Щіткові установки для миття автомобілів

 

Щіткові мийні установки призначені для мийки зовнішніх поверхонь і низу шасі легкових автомобілів, автобусів, автопоїздів-фургонів. Для мийки бічних сторін кузова застосовують дві, іноді чотири, вертикальні циліндрично-ротаційні щітки. При обмиванні верху кузова (даху) використовують одну й рідше дві горизонтальні циліндрично-ротаційні щітки.

 

 

Рис. 2.20. Загальний вид щіткової установки для миття автомобілів

Всі циліндричні щітки приводяться в обертання за допомогою індивідуальних електродвигунів. Вода на поверхню кузова подається через сопла із трубчастих колекторів, прикріплених до рам щіток. Для попереднього змочування і остаточного ополіскування кузова водою (попереду вертикальних щіток та позаду них) розміщується трубчасті П-образні або Г-образні рамки із соплами.

Розрахунок щіткових установок охоплює розрахунок гідрантів рамок попереднього змочування, ополіскування та рамок подачі рідини до щіток, а також приводу щіток. Позаяк в щіткових установках основне видалення забруднень здійснюється за допомогою щіток, при розрахунку гідрантів рамок відпадає необхідність перевірки умов видалення забруднень струменями води. Тиск води перед насадками рамок становить 0,25... 0,50 МПа.

Циліндричні ротаційні щітки приводяться в обертання від індивідуальних електродвигунів через редуктор, клинопасові або ланцюгові передачі. Для мийки бічних сторін застосовують дві або
чотири вертикальні щітки. При обмиванні верху кузова використовують одну, рідше дві горизонтальні щітки. Діаметр щітки в робочому стані 1,0…1,5 м, а частота її обертання 150…200 об/хв. Висота щіток обирається на 100…150 мм меншої від висоти автомобіля. Нитки щітки при її обертанні займають віялоподібне положення (рис. 2.21, а) за рахунок дії відцентрових сил.

	а

б

 

Рис. 2.21. Пневматична ротаційна щітка:

а – загальний вид; б – схема кріплення щетини; 1 – фланець; 2 – секція;
3 – пневмокамера; 4 – вал; 5 – пучок ниток; 6 – муфта; 7 – кордова тканина

 

Пневматична ротаційна щітка (рис. 2.21) складається з вала 4, виконаного із труби, на якій змонтований каркас, що складається зі знімних фланців 1, кільцевої пневмокамери 3 з ніпелем, секції 2 із прогумованої кордової тканини 7 у вигляді що охоплює пневмокамеру покришки щетиноносія. Нитки на щетиноносії кріпляться у вигляді пучків 5 шляхом приклеювання синтетичним клеєм до кордової тканини.

При роботі установки ротаційні щітки притискаються до очисної поверхні за допомогою пружин, пневматичних або гідравлічних циліндрів, а також за допомогою противаг.

У механізованій мийниці проїзного типу з чотирма щітками для мийки автобусів, крім обертових щіток для мийки коліс, бічних частин кузова й нижніх частин шасі передбачені обертові форсунки (на зразок сегнерового колеса).

Для мийки торцевих стінок кузова опори протилежних вертикальних щіток трохи зміщають одну відносно іншої, а довжину поворотного важеля однієї щітки (або обох) збільшують до розміру більше половини ширини кузова, встановлюючи щітки на розстібних поворотних кронштейнах. Матеріалом для щіток служать капронові нитки або інший синтетичний матеріал. Кінціь ниток щітки іноді обробляють у вигляді бахроми, що забезпечує більш ефективну мийку та збереження фарбування.

Механічний вплив на забруднені поверхні щітками дозволяє значно підвищити якість мийки та знизити витрати води або мийного розчину щітковою мийницею, яка для одного легкового автомобіля становить 0,05…0,30 м³, а автобуса – 0,1…
0,5 м³. Пропускна здатність таких установок досягає за годину до 90 легкових автомобілів або до 60 автобусів.

Робочим органом щіткових мийних установок є циліндричні обертові ротаційні щітки, до яких трубопроводами подається вода або миючий розчин. Застосовуються щітки плоскі, ротаційні – циліндричні, конічні й ін. Кінематика руху щіток повинна забезпечувати щільне прилягання до оброблюваних поверхонь. Щітки мають щетиноносії з окремих легко замінних елементів в основному із синтетичними нитками діаметром 0,5…0,8 мм. Матеріал ниток повинен бути досить твердим, щоб нитки не переплутувалися й не звалювалися, і одночасно повинен бути дуже м’яким, щоб не ушкоджувати лакофарбові поверхні кузова при роботі щіток. Кінці ниток прагнуть виконувати у вигляді м’якого пензлика. Діаметр ротаційних щіток у робочому стані становить 0,7…1,5 м, а частота обертання 150…200 об/хв.

Сучасні щіткові мийниці для зовнішніх поверхонь легкових автомобілів і автобусів оснащуються конвейєрним пристроєм переміщення.

Конструкції щіток мийних установок. Механічний вплив на забруднені поверхні за допомогою щіток (насамперед ротаційних) дозволяє підвищити якість мийки автомобілів. Щітки виконуються із щітконосієм з окремих елементів, виготовлених з алюмінію або пластмас із капроновими нитками, рідше з кінським волосом. Капронові нитки обираються діаметром 0,5...0,8 мм, тому що при меншому діаметрі нитки можуть переплутуватися й звалюватися, а при більшому пошкоджувати лакофарбове покриття. Діаметр щіток вибирається в межах 1,0...1,5 м.

При збиранні щітки камера надівається на вал, на камеру надягають секцію з нитками, фіксуючи її на валу за допомогою фланця. Після цього в камеру подають стиснене повітря, забезпечуючи необхідну жорсткість щетиноносію. Така щітка внаслідок деформації пневмокамери забезпечує плавний і м’який контакт ниток з оброблюваною поверхнею.

До недоліків щітки варто віднести те, що при зношуванні ниток якої-небудь із частин щетинодержача необхідно його заміняти повністю. Ротаційні щітки із секційним щетинодержачем вільні від цього недоліку й допускають заміну окремих елементів у випадку їхнього зношування. Така щітка (рис. 2.22) складається з вала 4, на якому за допомогою крайніх опорних фланців 3 і 2 і гайки 1 затиснуті елементи змінного щетиноносія 5. Між елементами встановлені проміжні фланці 6, що забезпечують кріплення елементів на валу.

 

 

Рис. 2.22. Щітка із циліндричним секційним щетинодержачем:

1 – гайка; 2, 3 – опорний фланець; 4 – вал; 5 – змінний щетинодержач;
6 – проміжний фланець

Елементи щетиноносія виконані із пластмаси (наприклад, капрону) із заливанням у неї пучків щетини. Іноді горизонтальні щітки виконуються зібраними з елементів щітконосія різного діаметра, як правило збільшеного в крайніх елементах, розрахованих на охоплення закруглень кузовів легкових автомобілів або автобусів.

Для заміни зношених елементів досить відвернути гайку 1, щоб на місце знятого встановити справний елемент щетиноносія. В іншому варіанті конструкції секційної ротаційної щітки (рис. 2.23) для з’єднання елементів щетиноносія замість фланців застосовані шипи (виступи), що входять у відповідні пази (западини). Це спрощує конструкцію й підвищує надійність щітки.

 

в

б

а

 

Рис. 2.23. Варіант конструкції збірної щітки:

а – загальний вид; б – схема кріплення щетини; в – устрій

щетиноносія; 1 – вал; 2 – фланець; 3 – циліндр; 4 – шайба; 5 – гайка;

6 – щетина; 7 – вузол; 8 – пластмаса; 9 – западина; 10 – виступ (шип)

 

Для підвищення якості мийки іноді застосовують плоскі щітки попереднього обмивання автомобіля (рис. 2.24).

Щітка складається з набору пластинчастих губчатих елементів і трубок, закріплених на підставі. Частина трубок забезпечена підводом миючого розчину до робочої поверхні щітки. Плоска щітка монтується перед в’їздом на мийну установку на консольній балці спеціальної конфігурації, що дозволяє копіювати поверхню автомобіля, що обмивається.

Потужність на привод однієї щітки

 

W = K _з · P _ц · V _л · f, Вт, (2.6)

 

де K _з= 1,8... 2,2 коефіцієнт запасу за потужністю, що враховує втрати на деформацію ниток, розбризкування краплин води, перемішування повітря, втрати в підшипниках і механізмах приводу;

P _ц – відцентрова сила, що діє на нитці, Н;

V _л – лінійна швидкість ниток, м/с;

f = 0,1 - коефіцієнт тертя ковзання ниток по поверхні кузова.

 

 

 

Рис. 2.24. Плоска щітка попереднього обмивання:

1, 3 – обмежники; 2 – шарнір; 4 – консоль; 4 – пружина; 6 – трубка

кріплення губчатих пластин; 7 – скоба; 8 – шпилька; 9 – губчата пластина;

10 – шланг подачі води до поверхні щітки

 

Лінійна швидкість

 

, м/с, (2.7)

 

де r –радіус щітки, м;

n – частота обертання щітки, об/хв.

Відцентрова сила

 

, Н, (2.8)

 

де m – маса ниток, кг.

На кузов діє маса ниток, підданих деформації, тобто таких, що перебувають в зоні сегмента (рис. 2.25)

 

m = S_c · h · ρ_щ · К_н, кг (2.9)

 

де h – висота щітки, м;

ρ_щ = 1200 кг/м³;

К _н– коефіцієнт наповнення щітки в зоні деформації.

 

б

а

 

Рис. 2.25. До розрахунку привода щіток:

а – схема роботи щітки; б – деформація щітки

 

Для капрону маємо ρ_щ = 1200 кг/м³; К _н= 0,018...0,020.

Площа сегмента

 

, м² (2.10)

 

де α – центральний кут працюючого сектора щітки, град.

Оскільки в процесі мийки щітка торкається поверхні приблизно 1/6 частиною окружності, то при розрахунках можна прийняти
α = 60°.

Визначивши потужність на привод однієї щітки, знаходять загальну потужність електродвигунів

 

W_∑ = W · n _щ, (2.11)

 

де n _щ – число щіток.

Швидкість конвейєра щіткової установки

 

V _a= 2 · π · r · n /i, м/хв, (2.12)

 

де i = 110...130 – найбільш ефективне співвідношення між швидкістю обертання щіток і швидкістю пересування автомобіля.

При струминній мийці V _a = 6…9 м/хв. Час мийки одного автомобіля

t = L _a / V _a, хв, (2.13)

 

де L _a – довжина автомобіля, м.