自動洗車機

趙延福 胡素影 張晨 林曉成 李國靜 余文

摘要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，生活水平的提高，汽車已經(jīng)逐漸走進我們的日常生活，從公交車到小型汽車，汽車給人們帶來方便的同時，如何方便快捷將汽車清洗干凈也成為了人們日常需要解決的難題。本課題就針對人們生活中所遇到的這一難題，提出一個合理的結果方案。

關鍵詞：自動洗車機;設計;隧道

1 引言

中國的汽車清潔行業(yè)始于1990年代初，并且出現(xiàn)了常規(guī)洗車習慣。進入21世紀，全國洗車行業(yè)發(fā)展迅速，許多連鎖洗車店如雨后春筍般出現(xiàn)在許多城市，包括長城洗車服務鏈和洗車。但是，在一些二線和三線城市，洗車場主要表現(xiàn)為獨立家庭。由于有限的資本投資和昂貴的洗車費用，這些獨立的家庭經(jīng)營的洗車設施通常具有服務量低和服務質量差的問題。與其他國家相比，家庭洗車服務設施遠遠落后于世界一流。它們大多數(shù)通常是傳統(tǒng)的洗滌方法。目前，該國一些獨立的洗車站主要使用帶桶和抹布的洗車，加壓水槍，蒸汽洗車和自動洗車方法。無刷洗車。這些洗車方法中的大多數(shù)都有很多缺點：例如，普通的洗車水資源無法得到有效利用，大多數(shù)水資源都被浪費掉了。洗車方法不充分，沒有科學依據(jù)來清潔汽車。這導致行業(yè)中的服務質量低下，并且總體上導致客戶滿意度低下。

與以前的情況相比，汽車服務業(yè)仍然有較大的市場缺口。近年來，由于政治經(jīng)濟因素或社會技術因素，洗車行業(yè)發(fā)展良好，具有廣闊的發(fā)展

2 總體方案設計

隧道式自動洗車機由美國人于1990年代首次發(fā)明，其原理是洗車機本身不動。轎廂本身緩慢地通過隧道工作區(qū)。洗車機在儀表設備中配備了各種傳感器元件，可通過傳感器將信號傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，確定洗車位置并根據(jù)書面清潔說明執(zhí)行自動操作。自動隧道洗衣機清洗車有很多類型，包括：大中型乘用車，小型私家車，電車等。

隧道式自動洗車機的最大特點是清潔速度快。用于清潔小型汽車的隧道式自動洗車機基本上可以達到每分鐘一臺。此外，隧道式自動洗車機可以執(zhí)行連續(xù)和不間斷的清潔工作，并且可以連續(xù)運行。隧道式自動洗車機最適合在大型場所或公共場所洗車。

3 自動洗車機各參數(shù)計算及配套選擇

3.1主電機選擇

一般電動機都具有一定的短時過載能力，經(jīng)綜合考慮，選取YP 系列變頻專用電機，它具用 200%的短時過載能力，因此要達到短時輸出功率為 3 kW 只需選取功率為 1.5 kW 的電動機即可，其性能。

3.2軸承的選用

滾動軸承為標準件，在機械設計中根據(jù)工作條件選用合適的軸承和型號進行組合結構設計。選擇軸承類型時，必須了解軸承的工作載荷（大小、性質、方向）、轉速及其他要求。轉速較高、載荷較小時應選用點接觸的球軸承;轉速較低、載荷較大或者有沖擊載荷時則選用線接觸的滾子軸承;軸承上同時受徑向和軸向聯(lián)合載荷，一般選用角接觸球軸承或圓錐滾子軸承;若徑向載荷較大、軸向載荷較小，可選用深溝球軸承;當軸向載荷較大、徑向載荷較小時，可選用推力角接觸球軸承。根據(jù)蝸桿傳動的特點及電動執(zhí)行機構的工作情況，蝸桿軸選用圓錐滾子軸承，蝸輪軸選用角接觸球軸承。本文中電機帶動的軸所選軸承為 30306 型，其主要性能參數(shù)為：電機疲勞負荷限值 =63 000 N，基本負荷額定值 =59 000 N，額定速度 =7 000 r/min，計算系數(shù) e=0.31、Y=1.9、Y0=1.1。

3.3水泵的選擇

本文選用 FSP 系列的葉輪式超大流量微型水泵，其技術參數(shù)如表 1 所示。

3.4氣泵的選擇

考慮到實際情況與技術，我們選擇的氣泵型號為DB120，其具體參數(shù)如下：

（1）電壓：交流 220/240 V;

（2）最大流量：179 L/min;

（3）最大尺寸：314 mm×212 mm×187 mm;

（4）最大壓力：43 kPa。

4 自動洗車機的其他方面的問題的設計及相關的計算說明

在自動洗車機的選址方案設計上，每一臺自動洗車機的占地為兩塊，一塊是清洗和控制系統(tǒng)的占地面積6m×8m=48㎡，另一塊為水處理和水循環(huán)占地面積3×（4m×1.2m）=14.4㎡。設備總占地面積為48㎡+14.4㎡=62.4㎡。在綜合考慮其他占地因素，這樣一臺自動洗車機的占地面積設計在70㎡。

對于自動洗車機的清洗裝置，主要由兩個側刷及一個橫刷、一個鋼材支架、六個Y802-4電機、一個齒輪升降裝置，一個行星齒輪減速機。

4.1對于行星齒輪減速機

刷軸的轉速N=1～2r/s，電機轉速1500r/min，刷軸轉速1～2r/s，總傳動比i=12.5～25。

行星齒輪減速器選用i=10的NGW121行星齒輪減速器，公稱中心距a=180mm， i=10。大、小圓錐齒輪M=2，z1=25，z2=53 i≈2。分錐角δ Tanδ==，δ2=90?-δ1，δ1=25?15'

δ2=64?45'。分度圓直徑d，d1=mz1，d2=mz2，d1=50mm，d2=106mm。

4.2水處理水循環(huán)系統(tǒng)

首先，要選風機的型號，先得計算給汽車吹干每小時所需要的風量

Q= VS3600 其中V為出口風速，S為風口大小，風速一般為3.5m/s，風口大小在0.05m2，因此Q = 3.5*0.046*3600 = 580（m3/h）

其次，要計算全壓。

全壓=靜壓+動壓

動壓=0.5*空氣密度*風速^2

余壓即系統(tǒng)內各設備的阻力

由于我們的工作環(huán)境基本在大氣壓偏高一點，靜壓估算在100Pa左右

動壓計算得知在95Pa左右，加上系統(tǒng)內部阻力約20Pa，總計215Pa。

結論

本系統(tǒng)主要是基于國內汽車清洗行業(yè)市場的現(xiàn)狀和汽車清洗行業(yè)的發(fā)展趨勢，以及對節(jié)能減排、環(huán)境保護和水資源的合理利用以及洗車業(yè)投資和成本控制的要求，綜合以上要求所設計的一種既滿足汽車清洗速度快、 效率高的要求， 又能節(jié)水環(huán)保且設備投資較低的自動洗車機。

該系統(tǒng)主要基于全國洗車市場的現(xiàn)狀和洗車行業(yè)的發(fā)展趨勢，以及節(jié)能，減排，環(huán)保和合理利用資源的要求。自動洗車機不僅可以滿足快速洗車，高效率的要求，而且可以節(jié)水，保護環(huán)境，設備投資少。 該系統(tǒng)結合了經(jīng)濟和實際因素。

參考文獻

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作者簡介：趙延福（1998-），本科，專業(yè)領域為機械電子工程;胡素影（1980-），講師，專業(yè)領域為機械設計。

項目基金：由遼寧科技大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃專項經(jīng)費資助（項目編號：201910146272）