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盐城工学院本科生毕业设计说明书 2012
根据软管的选择及设计中应注意事项P646, 内径d≥1129(Q/v)1/2mm, 选择 v=0.8m/s, 气动隔膜泵的液体流量为0.8L/min。
则泡沫发生部分PU管的内径 d1≥1129(0.0008/60*0.8)1/2=4.6mm, 齿轮泵的液体流量为16.7L/min, 。
喷水部分单层钢丝胶管内径d2≥1129(0.0167/60*0.8)1/2=21mm, 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:
d1=10mm d2=25mm
根据P1799~P1902 选择扩口式管接头, 其型号为GB9065.1- 88(mm)。 3.2.3 阀类的选择
换向阀可分为手动换向阀、电磁换向阀、机动换向阀、液动换向阀、电液换向阀等, 本设计要求换向阀即可实现手控又可实现自动控制, 且要求成本低、结构简单, 选择“引进德国力士乐公司WE型电磁二位三通的换向阀”,型号为: 3WE5A6-60FAWZ4;在泡沫发生器前后等相关回路中都需要两位两通的换向阀, 以控制管路的通断, 根据P883选取联合设计电磁换向阀, 型号为: 22DH- H10B- Z。
根据P638 选择 Y2- ha10L型溢流阀; 根据P782~P783调压阀与单向阀连接, 相关管接头螺纹直径为10mm 故选择QTY- 8 型调压阀。
根据P379~P380, 流量控制阀与单向阀连, 其相关管接口直径为10mm, 故选择 FCG- 01- Y2 型流量控制阀。
3.2.4 空气压缩机
根据气动系统所需要的最高工作压力 0.5MPa ( 缸筒内最高压力为 0.3MPa, 液压泵输出基液压力为 0.2MPa) 和输出流量( 0.13～0.15m3/min) 两个参数, 由P78选取选择 HP0.15/7 型滑片式空压机, 其指定的润滑油是: 回转压缩机油 N100(GB5904- 86),压缩机油 HS13 (SY1216- 77), 汽轮机油 HQB- 10(485- 84),高速柴油机油 HC- 11(GB5323- 85)。 3.3 箱体设计及底盘清洗系统
箱体采用不锈钢材料, 尺寸为: 6000×3100×2300底盘清洗采用自动清洗。选用硬管线前装有 WJ/XP- 00B型旋转喷头, 旋转喷头与固定喷头比较, 清洗效率可提高 1 倍。 3.4 泡沫发生器的设计
所设计的孔式泡沫发生器构造图如图:
泡沫发生器缸筒两端焊接法兰, 其主体部分是耐热不锈钢Icr13 圆柱筒, 内装不锈钢铁屑等填充物, 气体和液体在钢筒中混合并受到铁屑的切割作用, 而产生均匀、致密泡沫; 钢筒两端均用法兰联结, 钢筒上安装压力表以读取其内部工
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作压力。
泡沫洗车时, 钢筒内压力为2.5～3MPa，考虑到一定余量，发生器的工作压力取为3MPa，并按压力容器的有关准则来设计发生器，其主要参数如下: 3.4.1 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:
?=?0+C1+C2
式中: ?0—缸筒材料强度要求的最小值, m;
C1—缸筒外径公差余量, m; C2—腐蚀余量, m。
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?0: ?0?PmaxD?????b/n 2???式中: Pmax—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; ?b缸筒材料的抗拉强度极限, MPa; n—安全系数, 一般取 n=5。
计算时, 取?b=540MPa, ?0.2=345MPa, 泡沫发生器内最大工作压力为 3MPa。将?b、?0.2、Pmax代入上式, 得?0?3D/2*540/5?0.0139D
由此式可知: 当缸筒材料选定后, ?0与 D存在一定的对应关系。若取缸筒内径 D=80mm, 则?0≥1.11mm.令?0=1.5mm, C1=1mm,C2=2mm,则缸壁厚?=4.5mm。
对计算出的缸筒壁厚?=4.55mm应做三方面验算:
( 1) 最大按理Pmax应低于一定极限值, 以保证工作安全,即要满足:
22?（sD1-D2） （1） Pmax?0.352D1式中: D1—缸筒外径；
?s—缸筒材料的屈服极限；
2?0.2（D2-D）345?（892-802）1=0.35?=28.69MPa 因为0.35D2802所以, 式 ( 1) 成立。
( 2) 大工作压力Pmax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:
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Pmax?(0.35?0.42)Pr1 (2) Pr1?2.3?0.2logD1/D;Pr1—指缸筒发生完全塑性变形的压力, MPa. Pr1?2.3?0.2logD1/D=2.3?345?log89/80?36.74MPa 则0.35Pr1=0.35?36.74=12.86MPa 所以, 式 ( 2) 成立。
( 3) 最大工作压力Pmax 应远小于缸筒爆裂压力 Pr ,即要满足:
PmaxPr?2.3?blogD1/D (3)
因为2.3?bD1/D=2.3?540?log89/80?57.50MPa
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。
3.4.2 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。
3.4.3 其它参数
至此, 泡沫发生器缸筒内最大工作压力 P ( 3MPa) 、 缸筒直径 D(80mm)、 考虑到开孔强度补偿, 故选择公称压力 PN=6.3MPa,公称通径 DN=80mm 的环连接面对焊钢制管法兰: 选择法兰80- 6.3 GB115.34- 88。
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第4章 自动汽车清洗机电气控制系统的设计
4.1 电气系统工况要求及电机选择
在总体设计方案中，明确了机架的行走，顶刷、大侧刷、小侧刷的转动及它们的运动轨迹。汽车清洗机的供水、吹干系统的风机等采用电力驱动的方式。 4.1.1 工况要求
机架行走系统的目的是为了在喷淋、刷洗时，满足喷头、顶刷、大侧刷在Y轴上的运动。一共有三种运动方式：前进、后退和停止。因为这些部件在Y轴上的运动没有变速等精密的要求，所以机架的运动保持匀速即可。因而对机架行走系统的功能要求不高并且也不需要进行监测控制。而在顶刷、大侧刷、小侧刷绕着自身做回转运动的方面也相对容易实现，因为这些都是以恒定的速度转动。除了大侧刷在运行过程中需要进行正反转运动，别的都是单一方向的运转。
4.1.2 电动机的选择
电动机一般包括种类、功率、电压、形式和转速这几个要素。所以在选择电动机时也有必要考虑这些要素。
从种类选择上来讲，电子驱动系统主要有直流驱动控制系统和交流驱动控制系统。直流驱动控制系统以直流电动机为动力，交流驱动控制系统以交流电动机为动力。由于直流电动机具有良好的调速性能，一般用于控制精度和要求比较高的设备。常用的交流电动机有异步电动机和同步电动机两类。异步交流电动机与直流电动机相比较，具有结构简单、价格便宜、运行可靠、坚同耐用、维修方便等特点。所以选择异步交流电动机。
本系统共需要11台电动机。其中包括机架行走电动机两台，大侧刷旋转电动机两台，小侧刷旋转电动机两台，顶刷电动机一台，吹干系统风机电动机两台，主水泵电动机一台，潜水泵电动机一台。其中，风机、水泵、潜水泵电机与风机和水泵配套使用，根据风机鼓风量、水泵的流量和扬程的需要，在选择风机、水泵、潜水泵时，其配套的电机已经确定，均为丫系列三相异步电动机。每台风机所配电动机功率为4W。主水泵电机功率为3KW。潜水泵电机功率为3KW。而根据工况的要求，本系统其余电机也均选用交流异步电动机。
汽车清洗机中的电动机的功率的选用，一是取决于各机构完成加工工艺中消耗的有效功率;二是取决于传动系统中消耗在摩擦上的功率:三是取决于克服各种机构惯性而消耗的功率。一般情况下无法精确计算，但通过参考其他汽车消洗机的情况，采用类比方法，本系统确定选用额定电压为380V。大侧刷电机为0.55KW，小侧刷电机为0.37KW，顶刷电机为0.55KW。机架行走电机为0.37KW的交流异步电动机。
额定功率相同的电动机，转速高、体积小、造价低，但如果输出转速要求较
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