Проектирование моечной станции для легковых автомобилей

Используемые  при мытье автомобилей химические средства в значительной мере загрязняют окружающую среду. Именно поэтому установка  системы водоочистки на каждой автомойке  обязательна. Так что рассчитывая  затраты на открытие автомойки, обязательно  необходимо включить в смету расходы  на монтаж водоотводов и систему  очистки воды. Установка качественной системы очистки воды быстро окупится, т.к. позволит значительно сэкономить на воде и исключении штрафных санкций.

Система очистки  воды на автомойках имеет замкнутый  цикл. После очистки вода вновь  поступает в резервуар с чистой водой и далее используется для  мытья автомобилей. Положительным  фактором в такой системе очистки  воды, безусловно, есть ее простота, долговечность  и экономичность. В целом, в процессе повторного использования воды удается  сэкономить до 85% ее объемов. Дополнительно, можно установить опцию для удаления запаха и дезинфекции воды.

Очистка этих систем производится один раз в месяц, при этом промывку фильтра могут  осуществлять сами работники автомойки.

А в случае, если Вы решите сменить профиль, то такая система очистки воды может  быть использована для других работ, где применяется большое количество химических веществ: химчистка, прачечная  и т.д. [17, с. 5-10]

2. Обоснование темы дипломного проекта

Анализируя  существующие уборочно-моечные участки на территории г. Якутска видим, что использование систем очистки воды становится все более востребованной. Это связано с удорожанием оплаты за коммунальные услуги и введением в силу новых нормативных санитарно-эпидемиологических требований. Дальнейшее техническое решение использования существующих систем очистки воды в автосервисных услугах будет направлено на эффективное использование с учетом местных особенностей, которое будет разработано виде дипломного проекта.

3. Общая характеристика загрязнений автомобиля и уборочно-моечных  работ

Эксплуатация  легковых автомобилей в различных  погодных условиях на дорогах с разным видом покрытия сопровождается загрязнением наружных поверхностей и внутренних полостей кузова, подвески, двигателя и салона. В результате загрязнения автомобиля ухудшается eгo внешний вид и снижаются удобства в пользовании, возникает коррозия кузова, затрудняется доступ к eгo узлам и дeтaлям при выполнении контрольно-осмотровых, крепежных и peмонтных работ, ухудшаются условия работы ремонтников, появляется опасность травматизма рабочих.

Вид и характер загрязнений разных частей автомобиля различен. Для верхней части кузова, стекол, салона и багажника характерным загрязнением является мелкодисперсная почвенная пыль, имеющая слабую прочность связи с поверхностями кузова и среднюю прочность связи с тканевыми, резиновыми, пластмассовыми и кожевенными покрытиями салона. Моторный отсек кузова, наружные поверхности двигателя и коробки передач загрязняются пылью и масляно-грязевыми отложениями, имеющими среднюю и сильную прочность связи с мeталлическими поверхностями. Для днища автомобиля, нижней части кузова и деталей подвески характерно наличие крупнодисперсной почвенной грязи, глинистых и органических примесей, асфальто-смолистых частиц и масляно-грязевых наслоений, имеющих наиболее сильную прочность связи с металлическими поверхностями и лакокрасочными покрытиями кузова. Оценка наиболее характерных загрязнений автомобилей, поступающих на ПТС, дана в      табл. 1.1.

Таблица 1.1

Характерные загрязнения автомобилей, поступающих  на ПТС

Вид загрязнения	Части автомобиля	Толщина слоя загрязнения, мм	Площадь загрязнения, %	Условный коэффициент прочности
Почвенная мелко-дисперсная пыль	Салон	0,5	95	0,15
	Верхняя часть кузова, стекла	0,5	95	0,3
	Багажник	0,5	95	0,15
	Моторный отсек, двигатель, коробка  передач	1	90	0,3
Почвенная крупно-дисперсная пыль	Салон	Отдельные частицы	5	0,15
	Верхняя часть кузова, стекла		5	0,3
	Багажник		5	0,15
Масляно-грязевые отложения	Моторный отсек, двигатель, коробка  передач	3-5	15	0,45
	Отдельные детали и узлы подвески и  рулевого управления	3-5	10	0,45
Асфальто-смолистые отложения	Нижняя часть кузова, подвеска, днище	Отдельные частицы	15	1

К загрязнениям, полученным автомобилем в результате эксплуатации в различных условиях, добавляются загрязнения горюче-смазочными материалами, возникающие при заправке и техническом обслуживании автотранспортного средства. Частицы грязи и пыли, смешиваясь с маслянистыми веществами, образуют клейкую массу, способную при высыхании создавать пленку с хорошим сцеплением с лакокрасочным покрытием. Такой характер загрязнений является серьезным препятствием для удаления их с поверхности кузова автомобиля. Кроме тoгo, хромированные детали кузова теряют блеск под воздействием сернистых соединений, содержащихся в воздухе, и aнтиобледенительных реагентов, которыми посыпаются дороги. Для сохранения лакокрасочного покрытия кузова, обеспечения качественного осмотра и выполнения работ по ТО и ТР автомобиля, а также для поддержания eгo салона, багажного и моторного отсеков в чистоте проводятся периодически работы по уборке, мойке, сушке, протирке и полировке поверхностей. Уборка и мойка автомобиля весьма трудозатратны. В среднем, paзовая трудоемкость уборочно-моечных работ при обслуживании легковoгo автомобиля составляет 3 чел.-ч. В общем объеме трудозатрат на выполнение УМР работы по уборке салона и мойке кузова соотносятся примерно как 45 к 55%, при этом с учетом специфики работ первые поддаются только механизации, вторые как механизации, так и автоматизации.  [25, с. 17-22]

4. Анализ состояния  дорожных покрытий в г. Якутске

Проведем  анализ дорог г. Якутска с целью ориентации общей протяженности и возможности загрязнения автомобиля на этих дорогах (см. диагр. 1.1).

Диаграмма 1.1 - Общая протяженность дорог в г. Якутске

По данной диаграмме видно что, общая протяженность  дороги в г. Якутске интенсивно расширяется, но протяженность с твердым покрытием по данным Сахастата составляет лишь 55,7% (диагр.1.2).  [27, с. 35]

Диаграмма 1.2 - Дороги с твердым покрытием в г. Якутске

В состав дороги с твердым покрытием входит цементобетон, асфальтобетон, щебенка, камни, гравий и т.д., запыленность в дорогах с таким составом в среднем составляет 10-40%.

Помимо дорог  с твердым покрытием имеется  дороги с усовершенствованным покрытием (диагр.1.3).  [27, с. 37]

Диаграмма 1.3 - Дороги с усовершенствованным покрытием в г. Якутске

Таким образом, анализ показывает, что общая протяженность дорог в г. Якутске с каждым годом увеличивается, но доля усовершенствованной дороги весьма мала.  [27, с. 38]

5. Анализ численности  автомобилей в г. Якутске

График  1.1 - Наличие автомобилей в г. Якутске

По данным ГИБДД г. Якутска общая численность автомобилей на 2011 год - 64215, а наличие легковых - 51116, что составляет 79,6%. [27, с. 51]

 

График  1.2 - Наличие легковых автомобилей в г. Якутске

До 2008 года количество автомобилей стабильно увеличивалось, потом начало уменьшаться из ряда причин. Первостепенной является повышение  стоимости бензина. Далее сокращение покупки автомобилей вследствие финансового кризиса и снижения благосостояния населения. [27, с. 55]

6. Анализ уборочно-моечных  работ в г. Якутске

               

Диаграмма 1.4 - Анализ количества автомоек в г.Якутске

Из диаграммы  видно, что за 3 года количество автомоек увеличилось почти в 2 раза, это  связано в первую очередь с  увеличением количества машин и  развитием инфраструктуры, а также  предпринимательской деятельности.

График  1.3 - Анализ по видам работ

Данный анализ показывает, что ручная и химическая мойка имеется почти во всех, а  автоматическая и мойка грузовых автомобилей только в некоторых автомойках, это объясняется нехваткой оборудования в связи с высокой стоимостью.

Диаграмма 1.5 - Анализ по продолжительности работы

Количество  автомоек, с режимом работы менее 24, составляет 55 в процентном соотношении, что на 10% больше тех, которые работают 24 часа. Это может быть связано с их отдаленностью от транспортного потока, с трудоемкостью работ или экономической неэффективности.  [31]

Вывод по главе: по выше изложенному анализу в городе Якутске отсутствуют автомойки с вторичным использованием воды. Таким образом, данная проблема является актуальной задачей. 

2. ГЛАВА II   ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

1. Расчет моечной станции

1. Мощность  моечной станции примем: 

                                N_м = 1000 авт/год = 125 авт/мес.

2. Число легковых автомобилей N, принадлежащих населению данного города определяем на основе статистических данных:

N= Аn/1000= 312000·300/1000 = 93600 авт.

(2.1)

где     А – численность населения города, в нашем случае население г. Якутска                на 1 сентября  2013 г. составило 312000 человека;

  n = 300 автомобилей на 1000 жителей;

3. Расчет количества автомобилей, использующих моечные услуги

     Учитывая, что часть владельцев автомобилей не пользуются услугами мойки, а выполняет самостоятельно, то расчетное количество автомобилей пользующихся услугами будет меньше:

N¢=NK=93600·0,25=23400 авт.

(2.2)

где К=0,25 – коэффициент учитывающий количество владельцев пользующихся моечными услугами;

4. Процентное соотношение обслуживаемых автомобилей по моделям:

                                              

                                   (2.3)

где   a% - доля автомобилей данной марки в общем количестве автомобилей, берется из табл. 2.1.

Таблица 2.1

Процентное  соотношение обслуживаемых автомобилей по моделям

Марка	Евро	Российские	Иномарки
а%	10	30	60

 

5. Расчет  числа рабочих дней моечной станции:

Д_Р = 365-31-28-30-31 = 245 дней;

Если учесть, что ориентировочно 30% составляют ненастные дни, то число  рабочих дней при постоянной загруженности  будет равно 150 дням.

6. Среднесуточное число заездов на моечную станцию:

                         авт.,                        (2.4 )

где Z=2,5 – среднее число заездов на моечную станцию одного автомобиля в год, т.к. автомобиль заезжает 2-3 раза в год.  [13, с. 4-11]

7. С учетом того, что механизированная мойка одного автомобиля занимает в среднем t_м=40 мин=0,7 часа, то максимальное количество заездов на моечную станцию за сутки:

                            N_макс.= t_см/ t_м=12/0,7 = 17,2 @ 17 авт.,                         (2.5)

где t_см - продолжительность рабочей смены = 12 ч;

8. Расчет расхода воды

Производительность (П) аппарата высокого давления Karcher K 2.38M 500 л/час = 8,3 л/мин, давление 120 бар.   Время (t), на одну машину с учетом постоянного напора воды равно 10 мин.

Расход воды:

на одну машину: Q₁ = П × t = 8,3×10 = 83 л                                                    (2.6)

за сутки: Q_с = Q₁×N_c = 83×10 = 830 л                                                               (2.7)

за месяц: Q_м= Q_с×Д_м = 830×30 = 24900 л                                                        (2.8)

за год: Q_г = Q_с×Д_р.д. = 830×245 = 203350 л                                                      (2.9)

Следовательно, в зависимости от степени загрязнения  на мойку одной машины может потребоваться  от 60л до 100л воды.

Максимальный  расход воды:

за сутки: Q_с = Q₁×N_c = 83×17 = 1411 л                                                           (2.10)

за месяц: Q_м= Q_с×Д_м = 1411×30 = 42330 л                                                    (2.11)

за год: Q_г = Q_с×Д_р.д. = 830×245 = 345695 л                                                  (2.12)                                                    

9. Расчет площади моечного участка

                            F_y = Sf_об×К^I_п, = 13,46×3,5 = 47,11 м² @ 50 м²                     (2.13)

где   Sf_об – суммарная площадь горизонтальной проекции по габаритным размерам оборудования, м²;

   К_п – коэффициент плотности расстановки оборудования;   [13, с. 13-14]

Таблица 2.2