Разработка моечной установки для грузовых машин

Размещено на http://allbest.ru

Введение

моечный установка гидравлический

В данном курсовом проекте проектируется щеточная моечная установка для грузовых автомобилей. Самая актуальная проблема в этой области, это расход воды, для более экономичных очистительных работ следует его максимально уменьшить. В данном проекте существенно уменьшается расход воды, с помощью использования моющих средств, определённых насадок, оптимальных щёток и приемлемого расчёта очистных сооружений.

1. Назначение и классификация моечных установок

В процессе эксплуатации автомобильная техника подвергается значительным загрязнениям, т. е. ее наружные и внутренние поверхности покрываются нежелательными веществами, которые затрудняют или делают невозможным дальнейшую правильную эксплуатацию техники, снижают ее надежность, эффективность использования, ухудшают эстетические показатели, санитарно-гигиенические условия труда, мешают проведению технического обслуживания и ремонта, вызывают ускоренный износ сопряженных пар, коррозию, старение материалов деталей и агрегатов, приводят к порче перевозимых грузов.

Ввиду отрицательного влияния загрязнений на эксплуатационные характеристики, качество ТО и ремонта техники, санитарно-гигиенические условия труда возникает необходимость в периодической очистке машин и их составных частей.

На автотранспортных предприятиях применяют механизированные моечные установки, которые классифицируются:

по конструкции рабочего органа ? струйные, щеточные, струйно-щеточные (комбинированные);

по относительному перемещению автомобиля и рабочих органов установки ? проездные и подвижные (с перемещением рабочих органов вдоль автомобиля);

по условию применения ? стационарные и передвижные (на шасси автомобиля).

Показатели	Модели установок для мойки легковых автомобилей	Модели установок для мойки автобусов
	М-115	М-118	М-124	ЦКБ-1126	м-123
Тип установки	Стационарная	Стационарная	Передвижная	Стационарная	Стационарная
Производительность, авт-ч	40	40	12	35	50
Давление подводимой воды, кгс/см2	6,0	6,0	6,0	4,0	6,0
Расход воды, л/авт.	300	400	200	500	300
Установленная мощность электродвигателей, кВт	5,5	45,0	11,9	7,5	7,5
Габариты, мм:
длина	14000	34200	9000*	20500	7900
ширина	3950	4600	3090	5350	4500
высота	3125	3725	3100	3425	4530

Установка для мойки автобусов

Установка для мойки автобусов выпускается Бежецким заводом Автоспецоборудование. Щеточная моечная установка модели ЦКБ-1126 предназначена для мойки автобусов, преимущественно с кузовами вагонного типа. Установка выполнена в виде каркаса (рис. 1) с несущими стойками, сваренного из труб, выполняющих роль трубопроводов подачи моющей жидкости к соплам. Рабочими органами являются узлы правых и левых спаренных распашных вертикальных ротационных щеток, горизонтальная щетка, рамки для предварительного смачивания и ополаскивания, пневматическая система управления вертикальными щетками, командоконтроллеры автоматического управления работой установки, светофор, аппаратный шкаф, емкость для моющего раствора.

Рис. 1. Установка для мойки автобусов модели ЦКБ-1126: а - общий вид; б - схема работы вертикальных щеток; 1 - несущая стойка каркаса; 2 - воздухораздаточное устройство пневмосистемы установки; 3 - ресивер; 4 - командоконтроллер; 5 - аппаратный шкаф; 6 - рамка предварительного смачивания; 7 - горизонтальная щетка; 8 - рамка окончательного обмыва; 9 - педали командоконтроллеров; 10 - светофор; 11 - рама каркаса; 12 - вертикальные щетки: 13 - пневмоцилиндр прижима щеток; 14 - пневмоцилиндр возврата щеток; 15 - кожух клиноременной передачи привода щеток; А, Б, В - передняя, боковая, задняя части кузова автобуса; I - узел левых щеток; II - узел правых щеток

Узлы правых и левых вертикальных щеток, состоящие из двух подвижных трубчатых рам, шарнирно закреплены на несущих стойках. На консолях рам в подшипниках смонтированы валы вертикальных щеток, имеющие приводные шкивы, а на верхних консолях установлены электродвигатели мощностью 1,5 кВт-индивидуального привода (с помощью клиноременной передачи) вращения щеток с частотой вращения 175 об/мин. Рама горизонтальной щетки также монтируется в подшипниках несущих стоек; на одном конце рамы укреплен вал щетки с приводным электродвигателем, а на другом - противовес.

Рис. 2. Установка для мойки автобусов модели ЦКБ-1126: а - общий вид; б - схема работы вертикальных щеток; 1 - несущая стойка каркаса; 2 - воздухораздаточное устройство пневмосистемы установки; 3 - ресивер; 4 - командоконтроллер; 5 - аппаратный шкаф; 6 - рамка предварительного смачивания; 7 - горизонтальная щетка; 8 - рамка окончательного обмыва; 9 - педали командоконтроллеров; 10 - светофор; 11 - рама каркаса; 12 - вертикальные щетки: 13 - пневмоцилиндр прижима щеток; 14 - пневмоцилиндр возврата щеток; 15 - кожух клиноременной передачи привода щеток; А, Б, В - передняя, боковая, задняя части кузова автобуса; I - узел левых щеток; II - узел правых щеток

Пневматическая система управления вертикальными щетками состоит из двух приводов: основного, удерживающего щетки в сведенном состоянии, и привода возврата разведенных теток в первоначальное, исходное положение. Подача воздуха к пневмоцилиндрам привода осуществляется из воздухораздаточ-ного устройства.

Подача воды на щетки и к соплам рамки смачивания и рамки ополаскивания осуществляется из водопроводной сети, причем при сильном загрязнении, особенно нижних поверхностей автобуса, к щеткам может подаваться раствор моющего средства под давлением сжатого воздуха пневмосистемы. Установка оснащена магнитными вентилями для последовательного включения и выключения подачи воды к отдельным щеткам по мере прохождения через установку автобуса. Расход воды на мойку одного автобуса составляет около 500 л; производительность установки - 35 автобусов в час.

Во время мойки автобус, перемещаясь через установку, входит в соприкосновение с вертикальными щетками сначала левой, а затем правой стороны. В исходном положении передняя щетка, находясь на продольной оси моечной установки, начинает обрабатывать переднюю часть автобуса, а задняя обрабатывает боковые стенки; при продвижении автобуса передняя щетка отходит, вынуждая заднюю прижиматься сначала к боковой поверхности автобуса, а затем к его задней части, сопровождая ее при продвижении автобуса. Затем щетки возвращаются.

Возврат щеток является существенным недостатком установки, так как увеличивается расстояние между обрабатываемыми автобусами, что приводит к снижению производительности установки, повышенному расходу воды, а также увеличивает габариты установки.

В связи с этим ЦПКТБ. объединения "Росавтоспецоборудование" разработаны, а Бежецким заводом Автоспецоборудова-кие выпускаются более совершенные установки для мойки легковых автомобилей и автобусов.

Щеточная установка модели ЦКТБ-М123 для мойки автобусов

В данной моечной установке обеспечивается более тщательная обработка обычно наиболее загрязненных задних поверхностей автобуса или автофургона за счет того, что щетки задерживаются при обмыве задних поверхностей и преследуют уходящий с установки автобус (автофургон).

Щеточная установка для мойки автобусов и автофургонов (рис. 3) содержит смонтированную на П-образной раме 15, перемещающуюся в вертикальных направляющих, уравновешенную противовесом горизонтальную ротационную щетку 16 и спаренные вертикальные ротационные щетки 6, подвешенные посредством балансиров 9 на консолях 13, шарнирно укрепленных на полых стойках 14, справа и слева от продольной оси установки с некоторым смещением относительно друг друга. Балансиры 9 соединены с.консолями 13 при помощи полноповоротных шарниров 10, имеющих кривошип 5, связанный канатом 4 через систему блоков 2 с подвижным грузом 3, размещенным в полости стойки 14. Консоль 13 со щетками поджимается к обмываемым поверхностям автобуса пружиной 1. Подача воды и моющего раствора к коллекторам 12 с соплами 11 осуществляется от насосной станции. Вращение как горизонтальной, так и вертикальным щеткам передается от индивидуальных электродвигателей через шестеренчатый редуктор. Частота вращения щеток 170 об/мин. Автоматический контроль за работой установки осуществляется командоконтролле" рамы 8.



Рис 3. Щеточная моечная установка модели ЦКТБ-М123 для мойки автобусов

В исходном положении груз 3 находится в нижнем крайнем положении; при этом балансир 9 со щетками 6 расположен под углом 45° к направлению движения автобуса. Автобус, перемещаясь через установку, разводит консоли 13 и разворачивает балансиры 9 так, что щетки левой стороны располагаются вдоль боковой стенки автобуса 7, а груз 3 поднимается. При сходе щеток с автобуса 7 они приближаются к продольной оси установки под воздействием пружины 1, в результате чего балансир 9 поворачивается на угол, превышающий 180°, и кривошип 5 проходит мертвую точку. Теперь груз 3, опускаясь, вращает балансир 9 в ту же сторону, в которую раньше поворачивал балансир перемещающийся через установку автобус. При принудительном повороте балансира щетка преследует уходящий автомобиль, продолжая чистить его заднюю поверхность.

Верхние поверхности автобуса обрабатываются горизонтальной щеткой в обычном порядке. К недостаткам установки следует отнести сложность подводки электроэнергии к приводам вращения щеток, что снижает надежность ее работы.

Щеточная моечная установка модели М-115

Щеточная моечная установка модели М-115 (преимущественно для мойки легковых автомобилей) выпускается Бежецким заводом Автоспецоборудование. Она может быть оборудована конвейером для перемещения обрабатываемых автомобилей. Установка (рис. 4) содержит коллекторы с соплами в виде рамок, смонтированных одна на входе, служащая для смачивания перед началом мойки поверхностей автомобиля моющим раствором, а другая на выходе из установки - для ополаскивания обмытых поверхностей автомобиля; горизонтальную щетку, предназначенную для обработки верхних поверхностей автомобиля, включая облицовку радиатора, консольно укрепленную на поворотном кронштейне - качающемся рычаге. Прижатие горизонтальной щетки к обмываемым поверхностям осуществляется за счет разности масс ее и противовеса, укрепленного на свободном конце качающегося рычага.

Рис. 4. Схема щеточной моечной установки модели М-115: 1 - аппаратный шкаф; 2 - рамка с соплами для предварительного смачивания автомобиля моющим раствором; 3 - резервуар для моющего раствора; 4 - горизонтальная ротационная щетка; 5 - блок правых распашных вертикальных ротационных щеток; 6 - блок левых распашных вертикальных ротационных щеток; 7 - рамка с соплами для ополаскивания автомобиля; 8-13 - командоконтроллеры управления, работой установки

Справа и слева от продольной оси на основании установки укреплены стойки, на каждой из которых шарнирно смонтировано по две консоли, поворачивающиеся на стойках и несущие вертикальные ротационные распашные щетки, предназначенные для обмыва боковых, вертикальных передних и задних поверхностей автомобиля. Прижатие вертикальных щеток к обрабатываемым поверхностям автомобиля и возвращение их в исходное положение происходит под действием пружины, связывающей консоли с вертикальными щетками со стойкой. Пружина стремится удержать щетки в блоке в сведенном состоянии и под действием противовеса расположить их перпендикулярно направлению движения автомобиля.

Вращение щеток осуществляется от индивидуального электропривода с электродвигателем мощностью 1,1 кВт через шестеренчатый редуктор.

Вода (моющая жидкость) подается насосной станцией под давлением 4-6 кгс/см²; расход воды на мойку одного автомобиля от 250 до 350 л. В моечной установке применены электромагнитные вентили, прекращающие подачу воды к отдельным узлам установки при выходе автомобиля за пределы зоны их действия.

Управление работой механизмов установки и электромагнитных вентилей осуществляет система командоконтроллеров, а для предотвращения поломок щеток, в случае несогласованной работы механизмов и конвейера установки предусмотрена автоблокировка, останавливающая конвейер.

Въезжая на установку, автомобиль смачивается моющим раствором, поступающим к соплам рамки предварительного смачивания. При дальнейшем продвижении автомобиль наезжает на горизонтальную щетку, отжимая и поднимая ее. Затем он наезжает на переднюю из спаренных щеток и отжимает ее вбок. При этом связанная с ней канатом с противовесом задняя тетка прижимается к боковой поверхности автомобиля, а при дальнейшем ?го движении она перемещается на заднюю поверхность автомобиля. При сходе передней щетки с боковой поверхности автомобиля обе консоли с вертикальными щетками возвращаются в первоначальное положение.

Далее автомобиль проходит через рамку ополаскивания, а затем через установку обдува (сушки).

Следующий автомобиль может следовать только с интервалом 5 м; такой интервал необходим для того, чтобы дать возможность вертикальным щеткам вернуться в первоначальное положение, что является недостатком данной моечной установки, так как не только снижает ее производительность, но и ухудшает удельные показатели на мойкуавтомобиля - увеличивает расход воды (моющей жидкости), повышает расход электроэнергии.

2. Расчёт моечной установки

2.1 Расчёт давления воды в насадке

Условие удаления загрязнения

. (1)

, (2)

где у - поверхностное натяжение у «моющее средство «Прогресс»» = 0,034 Н/м;

D - диаметр частиц загрязнений = 80 * м;- влажность загрязнений = 0,2;

Н/м.

Рассчитывается, что гидродинамическое давление больше сцепления между частицами на 20%:

Н/м. (3)

Скорость потока в струе (м/с) на расстоянии х отнасадка приближенно можно считать равной начальной скорости потока:

, (4)

где ц - коэффициент скорости, зависящий от профиля сопла = 0,98;- ускорение свободного падения = 9,8 м/с ;_н - давление в насадке, МПа.

Чтобы найти P_н - давление в насадке, подставляется (4) в следующую формулу, и выражается:

; (5)

, откуда:

, (6)

где P_x- гидродинамическое давление Н/м;

- плотность жидкости в струе = 1000 кг/м³;

- угол встречи струи с поверхностью = 90?;

МПа.

2.2 Расчёт силы гидродинамического давления струи и проверка выполнения условия удаления загрязнений

Гидродинамическое давление :

=Н/м. (7)

Проверяется условия удаления загрязнений:

,

,условие выполняется.

2.3 Определение размеров зоны действия касательных сил и число распылителей

Рисунок 1- Схема растекания струи;

- струя: 2 - коноидальный объем; 3 - пограничный слой; 4 - омываемая поверхность; S - толщина пограничного слоя; D - диаметр основания конуса струи; R6 - радиус действия касательных сил; X - расстояние до омываемой поверхности

Наиболее активное разрушение загрязнений производится касательными силами в зоне радиусом:

, (8)

где - диаметр сопла насадки = м;- расстояние от насадки до омываемой поверхности = 1 м;толщина пограничного слоя

м; (9)

Количество насадок в моющей рамке:

, (10)

где - обмываемый периметр автомобиля

м;

- коэффициент взаимного перекрытия зон действия касательных сил струи = 0,75;

.

2.4 Расчёт расхода воды через установку

Для наиболее эффективного смывания загрязнений, подбирается коноидальный тип насадки.

Расход жидкости Q (м³/с) через насадки (подача насосов) для моющих рамок:

, (11)

где f - коэффициент запаса расхода = 1,2;- число насадок = 34;

м - коэффициент расхода = 0,98;

м³/с.

Расход жидкости Q (м³/с) через насадки (подача насосов) для рамок смачивания, равен расходу моющих рамок.

Суммарный расход:

м³/с. (12)

2.5 Выбор гидравлической схемы установки и расчёт потерь насоса

Рисунок 2 - Расчетная схема насосной установки:

- запорный колодец; 2 - всасывающий клапан; 3 - задвижка; 4 - насос; 5 - трубопровод; 6-моющая рамка (щетки); /.. .IV- расчетные участки.

Основная расчетная схема изображена на рисунке 1. Исходя из уравнения Бернулли, потери давления Р ? (МПа) на преодоление гидравлических сопротивлений при наличии одного транзитного расхода:

, (13)

где - сумма коэффициентов местных сопротивлений по длине трубопровода на участке длиной l с диаметром трубы d;

л_{т -} коэффициент потерь на трение.

=9,7+7,0+5,5+0,24+1,4=24,4. (14)

л_т=. (15)

МПа.

Давление насоса проектируемой насосной установки:

, (16)

где - суммарные потери давления в трубопроводах установки = 0,004 МПа;

_{т -} геометрическое давление

МПа;

МПа.

2.6 Определение мощности электродвигателя привода насоса для подачи воды в установку

Подбирается насос, подбор происходит понеобходимойподачи насоса, и необходимому напору насоса. Для расчётной моющей установки подобран насос КМ 40-25-160/2-5 (ТУ 26-06-1658-92).

Таблица 1-Технические характеристики КМ 40-25-160/2-5 (ТУ 26-06-1658-92)

Производительность, м3/ч:	6.3
Напор, м:	32
Потребляемая мощность, кВт:	2.2
Габариты: длина (глубина)x ширина x высота, мм:	448х320х320
Масса, кг:	40

2.7 Расчёт привода щёток установки

Мощность на привод W (Вт) одной щетки:

. (17)

Линейная скорость V_л (м/с) определяется:

, (18)

где r - радиус щётки = 0,5 м ;- частота вращения щётки = 200 об/мин;

м/с.

Площадь сегмента:

(19)

где a - центральный угол работающего сектора щетки, град. Так как в процессе мойки щетка касается поверхности примерно 1/6 частью окружности, то в расчетах можно принять a = 60є;

Масса нитей:

(20)

где h - высота щётки = 2,4 м;

с_щ - плотность материала, из которого изготовлена щетина = 1200 кг/м³;_н =0,019;

.

Центробежная сила Р_ц (Н):

. (21)

Мощность на привод одной щетки равна:

Вт. (22)

Определив мощность на привод одной щетки, находим общую мощность электродвигателей:

(23)

где - число щёток = 2;

Вт.

Скорость конвейера щеточной установки V_a(м/мин):

, (24)

где i - наиболее эффективное соотношение между скоростью вращения щеток и скоростью передвижения автомобиля = 110;

м/мин.

Время мойки t (мин) одного автомобиля:

(25)

где - длина автомобиля = 7 м;

мин.

Средний расход воды на мойку одного автомобиля:

м³/ч. (26)

Число автомобилей, проходящих через мойку в течение часа:

, (27)

где - коэффициент неравномерности поступления автомобилей = 1,5;

.

Часовой расход воды:

м³/ч. (28)

2.8 Расчёт основных параметров очистных сооружений

моечная установка давление вода

Площадь сечения потока:

, (29)

где - скорость протекания сточных = 0,15 м/с;

м². (30)



Рисунок 3- Очистные сооружения первого контура:

- канава; 2 - песколовка; 3 - контейнер

Длина песколовки:

(31)

где K - коэффициент запаса по длине = 1,3;

= F/B - расчетная глубина проточного слоя песколовки = м;₀ - для песка = м/с;

м. (32)

Глубина от пола до уровня воды в песколовке:

(33)

где H_к - глубина канавы = 0,15 м;- расстояние от начала стока до стенки песколовки = 0,2 м;

м.

Общая глубина песколовки:

(34)

где H₀ - глубина осадочной части песколовки = 1м;

м.

Объем приемного резервуара рассчитываем исходя из 15-минутного пребывания в нем сточных вод :

м³. (35)

Площадь водного зеркала гидроциклона:

(36)

где =м³/(м²*с);

м².

Фактическая площадь зеркала воды одного гидроциклона :

(37)

Где D - диаметр гидроциклона = 2 м;

м².

Количество гидроциклонов:

(38)

Требуемая площадь фильтров:

 (39)

где - средняя скорость фильтрования = 10 м/ч;

м².

Объем резервуара очищенной воды определяю исходя из расчета обеспечения 30-минутного запаса воды для мойки автомобилей:

м³. (40)

Бак для сбора нефтепродуктов выбирается таким, чтобы его наполнение продолжалось не менее суток:

(41)

где C - содержание нефтепродуктов исходя из их содержания в сточных водах = 0,9 кг/м³;- количество рабочих смен в сутки = 2;- продолжительность рабочей смены = 12ч;

- плотность нефтепродуктов = 850 кг/м³;

м³. (42)

Объем камеры бензомаслоуловителя принимаетсяравным 1/3…1/5 объема песколовки:

м³. (43)

Заключение

В данной работе был разработан проект модернизации Электрической Тали. В ходе модернизации были улучшены такие характеристика Тали как грузоподъёмность , скорость подъёма. Q грузоподъёмность c 3 до 5 т.

Vпод Скорость подъёма с 6 до 8 м/мин

Данная модернизация позволяет расширить круг использования данной тали.

Список литературы

1.Ю.Л. Власов, Н.Т. Тищенко Проектирование технологического оборудования автотранспортных предприятий. Томск. Изд. ТГАСУ 2009

2.Ю.В. Родионов Производственно-техническая инфраструктура предприятий автомобильного сервиса. Ростов н/Д. Академия. 2008

3.Типаж и техническая эксплуатация оборудования предприятий автосервиса: учебное пособие для вузов/В. А.Першин и др.-Ростов-на-Дону : Феникс, 2008

Размещено на Allbest.ru

...