一種淬火感應器自動清洗裝置開發與研制

梁智杰，宋京霏，夏元偉，蔡令軍，梁朋濤，范潔

洛陽法拉地感應設備有限公司 河南洛陽 471000

1 序言

淬火感應器是感應淬火工藝的重要部件，各種零部件的感應淬火工藝需配套相應的感應器，在淬火過程中，感應器容易受到淬火冷卻介質、灰塵等污染。由于受到污染的感應器對后續的曲軸零件感應淬火加工的質量存在一定的影響，因此需對感應器進行清洗。為清洗感應器，目前采用的方法主要是人工清洗，清洗效率低，效果不理想。針對曲軸零件的淬火感應器，需設計一種感應器自動清洗裝置，以減輕操作者的勞動強度，提高工作效率，降低企業的生產成本。

本文以曲軸淬火感應器為例進行研究分析，在淬火過程中，感應器需要對零部件噴射淬火冷卻介質。由于淬火冷卻介質是一種黏稠的液體，容易附著灰塵、油污等其他污染物，噴射后使感應器極易受到污染，影響感應器的使用效果。例如：對某汽車曲軸軸徑進行感應加熱，在感應淬火時，淬火冷卻介質由感應器上部、下部兩個管接頭進入，噴射至曲軸軸頸上，噴射淬火冷卻介質后污染感應器有效圈以及其他部位[1]。受到污染的感應器對后續的曲軸零件感應淬火的質量存在一定的影響，因此需對感應器進行清洗。本文提出一種針對曲軸淬火感應器的自動清洗裝置，以替代人工清洗工作。

2 感應器自動清洗裝置設計

2.1 技術方案

該感應器自動清洗裝置通過采用電動機驅動圓筒毛刷的方法，可使感應器實現自動清洗[2]；通過設計多個感應器固定夾具，可實現同時夾裝多個感應器進行清洗，提高感應器的清洗效率。

圖1為一種感應器自動清洗裝置，其主要由水箱組件、電動機、電動機護罩、水平支撐板、支撐角板、定位傳動機構和車輪組件組成。

圖1 清洗裝置結構

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

水箱為長方形鋼板焊接成的上部開口的箱體結構，其開口端一側設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方形孔，水箱組件的上蓋設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面上部。上蓋下方設置有壓緊板，通過螺栓和上蓋聯接在一起，壓緊板的面積小于上蓋的面積[3]。

圖3 水箱組件左視圖

電動機固定板設置在水箱開口一側的蓋板中部長方形孔的一邊，排水管設置在水箱底部的外面。電動機固定板由兩根方管和一塊側板焊接而成，兩根方管垂直設置在蓋板中部并延伸至水箱底部，使得電動機在電動機固定板上更加牢固，側板中部設置有通過電動機輸出軸的腰形口，并設置有與電動機聯接的螺栓孔。上蓋設置在水箱的上部端口，通過鉸鏈和水箱聯接，實現水箱組件的打開、關閉功能，上蓋的下方設置有壓緊板，通過螺栓和上蓋聯接在一起，通過螺栓還可調節壓緊板的位置來壓緊感應器，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面上部，排水管設置在水箱底部側面，其上設置有手動閥來控制水箱排水。

電動機設置在水箱上部的電動機固定板一端，通過螺栓和電動機固定板聯接，電動機為250W單相減速電動機，帶有調速器，通過鏈輪傳動為清洗裝置提供動力。水平支撐板設置在電動機的正下方，水平支撐板的一側面和水箱的側面連接，支撐角板對稱設置在水平支撐板的下部兩端，支撐角板的一邊固定在水平支撐板上，另一邊固定在水箱的外側面上。電動機護罩由不銹鋼板折彎板焊接成方形殼體，為電動機實施有效防護，護罩上設置有與電動機連接的繼電器開關，電動機的輸出端設置一鏈輪，在水箱一側伸出電動機護罩，向外傳輸動力。

定位傳動機構如圖4所示，包括機架（見圖5）、墊塊、鏈輪、鏈條、自潤滑銅套、軸支座、滾筒刷、支撐橫桿、定位板安裝架和定位板。定位傳動機構通過機架底部的墊塊將該機構安置在水箱內部，機架是由方管焊接而成的長方形框架結構，機架沿長度方向隔成兩個空間，每個空間的兩側中部靠下對稱設置支撐橫桿。

圖4 定位傳動機構

圖5 機架結構

定位板安裝架設置在機架的上端，由不銹鋼方管焊接成與機架上端形狀及尺寸一致的矩形框結構。定位板均布排列，通過螺栓固定在定位板安裝架上，定位板為鋁合金長條板，定位板的長度與機架的長度一致，寬度根據需要清洗的感應器的定位寬度及感應器在定位板安裝架上的排列個數予以確定。定位板的兩端設置有放置感應器的臺階，其長度依據感應器定位處寬度、感應器與臺階間隙予以確定。兩個定位板臺階之間的寬度依據感應器定位處厚度、感應器與兩側臺階的間隙予以確定。

軸支座對稱固定在支撐橫桿的中部，自潤滑銅套安裝在軸支座中心的圓孔中。

滾筒刷兩端軸徑設置在對稱的軸支座上的自潤滑銅套中，在自潤滑銅套中滾動自如，滾筒刷的一端軸徑設置有鏈輪，通過鍵和鏈輪聯接，滾筒刷的長度尺寸，根據需要清洗的感應器的清洗位置厚度、同時清洗的感應器的個數、感應器在定位板安裝架上的排列間隙及感應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器在定位板上定位的位置相對應。

鏈輪通過鏈條和電動機輸出端的鏈輪構成傳動鏈，驅動滾刷筒旋轉進行清洗工作，采用雙鏈輪，分別為兩個滾筒刷傳遞動力。

車輪組件包括兩個萬向輪和兩個直輪，分別安裝在水箱底部的四角，便于自動清洗裝置的移動。墊塊為橡膠材料，均布設置在機架的底部，通過螺栓和機架聯接，墊塊在自動清洗裝置運行中起到緩沖作用，使定位傳動機構在水箱中保持穩定[4]。

感應器自動清洗裝置外觀如圖6所示。

圖6 感應器清洗裝置外觀

2.2 操作使用方法

該感應器清洗裝置的具體配置和使用方法如下：根據需要清洗的感應器，配制自動清洗裝置的相關部件，調整清洗裝置的滾筒刷、定位板等相關部件并制作組裝完成。調整完畢后，打開感應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，再將感應器下端的感應圈端口朝下，感應器的上端放置在定位板安裝架上的定位板臺階中定位，感應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器的上端，與定位板配合將感應器固定好，調整電動機調速按鈕到合適位置，按下自動清洗按鈕，起動電動機運轉，鏈輪通過鏈條帶動兩個滾筒刷轉動，對感應器實施清洗。所有感應器清洗完成后，打開水箱底部的閥門，將污水排凈。

3 使用效果

本文所述自動清洗裝置在生產現場實際使用效果良好，具有以下優點。

1）可同時清洗多個感應器，清洗效率高。

2）由自動化清洗代替人工，可避免人為因素的影響，清洗質量更加穩定可靠。

3）由于清洗效率提高，可降低企業生產成本。

4 結束語

1）在客戶實際的生產使用過程中，感應器自動清洗裝置能夠滿足對于曲軸淬火感應器及其他感應器的清洗要求，所完成淬火的曲軸淬火質量穩定，同時感應器的使用更加穩定，延長了感應器的使用壽命，提高了感應器效率，具有良好的使用效果。

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

3）該感應器自動清洗裝置構思新穎，機構合理，應用可靠，易于制作實施，實現了同時定位安裝多個感應器進行統一清洗，提高了感應器的清洗效率，保證了感應器的使用效果，同時降低了工人勞動強度，減少了企業的生產成本，收到了良好的效果，具有很高的使用價值。

4）該感應器清洗裝置的研制，屬國內首創。