CN108927367A - 用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置，包括清洗箱，清洗箱内设置有工件支承机构、射流清洗机构；射流清洗机构包括喷嘴安装架，喷嘴安装架悬吊设置在轧辊类零件的上方，喷嘴安装架顶端滑动设置在横梁上，横梁沿前后方向延伸且横梁的前后两端分别滑动设置在两个主导轨上，主导轨沿左右方向延伸，喷嘴安装架能在左右方向、前后方向、竖直方向上移动，喷嘴安装架呈向上凸起的弧形，喷嘴安装架内侧设有多个高压射流喷嘴，高压射流喷嘴能沿径向伸缩；清洗箱一侧连接有清洗液循环装置，清洗液循环装置用于对从清洗箱排出的清洗液过滤后再送入清洗箱内供射流清洗机构循环使用。本发明的优点：可产业化、清洗效率高。

Description

用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置

技术领域

本发明涉及一种用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置。

背景技术

大型冶金轧辊类零件是轧机上使金属产生连续塑性变形的主要工作部件和工具，退役大型冶金轧辊类零件具有可再制造性好，再制造价值高等特点，已经引起了国内外科研机构以及大型冶金装备制造企业的广泛关注。

退役大型冶金轧辊类零件表面污物主要由防锈油、锈蚀物及其他固体污物组成，由于大型冶金轧辊类零件尺寸长、质量大，且污物与轧辊类零件结合紧密，分离十分困难，导致实现高效清洗难度较大。

对于退役大型冶金轧辊类零件再制造前的清洗，可以直接目前基本上都采用人工清洗的方法，此种方式操作复杂、劳动强度大，导致清洗周期长、效率低、成本高，此外，该方法难以保证清洗效果、清洗液循环利用率低，导致再制造熔覆层与工件表面结合层质量难以得到保证。

而目前市场上存着的少量轧辊清洗设备都存在着缺陷，例如：没有设计清洗液循环系统，清洗液浪费程度大；无法实现对阶梯轴轧辊类零件的整体清洗；应用范围较窄，无法适应不同尺寸工件。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种可产业化、清洗效率高的用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置。

本发明是通过以下技术方案实现的：

用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置，包括清洗箱，所述清洗箱内设置有工件支承机构、射流清洗机构；

所述工件支承机构包括左右两个支承单元，每个支承单元包括前后并排设置的两个支承旋转托辊，通过左右两个支承单元对轧辊类零件的两端进行支承；两个支承单元其中一个为固定支承单元，另一个为移动支承单元，所述移动支承单元能沿着左右方向移动；

所述射流清洗机构包括喷嘴安装架，所述喷嘴安装架悬吊设置在轧辊类零件的上方，所述喷嘴安装架顶端滑动设置在横梁上，所述横梁沿前后方向延伸且横梁的前后两端分别滑动设置在两个主导轨上，所述主导轨沿左右方向延伸，通过第一驱动机构驱动喷嘴安装架沿着横梁前后移动，通过第二驱动机构驱动横梁沿着两个主导轨左右移动，通过所述喷嘴安装架顶端的升降驱动机构驱动喷嘴安装架沿竖直方向上下移动，所述喷嘴安装架呈向上凸起的弧形，所述喷嘴安装架内侧设有多个高压射流喷嘴，所述高压射流喷嘴能在往复运动机构的作用下沿所述喷嘴安装架的径向方向伸缩；

所述清洗箱一侧连接有清洗液循环装置，所述清洗液循环装置用于对从清洗箱排出的清洗液过滤后再送入清洗箱内供射流清洗机构循环使用。

进一步的，所述清洗液循环装置包括两个集液箱，两个集液箱分别设置在清洗箱两侧，两个集液箱内分别装不同的清洗液，每个集液箱内被一个过滤器分隔为集液槽和循环槽，所述清洗箱一侧底部设有排水管，所述排水管位于集液槽上方，循环槽外侧设有高压射流发生装置，所述高压射流发生装置通过射流输送管与多个高压射流喷嘴连接，通过高压射流发生装置将循环槽内的清洗液送入射流输送管中。

进一步的，所述升降驱动机构包括升降气缸，所述升降气缸的活塞杆竖直向下延伸且与喷嘴安装架顶端相连接；所述第一驱动机构包括第一电机、第一丝杠、第一滑块，所述第一丝杠转动设置在横梁上且沿前后方向延伸，所述第一电机的输出轴与第一丝杠端部连接，所述第一滑块套装在所述第一丝杠上且与第一丝杠螺纹配合，所述第一滑块底端与升降气缸的缸体顶端相连接；所述第二驱动机构包括第二电机、第二丝杠、第二滑块，所述第二丝杠转动设置在其中一个主导轨上且沿左右方向延伸，所述第二电机的输出轴与第二丝杠端部连接，所述第二滑块套装在所述第二丝杠上且与第二丝杠螺纹配合，所述第二滑块与横梁的一端相连接。

进一步的，所述主导轨两端分别设有限位开关。

进一步的，所述喷嘴安装架内侧设有测距传感器，用于测量喷嘴安装架内侧与轧辊类零件表面的距离。

进一步的，所述移动支承单元包括移动支承底座、支承导轨、支承锁紧条、第三驱动电机、移动轮，两个支承旋转托辊转动设置在移动支承底座上，所述移动轮设置在移动支承底座底部，所述移动支承底座通过底部的移动轮滑动设置在支承导轨上，所述支承导轨和支承锁紧条均沿左右方向延伸，所述支承锁紧条位于支承导轨的一侧，所述支承锁紧条上沿左右方向开有多个定位孔，通过定位销穿过所述移动支承底座后旋入定位孔中，实现对移动支承底座的定位，所述第三电机与移动轮传动连接。

进一步的，所述固定支承单元连接有第三驱动机构，所述第三驱动机构包括第四电机、第一减速箱、传动箱、两个第一托辊驱动轴，所述第四电机的输出轴与第一减速箱的输入端相连接，所述第一减速箱的输出端与传动箱的输入端相连接，两个第一托辊驱动轴从所述传动箱的两个输出端伸出，所述固定支承单元的两个支承旋转托辊分别固定套装在两个第一托辊驱动轴上。

进一步的，所述移动支承单元连接有第四驱动机构，所述第四驱动机构包括第五电机、第二减速箱、第二托辊驱动轴，所述第五电机的输出轴与第二减速箱的输入端相连接，所述第二减速箱的输出端通过一个接长杆与第二托辊驱动轴相连接，所述移动支承单元的其中一个支承旋转托辊固定套装在第二托辊驱动轴上。

进一步的，所述清洗箱顶部开口处设置有开合式顶盖。

进一步的，所述清洗装置还包括烘干机构，所述烘干机构包括两个烘干器，两个烘干器分别设置在清洗箱前后内侧壁上。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1、本发明中采用高压射流对退役大型冶金轧辊类零件表面污物清洗，高压射流可有效清洗退役大型冶金轧辊类零件表面防锈油、锈蚀物及其他固体污物，与传统人工清洗相比扩大了污染物清洗种类，提高了清洗效果和清洗效率；

2、本发明中清洗过程在箱体式清洗箱内部进行，有效减小VOC排放，提高清洗过程的环保性；

3、本发明中工件支承机构采用可移动方式，通过调节移动支承单元的位置来适应不同尺寸工件；

4、本发明中高压射流喷嘴可通过往复运动机构实现清洗靶距调节，并利用测距传感器进行实时反馈，实现清洗靶距在线调节，提高清洗效率和清洗效果；

5、本发明中高压射流发生装置可调节清洗压力，可针对退役大型冶金轧辊类零件表面污染状况调节射流压力；

6、本发明中清洗液循环装置可实现清洗液循环使用，大幅减小清洗成本，提高整机的环保性；

7、本发明中清洗剂可为清水、煤油等，也可添加清洗剂、清洗磨粒等，可针对工件不同的污染状况选择清洗剂，提高清洗效率和清洗效果；

8、本发明中烘干器实现清洗工艺与烘干工艺一体化，避免清洗后再烘干及工件二次氧化；

9、本发明中大型冶金轧辊类零件再制造高压射流清洗装置结构形式多样、清洗液可循环，自动化程度高，可产业化应用于退役大型冶金轧辊类或传动轴类零件再制造清洗。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图；

图2是本发明的去除清洗箱外壳后的结构示意图；

图3是本发明的工件支承机构示意图；

图4是本发明的移动支承底座的立体结构示意图；

图5是本发明的喷嘴支架结构示意图。

图中标号：1清洗箱、2固定支承单元、3移动支承单元、4喷嘴安装架、5轧辊类零件、6横梁、7主导轨、8升降驱动机构、9高压射流喷嘴、10往复运动机构、11集液箱、12循环槽、13集液槽、14过滤器、15排水管、16高压射流发生装置、17射流输送管、18第一电机、19第一丝杠、20第一滑块、21第二电机、22第二丝杠、23第二滑块、24限位开关、25测距传感器、26移动支承底座、27支承导轨、28支承锁紧条、29第三电机、30移动轮、31支承旋转托辊、32定位孔、33定位销、34第四电机、35第一减速箱、36传动箱、37第一托辊驱动轴、38第五电机、39第二减速箱、40接长杆、41第二托辊驱动轴、42开合式顶盖、43烘干器。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

参见图1至图3，本实施例公开了一种用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置，包括清洗箱1，清洗箱1内设置有工件支承机构、射流清洗机构，

参见图2、图3，工件支承机构包括左右两个支承单元，每个支承单元包括前后并排设置的两个支承旋转托辊31，通过左右两个支承单元对轧辊类零件5的两端进行支承；两个支承单元其中一个为固定支承单元2，另一个为移动支承单元3，移动支承单元3能沿着左右方向移动；

参见图1、图2、图5，射流清洗机构包括喷嘴安装架4，喷嘴安装架4悬吊设置在轧辊类零件5的上方，喷嘴安装架4顶端滑动设置在横梁6上，横梁6沿前后方向延伸且横梁6的前后两端分别滑动设置在两个主导轨7上，主导轨7沿左右方向延伸，通过第一驱动机构驱动喷嘴安装架4沿着横梁6前后移动，通过第二驱动机构驱动横梁6沿着两个主导轨7左右移动，通过喷嘴安装架4顶端的升降驱动机构8驱动喷嘴安装架4沿竖直方向上下移动，喷嘴安装架4呈向上凸起的弧形，喷嘴安装架4内侧设有多个高压射流喷嘴9，高压射流喷嘴9能在往复运动机构10的作用下沿喷嘴安装架4的径向方向伸缩，往复运动机构10可采用气缸或丝杠螺母等机构。

参见图1、图2，清洗箱1一侧连接有清洗液循环装置，清洗液循环装置用于对从清洗箱1排出的清洗液过滤后再送入清洗箱1内供射流清洗机构循环使用。清洗液循环装置包括两个集液箱11，两个集液箱11分别设置在清洗箱1两侧，两个集液箱11内分别装不同的清洗液，每个集液箱11内被一个过滤器14分隔为集液槽13和循环槽12，清洗箱1一侧底部设有排水管15，排水管15位于集液槽13上方，循环槽12外侧设有高压射流发生装置16，高压射流发生装置16通过射流输送管17与多个高压射流喷嘴9连接，通过高压射流发生装置16将循环槽12内的清洗液送入射流输送管17中。清洗液循环装置实现清洗液循环使用，大幅减小清洗成本，提高整机的环保性。

参见图1、图2，升降驱动机构8包括升降气缸、丝杆螺母等，升降气缸的活塞杆竖直向下延伸且与喷嘴安装架4顶端相连接；第一驱动机构包括第一电机18、第一丝杠19、第一滑块20，第一丝杠19转动设置在横梁6上且沿前后方向延伸，第一电机18的输出轴与第一丝杠19端部连接，第一滑块20套装在第一丝杠19上且与第一丝杠19螺纹配合，第一滑块20底端与升降气缸的缸体顶端相连接；第二驱动机构包括第二电机21、第二丝杠22、第二滑块23，第二丝杠22转动设置在其中一个主导轨7上且沿左右方向延伸，第二电机21的输出轴与第二丝杠22端部连接，第二滑块23套装在第二丝杠22上且与第二丝杠22螺纹配合，第二滑块23与横梁6的一端相连接。

主导轨7两端分别设有限位开关24。

参见图2、图5，喷嘴安装架4内侧设有测距传感器25，用于测量喷嘴安装架4内侧与轧辊类零件5表面的距离。测距传感器25测得射流喷头12与轧辊类零件5间的距离，并反馈至往复运动机构10，调节高压射流喷嘴9与轧辊类零件5间的清洗靶距，使其始终维持在最优靶距h。

参见图1、图3，移动支承单元3包括移动支承底座26、支承导轨27、支承锁紧条28、第三电机29、移动轮30，两个支承旋转托辊31转动设置在移动支承底座26上，移动轮30设置在移动支承底座26底部，移动支承底座26通过底部的移动轮30滑动设置在支承导轨27上，支承导轨27和支承锁紧条28均沿左右方向延伸，支承锁紧条28位于支承导轨27的一侧，支承锁紧条28上沿左右方向开有多个定位孔32，通过定位销33穿过移动支承底座26后旋入定位孔32中，实现对移动支承底座26的定位，第三电机29与移动轮30传动连接。调节移动支承单元3可适应不同尺寸工件。

参见图1、图3，固定支承单元2连接有第三驱动机构，第三驱动机构包括第四电机34、第一减速箱35、传动箱36、两个第一托辊驱动轴37，第四电机34的输出轴与第一减速箱35的输入端相连接，第一减速箱35的输出端与传动箱36的输入端相连接，两个第一托辊驱动轴37从传动箱36的两个输出端伸出，固定支承单元2的两个支承旋转托辊31分别固定套装在两个第一托辊驱动轴37上。

参见图3、图4，移动支承单元3连接有第四驱动机构，第四驱动机构包括第五电机38、第二减速箱39、第二托辊驱动轴41，第五电机38的输出轴与第二减速箱39的输入端相连接，第二减速箱39的输出端通过一个接长杆40与第二托辊驱动轴41相连接，移动支承单元3的其中一个支承旋转托辊31固定套装在第二托辊驱动轴41上。

参见图1、图3，清洗箱1顶部开口处设置有开合式顶盖42，使清洗过程在箱体式清洗室内部进行，有效减小VOC排放，提高清洗过程的环保性。清洗装置还包括烘干机构，烘干机构包括两个烘干器43，两个烘干器43分别设置在清洗箱1前后内侧壁上，实现清洗工艺与烘干工艺一体化，避免清洗后再烘干及工件二次氧化。

本实施例公开的高压射流清洗装置的工作过程如下：

首先，根据轧辊类零件5尺寸，通过第三电机29调整移动支承单元3位置，喷嘴安装架4移动至主导轨7两端，利用起重装置将待清洗轧辊类零件5放至固定支承单元2和移动支承单元3上方，调节升降驱动机构8和第二滑块23位置使喷嘴安装架4与轧辊类零件5同心。高压射流发生装置16输入端将循环槽12内清洗液吸入，清洗液经过高压射流发生装置16输出端和射流输送管17进入高压射流喷嘴9，喷出合适压力的清洗液，喷嘴安装架4从主导轨7两端向中间移动，移动过程中喷嘴安装架4上设置的测距传感器25测得高压射流喷嘴9与轧辊类零件5间的距离，并反馈至往复运动机构10，通过往复运动机构10调节高压射流喷嘴9与轧辊类零件5间的清洗靶距，使其始终维持在最优靶距h。喷嘴安装架4移动到中央时，第四电机34通过第一减速箱35、传动箱36和第一托辊驱动轴37驱动固定支承单元2上的支承旋转托辊31旋转，在支承旋转托辊31摩擦力作用下轧辊类零件5旋转180度，如果轧辊类零件5尺寸较大则同时启用第五电机38通过第二减速箱39、接长杆40和第二托辊驱动轴41驱动移动支承单元3上的支承旋转托辊31，旋转完成后，喷嘴安装架4从主导轨7中点向两端移动，即完成轧辊类零件5再制造前的清洗工作；清洗后的清洗液经过排水管15流入集液槽13，然后通过过滤器14流入循环槽12，循环利用清洗液，清洗工序完成后通过烘干器43烘干工件完成清洗过程，清洗完成利用起重装置将清洗完成的轧辊类零件5吊出。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置，其特征在于：包括清洗箱，所述清洗箱内设置有工件支承机构、射流清洗机构；

所述工件支承机构包括左右两个支承单元，每个支承单元包括前后并排设置的两个支承旋转托辊，通过左右两个支承单元对轧辊类零件的两端进行支承；两个支承单元其中一个为固定支承单元，另一个为移动支承单元，所述移动支承单元能沿着左右方向移动；

所述射流清洗机构包括喷嘴安装架，所述喷嘴安装架悬吊设置在轧辊类零件的上方，所述喷嘴安装架顶端滑动设置在横梁上，所述横梁沿前后方向延伸且横梁的前后两端分别滑动设置在两个主导轨上，所述主导轨沿左右方向延伸，通过第一驱动机构驱动喷嘴安装架沿着横梁前后移动，通过第二驱动机构驱动横梁沿着两个主导轨左右移动，通过所述喷嘴安装架顶端的升降驱动机构驱动喷嘴安装架沿竖直方向上下移动，所述喷嘴安装架呈向上凸起的弧形，所述喷嘴安装架内侧设有多个高压射流喷嘴，所述高压射流喷嘴能在往复运动机构的作用下沿所述喷嘴安装架的径向方向伸缩；

所述清洗箱一侧连接有清洗液循环装置，所述清洗液循环装置用于对从清洗箱排出的清洗液过滤后再送入清洗箱内供射流清洗机构循环使用。

2.如权利要求1所述的用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置，其特征在于：所述清洗液循环装置包括两个集液箱，两个集液箱分别设置在清洗箱两侧，两个集液箱内分别装不同的清洗液，每个集液箱内被一个过滤器分隔为集液槽和循环槽，所述清洗箱一侧底部设有排水管，所述排水管位于集液槽上方，循环槽外侧设有高压射流发生装置，所述高压射流发生装置通过射流输送管与多个高压射流喷嘴连接，通过高压射流发生装置将循环槽内的清洗液送入射流输送管中。

3.如权利要求1所述的用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置，其特征在于：所述升降驱动机构包括升降气缸，所述升降气缸的活塞杆竖直向下延伸且与喷嘴安装架顶端相连接；所述第一驱动机构包括第一电机、第一丝杠、第一滑块，所述第一丝杠转动设置在横梁上且沿前后方向延伸，所述第一电机的输出轴与第一丝杠端部连接，所述第一滑块套装在所述第一丝杠上且与第一丝杠螺纹配合，所述第一滑块底端与升降气缸的缸体顶端相连接；所述第二驱动机构包括第二电机、第二丝杠、第二滑块，所述第二丝杠转动设置在其中一个主导轨上且沿左右方向延伸，所述第二电机的输出轴与第二丝杠端部连接，所述第二滑块套装在所述第二丝杠上且与第二丝杠螺纹配合，所述第二滑块与横梁的一端相连接。

4.如权利要求1所述的用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置，其特征在于：所述主导轨两端分别设有限位开关。

5.如权利要求1所述的用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置，其特征在于：所述喷嘴安装架内侧设有测距传感器，用于测量喷嘴安装架内侧与轧辊类零件表面的距离。

6.如权利要求1所述的用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置，其特征在于：所述移动支承单元包括移动支承底座、支承导轨、支承锁紧条、第三驱动电机、移动轮，两个支承旋转托辊转动设置在移动支承底座上，所述移动轮设置在移动支承底座底部，所述移动支承底座通过底部的移动轮滑动设置在支承导轨上，所述支承导轨和支承锁紧条均沿左右方向延伸，所述支承锁紧条位于支承导轨的一侧，所述支承锁紧条上沿左右方向开有多个定位孔，通过定位销穿过所述移动支承底座后旋入定位孔中，实现对移动支承底座的定位，所述第三电机与移动轮传动连接。

7.如权利要求1所述的用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置，其特征在于：所述固定支承单元连接有第三驱动机构，所述第三驱动机构包括第四电机、第一减速箱、传动箱、两个第一托辊驱动轴，所述第四电机的输出轴与第一减速箱的输入端相连接，所述第一减速箱的输出端与传动箱的输入端相连接，两个第一托辊驱动轴从所述传动箱的两个输出端伸出，所述固定支承单元的两个支承旋转托辊分别固定套装在两个第一托辊驱动轴上。

8.如权利要求7所述的用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置，其特征在于：所述移动支承单元连接有第四驱动机构，所述第四驱动机构包括第五电机、第二减速箱、第二托辊驱动轴，所述第五电机的输出轴与第二减速箱的输入端相连接，所述第二减速箱的输出端通过一个接长杆与第二托辊驱动轴相连接，所述移动支承单元的其中一个支承旋转托辊固定套装在第二托辊驱动轴上。

9.如权利要求1所述的用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置，其特征在于：所述清洗箱顶部开口处设置有开合式顶盖。

10.如权利要求1所述的用于中大型冶金轧辊类零件再制造的高压射流清洗装置，其特征在于：所述清洗装置还包括烘干机构，所述烘干机构包括两个烘干器，两个烘干器分别设置在清洗箱前后内侧壁上。