小型汽车外部清洗机设计(编辑修改稿)

小型汽车外部清洗机设计(编辑修改稿)内容摘要：

柱塞泵。 径向柱塞泵作为大功率泵的应用，由于管状隔膜吸、排水的动力是柱塞往复运行形成的油压，加之多缸的联接，是该泵的结构比较复杂，且拆 卸也不太方便。 轴向柱塞泵以其与原动机直联、高速为主要特点，但由于高速也存在温度升高、密封寿命短等缺点，多用于 10kW 以下的微小型清洗机。 喷射枪具主要包括喷嘴、喷头和喷枪三部分。 我国常用喷枪主要按控制方式来分类，通常分为扳机控制手持式喷枪和脚阀控制手持式喷枪两大类。 喷枪的结构特点：一是必须由喷嘴 (或喷头 )、喷杆及控制柄体 (或尾部联接体 )三部分组成；二是有扳机式 (或脚控阀 )控制机构；三是手持式操作。 传动形式的确定 本次设计 清洗机 采用轴向柱塞泵和阀配流形式， 为了突出清洗机结构的紧凑，提高传动的传递效率， 改变了以往的带传动，而采用先进的轴向式传递动力。 通过偏心轮盘驱动柱塞往复运动。 水泵体轴的选择 针对曲轴在加工上和安装连杆时的诸多不变，为了减少安装时间，提高生产率，减轻清洗机的重量，所以采用偏心轮盘通过推力轴承来实现柱塞的往复运动，偏心轮盘图如图 31 大学本科毕业设计 6 总体结构设计 该清洗机 主要由柱塞式高压水泵、电 动 机、机架、高压水枪等部分组成，最主要是针对小型车辆外部清洗。 为了减轻使用者的劳动强度，便于移动，在设计当中采用带有车轮的车式机座。 喷枪结构设计 喷枪设计为扳机控制手持式喷枪， 参照 QL— 270A 清洗机喷枪的 结构进行设计，该 喷枪 结构紧凑，质量小，控制简单， 尤其是与调式喷头通过滚珠改变弹簧片间距离来实现清洗时柱状和扇状液流的转换 ,能够 适应不同清洗部位的需求。 水泵配用电机的选择 水泵的有效功率计算 N 效 =rQcH/1000(FW) (11) r— 水的重度 (N/m) r=10000N/m3 Qc— 泵的实际流量 (m3/h) H— 泵的实际扬程（ m） Qc=μ Q (12) μ — 流量系数 μ = Q— 理论流量 (m3/h) Q=10L/min= m3/h Qc= = D 和壁厚  的确定 D=VQ (m) (13) Q— 各段管内液体流量 (m3/s) V— 流速（ m/s） 吸水管 v ～ 压水管 v  ～ m/s 压力高的一般取大值，本清洗机设计压力为4MPa，故取小值 小型汽车外部清洗机设计 7 回水管 v ～ D 吸 = 3600 ==12mm D 压 = 3600 ==8mm D 回 = 3600 ==10mm 本清洗机采用阀配流式设计，进出水道及回水道 由泵体及泵体端盖铸造完成，其为热铝材料铸造，查机械手册可得该铸件的最小铸造壁厚为 4mm，故可取 =5mm。 h 沿 =λ (l/d) v2/2g （ 14） λ — 沿程阻力系数 查表 27 l— 清洗机系统直管部分长度 (m) d— 水管内径 (m) v— 断面平均液体流速 (m/s) g— 重力加速度 (m/s2) h 沿 = 3  = h 局 = .g22V (15)  — 局部阻力损失系数见表 28 h 局 =  = H=Z+Hc+hw (16) Z— 喷嘴到水面距离 取 Z=3m Hc— 喷嘴出口扬程 Hc=gpp 12 P2 — 出口压力， P2 ＝ 4Mpa 大学本科毕业设计 8 P1 — 进 口压力， P1 ＝ Hw=h 沿 +h 局 故 N 效 = 1000r HQC =1000r CQ .(gpp 12+Z+h 沿 +h 局 ) = 10003600   (   106 +3++) = 水泵的轴功率计算 N 轴 =N 效 / (kw) (17) N 效 — 水泵有效功率  — 水泵效率系数 = N 轴 = = 水泵配用电动机功率及转数 电动机功率 (N) N=K N 轴 (18) F 取 — (大泵取小值 ,小泵取大值 ) N 轴 — 水泵轴功率 (kw) N= = 电动机转数 n的确定 初选 n=1450 r/min 水泵配用电机型号及参数见下表 表 11 电动机型号及参数 型号 功率(KW) 电流 (A) 电压 (v) 效率 功率因数 转速(r/min) YC100L4 220 1450 小型汽车外部清洗机设计 9 有关原始条件及参数的确定 原始条件和数据 配套动力：单相电容电动机 电源电压： 220V 传动方式：轴传动 移动方式：手推 工作压力： 4Mpa 理论流量： 10L/min 转 速： 1450r/min 机具总重： 30kg 喷嘴型式及原始参数 喷嘴型式及原始参数见下表 表 21 喷嘴型式及参数 喷嘴型式 水头损失 系数 收缩系数 流速系数 流量系数 圆柱外伸型 喷嘴孔径 (d)及长度 d=PQn d— 喷嘴孔径，单位为 mm Q— 泵的流量，单位为 m3/h n— 孔数 ,n=1 p—— 泵的压力，单位为 MPa 喷嘴孔直径 d=41 =3mm 孔径比 l/d=3 喷孔长度 l=3 3=9mm 大学本科毕业设计 10 喷嘴个数 取一个 喷嘴材料 选用黄铜制造 喷射压力与流量 压力按要求取 4Mpa 流量取 10L/min 主要机件的设计计算 柱塞工作直径及行程计算 柱塞工作直径 D D=Z1 （vmQ  4 ） 31 D— 柱塞工作直径 (m) μ m— 柱塞平均线速度 (m/s) μ m≤ ～ 2m/s  — 对于但作用泵取  =1 Z— 泵的缸数 Z=3  — 即 S/D=～ 3 往复次数多的泵最小值 V — 流量系数 D=31 ( 6 0 0   )31 = 取 D=18mm  由 V=4 d2 zS V— 斜盘转一转 ,泵的排量 S— 柱塞的行程 小型汽车外部清洗机设计 11 S=3d42V=30 1 4 0 0 2  = 即 S=9mm 由图得： S=Dsin S— 柱塞有效行程 (mm) 由机械手册查得所用推 力轴承受力 D=54mm  =arcsinDS =arcsin549 =10 L=Dcos10 =53mm 图 32 斜盘倾角计算示意图 阀体的设计计算 本机的阀体是由六个单向阀和一个调压阀组成的。 单向阀是用来控制进出水方向，防止水的倒流。 调压阀是起调压作用，控制出水压力，还通过卸荷起到安全阀的 作用。 清洗机阀体示意图 大学本科毕业设计 12 图 33 阀体进出水阀 图 34 调压阀 单向 阀 阀 座孔面及阀座孔直径 1)阀座孔面积计算 A1=A R W/C1max (m2) (43) A1— 阀座孔面积 (m2) C1max— 阀座孔最大流速 (m/s) 吸入阀 C1max=～ 排出阀 C1。