钟 垚

（长安大学工程机械学院，陕西 西安710064）

0 引言

环保设备是指用于控制环境污染、改善环境质量而由生产单位或建筑安装单位制造和建造出来的机械产品、构筑物及系统[1]。在我国的环保投资中，环保机械占据着重要地位，环保机械制造业未来空间广阔。同时，随着当今社会环保节能理念的不断加深，环保机械得到越来越广泛的应用。然而，环保机械金属零件在生产使用的过程中，常常伴随着润滑油等众多无机或有机污物，严重影响产品质量，所以在后续装配加工前，必须对其进行去油污处理[2]。

目前，机械零件的清洗方式主要有人工清洗和机械清洗两种，对于环保设备中的钣金类零部件，主要依靠人工清洗[3]等方式进行除污处理，清洗的效率比较低下，且容易存在除污不完全的问题[4]。由于清洗的质量直接关系到产品功能及寿命[5]，所以笔者拟采用机械清洗的方式，设计一种应用于环保机械零件除污的清洁装置，用以提高除污效率和除污质量。

1 结构设计

1.1 设计要求

为了实现环保机械零件除污高效率、高质量，同时满足除污过程中环保无污染，环保机械零件除污装置的设计应满足以下设计要求：

1）清洗液能均匀喷淋到除污零件表面；

2）机械零部件在除污过程中能快速更换；

3）机械零部件在除污过程中无磨损；

4）除污过程中清洗液能往复循环使用；

5）清洁液在装置中能过滤净化。

1.2 设计方案

机械零件常用的清洗方法有擦洗、煮洗、喷洗、振动清洗和超声清洗等[3]，其中，前两种清洗方式工艺要求较低，方法简单，成本较低，适用范围较广，但清洗质量难以保障，后三种清洗方式在清洗质量和清洗效率等方面都有显著提升。比较这几种清洗方式之间的优缺点，考虑到除污装置的适用范围和成本等因素，笔者拟借鉴振动清洗的方法进行相关设计。振动清洗就是将待清洗的机械零件浸没在清洗液中，利用清洗机的振动来模拟人工刷洗动作，在清洗液的化学作用下去除机械零件表面的油污。

基于振动清洗的基本原理，笔者在振动清洗基础上进行一定程度上的改进，在满足上述设计要求的基础上，参考现有的一些清洁装置模型，设计了一种能够同时满足多个机械零件清洁处理的除污装置。该除污装置整体呈一个箱体结构，所述箱体的顶端固定安装有喷水箱，箱体的底部固定安装有输送泵，输送泵的出口通过三通管与喷水箱两端连通。箱体的侧面开设有安装槽，且安装槽的内部设置有多个清洗盒，清洗盒的底端固定安装有防水型的振动马达。箱体的内部底端固定安装有撑杆，且清洗盒的侧面与箱体、撑杆之间安装有多个弹簧。所述清洗盒的底部设置有多个排液槽，且清洗盒的两侧内壁均设置有多个毛刷。所述喷水箱的底端螺接有多个喷洗管，且喷洗管位于清洗盒的上方。其剖视结构示意图如图1所示。

图1 除污装置剖面结构示意图

所设计除污装置是由多个系统组成的集合体，具有十分优越的工作性能，且操作简单方便，成本低廉，其具体优越性如下：

1）满足多个环保机械零件同时除污处理；

2）机械零件通过插拔式更换，更换简单高效；

3）基于振动清洁方法对零件进行除污，除污质量较高；

4）清洁液能经过过滤净化后循环使用，经济环保。

2 结构分析

由图1可知，笔者在除污装置箱体内安装有多个防水振动马达，通过马达产生的振动作用力带动两侧内壁都嵌有紧密毛刷的清洗盒，其中毛刷起擦洗的作用。在通过清洗盒上方喷洗管喷淋清洗液的状态下，清洗盒的内部毛刷擦洗待清洁零件两侧表面，对插入多个清洗盒中的机械零件同时进行充分除污处理。

为了清洗液能够均匀喷淋在除污机械零件表面，采用一种倒Y型结构的三通管体，且喷洗管底端两管口呈C型结构，在清洗除污过程中，可以保证清洗液尽可能多地喷淋到零件两侧表面，如图1中结构7所示。

此外，为了保证零件在除污过程中无磨损，在清洗盒端部内壁安装有多个缓冲垫，且底部设置为橡胶材质，可以避免零件在振动过程中与清洗盒表面接触磕碰造成损坏，同时，也保证了机械零件清洗除污的质量。清洗盒的剖视结构示意图如图2所示。

图2 清洗盒剖视结构示意图

为了保证除污过程的环保性和经济性，笔者采用输送泵对清洗液进行循环往复使用。为了保障输送泵的安全性和使用寿命，在清洗除污装置底部与输送泵之间设计有向下延伸的收集部，且收集部的内部置有过滤网盒，清洗零件后的清洗液流入到收集部内部，通过内部安装的过滤网盒过滤净化清洗液，便于清洗液的循环利用。且收集部的顶端边缘处设置有矩形环槽，过滤网盒的顶端边缘处卡接于矩形环槽的内部，过滤网盒嵌装在矩形环槽的内部，以避免杂质透过间隙落入到输送泵内部。具体的过滤装置如图3所示。

图3 过滤网盒结构示意图

由图3可知，收集部的侧面设置有清理槽孔，且清理槽孔的内部固定安装有与过滤网盒和收集部稳固连接的封板，过滤网盒的两侧内壁设置有多个插槽，且相邻的两个插槽之间插接有V型结构的过滤网板。从上往下的过滤网板网孔依次减小，装置在清洗零件时，通过安装多个V型结构的过滤网板过滤清洗液，提高对清洗液的净化质量；同时，可以避免杂质透过间隙落入到输送泵内部，以免造成输送泵堵塞。在清洗结束后，将封板打开即可抽出过滤网盒，清理过滤网板表面，操作简单方便，且可以保证循环使用清洗液的清洁度，提高零件除污的质量[6]。

为了保证循环使用的清洗液质量，喷水箱的侧面开设有条形孔，且条形孔的内部固定安装有过滤网兜，条形孔的外侧固定安装有密封板。除污装置在使用时，经过箱体底部过滤网盒过滤净化后的清洗液在输送泵的作用下，从左右两侧管道输送到除污装置顶部的过滤网兜中，经过二次过滤处理后流入喷水箱中，用以循环使用，同时，也用以避免污渍或碎屑喷在零件表面造成划痕，如图1结构5所示。

3 工作流程

除污装置在使用时首先将清洗液注入箱体的喷水器中，然后将需要除污的机械零件插入至清洗盒内部，通过振动马达的振动作用力带动清洗盒，通过清洗盒内壁的毛刷和喷淋到机械零件两表面的清洗液，对内部的待除污零件充分刷洗，操作简单方便。除污后的清洗液经排液槽流入除污装置下方的过滤网盒，利用网盒中的多层V型过滤网板对清洗液进行第一次过滤净化；过滤后的清洗液再通过装置底部的输送泵循环输送到除污装置顶部的过滤网兜中进行二次过滤，再次进入喷水器中进行多次循环使用。利用振动的毛刷配合喷淋的清洗液，可以提高对零件的清洗质量，而且可以通过插拔的方式更换清洗的零件，提高零件除污的效率。

4 结论

笔者设计出了一种应用于环保机械零件的新型除污装置，该装置可以满足多个机械零件同时除污处理。基于振动清洗基本原理，首先运用防水振动马达结合毛刷等部件搭建多个零件可插拔式更换的清洗盒，利用振动马达的振动作用结合清洗液的化学作用对机械零件进行除污处理。再利用输送泵循环往复使用经过过滤净化后的清洗液，满足环保设计要求。所设计的新型除污装置能够实现环保机械零部件高效率、高质量清洁除污，解决了现有除污过程中存在的技术难题，具有很高的实际应用价值。