超声波清理、循环冷却装置的制作方法

本发明属于汽车零部件技术领域。

背景技术：

离合器总成内部包含从动盘、减振盘，为了增强离合器总成稳定性及使用寿命需要利用箱式多用炉对从动盘、减振盘进行氮碳共渗又称软氮化或低温碳氮共渗，即在铁-氮共析转变温度以下，使工件表面在主要渗入氮的同时也渗入碳。为了提高工作效率及安全性因而采用高温碳氮共渗工艺，在高温、高碳势的环境下，碳渗入后形成的微细碳化物能促进氮的扩散，加快高氮化合物的形成。经过处理的零件硬度高，耐磨，耐蚀，抗咬合强，机械性能好等特点。由于炉内温度高，碳、氮分子浓度高，只有加循环风扇才能使炉内温度、碳、氮浓度均匀，产品深层一致。

传统多用炉后室风扇冷却的方法是用变压器油对风扇轴及轴承进行冷却，按此方法冷却存在一些缺点：

1、冷却油循环慢，影响散热效果；

2、长时间高温运行，散热器内壁产生油污，影响热传导；

3、散热器导热不良，会使电机轴高温变型及轴承过热润滑脂挥发而损坏，从而影响电机寿命；

4、一旦后室正在进行渗碳工艺流程，后室循环系统出现故障，会使工件渗碳不一致，影响产品质量；

5、散热器及电机损坏后，进行设备维修时，后室要经过四天的降温及升温过程，维修时间较长，影响生产效率。

技术实现要素：

本发明的目的是利用超声波发生器定期产生的音频电信号，形成对清洗物表面的细微局部高压轰击的超声波清理、循环冷却装置。

本发明在储油罐下端通过法兰连通有过滤器，过滤器通过冷却油循环管入油管与轴承油冷却器油腔连通，轴承油冷却器油腔通过冷却油循环管回油管与储油罐连通，在冷却油循环管回油管上安装有带循环泵电机的循环泵；轴承油冷却器油腔上面是上板，上板的上面安装有超声波振子，轴承油冷却器油腔下面是保温层，电机固定安装在轴承座上，轴承座与连接板依次堆叠，并同时通过固定螺栓紧固在上板上，电机的电机轴通过联轴器连接风扇轴，电机轴与轴承座之间安装有轴承，风扇轴穿过轴承油冷却器油腔、保温层后端部通过锁紧螺帽安装有搅拌风扇，风扇轴穿过轴承油冷却器油腔部分的外面套有密封套；在储油罐上有排气口和注油口；在轴承油冷却器油腔、冷却油循环管入油管、冷却油循环管回油管固定安装有冷却器基座。

本发明控制系统包括可编程控制器、直流电源、滤波模块、触摸屏、变频器；

可编程控制器：采用cp1h可编程控制器；v+、v—为直流24v电源输入引脚分别与直流电源dc24v的+、-端相连接，交流220v输入端与滤波模块l3、l4相连接；i0.0—i1.1为可编程控制器的输入端口，y0.0—y1.4可编程控制器的输出端口；

直流电源：交流220v电源连接于图4直流电源t1变压器输入端u、n端，t1变压器输出端与二极管d1、d2、d3、d4组成的桥电路相连接；直流电正极与fu1保险及c1电容正极相连接，直流电负极与c1负极相连接；二极管d5、d6、集成块lm317、电容c3、电阻r1、电位计rp1，共同组成直流电源调整回路；滤波电容c2正极连接24v+，负极连接24v–；

滤波模块：为双级串联式低通滤波模块，l1、l2为交流220v输入端，l3、l4为滤波完成后交流220v输出端；在输入和输出之间并联有电容c1、电阻r1、c2、电容c3和c4，电容c3和c4接地；

触摸屏：v+、v-、pe为触摸屏电源接口，分别于直流电源+、—、地相连接；cn1为触摸屏数据接口由专用电缆与可编程控制器rs232接口相连接；

变频器：r、s、t为变频器电源输入端，与空开相连；cn1的a0、a1与d/a模块a0、a1相连接，引脚u、v、w连接循环泵电机的u、v、w端口。

本发明利用超声波发生器定期产生的高于28khz音频电信号，通过换能器的压电逆效应转换成同频率的机械振荡，并以超音频纵波的形式在清洗液中辐射。由于超音频纵波传播的正压和负压交替作用，产生无数超过1000个大气压的微小气泡并随时爆破，形成对清洗物表面的细微局部高压轰击，利用超声波的"空化效应"使物体表面及缝隙之中的污垢迅速剥落，并通过强制循环及过滤装置过滤污垢，提高散热效果降低设备故障率。有益效果是：

1、油污自动清理、过滤，提高散热能力。

2、冷却油自动循环，提高散热能力。

3、提高后室循环电机使用寿命。

4、提高从动盘、减振盘合格率，由94%提高至99%，年节约返修时间192小时。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明图1的a部分放大示意图；

图3是本发明电路连接框图；

图4是本发明可编程控制器；

图5是本发明直流电源电路图；

图6是本发明滤波模块电路图；

图7是本发明触摸屏电路图；

图8是本发明变频器电路图。

具体实施方式

本发明在储油罐18下端通过法兰2连通有过滤器3，过滤器3通过冷却油循环管入油管4与轴承油冷却器油腔11连通，轴承油冷却器油腔11通过冷却油循环管回油管20与储油罐18连通，在冷却油循环管回油管20上安装有带循环泵电机16的循环泵17；轴承油冷却器油腔11上面是上板22，上板22的上面安装有超声波振子12，轴承油冷却器油腔11下面是保温层7，电机15固定安装在轴承座13上，轴承座13与连接板24依次堆叠，并同时通过固定螺栓6紧固在上板22上，电机15的电机轴23通过联轴器25连接风扇轴10，电机轴23与轴承座13之间安装有轴承14，风扇轴10穿过轴承油冷却器油腔11、保温层7后端部通过锁紧螺帽9安装有搅拌风扇8，风扇轴10穿过轴承油冷却器油腔11部分的外面套有密封套21；在储油罐18上有排气口1和注油口19；在轴承油冷却器油腔11、冷却油循环管入油管4、冷却油循环管回油管20固定安装有冷却器基座5。

本发明控制系统包括可编程控制器、直流电源、滤波模块、触摸屏、变频器；

可编程控制器：采用cp1h可编程控制器；v+、v—为直流24v电源输入引脚分别与直流电源dc24v的+、-端相连接，交流220v输入端与滤波模块l3、l4相连接；i0.0—i1.1为可编程控制器的输入端口，y0.0—y1.4可编程控制器的输出端口；

直流电源：交流220v电源连接于图4直流电源t1变压器输入端u、n端，t1变压器输出端与二极管d1、d2、d3、d4组成的桥电路相连接；直流电正极与fu1保险及c1电容正极相连接，直流电负极与c1负极相连接；二极管d5、d6、集成块lm317、电容c3、电阻r1、电位计rp1，共同组成直流电源调整回路；滤波电容c2正极连接24v+，负极连接24v–；

滤波模块：为双级串联式低通滤波模块，l1、l2为交流220v输入端，l3、l4为滤波完成后交流220v输出端；在输入和输出之间并联有电容c1、电阻r1、c2、电容c3和c4，电容c3和c4接地；

触摸屏：v+、v-、pe为触摸屏电源接口，分别于直流电源+、—、地相连接；cn1为触摸屏数据接口由专用电缆与可编程控制器rs232接口相连接；

变频器：r、s、t为变频器电源输入端，与空开相连；cn1的a0、a1与d/a模块a0、a1相连接，引脚u、v、w连接循环泵电机的u、v、w端口。

以下结合附图对本发明做详细描述：

本发明安装在多用炉后室顶端，连接好控制电路。多用炉启动后本装置自动运行，完成油污自动清理、过滤、冷却油循环冷却。

本装置所用元件均固定在冷却器基座5上，由冷却器基座与炉体相连接。轴承冷却器11（轴承冷却器油腔11）通过四周焊接与冷却器基座5相连。轴承座13与搅拌电机15为一体结构，由固定螺栓6将轴承座固定在轴承冷却器11上。轴承外套14镶嵌在轴承座13内，内套与风扇轴10相连接。保温层7与轴承冷却器11通过铆接相连接。风扇轴10穿过轴承冷却器11及保温层7与搅拌风扇8相连接，风扇轴10末端与锁紧螺母9利用螺纹连接，放置搅拌风扇8与风扇轴10脱离。超声振子12通过螺纹与轴承冷却器11相连接。循环泵电机16通螺栓与循环泵17连接，循环泵17一端通过法兰及螺栓与冷却油循环管4相连接，循环泵17另一端通过法兰及螺栓与储油罐相连接18。过滤器3两端通过法兰2及螺栓与冷却油循环管4及储油罐18相连接。储油罐18上端两侧设有排气口1及注油口19。设备工作室循环泵电机16转动带动循环泵17，利用冷却油对风扇轴10及轴承14进行散热。超声波振子12经超声波发生器驱动定期产生28khz机械振荡，并以超音频纵波的形式在冷却油中辐射，利用"空化效应"将轴承油冷却器11表面及冷却油循环管路4缝隙之中的油垢、积碳迅速剥落，通过循环泵17强制循环并通过过滤器过滤3。本装置启动后，通过触摸屏进行循环泵电机16运行频率、运行间隔、超声波运行时间、超声波运行间隔等工艺参数。本装置启动后，自动运行，提高了箱式多用炉渗碳淬火设备后室风扇轴冷却装置的稳定性，提高产品渗层一致性，降低故障率，提高工作效率。

本发明的所以控制由欧姆龙公司生产的cp1h可编程控制器（plc）来完成，电路框图如图2所示，下面将给出各个模块与主控制可编程控制器的连接关系。

如图3可编程控制器所示，v+、v—为直流24v电源输入引脚分别与图4直流电源dc24v的+、—端相连接，交流220v输入端与图5滤波模块l3、l4相连接。i0.0—i1.1为可编程控制器的输入端口，y0.0—y1.4可编程控制器的输出端口。

交流220v电源连接于图4直流电源t1变压器输入端u、n端，t1变压器输出端与二极管d1、d2、d3、d4组成的桥电路相连接后输送直流电压。直流电正极与fu1保险及c1电容正极相连接，直流电负极与c1负极相连接。二极管d5、d6、集成块lm317、电容c3、电阻r1、电位计rp1，共同组成直流电源调整回路，通过调节电位计rp1使电路输出端达到稳定的直流24v。滤波电容c2正极连接24v+，负极连接24v–使直流24v更加稳定。

图5为双级串联式低通滤波模块，l1、l2为交流220v输入端，l3、l4为滤波完成后交流220v输出端。

由图4、图5构成直流24v供电模块，能够抑制线对地之间的电磁干扰输出平滑直流24v为plc及触摸屏提供良好电源供给。

如图6所示为触摸屏模块电路，v+、v-、pe为触摸屏电源接口，分别于图4直流电源+、—、地相连接，cn1为触摸屏数据接口由专用电缆与图3可编程控制器rs232接口相连接。

如图7为变频器，r、s、t为变频器电源输入端，与空开相连。cn1的a0、a1与d/a模块a0、a1相连接，u、v、w连接循环泵电机u、v、w。