【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 洗車(chē)機(jī)開(kāi)始重新啟動(dòng)，同時(shí)五個(gè)車(chē)刷到位，隨整機(jī)一起沿軌道運(yùn)動(dòng)，此過(guò)程為洗車(chē)身兩側(cè)和頂蓋。 上面過(guò)程結(jié)束后，洗車(chē)機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，頂刷和小側(cè)刷也復(fù)位，大側(cè)刷沿導(dǎo)軌向中間運(yùn)動(dòng)直到目標(biāo)位置，然后，頂刷和小側(cè)刷也到達(dá)目標(biāo)位置，此過(guò)程為清洗車(chē)的后端。 各車(chē)刷復(fù)位，開(kāi)啟風(fēng)干裝置，洗車(chē)機(jī)沿軌道返回。 汽車(chē)清洗機(jī)設(shè)備硬件的選擇 根據(jù)對(duì)洗車(chē)機(jī)控制要求的研究 , 在電氣控制部分主要解決兩個(gè)問(wèn)題 : 1) 對(duì)車(chē)頭、車(chē)尾、頂部和兩側(cè)的檢測(cè) 。 2) 通過(guò)控制器對(duì)刷子進(jìn)行控制。 噴淋式全自動(dòng)汽車(chē)清洗機(jī)設(shè)計(jì) 8 1) 第一個(gè)問(wèn)題也就是解決車(chē)輛定位的問(wèn)題 , 決定控制各機(jī)構(gòu)什么時(shí)候動(dòng) , 什么時(shí)候停 , 我們采取的車(chē)輛定位方式是 : 水平定位采用在洗車(chē)架中部上安裝兩對(duì)光電傳感器 ( A A’ 和 B B ’ ) 來(lái)實(shí)現(xiàn)。光電傳感器的狀態(tài)有“通”和“斷”兩種狀態(tài) ,“通”表示無(wú)車(chē)輛通過(guò) ,“斷”表示有車(chē)通過(guò)。 通過(guò)光電傳感器 A A’來(lái)對(duì)車(chē)頭進(jìn)行檢測(cè) , B B’對(duì)車(chē)尾進(jìn)行檢測(cè) , 在清洗車(chē)頭的過(guò)程中 , 通過(guò)定時(shí)的方式來(lái)讓過(guò)倒車(chē)鏡。 大側(cè)刷、小側(cè)刷、頂刷與車(chē)輛的清洗距離定位采用電流傳感器 , 根據(jù)電流傳感器的電流信號(hào)自動(dòng)控制橫刷與車(chē)的距離。電流傳感器檢測(cè)刷子旋轉(zhuǎn)時(shí)的工作電流 , 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié) , 確定刷子與車(chē)身的最佳距離。在工作時(shí) , 當(dāng)刷子靠近車(chē)身時(shí) , 工作電流逐漸增大 , 當(dāng)電流增大到設(shè)定值時(shí)認(rèn)為刷子與車(chē)身的距離剛好合適 , 這時(shí)控制系統(tǒng)就讓刷子停下來(lái) , 如果電流繼續(xù)增加 , 就讓刷子遠(yuǎn)離車(chē)身。 同時(shí) , 如果在 PLC 上選擇模擬量輸入模塊 , 還可以對(duì)數(shù)據(jù)的采集對(duì)象 (刷子的旋轉(zhuǎn)電機(jī) ) 進(jìn)行建模 , 對(duì)輸入量進(jìn)行數(shù)字化處理 , 從而消除由于電機(jī)等模擬器件的參數(shù)不穩(wěn)定造成的影響。 清洗機(jī)噴嘴設(shè)計(jì) 噴嘴的理論基礎(chǔ) 泵的流量是固定的，泵排出的水一部分經(jīng)過(guò)溢流閥回到水箱，一部分經(jīng)過(guò)管線(xiàn)進(jìn)入噴嘴形成高壓水射流，為了達(dá)到去除污垢的目的，必須使經(jīng)過(guò)噴嘴小孔的流體具備一定的速度，這就要求泵必須具備一定的輸入功率。當(dāng)泵的壓力和流量等參數(shù)確定以后，與之相匹配的噴嘴孔徑就能確定下來(lái)： qd p?? 式中： d 為噴嘴小孔出口截面直徑， mm ； q 為泵的流量， L/min ； u 為流體的流量系數(shù)； P 為泵的額定壓力， M P a ． 以上討論的只是單孔噴嘴的孔徑計(jì)算，實(shí)際應(yīng)用中以多孔噴嘴為主，在這種情況下，多孔噴嘴的孔徑計(jì)算應(yīng)以單孔噴嘴的孔徑為當(dāng)量直徑，如果 d 為單孔噴嘴的孔徑， d ’為多孔噴嘴的孔徑，則它們之間的關(guān)系為 2239。d n d??? 式中： n 為孔的個(gè)數(shù)。 噴嘴 的形式 噴嘴按工作孔數(shù)分為單孔噴嘴和多孔噴嘴；按射流形狀分為實(shí)心錐形噴嘴、 空心錐形噴嘴、扇形噴嘴；按工作狀態(tài)分為固定噴嘴、二維旋轉(zhuǎn)噴嘴、三維旋轉(zhuǎn) 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2021 9 噴嘴。 多孔向前噴嘴用在管垢比較難打、需要多次清洗的情況下，通過(guò)人工控制硬管連續(xù)沖洗。單孔身前噴嘴只有一孔所有水射流的能量集中，能夠增強(qiáng)打擊力，用于清洗管程短的管道。大流量噴嘴的適應(yīng)工況是壓力低 ( 30MPa ) 、流量大。一孔向前多孔向后噴嘴中心孔用于疏通被堵塞的管道，向后噴孔產(chǎn)生反作用力，利用水射流的反沖力，使噴嘴不需要人工向前送，就可以和軟管沿著管道自進(jìn)。 噴嘴形式對(duì)性能的影響 噴嘴形式很多，出于性能和加工工藝的要求，在清洗工程中應(yīng)用的大多是圓錐收斂型噴嘴。 該噴嘴的基本特征是 a= o13 ， /ld=2～ 4 噴淋式全自動(dòng)汽車(chē)清洗機(jī)設(shè)計(jì) 10 第 3 章 自動(dòng)清洗機(jī)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 如圖 31 所示 , 其工作過(guò)程及工作特點(diǎn)為 : 啟動(dòng)齒輪泵及空壓機(jī)電機(jī) , 打開(kāi)電磁換向閥 4 開(kāi)始對(duì)車(chē)輛進(jìn) 行水沖洗 , 去除灰塵和泥漬 , 完成后關(guān)閉電磁換向閥 4, 然后電磁換向閥 電磁換向閥 2 和電磁換向閥 3 打開(kāi) , 開(kāi)始對(duì)車(chē)輛進(jìn)行洗滌劑泡沫清洗 , 然后頂刷、大側(cè)刷、小側(cè)刷開(kāi)始刷洗工作。接著關(guān)閉電磁換向閥 電磁換向閥 2 和電磁換向閥 3, 打開(kāi)電磁換向閥 4, 用水將洗滌劑泡沫沖洗掉 , 最后關(guān)閉電磁換向閥 4, 打開(kāi)電磁換向閥 電磁換向閥 電磁換向閥 3 和電磁換向閥 5, 進(jìn)行打蠟。泡沫清洗使洗滌液充分發(fā)揮作用 , 清洗效果較好 , 節(jié)約了水資源 。 五個(gè)電磁換向閥有效的控制管路的通斷 , 使機(jī)器工作性能良好 , 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和功能的單一控制 。 在泡沫發(fā)生器系統(tǒng)中 , 安裝有壓力調(diào)節(jié)閥和流量控制閥 , 可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)出適當(dāng)?shù)臍庖罕壤?, 產(chǎn)生豐富泡沫 , 使清洗效果最佳。 圖 31 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 小型清洗機(jī)元器件和構(gòu)件選擇 氣動(dòng)隔膜泵、 液壓泵及其匹配電機(jī)的選擇 因本設(shè)計(jì)中對(duì)液壓泵的工作要求是 : 壓力 : 2MPa。 流量 :10~15L/min, 由 P1372 選擇 CNY1A 。 氣動(dòng)隔膜泵選擇上 海開(kāi)立泵業(yè)制造有限公司型號(hào)為 QBY 10 多用氣動(dòng)隔膜泵 ,其最大供氣壓為 4~7Kgf/cm2,揚(yáng)程為 0~50m,滿(mǎn)足工作要求。 管路元件選擇與連接 空壓機(jī) 電磁換向閥 1 壓力調(diào)節(jié)閥 氣動(dòng)泵 電磁換向閥 2 流量控制閥 電磁換向閥 5 液壓泵 溢流閥 電磁換向閥 4 泡沫發(fā)生器 電磁換向閥 3 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2021 11 根據(jù)軟管的選擇及設(shè)計(jì)中應(yīng)注意事項(xiàng) P646, 內(nèi)徑 d≥ 1129(Q/v)1/2mm, 選擇 v=, 氣動(dòng)隔膜泵的液體流量為 。 則泡沫發(fā)生部分 PU 管的內(nèi)徑 d1≥ 1129(*)1/2=, 齒輪泵的液體流量為 , 。 噴水部分單層鋼絲膠管內(nèi)徑 d2≥ 1129(*)1/2=21mm, 則根據(jù)通用管子的內(nèi)徑及齒輪泵和氣動(dòng)隔膜泵的進(jìn)出口直徑選擇 : d1=10mm d2=25mm 根據(jù) P1799~P1902 選擇擴(kuò)口式管接頭 , 其型號(hào)為 88(mm)。 閥類(lèi)的選擇 換向閥可分為手動(dòng)換向閥、電磁換向閥、機(jī)動(dòng)換向閥、液動(dòng)換向閥、電液換向閥等 , 本設(shè)計(jì)要求換向閥即可實(shí)現(xiàn)手控又可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 , 且要求成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 選擇“引進(jìn)德國(guó)力士樂(lè)公司 WE 型電磁二位三通的換向閥” ,型號(hào)為 : 3WE5A660FAWZ4。在泡沫發(fā)生器前后等相關(guān)回路中都 需要兩位兩通的換向閥 , 以控制管路的通斷 , 根據(jù) P883 選取聯(lián)合設(shè)計(jì)電磁換向閥 , 型號(hào)為 : 22DH H10B Z。 根據(jù) P638 選擇 Y2 ha10L型溢流閥 。 根據(jù) P782~P783調(diào)壓閥與單向閥連接 , 相關(guān)管接頭螺紋直徑為 10mm 故選擇 QTY 8 型調(diào)壓閥。 根據(jù) P379~P380, 流量控制閥與單向閥連 , 其相關(guān)管接口直徑為 10mm, 故選擇 FCG 01 Y2 型流量控制閥。 空氣壓縮機(jī) 根據(jù)氣動(dòng)系統(tǒng)所需要的最高工作壓力 ( 缸筒內(nèi)最高壓力為 , 液壓泵輸出基液壓力為 ) 和輸出流量 ( ～ ) 兩個(gè)參數(shù) , 由P78 選取選擇 , 其指定的潤(rùn)滑油是 : 回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)油 N100(GB5904 86),壓縮機(jī)油 HS13 (SY1216 77), 汽輪機(jī)油 HQB 10(485 84),高速柴油機(jī)油 HC 11(GB5323 85)。 箱體設(shè)計(jì)及底盤(pán)清洗系統(tǒng) 箱體采用不銹鋼材料 , 尺寸為 : 6000 3100 2300 底盤(pán)清洗采用自動(dòng)清洗。選用硬管線(xiàn)前裝有 WJ/XP 00B 型旋轉(zhuǎn)噴頭 , 旋轉(zhuǎn)噴頭與固定噴頭比較 , 清洗效率可提高 1 倍。 泡沫發(fā)生器的設(shè)計(jì) 所設(shè)計(jì)的孔式泡沫發(fā)生器構(gòu)造圖如圖 : 泡沫發(fā)生器缸筒兩端焊接法蘭 , 其主體部分是耐熱不銹鋼 Icr13 圓柱筒 , 內(nèi)裝不銹鋼鐵屑等填充物 , 氣體和液體在鋼筒中混合并受到鐵屑的切割作用 , 而產(chǎn)生均勻、致密泡沫 。 鋼筒兩端均用法蘭聯(lián)結(jié) , 鋼筒上安裝壓力表以讀取其內(nèi)部工噴淋式全自動(dòng)汽車(chē)清洗機(jī)設(shè)計(jì) 12 作壓力。 泡沫洗車(chē)時(shí) , 鋼筒內(nèi)壓力為 ～ 3MPa，考慮到一定余量，發(fā)生器的工作壓力取為 3MPa，并按壓力容器的有關(guān)準(zhǔn)則來(lái)設(shè)計(jì)發(fā)生器，其主要參數(shù)如下 : 泡沫發(fā)生器的鋼筒厚度 參考液壓缸的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)則 , 泡沫發(fā)生器的缸筒壁厚 ? 按下式計(jì)算 : 0 1 2= +C +C?? 式中 : 0? —缸筒材料強(qiáng)度要求的最小值 , m。 1C —缸筒外徑公差余量 , m。 2C —腐蝕余量 , m。 當(dāng)泡沫發(fā)生器缸筒的壁厚? 與內(nèi)徑 D 之比不大于 時(shí) ,可將其看作薄壁缸來(lái)計(jì)算 0? : ? ? ? ?0 m a x /2 bPD n? ? ???? 式中 : maxP —缸筒內(nèi)最高工作壓力 MPa。 D—缸筒內(nèi)徑 m。 ??? —缸筒材料的許用拉應(yīng)力 , MPa。 b? 缸筒材料的抗拉強(qiáng)度極限 , MPa。 n—安全系數(shù) , 一般取 n=5。 計(jì)算時(shí) , 取 b? =540MPa, ? =345MPa, 泡沫發(fā)生器內(nèi)最大工作壓力為 3MPa。將 b? 、 ? 、 maxP 代入上式 , 得 0 3 / 2 * 5 4 0 / 5 0 .0 1 3 9DD? ?? 由此式可知 : 當(dāng)缸筒材料選定后 , 0? 與 D 存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。若取缸筒內(nèi)徑 D=80mm, 則 0? ≥ . 令 0? =, 1C =1mm, 2C =2mm, 則缸壁厚? =。 對(duì)計(jì)算出的缸筒壁厚 ? = 應(yīng)做三方面驗(yàn)算 : ( 1) 最大按理 maxP 應(yīng)低于一定極限值 , 以保證工作安全 ,即要滿(mǎn)足 : 22s21m a x 0 .3 5 DP?? 1 2（ D D ） （ 1） 式中 : 1D —缸筒外徑； s? —缸筒材料的屈服極限； 因?yàn)?2 22 3 4 5 8 9 8 00 . 3 5 = 0 . 3 5 = 2 8 . 6 9 M P aD 8 0? ??1 2（ D D ） （ ） 所以 , 式 ( 1) 成立。 ( 2) 大工作壓力 maxP 應(yīng)與完全塑性變形壓力有一定比例范 圍 , 以避免塑性變形的發(fā)生 , 即要滿(mǎn)足 : 鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2021 13 m a x 1( ) P rP ?? (2) 1 1P r log D /D?? 。 1Pr —指缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力 , MPa. 1 0. 2 1P r l og D /D= 345 l og 89 / 80 36. 74 MP a?? ? ? ? 則 5P r =0 .35 36. 74= 12. 86M P a? 所以 , 式 ( 2) 成立。 ( 3) 最大工作壓力 maxP 應(yīng)遠(yuǎn)小于缸筒爆裂壓力 Pr ,即要滿(mǎn)足 : m a x 1P r log D / DbP ?? (3) 因?yàn)? D /D =2 .3 540 l o