TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG RỬA XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG
Giới thiệu về hệ thống rửa xe ôtô tự động
Với sự phát triển ngày càng nhanh của xã hội, hệ thống hạ tầng giao thông được nâng cao, kéo theo đó là phương tiện giao thông ngày càng được phổ biến đặc biệt là xe ô tô Cùng với nhịp độ phát triển của xã hội, chúng ta luôn ưu tiên cho sự tiện lợi và tiết kiệm được thời gian càng nhiều càng tốt Với việc rửa xe truyền thống bằng công sức của con người thì việc này tốn nhiều thời gian, cần ít nhất là một nhân công cho 1 chiếc xe Về lâu dài, việc này tốn kém nhiều chi phí, nhiều khi cũng ảnh hưởng khá nhiều đến sức khỏe người lao động do các loại hóa chất tẩy rửa gây ảnh hưởng.
Hệ thống rửa xe ôtô tự động là một cách tiện lợi và hiệu quả để làm sạch và làm mới bề mặt của xe ôtô mà không cần sự can thiệp của con người Nó được thiết kế để tự động thực hiện quy trình rửa xe, từ việc phun nước và chất tẩy rửa cho đến việc sấy khô và làm sáng bề mặt.
Một hệ thống rửa xe ôtô tự động thông thường bao gồm các thành phần sau:
Hệ thống cung cấp nước: Một mạng lưới ống dẫn nước đảm bảo nguồn nước sạch và áp suất đủ để phun nước lên bề mặt xe Thường có các ống phun nước được đặt ở các vị trí chiến lược trên hệ thống.
Hệ thống cung cấp chất tẩy rửa: Một hệ thống cung cấp chất tẩy rửa tự động được tích hợp để phun chất tẩy rửa lên bề mặt xe Chất tẩy rửa này thường là một hỗn hợp chất hoá học nhẹ nhàng nhằm làm sạch bụi bẩn, dầu mỡ và các chất bám trên xe.
Hệ thống phun nước áp suất cao: Một hệ thống phun nước áp suất cao được sử dụng để loại bỏ các vết bẩn cứng đầu và bụi bẩn cứng trên bề mặt xe Nước áp suất cao thường được phun từ các ống phun đặt ở các góc độ và vị trí khác nhau để đảm bảo vùng phủ rộng và hiệu quả.
Băng chuyền hoặc hệ thống robot: Xe ôtô được đưa vào hệ thống rửa tự động thông qua một băng chuyền hoặc hệ thống robot Điều này giúp xe di chuyển qua các giai đoạn của quy trình rửa một cách tự động và nhất quán.
Hệ thống sấy khô: Sau khi rửa và xả nước, một hệ thống sấy khô được sử dụng để loại bỏ nước còn lại trên bề mặt xe Thông thường, các máy sấy sử dụng không khí nóng hoặc máy sấy điện để nhanh chóng làm khô xe mà không gây hại.
Hệ thống làm sáng bề mặt: Cuối cùng, một hệ thống làm sáng bề mặt có thể được sử dụng để tạo ra sự sáng bóng và bảo vệ cho bề mặt của xe Điều này có thể bao gồm việc sử dụng chất phủ bảo vệ hoặc chất làm sáng bề mặt.
Hệ thống rửa xe ôtô tự động đem lại nhiều lợi ích, bao gồm tiết kiệm thời gian và công sức của người sử dụng, đảm bảo hiệu quả và đồng nhất trong quy trình rửa, và cung cấp một kết quả chất lượng cao Ngoài ra, hệ thống còn giảm thiểu nguy cơ gây trầy xước và hư hỏng so với việc rửa xe bằng tay truyền thống.
Mục đích nghiên cứu đề tài
Qua nghiên cứu, chúng em nhận thấy rằng công nghệ rửa xe ô tô tự động là một giải pháp đáng chú ý, mang tính mới mẻ và có ứng dụng cao trong nhiều quốc gia trên thế giới Đề tài này đánh dấu bước đầu tiên trong quá trình tìm hiểu và thi công mô hình rửa xe ô tô tự động, đồng thời áp dụng kiến thức đã học để giải quyết các vấn đề thực tế Chúng tôi tận dụng việc nghiên cứu và làm việc chăm chỉ để phát triển tư duy nghiên cứu và giải quyết vấn đề một cách khoa học Đặc biệt, đề tài này cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tổng kết và hoàn thiện những kỹ năng còn thiếu sót trước khi trở thành kỹ sư chính thức.
Về mặt ứng dụng thực tế, đề tài của chúng tôi có tính ứng dụng cao, đặc biệt là trong các thành phố có mật độ xe cộ đông đúc Nó giúp tiết kiệm thời gian và tiền bạc cho việc rửa xe Chúng tôi cam kết viết lời văn không sao chép và chống đạo văn để duy trì tính công bằng và tôn trọng sự sáng tạo trong nghiên cứu.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
1.3.1 Đối tượng nghiên cứu. Đối tượng nghiên cứu của đề tài bao gồm các module, khối chức năng làm sao để chúng hoạt động thống nhất, đồng bộ trên một mô hình Bao gồm các đối tượng chính sau:
- Động cơ, HGT, băng tải xích con lăn
- Động cơ bơm nước, động cơ sấy,
- Van đóng mở, vòi phun áp lực
Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu các chức năng cơ bản và có tính ứng dụng cao của các module chức năng Và áp dụng chúng vào những mô hình nhỏ để có tính ứng dụng cao.
Nghiên cứu khung máy, các chi tiết chính Áp dụng công nghệ CNC để có những chi tiết chính xác.
Lắp ráp lại toàn bộ phần cứng cho máy sao cho máy hoạt động ổn định, đúng với yêu cầu.
Sử dụng phần mềm viết chương trình chuyên dụng Đảm bảo hoạt hệ thống hoạt động đúng với yêu cầu.
Nghiên cứu lý thuyết về hệ điều khiển PLC dùng cho động cơ bước, các khối chức năng, cảm biến.
Chạy và kiểm tra trên mô hình biểu diễn.
Giới thiệu chung về hệ thống rửa xe ô tô tự động
Hệ thống rửa xe càng phổ biến, với sự tham gia của nhiều loại hình, từ tự phục vụ rửa cho đến 1 cửa hàng chuyên dụng Một cửa hàng rửa xe ô tô khá đông khách,nhưng phải phụ thuộc quá nhiều vào nhân công,
Một số hệ thống rửa xe ô tô có trên thị trường hiện nay 8
1.5.1 Hệ thống rửa xe tự phục vụ.
Hệ thống rửa xe tự phục vụ là một loại hệ thống rửa xe ô tô tự động tiên tiến hơn, cho phép khách hàng tự làm sạch và làm mới bề mặt xe của họ một cách tự động và thuận tiện Thay vì đi qua một dãy máy rửa tự động, khách hàng được cung cấp các thiết bị và vật liệu cần thiết để tự thực hiện quá trình rửa xe.
Hình 1 1 Hệ thống rửa xe tự phục vụ
1.5.2 Hệ thống rửa xe có chổi cọ.
Hệ thống rửa xe có chổi cọ là một loại hệ thống rửa xe tự động sử dụng chổi cọ để làm sạch bề mặt xe Đây là một phương pháp phổ biến và hiệu quả để loại bỏ bụi bẩn, cặn bẩn và chất bám trên xe.
Hệ thống rửa xe có chổi cọ giúp làm sạch bề mặt xe nhanh chóng và hiệu quả. Tuy nhiên, cần chú ý đến chất liệu và độ cứng của chổi cọ để tránh gây trầy xước hoặc hư hại bề mặt xe, đặc biệt là đối với những xe có lớp sơn mềm hoặc phủ chất bảo vệ đặc biệt.
Mỗi giờ rửa từ 8 – 12 xe.
- Không yêu cần không gian lớn.
- Vốn đầu tư không quá lớn.
Hình 1 2 Hệ thống rửa xe có chổi
1.5.3 Hệ thống rửa xe theo kiểu đường hầm.
Hệ thống rửa xe theo kiểu đường hầm là một phương pháp rửa xe tự động mà xe ô tô được đưa vào một đường hầm dài và chạy qua các giai đoạn khác nhau để làm sạch và rửa bề mặt xe Đây là một hình thức rửa xe phổ biến và hiệu quả, được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới.
Hệ thống rửa xe theo kiểu đường hầm mang lại nhiều lợi ích, bao gồm tiết kiệm thời gian cho người sử dụng, quá trình rửa tự động và liên tục, và khả năng rửa sạch và làm mới bề mặt xe một cách hiệu quả Tuy nhiên, cần chú ý đến chất lượng và độ an toàn của hệ thống, đảm bảo rằng nó không gây trầy xước hoặc hư hại cho xe trong quá trình rửa.
Hình 1 3 Mô hình rửa xe kiểu đường hầm
1.5.4 Hệ thống rửa xe chỉ duy nhất với cánh tay rửa.
Hệ thống rửa xe chỉ duy nhất với cánh tay rửa là một loại hệ thống rửa xe ô tô mà quá trình rửa được thực hiện bằng tay của nhân viên hoặc người sử dụng hệ thống. Thay vì sử dụng các thiết bị tự động hoặc chổi cọ, người dùng sẽ sử dụng cánh tay rửa và các dụng cụ tay để làm sạch và rửa bề mặt xe.
Hệ thống rửa xe chỉ duy nhất với cánh tay rửa cho phép người dùng tương tác trực tiếp với bề mặt xe và kiểm soát quá trình rửa một cách chi tiết Tuy nhiên, việc rửa xe bằng tay yêu cầu kiến thức và kỹ năng để đảm bảo rằng quá trình rửa được thực hiện đúng cách và không gây hại cho bề mặt xe.
Hình 1 4 Hệ thống với 1 cánh tay rửa
1.5.5 Lựa chọn phương án thiết kế.
Sau khi tham khảo các mô hình đã có, ta chọn phương phán thứ 4 làm đề tài nghiên cứu và phát triển.
Mô hình của phương án này có cấu tạo đơn giản, chi phí đầu tư thấp, không yêu cầu không gian lớn, phù hợp với những nơi không có điều kiện về diện tích Các doanh nghiệp nhỏ, vừa có thể đầu tư. Đồng thời đảm bảo xe không bị ảnh hưởng khi thiết bị có vấn đề vì hoạt động rửa không có sự tiếp xúc trực tiếp của các thiết bị với thân xe.
THIẾT KẾ TÍNH TOÁN PHẦN CƠ KHÍ
Thiết kế, yêu cầu khung chính của mô hình
Hệ truyền động đơn giản, dễ bảo trì, có hệ thống sấy nằm gọn bên trong hệ thống.
Hình 2 1 Hình ảnh tổng quát mô hình
Toàn bộ khung của mô hình được làm bằng thép không gỉ, kích thước 1300 x 500 x 600 mm
Hình 2 2 Kích thước mô hình
Tính toán lựa chọn động cơ
Ta có: Trọng lượng xe cần rửa m = 1200(kg)
Lựa chọn tính lực kéo theo công thức:
Với k: là hệ số ma sát lăn = 0,005
R là bán kính của bi trong ổ đỡ trục tang R = 2 (cm)
Hình 2 3 Sơ đồ động học
3: Hộp giảm tốc trục vít – bánh răng
Thời hạn làm việc: 6 năm.
2.2.1 Xác định công suất cần thiết của động cơ:
Công suất yêu cầu đặt lên trục động cơ xác định theo công thức:
Công suất của bộ phận công tác Pct:
Số vòng quay trên trục công tác n ct :
Theo công thức (2.16) ta có. n ct `000× v π × D `000×0.4
2 X8(kNm) Công suất yêu cầu đặt lên trục động cơ là :
2.2.2 Xác định sơ bộ số vòng quay đồng bộ của động cơ điện:
Tỷ số truyền toàn bộ của hệ thống dẫn động u t =u tv
Trong đó: utv là tỉ số truyền của truyền động trục vít bánh rang Theo bảng 2.4 [1] utv= 80
Số vòng quay sơ bộ trên trục động cơ nsb
Theo công thức (2.18), ta có : n sb =n ct × u t ×8060( v p )
Hình 2 4 Động cơ 3 pha 3kW-1500v/p
2.2.3 Xác định công suất, momen, số vòng quay trên các trục. a) Công suất trên các trục
Hiệu suất hệ dẫn động η : η=η 1 × η 2 × η 3 ×
Trong đó η1,η2,η3… là hiệu suất của các bộ truyền và các cặp ổ trong hệ thống dẫn động. η k : hiệu suất của khớp. η tv : hiệu suất bộ truyền trục vít. η br h : hiệu suất bộ truyền bánh răng trụ η ol : hiệu suất một cặp ổ lăn
Tra bảng (2.3) [1], ta được các hiệu suất: k 1
η tv =0.75 brh 0.94 η ol =0.99 vậy η =¿0.69 Trên trục IV
PIV = Pct= 1,51 (kW) Trên trục III
P III = P IV η ol ×η br =1,08(kW) Trên trục II
P II = P III η ol ×η k × η tv =1,46(kW) Trên trục I ( trên trục động cơ )
P I =P II η ol =1,43(kW) b) Moment xoắn trên các trục
M II =9.55×1 0 6 ×P II n II 9119,14 (N.mm) Trục III
M III =9.55×1 0 6 ×P III n III R420,957 (N.mm) Trục IV
Thiết kế bộ truyền trục vít bánh răng
Tính sơ bộ vận tốc trượt:
Ta chọn vật liệu làm bánh vít là đồng thanh không thiếc và đồng thau Cụ thể là dùng đồng thanh nhôm sắt đúc bằng khuôn li tâm Vì tải trọng là trung bình →chọn vật liệu làm trục vít là thép C45, tôi bề mặt đạt độ rắn HRCE Bề mặt ren được mài, đánh bóng.
[σ¿¿ch] 0MPa¿ Ứng suất tiếp xúc cho phép
Dùng nội suy ta được :[ σ H ] 6 Mpa
Từ công thức 7.14[1] Ứng suất tiếp xúc cho phép khi quá tải :[ σ H ] max =2σ c h =2.200@0MPa Ứng suất uốn cho phép khi quá tải :[ σ F ] max =0,8σ c h =0,8.2000MPa
2.3.2 Tính toán thiết kế bộ truyền trục vít a) Tính toán thiết kế
Với tỉ số truyền { u Z tv 1 =1 → Z 2 chọn Z 2
Tính sơ bộ hệ số đường kính trục vít q theo công thức thực nghiệm:
Vậy chọn Hệ số đường kính q " tra bảng 7.3[1]
Môdun của trục vít là công thức 7.17[1]: m= 2.a w
2 0,25(mm) b) Kiểm nghiệm răng bánh vít về độ bền tiếp xúc:
Tính chính xác vận tốc trượt sơ bộ: v s = π d w 1 n 1
Trong đó γ w là góc vít : γ w =arctg Z 1 q+2x=arctg 1
Tra bảng 7.6[1] chọn cấp chính xác bộ truyền là 8
Tra bảng 7.7[1] hệ số tải trọng động K Hv =1,2
Tra bảng 7.2[1] ta được [ σ H ] 4 MPa Ứng suất tiếp xúc trên mặt răng bánh vít: σ H 0 z2 √ ( Z a 2 + w q ) 3 T 2 K q H
35 √ ( 35+ 140 10 ) 3 391191.1,2 10 1.78 MPa< [ σ H ] 4 MPa Ðiều kiên về độ bền tiếp xúc được thỏa mãn.
Vậy không cần chọn lại vật liệu.
Hiệu suất bộ truyền trục vít (công thức 7.22[1]): η=0,95 tg γ w tg(γ w +φ) φ là góc ma sát tra bảng7.4tađược φ=5.7°theo nội suy
→ η=0,95 tg γ w tg(γ w +φ)=0,95 tg6° tg(6°+5.7°)H.2 % c) Kiểm nghiệm rãng bánh vít về độ bền uốn: σ F =1,4.T 2 Y F K F b 2 d 2 m n
Trong đó: m n :Môdun pháp của răng bánh vít m n =mcos γ w =6.3 cos6°=6.27
K F :Hệ số tải trọng động K F =K H =1,2 d 2 :Đường kínhvòng chiabánh vít d 2 =m Z 2 =6,3.35"0.5(mm)
Chiều rộng bánh vít bảng7.9 b 2 ≤0,75d a 1
Y F :Hệ số dạn răng Z Y = Z 2 cos 3 γ w = 35 cos 3 6°5.6 Tra bảng 7.8[1] thu được Y F =1,62
Vậy ứng suất sinh ra là: σ F =1,4.T 2 Y F K F b 2 d 2 m n =1,4.391191.1,62 1,2
35.220,5.6,27 ".05