汽車自動(dòng)清洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文-畢設(shè)論文

1、濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第二章流水清洗系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)/、八1 前言隨著中國(guó)汽車工業(yè)的飛速發(fā)展和人民生活平的提高，汽車銷量增長(zhǎng)迅速，伴隨著汽車數(shù)量的日益增加，人們對(duì)汽車的消費(fèi)觀念也有了極大的轉(zhuǎn)變， 從過(guò)去單 一的追求功能轉(zhuǎn)變?yōu)樽非髠€(gè)性化、舒適化、美觀化的消費(fèi)觀念。這極大的帶動(dòng)了 汽車清洗保養(yǎng)、美容護(hù)理等行業(yè)的發(fā)展。然而，汽車清洗可以作為汽車美容、汽 車保養(yǎng)的一個(gè)前期工序，有這廣闊的市場(chǎng)前景和客觀的利潤(rùn)空間。目前中國(guó)大多洗車業(yè)還停留在人工清洗這一層次， 浪費(fèi)人力物力，浪費(fèi)水資 源，不符合當(dāng)今節(jié)約型社會(huì)的發(fā)展要求，必然會(huì)被市場(chǎng)淘汰。 中國(guó)自動(dòng)洗車技術(shù) 剛剛發(fā)展，但發(fā)展迅猛，汽車自動(dòng)清洗已經(jīng)起到了舉足

2、輕重的作用。1.11.1 國(guó)內(nèi)外自動(dòng)清洗技術(shù)現(xiàn)狀國(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、牙科醫(yī)院、 研究室、美容院、實(shí)驗(yàn)室以及檢測(cè)中心等洗滌小型物件；超聲波清洗：是利用超聲波在液體中的產(chǎn)生氣化作用，對(duì)各種物體進(jìn)行清洗；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)用戶的需要，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)，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；日本目前成功研制開(kāi)發(fā)出安全清洗設(shè)備和設(shè)施的裝置， 能

3、夠清除壓力加工、機(jī)械加工等小零件的 表面油污；法國(guó) CMS BRAILLON 公司生產(chǎn)的清洗水濾凈器，不需經(jīng)常進(jìn)行保養(yǎng)， 可以用于工業(yè)冷卻循環(huán)系統(tǒng)、先期過(guò)濾、水處理廠、凈化中心、魚(yú)類養(yǎng)殖及水電 站等地方。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)有多年歷史，從最初的一 桶水一塊抹布式的洗車到現(xiàn)如今的全自動(dòng)化清洗?，F(xiàn)在我國(guó)的多數(shù)自動(dòng)清洗技術(shù)全部參照國(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)出了適合中國(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，氣動(dòng)，傳感器分及氣控部均由意大利、德國(guó)等國(guó)家原裝進(jìn) 口。隨著社會(huì)的快速發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)

4、的迅速增長(zhǎng)， 汽車逐漸更多的走入普通民眾 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)式洗車機(jī)， 高壓自動(dòng)洗車機(jī)，隧道式洗車機(jī)，汽車生產(chǎn)線專用雨淋清洗線，專業(yè)工程機(jī)械清洗機(jī)，巴士洗車機(jī)，火車專用清洗設(shè)備，垃圾車沖洗專用清洗機(jī)，地鐵專用清洗 設(shè)備，集裝箱、油罐車專用自動(dòng)清洗設(shè)備，特殊車輛清洗設(shè)備，卡車專用清洗設(shè) 備等系列清洗機(jī)械來(lái)滿足各種需求。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第二章流水清洗系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)1.21.2 汽車自動(dòng)清洗技術(shù)的發(fā)展前景汽車業(yè)發(fā)展到現(xiàn)在的水平，已經(jīng)解決了眾多無(wú)法實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題， 今后汽車業(yè)的 發(fā)展速度也會(huì)隨著社會(huì)的快速發(fā)展而加速?？赡軙?huì)設(shè)計(jì)出無(wú)人駕駛汽車、組合式 汽車等

5、。汽車業(yè)的發(fā)展對(duì)汽車的自動(dòng)清洗提出了更高的要求。中國(guó)自動(dòng)洗車業(yè)大部分還處于發(fā)展的初級(jí)階段。沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，管理混亂，容易產(chǎn)生糾紛和其他問(wèn)題。從業(yè)人員總體素質(zhì)較低，同時(shí)缺乏專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)和專業(yè)技能，只能從事一些低級(jí)簡(jiǎn)單的體力勞動(dòng)。政府需逐步規(guī)范專業(yè)清洗機(jī)構(gòu)和清洗行業(yè)，從 而使得清洗服務(wù)行業(yè)能持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展。當(dāng)今社會(huì)面臨著能源和環(huán)境的問(wèn)題， 綠色環(huán)保型和節(jié)約型必然是未來(lái)的汽車自動(dòng)清洗的發(fā)展方向，可以對(duì)清洗汽車的產(chǎn)生污水經(jīng)過(guò)處理后充分的再利用。 同時(shí)，高科技新型的清洗設(shè)備必然會(huì)替代現(xiàn) 有的清洗設(shè)備，使汽車自動(dòng)清洗更加完美化。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，

6、 隨之發(fā)展的就是汽車服務(wù)行業(yè)，所以自動(dòng)洗車必然會(huì)發(fā)展成為主流， 符合人們快 節(jié)奏的生活和當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展要求。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第二章流水清洗系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2 流水清洗系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)主要是針對(duì)流水清洗系統(tǒng)中的汽車自動(dòng)清洗， 目前我國(guó)在汽車清洗 行業(yè)還沒(méi)有廣泛使用流水自動(dòng)清洗， 這與我國(guó)當(dāng)前的基本國(guó)情有關(guān)。但隨著中國(guó) 經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們生活水平不斷提高，快節(jié)奏的生活， 都將促使自動(dòng)清洗快 速發(fā)展，并最終代替人工清洗。2.12.1 汽車自動(dòng)清洗的分類汽車自動(dòng)清洗按工作方式可分為隧道式和往復(fù)式兩種。隧道式一一洗車機(jī)不動(dòng)，汽車在導(dǎo)軌的拖動(dòng)下，慢速通過(guò)洗車機(jī)的工作區(qū)域。 洗車機(jī)按照相應(yīng)的工

7、作指令，完成清洗汽車的工作。如：大型隧道式（大巴、無(wú) 軌、旅客列車、電車地鐵）清洗機(jī)；隧道式連續(xù)洗車機(jī)。往復(fù)式一一汽車不動(dòng)，洗車機(jī)按照一定的工作程序在導(dǎo)軌上往復(fù)移動(dòng)， 同時(shí) 執(zhí)行洗車指令的工作方式。如：大（中小）型移動(dòng)式洗車機(jī)和龍門往復(fù)式洗車機(jī) 等。隧道式汽車自動(dòng)清洗系統(tǒng)是一條由美觀的玻璃幕墻包裹的洗車通道，其外形可以設(shè)計(jì)成非常醒目的、搶眼的色彩，一般情況下，經(jīng)營(yíng)者會(huì)把它安裝在交通便 利的街邊，讓它起到廣告和吸引來(lái)往車輛的作用，同時(shí)更方便用戶洗車，以達(dá)到更好的經(jīng)營(yíng)效果的目的。隧道式洗車是車輛由傳送機(jī)帶動(dòng)前進(jìn)， 在車輛經(jīng)過(guò)隧道的短時(shí)間內(nèi)，完成洗 車、打蠟、風(fēng)干等工作程序。其特點(diǎn)是洗車速度快，洗車

8、效果好。洗車流程為： 高壓沖洗一一小刷去泥一一底盤沖洗一一泡沫噴淋一一刷毛清洗一一清水清洗 水蠟噴淋一一強(qiáng)力風(fēng)干一一完成洗車。往復(fù)式洗車機(jī)的洗車原理為：車輛進(jìn)入洗車機(jī)后，拉緊手剎，并關(guān)好門窗， 機(jī)器在較短時(shí)間內(nèi)，往復(fù)行走，完成洗車、打蠟、風(fēng)干等工作程序。雖然洗車速 度慢，但是對(duì)場(chǎng)地受限，發(fā)展落后，相對(duì)較小的城鎮(zhèn)、縣城仍然有著較大的吸引 力。洗車流程和隧道式洗車相同。2.22.2 隧道式汽車自動(dòng)清洗的總體設(shè)計(jì)參數(shù)本次設(shè)計(jì)的流水清洗中汽車自動(dòng)清洗系統(tǒng)是隧道式清洗，清洗對(duì)象主要是微型車、小型家庭車、越野車、轎車以及商務(wù)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)確定的。洗車過(guò)程是：當(dāng)汽車被傳送帶

9、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，把輪轂和周圍的沙礫、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)。汽第二章流水清洗系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）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

10、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)，把車身表面的污物快速?gòu)氐椎臎_洗掉。接下來(lái)的環(huán)節(jié)，也是汽車清洗的最后一個(gè)環(huán)節(jié)-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)汽車的清洗工作，目前，在中國(guó)的洗車行業(yè)中有很大的發(fā)展前景。表 2-2 中的各種車型的數(shù)據(jù)，主要是針對(duì)于洗車系統(tǒng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用，同時(shí)在國(guó) 內(nèi)自動(dòng)清洗汽車行業(yè)中具有一定的代表性。其參數(shù)能夠涵蓋大多數(shù)車輛。整個(gè)清洗系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)總長(zhǎng)為 17 米，其中傳送帶總長(zhǎng)為 15 米，高度為 3 米，寬度除風(fēng)機(jī)部分為 3 米

11、外，其余部分是 2.5 米。清洗車輛的最長(zhǎng)為 5.2 米，最寬為 2.1 米，高度最高為 2.5 米。整個(gè)系統(tǒng)從功能上可分為四個(gè)部分：傳送部 分，清洗部分，刷洗部分，風(fēng)干部分。其中傳送部分為整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。清 洗部分又可分為粗洗部分、洗車液部分、精洗部分。刷洗部分包含對(duì)車身兩側(cè)進(jìn) 行刷洗的立刷，對(duì)車輪進(jìn)行刷洗的輪刷和對(duì)車身頂部進(jìn)行刷洗的頂刷。其工作原理是旋轉(zhuǎn)的刷子與汽車車身之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)汽車進(jìn)行刷洗。風(fēng)干部分是汽車清洗的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，風(fēng)干機(jī)對(duì)沖洗后的車體進(jìn)行風(fēng)干。 考慮到在冬天氣溫比較低 的，車身表面的水可能會(huì)結(jié)冰進(jìn)而對(duì)車身造成損害， 所以在風(fēng)機(jī)內(nèi)部安裝了電熱 絲，可以在低溫時(shí)吹出熱風(fēng)，

12、從而保證車身不被損傷，并能夠提高風(fēng)干效率，更 好的風(fēng)干效果。表 2-1 自動(dòng)清洗設(shè)備的主要性能參數(shù)一覽表序號(hào)指標(biāo)名稱單位數(shù)值1軌道長(zhǎng)度m152設(shè)備尺寸m17 乂 3.6 疋 33洗車尺寸m5.5 漢 2.1 汽 2.54消耗水量L/臺(tái)905頂刷支1 支6輪刷支2 支7立刷支2 支8電源24KW 380V9洗車能力臺(tái)12010控制系統(tǒng)臺(tái)達(dá) PLC濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第二章流水清洗系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)11最大噴射壓力MPa2.4表 2-2 汽車的主要參數(shù)一覽表車輛長(zhǎng)度（mrh寬度(mm)高度（mr）i重量（kg）軸距（mm輪胎（mm輪距（mmGL751041837172930471981562/16

13、08景程48051810145027001576/1568君越49981851146115952807225凱越45151725144512202600樂(lè)風(fēng)431016901507110524801781450/1410駿捷464818001450139027901565/1560獵豹48001777194525001485/14931485/1492利用以上參數(shù)，可以對(duì)汽車自動(dòng)清洗系統(tǒng)做更進(jìn)一步的設(shè)計(jì)濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)3 隧道式自動(dòng)清洗系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)3.13.1 流水自動(dòng)清洗的流程圖汽車在駛?cè)胂窜囁淼溃ㄒ郧昂筝喍捡偵蟼魉蛶闇?zhǔn)）之后按照如下流程圖進(jìn) 行

14、清洗：3.23.2 傳送帶模塊的設(shè)計(jì)3.2.1 傳送帶的選用傳送帶模塊是整個(gè)汽車清洗系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)。只有在它的工作下，才能實(shí)現(xiàn) 汽車的自動(dòng)清洗。它主要包括減速器、電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、支撐軸、同步齒型帶、 帶輪以及其他輔助設(shè)備。電動(dòng)機(jī)是原動(dòng)力，經(jīng)過(guò)減速器和以及一對(duì)圓柱嚙合齒輪 將動(dòng)力傳送給傳動(dòng)軸，由傳動(dòng)軸帶動(dòng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)帶輪旋轉(zhuǎn)， 再由驅(qū)動(dòng)帶輪拖帶動(dòng)同 步齒型帶運(yùn)動(dòng)，從而使汽車在傳送帶上緩慢的前進(jìn)， 依次完成汽車自動(dòng)清洗的各 個(gè)環(huán)節(jié)。3.2.2 電動(dòng)機(jī)的選則本機(jī)構(gòu)的電源是三相交流電，而且沒(méi)有特殊要求，故選用三相鼠籠式異步電 動(dòng)機(jī)中的 Y 系列電動(dòng)機(jī)。此系列的電動(dòng)機(jī)適用于不易爆、不易燃燒、無(wú)腐蝕性 氣體的

15、場(chǎng)合，且要求具有良好的啟動(dòng)性能的機(jī)械。電動(dòng)機(jī)安裝在隧道內(nèi)，會(huì)有水汽車停穩(wěn)底盤沖洗車輪噴洗車身噴洗清洗液噴灑輪刷刷洗立刷刷洗頂刷刷洗精洗進(jìn)行風(fēng)干干洗車結(jié)束二 駛出隧道汽車移動(dòng)式洗車流程示意圖濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)氣，所以采用封閉式。由所需功率初步選定電動(dòng)機(jī)：為達(dá)到好的洗車效果，初步確定傳送的速度為0.12m/s,驅(qū)動(dòng)滾筒半徑為 R=0.16mV =2nR：60, 得：n =7.16(3 1)以質(zhì)量最大的獵豹汽車為例，獵豹越野車質(zhì)量為2500kg，傳送帶約重1000kg，以摩擦系數(shù) u=0.44 進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算摩擦力矩為：Tf=3500 0.44 0.16 7 =1

16、728.4N M以 T =1800N 計(jì)算。初步暫定輸出軸的轉(zhuǎn)速為13r.，此時(shí)輸出軸需要的功率為：/minAo=Tn1亠9550 =1800 7 - 9550 =1.32Kw(32)而總體效率為= 0.8965所以：=1.320.8961-47Kw(33)電動(dòng)機(jī)試選用丫系列丫 112M-6 電動(dòng)機(jī)，其額定功率為 2.2Kw，滿載轉(zhuǎn)速為940 rmin。在汽車自動(dòng)清洗系統(tǒng)中，減速器傳動(dòng)比 i1取 8,而 12取 5,所以輸出軸轉(zhuǎn)速 為：n1=940 (i1i2) =23.5(r. min )(3 4)又經(jīng)過(guò)一級(jí)傳動(dòng)比 i3=3.15 的一級(jí)齒輪減速的傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速 為：n2= mn2=23.5

17、3.15 = 7.46(r min)(35)此時(shí)：A Tn19550=1800 7.46 (9550 0.8965) = 1.57kw 2.2kw而V = 2：Rn2/60 = 0.12m s(36)洗車系統(tǒng)總長(zhǎng)為 17m，兩爬坡架橫向長(zhǎng)為 2m，所以傳送帶的長(zhǎng)度是 15m，汽車不間斷的通過(guò)傳送帶需要 141 秒，另外在系統(tǒng)內(nèi)部還有延時(shí) 10 秒，故清洗 一輛車需要 160 秒。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)3.2.3 減速器的選擇濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)因?yàn)闆](méi)有特殊的要求，同時(shí)為了降低成本，該減速器選用軸裝式二級(jí)圓柱齒 輪減速器，由荊州減

18、速器廠生產(chǎn)，主要的性能參數(shù)為：io=叮1= 82= 5m = no.io=94O,n2二no(ioi1 117.5r min, n3=23.5rmin, n4=7.46r min(38)R = Po父 n=1.48kw,巳=1.42kw, P3=1.36kw, P4= 1.31kw( 39)Td=9550 Po. no=15.2N g M ,T3O8.2N g M,T2= 1875.6N g M( 3-10) 3.2.4 支撐軸的設(shè)計(jì)在傳送帶的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，傳送帶由 10 組支撐架進(jìn)行支撐。以下是軸的 設(shè)計(jì)， 以減速器 1 的輸出軸為例進(jìn)行計(jì)算， 見(jiàn)圖 3-1。 減速器 1 的輸出軸功率、轉(zhuǎn)

19、距、轉(zhuǎn)速分別如下：P =1.31kw,T3= 1875.62N g M ,n4=7.46(r min)確定軸最小直徑：輸出軸的材料選為 45 鋼，取 Ao=13O,所以:(3-12)為使軸能夠與帶輪，軸承等配合，令取90mm傳送帶寬度的設(shè)計(jì)：針對(duì)國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)主要為小型車輛， 傳送帶寬度主要針 對(duì)這些車輛。根據(jù)表一中的參數(shù)值，可選取傳送帶寬度為260mm。同步齒型帶及帶輪的選擇：為有效的配合軸，帶輪的直徑選為350mm每60布置一個(gè)齒，三排齒相互平行布置，齒高為 30mm，齒高 75mm，相鄰的兩個(gè) 齒之間的直線距離為 65mm，齒型帶厚度為 40mm。保證帶輪上的齒不會(huì)磨損輪(3 7)(3-1

20、1)dmin=72.80(mm)濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)3-2 驅(qū)動(dòng)滾筒濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)325 主軸的設(shè)計(jì)軸是組成機(jī)器的主要零件之一。一切回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零件，都必須安裝在軸上才 能進(jìn)行運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力的傳遞。因此軸主要功能是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸的結(jié)構(gòu)主要取決于以下因素： 軸在機(jī)器中的位置及形式， 軸上安裝零件的 類型、尺寸等，我認(rèn)為在本設(shè)計(jì)中軸上安裝零件的類型是最重要的。3.2.6 主軸的強(qiáng)度校核計(jì)算扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核因?yàn)樵诒驹O(shè)計(jì)中，軸上的零件是套筒，工作時(shí)，套筒在軸上回轉(zhuǎn)，以完成對(duì) 小型汽車的清洗，軸與套筒是相對(duì)運(yùn)動(dòng)的，所以在軸

21、上不會(huì)產(chǎn)生扭矩。在本設(shè)計(jì)中，軸主要是受到軸向壓力的作用。扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力很小，故根據(jù)扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件：P9550000-_ n0.2d3由于在本設(shè)計(jì)中軸的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)速很低， 軸所受的扭矩很小，所以扭轉(zhuǎn)切應(yīng) 力T很小。足以滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度的要求3.33.3 清洗模塊設(shè)計(jì)3.3.1 粗洗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)粗洗模塊中，主要包含車身清洗和車輪清洗。傳送帶前端有4.8m 的空間，是為了保證車輛停穩(wěn)后，傳送帶再運(yùn)行。安裝有三個(gè)噴嘴的車輪清洗器，對(duì)車輪 及其周圍區(qū)域進(jìn)行沖洗。水壓為 2.4 兆帕。為了保證沖洗下來(lái)的灰塵、沙礫等能 夠迅速流走，達(dá)到更好的清洗效果，噴嘴設(shè)計(jì)為向下45的噴射角度。車體的后箱蓋和前端是豎立的，清洗相對(duì)困難

22、，所以在車體清洗段，選用了雙噴嘴噴頭， 保證后箱蓋和前臉的充分清洗。其中在兩側(cè)立桿上，每隔0.6m 分布三個(gè)單頭噴嘴，在橫桿上設(shè)有五個(gè)雙頭噴嘴，兩個(gè)直噴嘴，最上面一個(gè)斜向下 45噴射角度。3.3.2 清洗液結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車子上可能有許多的塵土、泥沙附著，在粗洗充分的情況下，將中性的洗車 液噴灑在車身上，增強(qiáng)清洗效果，為下一步的刷洗工作作好準(zhǔn)備。具體的結(jié)構(gòu)同粗洗結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)相同。3.3.3 精洗結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從刷洗模塊出來(lái)后，車體表面的灰塵，沙礫及其它污物與清洗液充分混合，TWT(3-13)濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)粘附在車體表面，需要進(jìn)行精洗才能夠?qū)⑽畚飶能圀w表面沖洗下來(lái)。二次噴

23、洗結(jié) 構(gòu)由兩排并行的支架組成，在支架上放有同一次噴洗模塊相同布置的噴頭， 但是 精洗模塊的噴頭都是單噴嘴類型。其噴射壓力同樣是 2.4 兆帕。3.43.4 刷洗模塊的設(shè)計(jì)3.4.1 刷洗結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介刷洗部分是汽車自動(dòng)清洗過(guò)程中比較重要的環(huán)節(jié)。其結(jié)構(gòu)性能在很大程度上能夠決定汽車能否達(dá)到預(yù)期清洗的效果。刷洗部分包含對(duì)車輪進(jìn)行刷洗的輪刷， 對(duì)車身兩側(cè)進(jìn)行刷洗的立刷和對(duì)車身頂部進(jìn)行刷洗的頂刷。其工作原理是由旋轉(zhuǎn) 的刷子和汽車車身之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行刷洗。3.4.2 輪刷和立刷結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)輪刷有兩支，利用其旋轉(zhuǎn)和車體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成對(duì)車輪的刷洗，為清洗掉輪轂內(nèi)存在的污泥、沙礫，輪刷采用了硬棉材料。立刷也是兩支，

24、采用的是軟棉材料。由于各種車輛的寬度不同，為避免出現(xiàn)洗“傷”車或是洗不到車的情況，設(shè)計(jì)中讓輪刷和立刷能夠根據(jù)車身的寬度進(jìn)行 調(diào)節(jié)移動(dòng)，從而保正刷子與車身之間的距離，可以更好的進(jìn)行刷洗。其移動(dòng)是由液壓缸控制的滑軌來(lái)實(shí)現(xiàn)的。車身之間的寬度相差從表格一中可以看出是161 毫米，所以滑軌的行程在 300 毫米左右。根據(jù)所需場(chǎng)合以及行程，可選擇型號(hào)為FY-100B-320-f 的液壓缸。在這個(gè)機(jī)構(gòu)中為了能夠根據(jù)車身寬度的不同自動(dòng)調(diào)節(jié)到距離車身的距離，設(shè)計(jì)中采用了四個(gè)限位開(kāi)關(guān)。而刷子到四個(gè)限位開(kāi)關(guān)的具體位置由車身的寬度來(lái)決 定。為了能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)， 在隧道入口的上橫梁的不同位置安裝了四個(gè)光電式 接近開(kāi)關(guān)

25、。每個(gè)接近開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)一個(gè)范圍的車身寬度， 同時(shí)也對(duì)應(yīng)著一個(gè)位置的限 位開(kāi)關(guān)。這樣就可以根據(jù)車身的寬度來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)。 具體的控制過(guò)程在控制部分會(huì) 介紹。3.4.3 頂刷結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)頂刷是一支，利用其旋轉(zhuǎn)和車身之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成車身頂部的刷洗。 由 于各種車輛的高度不同，從表格一中可以看出最大相差 500 毫米左右。所以頂刷 采用了有齒輪齒條控制的能夠上下移動(dòng)的傳動(dòng)， 這樣可以進(jìn)行有效的清洗。齒條 的有效行程是 370 毫米。在頂刷的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中為了能夠根據(jù)車身高度的不同自動(dòng)調(diào)節(jié)到距離車身的 距離，設(shè)計(jì)中也用了四個(gè)限位開(kāi)關(guān)。 而刷子到四個(gè)限位開(kāi)關(guān)的具體位置由車身的 高度來(lái)決定。為了能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，在隧

26、道入口的兩側(cè)的不同位置安裝了四個(gè) 光電式接近開(kāi)關(guān)。每個(gè)接近開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)一個(gè)范圍的車身高度， 同時(shí)也對(duì)應(yīng)著一個(gè)位濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)所以:(314)本設(shè)計(jì)中，頂刷需做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，若僅僅使用氣缸，不僅要求氣缸長(zhǎng)度，增加成本，而且氣缸行程過(guò)長(zhǎng)，影響氣缸壽命， 所以本設(shè)計(jì)采用回轉(zhuǎn)式頂刷結(jié)構(gòu)形式，如圖 3-2，圖 3-2 頂刷機(jī)構(gòu)工作原理1 氣缸 2 平衡塊 3 回轉(zhuǎn)鏈輪 4 頂刷344 刷洗電動(dòng)機(jī)和減速器的選擇刷洗模塊中使用了六個(gè)電動(dòng)機(jī)，選為丫系列 Y100L-6 電動(dòng)機(jī)，每個(gè)輪刷 在一個(gè)電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)刷洗， 立刷也是如此。計(jì)算過(guò)程與傳送帶電動(dòng)機(jī)的選 擇完全相同，可

27、參照2.3.2 介紹。刷洗模塊減速器仍選擇荊州減速器廠司的單級(jí)圓錐齒輪減速器，其傳動(dòng)比分配為1,2=6.3(313)濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)3.53.5 風(fēng)干模塊設(shè)計(jì)風(fēng)干模塊主要包含四個(gè)風(fēng)干機(jī)，是針對(duì)于經(jīng)過(guò)精洗后的車體。精洗后的車體 表面附著許多的水珠，如果不進(jìn)行風(fēng)干，很容易附著其他污物。四個(gè)風(fēng)干機(jī)分別放置在兩個(gè)支架上，中間兩個(gè)，方向相反，完成對(duì)車上表面的干燥工作，在兩個(gè) 支架的兩側(cè)各有一個(gè)風(fēng)干機(jī)，一左一右，一前一后，完成對(duì)車兩側(cè)的干燥工作。 并且考慮到在冬天氣溫比較低的情況下，車身表面的水珠可能會(huì)結(jié)冰而損壞車 身，所以在風(fēng)機(jī)內(nèi)部安裝了電熱絲，可以在低溫時(shí)吹出熱風(fēng)

28、，從而保證車身表面 不被損傷。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)4 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)4.14.1 對(duì)可編程控制器的認(rèn)識(shí)可編程序控制器，簡(jiǎn)稱 PLC,是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、電器控制技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型、通用的自動(dòng)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、編程方便、性能優(yōu)越、靈活通用、使用方便、可靠性高、抗干擾能力 強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。無(wú)論是國(guó)外引進(jìn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線，還是自行設(shè)計(jì)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，都廣泛采用單臺(tái)或多臺(tái)可編程序控制 器組成。所以，掌握 PLC 技術(shù)，是改造傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝和設(shè)備的重要途徑。電氣是通斷

29、、檢測(cè)、調(diào)節(jié)、控制和保護(hù)電氣設(shè)備及電路所用的電工器具。自20世紀(jì) 20 年代開(kāi)始，機(jī)電控制系統(tǒng)就采用接觸器、行程開(kāi)關(guān)、繼電器等控制電路，從 而實(shí)現(xiàn)對(duì)控制對(duì)象的啟動(dòng)、停止和調(diào)速控制。由于電器的功能以及品種規(guī)格繁多， 結(jié)構(gòu)各異，用途廣泛，按工作電壓等級(jí)分類 分為高壓電器和低壓電器。按動(dòng)作原理分類分為手動(dòng)電器和自動(dòng)電器。 按用途進(jìn)行分 類：控制、主令、配電、保護(hù)和執(zhí)行電器。4.24.2 選擇 PLCPLC 進(jìn)行系統(tǒng)控制的原因PLC的特點(diǎn)： 高可靠性， 抗干擾能力強(qiáng)-良好的自診斷功能； 豐富的I/O接口 模塊-PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備； 采用模塊化結(jié)構(gòu)-

30、為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，絕大多數(shù)PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu)；編程簡(jiǎn)單易學(xué)-PLC 的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，很容易 被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握；安裝簡(jiǎn)單，維修方便-PLC 不需要專門的機(jī)房， 可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行，由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障， 用戶可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行；配套齊全，功能完善，適用性 強(qiáng)；體積小，重量輕，能耗低；質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，性價(jià)比高。PLC 可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)控制、邏輯控制、計(jì)數(shù)控制、PID 控制、步進(jìn)（順序）控制、數(shù)據(jù)控制，適用于各種特殊控制的需求。臺(tái)達(dá) ES/EX 系列 PLC 體積小，指令豐富，可方便地連成網(wǎng)絡(luò)來(lái)

31、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制， 具有極高的性價(jià)比，適合于多種行業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)及自動(dòng)控制。產(chǎn)品特點(diǎn)：14/ 20/ 24/32/ 60 點(diǎn)主機(jī)，最大可擴(kuò)充至 256 點(diǎn)；4K 程序容量（EEPRO； 5 kHz 高速計(jì)數(shù)/ 2 通道 10kHz 脈沖輸出；內(nèi)建 RS-232C 和 RS-485 （ Modbus Master /Slave） ； EX 主機(jī)帶有4AI/2AO；繼電器或晶體管輸出；交流電源輸入 100-240VAC 直流電源輸入 24VDC CE UL濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)認(rèn)證。421421 PLCPLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟1）根據(jù)被控對(duì)象的控制要求，確定整個(gè)系統(tǒng)的

32、輸入、輸出設(shè)備的數(shù)量，從而確 定 PLC的 I O 點(diǎn)數(shù)，包括開(kāi)關(guān)量 I .O、模擬量 1.0 以及特殊功能模塊等。2） 充分估計(jì)被控對(duì)象今后發(fā)展的需要，所選的 PLC 的 I 0 的點(diǎn)數(shù)應(yīng)該留有一定 的余量。另外，在性價(jià)比變化不大的情況下，盡可能選用同類型中更能強(qiáng)的新一代PLC。3）確定選用的 PLC 機(jī)型。4）建立 I.0 分配表，繪制 PLC 控制系統(tǒng)的輸入、輸出接線圖。5）根據(jù)控制要求繪制用戶程序的流程圖。6） 編制用戶程序，并借助編程器將用戶程序裝入PLC 的用戶程序存儲(chǔ)器。7）在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試用戶程序。8）進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試用戶程序。9）整個(gè)系統(tǒng)調(diào)試工作結(jié)束后，編制技術(shù)文件。10）交

33、付使用34.34.3 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)的控制流程在汽車自動(dòng)清洗控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中， 所采用的是順序控制。同時(shí)進(jìn)行對(duì)各個(gè)模塊的 控制，總體可以分為四大部分：傳送帶控制，沖洗控制，刷洗控制，風(fēng)干控制。汽車清洗的動(dòng)作順序：1、汽車停上傳送帶；2、洗車系統(tǒng)啟動(dòng)，傳送帶首先運(yùn)行；3、特制高壓噴水噴頭沖掉車身、輪胎和底盤的泥沙等附著物；4、5 支洗車刷清洗車表面和輪轂；該步驟的具體過(guò)程如下：洗車機(jī) 5 支車刷開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，頂刷向下運(yùn)動(dòng)，大側(cè)刷沿軌道向中間移動(dòng)到目標(biāo)位置， 利用與傳送帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，清洗車的頂面和兩個(gè)側(cè)面。上面過(guò)程結(jié)束，洗車刷停止轉(zhuǎn)動(dòng)并復(fù)位。5、 動(dòng)作 4 結(jié)束后，各個(gè)車刷復(fù)位，開(kāi)啟風(fēng)干裝置，完成后汽

34、車駛出傳送帶，洗 車結(jié)束。濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)第三章 流水自動(dòng)清洗系統(tǒng)的機(jī)械部分設(shè)計(jì)4.54.5 汽車自動(dòng)清洗系統(tǒng)的控制梯形圖及程序4.5.1 汽車清洗機(jī)的控制要求1） 完成汽車外觀的清潔、打蠟和吹干的自動(dòng)循環(huán)，并且根據(jù)需要同時(shí)清洗汽車 底盤；2） 通過(guò)程序選擇可完成三種不同清洗工作要求；3） 在大側(cè)刷、頂刷沒(méi)有完全到位的情況下，洗車機(jī)不繼續(xù)進(jìn)行；4） 洗車機(jī)在運(yùn)行異常的情況下，自動(dòng)停機(jī)；5） 在洗車機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可對(duì)傳送帶、頂刷、大側(cè)刷、風(fēng)管、小側(cè)刷和機(jī)架進(jìn) 行手動(dòng)操作；4.5.2 輸入與輸出點(diǎn)選取PLC 內(nèi)部裝置的種類及數(shù)量隨各廠牌產(chǎn)品而不同。它對(duì)應(yīng)的只是 PLC 內(nèi)部存儲(chǔ) 器的一個(gè)基本單元。

35、PLC 內(nèi)部裝置有：輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、 步進(jìn)點(diǎn)、記數(shù)器、定時(shí)器、數(shù)據(jù)寄存器、文件寄存器和變址寄存器。4.5.3 PLC 的硬件選型在設(shè)計(jì) L O 點(diǎn)數(shù)時(shí)，應(yīng)留有一定的余量，這些備用點(diǎn)的分配應(yīng)該跟別考慮到每塊木板上，最好分布到每組輸入點(diǎn)，一旦有一點(diǎn)發(fā)生故障，只要把接線點(diǎn)從故障點(diǎn)改接 到備用點(diǎn)，再修改相應(yīng)的地址，系統(tǒng)就可以恢復(fù)正常，這種考慮有利于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)修 改和故障的處理?？紤]I O的點(diǎn)的數(shù)量，可以選擇開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn) 24 點(diǎn)、開(kāi)關(guān)量輸出點(diǎn) 24 點(diǎn)的 PLC若考慮汽車清洗系統(tǒng)的功能和擴(kuò)展性，今后I.O點(diǎn)數(shù)增加較多時(shí)，F(xiàn)X2 系列 PLC 具有I O擴(kuò)展模塊，可利用擴(kuò)展模塊，以 8 為單位，增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)，從而使所控制 的輸入輸出點(diǎn)數(shù)達(dá)到 256 點(diǎn)。另外，若控制方案有變化時(shí)，F(xiàn)X2