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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名：
學(xué) 號(hào)：
專 業(yè)：
設(shè)計(jì)(論文)題目：
指 導(dǎo) 教 師:
2017年 3月 25 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫
2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
摘要： 介紹了常見(jiàn)轎車自動(dòng)清潔裝置的一些情況，主要闡述了轎車自動(dòng)清潔的清洗原理、發(fā)展史、機(jī)構(gòu)組成、以及它的分類，論述了轎車自動(dòng)清潔裝置的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域，并對(duì)轎車自動(dòng)清潔裝置的情況以及研究現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)要敘述。
關(guān)鍵詞： 轎車 自動(dòng)清潔裝置 結(jié)構(gòu)組成
1 引言
市場(chǎng)上常見(jiàn)的汽車自動(dòng)清洗機(jī)簡(jiǎn)介它改變傳統(tǒng)高壓水槍單相流、單一介質(zhì)的清洗原理。采用高速氣流配合水硬霧沖洗的新技術(shù)（兩相流清洗）。水被微?；?，幾十倍提高水的利用率，達(dá)到節(jié)水90％以上，并且集清洗、噴清潔劑[2]、吹干等多功能于一身。小巧手持、隨意移動(dòng)，任何環(huán)境均可工作。最大限度的提高單位水量的利用率，并具備一定的沖力和溫度，極有效地清除和溶解車身及所有縫隙的灰塵和油污。（汽車的門邊、門縫、車牌、車頭發(fā)動(dòng)機(jī)組、人手難以觸及的溝、縫、細(xì)孔等[5]。）用水量是水槍的二十分之一，耗能是它的一半，其他設(shè)備所無(wú)法比擬的是：徹底清洗細(xì)微之處[3]；快速吹干功能；無(wú)水花飛濺；無(wú)滿地流水；(洗車后沒(méi)有污水橫流)。清洗車身；洗門縫、門邊、發(fā)動(dòng)機(jī)組，細(xì)微之處顯身手[4]；油、泥厚處重的地方也是輕而易舉，快速吹干。
2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
隨著國(guó)名經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)和社會(huì)的快速發(fā)，汽車逐步更加廣泛的走入普通民眾家庭，人民對(duì)于車輛的清洗有了更高的要求?，F(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)有了往復(fù)式洗車設(shè)備[6]，高壓自動(dòng)洗車機(jī)，隧道式洗車機(jī)，專業(yè)工程機(jī)械清洗機(jī)，火車專用清洗設(shè)備，汽車生產(chǎn)線專用雨淋清洗線，集裝箱，油罐車專用清洗設(shè)備[1]，特殊車輛清洗設(shè)備等一系列清洗機(jī)械來(lái)滿足各種需求。
2.1 國(guó)內(nèi)研究情況
洗車是近兩年才逐漸在我們的新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提供財(cái)政和技術(shù)壁壘的特點(diǎn)。由于其相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都不是很齊全，對(duì)場(chǎng)地阿、環(huán)境阿、設(shè)備阿、技術(shù)以及管理等發(fā)面缺乏明確的規(guī)定和要求，如今一路領(lǐng)先的洗車的洗車市場(chǎng)雖被淘汰但仍然是很受歡迎，人工水洗，但是先進(jìn)的電腦自動(dòng)洗車它們是所占據(jù)的比例很小的洗車方式。
目前，中國(guó)的小洗車普遍存在的城市不能夠滿足健康和現(xiàn)代城市的行業(yè)展覽會(huì)的城市景觀的需要，基本不符合企業(yè)的規(guī)?；?，專業(yè)化，以及規(guī)范化的要求，更不用說(shuō)什么行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展了;我覺(jué)得吧中國(guó)洗車行業(yè)的健康有序發(fā)展，洗車行業(yè)首先必須以優(yōu)先促進(jìn)科學(xué)環(huán)保，以及科學(xué)的態(tài)度與中國(guó)的洗車的理念新的思路和新的方法來(lái)管理，如此該行業(yè)的形象與市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力也會(huì)得以提升。
縱觀我國(guó)的洗車行業(yè)，洗車機(jī)主要有以下幾個(gè)系列，BLATC車輛清洗機(jī)系統(tǒng)、WD240加強(qiáng)型機(jī)動(dòng)車清洗機(jī)等等。
WD240加強(qiáng)型機(jī)動(dòng)車清洗機(jī)，它是龍門架式全自動(dòng)汽車清洗機(jī)，投資少、見(jiàn)效快、全自動(dòng)操作方式。清洗方式可以在按鈕式的操作面板上隨意選擇(它能有六種清洗程序可供選擇)。此清洗機(jī)可以全天候的進(jìn)行清洗工作，并能自動(dòng)地記錄清洗運(yùn)轉(zhuǎn)的全過(guò)程。
2.2 國(guó)外研究情況
國(guó)外的自動(dòng)清洗技術(shù)已經(jīng)有較長(zhǎng)的歷史，目前國(guó)外已經(jīng)生產(chǎn)出多種新型清洗機(jī)。由日本研發(fā)生產(chǎn)的臺(tái)式洗滌裝置，適合用于小物品的制造加工，實(shí)驗(yàn)室以及檢測(cè)中心等洗滌小型物件，Simpson清洗系統(tǒng)公司從1959年就開(kāi)始生產(chǎn)高壓冷水清洗機(jī)，并且可根據(jù)用戶的需求，采用直接轉(zhuǎn)動(dòng)和皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)兩種方式，最近，美國(guó)推出了ADF990型零件清洗機(jī)[14]，使用熱水與可分解處理的清洗劑混合的水溶液清洗齒輪、箱體、沖模等大型零件；
對(duì)于流水自動(dòng)清洗中的汽車自動(dòng)清洗，國(guó)外也已經(jīng)有許多年的歷史，從最初的一桶水一塊抹布式的洗車到現(xiàn)在全自動(dòng)化清洗，目前我國(guó)的多數(shù)自動(dòng)清洗技術(shù)前部參照國(guó)外技術(shù)。如TEPO--AUTO全自動(dòng)清洗機(jī)械設(shè)備參考德國(guó)最先進(jìn)的技術(shù)。利用精湛的工藝，開(kāi)發(fā)出適合中國(guó)各地區(qū)各類別自動(dòng)洗車的機(jī)械設(shè)備。其電動(dòng)機(jī)械，電控部分，傳感器分，氣動(dòng)以及氣控部很多由德國(guó)、意大利等國(guó)家原裝進(jìn)口。
目前國(guó)際上生產(chǎn)較先進(jìn)洗車機(jī)的國(guó)家主要有德國(guó)，美國(guó)等[15]?，F(xiàn)在世界上主要有兩家大的洗車機(jī)廠家。
（1）菱全通公司全自動(dòng)汽車清洗劑系列
它由19種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備組成，能保證用戶以最小的資金投入購(gòu)買到所有的機(jī)器設(shè)備[16]，并充分利用他們的所有性能。如果場(chǎng)地和所清洗的汽車類型不同，用戶可以根據(jù)場(chǎng)地和汽車類型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的組合，這使其擁有更高的適應(yīng)能力[17]。因此它不僅僅是一種固定的設(shè)備，而且是可以保證用戶按照不同的需要進(jìn)行特殊組合的設(shè)備[7,8]，它具有快速、安全和高質(zhì)量的特點(diǎn)。正是以上特點(diǎn)，使得該機(jī)器具有良好的品質(zhì)保證，收到用戶的青睞[18]。
此機(jī)器還可以按不同的汽車類型進(jìn)行清洗，有的清洗機(jī)同時(shí)為用戶提供了以下設(shè)備，如：清洗劑噴灑裝置[12,13]、二元打蠟裝置、兩組烘干裝置、拋光和上保護(hù)蠟裝置等[9,10,11]。通過(guò)多種選擇，可以使用戶在不同的機(jī)車類型下選擇不同的清洗機(jī)組合形式和清洗程序[19]。該機(jī)器的最大特點(diǎn)就是通過(guò)專業(yè)的服務(wù)提高洗車機(jī)的清洗質(zhì)量。
（2）WD240型加強(qiáng)型機(jī)動(dòng)車清洗機(jī)
WD240型加強(qiáng)型機(jī)動(dòng)車清洗機(jī)是龍門架型全自動(dòng)汽車清洗機(jī)[20,21]，具有投資少、見(jiàn)
效快的特點(diǎn)。他為用戶提供了方便快捷的自動(dòng)化操作系統(tǒng)與操作方式。
WD240型加強(qiáng)型機(jī)動(dòng)車清洗機(jī)能按照要求隨機(jī)的選擇不同的清洗程序，該系統(tǒng)有六個(gè)清洗程序可以任意選擇。他可以一天24小時(shí)，一周7天，一年365日的連續(xù)進(jìn)行工作。該圖是凱旋門式洗車機(jī)示意圖，如下圖2.1所示：
圖2.1 凱旋門式往復(fù)式洗車機(jī)
3 結(jié)束語(yǔ)
中國(guó)人口眾多。隨著人們生活水平的提高，汽車已經(jīng)走入更多的人們的生活，隨之發(fā)展的就是汽車的服務(wù)行業(yè)，所以自動(dòng)洗車必然會(huì)發(fā)展成為主流[22]，符合人們快節(jié)奏的生活和當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展需求。
參 考 文 獻(xiàn)
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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告
２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：
設(shè)計(jì)自動(dòng)清潔裝置，安裝在4S店，代替人工用于家用轎車外部的清潔工作。清洗對(duì)象為轎車，轎車高2-1米，寬3米，長(zhǎng)5米，輸送帶（轎車）移動(dòng)速度，3米/分鐘。
本次設(shè)計(jì)的轎車自動(dòng)清洗裝置，清洗對(duì)象主要是微型車、小型家庭轎車等。各種性能指標(biāo)以及參數(shù)依據(jù)各種車型的數(shù)據(jù)來(lái)確定。洗車過(guò)程是：當(dāng)汽車被傳送帶帶到“隧道”中后，通過(guò)檢測(cè)確定到達(dá)輪刷位置后，啟動(dòng)輪刷清洗高壓水刀，對(duì)車輪和周邊的區(qū)域高壓沖洗，把輪轂和周邊的沙礫、灰塵沖洗掉。然后雙頭噴嘴高壓水刀對(duì)車身頂部、兩側(cè)進(jìn)行沖洗。重點(diǎn)在于汽車前部和后備箱的清洗。接著汽車經(jīng)過(guò)洗車液噴淋，使洗車液均勻?yàn)⒃谲圀w表面。
刷洗工作是汽車清洗過(guò)程中相對(duì)比較重要的環(huán)節(jié)。汽車能不能夠清洗干凈很大程度上取決于刷洗環(huán)節(jié)。由于各種車輛的寬度不同，為避免造成洗不到車或者是洗“傷”車的情況，設(shè)計(jì)中讓立刷和輪刷能夠根據(jù)車身的寬度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)移動(dòng)，從而保證刷子與車身之間的距離一定，進(jìn)而更好的進(jìn)行刷洗。同樣，由于各種車輛的高度不同，頂刷采用了由齒輪齒條控制的，能夠上下移動(dòng)，這樣便可以進(jìn)行有效的清洗。刷洗完畢以后進(jìn)入精洗狀態(tài)，把車——強(qiáng)力風(fēng)干。把車體表面的水珠吹干，在短時(shí)間內(nèi)完成汽車的自動(dòng)清洗。
這套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)采用了簡(jiǎn)單的流程，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成對(duì)汽車的自動(dòng)清洗工作。
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指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：
2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)
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2017年 6 月
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）中文摘要
轎車自動(dòng)清潔裝置是洗車行業(yè)中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。本文開(kāi)始介紹了轎車自動(dòng)清潔裝置的研究背景及意義，了解了清潔裝置的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，研究了轎車自動(dòng)清潔裝置的分類和工作原理，設(shè)計(jì)了詳細(xì)的清潔方案以及相應(yīng)的水循環(huán)系統(tǒng)，對(duì)轎車自動(dòng)清潔裝置的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，針對(duì)轎車自動(dòng)清潔裝置主要部件如電動(dòng)機(jī)和滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，經(jīng)過(guò)一系列的校核，該設(shè)計(jì)方案能夠滿足實(shí)際使用需要。
關(guān)鍵詞： 轎車自動(dòng)清潔 清潔方案 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）外文摘要
Title Design of Automatic Cleaning Devic for Passenger Car
Abstract
Car automatic cleaning device is the most critical part of the car wash industry. This paper begins with the research background and significance of the automatic cleaning device, analyzes the research status of the cleaning device at home and abroad, studies the classification and working principle of the automatic cleaning device, designs the detailed cleaning scheme and the corresponding water circulation system, The main structure of the automatic cleaning device was designed to calculate the main components of the car automatic cleaning device, such as motor and rolling bearing, after a series of checks, the design can meet the actual needs of the use.
Keywords： Automatic car cleaning Cleaning program Structural design
第 Ⅰ 頁(yè) 共 Ⅰ 頁(yè)
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）
目 錄
1 引言 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
2 清潔方案設(shè)計(jì) 4
2.1 隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置的設(shè)計(jì)思路 4
2.2 往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置的設(shè)計(jì)思路 5
2.3 水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置的設(shè)計(jì)思路 8
2.4 清潔方案的確定 9
2.5 轎車自動(dòng)清潔裝置總體結(jié)構(gòu) 10
3 轎車自動(dòng)清潔裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14
3.1 轎車自動(dòng)清潔裝置的主要設(shè)計(jì)及重點(diǎn)數(shù)據(jù) 14
3.2 轎車自動(dòng)清潔裝置的清潔部分設(shè)計(jì) 15
3.3 轎車自動(dòng)清潔裝置的水循環(huán)再利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16
4 轎車自動(dòng)清潔裝置主要部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算 18
4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇 18
4.2 聯(lián)軸器的選取 18
4.3 軸承的選取和校核 22
4.4 滾動(dòng)軸承的使用壽命 26
結(jié)束語(yǔ) 28
致謝 29
參考文獻(xiàn) 30
第 30 頁(yè) 共 31 頁(yè)
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）
1 引言
1.1 研究背景及意義
隨著人民收入的增多,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人民對(duì)于資源的需求也在不斷增強(qiáng)，例如交通方面，對(duì)于交通通行質(zhì)量這一方面尤其看重。所以，人們已經(jīng)離不開(kāi)汽車這個(gè)交通工具。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)擁有轎車的家庭數(shù)量不斷增多，隨之帶來(lái)的是報(bào)考駕照的人越來(lái)越多。根據(jù)有關(guān)部門數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)平均1000個(gè)家擁有自己轎車的家庭大概有300到400個(gè)，相比于天津、南京等一線城市，像淮陰 鹽城 南通等二三線類城市每1000個(gè)家庭所擁有轎車的家庭數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于一線城市的家庭數(shù)量。該圖是2014年轎車自動(dòng)清潔裝置銷售比例的示意圖，如圖1.1所示。
圖1.1 2014年轎車自動(dòng)清潔裝置銷量比例
因?yàn)閾碛修I車的家庭越來(lái)越多，所以所有和轎車有關(guān)的產(chǎn)業(yè)都在大量的出現(xiàn)，例如轎車修理，轎車配件等等相關(guān)產(chǎn)業(yè)[12]。而轎車清洗更是整個(gè)轎車產(chǎn)業(yè)中和人們?nèi)粘Ｉ畋夭豢缮俚闹匾h(huán)節(jié)，伴隨著科技發(fā)展的是各種各樣的轎車型號(hào)和造型，這樣對(duì)于轎車清洗行業(yè)的要求也就變得更為苛刻，需要轎車清洗行業(yè)必須滿足衛(wèi)生、效率高等一系列要求。
最早轎車清洗行業(yè)是在改革開(kāi)放后，隨著國(guó)家開(kāi)始大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)，大量的洗車公司大量出現(xiàn)，隨后在中國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的二十一世紀(jì)，在大部分一線城市洗車公司也更為的正規(guī)，不像原來(lái)的路邊作坊式洗車廠[11]，而是轉(zhuǎn)型成更加高效、干凈的轎車美容公司。而在一些二三線城市仍舊保留著上世紀(jì)那種家族式個(gè)體經(jīng)營(yíng)戶，與轎車美容公司相比，這些洗車廠價(jià)格更便宜。但是由于買不起價(jià)格昂貴的轎車自動(dòng)清潔裝置，只能用人工清潔的方式來(lái)清洗，大大的降低了洗車的效率同時(shí)也不注意環(huán)保等問(wèn)題，從而服務(wù)水平并不能達(dá)到客戶的要求，客戶并不能滿意。
綜上所述，轎車行業(yè)關(guān)于洗車這一方面有很大提升空間，所以無(wú)論從客戶體驗(yàn)或者是環(huán)保等因素來(lái)看，轎車自動(dòng)清潔裝置擁有很大的市場(chǎng)。
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
因?yàn)閾碛修I車的數(shù)量不斷增多，所以人們對(duì)于轎車清洗這一方面的要求也在逐步提高，我國(guó)也發(fā)明了往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置等洗車機(jī)來(lái)滿足人們的需求。
1.2.1 國(guó)內(nèi)研究情況
洗車這個(gè)行業(yè)也是在最近幾年發(fā)展起來(lái)的，由于我國(guó)技術(shù)水平比較落后，和國(guó)家對(duì)于轎車這一行業(yè)缺少政策扶持以及對(duì)于場(chǎng)地、環(huán)保等方面沒(méi)有明確的規(guī)定，導(dǎo)致很多城市洗車方式仍舊停留在人工洗車這一比較原始的洗車方式上面，相比于西方國(guó)家，轎車自動(dòng)清潔裝置的普及率還很低[2]。
當(dāng)前我國(guó)的洗車行業(yè)中大部分洗車廠并不符合我國(guó)現(xiàn)代化城市的要求，存在著不規(guī)范、不環(huán)保、不專業(yè)等問(wèn)題，也談不上滿足可持續(xù)發(fā)展的要求，就我個(gè)人而言洗車行業(yè)想要蓬勃發(fā)展必須要滿足環(huán)保和高效這兩個(gè)要求，這是問(wèn)題的關(guān)鍵，只有這樣，人們對(duì)于洗車這一行業(yè)的印象才會(huì)改觀，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力也會(huì)大幅度提高。
在我國(guó)洗車行業(yè)使用的轎車自動(dòng)清潔裝置主要有以下幾種，BLATC轎車自動(dòng)清潔裝置、WD240自動(dòng)清潔裝置等。
1.2.2 國(guó)外研究情況
相比于我國(guó)落后的轎車清潔裝置，外國(guó)在這方面的技術(shù)已經(jīng)十分成熟，據(jù)我所知其他國(guó)家的清潔裝置種類繁多，比如龍門式轎車清潔裝置或者隧道式等等，像美國(guó)日本的清潔裝置從當(dāng)初的作坊式洗車廠到后來(lái)的自動(dòng)化清潔裝置，技術(shù)在不斷改進(jìn)。在這方面我國(guó)技術(shù)水平落后于國(guó)外水平，所以大部分的轎車自動(dòng)清潔裝置是模仿國(guó)外的，比如TEPO--AUTO轎車自動(dòng)清潔裝置是模仿德國(guó)的清潔裝置，將它改進(jìn)成適合我國(guó)各種環(huán)境的清潔裝置，但是它核心部分的電機(jī)原件和傳動(dòng)裝置，轉(zhuǎn)動(dòng)軸等都是從國(guó)外進(jìn)口的。該圖是TEPO--AUTO轎車自動(dòng)清潔裝置的示意圖，如圖1.2所示。
圖1.2 TEPO--AUTO轎車自動(dòng)清潔裝置
當(dāng)前能夠生產(chǎn)比較先進(jìn)的轎車自動(dòng)清潔裝置的國(guó)家是美國(guó)和德國(guó)，而在這么多先進(jìn)的清潔裝置中比較具有代表性的是WD240型強(qiáng)化版轎車自動(dòng)清潔裝置。這種轎車清潔裝置是龍門往復(fù)式自動(dòng)清潔裝置，它的主要特點(diǎn)是造價(jià)便宜，效率高。它能夠根據(jù)不同的情況使用對(duì)應(yīng)的程序工作，總共可供選擇的程序有六個(gè)，另外它能夠一年不間斷工作，效率非常高。
2 清潔方案設(shè)計(jì)
2.1 隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置的設(shè)計(jì)思路
隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置開(kāi)始是由一個(gè)美國(guó)科學(xué)家在二十世紀(jì)九十年代初設(shè)計(jì)出來(lái)的。這種清潔裝置本身的設(shè)計(jì)理念是保持轎車自動(dòng)清潔裝置機(jī)器原地不動(dòng)，轎車依靠傳送帶運(yùn)動(dòng)慢慢帶動(dòng)著往前走經(jīng)過(guò)洗車的地方。轎車自動(dòng)清潔裝置上負(fù)責(zé)識(shí)別轎車實(shí)時(shí)位置的感應(yīng)器將轎車的位置轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信號(hào)傳到清潔裝置的控制系統(tǒng)中，從而能夠知道轎車的具體位置，通過(guò)PLC系統(tǒng)編寫的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的全自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而能夠高效，干凈的清洗家庭轎車[13]，同時(shí)隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置能夠清洗很多種類的轎車，應(yīng)用對(duì)象非常廣泛。
通常顧客去洗車講究的是效率，所以能否快速和高效的完成整個(gè)轎車的清洗成為選擇轎車自動(dòng)清潔裝置的首要條件。而這種隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置效率很高，洗一輛家庭轎車只需要兩分鐘的時(shí)間[15],并且這種清潔裝置能夠不停地工作，大大的減少了洗車的等待時(shí)間。所以這種清潔裝置適合布置在人流量較多的路口和轎車站附近。
當(dāng)然這種清潔裝置在擁有高效特點(diǎn)的同時(shí)也存在很明顯的缺陷，第一，這種清潔裝置造價(jià)非常高，一般的價(jià)格都在二十萬(wàn)左右，普通的作坊式洗車廠買不起，收回成本的時(shí)間比較長(zhǎng)，因此這種清潔裝置不適合普通作坊式洗車廠，第二，這種清潔裝置非常浪費(fèi)水，資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重，不利于國(guó)家對(duì)于環(huán)境的保護(hù)[14]。第三，這種清潔裝置由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，使用的零件也比較龐大，所以整體的體積比較大，需要比較大的空間來(lái)放置，這對(duì)于作坊式洗車廠十分不利，這類洗車廠沒(méi)有這么多空間來(lái)放置此類清潔裝置。
總的來(lái)說(shuō)，由于上面的各種要求，隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置并不能在三線城市大規(guī)模應(yīng)用洗車。該圖是隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置的示意圖，如圖2.1所示。
圖2.1 隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置
2.2 往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置的設(shè)計(jì)思路
往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置最初也是由美國(guó)人發(fā)明的，但是此類清潔裝置被廣泛使用的地方不是在美國(guó)而是在日本，日本人非常熱衷于使用此類清潔裝置，這種清潔裝置最大的特點(diǎn)是轎車在該清潔裝置里面做來(lái)回運(yùn)動(dòng)[17]，轎車本身它是不動(dòng)的,通過(guò)PLC系統(tǒng)的控制，來(lái)達(dá)到來(lái)回清洗的目的，也能自己感應(yīng)噴水、自己刷洗車的兩側(cè)、自己刷洗轎車的地盤、自己上蠟燭、自己吹干車輛。一輛待清洗的車駛進(jìn)裝置里面，只需要三到四分鐘，這輛車就能洗干凈了，但是這種清潔裝置并不能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，不能達(dá)到大量的轎車清洗的要求，這種轎車清潔裝置最大的特點(diǎn)是安裝有刷子[16]，類型有三個(gè)刷子式，五個(gè)刷子式和八個(gè)刷子式，刷子的材料也是五花八門的，有布做的，有尼龍
的等等，其中清洗質(zhì)量最高的就是布做的。該圖是往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置的毛刷樣式，如圖2.2所示。
圖2.2 往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置的毛刷樣式
往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置最關(guān)鍵的部分在于它的主要框架，因?yàn)檠b置在前進(jìn)的時(shí)候要求前進(jìn)的路線必須是絕對(duì)水平的，所以裝置的主要框架焊接時(shí)必須是沒(méi)有任何縫隙的，而這個(gè)框架本身的材料大部分采用的是不銹鋼，要求在豎直方向上面的誤差不能超過(guò)4mm,但是因?yàn)槲覈?guó)的技術(shù)水平比較落后，所以這個(gè)框架的焊接要求并不能完全達(dá)到。
往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置最大的優(yōu)點(diǎn)在于它能夠把轎車清洗的非常干凈[18]，而其他種類的清潔裝置不能做到這一點(diǎn)，另外組成這個(gè)往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，相比于隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置來(lái)說(shuō)，它具備占地面積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。該圖是龍門式轎車自動(dòng)清潔裝置毛刷種類的示意圖，如圖2.3所示。
圖2.3 往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置
另外往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置完全是由電腦系統(tǒng)控制的，所以能夠全方位的清洗轎車，清洗的比較干凈。同時(shí)由于這種清潔裝置使用的是毛刷，所以能夠最大程度的防止轎車的油漆被破壞[1]。
同樣往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置也有相應(yīng)的缺點(diǎn)，造價(jià)比較昂貴，比如一個(gè)普通往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置的市場(chǎng)價(jià)在十八到二十萬(wàn)之間，這對(duì)于那些普通的作坊式洗車廠來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是一個(gè)天文數(shù)字，其外由于清洗的非常干凈，所以這種裝置對(duì)于水的消耗也是非常大的，我國(guó)本身水資源并不充足，所以大量的浪費(fèi)水資源并不滿足我國(guó)的基本國(guó)情，不光有上面這些缺點(diǎn)，往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置本身對(duì)于場(chǎng)地的選擇也有極其苛刻的要求，裝置下面的軌道焊接要求非常高[19]，不能有一點(diǎn)點(diǎn)縫隙，而且制造
軌道的材料必須是合金。
所以，綜上所說(shuō)，這種清潔裝置很難在二三線城市的作坊式洗車廠廣泛使用。
2.3 水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置的設(shè)計(jì)思路
水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置相比于另外兩種轎車清潔裝置，它最大的特點(diǎn)是裝置和轎車本身沒(méi)有任何接觸的地方。水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置清洗轎車的時(shí)候使用的是高壓水流和清潔劑配合的清潔方法。這種清潔裝置是才開(kāi)始流行起來(lái)的，產(chǎn)品比較新穎，價(jià)格也比較實(shí)惠，經(jīng)歷了顧客的考驗(yàn)，在市場(chǎng)上廣受好評(píng)。
水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置最先流行起來(lái)是在2004年，在很短的時(shí)間內(nèi)，水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置在很多城市大量使用。它剛開(kāi)始本身的銷量并不是很好，經(jīng)過(guò)幾年發(fā)展銷量?jī)叭灰呀?jīng)成為整個(gè)轎車清潔裝置行業(yè)的龍頭產(chǎn)品，最先使用這類清潔裝置的城市是杭州，后來(lái)在全國(guó)各大中小型城市中普遍使用。而且現(xiàn)在不光國(guó)內(nèi)在使用這種清潔裝置，國(guó)外好多國(guó)家也慢慢在使用。
水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置是通過(guò)電子感應(yīng)來(lái)確定轎車的位置和大小的，然后轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)轎車車身進(jìn)行一系列的清洗，吹干等步驟，裝置本身可以前進(jìn)、可以轉(zhuǎn)動(dòng)，非常靈活，對(duì)車子和機(jī)器本身不會(huì)造成破壞[20]。
在水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置中最有名的一個(gè)系列是U型清潔裝置，這款產(chǎn)品是所有種類中功能最強(qiáng)大的，U型水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置的機(jī)械手是全方位無(wú)死角清洗轎車的，能夠自己量取轎車的長(zhǎng)度，控制水流流速和沖洗時(shí)的力量，而且在轎車不小心碰到裝置邊框的時(shí)候，能夠彈出保護(hù)裝置保護(hù)轎車。
另外相比于隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置，這種清潔裝置占地面積不是很大，最小需要長(zhǎng)為八米，寬為四米、高為四米的體積，使用的是220V的家庭電壓，大部分的轎車都能夠清洗，比如家庭轎車，SUV等等，沖洗的時(shí)候沖洗的力達(dá)到九十千克就可以把轎車的底部清洗干凈，洗車的效率也很高[21]，大概三到四分鐘洗干凈一輛轎車，而且據(jù)
有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)洗一輛車大概只需要消耗200L水左右，比較環(huán)保。
水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置和隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置、往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置不同的地方是清洗的時(shí)候使用的方法不一樣，它沒(méi)有其他兩個(gè)裝置的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和安裝時(shí)嚴(yán)格的要求，也正是因?yàn)檫@樣，它的造價(jià)并不是很高，大概只需要7到8萬(wàn)左右，這個(gè)價(jià)格對(duì)于那些作坊式洗車廠來(lái)說(shuō)還是合理的，并且這種裝置的體積很小，通常普通的洗車廠都能放的下，適合使用的環(huán)境有很多種。水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置的外形簡(jiǎn)單又精致，里面也安裝了很多隔除雜音的材料[22]，噪音的分貝滿足國(guó)家的要求，對(duì)周圍居民的正常生活沒(méi)有影響，水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置的注水電機(jī)的功率是18KW，這在全球注水電機(jī)中都能算得上很高的了，功率越高轎車才能被清洗的更加仔細(xì)，更能滿足客戶的需求。水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置也是全自動(dòng)的，是通過(guò)PLC來(lái)控制整個(gè)裝
置的運(yùn)行，非常的方便、智能。
水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置和隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置、往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置相比有很多的優(yōu)點(diǎn)，但同樣也有它自身的缺點(diǎn)，第一，它其實(shí)并不能實(shí)現(xiàn)全方位立體清洗整個(gè)轎車，像有些地方機(jī)械手是伸不進(jìn)去的，比如說(shuō)轎車的車輪和底部的很大一部分區(qū)域，第二，在制造過(guò)程中生產(chǎn)廠商為了節(jié)約成本，他們把清潔裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的很簡(jiǎn)單，有些地方不是設(shè)計(jì)的很仔細(xì)，所以導(dǎo)致在實(shí)際安裝的時(shí)候不能實(shí)現(xiàn)完全沒(méi)有縫隙，安裝的并不是很牢固[23]。第三，因?yàn)樗妒睫I車自動(dòng)清潔裝置噴出的水的壓力是非常高的，所以有些時(shí)候會(huì)損傷轎車車身的油漆。第四，在洗車的時(shí)候，水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置使用了大量的清洗劑，對(duì)周圍的環(huán)境造成了極大的破壞。該圖是水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置的示意圖，如圖2.4所示。
圖2.4 水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置
2.4 清潔方案的確定
通過(guò)對(duì)水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置和隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置、往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置的優(yōu)缺點(diǎn)和工作原理的分析，查閱了有關(guān)轎車自動(dòng)清潔裝置的國(guó)內(nèi)外資料，我設(shè)計(jì)了這個(gè)三滾筒式轎車自動(dòng)清潔裝置，這個(gè)裝置把三種清潔裝置的所有的優(yōu)點(diǎn)融合在一起，這個(gè)裝置能夠在中小型城市大量使用，通過(guò)對(duì)一些中小型城市的數(shù)據(jù)研究，了解到整個(gè)洗車市場(chǎng)的大概需求有如下幾個(gè)部分：首先，清洗轎車的公司必須要在人流量多的地方，場(chǎng)地比較大，轎車流通比較方便的地方。然后，洗一次車輛價(jià)格應(yīng)該要實(shí)惠一點(diǎn)，不能超過(guò)20塊錢，這樣才能被客戶所接受[24]。其次，洗車的時(shí)候滾輪不能沾到沙石，不然會(huì)很容易刮傷車身，所以滾輪的材料應(yīng)該是那種不太能粘沙土的材料。最后，清洗的質(zhì)量是整個(gè)洗車過(guò)程的核心，必須要把一些轎車的死角和一些難去除的污點(diǎn)清洗干凈。
通過(guò)相關(guān)的調(diào)查研究，可以得到一個(gè)信息，城市里面基本上都是大馬路，所以大部分轎車需要清洗的是一些灰塵和沙石等細(xì)小的東西，不同于鄉(xiāng)村，鄉(xiāng)村里面有很多地方都是泥土混合著石頭的道路，所以轎車的車輪和車身非常容易粘上大塊的泥土，特別是下雨天的時(shí)候，更加容易弄得到處都是泥土。轎車自動(dòng)清潔裝置是在城市里面使用的，因此不用太考慮轎車能不能洗的干凈這方面的問(wèn)題。于是洗車方式是先用水混合著清洗劑沖刷整個(gè)轎車，然后用毛刷刷洗轎車的車身。
2.5 轎車自動(dòng)清潔裝置總體結(jié)構(gòu)
這個(gè)是轎車自動(dòng)清潔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，主要的設(shè)計(jì)是參考隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置，刪掉了隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置里面焊接比較復(fù)雜的軌道部分,使用自動(dòng)單邊軌道來(lái)帶動(dòng)轎車向前移動(dòng)，在清潔裝置的底面使用不銹鋼支架把整個(gè)清潔裝置固定住，使它不動(dòng)，支撐的前面部分和清潔裝置焊接在一起，整個(gè)支架嵌在水泥板里面，這樣不但能夠降低固定成本而且清潔裝置一點(diǎn)都不會(huì)滑動(dòng)，清潔裝置有3個(gè)滾輪，2個(gè)是左右滾輪，一個(gè)是上滾輪，左右滾輪主要是清洗轎車兩側(cè)的車身，而上滾輪主要是清洗轎車頂部凸起的部分以及車頭和車屁股，左右滾輪可以前后轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣能夠把轎車兩側(cè)車身洗的更加干凈，上滾輪使用氣缸帶動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)上下位移，因?yàn)檗I車有一個(gè)凸起的頂部，這樣設(shè)計(jì)才能洗的更加干凈[3]，上滾輪和左右兩個(gè)滾輪外面包裹的毛刷材料使用的是泡沫，目前為止這個(gè)材料是最佳的選擇，它清洗泥土和吸收污水的能力都很強(qiáng)，并且十分柔軟，不會(huì)損壞轎車表面的油漆。此外我還設(shè)計(jì)了一個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)，
在清潔裝置的右邊，水循環(huán)系統(tǒng)能夠?qū)η逑催^(guò)程中產(chǎn)生的污水進(jìn)行處理，使臟水能夠循環(huán)再利用，一般清洗一輛轎車，大概能夠節(jié)省80到90L水，對(duì)保護(hù)環(huán)境十分有利[4]，也大大降低了清洗的成本。該圖是轎車自動(dòng)清潔裝置機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖的示意圖，如圖2.5所示。
圖2.5 轎車自動(dòng)清潔裝置機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
設(shè)計(jì)的這個(gè)清潔裝置在清洗轎車的時(shí)候轎車行進(jìn)的方式和上面所說(shuō)的幾個(gè)轎車清潔裝置的方式一樣，都是通過(guò)裝置本身的軌道帶動(dòng)轎車向前行進(jìn)，但是我使用的軌道是單邊軌道，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軌道，轎車處于熄火狀態(tài)，利用單邊軌道帶動(dòng)轎車慢慢向前移動(dòng)，節(jié)約了生產(chǎn)成本。另外這個(gè)清潔裝置是按時(shí)間來(lái)收費(fèi)的，前面有個(gè)自動(dòng)投幣箱，類似于電瓶車自動(dòng)投幣充電，客戶能夠控制轎車清洗的時(shí)間，如果轎車本身并不是很臟就沒(méi)必要花清洗一輛臟車的費(fèi)用來(lái)清洗，很大程度上減少了洗車的費(fèi)用。
這個(gè)清潔裝置和上面幾種清潔裝置的清洗方式不太一樣，既不像原來(lái)那種光靠毛刷刷洗轎車的方式，又不像現(xiàn)在直接用水和清洗劑沖刷轎車的方式，我把這兩種方法結(jié)合在了一起，在轎車剛駛進(jìn)清潔裝置的時(shí)候[4]，左右滾輪和上滾輪并不運(yùn)作，而是先通過(guò)左右和上面的噴水裝置初步對(duì)轎車進(jìn)行沖洗，隨后再用左右滾輪和上滾輪刷洗轎車的車身，刷洗完以后再啟動(dòng)噴水系統(tǒng)進(jìn)行沖刷，這樣運(yùn)轉(zhuǎn)的話不但大大節(jié)約了寶貴的水資源，而且還能夠把轎車清洗的更加干凈。整體的框架是參考往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置的框架，但是由于我這個(gè)是轎車自動(dòng)前進(jìn)的方式，大大的優(yōu)化了設(shè)計(jì)框架[6]，減少了制造所花費(fèi)的資金，因此這個(gè)清潔裝置的價(jià)格也隨之降低，所以洗車廠也會(huì)降低向顧客收取的費(fèi)用。在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)中占有利地位，水刀式轎車自動(dòng)清潔裝置、隧道式轎車自動(dòng)清潔裝置、往復(fù)式轎車自動(dòng)清潔裝置都沒(méi)有這么低的生產(chǎn)成本，所以在洗車市場(chǎng)上有很大的優(yōu)勢(shì)[7]。該圖是轎車自動(dòng)清潔裝置單邊軌道的示意圖，如圖2.6所示。
圖2.6 單邊軌道
下面是三滾輪式轎車清潔裝置主要的清潔部分的結(jié)構(gòu)，綠色的是噴淋裝置，專門是噴水和洗滌劑，兩個(gè)粉紅色的左右滾輪是負(fù)責(zé)清洗轎車兩側(cè)的車身[8]，還有一個(gè)上滾輪負(fù)責(zé)清潔轎車的頂部，黃色的部分是整個(gè)清潔裝置的主要框架。該圖是轎車自動(dòng)清潔裝置主要清洗部分結(jié)構(gòu)的示意圖，如圖2.7所示。
圖2.7 轎車自動(dòng)清潔裝置主要清洗部分結(jié)構(gòu)
3 轎車自動(dòng)清潔裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 轎車自動(dòng)清潔裝置的主要設(shè)計(jì)及重點(diǎn)數(shù)據(jù)
這個(gè)設(shè)計(jì)主體要是四個(gè)方面，第一個(gè)是清洗結(jié)構(gòu)，第二個(gè)是水資源循環(huán)再利用系統(tǒng)，第三個(gè)是PLC控制系統(tǒng)，第四個(gè)是細(xì)節(jié)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。該表是轎車自動(dòng)清潔裝置主要設(shè)計(jì)參數(shù)的示意表，如表3.1所示。
表3.1 主要的設(shè)計(jì)參數(shù)
安裝位置的長(zhǎng)度
9
安裝位置的寬度
6
安裝位置的面積
54
安裝位置的高度
4.5
清潔裝置的高度
3.5
續(xù)表3.1 主要的設(shè)計(jì)參數(shù)
清潔裝置的長(zhǎng)度
8
清潔裝置的寬度
5.7
水循環(huán)裝置的長(zhǎng)度
4.5
水循環(huán)裝置的寬
1.3
水循環(huán)裝置的高
3
水循環(huán)裝置的體積
17.55
該表是轎車自動(dòng)清潔裝置主要功能參數(shù)的示意表，如表3.2所示。
表3.2 主要的功能參數(shù)
三個(gè)柔性滾輪
一個(gè)上滾輪，兩個(gè)左右滾輪
清洗方式
高壓水刀噴淋方式
洗滌劑種類
泡沫洗滌劑
轎車前進(jìn)方式
單邊軌道帶動(dòng)向前行進(jìn)
控制系統(tǒng)
PLC控制系統(tǒng)
故障檢測(cè)方式
人工檢查
洗車方式
自助式洗車
時(shí)間記錄
系統(tǒng)自動(dòng)記錄洗車時(shí)間
該表是轎車自動(dòng)清潔裝置清洗車輛種類的示意表，如表3.3所示。
表3.3 清洗車輛的種類
適用于4座的小轎車
清洗轎車的最大長(zhǎng)度
5
清洗轎車的最大寬度
3
清洗轎車的最大高度
2
該表是轎車自動(dòng)清潔裝置組成部件材料的示意表，如表3.4所示。
表3.4 組成部件的材料
外部框架材料
不銹鋼
電子元件
防水型
機(jī)架
熱鍍鋅C型鋼機(jī)架
該表是轎車自動(dòng)清潔裝置水和電消耗量的示意表，如表3.5所示。
表3.5 水和電的消耗量
用電的種類
220家庭用電
清洗一輛轎車的耗電量
0.3度/輛
清洗一輛轎車的耗水量
26L/輛
該表是轎車自動(dòng)清潔裝置清洗效率參數(shù)的示意表，如表3.6所示。
表3.6 轎車清洗效率參數(shù)
每輛轎車清洗時(shí)間
2/輛
每小時(shí)清洗轎車的數(shù)量
25輛
3.2 轎車自動(dòng)清潔裝置的清潔部分設(shè)計(jì)
轎車自動(dòng)清潔裝置的清洗部分主要有機(jī)架，單邊導(dǎo)軌，上滾輪，左右滾輪這四個(gè)部分。該圖是轎車自動(dòng)清潔裝置清洗部分結(jié)構(gòu)的示意圖，如圖3.1所示。
圖3.1 清潔部分結(jié)構(gòu)草圖
1是清潔裝置的機(jī)架，2是清潔裝置的底部，起到承重的作用，3和4是左右滾輪，清洗轎車兩側(cè)車身，5是上滾輪，清洗轎車的頂部。
清洗轎車的時(shí)候需要有人把轎車開(kāi)到單邊軌道上，汽車處于熄火狀態(tài)，確保轎車自動(dòng)清潔裝置在單邊軌道的前端，距離清潔區(qū)域有70。
使轎車車窗保持封閉狀態(tài)，觀察一下后視鏡，保證擋風(fēng)玻璃上面的雨刷和后備箱等部件都是關(guān)閉的，把車身周圍有遮陽(yáng)等凸出東西拆下，以防在清洗時(shí)把它損壞[5]。
最后再檢查一下車身，看看有沒(méi)有遺漏的地方，檢查完畢以后，運(yùn)行轎車自動(dòng)清潔裝置，轎車沿著單邊軌道緩慢駛?cè)肭逑磪^(qū)域[9]，轎車自動(dòng)清潔裝置開(kāi)始自己清洗轎車，直到顧客覺(jué)得轎車清洗完畢才停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.3 轎車自動(dòng)清潔裝置的水循環(huán)再利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
水循環(huán)再利用系統(tǒng)使用的三級(jí)沉淀池，臟水先通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)，把臟水中顆粒比較大的泥土和機(jī)油過(guò)濾出來(lái)，然后通過(guò)提升水泵將臟水送到一級(jí)沉淀池進(jìn)行混凝沉淀，再通過(guò)輸送管道輸送到二級(jí)沉淀池進(jìn)行吸附，最后通過(guò)輸送管道輸送到膜處理池進(jìn)行膜的過(guò)濾。為了節(jié)約能源，各級(jí)沉淀管道之間都是由輸送管道來(lái)輸送臟水，在管道里面安裝了防止臟水回流的閥門，這樣的話就可以減少沉淀池之間的水泵的數(shù)量，降低成本。臟水排到沉淀池以后，停留在沉淀池里面的時(shí)間可能會(huì)比預(yù)計(jì)的時(shí)間要長(zhǎng)，這種情況叫做短流，這一部分停留在沉淀池里面的臟水不能夠完全沉淀，導(dǎo)致沉淀的效果
不是很明顯，甚至由于臟水不向前面流動(dòng)，出現(xiàn)了死水區(qū)，會(huì)減少整個(gè)沉淀池的有效容積。所以為了避免出現(xiàn)短流的現(xiàn)象，本設(shè)計(jì)在各個(gè)沉淀池的中間安裝了進(jìn)水管道，污水從上到下進(jìn)入，在進(jìn)水管下面設(shè)置傘狀的擋板，使臟水能夠在池中均勻分布。沉淀池沉淀過(guò)的水經(jīng)過(guò)提升泵運(yùn)到清潔裝置上面的儲(chǔ)水箱，清洗轎車用過(guò)的水重新輸送到沉淀池進(jìn)行處理，形成封閉的水循環(huán)再利用系統(tǒng)。
普通的沉淀池里面的污泥都是通過(guò)機(jī)器挖取然后運(yùn)走的[10]，清理的時(shí)間比較長(zhǎng)，時(shí)間一般是一個(gè)月，在清理的這段時(shí)間肯定又會(huì)污染已經(jīng)沉淀完的水，既浪費(fèi)時(shí)間又浪費(fèi)錢，所以設(shè)計(jì)的沉淀池裝有排泥管，在沉淀池里面放置時(shí)間比較久的臟水和污泥都可以及時(shí)排出去，非常方便又節(jié)約了時(shí)間，等污泥曬干以后讓污泥車運(yùn)走。
4 轎車自動(dòng)清潔裝置主要部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算
4.1 電動(dòng)機(jī)的選擇
根據(jù)轎車自動(dòng)清潔裝置的工作條件和要求，驅(qū)動(dòng)滾輪的電動(dòng)機(jī)選擇的是三相異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)是Y100L2-4，這個(gè)電機(jī)的主要參數(shù)：輸出功率為,額定轉(zhuǎn)矩為，最大轉(zhuǎn)速為，最大轉(zhuǎn)矩為，轉(zhuǎn)子慣量為。
通過(guò)已經(jīng)選好的電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速和清潔裝置滾輪轉(zhuǎn)速，通過(guò)計(jì)算可以知道該傳動(dòng)的總傳動(dòng)比：
（4.1）
電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速，由式4.1計(jì)算得：
4.2 聯(lián)軸器的選取
聯(lián)軸器是機(jī)械傳動(dòng)中很普遍的零件，主要功能是把兩根軸連接在一起，裝置在運(yùn)行的時(shí)候兩根軸不能分離，只有在裝置停止運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，兩個(gè)連接軸才能分開(kāi)，聯(lián)軸器的種類有很多，主要的種類有三種，機(jī)械聯(lián)軸器、液力聯(lián)軸器和特種聯(lián)軸器。就機(jī)械聯(lián)軸器來(lái)說(shuō)，國(guó)家有明確的分類，通過(guò)聯(lián)軸器對(duì)其連接的兩軸存在的相對(duì)位移有無(wú)補(bǔ)償?shù)哪芰?，可以分為剛性?lián)軸器和撓性聯(lián)軸器兩種，有一種是能夠起到保護(hù)作用的聯(lián)軸器叫安全聯(lián)軸器[25]，而撓性聯(lián)軸器也可以根據(jù)有無(wú)彈性元件，分為有彈性元件的撓性聯(lián)軸器和無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器這兩種。這個(gè)是剛性聯(lián)軸器的種類和特色的示意表，如表4.1所示。
表4.1 剛性聯(lián)軸器的種類和特色
種類
特色
凸型聯(lián)軸器a
凸型聯(lián)軸器b
凸型聯(lián)軸器c
在本設(shè)計(jì)里面，滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)功率并不是很大，受力比較小，聯(lián)系聯(lián)軸器的適用環(huán)境，我決定使用套筒式聯(lián)軸器[28]，型號(hào)為ZDXCJ—09。該表是撓性聯(lián)軸器的種類與特色的示意表，如表4.2所示。
表4.2 撓性聯(lián)軸器的種類與特色
種類
特點(diǎn)
十字滑塊聯(lián)軸器
沒(méi)有
彈性
元件
的撓
性聯(lián)
軸器
滑塊聯(lián)軸器
十字萬(wàn)向聯(lián)軸器
滾珠鏈聯(lián)軸器
續(xù)表 表4.2 撓性聯(lián)軸器的種類與特色
種類
特色
柱套式聯(lián)軸器
有彈
性元
件的
撓性
聯(lián)軸
器
銷柱式聯(lián)軸器
梅花狀聯(lián)軸器
膜片聯(lián)軸器
4.3 軸承的選取和校核
在清潔裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)中，軸承是必不可少的一部分，軸承有滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承兩種。
（1）滑動(dòng)軸承
有些環(huán)境滾動(dòng)軸承不能夠體現(xiàn)它的特色 ，比如說(shuō)在有水或者強(qiáng)腐蝕性的環(huán)境中。而滑動(dòng)軸承在這些環(huán)境中能夠完美工作[29]，滑動(dòng)軸承和軸承座接觸的面積很大，所以具有很大的承載力，潤(rùn)滑膜能夠減少?zèng)_擊力，潤(rùn)滑零件的作用，結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，安裝起來(lái)比較方便，但是拆卸比較麻煩。
滑動(dòng)軸承有很多種，根據(jù)不同的載荷方向，可以分成徑向軸承（承受徑向載荷）和止推軸承（承受軸向載荷）。根據(jù)潤(rùn)滑油的種類的不同，可以分成油潤(rùn)滑，脂潤(rùn)滑，液體潤(rùn)滑，氣體潤(rùn)滑等，按照潤(rùn)滑膜厚度的不同[26]，薄膜潤(rùn)滑軸承和厚膜潤(rùn)滑軸承這幾種。該圖是滑動(dòng)軸承工作原理的示意圖，如圖4.1所示。
圖4.1 滑動(dòng)軸承的工作原理
（2）滾動(dòng)軸承
滾動(dòng)軸承在機(jī)器運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)使用地方比較多的零件[30]，它主要是靠零件摩擦滾動(dòng)來(lái)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)元件的。滾動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)主要是摩擦力小、功率損耗低、起動(dòng)方便等。
滾動(dòng)軸承的大概框架如下圖所示，由外部圈、內(nèi)部圈、滾動(dòng)元件和支撐架等4個(gè)部分構(gòu)成。外圈和軸承座孔裝配，內(nèi)圈和軸頸裝配。一般外圈固定、內(nèi)圈隨軸的轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)，也有可能內(nèi)圈固定外圈回轉(zhuǎn)，或內(nèi)外圈同時(shí)回轉(zhuǎn)。在內(nèi)、外圈做相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾動(dòng)體在內(nèi)外圈的滾道之間滾動(dòng)。主要的滾動(dòng)元件包括球、圓柱滾子、圓錐滾子、球面滾子、非對(duì)稱球面滾子、滾針等。支撐架主要起到均勻地隔開(kāi)滾動(dòng)體而防止造成損壞。該圖是滾動(dòng)軸承主要結(jié)構(gòu)的示意圖，如圖4.2所示。
圖4.2 滾動(dòng)軸承的主要結(jié)構(gòu)
滾動(dòng)軸承的種類有很多，主要可以分為球軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承等幾種。當(dāng)前全球的滾動(dòng)軸承在規(guī)格種類等方面更加趨于專業(yè)化、輕便化、細(xì)微化，使得其選用、潤(rùn)滑、維護(hù)都變得非常簡(jiǎn)單，在機(jī)械行業(yè)中普遍使用[27]。該表是常用滾動(dòng)軸承種類和特點(diǎn)的示意表，如表4.3所示。
表4.3 常用滾動(dòng)軸承的種類和特點(diǎn)
種類
示意圖
名稱
主要特性
備注
調(diào)心球軸承
圓柱孔調(diào)心球軸承
1.能承受少量雙向負(fù)荷，不宜承受純軸向負(fù)荷
2.軸向位移限制在軸向游隙范圍內(nèi)
安裝時(shí)可細(xì)微的調(diào)整徑向及軸向間隙
圓錐孔
裝在緊定套上的調(diào)心球軸承
深溝球軸承
深溝球軸承
1.能接受雙方軸向負(fù)荷
2.軸向位移保持在軸向間隙范圍內(nèi)
外圈有止動(dòng)槽的深溝球軸承
軸向緊固簡(jiǎn)單；軸承部件的軸向尺寸小
圓柱滾子軸承
外圈無(wú)擋邊圓柱滾子軸承
1.不能支撐軸向負(fù)荷
2.不能停止軸向位移
可分別安裝內(nèi)、外圈
內(nèi)圈無(wú)擋邊圓柱滾子軸承
外圈圓柱滾子軸承
能承受少量單向軸向負(fù)荷
可各自安裝內(nèi)、外圈
內(nèi)圈圓柱滾子軸承
續(xù)表 表4.3 常用滾動(dòng)軸承的種類和特點(diǎn)
類型
簡(jiǎn)圖
名稱
一般特性
其他
圓柱滾子軸承
圓柱滾子軸承
1.不能承受軸向負(fù)荷
2.不能限制軸向位移
3.極限轉(zhuǎn)速高
可微量調(diào)整徑向游隙
圓錐滾子軸承
內(nèi)圈無(wú)擋邊雙列圓柱滾子軸承
圓錐滾子軸承
圓錐滾子軸承
1.能承受較大單向軸向負(fù)荷，軸向負(fù)荷能力隨接觸角的增大而增大
2.能承受以徑向負(fù)荷為主的聯(lián)合負(fù)荷
可調(diào)整徑、軸向游隙
外圈圓錐滾子軸承
雙列圓錐滾子軸承
1.能承受大量雙向軸向負(fù)荷
2.軸向位移限制在軸向游隙范圍內(nèi)
改變隔圈厚度可調(diào)整徑、軸向游隙
角接觸球軸承
分離型（磁電機(jī)）角接觸球軸承
1.能承受一定的單向軸向負(fù)荷
2.能限制一個(gè)方向的軸向位移
可分別安裝內(nèi)、外圈
角接觸球軸承
1.能承受單向軸向負(fù)荷，軸向負(fù)荷能力隨接觸角的增大而增大
2.能限制一個(gè)方向的軸向位移
內(nèi)圈角接觸球軸承
高速性好
4.4 滾動(dòng)軸承的使用壽命
本設(shè)計(jì)使用的軸承是深溝球軸承，作為這個(gè)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，必須要對(duì)這些軸承進(jìn)行壽命校核。下面是深溝球軸承的壽命計(jì)算
（1）已知條件
轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)矩，滾輪直徑，法向壓力角是標(biāo)準(zhǔn)值，，轉(zhuǎn)動(dòng)軸導(dǎo)程角。
（2）受力計(jì)算
（4.2）
（4.3）
（4.4）
將已知條件代入到4.2、4.3、4.4中計(jì)算得：
（3）計(jì)算深溝球軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷
，經(jīng)查表10后，取。
而，，則取徑向動(dòng)載荷系數(shù)，軸向動(dòng)載荷系數(shù)。因此，當(dāng)量動(dòng)載荷為
（4.5）
將數(shù)值代入式4.5中得
（4）計(jì)算深溝球軸承的基本額定壽命
（4.6）
式中 —深溝球軸承的基本額定動(dòng)載荷；
—軸承的轉(zhuǎn)速（單位為）；
—當(dāng)量動(dòng)載荷；
—指數(shù)，對(duì)于球軸承，??；對(duì)于滾子軸承，取。
將數(shù)值代入式4.6得
該表是常用滾動(dòng)軸承種類和特點(diǎn)的示意表，如表4.4所示。
表4.4 徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y
軸 承 類 型
相對(duì)軸向載荷
判斷系數(shù)
名 稱
代 號(hào)
X
Y
X
Y
調(diào)心球軸承
10000
—
—
1
(Y1)
0.65
(Y2)
調(diào)心滾子軸承
20000
—
—
1
(Y1)
0.67
(Y2)
圓錐滾子軸承
30000
—
1
0
0.40
(Y)
()
深溝球軸承
60000
0.025
1
0
0.56
2.0
0.22
0.040
1.8
0.24
0.070
1.6
0.27
0.130
1.4
0.31
0.250
1.2
0.37
0.500
1.0
0.44
角接觸球軸承
70000C
0.015
1
0
0.44
1.47
0.38
0.029
1.40
0.40
0.058
1.30
0.43
0.087
1.23
0.46
0.120
1.19
0.47
0.170
1.12
0.50
0.290
1.02
0.55
0.440
1.00
0.56
0.580
1.00
0.56
70000AC
—
1
0
0.41
0.87
0.68
70000B
—
1
0
0.35
0.57
1.14
結(jié)束語(yǔ)
這個(gè)設(shè)計(jì)主要是根據(jù)我國(guó)轎車清洗行業(yè)的主要問(wèn)題和改進(jìn)方向，以及對(duì)環(huán)境保護(hù)還近和水資源再循環(huán)利用，和對(duì)清洗轎車行業(yè)洗車成本節(jié)約的要求，結(jié)合上面這些要求來(lái)設(shè)計(jì)的一種既滿足汽車清洗速度快、效率高的要求，又能節(jié)約水資源且減少機(jī)器成本的轎車自動(dòng)清潔裝置，本設(shè)計(jì)考慮了生產(chǎn)成本和實(shí)際生產(chǎn)等情況，主要解決了以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：
首先因?yàn)閷?duì)汽車清洗功能較高的要求，對(duì)轎車自動(dòng)清潔裝置在清洗時(shí)候的方法以及洗車過(guò)程做了分析，完成了轎車自動(dòng)清潔裝置整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),完善了轎車自動(dòng)清潔裝置系統(tǒng)的專業(yè)性、實(shí)惠性和可靠性的要求。
其次完成了汽車清洗過(guò)程中，洗車步驟的設(shè)計(jì)和洗車過(guò)程中的洗車次序，對(duì)轎車自動(dòng)清潔裝置的清洗系統(tǒng)做了有效的設(shè)計(jì)和參數(shù)的計(jì)算。
最后完成了轎車自動(dòng)清潔裝置的水循環(huán)再利用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)水循環(huán)再利用環(huán)節(jié)，節(jié)約了水資源，使水資源得到合理分配利用，高效的過(guò)濾臟水和水資源的循環(huán)及多次循環(huán)使用，起到了節(jié)約能源的作用。
致 謝
不知不覺(jué)中，幾個(gè)月已經(jīng)過(guò)去了，畢業(yè)設(shè)計(jì)也已經(jīng)接近了尾聲。這也意味著四年的大學(xué)生活也即將畫上一個(gè)圓滿的句號(hào)，畢業(yè)設(shè)計(jì)作為考驗(yàn)一個(gè)大學(xué)生四年中學(xué)習(xí)能力的一個(gè)科目，也是每一個(gè)大學(xué)生都要接受的考核。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的不懈努力，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也終于接近了尾聲，此刻終于有了一種如負(fù)釋重的感覺(jué)。
首先，在這里我要感謝我們的指導(dǎo)老師老師。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，剛開(kāi)始我是一點(diǎn)也找不到頭緒、無(wú)從下手都不知道要做什么和怎么做。之后，我把自己所面臨的問(wèn)題，向老師詳細(xì)的反應(yīng)了我的現(xiàn)狀，老師詳細(xì)的解答了我的各種問(wèn)題并給了細(xì)心的指導(dǎo)，告訴我該怎么做，指導(dǎo)我該查哪些指導(dǎo)資料，指導(dǎo)我該做什么。之后，在老師悉心的指導(dǎo)下，加上自己的努力，和小組同組成員合作討論共同攻克難題。然后去圖書館查閱轎車自動(dòng)清潔裝置總體設(shè)計(jì)的相關(guān)資料，去網(wǎng)上查找相關(guān)的轎車自動(dòng)清潔裝置的相關(guān)知識(shí)，另外向已經(jīng)畢業(yè)的參加過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)長(zhǎng)學(xué)姐們求取經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)這幾個(gè)月的不懈努力終于將轎車自動(dòng)清潔裝置這一份畢業(yè)設(shè)計(jì)完成。
其次，我還要感謝這四年的生活中，悉心教導(dǎo)過(guò)我的所有老師們，是他們的無(wú)私奉獻(xiàn)和熱情的幫助，才能讓我順利完成學(xué)業(yè)，學(xué)到許多知識(shí)。同時(shí)更要感謝專業(yè)課的老師，是他們教導(dǎo)的各種機(jī)械專業(yè)的知識(shí)才能讓我此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利的完成。
最后，我要向在我這次轎車自動(dòng)清潔裝置這一份畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中所有幫助過(guò)我的老師、朋友和同學(xué)表示衷心的感謝和良好的祝愿。
參 考 文 獻(xiàn)
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