魏曉斌，蔡有杰，李仕鋒，于天藝，趙凱，周百通

（齊齊哈爾大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾161006）

自動(dòng)安全網(wǎng)清洗設(shè)備的研究

魏曉斌，蔡有杰，李仕鋒，于天藝，趙凱，周百通

（齊齊哈爾大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾161006）

基于對建筑行業(yè)安全網(wǎng)清洗工作的需求，設(shè)計(jì)一種集安全網(wǎng)清洗、甩干、折疊作業(yè)于一體的自動(dòng)化設(shè)備。該設(shè)備主要由變頻電機(jī)、工作箱、高壓泵、配水箱、網(wǎng)狀滾筒、三星輪換向機(jī)構(gòu)、反平行四邊形機(jī)構(gòu)等部分組成；使用高壓水能快速清洗掉混凝土、水泥等建筑垃圾，使安全網(wǎng)在其有效壽命內(nèi)循環(huán)使用，大大減少企業(yè)運(yùn)營成本、節(jié)約資源，有效的提高了生產(chǎn)效率，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

安全網(wǎng)；清洗；甩干；疊網(wǎng)

隨著當(dāng)代社會(huì)科技、文化水平的發(fā)展以及人們?nèi)粘Ｉ钏降奶岣撸藗儗ι钇焚|(zhì)的要求越來越高?，F(xiàn)代建筑中，安全網(wǎng)廣泛應(yīng)用于各種建筑工地，能達(dá)到全封閉施工，能有效地防止人身、物體的墜落傷害，防止電焊火花所引起的火災(zāi)，降低噪音灰塵污染，達(dá)到文明施工，保護(hù)環(huán)境，美化城市的效果。國家規(guī)定安全網(wǎng)使用時(shí)必須保持干凈，因此最好每次施工完都清洗一次，及時(shí)清理掉混凝土、水泥塊、沙、鋼筋等建筑垃圾。目前國內(nèi)安全網(wǎng)清洗設(shè)備研究很少，安全網(wǎng)清洗設(shè)備的可行性由其本身的物理特性（形狀、尺寸、變形、損壞），化學(xué)特性（腐蝕）等因素決定。針對安全網(wǎng)的相關(guān)特性，開發(fā)了一種自動(dòng)安全網(wǎng)清洗網(wǎng)清洗設(shè)備，該設(shè)備集安全網(wǎng)清洗、甩干、疊網(wǎng)于一體，使用高壓水能快速清洗掉混凝土、水泥塊、沙、鋼筋等建筑垃圾。使安全網(wǎng)在其有效壽命內(nèi)循環(huán)使用，大大減少企業(yè)運(yùn)營成本、節(jié)約資源，有效地提高了生產(chǎn)效率，具有較高的實(shí)用價(jià)值。

1 工作原理

如圖1設(shè)備的工作原理為：工作時(shí)，首先啟動(dòng)變頻電機(jī)，將安全網(wǎng)環(huán)扣套裝在網(wǎng)狀滾筒上的數(shù)個(gè)小立柱上，安全網(wǎng)通過兩端帶有數(shù)個(gè)齒的圓弧形壓板固定在網(wǎng)狀滾筒上，然后轉(zhuǎn)動(dòng)搖桿，使三行星輪換向機(jī)構(gòu)中的惰輪轉(zhuǎn)軸上的滾刷與網(wǎng)狀滾筒上的安全網(wǎng)外表面接觸，打開高壓水噴頭，清洗完后，使網(wǎng)狀滾筒慢慢反轉(zhuǎn)，抬起圓弧形滑板，將安全網(wǎng)經(jīng)導(dǎo)向輥上的套筒固定在皮帶上的小立柱上，開啟電機(jī)，皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)另一端時(shí)，安全網(wǎng)的環(huán)扣會(huì)自動(dòng)從小立柱上脫落，關(guān)閉電機(jī)，隨后安全網(wǎng)通過兩個(gè)反平行四邊形機(jī)構(gòu)連接的兩個(gè)連桿中間時(shí)，開啟電機(jī)，反平行四邊形機(jī)構(gòu)帶動(dòng)連桿旋轉(zhuǎn)，可將安全網(wǎng)疊成長方體形狀，該清洗機(jī)可連續(xù)工作。

該設(shè)備參與運(yùn)動(dòng)的部件主要是滾筒，變頻電機(jī)通過第一帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與網(wǎng)狀滾筒中心軸傳動(dòng)連接，網(wǎng)狀滾筒設(shè)置在工作箱內(nèi)，惰輪一、惰輪二兩端轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在工作箱對應(yīng)側(cè)壁設(shè)有的軌跡槽孔內(nèi)，滾刷固定套裝在惰輪一輪軸上，搖桿與惰輪一、惰輪二及從動(dòng)輪的輪軸連接，當(dāng)搖桿向下搬動(dòng)時(shí)，滾刷外圓面與安裝在網(wǎng)狀滾筒外圓面上的安全網(wǎng)相貼設(shè)置；當(dāng)搖桿向上搬動(dòng)時(shí)，滾刷外圓面與安裝在網(wǎng)狀滾筒外圓面上的安全網(wǎng)相分離設(shè)置；高壓泵通過進(jìn)水管與安裝有多個(gè)噴頭的噴頭管連通，滑板與工作箱缺口兩側(cè)的滑槽滑動(dòng)連接，圓弧形壓板工作時(shí)，通過數(shù)個(gè)齒與網(wǎng)狀滾筒上數(shù)個(gè)齒槽相嚙合來壓緊安全網(wǎng)。

圖1 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖

2 設(shè)備主要部件設(shè)計(jì)

（1）動(dòng)力裝置。自動(dòng)安全網(wǎng)清洗設(shè)備借助變頻電機(jī)輸入，變頻電機(jī)通過第一帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與網(wǎng)狀滾筒中心軸傳動(dòng)連接，網(wǎng)狀滾筒設(shè)置在工作箱內(nèi)，工作時(shí)人站在工作箱前，通過控制開關(guān)來完成人工送網(wǎng)、清洗、刷、甩干和出網(wǎng)的有效對接。變頻電機(jī)的選型，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要進(jìn)行選擇。

圖2 滾筒結(jié)構(gòu)圖

（2）執(zhí)行裝置。網(wǎng)狀滾筒結(jié)構(gòu)，可有效防止清洗及甩干時(shí)安全網(wǎng)的脫落，網(wǎng)狀滾筒外圓面的兩側(cè)分別設(shè)置有一個(gè)圓弧形壓板，兩個(gè)圓弧形壓板與網(wǎng)狀滾筒外圓面兩側(cè)相鄰的一側(cè)面均分別加工有數(shù)個(gè)齒，網(wǎng)狀滾筒外圓面的兩側(cè)分別加工有數(shù)個(gè)齒槽，每個(gè)圓弧形壓板工作時(shí)，通過其上的數(shù)個(gè)齒與網(wǎng)狀滾筒上相對應(yīng)的數(shù)個(gè)齒槽相嚙合來壓緊安全網(wǎng)，網(wǎng)狀滾筒的外圓周面上固定有四個(gè)小立柱一，所述的四個(gè)小立柱一呈一字型設(shè)置,其間距等于安全網(wǎng)環(huán)扣之間的距離；

（3）傳動(dòng)裝置。該清洗設(shè)備共用了三條帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，及三星輪換向機(jī)構(gòu)。結(jié)合圖1，第一帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、第二帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于傳遞動(dòng)力，來實(shí)現(xiàn)滾筒的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，三星輪換向機(jī)構(gòu)通過搖桿的下移來實(shí)現(xiàn)惰輪與主動(dòng)輪的嚙合，從而實(shí)現(xiàn)滾刷外表面與滾筒外表面接觸，完成洗刷工作。甩干時(shí)搖桿上移實(shí)現(xiàn)滾筒、滾刷的分離。第三帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于傳送清洗后的安全網(wǎng)，皮帶上裝有四個(gè)小立柱，用來固定安全網(wǎng)的環(huán)扣，到達(dá)對側(cè)時(shí)安全網(wǎng)會(huì)自動(dòng)脫落。

（4）控制裝置。本設(shè)備中采用電路控制，變頻電機(jī)的控制開關(guān)放置在工作箱前側(cè)，便于操作。高壓清洗機(jī)出水最高壓力達(dá)250Pa，為實(shí)現(xiàn)出水的高壓，先將自來水（進(jìn)水壓力不小于1Pa）利用三相電機(jī)帶動(dòng)的柱賽泵經(jīng)三級加壓至高壓后，再由高壓噴槍噴出完成清洗。

3 三維建模

采用三維軟件NX10.0，對清洗設(shè)備進(jìn)行了三維建模，如圖3所示。

圖3 裝配圖

通過三維建模對設(shè)備結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，最后設(shè)計(jì)出比較理想的設(shè)備模型。高壓泵放置在一個(gè)配水箱體內(nèi)，沉淀池放置在機(jī)架上，通過排水管與工作箱相連，設(shè)備在清洗和甩干過程中與外界隔絕。

4 應(yīng)用

自動(dòng)安全網(wǎng)清洗設(shè)備應(yīng)用于安全網(wǎng)的清洗、甩干和疊網(wǎng)，采用高壓水清洗，清洗效果非常好。圖4即是清洗設(shè)備工作流程示意圖。該設(shè)備適用于安全網(wǎng)的清洗甩干和疊網(wǎng)，整個(gè)流程在電機(jī)的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化操作，流程中的主要環(huán)節(jié)均設(shè)置有單獨(dú)的開關(guān)控制，為高效清洗提供重要保障。

圖4 清洗流程示意圖

文章設(shè)計(jì)了先進(jìn)的自動(dòng)化安全網(wǎng)清洗設(shè)備，能快速清洗安全網(wǎng)，高效節(jié)能，提高經(jīng)濟(jì)效益。

［1］孫志禮，冷興聚.魏嚴(yán)剛.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.沈陽：東北大學(xué)出版社，2000.

2017黑龍江?。R齊哈爾大學(xué)）大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201710221033）資助。

魏曉斌，男。

通迅作者：蔡有杰，男，副教授，主要研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及控制。