的步進式輸送機構，即機體置于由滾輪組成的滾道上，輸送油缸拉動推扦，棘爪推動機體在滾道上沿導向限位擋板作水平直線移動，到位后棘爪低頭推桿退回原位，完成一個輸送行程周期。該方案的優(yōu)點是僅需一個輸送油缸，結構簡單．需要的推送力小，制造、安裝方便。 </p><p>　　要使這種機構達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因素：一是推桿推動機體到位時，由于慣性力而

40、可能引起的機體慣性前移；二是棘爪低頭回退時，由于彈簧力的作用而可能使機體產生的后退。對于第一個因素，通過采用專門設計的輸送油缸以及對其運動過程的控制很好地解決了慣性力問題；對于第二個因素，由于推桿回退時棘爪的低頭是依靠機體與棘爪間的靜摩擦力克服彈簧拉力而實現(xiàn)的(如圖2.2)．通過選用合理設計的拉簧．有效地防止了機體可能產生的回退，運行實踐結果表明，這種輸送機構完全能夠滿足機體定點對位清洗的輸送精度要求。因此輸送機構由輸送油缸，棘爪推桿機

41、構，支承滾輪，限位撐板等組成。工作時候輸送油缸為動力，控制棘爪推桿機構，棘爪推桿機構帶動機體在支承輪上沿限住擋板運動[4]。</p><p>　　圖2.2 推桿回退過程示意圖</p><p>　　密集形噴嘴結構盒式清洗及吹干系統(tǒng)：設計采用分離與被清洗面相對應的六個框板式密集形噴嘴結構組成的噴水清洗系統(tǒng)。各噴水盒上可調式噴嘴的布置依據(jù)相應被清洗面的拓印結果設計，因而與該相應面上高清洗要求部位

42、及難清洗部位一一對應，其中上下左右四個噴水盒被固定在機架上，前后噴水盒則與升降油缸相連(以機體的輸送方向為前面)，輸送機構工作時，升降油缸同時提起前后噴水盒，使機體順利前移。機體到位后前后噴水盒落下，組成一個包圍工件的環(huán)形噴射清洗系統(tǒng)，因而完全達到六面全部定點對位沖洗的目的。</p><p>　　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，由于清洗液的機械沖刷作用，使機體各位都受到徹底清洗，清洗殘液流入

43、污水箱。經箱中刮板式排渣機構自動排出落入的鐵屑、雜物、多道濾網濾去殘渣，用另一臺清水離心泵提升經旋渦分離器進一步去除殘渣、使清洗液再生后進人清水箱，可反復循環(huán)使用，污水箱中的浮油，在清洗機工作間隙液面平靜時，由油水分離器自動去除。為去除經清洗后機體表面殘存的水分，采用與清洗系統(tǒng)相同結構的密集形噴嘴結構的噴氣盒體組成的吹干系統(tǒng)，利用外接壓縮空氣氣源，實現(xiàn)六面的全部定點對位吹干 吹風時間在0～60s范圍內可調。</p><

44、;p>　　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體的表面，因而造成部分清洗液霧化，當這種霧化液在體內無法容納時就會溢出而侵擾車間而惡化生產環(huán)境，為此在清洗機頂部配置了由離心通風機與通風管道組成的吸霧通風裝置，以有效地將霧化液從機內吸出排到室外。</p><p>　　吸霧通風裝置:由于環(huán)保的要求，用戶不能讓清洗機清洗時產生的油、水霧氣直接排放到空氣中。所以，清洗機必須配有霧氣收集裝置

45、，這樣較經濟和能確保霧氣收集的效果。</p><p>　　排渣機：在機床內部,輸送滾道下設置一個擋水板件,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, 雜物則落到排渣機上。排渣機通過皮帶裝置上的刮板把鐵屑往上一個角度運送.因為往上一個角度有利鐵屑帶的水更少，皮帶有兩個輪之間轉動,在鐵屑到達最高那個輪的時候往下掉落籮筐之類的回收裝置中。集中回收鐵屑，防止浪費鐵資源

46、,并能把鐵屑賣到回收站創(chuàng)匯。</p><p>　　罩殼的目的是防護洗滌過程中的高壓噴濺出的水使之不能噴濺到機床外，并且使其包圍住清洗機床工作的危險部位,盡量減少其工作期間給工作人員帶來的危險。</p><p>　　由于清洗機的內部是直接與清洗液接觸的，要求清洗水箱的內襯、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]。</p><p&

47、gt;　　2.4 液壓系統(tǒng)方案確定</p><p>　　擬定液壓系統(tǒng)是整個系統(tǒng)設計重要的一步，它是從油路結構上具體體現(xiàn)設計任務提出的各項性能要求的。工作所涉及面方廣,尤其需要綜合液壓的各方面知識,特別是基本回路知識。</p><p>　　初步方案有兩種：第一種方案是電機通過裝置直接帶動低頭棘爪推桿機構和升降機構動作。第二種方案是通過液壓系統(tǒng)帶動低頭棘爪推桿機構和升降機構動作。本人認為兩種方

48、案都可取。但考慮到要實現(xiàn)機體的定點對位沖洗，必須有高的輸送精度來保證機體準確定點。為此，設計采用液壓步進式輸送機構。常見的液壓步進式機構采用的工作原理為：輸送機構通過步進梁按：上升-前進-下降-后退的步進軌跡來實現(xiàn)輸送工件。即工件置于水平固定在梁上，升降油缸驅動提升梁上升使步進梁抬起機體。同時油缸驅動提升梁上升使步進梁帶著工件前進，到位后步進梁落下，工件落回固定梁，步進粱退回原位，完成一個輸送行程周期。該方案的優(yōu)點是運送力大、運行平穩(wěn)、

49、輸送精度較高，但需要升降及輸送兩只油缸，工作時油缸還須作小擺動，機構復雜，制造、安裝精度要求較高。用于機體輸送，機體底面與固定梁或與步進梁接觸的部位可能會成為清洗液無法到達的死角。為了克服上述的缺點，對本機設計采用了由以水平移動油缸為動力的低頭棘爪推桿機構和滾道構成的步進式輸送機構。該方案的優(yōu)點是僅需一個輸送油缸，結構簡單．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</p><p

50、>　　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]。</p><p>　　2.5 控制系統(tǒng)方案確定</p><p>　　為達到遠距離，主動控制清洗機全部動作的目的。依據(jù)前兩個已有方案的設計,相應的配置電氣系統(tǒng)，使機械系統(tǒng)\液壓系統(tǒng)正常穩(wěn)定高效動作?？刂葡到y(tǒng)的設計首先需滿足加工工時的要求。需要用總的控制開關對機床加工和液壓缸的運作進行先

51、后控制。全部傳動系統(tǒng)由PLC程序控制系統(tǒng)自動控制，機體從上料后的輸送、清洗、吹干等一系列工序全部自動完成。PLC控制系統(tǒng)可以單獨配置，也可并入生產流水線上的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)集中、遠距離全程自動控制[7]。</p><p>　　3 清洗機主要參數(shù)的分析與計算</p><p>　　3.1 設計技術參數(shù)</p><p>　　S195柴油機機體的污垢性質：油污、雜物、切屑等。

52、</p><p>　　（1）清洗部位：孔及內、外表面；</p><p>　　（2）清洗工藝流程：上料→空位→清洗→空位→吹干→下料，每步跨距 580機身長度約3500；</p><p>　?。?）生產節(jié)拍：每個生產周期為三分鐘；</p><p>　?。?）工件擺放位置：按工件圖正視圖位置擺放，四角4-Ф13孔為定位孔，底面朝下，二個大面在左右

53、；</p><p>　?。?）輸送方式：步進式，定點對位清洗，清洗時間為2分鐘；</p><p>　?。?）清洗壓力：0.5MPa； </p><p>　?。?）壓縮空氣壓力：0.4～0.6MPa,由空氣壓力提供。</p><p>　　3.2 機械系統(tǒng)主要計算</p><p>　　（1）跨距的計算：機體長度為521mm

54、,因為只有一個油缸拉動小鉤機構統(tǒng)一動作,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50×2=100。已知噴嘴為標準件，安裝突出盒體的長為27×2=54。并且噴嘴與機體之間要有一定的間隙,所以大約定為120多。則：</p><p><b>　　(3.1) </b></p><p>　　因此顧及其它的一些間隙距離，把每步跨距最終定為75

55、0。</p><p>　?。?）清洗機床長度的計算：每個工序750，一共包括：上料→空位→清洗→空位→吹干→下料六個工序。所以，清洗機機身長度：</p><p><b>　　(3.2)</b></p><p>　?。?）升降盒體的前后長度的計算：</p><p><b>　　(3.3)</b><

56、;/p><p>　　（4）升降盒體的高的計算：機體高度為300，盒體內側與機體頂面的距離為53，盒體厚度為50，盒體頂面與升降機構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：</p><p><b>　　(3.4)</b></p><p>　　所以最終定為500[9]。</p><p>　　3.3

57、 液壓系統(tǒng)的主要計算</p><p>　　（1）液壓泵的選擇計算：</p><p>　　液壓系統(tǒng)的工作介質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，多余的油經溢流閥流回油箱，據(jù)此可以進行液壓泵的選擇和主要數(shù)據(jù)的計算</p><p>　　1)確定液壓泵的最大工作壓力Pp</p><p>　　(3.5)

58、</p><p>　　式中p1-液壓缸或液壓馬達最大工作壓力；</p><p>　　∑△P從液壓泵出口到液壓馬達入口之間的總的管路損失∑△P的準確計算要等待元件選定并繪出管路圖時才能進行，初算的時候可按經驗數(shù)據(jù)選取：管路簡單、流速不大的，取∑△P=（0.2～0.5）MPa</p><p>　　2)確定液壓泵的流量 </p><p>　　多液壓

59、泵缸或液壓馬達同時工作時,液壓泵的輸出流量應為：</p><p><b>　　(3.6)</b></p><p>　　式中K-系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取K=1.1～1.3</p><p>　　3)選擇液壓泵的規(guī)格 </p>&l

60、t;p>　　根椐以上求得的和的值，按系統(tǒng)中擬定的液壓的形式,從產品樣本或手冊中選擇相應的液壓泵。為使液壓泵具有一定的壓力儲備，所選的額定壓力一般要比最大的工作壓力大25%～60%。</p><p>　　4)確定液壓泵的驅動功率 </p><p>　　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</p><p><

61、b>　　(3.7)</b></p><p>　　最終選擇油泵功率為1.1Kw</p><p>　　式中Pp-液壓泵的最大工作壓力（Pa）</p><p><b>　　-液壓泵的流量</b></p><p>　　液壓泵的總效率，參考表3-1選擇[8]。</p><p>　　表3-1

62、 液壓泵的總效率</p><p>　　（2） 液壓閥的分析選擇</p><p>　　1）閥的規(guī)格，根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和實際通過該閥的最大流量,選擇有定型產品的閥件。溢流閥按液壓的泵的最大量選取，選擇節(jié)流閥各調速閥，要考慮最小穩(wěn)定流量應滿足執(zhí)行機構最低穩(wěn)定速度的要求[8]。</p><p>　　2）閥的形式，按安裝和操作方式選擇：</p><p&g

63、t;　　液壓電磁閥直流24V</p><p>　　氣動電磁閥交流220V （3）拉動小鉤機構的油缸行程的計算：油缸行程由跨距決定，并且與跨距相同為750。</p><p>　?。?）拉動升降噴水吹干系統(tǒng)升降的油缸行程的計算：油缸行程的目標是把盒體拉起，并高過機體頂面大約10的高度使之能進入盒體的范圍內。 </p><p>　　所以行程L=300+10=3

64、10。</p><p>　　3.4 電機的計算與選擇</p><p>　　由于清洗機經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，可進行如下的電機選擇與計算</p><p>　?。?）選擇水泵的原則：根據(jù)設計流量、所需要的揚程并使之在高產的環(huán)境內運行。離功率，并且應盡量選用電壓等級

65、一致的電機[9]。</p><p>　?。?）輸送清洗液到盒體的水泵計算：</p><p>　　1）流量Q：指水泵在單位時間內所能抽送的水量，單位為。</p><p>　　噴嘴流出的流量可由下式計算:</p><p><b>　　(3.8)</b></p><p>　　H0——噴嘴前的管路內水頭&

66、lt;/p><p><b>　　G——重力加速度</b></p><p>　　W—— 噴嘴出口截面積</p><p>　　——流量系數(shù)為 </p><p>　　其中機床高2.38米高,所以管路內水頭包括彎曲的長度約為3.5米長；噴直徑為3㎜，取9.5；一共有118個噴頭。</p><p>　　揚程

67、H：指水泵能夠揚水的高度，單位為m。揚水所需的揚程等于實際揚程與損失揚程之和。</p><p>　　要求參數(shù)的清洗液壓力是0.5MPa是5個大氣壓強，也就是50m的揚程。機身高度是2.3m，相對50m可忽略不計。所以揚程為50m。</p><p>　　3）有效功率（或稱為理論功率）：指水在單位時間內從水泵所獲得的總能量，單位為Kw，其計算式如下：</p><p>&

68、lt;b>　?。?.9）</b></p><p>　　式中r——介質重度；</p><p><b>　　H——水泵的揚程；</b></p><p><b>　　Q——水泵的流量。</b></p><p>　　4）配用功率P：指水泵根據(jù)軸功率，實際所配用電機的額定功率?？紤]安全儲備系

69、數(shù)，所以配用電機功率稍大過軸功率，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]。</p><p>　?。?）輸送清洗液到油水分離器的水泵的選擇：因為該水泵輸送清洗液沒有壓力的心水泵具有平緩的特性曲線特點，因此選用離心水泵。必須實際計算水泵配用的電機要求，只要跟上前一臺水泵用水的清洗液的循環(huán)使用。因為要求較低，所以可選用約為7.5KW的水泵[9]。</p>

70、<p>　?。?）排渣電機的選用：因為機體的鐵屑較少，所帶動的有刮板機構的皮帶較輕，無特別的速度要求，故要求功率不高，可選用0.5KW的電機帶動[9]。 </p><p>　?。?）水箱的計算：每分鐘的清洗的流量</p><p><b>　?。?.10）</b></p><p>　　由經驗公式水箱容量比這個略大。

71、</p><p><b>　　4 清洗機床的設計</b></p><p>　　4.1 機械系統(tǒng)的設計</p><p>　　4.1.1 清洗機床的總體設計</p><p>　　在滿足工作要求下,盡可能的把機床結構設計得簡單,因為這樣更容實現(xiàn)自動化,生產效率也更高。之外也要考慮其經濟效益，主要參考機床的加工效率和可靠性，以及

72、能源消耗的機械效率等。機床的零部件要盡量通用化，盡量減少設計的工作量，這樣也就可以節(jié)約機床的成本[10]。</p><p>　　調查研究設計要求，主要設計參數(shù)的要求，收集國內外有關資料，初步的擬定了幾個方案。主要根據(jù)已擬定的方案，可繪制出機床總圖和部件裝配圖等。為使各部件能夠同時而且相對較為協(xié)調地進行設計，畫出了機床的總體尺寸關系圖，同時大致地畫出了機床的傳動系統(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，

73、并根據(jù)要求進行了必要的計算。</p><p>　　機床的總體布局：確定機床的基本組件，以及這些組成部件和操縱控制機構在機床中的配置。處理好組件之間相對的位置和運動關系，另外考慮人機關系。設計機床的總體布局如下：</p><p><b>　　圖4.1 總裝圖</b></p><p>　　接水槽設計目的是使在清洗過程中的清洗液集中起來，達到循環(huán)利用

74、的目的。并且保持廠房的清潔衛(wèi)生。在高壓水清洗的部位設計角度急一點，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。因為左邊更接近高壓水清洗部位，右邊為吹干系統(tǒng)部位，水比較少所以接水板的角度平緩。</p><p>　　圖4.2 接水槽HQZ03-10-02</p><p>　　圖4.3 接水槽HQZ03-10-21</p><p>　　圖4.4 接水側板HQ

75、Z03-10-25</p><p>　　圖4.5 接水槽HQZ03-10-26</p><p>　　如下這塊板的尺寸根據(jù)升降油缸拉桿而定，達到固定升降油缸的作用：</p><p>　　圖4.6 板HQZ03-10-23</p><p>　　行程開關用來達到行程控制的要求，它也稱為位置開關或限位開關。設計用來限定油缸的行程距離和準備的位置。主機

76、各執(zhí)行機構的順序動作，根據(jù)設備類型不同，有的按固定程序運行，有的則是隨機的或人為的。工程機械機構多為手動,一般手動的多路換向閥控制，加工機械的各執(zhí)行機構的順序動作多采用行程開關來控制，當工作部件移動到一定位置時，通過電氣行程開關發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥或直接壓下行程閥來控制接續(xù)的動作，而行程開關連接在相應的回路上，因此行行程適用于本比較簡單的管道聯(lián)接中[11]。</p><p>　　圖4.7 行程開關1（2個

77、）</p><p>　　圖4.8 行程開關2</p><p>　　圖4.9 行程開關3 </p><p>　　4.1.2 機架的設計</p><p>　　機架是本機床的主要骨架，是由型鋼焊接面成的框架結構。除液壓和電氣控制系統(tǒng)柜外，其余各部件均以機架支撐?？紤]機架足夠的強度和剛度要求，并且使它便于制造和機架上安裝附件。因為帶有缸體、導軌等的機

78、架零件，選用有良好焊接性的Q235材料，保證機器有良好的工藝性能[12]。</p><p><b>　　圖4.10 機架</b></p><p>　　4.1.3 水箱的設計</p><p>　　設置有兩個水箱，一個為污水箱，一個為清水箱。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)的流量設計[13]。</p><

79、p>　　圖4.11 水箱總圖</p><p>　　圖4.12 左水箱主視圖</p><p>　　圖4.13 左水箱左視圖</p><p>　　圖4.14 左水箱俯視圖</p><p>　　圖4.15 右水箱主視圖</p><p>　　圖4.16 右水箱左視圖</p><p>　　圖4.17

80、 右水箱俯視圖</p><p>　　4.1.4 輸送滾道與機構的設計</p><p>　　輸送機構：設計采用液壓步進式輸送機構。常見的液壓步進式機構采用的工作原理為：輸送機構通過步進梁按：上升-前進-下降-后退的步進軌跡來實現(xiàn)輸送工件。</p><p>　　本機設計，采用了由以水平移動的油缸為動力的低頭棘爪推桿機構和滾道構成的步進式輸送機構，即機體置于由滾輪組成的滾

81、道上，輸送油缸拉動推扦，棘爪推動機體在滾道上沿導向限位擋板作水平直線移動，到位后棘爪低頭推桿退回原位，完成一個輸送行程周期。該方案的優(yōu)點是僅需一個輸送油缸，結構簡單．需要的推送力小，制造、安裝方便。此機構經濟性較好，但要使這種機構達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因素：一是推桿推動機體到位時，由于慣性力而可能引起的機體慣性前移；二是棘爪低頭回退時，由于彈簧力的作用而可能使機體產生的后退。對于第一個因素，通過采用專門

82、設計的輸送油缸以及對其運動過程的控制,解決了慣性力問題；對于第二個因素，由于推桿回退時棘爪的低頭是依靠機體與棘爪間的靜摩擦力克服彈簧拉力而實現(xiàn)的。通過選用合理設計的拉簧。有效地防止了機體可能產生的回退，運行實踐結果表明，這種輸送機構完全能夠滿足機體定點對位清洗的輸送精度要求。</p><p>　　因此輸送機構由輸送油缸，小鉤機構，支承滾輪，限位撐板等組成。工作時候輸送油缸為動力，控制小鉤機構，小鉤機構帶動機體在支

83、承輪上沿限住擋板運動[14]。</p><p>　　圖4.18 輸送滾道</p><p>　　圖4.20 輸送機構</p><p>　　4.1.5 升降噴水吹風系統(tǒng)的設計</p><p>　　密集形噴嘴結構盒式清洗及吹干系統(tǒng)：設計采用分離與被清洗面相對應的六個框板式密集形噴嘴結構組成的噴水清洗系統(tǒng)，其中上下左右四個噴水盒被固定在機架上，前后噴

84、水盒則與升降油缸相連(以機體的輸送方向為前面)，輸送機構工作時，升降油缸同時提起前后噴水盒，使機體順利前移，機體到位后前后噴水盒落下，組成一個包圍工件的環(huán)形噴射清洗系統(tǒng)，因而完全達到六面全部定點對位沖洗的目的。</p><p>　　為去除經清洗后機體表面殘存的水分，采用與清洗系統(tǒng)相同結構的密集形噴嘴結構的噴氣盒體組成的吹干系統(tǒng)，利用外接壓縮空氣氣源，實現(xiàn)六面的全部定點對位吹干[15]。</p>&l

85、t;p>　　圖4.21 噴水吹風系統(tǒng)</p><p>　　圖4.22 框架板式噴水吹氣盒</p><p>　　圖4.23 噴水吹氣盒</p><p>　　與被清洗面相對應的六個框板式密集形噴嘴結構組成的噴水清洗系統(tǒng)．各噴水盒上可調式噴嘴的布置依據(jù)相應被清洗面的拓印結果設計，因而與該相應面上高清洗要求部位及難清洗到的部位一一對應，達到對點定位清洗的目的。<

86、/p><p>　　圖4.24 左噴水吹氣盒頂板</p><p>　　圖4.25 右噴水吹氣盒頂板</p><p>　　圖4.26 前噴水盒頂板</p><p>　　圖4-27 后噴水盒頂板</p><p><b>　　圖4-28 噴嘴</b></p><p>　　4.1.6 排

87、渣機的設計</p><p>　　設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角度運送。因為往上一個角度有利鐵屑帶的水更少。皮帶有兩個輪之間轉動，在鐵屑到達最高那個輪的時候往下掉落到如籮筐之類的裝置中：</p><p><b>　　圖4.29 排渣機</b></p><p>　　4.2 液壓系統(tǒng)的設計</p><p&

88、gt;　　液壓系統(tǒng)的步驟分為：先明確液壓系統(tǒng)的設計要求為直線運動，有準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；設計液壓裝置的管道圖。這些地步驟交錯進行，反復考慮最后確定而成。</p><p>　　4.2.1 液壓系統(tǒng)原理圖設計</p><p>　　擬定液壓系統(tǒng)圖是整個系統(tǒng)設計重要的一步，它是從油路

89、結構上具體體現(xiàn)設計任務提出的各項性能要求的。工作涉及面廣，需要綜合液壓的各方面知識，特別是基本回路知識。</p><p>　　擬定液壓系統(tǒng)圖包含了兩個內容：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)。</p><p>　　制定順序動作方案：主機各執(zhí)行機構的順序動作，根據(jù)設備類型不同，有的按固定程序運行，有的則是隨機的或人為的。工程機械機構多為手動，一般手動的多路換向閥控制

90、。加工機械的各執(zhí)行機構的順序動作多采用行程開關來控制，當工作部件移動到一定位置時，通過電氣行程開關發(fā)出電信號給電磁鐵推動電磁閥控制接續(xù)的動作。而行程開關連接在相應的回路上。因此行行程適用于本液壓系統(tǒng)比較簡單的管道聯(lián)接中。</p><p>　　此系統(tǒng)簡單明了，停止的時候4個行程開關都不觸發(fā)，當油泵供油后觸發(fā)第1個行程開關1CT，發(fā)信號給三通四位電磁閥，噴頭升降油缸下面缸體進油噴頭上升；觸發(fā)第2個行程開關2CT，三通

91、四位電磁閥收到被觸發(fā)行程開關2的信號，升降油缸上面缸體進油噴頭下降。同樣，當觸發(fā)第3個行程開關3CT，發(fā)信號給三通四位電磁閥，輸送油缸左缸體進油輸送后退；觸發(fā)第4個行程開關4CT，三通四位電磁閥收到被觸發(fā)行程開關4的信號，輸送油缸右缸體進油輸送前進[15]。</p><p>　　圖4.30 清洗機液壓系統(tǒng)原理圖</p><p>　　4.2.2 液壓系統(tǒng)管道圖設計</p>&l

92、t;p>　　圖4.31 清洗機液壓系統(tǒng)管道圖</p><p>　　4.3 控制系統(tǒng)的設計</p><p>　　控制系統(tǒng)是正確指揮清洗機工作的核心，關系到清洗機可靠性和穩(wěn)定性的問題。清洗機通常使用PLC控制，該系統(tǒng)要收集外部的信號和可靠地控制各個清洗的動作。由于使用了大功率的清洗泵，對于泵的控制和啟動也要可靠，以提高泵的壽命，所以審核清洗機的電路設計和選擇控制元件是否合理尤為重要[15

93、]。</p><p>　　清洗機對控制系統(tǒng)的要求：</p><p>　　1、合上操作臺的自動開關，接通電源，應有屏面電壓表指示。</p><p><b>　　2、調整狀態(tài)</b></p><p>　　設置有“自動/調整”和“油泵起動”旋鈕，當把按鈕旋到“調整”位置的時候。按下“油泵起動”按鈕，屏面的指示燈亮，油泵起動。設

94、置有“排渣機起動”和“過濾泵起動”按鈕。按下相應按鈕的時候屏面指示燈亮，并進行相應的運作。分別設有各部件的停止按鈕。分別按下時，相應能停止工作。設有“噴頭上升”、“噴頭下降”、“輸送前進”、“輸送后退”按鈕，分別按下時均能按要求動作。</p><p><b>　　3、自動狀態(tài)</b></p><p>　　將“自動/調整”按鈕旋到“自動”位置的時候。設有“總起運”則所有

95、電機能全部起 動。輸送機構和升降機構能按正常順序動作。吹氣間隙時間設定由屏面時間繼電器的調節(jié)決定，可調時間范圍為0～60秒。</p><p>　　所有的這些動作均由PLC控制，完全實現(xiàn)自動化[16]。</p><p>　　相關電氣原理圖和PLC線路圖均由專門的電氣控制人員設計，在此不作過多的陳述。</p><p><b>　　5 結論與展望</b&g

96、t;</p><p><b>　　5.1結論</b></p><p>　　S195G柴油機機體專用清洗機用機體輸送定位精度達到了設計要求；機體的清洗效率有了很大的提高；機體的清洗質量達到了用戶驗收要求，能為柴油機整機清潔度達標打下了基礎。</p><p>　　在分析機體零件結構及清洗特點的基礎上，采用的液壓傳動低頭棘爪推桿與滾輪滾道相結合的步進

97、式輸送機構，使機體的輸送定位十分準確，為實現(xiàn)對機體的定點、對位沖洗提供了可靠保證，而且使用可靠、維護方便，同時使清洗機的結構大為簡化．制造成本大大降低。</p><p>　　采用的框板式密集形噴嘴結構的噴水盒清洗系統(tǒng)與有較高輸送定位精度的輸送機構相配合，完全實現(xiàn)了對機體六面的難清洗部位同時定點、對位清洗的要求，使這些部位的清洗更徹底，清洗效果更好，清洗質量得到保證，同時清洗液的再生循環(huán)使用，提高了洗液的利用率．降

98、低了清洗機的使用成本。</p><p>　　采用PLC程序控制系統(tǒng)，使機體從上料至輸出間的多個工序可自動完成，大大降低了操作者的勞動強度，而且該機既可以單獨使用．也可置于流水線上，因而使用靈活、適應性強。</p><p>　　5.2 不足之處及未來展望</p><p>　　由于該機在清洗及吹干系統(tǒng)采用的定點、對位清洗及吹干方式，具有很高的效率，而在用戶提出設計要求時

99、又較保守，因而機體在清洗及吹干工位停留的時問偏長，生產節(jié)拍偏慢，不利于生產教率的提高，因此在生產節(jié)拍的設計上，在保證機體清洗質量的前提下，還可以適當加快，以進一步提高該機的生產系統(tǒng)，實現(xiàn)集中、遠距離全程自動控制。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在本次設計中，特別的感謝劉新佳老師及學院其他老師對我們的悉心指導。劉新佳老師從論文選題，構

100、思到最后的定稿的各個環(huán)節(jié)給予了細心的指引與教導，使我能夠按時完成畢業(yè)論文的設計。他在忙碌的教學工作中擠出時間來不斷審查、修改我的論文，每次都非常認真的對待我在畢業(yè)設計過程中遇到的疑難問題，幫助我一起尋找解決問題的辦法，還向我提供了大量的數(shù)據(jù)資料和建議，告訴我應注意的細節(jié)問題，劉新佳老師誨人不倦的工作作風，一絲不茍的工作態(tài)度，嚴謹認真的治學風格給我留下了深刻的影響，在此謹向劉老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！同時也非常地感謝這次查閱到的文獻

101、資料的作者們。此外也感謝畢業(yè)設計同組的同學，在這數(shù)月相處中，能互相幫助，對于我不懂的問題，他們都能很好的幫助我，在此，好好的謝謝所有的他們。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] R.M.韋布，W.S.霍利斯.自動裝配圖圖集工件移置機構[M].上海科學技術出版社 ,1982.</p><p>　　[2] 第十

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