鐘 垚

（長安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院，陜西 西安710064）

0 引言

環(huán)保設(shè)備是指用于控制環(huán)境污染、改善環(huán)境質(zhì)量而由生產(chǎn)單位或建筑安裝單位制造和建造出來的機(jī)械產(chǎn)品、構(gòu)筑物及系統(tǒng)[1]。在我國的環(huán)保投資中，環(huán)保機(jī)械占據(jù)著重要地位，環(huán)保機(jī)械制造業(yè)未來空間廣闊。同時(shí)，隨著當(dāng)今社會(huì)環(huán)保節(jié)能理念的不斷加深，環(huán)保機(jī)械得到越來越廣泛的應(yīng)用。然而，環(huán)保機(jī)械金屬零件在生產(chǎn)使用的過程中，常常伴隨著潤滑油等眾多無機(jī)或有機(jī)污物，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，所以在后續(xù)裝配加工前，必須對(duì)其進(jìn)行去油污處理[2]。

目前，機(jī)械零件的清洗方式主要有人工清洗和機(jī)械清洗兩種，對(duì)于環(huán)保設(shè)備中的鈑金類零部件，主要依靠人工清洗[3]等方式進(jìn)行除污處理，清洗的效率比較低下，且容易存在除污不完全的問題[4]。由于清洗的質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品功能及壽命[5]，所以筆者擬采用機(jī)械清洗的方式，設(shè)計(jì)一種應(yīng)用于環(huán)保機(jī)械零件除污的清潔裝置，用以提高除污效率和除污質(zhì)量。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)要求

為了實(shí)現(xiàn)環(huán)保機(jī)械零件除污高效率、高質(zhì)量，同時(shí)滿足除污過程中環(huán)保無污染，環(huán)保機(jī)械零件除污裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下設(shè)計(jì)要求：

1）清洗液能均勻噴淋到除污零件表面；

2）機(jī)械零部件在除污過程中能快速更換；

3）機(jī)械零部件在除污過程中無磨損；

4）除污過程中清洗液能往復(fù)循環(huán)使用；

5）清潔液在裝置中能過濾凈化。

1.2 設(shè)計(jì)方案

機(jī)械零件常用的清洗方法有擦洗、煮洗、噴洗、振動(dòng)清洗和超聲清洗等[3]，其中，前兩種清洗方式工藝要求較低，方法簡單，成本較低，適用范圍較廣，但清洗質(zhì)量難以保障，后三種清洗方式在清洗質(zhì)量和清洗效率等方面都有顯著提升。比較這幾種清洗方式之間的優(yōu)缺點(diǎn)，考慮到除污裝置的適用范圍和成本等因素，筆者擬借鑒振動(dòng)清洗的方法進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。振動(dòng)清洗就是將待清洗的機(jī)械零件浸沒在清洗液中，利用清洗機(jī)的振動(dòng)來模擬人工刷洗動(dòng)作，在清洗液的化學(xué)作用下去除機(jī)械零件表面的油污。

基于振動(dòng)清洗的基本原理，筆者在振動(dòng)清洗基礎(chǔ)上進(jìn)行一定程度上的改進(jìn)，在滿足上述設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，參考現(xiàn)有的一些清潔裝置模型，設(shè)計(jì)了一種能夠同時(shí)滿足多個(gè)機(jī)械零件清潔處理的除污裝置。該除污裝置整體呈一個(gè)箱體結(jié)構(gòu)，所述箱體的頂端固定安裝有噴水箱，箱體的底部固定安裝有輸送泵，輸送泵的出口通過三通管與噴水箱兩端連通。箱體的側(cè)面開設(shè)有安裝槽，且安裝槽的內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)清洗盒，清洗盒的底端固定安裝有防水型的振動(dòng)馬達(dá)。箱體的內(nèi)部底端固定安裝有撐桿，且清洗盒的側(cè)面與箱體、撐桿之間安裝有多個(gè)彈簧。所述清洗盒的底部設(shè)置有多個(gè)排液槽，且清洗盒的兩側(cè)內(nèi)壁均設(shè)置有多個(gè)毛刷。所述噴水箱的底端螺接有多個(gè)噴洗管，且噴洗管位于清洗盒的上方。其剖視結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

圖1 除污裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖

所設(shè)計(jì)除污裝置是由多個(gè)系統(tǒng)組成的集合體，具有十分優(yōu)越的工作性能，且操作簡單方便，成本低廉，其具體優(yōu)越性如下：

1）滿足多個(gè)環(huán)保機(jī)械零件同時(shí)除污處理；

2）機(jī)械零件通過插拔式更換，更換簡單高效；

3）基于振動(dòng)清潔方法對(duì)零件進(jìn)行除污，除污質(zhì)量較高；

4）清潔液能經(jīng)過過濾凈化后循環(huán)使用，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

2 結(jié)構(gòu)分析

由圖1可知，筆者在除污裝置箱體內(nèi)安裝有多個(gè)防水振動(dòng)馬達(dá)，通過馬達(dá)產(chǎn)生的振動(dòng)作用力帶動(dòng)兩側(cè)內(nèi)壁都嵌有緊密毛刷的清洗盒，其中毛刷起擦洗的作用。在通過清洗盒上方噴洗管噴淋清洗液的狀態(tài)下，清洗盒的內(nèi)部毛刷擦洗待清潔零件兩側(cè)表面，對(duì)插入多個(gè)清洗盒中的機(jī)械零件同時(shí)進(jìn)行充分除污處理。

為了清洗液能夠均勻噴淋在除污機(jī)械零件表面，采用一種倒Y型結(jié)構(gòu)的三通管體，且噴洗管底端兩管口呈C型結(jié)構(gòu)，在清洗除污過程中，可以保證清洗液盡可能多地噴淋到零件兩側(cè)表面，如圖1中結(jié)構(gòu)7所示。

此外，為了保證零件在除污過程中無磨損，在清洗盒端部內(nèi)壁安裝有多個(gè)緩沖墊，且底部設(shè)置為橡膠材質(zhì)，可以避免零件在振動(dòng)過程中與清洗盒表面接觸磕碰造成損壞，同時(shí)，也保證了機(jī)械零件清洗除污的質(zhì)量。清洗盒的剖視結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 清洗盒剖視結(jié)構(gòu)示意圖

為了保證除污過程的環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)性，筆者采用輸送泵對(duì)清洗液進(jìn)行循環(huán)往復(fù)使用。為了保障輸送泵的安全性和使用壽命，在清洗除污裝置底部與輸送泵之間設(shè)計(jì)有向下延伸的收集部，且收集部的內(nèi)部置有過濾網(wǎng)盒，清洗零件后的清洗液流入到收集部內(nèi)部，通過內(nèi)部安裝的過濾網(wǎng)盒過濾凈化清洗液，便于清洗液的循環(huán)利用。且收集部的頂端邊緣處設(shè)置有矩形環(huán)槽，過濾網(wǎng)盒的頂端邊緣處卡接于矩形環(huán)槽的內(nèi)部，過濾網(wǎng)盒嵌裝在矩形環(huán)槽的內(nèi)部，以避免雜質(zhì)透過間隙落入到輸送泵內(nèi)部。具體的過濾裝置如圖3所示。

圖3 過濾網(wǎng)盒結(jié)構(gòu)示意圖

由圖3可知，收集部的側(cè)面設(shè)置有清理槽孔，且清理槽孔的內(nèi)部固定安裝有與過濾網(wǎng)盒和收集部穩(wěn)固連接的封板，過濾網(wǎng)盒的兩側(cè)內(nèi)壁設(shè)置有多個(gè)插槽，且相鄰的兩個(gè)插槽之間插接有V型結(jié)構(gòu)的過濾網(wǎng)板。從上往下的過濾網(wǎng)板網(wǎng)孔依次減小，裝置在清洗零件時(shí)，通過安裝多個(gè)V型結(jié)構(gòu)的過濾網(wǎng)板過濾清洗液，提高對(duì)清洗液的凈化質(zhì)量；同時(shí)，可以避免雜質(zhì)透過間隙落入到輸送泵內(nèi)部，以免造成輸送泵堵塞。在清洗結(jié)束后，將封板打開即可抽出過濾網(wǎng)盒，清理過濾網(wǎng)板表面，操作簡單方便，且可以保證循環(huán)使用清洗液的清潔度，提高零件除污的質(zhì)量[6]。

為了保證循環(huán)使用的清洗液質(zhì)量，噴水箱的側(cè)面開設(shè)有條形孔，且條形孔的內(nèi)部固定安裝有過濾網(wǎng)兜，條形孔的外側(cè)固定安裝有密封板。除污裝置在使用時(shí)，經(jīng)過箱體底部過濾網(wǎng)盒過濾凈化后的清洗液在輸送泵的作用下，從左右兩側(cè)管道輸送到除污裝置頂部的過濾網(wǎng)兜中，經(jīng)過二次過濾處理后流入噴水箱中，用以循環(huán)使用，同時(shí)，也用以避免污漬或碎屑噴在零件表面造成劃痕，如圖1結(jié)構(gòu)5所示。

3 工作流程

除污裝置在使用時(shí)首先將清洗液注入箱體的噴水器中，然后將需要除污的機(jī)械零件插入至清洗盒內(nèi)部，通過振動(dòng)馬達(dá)的振動(dòng)作用力帶動(dòng)清洗盒，通過清洗盒內(nèi)壁的毛刷和噴淋到機(jī)械零件兩表面的清洗液，對(duì)內(nèi)部的待除污零件充分刷洗，操作簡單方便。除污后的清洗液經(jīng)排液槽流入除污裝置下方的過濾網(wǎng)盒，利用網(wǎng)盒中的多層V型過濾網(wǎng)板對(duì)清洗液進(jìn)行第一次過濾凈化；過濾后的清洗液再通過裝置底部的輸送泵循環(huán)輸送到除污裝置頂部的過濾網(wǎng)兜中進(jìn)行二次過濾，再次進(jìn)入噴水器中進(jìn)行多次循環(huán)使用。利用振動(dòng)的毛刷配合噴淋的清洗液，可以提高對(duì)零件的清洗質(zhì)量，而且可以通過插拔的方式更換清洗的零件，提高零件除污的效率。

4 結(jié)論

筆者設(shè)計(jì)出了一種應(yīng)用于環(huán)保機(jī)械零件的新型除污裝置，該裝置可以滿足多個(gè)機(jī)械零件同時(shí)除污處理?；谡駝?dòng)清洗基本原理，首先運(yùn)用防水振動(dòng)馬達(dá)結(jié)合毛刷等部件搭建多個(gè)零件可插拔式更換的清洗盒，利用振動(dòng)馬達(dá)的振動(dòng)作用結(jié)合清洗液的化學(xué)作用對(duì)機(jī)械零件進(jìn)行除污處理。再利用輸送泵循環(huán)往復(fù)使用經(jīng)過過濾凈化后的清洗液，滿足環(huán)保設(shè)計(jì)要求。所設(shè)計(jì)的新型除污裝置能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)保機(jī)械零部件高效率、高質(zhì)量清潔除污，解決了現(xiàn)有除污過程中存在的技術(shù)難題，具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。