旧桶翻新生产线的研究开发
文/谢小鹏，何宏鹰
摘要：介绍自行研究开发的一种旧油桶翻新生产线，详述系统的结构原理和工作方法。生产线具有机械动作平稳可靠、无冲击、结构紧凑、维护维修方便等特点。
关键词：油桶翻新；全自动；喷洗机；整形机
一、概述
油桶翻新生产线是对使用过的200L 铁包装桶进行翻新，使其符合200L 包装桶的使用要求的生产设备。它的实施内容包括矫形和整形、桶内清洗、桶外清洗、烘干、喷漆等工序。其生产过程是：第一道工序为矫形和整形。矫形工艺主要用于铁桶两端加强筋部位矫形。通过胀压机构对旧油桶加强筋凹、凸部位进行调整，使该部位达到要求的圆度，同时通过外部矫形压轮及内部胀压对旧油桶桶身凹、凸部位进行调整，使整个桶身达到要求的圆度。第二道工序为桶内清洗。主要用于对油桶内部有强附着力的附着物进行摩擦清洗。通过在桶内放置铁链、碎石等，再全方位旋转铁桶，使铁链、碎石等与铁桶内壁充分摩擦，使附着物松脱并溶解于溶剂中，达到桶内壁清洁的目的。第三道工序为桶外清洗。主要用于铁桶的外表面清洗。通过清洗剂泡洗，同时旋转铁桶与高速旋转的钢刷摩擦，将铁桶表面的污物及油漆清刷干净。第四道工序为铁桶表面烘干。主要用于铁桶表面烘干及传送。通过链传送机构及红外线加热管，将表面的水渍烘干，使铁桶达到一定的表面温度，增强油漆的附着力，同时将铁桶自动传送到喷漆机的入口。第五道工序为表面喷漆。当铁桶传送到喷漆机位置后，自动完成桶身、桶两端面的喷漆过程，同时还可以完成不同颜色套色喷漆的功能。喷漆工序完成后，还可以自动将铁桶传送到下一道工序的设备上（油桶翻新生产线简图略）。
二、油桶内壁自动喷洗机
1. 结构原理
图1 所示为自动喷洗机的结构原理图，系统由油桶升降吊架、油桶定位夹架、油桶升降气缸、喷洗机机架、旋转喷洗枪、喷枪动作气缸、储液槽、高压喷洗泵、精密过滤器及机、电、仪一体的集成操作控制系统组成。
图1 自动喷洗机的结构原理
喷洗工作步骤：
1）油桶从初始状态以V2的速度上移运动，达到提升高度。
2）喷洗枪以V1的速度水平运动直至喷洗枪进入油桶。
3）喷洗时油桶作上、下运动，同时喷洗枪作旋转运动。
4）喷洗枪停止喷射并脱离油桶。以上四个步骤完成一个桶的清洗周期。
2. 控制系统
控制系统由西门子可编程控制器、按钮开关、磁性开关、交流接触器等电器元件组成，控制系统接线图与可编程序控制器逻辑图本文略。
3. 自动喷洗过程
接通电源，接通气源，喷洗机处于初始状态（ 见图1）。启动高压清洗泵，自动喷洗机将处于备用状态。人工将油桶倒置，并按油桶顶部开口方位放进升降吊架。按清洗按钮，升降气缸将油桶升起到最高位置，同时触动电磁开关K1，喷枪动作气缸将旋转喷枪缩回，喷头正对油桶口；同时触动电磁开关K5，油桶升降气缸下降；至最低点时，触动电磁开关K3，气动三通回流阀打开，清洗液经出口管高速流向旋转喷头，使油桶内壁得到全方位的喷洗；在延时3 ~ 5s 后，升降气缸向上提升；当触动电磁开关K2 时，气动三通回流阀关闭，清洗液经回流管流回高压清洗泵入口；当升降气缸提升到最高位置时，再次触动电磁开关Kl，喷枪动作气缸将喷枪推出，同时触动电磁开关K4，升降气缸下降，喷洗机回到初始状态。人工将已喷洗的油桶推出，换装未喷洗的油桶，如此循环。
三、油桶桶身自动整形机设计
1. 整形机工作原理
图2 所示为整形机工作原理图，它由整形辊轮、支承辊轮、辊轮升降机构、辊轮升降调整机构、油桶定位压紧机构、油桶旋转传动机构、油桶推出机构、气密检验水槽、机、电、气一体的控制系统、机架等部分组成，实现油桶圆柱形桶身自动矫形的过程，同时也实现对油桶桶身的气密性检验。
图2 整形机工作原理
工作时桶内充满高压气体，油桶转动而整形辊紧压着油桶表面同时绕自身中心轴转动，达到整形目的。
2. 油桶整形受力分析
油桶截面受力分析及变形如图3、4 所示，油桶薄壁受到滚压力P1，薄壁张力F以及桶内壁压力P的作用而产生塑性变形，达到恢复整形的作用。
图3 横截面受力分析及变形
图4 轴剖面受力分析及变形
向油桶内注入高压气体，使油桶内部产生压力，则油桶的桶身薄板受力为P、F，当整形辊轮与桶身局部接触并使桶身变形时产生作用力P1。当油桶绕桶轴心缓慢旋转时，油桶与整形辊轮接触的局部受交变应力的作用，出现凹陷-回弹的弹塑性变形过程，消除油桶桶身的局部变形量，恢复圆柱形桶身。整体变形原理与现有的钢板矫形机对钢板的整形相类似。
3. 各机构功能
1）整形辊轮：与油桶圆柱表面接触，实现油桶桶身局部弹塑性变形的功能。
2）支承辊轮：实现油桶整形前支承定位的功能。
3）辊轮升降机构：实现整形辊轮上、下运动的功能。
4）辊轮升降调整机构：实现辊轮与油桶接触的变形量的调整功能。
5）油桶定位压紧机构：实现油桶中心定位及固定，实现油桶注气充压及密封功能。
6）油桶旋转传动机构：实现油桶旋转传动功能。
7）油桶推出机构：实现油桶气密试验、整形完成后将油桶推离整形机的功能。
