毕业设计（论文）-龙门式洗车机的设计

摘要龙门式洗车机，又常被称为往复式洗车机，是一种广泛应用于轿车、小型面包车以及其他类型车辆外部清洗的自动化设备。它的设计基于一个固定的框架结构，形似龙门，车辆驶入这个框架下后，洗车机便按照预设程序对车辆进行全方位的清洗作业。本次主要针对龙门式洗车机的结构和清洗部分进行设计，结构部分对龙门式洗车机的动力装置进行设计，对电机进行选型，选择了合适参数的电机作为本次移动部件的动力源，对减速器进行设计计算，选择合适的减速器装置，对主要洗刷件的轴进行了设计计算并进行江都校核，然后对轴承进行选型和计算以及键进行计算及校核。清洗部分对整体布置做了设计，对清洗元件和构件进行选择，最后对泡沫发生器进行设计，最终完成本次设计的重要内容。关键词龙门式清洗部分校核AbstractGantrytypecarwashingmachine,alsoknownasreciprocatingcarwashingmachine,isawidelyusedincars,minivansandothertypesofvehicleexternalcleaningautomationequipment.Itsdesignisbasedonafixedframestructure,shapedlikeagantry,afterthevehicleentersthisframe,thecarwashingmachinewillcarryoutafullrangeofcleaningoperationsonthevehicleinaccordancewiththepresetprocedure.Thisismainlydesignedforthestructureandcleaningpartofthegantrytypecarwashingmachine,thestructurepartofthegantrytypecarwashingmachinepowerdevicedesign,theselectionofthemotor,theselectionoftheappropriateparametersofthemotorasthepowersourceofthemovingparts,thereducerdesigncalculation,choosetheappropriatereducerdevice,Theshaftofthemainwashingpartsisdesignedandcalculatedandchecked,andthenthebearingisselectedandcalculatedandthekeyiscalculatedandchecked.Thecleaningpartdesignstheoveralllayout,selectsthecleaningcomponentsandcomponents,andfinallydesignsthefoamgeneratortocompletetheimportantcontentofthisdesign.Keywordsgantrycleaningpartcheck目录摘要 1Abstract 2绪论 31.1选题背景及意义 31.2国内外研究现状 31.2.1国内研究现状 31.2.2国外研究现状 51.3本次研究的主要内容 5第二章总体结构的设计 62.1总体结构的简介 62.2设备的主要参数 62.3清洗部件的选择 7第三章具体结构的设计 83.1动力装置的选型 83.1.1电机选型 93.1.2减速器选型 93.2轴的设计及校核 103.2.1轴的设计选型 103.2.2估算轴径d 103.2.3轴的受力分析 103.2.4验算轴径 143.3轴承的选择及校核 153.3.1轴承寿命计算 163.3.2静载荷计算 163.4键的选择及校核 163.4.1平键的选择 163.4.2平键的强度校核 16第四章清洗部件的设计 184.1总体布置 184.2清洗元件和构件选择 184.2.1气动隔膜泵、液压泵及其匹配电机的选择 184.2.2管路元件选择与连接 184.2.3阀类的选择 194.2.4空气压缩机 194.3泡沫发生器设计 194.3.1泡沫发生器的钢筒厚度 194.3.2泡沫发生器的高度 214.3.3其它参数 21第五章总结 22参考文献 23致谢 24绪论1.1选题背景及意义随着城市化进程加速和环保意识的提升，车辆清洗造成的水资源浪费和化学物质排放成为关注焦点。传统的手工洗车方式不仅耗水量大，而且清洗剂的不当使用易造成水体污染。因此，发展高效、环保的洗车技术成为迫切需求。随着城市化进程加速和环保意识的提升，车辆清洗造成的水资源浪费和化学物质排放成为关注焦点。传统的手工洗车方式不仅耗水量大，而且清洗剂的不当使用易造成水体污染。因此，发展高效、环保的洗车技术成为迫切需求。随着城市化进程加速和环保意识的提升，车辆清洗造成的水资源浪费和化学物质排放成为关注焦点。传统的手工洗车方式不仅耗水量大，而且清洗剂的不当使用易造成水体污染。因此，发展高效、环保的洗车技术成为迫切需求。随着城市化进程加速和环保意识的提升，车辆清洗造成的水资源浪费和化学物质排放成为关注焦点。传统的手工洗车方式不仅耗水量大，而且清洗剂的不当使用易造成水体污染。因此，发展高效、环保的洗车技术成为迫切需求。通过研发节水技术、循环水利用系统和环保清洗剂，龙门式洗车机能显著减少水资源消耗和化学物质排放，有助于减轻对自然环境的压力。推动汽车后市场服务的现代化进程，促进洗车行业的技术革新和产业升级，提高整个行业的服务水平和效率。为企业提供更高效、成本效益更高的洗车解决方案，有助于增加经营利润，同时为消费者提供更快速、便捷的洗车服务。技术溢出效应：龙门式洗车机的研发与应用涉及多学科交叉，如机械工程、电子技术、材料科学等，能够促进相关领域技术进步，带动上下游产业链发展。响应社会对可持续发展的需求，通过提供环保的洗车解决方案，展现企业的社会责任感，增强品牌形象。综上所述，龙门式洗车机的研究不仅是为了满足市场对高效、环保洗车服务的需求，也是科技进步、环境保护、产业升级等多方面因素共同推动的结果，对于构建绿色、智能的交通服务体系具有重要意义。1.2国内外研究现状1.2.1国内研究现状随着我国汽车事业的飞速发展，对应的动车组列车数量也与日俱增，动车组列车的清洗成为目前需要迫切解决的难题,截止目前，国内的动车清洗主要采用的依然是人工清洗的方式，动车清洗员使用滚刷、抹布、拖布等工具蘸上清洁剂对动车外皮进行洗刷。这种方式不仅效率低下、清洗时间长、耗费水资源多、清洗效果差，而且工人需要长时间仰头站立、举清洗毛刷易引起相关的职业病。正是由于人工清洗存在这些缺点，使得人们开始考虑制造出自动化程度更高、清洗效果更好的清洗机来替代人工刷洗,而相应的有关动车外皮的机器化清洗研究在国外发达国家如日本、法国和国际铁路联盟ORE开展的研究比较早。最开始在这些国家和组织应用的主要有连枷式清洗机、高压冷水喷洗机、移动式清洗机等不同机型。由于上述这些形式都存在这样或那样的缺点，目前日本、德国和法国主要设计和使用的是固定场站式动车清洗机,其优点主要有自动化程度高、清洗效果好、稳定性高、安全可靠、运行经济等，以美国Interclean公司的射流清洗、日本新干线和德国Washtec公司的射流清洗等生产和使用的机型为全球典型。从不同的清洗形式最终统一起来，主要是因为以下几点:动车组列车采用的是流线型全封闭造型，其外皮的平整度好:动车组列车的整体长度短，故进入场站之后的清洗速度快;动车组列车在设计的时候就考虑采用广泛采用的固定场站式清洗车进行清洗。国内有关动车组清洗的研究开始的相对比较晚，只有极少数的车站段采用了固定式或者移动式的清洗机，铁道部、各铁路局、企业科研单位与各高校也对动车组列车外皮的清洗技术和设备开展了很多研究，并且自主研发了一些清洗机用于部分车辆段。蔡庆云以秦沈线动车组清洗库为例，对其使用的清洗机进行探究，该清洗机在十五分钟内即可完成一组动车的清洗，动车端部、侧面、肩部和裙部均得到了较好的清洗效果，且其价格远远低于国外进口设备的价格，对我国的动车清洗行业有一定的指导意义。徐位练以广州东动车所所使用的动车组列车外皮清洗机作为研究对象，指出了存在的安全隐患和功能不足等问题，提出了有关在建筑设施、配套设施和行车信号机辅助通讯设备等方面的改进措施。唐继烈设计了一款自动化程度高、易操作、多重保护措施于一体的折返式站台动车清洗设备，该设备具有自动和人工两种模式，工作采用仿形滚刷进行刷洗后用增压雾化清水进行冲洗的方式。根据我国铁路标准可知，我国的车轨道间距为三米，以至于在车站安排放置固定型清洗机时会受到空间限制而不能被广“泛使用。例如在青岛火车站，由于XCJ-04型轨道机车清洗机体积相对庞大只安装在站台最外侧用于机车外皮的清洗无，法在最外侧停靠的动车组只能依靠人工进行清洗。在我国各铁路局和铁路研究所也对固定式和移动式清洗机进行了开发和研究，哈尔滨铁路研究所为德黑兰地铁清洗系统定制的固定式动车清洗机成为了我国自主研发的清洗设备的典型代表。国内公司在参考国外先进技术的基础上也对移动式清洗机做了相关研究,为--些铁路局车辆段装备了相应的此类样机进行试用，该类清洗机主要有射流式和滚刷式两大类，但是由于其功能不全，自动化程度不高，清洗效果并不理想。综上，为了应对我国高速铁路建设里程的迅猛增长、上线运行的动车组列车越来越多、清洗需求越来越迫切的形势，需要自主研究动车外皮的相关清洗技术，研发出一系列依靠程序控制的高自动化、使用能耗低、运行安全无污染的智能化动车外皮清洁设备，以汽车行业的发展带动相关动车外皮清洗产业的国产化。1.2.2国外研究现状国外研发着重于将最前沿的技术融入洗车机中，如AI图像识别技术用于精确识别车辆型号与污渍分布，从而优化清洗路径与力度；物联网技术实现远程监控、数据分析与预防性维护，提高设备的可靠性和效率。鉴于环保法规的严格性，国外的龙门式洗车机设计尤为注重节水、节能和减少化学物质使用。这包括采用先进的水回收与净化系统，确保循环水的高效利用；使用环保认证的清洁剂，减少对环境的影响；以及优化喷嘴设计，实现精确喷淋，减少水和清洗剂浪费。为了满足不同市场和客户需求，国外研发趋势中包含高度的灵活性和定制化服务。这不仅仅体现在设备的物理尺寸和清洗程序上，还包括软件层面的个性化设置，如用户界面、清洗模式自定义等，以适应各种商业场景和特殊需求。国际市场上，对产品质量和安全性的要求极高。因此，国外的龙门式洗车机在设计、制造和测试过程中严格遵循国际安全标准，如CE、UL认证，确保设备在操作过程中的人员和车辆安全。为了提升用户体验，国外的研发不仅关注清洗效果，还重视用户操作的便捷性和舒适度。这包括直观的触摸屏控制面板、语音控制功能、以及通过APP进行预约、支付和状态查询等智能化操作。国外的龙门式洗车机制造商通常具有更广泛的国际视野，不仅在本国市场占有一席之地，还积极拓展全球市场，通过设立海外分支机构、与当地企业合作或参加国际展会等方式，加强品牌影响力和市场份额。1.3本次研究的主要内容本次主要针对龙门式洗车机的结构和清洗部分进行设计，结构部分对龙门式洗车机的动力装置进行设计，对电机进行选型，选择了合适参数的电机作为本次移动部件的动力源，对减速器进行设计计算，选择合适的减速器装置，对主要洗刷件的轴进行了设计计算并进行江都校核，然后对轴承进行选型和计算以及键进行计算及校核。清洗部分对整体布置做了设计，对清洗元件和构件进行选择，最后对泡沫发生器进行设计，完成三维图的绘制，二维图纸的绘制以及设计说明书的撰写。第二章总体结构的设计2.1总体结构的简介本次设计的是龙门式清洗机，考虑到在架子的下面装一处导轨带动车子前进，这样就可以在清洗中不需要人操作，洗车架就可以沿着正确的铁轨路线行驶，但是汽车长度很长这样一来，就会增加设备用量和加大投资成本，而且会增加清洗机的长度和宽度，从而增加了占用空间。而龙门式全自动清洗机是将车开入铁轨，汽车沿导轨作往复运动来清洗汽车，这样不仅不需要人为的操控清洗机，由于汽车是运动的，水和清洗剂就可以很准确的喷向所需的地方，所以很大程度上减少了水资源和清洗剂浪费。图2-1汽车自动清洗机总体图2.2设备的主要参数主要技术参数：机型龙门式机器尺寸长×宽×高（m）3.0×3.1×3.0洗车尺寸高×宽（m）3.0×3.1电源供给380V三相四线使用电力19Kw水源1.5吋2支耗水量100L/辆洗车能力15-20米/时洗涤滚刷4组2.3清洗部件的选择清洁汽车的毛刷构成了自动洗车设备中最关键的部分，并且是唯一一个与汽车表面油漆产生直接触碰的零件。其品质的优劣将决定清洗效果的好坏。消费者在短期内可能无法感知到这一点，但是使用低劣的毛刷连续一个月后，会明显看到车身亮度的显著下降。在中国的清洗机械市场，根据发展的时期，洗车用的毛刷主要分为织布刷、棉质刷、合成纤维刷及泡沫型刷这四类。此次设计所选用的毛刷为市面上应用最普遍的泡沫刷具，亦即第四代清洁机专用刷，其显著特性在于其轻便性，清洗彻底，以及优越的脱水效能，不会吸水亦不会夹带沙粒。第三章具体结构的设计大型侧边清洗装置主要负责对车辆的前后部以及侧面等区域进行洗涤和上蜡作业。该装置动作的分解主要是顺着车身表面的移动以及围绕其核心轴线的旋转动作。这一旋转的中心路径与汽车外形相匹配，在X-Y平面上展开。水平方向上，即X轴上的移动通过框架机构来完成，启动时应当确保位置在设备两边。侧边大型清洗器的构造包含了确定位置的机械部分和旋转刷具的装置。旋转动作依赖两个交流异步马达来提供动力，并通过操纵两个交流接触器以达成正反旋转的控制。位置确定设备以两根气缸作为动力来源，气缸工作状态由电磁阀控制确定。同时，还需对大型侧刷在原点、中间点以及接触车头和车尾的位置进行辨识，该过程通过四个接近传感器和两个行程开关来完成。。图3-2大侧刷运动轨迹示意图3.1动力装置的选型该清洁设备的设计须要采用能够横向和纵向传送动力的降速装置。鉴于蜗轮与蜗杆的传动机构不仅构造紧密、外形尺寸较小，还适合在大传动比的应用场合中使用，有助于缩减整体机械的体积，以符合系统的需求。据此，选用了蜗轮蜗杆式降速器。然而，标准型的蜗轮蜗杆降速器体积过大，为减少其所占空间，使用平键将蜗轮与轴连接，并且在无法盘侧用螺丝锁定以避免其移位，同时保证蜗轮与轴的径向定位。蜗轮轴在横向刷设备中不必承担轴向负荷，因此两端可用自由滚珠轴承来支撑，即蜗轮轴承双向支撑。由于蜗杆需要承受轴向载荷，以及它的自身重量和部分啮合力作用，故蜗杆一头使用圆锥滚子轴承，另一头连接至电机由其负担，即蜗杆为三点支撑。降速器的机壳顶部设有加油口，以便为轴承加油润滑，轴承端盖内嵌入的填料则起到密封作用，防止油液泄露。这些问题解决后，将对降速器的总体设计进行校核与计算，并会进而制作装配图。接着，针对一些非标准部件，绘制降速器中的各个结构部分的零件图，确保所有降速器构成的详细结构能清晰准确地展示其中。尤其是蜗轮与蜗杆部分的详图极为关键。要实现精确的传动效果，减速器必须保持一定的传动精准度，特别是蜗杆和蜗轮之间的配合容差需要满足较为严格的精确性标准。在选择第七级的精度等级情况下，要求蜗杆存在的圆周跳动和径向跳动较为微小，同时蜗轮与其轴的共轴度，也就是蜗轮的键槽与平键相配合的精准度亦需确保较高水平。继而，在完成了上述要求的工作以后，减速机设计方面的任务就基本上告一段落。3.1.1电机选型根据设计要求选电机电动机型号额定功率载转速步转速转转矩/额定转矩大转炬/额定转矩Y112M-4.4.0kw1140r/min1500r/min.2减速器选型横刷减速机采用一级蜗轮蜗杆传动减速。材料：蜗杆采用45#碳素结构钢，蜗轮采用ZcuSn10P1材料，金属型制造，预计使用1200h.传动比i=1440/100=14.4故按标准取i=14。3.2轴的设计及校核3.2.1轴的设计选型材料：40Cr机械性能：调质后σb=7500N/cm2σs=5200N/cm2E=210E=37000N/cm23.2.2估算轴径dd≥A（P/W）1/3=5×10-3（5.5×103/255）1/3=0.0453m式中:A－与材料有关的系数A=5×10-3考虑开键槽应增大10～15%，然后将轴径圆整，取轴径d=4.8mm3.2.3轴的受力分析由于齿轮传动产生的作用力QQ=1781.8NQx=Qcosθ=1781.8cos19.5○=1679.6NQy=Qsinθ=1781.8sin19.5○=594.8N由于缸内压力对轴的作用假设条件:只计算缸内的作用力,其它构件的惯性力忽略不计,因轴的转速较低..图3.1轴受力图(b)由于法向力所引起的产生应力,切向力所引起的切向应力及起扭转产生的切应力是同时存在.(c)偏心装置上产生的力如图3.1所示(d)切向力T:T=Psin(α+β)/cosβ法向力Z:Z=Pcos(α+β)/cosβ式中：α－偏心角度β－连杆的偏角因为气缸内部的压强导致连杆的偏心运动机制承受的力呈动态变化，经过泵轴所受力的剖析得知，在αE角度等于360度的情形下ZE值达到最大即Zmax，同时TZ降至零，此时气缸正处于液体排出阶段，轴承的受力状况最为恶劣，其中L/sin60○=γ/sinβ即sinβ=γsin60○/L=25/（190×2）=0.11395β=6.54○βF=βD=β高压缸:ZE=π×5.52×200/4=4749.25NTE=0ZD=πD2Pcos(αD+βD)/（4cosβD）=2827.25NTD=πD2Psin(αD+βD)/（4cosβD）=3851.6N低压缸:ZF=πD2Pcos(αF+βF)/（4cosβF）=141.36NTF=πD2Psin(αF+βF)/（4cosβF）=192.58N将以上各力分别向水平及垂直面上投影,见图4.6aXD=ZDcos30○－TDcos60○=522.7NYD=ZDsin30○－TDsin60○=4748.2NXE=0YE=4749.25NXF=Z Fcos30○－TFcos60○=235NYF=ZFSIN30○+TFSIN60○=237N由于TD,TF而产生的扭矩MND=TDγ=3851.6×25×10-3=96.29N·mMNF=TFγ=192.58×25×10-3=4.8N·m轴所传递的扭矩M=N/W=30×4×103/(3.14×255)=149.79N·m(3)各支点反力X平面∑MA=0QX×74+XD×152.5+XF×245.4－XB×305=0NXB=(1709×74+522.7×152.5+26.1×245.5)/305=697N∑X=0XA=XB+QX－XD－XF=697+1709－522.7－261=1857.2NY平面∑MA=0QY×74+YE×59.5+YD×152.5－YF×245.5－YB×305=0NYB=(589×74+4749.25×59.5+4748.2×152.5－237×245.5)/305=3253N∑Y=0YA=YE+YD－QY－Y=4749.25+4748.2－589－237－3253=5417.4N图3.2水平面弯矩图3.3垂直面弯矩图3.4合成弯矩(4)弯矩水平面见图3.4MXA=－QX×74×10-3=－1707×74×10-3=126.4N·mMXE=(－QX×135.5－XA)=(－1709×319.5+1857.2×545)×10-3=117.6N·mMXF=(－QX×319.5+XA×245.5+XD×93)×10-3=(－1709×319.5+1857.2×245.5+522.7×93)×10-3=41.4N·mMXD=(－QX×226.5+XA×125.3)×10-3=(－1709×226.5+1857.2×125.3)×10-3=104.2N·m MXC=0MXB=0垂直面见图3.3MYA=－QY×74×10-3=－589×74×10-3=－43.6N·mMYE=(－QY×133.5－YA×59.5)×10-3=(－589×133.5－5419×59.5)×10-3=－401N·mMYD=(－YB×152.5－YF×93)×10-3=(－3253×152.5×237×93)×10-3=－518.1N·mMYF=－YB×59.5×10-3=－3253×59.5×10-3=－193.6N·mMYB=0MYC=0合成弯矩见图3.4MA=(MXA2+MYA2)1/2=(126.42+43.62)1/2=133.7N·mME=(MXE2+MYE2)1/2=(117.62+4012)1/2=417.9N·mMD=(MXD2+MYD2)1/2=(104.22+518.12)1/2=528.5N·mMF=(MXF2+MYF2)1/2=(41.42+193.62)1/2=197.9N·m最大弯矩MMAX=MD=528.5N·m最大扭矩MnMAX=MND+MNF=96.29+4.8=101.09N·m3.2.4验算轴径由资料查得40Crd≤100mm时σb=7500N/cm2σs=5200N/cm2σ-1=37000N/cm2H=241～286D截面K=1.71kτ=1.465K=1.95kτ=1.795应用过盈配合公式d≥Mwa=MD=528.5N×M=52850N·cmMna=MNMAX/2=101.09/2=50.545N·m=5054.5N·cm==0.69%取[S]=1.8[σ-1]=σ-1/[S]=37000/1.8=20550N/cm2d≥=44.69<d=48cm故取d=48cm强度合格3.3轴承的选择及校核滚动轴承现代机器最常见的部件之一。它依靠滚动体各主要部件之间的接触来支撑旋转部件，与机车车辆相比，机车车辆具有摩擦阻力小、功耗低、起动简单等优点。因此，该结构的轴承主要是滚动轴承。A表示轴承位于主轴33210的左端，其主要性能参数如下：C=27800NC0=17500Nnlim=7500r/min主要特点：额定动载比为1.6-3.5，可同时承受径向和轴向载荷。外圈可分离，装配时可调节轴承的照明，储存容量大。它通常成对使用。主轴右端B处的轴承为32005，与a处的轴承相对应。主要性能参数如下：编号与仓库相同。C=21010NC0=13900Nnlim=8500r/minC处轴承为连杆偏心：61912系列深沟球，其主要动力：以径向载荷为主，也可同时承载较低的轴向载荷；等效摩擦系数小，轴向位移受限于轴向间隙区域；极限转速高；结构简单，体积小；润滑简单；密封性好，粉尘密度大。C=47200NC0=42600Nnlim=8500r/min人字齿波轴承的选择：角向滚珠轴承，两侧各一个，配对使用，型号6301。从波前的受力分析可以看出，轴承只受径向力，而不受轴向力。轴承上的径向力如下FrA=（XA2+YA2）1/2=（1857.22+5419.42）1/2=5728.8NFrB=（XB2+YB2）1/2=（6972+32532）1/2=3326.8NFrE=YE=4749.25N3.3.1轴承寿命计算轴承寿命LhA处轴承:LhA=16670×（C/PA）10/3/n=16670×（27800/6874.6）10/3/255=6887.35hB处轴承:LhB=16670×（C/PB）10/3/n=16670×（20100/3992.2）10/3/255=8343hC处轴承:LhE=16670×（C/PE）10/3/n=16670×（27800/5699.1）10/3/255=37136.7h3.3.2静载荷计算（1）COA/S0=17500/1.2=14583NCOB/S0=13900/1.2=11593NCOB/S0=42600/1.2=35500N式中：S0－静载荷安全系数取S0=1.2P0E<COE/S0故满足要求。3.4键的选择及校核主轴上与齿轮连接处为花键连接，与连杆连接处为普通平键连接，3.4.1平键的选择根据主轴的直径，可选择平键的宽为8mm，高为7mm，长为20mm。3.4.2平键的强度校核由于此平键的连接为动连接，则依据校核公式P===61.21pa其中，T——为传递的转矩（N.m）；d——为轴的直径（mm）；k——为键与轮毂的接触高度（mm），平键为0.4h；l——为键的工作长度（mm）。通过查表可得，此键的许用压强[p]为40Mpa，p<[p]，所以，此键连接安全。第四章清洗部件的设计4.1总体布置根据插图4-1所呈现的信息，本设施的工作原理及其显著特点涵盖：开启齿轮泵与空压机的电机，触发第四号电磁阀开始对车辆实施清洗以除去灰尘与污染物，清洗完毕即中断第四号电磁阀的电流供应。其后，依次激活第一、二和三号电磁阀，车辆此刻进入泡沫洗涤流程，继而顶部和侧边的大、小刷子分别展开清扫作业。随后的步骤包括关闭第一、二和三号电磁阀，并再次开启第四号电磁阀以冲去泡沫，洗涤完成后切断第四号电磁阀电源，然后同时激活第一、二、三和五号电磁阀进入打蜡程序。泡沫洗涤阶段确保洗涤剂充分起效，达到深层清洁的同时有效节约了水资源；通过五个电磁阀的精确操控，实现了管道通阀的精细调控，保障了设备的高效性能。。空压机空压机电磁换向阀1压力调节阀气动泵电磁换向阀2流量控制阀电磁换向阀5液压泵溢流阀电磁换向阀4泡沫发生器电磁换向阀3图4-1液压系统设计方案4.2清洗元件和构件选择4.2.1气动隔膜泵、液压泵及其匹配电机的选择因本设计中对液压泵的工作要求是:压力:;流量:,选择CNY1A-1.0/2.5型齿轮泵;气动隔膜泵选择QBY-10多用气动隔膜泵,其最大供气压为,扬程为,满足工作要求。4.2.2管路元件选择与连接根据软管的选择及设计中应注意内径,选择,气动隔膜泵的液体流量为。则泡沫发生部分PU管的内径,齿轮泵的液体流量为。喷水部分单层钢丝胶管内径,则根据通用管子的内径及齿轮泵和气动隔膜泵的进出口直径选择:根据要求选择扩口式管接头,其型号为。4.2.3阀类的选择转换门类可分梯次为手工转向阀、磁电操控转换阀、动力推进转换阀、液压力控转换阀以及电液联动转换阀等。本次设计规定转换阀必须具备手动及自动调节的功能，并且要求制作成本低廉、构造简洁，由此选定“引入德制力士乐企业WE系列电控磁性二位置三通路的转换阀”，型号为:；在泡沫产生装置进出口及其它相关回路部位均需应用二位置双通路的转换阀门以达成管道开闭的操控，故决定选用协同研发的磁电控制转换阀门，型号为。根据P638选择Y2-ha10L型溢流阀;根据调压阀与单向阀连接,相关管接头螺纹直径为故选择型调压阀。根据流量控制阀与单向阀连,其相关管接口直径为,故选择型流量控制阀。4.2.4空气压缩机根据气动系统所需要的最高工作压力(缸筒内最高压力为,液压泵输出基液压力为)和输出流量两个参数,选择型滑片式空压机,其指定的润滑油是:回转压缩机油,压缩机油，轮机油,高速柴油机油。4.3泡沫发生器设计泡沫生成装置的端部通过焊接法兰与其他部件相接，其核心结构采用可承受高温的不锈钢圆筒形状，在筒体内填入不锈钢碎片等物质，通过钢筒内的混合气体和液体与碎片的剪切作用形成细腻而密实的泡沫。装置的两头接合处都运用了法兰方式，而且在钢筒表面设置了压力计，用以监测和显示其内部的运行压力。在泡沫清洗汽车过程中，金属圆筒承受的内压为某一定值，出于安全储备的考虑，我们将发生器设置的工作压力定为一个具体数值，并依照压力容器相关规范进行了发生器设计，其核心参数列举如下：:4.3.1泡沫发生器的钢筒厚度参考液压缸的有关设计规则,泡沫发生器的缸筒壁厚按下式计算:式中:—缸筒材料强度要求的最小值;—缸筒外径公差余量;—腐蚀余量。当泡沫发生器缸筒的壁厚与内径D之比不大于0.08时,可将其看作薄壁缸来计算:式中:—缸筒内最高工作压力MPa;D—缸筒内径m;—缸筒材料的许用拉应力,MPa;缸筒材料的抗拉强度极限,MPa;n—安全系数,一般取。计算时,取,,泡沫发生器内最大工作压力为。将、、代入上式,得由此式可知:当缸筒材料选定后,与D存在一定的对应关系。若取缸筒内径,则.令,,,则缸壁厚。对计算出的缸筒壁厚应做三方面验算:(1)最大按理应低于一定极限值,以保证工作安全,即要满足:（1）式中:—缸筒外径；—缸筒材料的屈服极限；因为所以,式(1)成立。(2)大工作压力应与完全塑性变形压力有一定比例范围,以避免塑性变形的发生,即要满足:(2);—指缸筒发生完全塑性变形的压力,.则所以,式(2)成立。(3)最大工作压力应远小于缸筒爆裂压力Pr,即要满足:(3)因为所以式(3)成立。以上验算证明:泡沫发生器的材料为Icr13钢,缸筒内径为80mm时,壁厚为4.5mm能够满足应力设计要求。4.3.2泡沫发生器的高度考虑到产品设计尺寸和使泡沫发生器发生较多泡沫,选择泡沫发生器的高度为250mm。4.3.3其它参数经过综合考量，决定对泡沫发生器的缸体实施最高工作压力P（为3兆帕）、内腔直径D和开孔后的强度补偿，因此决定采用名义压力PN为6.3兆帕、名义直径DN为相应尺寸的环状接触面焊接钢管法兰：选用法兰型号为80-6.3，标准编号GB115.34-88。第五章总结到了此刻，是该与与我们一同度过了整整四年的同学们告别的时候了，也是向这段难以忘怀的时光告别的时候了，致敬辛勤付出的母校教师！这一刻，我心情非常激动，既充满着毕业的喜悦，又深深怀念与留恋。四年学习、一年实习如梦般匆匆而过，然而，我们生命中最宝贵的财富将是众多回忆：广阔的运动场，迷人的走廊，明亮的课堂和关怀备至的教师。你一定还记得四年前的那个夏天，我们从陌生人变成亲密的同学、朋友、校友。那年炎热的夏天，我们一起度过了难忘的一周军训，给我留下了深刻的印象。老师们的耐心教导和我们取得成绩时的喜悦，也永远铭刻在了我的心中；运动场上你我那热闹的锻炼场景更值得我们回忆和珍惜。这些场景成为了我们共同的记忆。在这四年的旅程中，我们过着充实而幸福的生活；在这四年的经历中，我们过着充实而幸福的生活。纵然曾有泪水湿润眼眶，却始终伴随着笑容。此刻，我们正迈向青春的征程，融入这个多彩多姿的社会。历时两个多月的毕业设计已接近尾声，本次本次主要针对龙门式洗车机的结构和清洗部分进行设计，结构部分对龙门式洗车机的动力装置进行设计，对电机进行选型，选择了合适参数的电机作为本次移动部件的动力源，对减速器进行设计计算，选择合适的减速器装置，对主要洗刷件的轴进行了设计计算并进行江都校核，然后对轴承进行选型和计算以及键进行计算及校核。清洗部分对整体布置做了设计，对清洗元件和构件进行选择，最后对泡沫发生器进行设计，最终完成本次设计的重要内容。由于本人的专业能力有限，设计中难免存在一些不足和错误，恳请各位导师批评指正参考文献[1]刘奇奇,李强,赵璐.龙门往复式全自动智能洗车机设计与控制[J].汽车实用技术.2020,[2]陈韦松,谢永智.龙门式自动洗车