吳志超

【摘 要】隨著我國汽車保有量的迅速提高，汽車清洗行業(yè)迎來了一個(gè)重要的發(fā)展機(jī)遇。汽車清洗機(jī)作為必不可少的設(shè)備，其清洗效果、清洗速度，清洗成本以及對節(jié)水和環(huán)境保護(hù)的要求，成為其開發(fā)和生產(chǎn)必須要考慮的內(nèi)容。本文主要通過對汽車清洗機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)功能要求和運(yùn)行過程的分析，確定了汽車清洗機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：清洗機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì);清洗機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì);

【關(guān)鍵詞】液壓傳動(dòng);電氣設(shè)備

1.1設(shè)計(jì)的目的與意義

目前，城市落后的人工洗車方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化城市的市容衛(wèi)生和行業(yè)發(fā)展的需求，也不符合企業(yè)的規(guī)模經(jīng)營、專業(yè)化、規(guī)范化的要求，更談不上行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。要想中國的洗車行業(yè)健康有序地發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，必須要有全新的、合適的、符合中國國情的新型設(shè)備加入，要用新的理念、新的思路和新的方法來管理洗車行業(yè)，提升行業(yè)的形象和競爭力。

1.2設(shè)計(jì)的總體方案

汽車清洗傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由機(jī)械系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兩大系統(tǒng)綜合組成。

機(jī)械系統(tǒng)主要包括有：清洗機(jī)構(gòu)的機(jī)架設(shè)計(jì)，導(dǎo)軌的布置與設(shè)計(jì)，液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的布置與設(shè)計(jì)。

液壓系統(tǒng)是清洗機(jī)構(gòu)的核心，本設(shè)計(jì)清洗傳動(dòng)機(jī)構(gòu)80%都是由液壓系統(tǒng)來完成，液壓系統(tǒng)與其他的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比其機(jī)構(gòu)簡單，緊湊，運(yùn)動(dòng)靈敏，效率高，噪音低等優(yōu)點(diǎn)。

驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要針對液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源的選擇，以及清洗刷的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇。

2.1清洗機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)過程分析

由于汽車在整個(gè)清洗過程中是固定不動(dòng)的，為完成汽車的清洗，清洗機(jī)的各部分均需完成各自相對獨(dú)立的功能，汽車停到規(guī)定的停駛位置，控制系統(tǒng)得到信息之后清洗機(jī)構(gòu)各部分開始運(yùn)行?？紤]到汽車的總體機(jī)構(gòu)防止清洗機(jī)構(gòu)在運(yùn)行中的干涉，頂刷、大側(cè)刷、小側(cè)刷、吹干系統(tǒng)、高壓噴水器在時(shí)間空間上工作過程應(yīng)不相同，為使各個(gè)工作部件在運(yùn)行上達(dá)到最佳效果，必須對洗車機(jī)各機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)行過程分析，以使各機(jī)構(gòu)在空間，時(shí)間上能夠協(xié)調(diào)工作。

2.2頂刷的運(yùn)行與設(shè)計(jì)

頂刷機(jī)構(gòu)是對汽車頂面進(jìn)行的清洗。所以頂刷的運(yùn)動(dòng)分量需要相對于汽車垂直方向與縱向。為了滿足這一要求，清洗刷的縱向由液壓缸推動(dòng)沿機(jī)架上沿軌道工作，清洗刷的垂直方向也由伸縮液壓缸來滿足這一要求。為了機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方便與安全將頂刷的初始位置定在汽車的上方。液壓缸的伸縮行程依靠壓力傳感器提供的信號來控制頂刷相對于汽車頂面的相對壓力，當(dāng)已運(yùn)行到車頂末端時(shí)活塞碰到行程開關(guān)控制機(jī)架上的液壓系統(tǒng)電磁閥將頂刷機(jī)構(gòu)恢復(fù)到原位。

2.3小側(cè)刷的運(yùn)行與設(shè)計(jì)

小側(cè)刷的初始位置相對汽車來說應(yīng)該在汽車的中部，小側(cè)刷運(yùn)動(dòng)為雙向運(yùn)動(dòng)控制。由雙作用液壓缸來實(shí)行。開始時(shí)電磁換換向閥不通電初始位置其左位工作，當(dāng)液壓系統(tǒng)中壓力達(dá)到一定值時(shí)液壓缸開始工作，當(dāng)活塞打開行程開關(guān)時(shí)電磁換向閥得電換向閥右位工作活塞縮回液壓缸并且機(jī)架上的液壓行程系統(tǒng)也開始工作推動(dòng)小側(cè)刷回到原位并向另一方向運(yùn)動(dòng)。小側(cè)刷氣缸活塞收同，小側(cè)刷不張開：當(dāng)換向閥通電時(shí)，小側(cè)刷氣缸活塞推出，以使小側(cè)刷靠近車輪，在清洗的同時(shí)機(jī)架上的液壓系統(tǒng)也同時(shí)帶動(dòng)小側(cè)刷沿汽車的側(cè)面運(yùn)行清洗汽車的地盤。

2.4大側(cè)刷的運(yùn)行與設(shè)計(jì)

大側(cè)刷清洗的要求相對要嚴(yán)格，大側(cè)刷清洗刷的運(yùn)動(dòng)行程相對小側(cè)刷、頂刷要復(fù)雜的多，大側(cè)刷的作用是完成汽車前后端以及汽車側(cè)面等部位的清洗打蠟。它的運(yùn)動(dòng)包括自身繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)中沿車身的運(yùn)動(dòng)。其回轉(zhuǎn)中心運(yùn)動(dòng)軌跡與車身形狀相似。大側(cè)刷的初始位置固定在汽車的中部，依靠壓力傳感器提供的信號控制液壓缸的伸縮行程，當(dāng)大側(cè)刷運(yùn)動(dòng)到汽車的末端時(shí)，伸縮式液壓缸打開行程開關(guān)，使大側(cè)刷液壓缸恢復(fù)到原位并打開電磁閥，以同樣的方式向另外一方運(yùn)行。

2.5吹干系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

吹干系統(tǒng)的作用是在汽車清洗后將附著于車身等部位的水珠強(qiáng)力吹干，而吹干的效果與出風(fēng)口距車身距離有很大的關(guān)系，因此，吹干系統(tǒng)的仿形要求較清洗刷更為嚴(yán)格。其運(yùn)動(dòng)軌跡與大側(cè)刷和頂刷相似。為實(shí)現(xiàn)仿形要求和安全吹干。應(yīng)設(shè)計(jì)光電防護(hù)和接觸防護(hù)功能。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)保護(hù)車輛的功能。風(fēng)箱的初始位置應(yīng)保持在車輛的頂端。

2.6汽車清洗機(jī)構(gòu)的運(yùn)行順序

1.汽車按照入口指示燈駛?cè)氲焦潭ㄜ囄?/p>

2.清洗機(jī)構(gòu)開始啟動(dòng)

3.高壓水槍對汽車漆面進(jìn)行清洗

4.次高壓水槍再噴射水蠟

5.五只清洗刷進(jìn)行運(yùn)作

6.高壓水槍再次清洗

6.吹干系統(tǒng)將汽車吹干

3.1電機(jī)控制原理及總體設(shè)計(jì)圖

汽車清洗機(jī)構(gòu)需要5臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，其中大側(cè)刷與小側(cè)刷的電機(jī)需要正反轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)對清洗效果更加，大側(cè)刷、小側(cè)刷的電機(jī)原理圖如下：

圖3-1中，KM1控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)，KM2控制電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)，按下啟動(dòng)按鈕SB2，接觸器KM1吸合，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)。需要電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，必須先按下停止按鈕SB1，使KMI失電斷開，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，然后按下啟動(dòng)按鈕SB3，接觸器KM2吸合，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。為保證電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)電路不能同時(shí)吸合，以免造成短路，應(yīng)將正轉(zhuǎn)接觸器的一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)接在反轉(zhuǎn)接觸器KM2的線圈電路中，反轉(zhuǎn)結(jié)合的一個(gè)動(dòng)觸點(diǎn)接在正轉(zhuǎn)接觸器中，以起到互鎖的作用。其中FU1、FU2在電路中起到短路保護(hù)的作用，繼電器FR起過載保護(hù)作用。

液壓系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)如下圖3-2，液壓系統(tǒng)的動(dòng)力源都是由單作用液壓泵20驅(qū)動(dòng)?？刂齐娐饭ぷ鏖_始液壓系統(tǒng)中的液壓泵被驅(qū)動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)中的壓力達(dá)到一定壓力時(shí)1、2雙活塞液壓缸被推動(dòng)，雙活塞作用時(shí)推動(dòng)大側(cè)清洗刷在機(jī)架上繞汽車運(yùn)功，單作用液壓缸起伸縮作用對清洗刷接觸汽車，當(dāng)單作用液壓缸打開行程開關(guān)時(shí)三位四通電磁換向閥作用調(diào)整大側(cè)刷機(jī)架的位置。在液壓系統(tǒng)中的順序閥是對小側(cè)刷與頂刷的運(yùn)動(dòng)時(shí)間上的控制，完成相應(yīng)的清洗工作。溢流閥是控制清洗機(jī)構(gòu)的總體壓力，保護(hù)整個(gè)液壓系統(tǒng)的運(yùn)作安全。

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