【《汽车龙门清洗机的机械结构方案设计》17000字】

汽车龙门清洗机的机械结构方案设计摘要汽车清洁在保持汽车的美观和延长汽车的使用寿命方面起着重要的作用。汽车清洗是最基本的美容过程，包括使用特殊的设备和清洁剂清洁车身和相关部件，用来保持原本靓丽风采的美容过程。有几种可能不利于车身表面的空气污染物，最有害的，尤其是酸雨，附着在车身表面，导致有期表面斑点的形成，而一旦得不到及时清理，则会导致漆层的衰老。为此，车主必须定期把车送到专门的美容院进行清洁。如果车身表面覆盖着烟尘、鸟粪、昆虫尸体、焦油和沥青等沉淀物，如果不及时清除，可能会腐蚀油漆层，使护理更加困难。为此，需要经常检查车身的表面，一旦发现腐蚀的痕迹，应尽快消除并处理。并且腐蚀的油漆层必须在专门的汽车美容场所进行处理。本课题首先对汽车清洗的发展过程进行了一般性描述，对清洗的分类和组成进行简要描述，然后对清洗设备的关键结构进行设计。重点介绍了大客车车身清洗设备，提出了卷筒刷和龙门架的设计思路。关键词：清洗设备；结构设计；大巴车；龙门清洗机AbstractCarcleaningplaysanimportantroleinmaintainingtheappearanceofcarsandprolongingtheservicelifeofcars.Carcleaningisthemostbasicbeautyprocess,includingtheuseofspecialequipmentandcleaningagentstocleanthebodyandrelatedparts,tomaintaintheoriginalbeautyofthebeautyprocess.Thereareseveralairpollutantsthatmaybedetrimentaltothebodysurface,themostharmful,especiallyacidrain,attachedtothebodysurface,leadingtotheformationofsurfacespots,andifnotcleanedintime,willleadtotheagingofthepaintlayer.Tothisend,theownermustregularlysendthecartoaspecialbeautysalonforcleaning.Ifthesurfaceofthecarbodyiscoveredwithsedimentsuchassmoke,birddroppings,insectcarcasses,tarandasphalt,ifnotremovedpromptly,itmaycorrodethepaintlayer,makingcaremoredifficult.Forthisreason,itisnecessarytocheckthesurfaceofthebodyregularly,andoncethetracesofcorrosionarefound,theyshouldbeeliminatedandprocessedassoonaspossible.Andthecorrodedpaintlayermustbedealtwithinaspecialcarbeautyplace.Thistopicfirstofall,thedevelopmentprocessofautomobilecleaningisgenerallydescribed,theclassificationandcompositionofthecleaningisbrieflydescribed,andthenthekeystructureofthecleaningequipmentisdesigned.Thispapermainlyintroducesthecleaningequipmentofbusbody,andputsforwardthedesignideasofdrumbrushandgantryframe.Keywords:Cleaningdevice;Structuredesign;Coach;Gantrycleaningmachine目录摘要 1Abstract 21绪论 41.1本课题的研究内容和意义 41.1.1课题研究背 41.1.2课题研究的意义 51.2论文主要内容 52汽车清洗设备原理 72.1汽车清洗设备的分类 72.2固定式汽车外部清洗设备 72.2.1喷射冲洗式清洗台 72.2.2喷水轮式清洗台 92.3可移式汽车外部清洗设备 102.3.1活动喷管架式清洗台 112.3.2摆动式喷水轮底盘清洗装置 152.3.3滚刷刷洗式清洗台 172.3.4龙门移动式清洗台 213汽车清洗设备方案设计 233.1方案的确定 233.4自动洗车机相关的设计及计算说明 263.4.1洗车刷的减速机选取 263.4.2卷扬升降机的设计 274汽车清洗设备三维建模 304.1SolidWorks软件简介 304.2龙门式清洗台三维设计 315结束语 346感谢语 35参考文献 36

1绪论1.1本课题的研究内容和意义1.1.1课题研究背汽车清洁在保持汽车的美观和延长汽车的使用寿命方面起着至关重要的作用。汽车清洗是最基本的美容工序之一，包括使用特殊的设备和清洁剂清洁车身和相关部件，用来保持原本靓丽风采的美容过程。有几种可能不利于车身表面的空气污染物，尤其是酸雨，附着在车身表面，导致表面油漆上锈蚀斑点的形成，而一旦得不到及时清理,就会导致漆层的衰老。为此，车主必须定期把车送到专门的美容场所进行维护清洁。如果车身表面覆盖着烟尘、鸟粪、昆虫尸体、焦油和沥青等沉淀物，如果不及时清除，可能会腐蚀油漆层，使护理更加困难。为此，应经常在车身表面检查车身，一旦发现腐蚀刚度的痕迹，应尽快清理和消除；例如，腐蚀的油漆层必须在专门的汽车美容院处理。目前市面上有许多车辆清洗设备，如图1-1往复式洗涤机，图1-2隧道式清洗机等。图1-1往复式汽车清洗设备图1-2隧道式清洗机

采用不同的洗车方式，所涉及的设备投入也有所不同。

洗车方式

主要设备及用品

无水洗车

快捷手喷蜡套装、吸尘器、车掸及毛巾等

微水洗车

微水洗车机、吸尘器、车掸及毛巾等

循环水洗车

电脑洗车机、吸尘器及打蜡设备等

非循环水洗车

高压水枪、吸尘器、麂皮1.1.2课题研究的意义清洗设备在汽车运输的企业,按其用途可分为外部清洗设备和车辆零件清洗设备,清洁是汽车保修和检查过程的重要组成部分，不仅关系到汽车的外观和整体，而且关系到汽车的保修、质量控制、工作时间和成本。因此,理性选择或设计先进的清洗设备,为了保证质量、提高生产力和降低保养的劳动成本，降低工作强度，保证和提高运输服务质量是非常重要的,1.2论文主要内容本篇文章首先描述了汽车清洗的发展，简要描述了清洗的组成及分类，然后描述了主要清洗设备的结构特点。本研究的重点是对大客车车身的清洁，为卷筒刷和龙门框架的开发提供了一些有意义的参考。

2汽车表面的研磨抛光和清洗设备的原理2.1清洗剂的选择车身附着如鸟（虫）粪、水痕、沥青、黏胶等顽渍，用普通的清洗剂很难洗净，必须用专门的清洗剂进行清洗，如图2-1所示:图2-1依次为车身表面的树胶，水痕和沥青等污渍(1)清除沥青、焦油当沥青或焦油附着在车身表面时，应立即清除，如下所示。在这种污垢的粘附时间较短的情况下，可以用水进行洗刷，在洗刷的过程中，水温为室温或低于室温，刷子必须选择软毛刷，以免伤到车身表面的油漆。如果刷子难以清理比较顽固的污迹，应注意不要使用有机溶剂来解决油漆表面的问题。要使用专门的焦油沥青洗涤器进行清洗，搅拌后，在污垢表面用少量洗涤器浸泡干净的毛巾，2分钟后，附着在车身上的沥青颗粒软化，用不脱毛的毛巾擦拭。然后立即用水清洗，并晾干。使用特殊的焦油沥青剥离剂可以在不损坏油漆表面的情况下有效地去除杂质。对于沥青和焦油的处理，最好选择专业的产品。(2)清理鸟类粪便用于清洗鸟粪的特殊清洗液是一种粘胶基清洗剂。清洗过程如下:两分钟后在受污染的地方使用粘胶清洗剂，用无毛毛巾擦拭，用水清洗，晾干。(3)粘胶清洗当汽车停在树下时，落在汽车上的树胶很难清洗，必须用一种特殊的粘胶清洗剂清洗，就像上面描述的鸟粪清洗一样。2.2汽车漆面的研磨与抛光2.2.1什么是车身漆面研磨与抛光？在使用过程中，由于自然侵蚀和人为因素，汽车产生了氧化层、轻微划痕等现象。漆面研磨是通过抛光机，连同一个研磨和抛光机高速转动在车身漆面上,使其产生的摩擦力,旨在消除缺陷等氧化层油漆、小划痕等。油漆的抛光是研磨后的第二次操作，在研磨油漆表面后，会留下轻微的抛光痕迹。由此可见，研磨和抛光属于同一美容操作类别，基本上使用相同的设备和程序。区别是研磨产品含有较大的摩擦材料颗粒，抛光产品含有较小的摩擦材料颗粒。2.2.3研磨剂的种类油漆磨料是含有摩擦材料的磨料产品，分类如下。①按使用范围分类磨料按使用范围的不同分为普通磨料和透明漆磨料。在一般类型的磨料中，摩擦材料一般为固体浮岩。按浮岩颗粒的大小分为微切，中切和重切三类，主要用于处理普通涂料不同程度的氧化、划痕等漆膜缺陷。硬浮岩，当应用到透明涂料时，会迅速打破透明涂料的漆层，所以它们不适合打磨透明涂料。微晶颗粒和合成磨料是透明漆磨料的重要组成，具有一定的切削功能，但硬度不如浮岩。②按切割方式分类根据切割方法的不同，磨料可分为化学切割磨料、物理切割磨料和各种形势切割磨料。物理切割用磨料有浮石型和粘土型两种。化学切削方式的磨料具有微晶型;各种切割方法主要是中性磨料。浮石，粘土研磨材料的主要特点是材料的硬度高，切割速度比较快,利用摩擦热,产生粒子和漆层去除表面缺陷,但是在操作的过程中颗粒大小不会改变切削的速度和粒度,如操作人员不了解膜厚度,因此只适合高技能专业人士使用。微晶磨料的主要特征是它可以逐渐溶解微晶颗粒，通过摩擦产生的热量,这样微晶颗粒的体积逐渐减少，在操作过程中,产生极端高温和高温去除氧化层,同时溶解表面漆层的凸面部分，并填充凹面处的针孔。中性磨料是目前市场上油漆护理的最佳磨料，含有粘土和微晶两种切割材料，适用于各种汽车油漆，操作方便，速度快，研磨强度低。具有物理切削功能和化学溶解充填功能。它使用两种材料与涂料层摩擦产生热量。去除氧化层，能迅速溶解油漆层的凸面斑点，填补凹面起到双重效果达到表面基材的抛光要求。2.2.4抛光剂的种类抛光剂实际上也是一种磨料，一种相对于研磨剂更细摩擦材料的磨料。根据摩擦材料的粒度分布可分为微、中、深三类。微抛光用于消除汽车油漆造成的非常轻微的损害，通常是环境污染和酸性侵蚀(鸟粪等)。从这个角度来看，微抛的存在意义不大，可以用含有抛光作用的蜡来取代。中抛法和深抛法主要用于处理不同程度的划痕。中度抛光主要用于透明涂料的抛光，深抛主要用于普通涂料的抛光。在英国尼尔森抛光产品的案例中，不同抛光剂的性能特征如下：①快速抛光剂（微抛）这种抛光剂比中度抛光剂的磨料颗粒稍细，具有去除微氧化层和蜡处理的双重功能。最后的抛光操作可以手动进行，以补偿机器抛光的不均匀性和由此产生的光环等现象。②还原抛光剂（中抛）该抛光剂比深度抛光剂的研磨颗粒更细一些，能缓和表面氧化层和轻微划伤，不含硅和蜡，安全适用于油漆店和美容店，配合抛光机使用，抛光表面所含的含油量可渗透到涂层中，补充涂层失油，起到护理增亮作用。③强力抛光剂（深抛）这种抛光剂是一种新的磨料材料，含有比磨料更细的颗粒，可以去除油漆中较厚的氧化物层、划痕和麻点等。它既不含硅也不含蜡，可以安全用于喷涂车间和美容院。最好在使用前与抛光机一起进行一次小的测试。2.2.5如何正确选用研磨与抛光剂？汽车磨削和抛光产品在市场上有各种各样的包装和型号，其中很多数是国外的。在选择汽车磨削和抛光产品时，应考虑以下几个方面。注意漆面的类型:装表面都可做研磨抛光处理的是风干漆和烤漆，但是产品打磨抛光所用的产品并不相同,因为使用这种涂料含有不同的溶剂，不当使用可能会引起油漆膜裂缝和颜色的改变。还应明确区分用于纯色油漆的研磨(抛光)产品和用于金属油漆的研磨(抛光)产品。用于金属油漆的特殊磨削(抛光)产品不仅可以增加油漆的光泽，而且可以使金属更亮、更美观。观察漆面颜色：用于浅漆和深漆的研磨抛光产品不得混合使用。用于浅色油漆的研磨(抛光)产品可能会使车辆漆面薄膜的颜色变暗，并产生“花脸”;相反，油漆的颜色会变浅，出现浓雾，严重影响车辆的外观。区分磨料和抛光剂:磨料首先用于研磨，然后再用抛光剂进行抛光。反向使用时;则不能达到预期的抛光效果。机械用品与手动用品的区别:机械抛光用品必须与专用磨床/抛光机一起操作;对于手工用品，研磨(抛光)是用棉布直接手工进行的。人工处理机器用品在劳动力和时间上都是浪费的，而且效果不佳。分清漆膜保护增光剂与镜面处理剂。镜面处理剂是油漆表面专用光亮剂，其保护效果不如保护光亮剂好;保护性光亮剂含有多种成分，在涂料表面形成一层保护膜，可以抵抗外部紫外线、酸雨、静电灰尘、水渍等分清含硅产品与不含硅产品含硅产品指含有硅氧烷的产品,硅氧烷是一种硅化的合成树脂,加到研磨材料中后它起到抗水、抗高温和增光的作用,能较好地防止车漆氧化。但如果硅氧树脂未清洗干净或空气中有此物质飘落，喷漆时就会出现浮漆(漆沾不上车体)或漆露。为此,含硅氧烷的产品主要适合汽车护理人员使用,汽车漆工最好使用不含硅氧烷的产品。为此,含硅产品在修理厂尽量避免使用,因为漆膜一旦粘有硅质,对漆面修补来说是很难处理的。2.3研磨/抛光机的使用及操作过程如图2-2所示；研磨/抛光机主要由机体，电机，托盘，手柄，开关及配套装置组成。图2-2配套装置为研磨盘和抛光盘,其材料主要有海绵和毛料(羊毛、混转毛)等。海绵研磨盘质地较硬,海绵抛光盘质地较软且细腻。各种海绵盘的厚度及形状也不一样,各自有各自的讲究。美式的一般1-1.25in(25.4-31.75mm)厚,圆盘直径7-10in(177.8-254mm),圆盘有平底的,还有波纹底的。欧式圆盘直径小,一般为6in(152.4mm),但厚度则为2in(50.8mm).从广义上讲,美式圆盘的优点是接触面积大,容易处理凹凸的地方,便于掌握；欧式圆盘的周边斜切面使其在操作中很平稳,加之其密度大些,切割功能较好，波纹底盘与平底盘相比,前者可减少研磨抛光剂的飞溅。毛料盘与海绵盘相比各有所长。从历史上讲,毛料盘是先出现的,其特点是切割能力强,在没有研磨剂的情况下,毛料仍有一定的摩擦能力。透明漆出现以后,因在透明漆上使用毛料盘稍有不慎,便会造成划痕,这样厂家就研制了海绵盘,它比毛料柔和,适于进行透明漆的研磨和抛光。但毛料盘与有些研磨抛光剂搭配,研磨和抛光效果比海绵还好,所以至今市场上两种材料的盘都存在,而且都很畅销。因海绵盘易控制,较保险,适合操作技术不高的人员使用。对于极有经验的专业人员用毛料盘在透明漆上进行研磨和抛光也能取得很好的效果。研磨/抛光机是一种集研磨和抛光为一体的设备,安装研磨盘时可进行研磨作业,安装抛光盘时可进行抛光作业。其工作原理是:研磨/抛光机上的电机带动研磨(或抛光)盘高速旋转,由于海绵(或羊毛)和研磨(或抛光)剂的共同作用,在漆表面产生摩擦,从而达到清除漆面污染、浅划痕和氧化层的目的,并提高光亮度。2.3.1研磨步骤：(1)漆面清洁研磨前必须将漆面的污垢及残蜡清除干净。其方法是:将万用清洗剂稀释后加入喷壶,然后喷于车表,再洗净擦干即可。(2)选择研磨剂研磨所使用的研磨剂应根据漆面质量及状况,如厚度、硬度、耐磨性、污染程度等合理选择。研磨剂应优先选用微切研磨剂,如果漆面缺陷较严重,则需选用中切或深切研磨剂。使用深切研磨剂后还应使用中切和微切研磨剂对漆面进行进一步研磨。当漆面缺陷较严重,而又对漆面的厚度、硬度、耐磨性等不太了解时,可选择在不明显处的小块面积试用深切研磨剂,并查看漆面质量,然后再确定选用何种研磨剂,以避免造成漆面大面积损坏。(3)准备研磨机将海绵研磨盘浸湿,安装在研磨机上,空转5s,将多余水分甩净。(4)涂抹研磨剂先将研磨剂摇晃均匀,然后倒在漆面上,用研磨盘将研磨剂涂抹均匀。(5)研磨①将研磨机转速调整到1400-1800mn,启动研磨机。②研磨时,右手紧握直手柄,左手紧握横手柄,由左手向作业面垂直用力,转盘与作业面保持基本平行,沿车身方向直线来回移动,如图2-3所示。图2-3(6)抛光漆面研磨后应选用抛光剂进行全车抛光,以除去漆面上更细小的划痕及研磨所遗留的研磨痕等,使漆面达到光洁如镜的程度。抛光的操作方法如下。①抛光时应换用专用的抛光盘。②抛光应选用专用的抛光剂,每次抛光剂的用量要适中,过多则切削力不足,反而打滑;过少则会伤漆面。③其他操作方法与研磨施工基本相同。抛光之后应在漆面涂一层还原剂,起密封和增亮作用。2.4汽车清洗设备的种类通常用于日常保养、保修和检查前清洁的机动车外部清洁装置，应当能够清洁机动车的头部、车身和底盘等部件。机动车的外部清洁设备品种繁多，通常可根据设备的结构类型和用水量进行分类。汽车外部清洁设备按结构类型分类，可分为固定和移动两大类2.5固定式汽车外部清洗装置一些运输公司使用的外部清洁设备通常是固定的。清洁设备具有清洁效率、低强度、适用于大量汽车的外部清洁等特点，但成本也会更高。固定的外部清洁设备可以分为两大类:喷射冲洗式冲洗设备和滚刷式冲洗设备。喷射冲洗式清洗装置是以在高压水的压力下喷出水流清洗身体底部和车身表面上及缝隙里的污渍。滚刷清洗设备主要用于清洁汽车的外部部分，通常用于清洁小型车或者大巴车的表面。固定外部净化设备可分为两类；尽头式和直通式，取决于车辆被清洗的路线。直通式外部清洗设备清洗效率高，占地面积较大，适用于生产规模较大的汽车运输企业使用。如果对于普通的小型商家则选用尽头式清洗设备会更节约成本。且尽头式清洗设备的使用范围会更广。2.5.1喷射冲洗式清洗台喷射冲洗式清洗台通常拥有这劳动强度低且洗刷效率高的优点，适用于大型汽车维修企业和货车的外部清洗。喷射冲洗式清洗台的管道和喷头的布置有多种选择。清洗车辆侧壁通常有三种类型:固定的、摆动的和可移动的。如图2-4所示。图2-4图2-4a是为在汽车两边摆放的固定式的管道笼,沿车辆两侧必须配备大量的喷头来清洁车辆的外表面,从而导致水的压力损失大,用水量大的劣势。不利于节约水资源，更不利于洗车成本的控制，所以难以推广使用。图2-4b是为在汽车两边摆放的可以摆动的管道笼，喷淋管的来回摆动可由机械结构或液压机构驱动。由于喷淋管可以摆动，清洗效果比图2-4a要好一些，但是还是需要更多的喷嘴来清洁车身表面，所以它们不能完全克服固定结构的缺陷。图2-4c为移动式管道笼。管道笼可以用滚轮在地面导轨上移动几次，在汽车的纵向方向上来回移动清洗。这种设计的喷头数量相对前者更少，压力损失相对较少，同时用水也相对较少，通过更少的喷嘴和更低的用水量提供更好的洗刷效果。如图2-4d所示环形管道笼。喷头悬挂在一个封闭的固定架上，可以由电动机通过传动系统驱动，在矩形固定框架的环境中循环，并在汽车周围来回旋转。这种安排具有与前者相同的特点，可以节约大量的水资源。但洗刷率略低，清洗效率略低于门式喷管。图2-4e为车辆两边装有旋转水射流轮的管道支架;轿厢由传动机构牵引，可在车辆两侧前后移动。该方案结构简单，具有可移动管道支架的优点。旋转喷头可以喷洒大面积区域，在节约水资源的同时也可以达到更好的清洁效果。然而汽车底部也需要清洗污泥，所以在喷射设备的底部也应该加入喷管进行对汽车底部的清洗图2-5清洗车辆底盘的喷头架布置方法图2-5a为固定式不可转动的喷管架。图2-5b为摆动式弧形喷管架。喷管架由电机通过减速装置或液压机构驱动，液压机构在支承轴上前后摆动，使水流的方向来回发生变化。图2-5c为旋转喷水轮式。旋转喷水轮可装在固定的喷管架上，也可装在可移动的喷管架上，由电动机通过减速装置或液压机构驱动，使之沿着汽车纵向来回地在轨道上移动，能达到更好的清洗效果。喷洗式清洗台在车身的喷咀架和底盘的喷咀架形式上各有优缺点。最好的解决方案可以根据汽车保修企业的规模、车辆的行驶条件、当地的气候条件、电源等综合考虑来确定。2.5.2喷水轮式清洗台喷水轮式汽车外部清洗台为固定式的一种，其平面布置如图2-6所示。清洗台中间地沟内固定安装了9个水平旋转喷轮1用来清洗车辆底盘各部，其中前面5个是负责清洗主车的。在地沟两侧的固定架3上安装了共8个垂直喷水轮2，其安装高度与汽车轮毂高度大至相等，用来清洗车辆两侧。图2-6喷水轮式清洗台平面布置1-水平旋转喷水轮；2-垂直旋转喷水轮；3-两侧固定架；4-挂车进水管；5-控制阀门；6-主车进水管清洗车辆时，起动电动机，水泵工作。打开控制阀门5，水泵压出的水经主、挂车进水管6与4，分别进入侧面的垂直旋转喷水轮和地沟内的水平旋转喷水轮后再喷出，清洗车辆主车和挂车。若只需清洗主车时，可将挂车进水管4关闭。喷水轮式清洗台能够对污泥集中的部位进行清洗，其效果较好。喷水轮的结构如图2-4所示。水进入喷水轮的主水管16后，分别流入喷水歧管18，经喷嘴3喷出。主水管支承在两个滚珠轴承12上，两端有密封装置。喷水轮靠水的反作用力推动而旋转。为了保证喷水轮有良好的反冲作用，喷射水流及扫过的面积能满足底盘清洗的要求，喷水歧管做成弯形，每支喷水歧管上装有2-3个喷嘴。喷水轮旋转的速度与喷嘴的总流量、水压、流速及喷嘴3的水平倾角等因素有关。当总流量、水压，流速一定时，可将调速螺母2旋松，按同一方向转动喷水歧管，改变喷嘴的水平倾角，即可得到所需要的最佳转速，然后旋紧调速螺母。喷嘴最好做成角度可调的，以便安装时对正清洗位置。图2-图2-7喷水轮的结构1-主水管上盖；2-调速螺母；3-喷嘴；4-上盖；5-密封圈；6-螺钉；7-轴承；8-外壳；9-弹簧圈；10-油嘴；11-中间套；12-轴承；13-水封；14-下盖；15-管接头；16-主水管；17-隔套；18-喷水歧管2.6可移式汽车外部清洗设备可移式外部清洗设备是小型的清洗设备，要求汽车停置在清洗工位进行清洗。它的清洗装置以及电机、水泵等均装在可移动的小车上，故称为可移式清洗机。其特点是使用方便，灵活机动，但一般为单喷嘴，出口流量较小，清洗效率较低，因此只用于批量不大的汽车外部清洗作业。外部清洗设备按水的利用程度不同，可分为非循环用水式和循环用水式两种。非循环用水式清洗设备由于水只利用一次就被排掉，不需要循环用水的处理装置，因此结构较简单，但耗水量大，不经济，而循环用水式清洗设备耗水量少，较经济，但需设置污泥沉淀器和油水分离器等辅助设施，以免水管和喷嘴堵塞，同时还需设置能保证水正常循环使用，足够大的贮水池，因此结构较复杂。2.6.1活动喷管架式清洗台图2-8所示为活动喷管架式清洗台总体布置。该清洗设备采用电子、液压和机械等技术，实现自动化高压水冲洗，并设有污水处理、废水回收、排污及挖泥等十整套联合设施。全部动作采用液压元件操纵，电子程序控制等先进技术，实现了汽车外部清洗流程自动化，为汽车外部清洗自动化清洗台。图2-8活动喷管架式清洗台1-控制室；2-电子控制台；3-预沉淀池；4-铁篓，5-搅拌机，6-冲清洗台喷管；7-斜板沉淀池；8-喷管架；9-清水池；10-机房；11-污水泵，12-液压油箱；13-电气箱，14-清水泵，15-清洗系统管路；16-引桥，17-冲地沟喷嘴；18-清洗台；19-车头喷管架，20-按钮，21-阴井；22-污泥池，23-液压抓斗，24-挖泥机；25-挖泥操纵台(1)清洗台组成该清洗台由清洗部分、污水处理部分和排污部分组成。清洗部分包括喷管架8(两侧为活动式喷管架，地沟中设置的喷管架上还安装了旋转喷水轮)，车头喷管架19及清水泵14等，污水处理部分包括预沉淀池3、斜板沉淀池7、清水池9和污泥池22等，排污部分由污水泵11、搅拌机5和控制部分、机房等组成。机房顶部是水塔，内盛20m3自来水，它可在水泵启动时向水泵内注水，并提供清水冲洗和排污后冲洗用水。机房下面是清水池，以放置处理过的循环水。机房、水塔及预沉淀池、斜板沉淀池、清水池等是一完整的钢筋混凝土结构。(2)活动式喷管架该清洗台两侧的喷管架在进行清洗作业时能前后往复摆动和左右移动，即喷管架绕固定支座以一定角度摆动的同时，又沿固定轴线左右移动，这样增大了喷嘴水柱的喷射面积，清洗效果较好。图2-6为活动式喷管架的结构图。喷管架与主轴7相固连，主轴7上开有一螺旋指销槽(见图2-6左下角)，在喷管架支座15的上端固定有指销座，指销6插入螺旋指销槽中。图2-6活动式喷管架结构图1-活塞杆导向套；2-放气螺塞体；3-放气螺塞，4-滑动轴承，5-轴承座；6-指销；7-主轴，8-防护罩；9-油缸，10-活塞杆；11-活塞；12-缸套；13-进油管接头；14-油缸盖；15-喷管架支座，16-拨叉；17-轴承盖；18-喷水工作时，双作用式油缸9的活塞杆10带动拨叉16拨动主轴7，使喷管架左右移动。当主轴7作左右移动时，由于指销6的约束，使喷管架绕主轴7转动，从而实现了喷管架既能左右移动，又能绕固定支座摆动。当油缸活塞行程为定值时，螺旋指销槽的螺旋角决定了喷管架的摆角。为了使喷管架运动轻便，在喷管架两端装有带轴承的支承，承受喷管架重量，同时在指销座中装有滚动轴承支承指销，使指销能在螺旋槽中滚动，以减小喷管架活动时的摩擦阻力。(3)车辆清洗以及污水处理和回收车辆清洗时，驾驶员将车开上清洗台后，下车按下控制按钮即可自动进行清洗。此时，车头喷水管、两侧喷水管和底盘旋转喷轮的喷嘴同时喷水，然后喷清水(水塔上的自来水)进行最后清洗。清洗时间为2min。清洗后的污水内含有尘土、油污及残留固体杂物(黄砂、石子、煤炭和钢渣等)，这种污水一般可利用其不同的比重进行分离处理。分离处理原理如图2-7所示。清洗后的污水携带着尘土、油污及固体杂物经水槽落入污泥沉淀器内，由于污泥沉淀器内污水流动速度低，油污中的滑油和汽油比重较小(混合物的比重平均为0.85)，浮在水面，被挡在隔板的左面，固体杂物沉积在糟底，而其余较清洁的水流人贮水池或下水道中。上述沉淀器沉淀效果较差,为改善沉淀效果，可使用旋流式泥水分离器(见图2-8)。旋流式泥水分离器利用惯性将污泥分离。如将泥水分离器与污泥沉淀器串联使用，其效果将更好。 图2-7污泥沉淀器和油水分离器1-污泥水；2-分离出的水；3-沉淀物；4-出口；5-隔板；6-盖子图2-8旋流式泥水分离器该清洗台的污水处理回收水池的结构见图2-9。污水从回水沟进入铁篓1，粗滤出体积较大的杂物(如石块、煤炭等)，而后进入预沉淀池内，颗粒较大的污泥渐渐沉淀。污水经预沉淀后进人斜板沉淀池时，由于斜板沉淀池的进水口设在水平面下2m处，浮在水面的汽油、滑油就被挡在预沉淀池内被分离出来。需处理的水经斜板沉淀池的斜板区时得到了充分的沉淀，澄清的水被几根集水管收集进入清水池，以备清水泵再次使用。图2-9回收水池结构示意图1-粗滤锤篓，2-传动釉，3-搅拌机，4-斜板沉淀池；5-斜板；6-集水管；7-吸污管；8-污水泵；9-水塔；10-机房；11-清水泵；12-清水池；13-泥斗。14、15、17、19、21-吸头；16-泥斗；18-泥斗；20-泥斗；22-螺旋浆；23-泥斗；24-预沉淀池(4)污泥排放沉积在池底五只泥斗中的污泥沉淀物要定期排放。排污部分由污水泵、管道、液动闸阀、吸头等组成。在预沉淀池泥斗23处还设有一个搅拌机，使较大颗粒的污泥与水混合，便于吸头抽吸。排污时，污水泵将水塔自来水作水源反冲池底泥斗，将污泥沉淀物与水混合后再抽吸至污泥池内。五个泥斗中的污泥通过电子程序控制各有关液压闸阀动作，实现逐一自动抽吸。污泥池内的污泥经自然沉淀后，放出高于阴沟液面的水后，待污泥积至一定数量后再由挖泥机挖出。图2-10积污塔示意图1-水池；2-锥池；3-定量斗；4-法兰；5-放泥门；6-支柱利用积污塔处理污泥是污泥排放的一种新形式。目前，有些清洗台就采用了这种形式。积污塔结构如图2-10所示，它由水池1、锥池2、定量斗3、法兰4、放泥门5、支柱6和水管、梯子、锁销机构、导轨、闸阀、液压元件等组成。主件采用钢板焊接结构。塔高约7m，塔体自重约4Mg，容水量约20m3，积污能力为4Mg。清洗后的污水经回收水池处理后，由污水泵泵入积污塔。平时，塔内充满污泥水(浆)，让其自然沉淀，待一定数量后，再排放污泥。排放前放出澄清的水，可回收再用，每次处理污泥时，约有15m3的澄清水被回收。排放时，将装泥车辆开到塔下指定的位查，操纵积污塔液压系统，打开放泥门，污泥在自重作用下落入装泥车。然后将放泥门收上并稍留缝隙，启社清水泵向塔内注入少量清水，同时再开放泥门，水从门周围冲出，基本洗净塔内残留污泥后，再将放泥门收上锁好。如果收上后锁不上说明仍有污泥，需重新清洗。排放后，启动污水泵，将污水泵入塔内，为再次沉淀后排放做准备。用积污塔处理污泥，取代了大量的繁重劳动，效率很高，从排放污泥到装车完毕，大约只需30s，适于和自动清洗台配套使用，而且造价较低。2.6.2摆动式喷水轮底盘清洗装置在汽车外部清洗作业中，汽车底盘部分最难清洗。汽车底盘部分与其它部位不同，它表面高低不平，有很多难以洗到的死角，因此固定式喷水轮或摆动式喷管架对汽车底盘部分一般洗不干净。摆动式喷水轮底盘清洗装置能使喷水轮在旋转的同时实现摆动，保证高质量地完成汽车底盘部分的清洗工作。它可以与各种形式的车身清洗设备（小客车、公共汽车的滚刷刷洗设备或载货汽车的喷射冲洗设备)配合，完成汽车外部清洗作业。该清洗装置由两个结构相同的喷水轮、控制系统和水泵总成等组成，如图2-11所示。图2-11汽车底盘清洗装置的总成和传感器装配简图1-喷水轮总成；2、4-电传感器传递导杆；3、5-液力传感器传递导杆控制系统有两个电传感器和两个液力传感器，当立柱上的传递导杆与汽车相互接触时，电传感器、液力传感器将分别起作用。如图2-12所示，喷水轮由喷头3、喷水歧管l和喷嘴13组成，它借助于传动机构的作用以不同方向旋转。在摇臂轴12上装有摇臂11，摇臂11的另一端装配着圆盘2。圆盘2靠在绕水平轴线旋转的偏心靠模盘10上，水平轴8由带减速器4的电动机6经链传动6驱动，使靠模盘转动，从而实现喷水歧管在摇臂11上与水平面成45度角的摆动。当靠模盘旋转时，通过摩擦传动(橡胶)使圆盘2转动。为了保证工作平稳性，靠模盘10倾斜并附有平衡重9。图2-12喷水轮总成传动图1-喷水歧管；2-圆盘，3-喷头，4-减速器；5-电动机；6-链传动；7-联轴节，8-水平轴；9-平衡重，10-靠模盘；11-摇臂，12-摇臂轴，13-喷嘴在洗车时，汽车缓慢地通过清洗装置，在碰到电传感器传递导杆4时(见图2-11)，接通电动机6使靠模盘10转动，喷水轮摆动，同时接通水泵电动机，此时液力传感器起作用，泵出的水流向喷水轮开始喷水，由于水流的反作用力，喷水轮即旋转起来。喷水轮摆动时，随着角度变化，喷嘴的位置也改变，在垂直方向上的摆幅不大于0.5m。由于喷水轮旋转的同时又垂直摆动，使喷出的水流能冲到汽车底盘的所有位置。在清洗过程中；汽车经过两个喷水轮的时间为20s。当汽车离开清洗线时，电传感器2（见图2-11)起作用，断开开电动机，喷水停止。摆动式喷水轮底盘清洗装置之所以效能高，主要是因为水压高，可达20MPa。同时喷嘴的运动轨迹能保证喷水柱以各种角度和不同落点冲洗底盘，几乎没有冲不到的地方。实践结果表明，该清洗装置清洗质量好、生产率高、成本和耗水量低，与固定式喷水轮清洗装置相比，生产率提高1.7倍、耗水量降低50%。2.6.3滚刷刷洗式清洗台对于小客车，公共汽车和大客车的车身清洗，单靠喷射冲洗的方法难以满足清洗质量，因为这些汽车经压力水喷射冲洗后，其车身的抛光部分还会残存有灰尘微粒(30μm以下)，这些微粒留在微薄的水膜中，干燥后会在车身表面留下暗灰色薄层。这些微粒附着在车身表面的牢固程度取决于尘粒的大小、车身表面的清洁程度和空气的湿度。例如落在表面上为1~2μm的细微尘粒，吸附强度极大，即使以速度为200m／s的压缩空气或用强力的高压水流也无法清除。因为在车身表面的水流冲击点上，径向水流与车身表面间能形成极薄的几乎不动的临界水膜，在这样的水膜里，水的流动速度相当小，使水不再有清洗作用，这一“死区”阻止水流接近表面去清除脏污。为此尚需采用机械方法(刷子或抹布)擦拭其表面。由于车身外表形状规整，也适宜于刷洗，对于这种情况一般采用滚刷刷洗。1．滚刷的结构和布置方式滚刷刷洗式清洗台一般由滚刷、驱动装置、门型喷管架、电机泵组和贮水池等组成，其清洗质量主要取决于滚刷的结构和布置方式。滚刷可分为定径式和变径式两种。定径式滚刷，是将刷毛按滚筒的幅射方向安装，刷毛可采用鬃毛或橡胶，在刷洗车身时，滚刷要靠外加压力将其压紧在车身上旋转刷洗；变径式滚刷，刷毛一般采用贝纶和聚乙烯等材料制成的直径为0.6mm左右的塑料丝，或者采用布条、橡胶带自由下垂地固定在滚筒上，当它旋转时，由于离心力的作用使刷毛张开至必要的直径。这种滚刷工作时，不需要压紧装置。滚刷在工作时的直径一般为600~800mm，滚刷的转速一般选在120r／min左右。滚刷刷洗式清洗台都是直通式，在刷洗工作时，滚刷旋转的方向应与汽车移动方向相反，即要求滚刷旋转时与车身有相对运动，才有较好的刷洗效果，同时应使刷毛与车身表面间保持适当的接触压力，一般应为40N左右。变径式滚刷因没有压紧装置，可以通过选择滚刷的转速和滚刷的结构尺寸来满足要求。滚刷刷洗式清洗台滚刷的数量，根据用途的不同，一般装有1~6个。通常由两个或两个以上的立式或倾斜的滚刷用来清洗车身两侧，一个或两个水平的滚刷用来清选车身顶部和端部，后一种情况下，滚刷不仅自转，而且还应作升降运动。单滚刷式清诜台的滚刷布置应可绕汽车四周旋转，擦洗车身；双滚刷可布置在清洗台两侧；三刷清洗台除两侧有滚刷外，另一个滚刷布置在车身顶部；四刷清洗台其滚刷布置在前后及两侧，除清洗车身外，同时还可刷洗汽车头部和尾部；在四刷基础上，在汽车顶部再加一个滚刷便成五滚刷清洗台。滚刷式清洗台可以布置在室内，也可布置在室外。2．四滚刷清洗台图2-13为四滚刷清洗台总体布局图。清洗系统主要是由车身清洗机构4，底盘清洗机构3、轮胎清洗机构2、预喷管1和头部淋清喷管5等组成。图2-13四滚刷清洗台总体布局图1-预喷管；2-轮胎清洗机构；3-底盘清洗机构；4-车身清洗机构；5-头部淋清喷管(1)车身清洗机构(2)底盘清洗机构(3)轮胎清洗机构和预喷管、头部淋清喷管(4)清洗工作过程(参见图2-13)图2-14滚刷机构示意图1-滚刷；2-电动机；3-上摇臂；4-立柱；5-转轴；6-下摇臂；7-喷水管；8-差动气泵；9-扇形齿；10-齿条（差动气泵推杆）汽车开进清洗台，供水装置和滚刷的驱动装置开始工作，图1，2，3，4均为滚刷。车头经过滚刷3和4后，滚刷3和4刷洗汽车两侧滚刷2和1刷洗完汽车头部后，汽车继续前进；滚刷3和4继续刷洗汽车两侧。滚刷1-4在汽车两侧滚刷3和4洗刷汽车尾部。在汽车通过清洗台后，滚刷4，3，2，1依次回到原位图2-16摆动式滚刷刷洗装置工作示意图1-支轴；2-支架；3-电动机；4-导向滚轮；5-绳索；I、I1、III、IV-滚刷3．五滚刷清洗台五滚刷清洗台的布置如图2-17所示。图2-17五滚刷清洗台布置图1-烘干装置；2-喷水架；3-后淋水管；4-链式传动装置；5-侧前刷，6-顶刷；7-两个侧后刷；8-预喷管；9-指示灯2.6.4龙门移动式清洗台图2-18、图2-19、图2-20。图2-18龙门式清洗台结构简图图2-19最简单的移动式清洗装置1-接线盒；2-喷水管；3-侧面滚刷；4-移动导轨；5-支撑；6-电动机（驱使龙门架移动使用）；7-电动机（举升顶刷使用）；8-顶刷；9-顶刷总轴；10-电动机（顶刷旋转使用）图-2-20清洗方式

3汽车清洗设备方案设计3.1方案的确定结合隧道式自动洗车机、往复式自动洗车机以及水斧式无接触自动洗车机，以及查阅其他相关的不同样式的自动洗车机，参照相关资料，设计出这款三滚筒式自动洗车机。这款洗车机综合了以上三种洗车机的主要优点。根据网上对中小型城市的市场情况调查分析，我们可以得知现在顾客对洗车的行业的洗车服务要求主要在以下几点：一，洗车店的选址要在交通方便，容易到达，比较宽敞不至于太拥挤的场所。二，洗车的价格要合理，不能太昂贵，一般10元到30元左右。三，洗车要洗得干净，不能留有死角，尤其是底盘和镜子尾灯等。四，洗车过程中不能对车子本身有损伤，不能对车身的喷漆造成损害和玻璃。而且在调查中发现，我们发现洗车的顾客的车子在需要清洗的过程中，车子本身的污渍本身并不是很难洗，一般都是些少量的灰尘，很难洗的污渍并不是很常见。综合上述市场调查分析，我们得出一个结论，由于在城市中，使车子不干净的一般都是些灰尘及一些可吸附固体颗粒，城市的道路一般都是水泥路，不会出现乡间那种泥泞的泥土道路，因此车子上很少会沾染上难洗的污泥等难洗的物质。因此在实际的清洗过程中，对于清洗的要求其实并不是向很多顾客那样对清洗的清洁程度有很大的要求。因此在本设计中我们采取先用清水（视情况而定可以掺入少量洗涤剂）然后用毛刷刷洗的方式，最后用吹风机吹干的这一模式对汽车进行清洗。自动洗车机的结构简图上图为本设计的自动洗车机的结构简图，结构是由隧道式自动洗车机的结构衍生而来，去除了隧道式自动洗车机中对精度要求比较高的隧道设计，而采用支架来限制车辆的行走范围。使用钢材将清洗系统固定在地面，末端固定在底部支架的表面，底部支架支架固定在地面的混泥土中，这样既节约材料还可以使得固定更牢固。清洗系统一共有三个轮刷，其中两个侧刷一个横刷，侧刷主要负责清洗车子两周，横刷主要负责刷车子前后两段及上表面。侧刷可以小幅度的前后移动可以达到刷的更干净的效果。横刷由一个简单的升降装置控制可以上下移动以达到更好的清洗效果。侧刷和横刷的刷子均采用泡沫材料，目前清洗效果最好的材料就是泡沫，泡沫不仅能够有效的清洗污渍而且吸水效果好，还不会损坏车身表面的喷漆。本次设计的洗车机在洗车过程上同传统的洗车机的洗车方式并没有特别的区别。一点不同是在考虑到经济因素的前提下，本洗车机的驱动方式采用的洗车装置行走的方式。洗车的过程是，汽车驶入洗车机的安置平面，在驶到指定位置后，由横刷上面的喷淋系统先进行喷水，然后横刷，侧刷都同时进行工作，洗车装置移动工作，根据车子的干净程度来控制洗车装置的速度和洗车的时间。本设计主要的特点就是既不是单一的传统的接触式洗车也不是现在比较常用的无接触式洗车方式，它是这两种洗车方式的有机结合。先用喷淋系统，对车辆进行无接触式的清洗，再用侧刷和横刷对车辆进行接触式的清洗。这样不仅可以节省大量的水资源，还可以清洗的干净彻底。在结构上本设计主要采用往复式自动洗车机的结构样式。3.2自动洗车机的主要组成部分及技术参数三刷一个横刷，两个侧刷冲洗方式高压水刀式喷淋方式泡沫清洗自动喷洒泡沫洗涤剂风干自动仿形环绕风口风干系统车辆运动方式不动系统控制方式可编程PLC控制和人工控制相结合故障检查方式故障检测、元件检测均采取人工检测的方式可洗车型适合各种类型大巴车最大清洗长度长度不受限制最大清洗宽度2.6m最大清洗高度3.0m基本配置外型不锈钢式支撑钢架防水机件防锈处理电气元件采用高防水等级机架方钢机架平均洗车速度参数单车洗车的平均时长3分钟/辆每小时循环洗车的数量平均每小时连续循环洗车20辆3.3自动洗车机的清洗系统的设计自动洗车机的清洗系统要由机架、导轨、顶刷、侧刷传动机构等构成，其总体布局如图所示。（上图为清洗系统设计简图）其中，1为侧刷及侧刷环绕的旋转轴。2为底座，起到支撑作用。3，4为侧刷的滚动装置（图上为了表示明显特意分开来画的）。5为横刷。6，7为吹干系统。首先司机把汽车开到清洗区域，也就是清洗装置前面，尽量保证车辆在自动洗车机前部正中间，离清洗区域大概直线距离80厘米。关闭车窗，首期电线，往后折后视镜，检查一下前挡风玻璃雨刷和其他的零件，确保其固定不懂，并且移除任何的突出部分，防止刷洗过程中造成不必要的损毁。再次检查是否有晃动的零件，确定无误后，启动自动洗车机，司机挂一档，半松离合器，缓慢驶入，到达指定位置，自动洗车机开始清洗车辆，通过洗车装置的运动机构从车头向车尾运行，彻底洗干净车表面。操作员也可以通过操纵台对车辆清洗进行手工操作，改善清洗效果，以达到更彻底的清洗。洗车装置运动机构清洗系统一共有三个轮刷，其中两个侧刷一个横刷，侧刷主要负责清洗车子两周，横刷主要负责刷车子前后两段及上表面。侧刷可以左右移动可以适应不同的大巴车型，侧刷的左右移动单独控制，由一个电机驱动滚轮小车带动侧刷左右移动。横刷由一个简单的升降装置控制可以上下移动以达到更好的清洗效果，该升降装置采用绞盘机构，可以控制横刷的上下移动。侧刷和横刷的刷子均采用泡沫材料，目前清洗效果最好的材料就是泡沫，泡沫不仅能够有效的清洗污渍而且吸水效果好，还不会损坏车身表面的喷漆。绞盘机构竖刷运动机构3.4自动洗车机相关的设计及计算说明3.4.1洗车刷的减速机选取在自动洗车机的选址方案设计上，每一台自动洗车机的占地的场地面积为为两块，一块是清洗和控制系统的占地面积6m×8m=48㎡,另一块为水处理和水循环占地面积3×（4m×1.2m）=14.4㎡。设备总占地面积为48㎡+14.4㎡=62.4㎡。在综合考虑其他占地因素，这样一台自动洗车机的占地面积设计在70㎡。对于自动洗车机的清洗装置，主要由两个侧刷及一个横刷、一个钢材支架、六个Y802-4电机、2个卷扬升降装置，6个蜗轮蜗杆减速机。对于蜗轮蜗杆减速机：刷轴的转速N=1~2r/s，电机转速1470r/min,刷轴转速1~2r/s，总传动比i=12.5~25。蜗轮蜗杆减速器选用i=10的减速器，公称中心距a=100mm，i=10。蜗轮蜗杆M=2,z1=25,z2=53i≈2。3.4.2卷扬升降机的设计考虑到电机转速高，传动功率大，中间加一减速器带动滚筒转动，通过滚筒的转动带动缆绳的运动实现横刷的上下运动。电动机的选择传动装置的总效率

按表查得各部分效率为：联轴器传动效率为，滚动轴承效率（一对），闭式齿轮传动效率为，联轴器效率为，传动滚筒效率为，代入得=工作机所需的输入功率

，其中，取传输速度为0.5m/s，所以0.943kw使电动机的额定功率P＝（1～1.3）P，由查表得电动机的额定功率P＝1.2KW。

确定电动机转速计算滚筒工作转速：

滚筒直径选取100mm，由推荐的传动比合理范围，减速器的传动比一般范围：9~25，则总传动比的范围为，,故电机的可选转速为：确定电动机型号

根据以上计算在这个范围内电动机的同步转速有750r/min，1000r/min，1500r/min，3000r/min，综合考虑电动机和传动装置的情况，同时也要降低电动机的重量和成本，最终可确定同步转速为1000r/min，根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y132S-6，满载转速960r/min。

其主要性能：额定功率：1.2KW，满载转速960r/min，额定转矩1.0。

3.4.3空心轴的设计计算输出轴上的功率P，转速，转矩P=1.2KW=120/min初步确定轴的最小直径按式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45刚,调质处理，取mm，由于联轴器不适合本设计的连接，本设计采用减速电机主轴与空心轴刚性连接。拟定轴上的尺寸为了满足大巴车的洗刷效果，选用轴为一根空心通轴，轴径为50,mm，轴空心尺寸为25mm，这既减轻了轴的重量，有增加了轴的扭转刚度，满足实际需求。轴上周向定位电机轴与轴的轴向定位均采用平键连接。根据由表6-1[1]查得平键截面，键槽用键槽铣刀加工，长为20mm，同时为了保证电机轴和轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为；

4汽车清洗设备三维建模4.1SolidWorks软件简介SolidWorks软件是美国SolidWorks公司开发的三维CAD软件。是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，