设计单位：天实中美(北京) 科技有限公司 方案文件
金属材料网带式全自动超声清洗烘干线
技 术 方 案 书
For: 河北城大金属集团有限公司 设计单位：天实中美(北京) 科技有限公司
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金属材料网带式全自动超声清洗烘干线方案书-专用技术文件
一、设计依据和说明
方案是天实中美（北京）科技有限公司依据河北城大金属集团有限公司提供的“金属材料超声波清洗烘干技术要求”而设计的。本方案为全封闭通过式全自动超声波清洗烘干生产线。上下料在生产的两端，操作工人在生产时进行自动上料布料装置操作。生产线的排布是按照确定的工艺流程来进行设计的，该布局本着操作方便、节省场地、物流合理、便于维修、经济适用等原则进行设计的，根据要求，生产线的电控部分放在整个生产线的一端，以免腐蚀柜体损坏电器元件，以减少电气故障的发生。
整线为全封闭设计，全线采用拼装式机架设计，主副槽体、管道、阀门、泵、喷淋通道内壁、网带均采用耐相应腐蚀介质的不锈钢材质；喷淋泵采用不锈钢泵；喷淋室设有可开闭的观察窗。方便用户观察生产线以及零件的运行情况，非操作侧配有配有预留的维修门，方便维修和维护。并且在整个封闭室的顶端设置有总的排风口，将通道内的废气，水蒸气等全部集到总风道，集中进行处理和排放，这样不仅生产线整洁合理，而且防止了车间灰尘对工件的二次污染，充分利用了场地。整个生产线在管路设计、电气控制、原材料及原器件的选择等方面作了独特处理，竭力为贵公司营造一个清洁、污染少、高效、高品质的清洗工作环境。
本机是针对金属材料生产合金炉料前清洗要求而设计的一款环保型全自动水基超声喷淋清洗喷淋烘干设备。系统引入超声波清洗、喷淋清洗技术，智能化的控制系统，通过网带传动方式实现连续通过式作业。设备主体采用自动上料布料系统、退磁系统、超声波清洗、喷淋漂洗方式，配合热风干燥系统实现对具有复杂结构的零部件内外表面较高的清洗要求。该机整体全部封闭，采用PLC 可编程控制器及变频调速控制。
本生产线建成后，将处于国内同类型生产线的一流水平。
二、方案编制依据和生产纲领
天实中美（北京）科技有限公司是一家专业从事超声波清洗设备、电镀生产线和表面处理设备的研发，制造，销售和服务于一体的高新技术企业。公司把超声波的理念引入到清洗领域，并一直致力于超声波清洗设备稳定、高效等方面的研究和升级。公司座落于首都北京，在广州和武汉，重庆设有销售服务公司。凭借先进的技术实力和得天独厚的地理优势，公司得到了快速而健康的发展，产品不仅广泛的销售于全国各地，得到广大用户的好评。公司目前生产十几种系列的单槽、多槽式超声波清洗机；以及丰富的 半自动化，全自动化系列的超声波清洗设备和电镀生产线，并可根据各行业客户对清洗工艺和电镀生产工艺的需求，设计制造各种非标准超声波清洗设备和电镀生产设备。产品广泛应用于汽车发动机制造与维修、五金零件、航空航天机械、国防军工、轴承零件、医疗器械、新材料、真空镀膜及各种表面处理行业的专用清洗和电镀工艺。
公司全体员工秉着“品质铸就实力，服务成就品牌”的宗旨愿和新老客户共同开发研究新的产品，服务社会。
设备整体技术达到国内目前同行业先进水平，我公司采用国际、国内目前先进而成熟的、稳定可靠的技术、设备及材料。清洗机在满足工艺质量要求的基础上尽可能地节水、节电。所有机械、电器、控制装置仪器、仪表、以及各工作槽、加热、排风、超声波系统、输送系统、易于维修、更换。生产线的工艺设备均有设置安全、环保、劳保等措施，符合国家电器设备的安全、焊接质量的规定、安全、防爆等有关标准要求。
设计制造过程中，严格按照ISO9001质量体系认证的程序文件进行质量控制。
设计制造符合国家及相关行业标准以及以下标准要求。 GB21900-2008《电镀污染物排放标准》 HJT314-2006《清洁生产标准 电镀行业》
GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50184-93《工业金属管道工程质量检验评定标准》 GB12348-90《工业企业界的噪声标准》 GB12265-90《机械防护安全距离》
GB50254–1996《电气装置安装工程低压电器施工及验收规程》 我公司已通过：
质量管理体系认证GB/T19001-2008——ISO 9001：2008标准 环境管理体系认证GB/T24001-2004——ISO 14001：2004标准
根据贵公司提供的产品零件实物和“生产线设计技术要求”所提供的生产纲领、工作班制、工件尺寸、工件重量等参数设计本方案 1． 编制依据：
a. GB12348-90 工业企业界的噪声标准 b. GB21900-2008 电镀污染物排放标准 c. GB12801-91 生产过程安全、卫生要求总则 d. GB12265-90 机械防护安全距离
e. GB50254–1996 电气装置安装工程低压电器施工及验收规程 2． 生产纲领： a. 要求产量：Kg /年
b. 工件最大外形尺寸： mm，Kg /件，金属材质零件。 c. 工艺要求：退磁--超声波清洗--喷淋热水清洗—热风烘干。 3． 工作班制
4． 生产周期和产量计算 ：
链速0.5m/min,产能件/分，产量计算：Kg /年。 5． 传动形式：通过式不锈钢网带，行走速度，0.5米/分钟. 6． 设备组成：
采用自动上料、布料装置、退磁装置、不锈钢槽体，PLC 控制系统，循环过滤系统，喷淋系统，热风烘干装置，水雾回收系统，槽温显示及控制系统、不锈钢网带及网带输送系统。
7． 生产线整体尺寸（含附属设备）：16.0*3.0*2.8米（长*宽*高）。
四、 工 艺 流 程 表
五、生产线工艺配置表（另见下页附表）
六、生产线设备配置和结构介绍
通过式清洗烘干生产线是水基的超声波清洗方式将工件表面上的油污、油漆杂质抛落，达到零件表面光洁度的要求，生产线的传动、清洗液的选定和装置的设计是整个生产线和产品质量的关键。 1. 上进料:
操作者将被清洗工件放置上料斗内，自动链式架通过自动提升装置将上料斗置于布料除渣装置上方，将上料斗内的被清洗工件放置到布料除渣装置内后，自动布料除渣装置开始工作，将零件通过振动筛装置，筛除废渣后，经布料系统，被清洗工件均匀地平铺落在传动的不锈钢网带上，不锈钢网带由变频调速器控制的传动系统驱动不锈钢滚子连续运转，运载工件依次进入各工位（退磁→超声波化学除油→喷淋水洗→热风烘干→出料）。
2. 退磁：工件从上料区自动输送至退磁线圈内对工件进行退磁，经过退磁后的轴承经输送带通过退磁部分和清洗部分间的连接板自动输送进入清洗区域。
3. 超声波清洗：退磁后的金属材料经输送带继续输送进入超声清洗段，超声清洗属于浸渍清洗，故工件输送经过一斜坡进入超声清洗浸渍区，在超声清洗区上下安装有超声波换能器，对工件进行超声清洗。
3.1超声波电源：
1）超声波电源采用IGBT-Ⅲ代最新技术, 主要功率元件选用日本富士、德国西门康产品，控制部分采用日本东芝、日立、富士、及美国MOTOROLA 公司芯片。
2）超声波功率：20kw/槽，总功率：20 kw。
3）具有软启动及停机功能，手动及自动模式均可实现零负荷启动关机，延长电源使用寿命。具有过载保护及频率跟踪功能。 4）电源转换效率可达90%以上，功率输出稳定可靠。 3.2超声波振盒：
1）振盒材质：1Cr18Ni9Ti 优质不锈钢，材料厚度：2mm
2）换能器：采用台湾“先宁”品牌压电陶瓷晶片，单个功率可达100W ，Q 值高，理论工作寿命可达2万小时以上。频率选用28KHz 。 3）布置方式：顶部及底部布置，清洗无死角，提高清洗效率。 3.3超声波清洗配置：
超声波清洗配置，具体参数如下：
4. 喷淋水清洗系统： 清洗水经过滤器进入喷淋室，在不锈钢喷淋泵的作用下以5～6公斤的压力喷到被清洗工件上，把大部分油污清洗干净，喷淋液从池底经汇集回到储液槽中。储液槽配备加热系统, 温度自动控制为60～70℃。不锈钢喷头30～60个，多角度喷射, 过滤精度为20μ, 采用无纺布过滤，并设有压力表。喷淋冲洗能带走工件表面大量的油污和残渣。
4.1喷淋接水槽（优质SUS304材质）：锥形底设计，向储液槽一侧倾斜。 4.2超声波除油清洗、热水清洗储液槽：
其作用是储存和净化清洗液，保证清洗液正常工作时，循环使用。内部设置有溢流槽、挡渣板、排渣孔、进水管、排水管及循环泵吸口等。 具体规格如下：
1) 材质：优质SUS304不锈钢，厚度2MM ，尺寸：1500*800*800mm
2) 溢流口：作用是控制槽液的高度和将槽表面的飘浮物排至排水总管。
3) 挡渣板：阻挡隔断飘浮物及沉淀物流向循环泵吸口处。设两级分隔板，
有效档渣并进行油水分离，提高了滤材的寿命。
4) 在储液槽回液口下方增设过滤网，阻隔大颗粒杂质，可定期清除。
5) 排渣孔：用于定期排放沉渣。靠近机壳的一侧开有合页门。
6) 排水管：用于定期排放储液槽中废液，与系统排水总管相连。
7) 配备自动温控加热系统。
8) 配备低液位探测传感器，低液位声光报警。
9) 清洗储液槽中设有带式浮油排放装置，可以不间断地把清洗液中的浮
油排除回收。
10) 设置液位观察口。
5. 热风循环烘干系统：
加热装置：配置不锈钢翅片加热管经热风循环干燥器送入烘干室，其温
度为100～150度可调。利用离心风机产生压力风源，压力风机在工作
的过程中通过电加热产生热量，并经过喷管和风咀喷到工件表面，使工
件剩余水分迅速干燥。并在烘箱内部上空设置远红外板进行辅助加热。
6. 水雾回收系统：
整机布置两个排风口，分别在喷淋除油和喷淋清洗区域，通过排风管道
与低压离心风机相连，通过冷凝回收到储液槽，水雾回收系统有效的减
少室内的汽雾并可以回收利用出口则为清洁空气。
7. 循环过滤、溢流及自动补液系统：
系统主要由溢流口、循环泵、过滤器、管路、控制阀以及液位传感器等
组成。通过沉渣及过滤保持清洗槽中的清洗液始终洁净并循环利用，同
时保持清洗槽中恰当的液位高度，实现低液位自动补液，高液位自动溢
流。循环过滤、溢流及补液均在PLC 控制下自动完成。主要器件如下：
7.1循环过滤系统：储液槽隔板式设计达到沉渣以及水与漂浮物的分离,
清洗槽中清洗液经过溢流口进入储液槽，储液槽中的溢流槽将清洗
液中的油脂及其它漂浮物溢掉，并排入到回收装置中。清洗液再经
过挡渣板沉渣后从吸口进入循环泵，通过过滤器、管路、控制阀体
形成自动循环过滤清洗液中杂质, 槽中加有提渣装置通过提渣装置
带走储液槽中杂质, 以达到增强清洗液的寿命, 同时也提了高清洁度,
整套设备采用自循环循环过滤, 压力为5-6公斤(可调), 不锈钢过滤
器，过滤精度20u 。
7.2自动补液系统：当清洗槽中的液位低于正常值时，系统将自动启动
循环泵将储液槽中的清洗液向清洗槽中加注，直到正常液位，并进
行充分溢流（溢流时间可设定）。当储液槽中的液位低于规定值时，
系统将启动补液泵向储液槽中补充清洗液，直到最高液位。
7.3 液位传感器：清洗槽中采用不锈钢干簧管式浮子液位计，储液槽内
液位传感器采用水平液位传感器。
8. 出料：工件进入下料工位自动进入料筐中。
七. 系统设计关键点介绍：
a. 系统是根据贵厂工件的特点而设计的，既方便操作者的操作，达到可靠
的自动化水平，保证零件的清洗质量。
b. 由于零件的特殊性（基材比较软，零件体积小，清洗量比较大），我公司
在设备整体传动方式上，采用通过式结构。
c. 由于工件材质和清洗质量的要求，采用全封闭式结构，保证零件的清洁
度和车间四周环境清洁要求。
d. 烘干加热使用蒸汽翅片式对流加热，并增加上部远红外加热板（待定）。
蒸汽和远红外的加入使加热的效率更高更经济。
e. 全线设置液位保护装置，凡是需要加热的工作槽，均配置液位保护装置，
超限报警并记录。
f. 设备整体技术达到国内目前同行业领先水平，采用国际、国内目前先进
而成熟的、稳定可靠的技术、设备及材料。生产线在满足工艺质量要求
的基础上尽可能地节水、节电。所有机械、电器、控制装置仪器、仪表、
以及各工作槽、加热、抽风、输送系统、易于维修、更换。生产线的工
艺设备均有设置安全、环保、劳保等措施，符合国家电器设备的安全、
焊接质量的规定、安全、防爆等有关标准要求。
八. 电气系统说明:
a. 控制柜系统：由高强度屏蔽密封控制柜(防尘防水防腐) 、控制柜面板上
装有触控屏一面，彩显，型号为OMRON 10.5"，可将操作按钮及显示数
据在触控屏集中（电源开关，急停按钮除外）。OMRON PLC 可编程控制器、
进口变频器、优质开关器件（合资件）组成，所有电气系统集中于控制
室控制，强弱电隔离，PLC 系统由隔离变压器供电，控制柜设通风扇及
照明系统，整个系统抗干扰能力强，
b. 变频器：日本富士变频器，采用最新技术的理想变频器，动态转矩矢量
控制实现电机的优化控制。
c. 控制器： 数字式温度控制器。
d. 运转模式: 设备运转模式分为手动/自动两种，控制柜上设置转换开关。
e. 自动模式：当转换开关设于自动位置时，全部工作过程由 PLC可编程控
制器自动控制完成。具有完善的保护功能（温度上限保护，低水位保护，
电机过载报警等）。
f. 手动模式：可手动完成各系统功能，包括开喷淋清洗、喷淋漂洗系统、
循环过滤、溢流、补液、清洗液加热、以及滚子运转等。手动模式一般
用于系统检修，正常生产通常采用自动模式。
g. 温度控制：温度的控制通过加热冷却完成，根据溶液性质使用SUS 电加
热器。温控精度 ±2℃之内。
● 温度控制仪表使用OMRON 控制仪，探头采用F4强防腐材料制成。
● 具有预先设定加热功能，可以设置从星期一到星期五的每天的任何
时间自动开启和关闭温度控制系统。风机可以延时关闭。
九. 槽体：所有槽体对角线误差≤4mm , 平行度误差≤3mm ，高度误差≤3mm 。
具体要求如下：
A. 自动布料及振动除渣筛1套和退磁装置1套。使用A3和SUS 钢材制
作，分为二段：
第一段：零件预装缓冲段，使用自动链式提升机，把人工送来的已存
放零件的工装提升、倾泻至内衬有SPVC 的缓冲平台上。可以避免零件
刮伤。
第二段：振动除渣筛段，使用机械式振动筛，把零件均匀的撒于清洗
机的网带上。
·尺寸：2300*1000*1200㎜(其中振动筛段长度为1200mm)
·材质：δ5mmA3+加强。
·退磁装置1套：安装在进料的网带上面。
B. 超声波除油段。
·尺寸：5000*1000*1200㎜。
C. 喷淋热水洗段。
·尺寸：2000*1000*1200㎜。
D. 烘干工序，共2套。
·尺寸：3000*1000*1200㎜
·材质：δ3mmSUS304+加强。
·温度控制：100～120℃，加热: 蒸汽翅片式加热器+远红外加热板。
十. 机架:
a. 整机采用50×50 A3方管做骨架（重防腐处理），外部采用2㎜不锈钢
板做封闭颜色由用户指定。
b. 操作侧设置可推拉式塑钢观察窗，适时监控行车运行情况。
c. 设备非操作侧配有维修门，可方便维修。
d. 机架采用拼装式结构，可根据用户需要进行改造和扩容。
e. 所有不锈钢材料均能提供相应的质量检测报告。
f. 生产线上的自来水、压缩空气设置在操作一侧，可使生产线整体结构美
观紧凑。
g. 生产线行架整体接地线，防止漏电伤人。
十一．传动部分:
a. 采用不锈钢滚子输送方式，系统运行速度由变频器调节控制，运行平稳
可靠。主要设计参数如下：
b. 不锈钢滚子：不锈钢材质，不锈钢滚子直径50mm ， 滚子选择应较高强
度的不锈钢材质，不锈钢滚子两边设置有隔板，防止工件在运行过程中
滑动。
c. 传输速度：传输速度范围为0.5m/分钟，并可在控制柜上设定调整。
d. 电 机：台湾东元减速电机，驱动电机功率2KW 。
e. 变频调速器：日本欧姆龙，用于不锈钢滚子速度的控制。
f. 不锈钢网带：网带宽700mm. 3-5mm斜长孔。
g. 网带导轨，支架均为不锈钢。
h. 网带运行设有警示灯，网带行进时闪烁，设有蜂鸣器，故障时报警鸣叫。
十二. 线上管路:
a. 对具有排污口的工作槽，其排污管件和槽体材质相同，排污管路另设固
定装置，避免排水口根部折断。
b. 操作阀均为佑立或者环琪球阀，蒸汽管路采用采用三片式阀门和电动阀
门，自来水管路，纯水管路，压缩空气管路设置在操作面一侧，所有阀
门全部安放在槽侧同一高度便于工人操作。排水管路蒸汽管路设置于工
作台下面，管路的设计便于操作和维护。管路排列整齐、美观，无跑、
冒、滴、漏现象。阀门操作灵活，能满足5万次以上的开关次数（PVC
管路球阀采用台湾佑立产品）。
c. 自来水槽供水、压缩空气搅拌安装手动阀门。
d. 槽内外管路：管路采用台湾佑立UPVC 产品，槽内温度超过60℃采用PPR
或不锈钢管，给水、搅拌、过滤、循环管路配UPVC 阀门。
e. 酸碱废水使用管路排放到废水处理站，以利于废水分类处理。
f. 全线溶液槽均配液位保护装置，低液位自动补加。
g. 线上自来水和纯水管路均为UPVC 管件。
h. 压缩空气管为UPVC 管件，槽底支管两侧打有出气孔。
i. 排水管路为UPVC 管件，排放至废水处理管口。
j. 各种管线均涂有颜色标志以示区别。所有管路的设计均能避免因负压造
成的虹吸现象。
十三. 其他：本生产线的设计充分考虑了当前国家对电镀生产线的清洁生产和
环保的要求，主要措施有以下几个方面：
a. 节水：采用逆流漂洗和槽口喷淋，避免长流水现象，可节约水资源，从
而减轻废水排放
b. 使用空气搅拌提高清洗效果，达到节水的目的。