自動安全網清洗設備的研究

魏曉斌，蔡有杰，李仕鋒，于天藝，趙凱，周百通

（齊齊哈爾大學機電工程學院，黑龍江齊齊哈爾161006）

自動安全網清洗設備的研究

魏曉斌，蔡有杰，李仕鋒，于天藝，趙凱，周百通

（齊齊哈爾大學機電工程學院，黑龍江齊齊哈爾161006）

基于對建筑行業安全網清洗工作的需求，設計一種集安全網清洗、甩干、折疊作業于一體的自動化設備。該設備主要由變頻電機、工作箱、高壓泵、配水箱、網狀滾筒、三星輪換向機構、反平行四邊形機構等部分組成；使用高壓水能快速清洗掉混凝土、水泥等建筑垃圾，使安全網在其有效壽命內循環使用，大大減少企業運營成本、節約資源，有效的提高了生產效率，具有較高的實用價值。

安全網；清洗；甩干；疊網

隨著當代社會科技、文化水平的發展以及人們日常生活水平的提高，人們對生活品質的要求越來越高。現代建筑中，安全網廣泛應用于各種建筑工地，能達到全封閉施工，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，降低噪音灰塵污染，達到文明施工，保護環境，美化城市的效果。國家規定安全網使用時必須保持干凈，因此最好每次施工完都清洗一次，及時清理掉混凝土、水泥塊、沙、鋼筋等建筑垃圾。目前國內安全網清洗設備研究很少，安全網清洗設備的可行性由其本身的物理特性（形狀、尺寸、變形、損壞），化學特性（腐蝕）等因素決定。針對安全網的相關特性，開發了一種自動安全網清洗網清洗設備，該設備集安全網清洗、甩干、疊網于一體，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。使安全網在其有效壽命內循環使用，大大減少企業運營成本、節約資源，有效地提高了生產效率，具有較高的實用價值。

1 工作原理

如圖1設備的工作原理為：工作時，首先啟動變頻電機，將安全網環扣套裝在網狀滾筒上的數個小立柱上，安全網通過兩端帶有數個齒的圓弧形壓板固定在網狀滾筒上，然后轉動搖桿，使三行星輪換向機構中的惰輪轉軸上的滾刷與網狀滾筒上的安全網外表面接觸，打開高壓水噴頭，清洗完后，使網狀滾筒慢慢反轉，抬起圓弧形滑板，將安全網經導向輥上的套筒固定在皮帶上的小立柱上，開啟電機，皮帶轉動到達另一端時，安全網的環扣會自動從小立柱上脫落，關閉電機，隨后安全網通過兩個反平行四邊形機構連接的兩個連桿中間時，開啟電機，反平行四邊形機構帶動連桿旋轉，可將安全網疊成長方體形狀，該清洗機可連續工作。

該設備參與運動的部件主要是滾筒，變頻電機通過第一帶傳動機構與網狀滾筒中心軸傳動連接，網狀滾筒設置在工作箱內，惰輪一、惰輪二兩端轉動設置在工作箱對應側壁設有的軌跡槽孔內，滾刷固定套裝在惰輪一輪軸上，搖桿與惰輪一、惰輪二及從動輪的輪軸連接，當搖桿向下搬動時，滾刷外圓面與安裝在網狀滾筒外圓面上的安全網相貼設置；當搖桿向上搬動時，滾刷外圓面與安裝在網狀滾筒外圓面上的安全網相分離設置；高壓泵通過進水管與安裝有多個噴頭的噴頭管連通，滑板與工作箱缺口兩側的滑槽滑動連接，圓弧形壓板工作時，通過數個齒與網狀滾筒上數個齒槽相嚙合來壓緊安全網。

圖1 設備結構簡圖

2 設備主要部件設計

（1）動力裝置。自動安全網清洗設備借助變頻電機輸入，變頻電機通過第一帶傳動機構與網狀滾筒中心軸傳動連接，網狀滾筒設置在工作箱內，工作時人站在工作箱前，通過控制開關來完成人工送網、清洗、刷、甩干和出網的有效對接。變頻電機的選型，可以根據實際生產需要進行選擇。

圖2 滾筒結構圖

（2）執行裝置。網狀滾筒結構，可有效防止清洗及甩干時安全網的脫落，網狀滾筒外圓面的兩側分別設置有一個圓弧形壓板，兩個圓弧形壓板與網狀滾筒外圓面兩側相鄰的一側面均分別加工有數個齒，網狀滾筒外圓面的兩側分別加工有數個齒槽，每個圓弧形壓板工作時，通過其上的數個齒與網狀滾筒上相對應的數個齒槽相嚙合來壓緊安全網，網狀滾筒的外圓周面上固定有四個小立柱一，所述的四個小立柱一呈一字型設置,其間距等于安全網環扣之間的距離；

（3）傳動裝置。該清洗設備共用了三條帶傳動機構，及三星輪換向機構。結合圖1，第一帶傳動機構、第二帶傳動機構用于傳遞動力，來實現滾筒的旋轉運動，三星輪換向機構通過搖桿的下移來實現惰輪與主動輪的嚙合，從而實現滾刷外表面與滾筒外表面接觸，完成洗刷工作。甩干時搖桿上移實現滾筒、滾刷的分離。第三帶傳動機構用于傳送清洗后的安全網，皮帶上裝有四個小立柱，用來固定安全網的環扣，到達對側時安全網會自動脫落。

（4）控制裝置。本設備中采用電路控制，變頻電機的控制開關放置在工作箱前側，便于操作。高壓清洗機出水最高壓力達250Pa，為實現出水的高壓，先將自來水（進水壓力不小于1Pa）利用三相電機帶動的柱賽泵經三級加壓至高壓后，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，對清洗設備進行了三維建模，如圖3所示。

圖3 裝配圖

通過三維建模對設備結構進行調整和改進，最后設計出比較理想的設備模型。高壓泵放置在一個配水箱體內，沉淀池放置在機架上，通過排水管與工作箱相連，設備在清洗和甩干過程中與外界隔絕。

4 應用

自動安全網清洗設備應用于安全網的清洗、甩干和疊網，采用高壓水清洗，清洗效果非常好。圖4即是清洗設備工作流程示意圖。該設備適用于安全網的清洗甩干和疊網，整個流程在電機的帶動下實現半自動化操作，流程中的主要環節均設置有單獨的開關控制，為高效清洗提供重要保障。

圖4 清洗流程示意圖

文章設計了先進的自動化安全網清洗設備，能快速清洗安全網，高效節能，提高經濟效益。

［1］孫志禮，冷興聚.魏嚴剛.機械設計［M］.沈陽：東北大學出版社，2000.

2017黑龍江省（齊齊哈爾大學）大學生創新創業訓練計劃項目（201710221033）資助。

魏曉斌，男。

通迅作者：蔡有杰，男，副教授，主要研究方向：機械設計及控制。