畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-濕式清掃車清掃機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（全套圖紙）

畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告(論文) 報(bào)告(論文)題目： 濕式清掃車清掃機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 作者所在系部： 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專業(yè)： 車輛工程 作者所在班級(jí)： B13141 作 者 姓 名 ： 作 者 學(xué) 號(hào) ： 指導(dǎo)教師姓名： 完 成 時(shí) 間 ： 2017.05 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文北華航天工業(yè)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性及知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果歸北華航天工業(yè)學(xué)院所有，本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 濕式清掃車清掃機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì)（論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品或成果。對(duì)本設(shè)計(jì)（論文）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。因本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果歸北華航天工業(yè)學(xué)院所有。本人遵循北華航天工業(yè)學(xué)院有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的相關(guān)規(guī)定，提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本。本人同意北華航天工業(yè)學(xué)院有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以營(yíng)利為目的的前提下，可以公布非涉密畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容。特此聲明畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 年 月 日摘 要從我國(guó)開(kāi)始重視清掃車到現(xiàn)在，清掃車的形式經(jīng)過(guò)了從單一的純掃式發(fā)展到目前的多種型式，雖然很快的提高了產(chǎn)品性能和產(chǎn)品質(zhì)量，迅速縮短了與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距。但是情況仍然不容樂(lè)觀，我國(guó)清掃車的發(fā)展水平和國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家依舊無(wú)法相比，特別是在某些高端方面，例如可靠性、環(huán)保性等。本次畢業(yè)論文介紹了濕式清掃車清掃機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。說(shuō)明了在設(shè)計(jì)濕式清掃車清掃機(jī)構(gòu)時(shí)容易出現(xiàn)的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)清掃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，并且分析對(duì)比了各種相關(guān)專用設(shè)備的工作原理。最后還對(duì)清掃機(jī)構(gòu)各個(gè)設(shè)備如掃盤、吸嘴、集塵箱、風(fēng)機(jī)等的選擇進(jìn)行了仔細(xì)的對(duì)比分析，最大程度的保證了道路清掃作業(yè)的安全性與環(huán)保性。關(guān)鍵詞：濕式清掃車 清掃機(jī)構(gòu) 掃刷 掃盤 吸嘴 集塵箱 全套圖紙加1538937063ABSTRACTFrom the beginning of our country began to pay attention to the beginning of the sweeper to the present, the form of sweep from a single pure sweep to the current development of a variety of types, although soon improve product performance and product quality, quickly shorten the gap with the developed countries The Especially in the face of reform and opening up this good time, in the use of imported key parts of the auxiliary support of the product performance and reliability of the Sweeper have been greatly improved. But the situation is still not optimistic, the level of development of China's sweeper and foreign developed countries still can not be compared, especially in some high-end aspects, such as reliability, environmental protection and so on. This paper introduces the design of the wet sweeping sweeping mechanism. The design of the cleaning system is described in detail, and the working principle of various related special equipment is analyzed and compared. Finally, the cleaning mechanism of various equipment such as the sweep, nozzle, dust box, fan and other options for a careful comparison, the greatest degree of assurance of road cleaning operations of the safety and environmental protection.Key words: the path sweeps clear the vehicle cleaning mechanism sweeps the plate attracts the mouth the collection dust box the private car2目 錄摘 要1ABSTRACT2目 錄1第一章 緒論11.1道路清掃車改裝的意義和目的11.1.1道路清掃車改裝的意義11.2道路清掃汽車的發(fā)展現(xiàn)況與未來(lái)發(fā)展11.2.1道路清掃車的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀11.2.2道路清掃汽車的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀11.2.3道路清掃車的發(fā)展與展望11.3本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容2第二章 道路清掃車的總體設(shè)計(jì)32.1整車參數(shù)的確定32.1.1尺寸參數(shù)32.1.2質(zhì)量參數(shù)32.2發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)52.3 變速器52.4總體設(shè)計(jì)52.4.1工作原理52.4.2構(gòu)造及功能62.5本章小結(jié)6第三章 主要零件選擇及其設(shè)計(jì)83.1風(fēng)機(jī)的選擇83.1.1風(fēng)機(jī)的工作原理83.1.2風(fēng)機(jī)的選擇93.2副發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇103.3副發(fā)動(dòng)機(jī)與風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)113.4集塵箱的設(shè)計(jì)123.5集塵箱卸載擺臂的設(shè)計(jì)133.6掃盤掃刷的設(shè)計(jì)183.7掃盤的布置形式193.8吸嘴的設(shè)計(jì)193.9噴水頭、水泵、進(jìn)塵管和水箱的設(shè)計(jì)203.10本章小結(jié)21第四章 清掃系統(tǒng)的動(dòng)力設(shè)計(jì)與計(jì)算224.1清掃系統(tǒng)的動(dòng)力選擇224.2掃盤的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)選擇224.3水泵馬達(dá)的選擇224.4液壓缸的選擇234.5液壓泵的選擇234.6油路控制244.7取力器的選擇254.8本章小結(jié)26第五章 結(jié)論27致 謝28參考文獻(xiàn)29第一章 緒論1.1道路清掃車改裝的意義和目的1.1.1道路清掃車改裝的意義（1）提高在城市中的居民的生存質(zhì)量；（2）可以提高城市環(huán)境質(zhì)量，使其可以滿足國(guó)家的環(huán)境指標(biāo)；（3）避免路面因?yàn)榛覊m或垃圾過(guò)早過(guò)度的破損；（4）提高清掃工作效率，降低成本，可以節(jié)約人力物力；1.2道路清掃汽車的發(fā)展現(xiàn)況與未來(lái)發(fā)展1.2.1道路清掃車的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)在20世紀(jì)60年代開(kāi)始發(fā)展道路清掃車于20世紀(jì)60年代。但我國(guó)第一輛吸掃式清掃車出現(xiàn)于80年代末。因?yàn)槲鼟呤角鍜哕嚀碛休^多優(yōu)點(diǎn)，例如清掃效率高，清掃能力強(qiáng)等，所以它可以被廣泛使用。到了21世紀(jì)，由于市場(chǎng)呈現(xiàn)多元化等因素，促進(jìn)了清掃車的發(fā)展。與此同時(shí)濕式清掃車也出現(xiàn)了。因?yàn)闈袷角鍜哕囷L(fēng)道結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，也不需要采用灰塵過(guò)濾器，同時(shí)又具有清掃效率高、二次污染小的優(yōu)勢(shì)，獲得了大家的喜歡。但由于全國(guó)各地氣候差別大，尤其是在寒冷狀態(tài)下，濕式清掃車的做種效果更是大打折扣。同時(shí)在高速以及城市高架橋處，由于給水不方便，更加影響了濕式清掃車工作的持續(xù)性。這些劣勢(shì)也需要以后科技發(fā)展來(lái)克服。1.2.2道路清掃汽車的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 歐洲在19世紀(jì)20年代開(kāi)始發(fā)展道路清掃保潔機(jī)械，但到了20世紀(jì)40年代就可以批量生產(chǎn)掃路車，如英國(guó)的Johnston、美國(guó)的ELGIN、德國(guó)的FAUN-KUKA等，這些公司生存的掃路車不管從銷售規(guī)模還是可靠性和技術(shù)水平都比國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的掃路車有優(yōu)勢(shì)，而且發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在向緊湊、環(huán)保、多功能發(fā)展，并開(kāi)始采用新材料。1.2.3道路清掃車的發(fā)展與展望 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，人們對(duì)生存質(zhì)量的要求愈來(lái)愈高，交通便捷也越來(lái)越成為成為社會(huì)發(fā)展的迫切需要，高等級(jí)公路的速度發(fā)展使多年來(lái)的人工清掃不再適合我國(guó)高等級(jí)公路的需要，所以清掃車的發(fā)展將會(huì)越來(lái)越好，而濕式清掃車做為清掃車之中的一種也會(huì)隨之進(jìn)一步迅猛發(fā)展，而且應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛，不僅用于道路，甚至進(jìn)入工廠及各家各戶。但是濕式清掃車還有眾多缺點(diǎn)仍然需要以后克服。1.3本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：（1）清掃形式的選擇；（2）二類底盤的計(jì)算與選擇；（3）清掃刷的設(shè)計(jì)；（4）吸塵系統(tǒng)的選擇和設(shè)計(jì)；（5）集塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算；（6）灑水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算；（7）整車液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算；第二章 道路清掃車的總體設(shè)計(jì)2.1整車參數(shù)的確定2.1.1尺寸參數(shù)（1）外廊尺寸搭載設(shè)計(jì)的清掃機(jī)構(gòu)的濕式清掃車總長(zhǎng)度為13400m，車高為3500m，車寬為2480mm。（2）軸距搭載設(shè)計(jì)的清掃機(jī)構(gòu)的濕式清掃車的軸距為5200mm。（3）輪距搭載設(shè)計(jì)的清掃機(jī)構(gòu)的濕式清掃車的輪距前后都為1800mm左右。（4）前、后懸搭載設(shè)計(jì)的清掃機(jī)構(gòu)的濕式清掃車前懸為1205mm，后懸為1700mm。2.1.2質(zhì)量參數(shù)（1）裝載質(zhì)量 搭載設(shè)計(jì)的清掃機(jī)構(gòu)的濕式清掃車的裝載質(zhì)量大約為7000kg。（2）整備質(zhì)量 搭載設(shè)計(jì)的清掃機(jī)構(gòu)的濕式清掃車的整備質(zhì)量大約為11000kg。（3）總質(zhì)量 總質(zhì)量的計(jì)算公式為 （2.1）式中：mp乘員質(zhì)量kg，按座位數(shù)計(jì)，65kg/人。搭載設(shè)計(jì)的清掃機(jī)構(gòu)的濕式清掃車的總質(zhì)量為12000kg左右。結(jié)上選擇東風(fēng)牌EQ1122GZ12D7載貨汽車二類底盤進(jìn)行改裝。東風(fēng)牌EQ1122GZ12D7載貨汽車二類底盤的主要參數(shù)見(jiàn)表2.1、2.2和2.3。表2.1 底盤質(zhì)量參數(shù)底盤型號(hào)EQ1122GZ12D7空載整備質(zhì)量/kg4750前軸軸載質(zhì)量/kg4970后軸軸載質(zhì)量/kg7465額定軸載質(zhì)量分配前軸最大軸載質(zhì)量/kg5000后軸最大軸載質(zhì)量/kg10000表2.2 性能參數(shù)底盤型號(hào)單位或代號(hào)EQ1122GZ12D7最高車速Km/h95最大爬坡度%23油箱容積L280百公里油耗L35最小轉(zhuǎn)彎直徑m12.5駐車坡度%20表2.3 尺寸參數(shù)外型尺寸總長(zhǎng) OL8995總寬 OW2430高 OH2700軸距 WB5200前懸 FOH1180后懸 ROH2615車架前高 FHF650車架后高 FHR700輪距前輪 N11845后輪 N21640后輪胎最外尺寸 N3974車架外寬 N4 860車架可用長(zhǎng)度 M0 5530駕駛室后圍位置 M1 870蓄電池位置 M21433儲(chǔ)氣筒位置 M32198油箱位置 M4 2016表2.3 尺寸參數(shù) 續(xù)表接近角（度）34離去角（度）402.2發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的濕式清掃車的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)見(jiàn)表2.4。表2.4發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)型式 直列四缸、四沖程水冷柴油增壓發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) C240 10額定轉(zhuǎn)速r/min 2200額定功率KW (2200r/m) 235最大轉(zhuǎn)矩N·M(1500r/min) 880最低燃油消耗率g/(KW·h) 200缸徑×沖程mm 114×135排量L 8.3壓縮比 17.3：1工作順序 1-5-3-6-2-4燃油：夏季采用0號(hào)輕柴油：冬季則根據(jù)氣溫選用合適的輕柴油2.3 變速器變速器參數(shù)見(jiàn)表2.5。表2.5 變速器傳動(dòng)比一檔二檔三檔四檔五檔六檔倒檔5.6063.6272.3131.48710.795.0452.4總體設(shè)計(jì)2.4.1工作原理該濕式道路清掃車是由汽車底盤、副發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、垃圾箱、水箱、油箱、掃刷、吸盤等組成。見(jiàn)圖2.1掃刷將垃圾掃至指定位置,吸塵系統(tǒng)的高壓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生高速運(yùn)動(dòng)的氣流,在吸盤處造成較強(qiáng)負(fù)壓,將垃圾吸入垃圾箱。因?yàn)槔淇臻g突然變大,氣流速度忽然降低,此時(shí)集塵箱在兩進(jìn)灰口交匯區(qū)噴出高壓霧化水，把進(jìn)出集塵箱內(nèi)的灰塵變濕潤(rùn)，被霧化水濕潤(rùn)的塵土、垃圾及體積質(zhì)量較小的顆粒在重力作用下降到垃圾箱底部,而樹(shù)葉、紙張等被網(wǎng)擋住,細(xì)小顆粒繼續(xù)經(jīng)垃圾箱隔板、擋板等進(jìn)行二次降塵,使空氣進(jìn)一步凈化,最終經(jīng)風(fēng)機(jī)再次回吹到吸塵口。圖2.1 道路清掃總體布置2.4.2構(gòu)造及功能（1）副發(fā)動(dòng)機(jī)及風(fēng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)該系統(tǒng)替風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力,副發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后帶動(dòng)風(fēng)機(jī)工作。副發(fā)動(dòng)機(jī)采用BN492QA柴油機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行為750800r/min,最高工作轉(zhuǎn)速限制為2200r/min。該發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩為175.1N.m/2200r/min,最大功率為57.4KW、3800r/min。根據(jù)要求風(fēng)機(jī)采用927-5B型。（2）吸盤裝置吸盤裝置由吸盤、吸管、拖桿、側(cè)滾輪、后滾輪等組成。作用是吸取垃圾。（3）清掃裝置該清掃裝置是由左、右兩清掃裝置組成。作用是清掃垃圾。（4）垃圾箱垃圾箱為密閉的簿壁焊接容器。作用是沉積垃圾和去除灰塵（5）液壓與電氣系統(tǒng)液壓系統(tǒng)是由液壓泵、液壓馬達(dá)、液壓缸、電磁閥、單向節(jié)流閥、液壓油箱等組成。作用是控制清掃機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。（6）灑水系統(tǒng)灑水系統(tǒng)是由水泵、噴嘴等組成。作用是壓塵和減少二次污染。該系統(tǒng)選用的是水泵三缸活塞泵，額定轉(zhuǎn)速820r/min，最高轉(zhuǎn)速1200r/min，流量30L/min，最高壓力3Mpa，最大耗用功率1.86KW。2.5本章小結(jié)本章主要是初步分析了整車方案，不但基本確定了整車方案中所用到的基本參數(shù)。而且確定了整車設(shè)計(jì)的基本方案。第三章 主要零件選擇及其設(shè)計(jì)3.1風(fēng)機(jī)的選擇3.1.1風(fēng)機(jī)的工作原理濕式清掃車主要靠的是風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高速氣流對(duì)垃圾塵粒的作用力來(lái)吸取塵粒。該作用力有兩種形式，即空氣流動(dòng)對(duì)垃圾塵粒產(chǎn)生的動(dòng)壓和風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高速氣流直接對(duì)垃圾塵粒產(chǎn)生的負(fù)壓(靜壓)，倆種壓力之和為風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓，但是吸取垃圾塵粒主要靠風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)壓。依據(jù)動(dòng)能定理 （3.1） 可知風(fēng)速越大，動(dòng)壓就越大。其中，E風(fēng)的動(dòng)能； M空氣介質(zhì)的密度； V空氣的流速。根據(jù)伯努利方程可知 （3.2）當(dāng)吸塵系統(tǒng)中的氣流通過(guò)一個(gè)收縮(節(jié)流)截面時(shí)，氣流速度增加，因此動(dòng)能增加，從而使加速處的靜壓力降低。依據(jù)式(3.1)可以看出如果要獲得較大的流速，那么吸嘴的風(fēng)流截面應(yīng)該越小越好。依據(jù)幾種典型風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)繪制風(fēng)機(jī)的流量。圖3.1 幾種風(fēng)機(jī)的流量和功率曲線從圖3.1可以看出，風(fēng)機(jī)所需的能量會(huì)隨著風(fēng)流量的增加而會(huì)增加，所以在滿足設(shè)計(jì)的要求下，應(yīng)該盡量選擇較小流量的風(fēng)機(jī)。3.1.2風(fēng)機(jī)的選擇濕式清掃車想要吸拾塵粒，應(yīng)該滿足以下條件F吸拾> G塵粒 （3.3） 式中：F吸拾力，N；G塵粒本身的重力，N。吸拾塵粒所需的負(fù)壓為 p1d24>gd36 （3.4）式中：理想狀態(tài)下吸拾垃圾塵粒所需要的負(fù)壓，pa； 密度，kg/； d直徑（或當(dāng)量直徑），mm。因?yàn)闀?huì)有能量損失，所以需要工況系數(shù)k來(lái)補(bǔ)充p2=kp1 （3.5）在此，取動(dòng)壓是全壓的20%計(jì)算，于是，所需風(fēng)機(jī)的全壓為p3=p21-20%=1.25kp1 （3.6）濕式清掃車會(huì)有壓力損耗。除塵方式的壓力損耗如表3.1。表3.1常用除塵形式的壓力損耗.質(zhì)性除塵重力除塵袋式除塵1001500501507001000因?yàn)榇匠龎m基本不會(huì)濕式清掃車上應(yīng)用，所以慣性除塵和重力除塵的最大壓力損失之和1650Pa，結(jié)合式（3.2）、（3.3）、（3.4）可得風(fēng)機(jī)需要的全風(fēng)壓應(yīng)滿足以下關(guān)系式 （3.7）式中：掃路車在實(shí)際應(yīng)用具有的全風(fēng)力。根據(jù)實(shí)際情況取K=1.2，當(dāng)量直徑d=150mm,能吸入最大灰粒重量大約為3kg。則p吸拾=561.2×34×3.14×0.1533×10×0.15+1650=1653.1847w下面開(kāi)始選擇風(fēng)機(jī)型號(hào): （1） 計(jì)算隧道內(nèi)所需的通風(fēng)量； （2）計(jì)算所需總推力 It=p×At （3.8）其中，At：風(fēng)口橫截面積(m2) ：p：各項(xiàng)阻力之和(Pa)。風(fēng)機(jī)性能參數(shù)見(jiàn)表3.2表3.2 9-26-5型離心通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)傳動(dòng)方式轉(zhuǎn)速流量全壓內(nèi)效率內(nèi)功率所需功率V帶傳動(dòng)2900r/min4293m3/h6035pa77.2%9.12kw10.5kw3.2副發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇選擇副發(fā)動(dòng)機(jī)的要求如下：(1)能滿足驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)的要求；(2)質(zhì)量體積油耗在滿足要求的條件下越小越好；(3)價(jià)格越低越好。根據(jù)以上考慮選擇為：BN49QA，最大扭矩為171.5N.M/2200r/min，最大功率為57.4kw/3800r/min。3.3副發(fā)動(dòng)機(jī)與風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)依據(jù)風(fēng)機(jī)和副發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，風(fēng)機(jī)與副發(fā)動(dòng)機(jī)采用V帶傳動(dòng)，由于風(fēng)機(jī)工作載荷變動(dòng)很小，選擇工作系數(shù)故功率為又由，轉(zhuǎn)速n=2900r/min，選擇SPZ窄V帶。又因?yàn)閼?yīng)不小于63mm，故取=100mm 因?yàn)閹л唫鲃?dòng)比 （3.9） d2=n1n2d11-=5696.89mm為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速2 900r/min，為發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)速2 2003 800r/min，為風(fēng)機(jī)帶輪，副發(fā)動(dòng)機(jī)帶輪。取。驗(yàn)算帶速 （3.10）帶速在5-25m/s范圍，滿足要求。初選中心距a0=1.5d1+d2=345mm取=450mm，符合0.7<<2帶長(zhǎng) （3.11）參照表13-2，窄帶SPZ取L=1250mm。實(shí)際中心距 a=a0+Ld-L02=450mm驗(yàn)算小帶輪包角 （3.12）滿足要求。求v帶根數(shù)Z （3.13）式中：?jiǎn)胃鵙帶的基本功率； 單根V帶i時(shí)額定功率的增量； 包角修正系數(shù)； 帶常修正系數(shù)。查表13-5的=3.90kw。故傳動(dòng)比i i=d2d11-=1.3查表13.5得=0.35又=查13-7和13-2得，=3.589 （3.14）取Z=4根。作用在帶輪上的力查表13.1得SPZ窄V帶單位長(zhǎng)度質(zhì)量q=0.17kg/m，由 （3.15）作用在軸上壓力為FQ=2ZF0sin12=1807N （3.16）3.4集塵箱的設(shè)計(jì)集塵箱是集塵系統(tǒng)主要組成部分。圖3-2為設(shè)計(jì)清掃車集塵箱的結(jié)構(gòu)示意圖。濕式清掃車工作時(shí),進(jìn)入集塵箱的高速流動(dòng)的垃圾,因?yàn)榧瘔m箱體內(nèi)部空間大,氣流在集塵箱內(nèi)速度迅速降低,而當(dāng)氣流速度低到一定程度后,在垃圾本身重力的作用下,垃圾將會(huì)與氣流分離并沉積在集塵箱的底部,與此同時(shí)氣流會(huì)經(jīng)由集塵箱的頂部,通過(guò)風(fēng)機(jī)排出集塵箱,到達(dá)吸盤作為二次凈化。圖3.2 集塵箱結(jié)構(gòu)圖3.2為本設(shè)計(jì)集塵箱結(jié)構(gòu)示意圖，提高吸盤至集塵箱體內(nèi)部的管道高度，增加圓弧擋板。這樣可以使高速氣流主要集中在從吸盤導(dǎo)管的出口處與集塵箱內(nèi)部擋板處，而且高速氣流所占容積很小。因此高速氣流離開(kāi)內(nèi)部擋板后，氣流速度迅速降低。而且這樣做可以使集塵箱體內(nèi)部大部分區(qū)域的氣流速度比較均勻，其最高氣流速度較低，也有利于垃圾與氣流的分離沉積。3.5集塵箱卸載擺臂的設(shè)計(jì)集塵箱卸載才用擺臂卸載，用擺臂卸載有利于卸載時(shí)整車的穩(wěn)定。圖3.3 集塵箱卸載擺臂結(jié)構(gòu)擺臂的材料為45鋼，擺臂折點(diǎn)采用接點(diǎn)表面焊接而成。擺臂受力如圖所示，因?yàn)閿[臂在上升時(shí)候B點(diǎn)受力最大，所以B點(diǎn)強(qiáng)度滿足則整個(gè)擺臂滿足要求。圖3.4 集塵箱卸載擺臂受力分析 （3.17） （3.18） （3.19）式中:齒輪齒寬中間平面上的徑向力（N）；齒輪齒寬中間平面上的圓周力（N）；彈性模量（MPa），=2.1×105 MPa；慣性矩（mm4），對(duì)于實(shí)心軸，；軸的直徑（mm），花鍵處按平均直徑計(jì)算；、齒輪上的作用力距支座A、B的距離（mm）； 支座間的距離（mm）。軸的全撓度為mm。擺臂在垂直面和水平面內(nèi)撓度的允許值為=0.050.10mm，=0.100.15mm。銷軸1、2、3的材料都為45鋼。銷軸1、2、3的直徑分別為72mm、90mm、50mm。銷軸結(jié)構(gòu)如圖3.5所示：圖3.5 集塵箱卸載擺臂結(jié)構(gòu)銷軸當(dāng)擺臂作業(yè)時(shí)，校核三銷軸。計(jì)算輸入軸的支反力。NNN（1）垂直面內(nèi)支反力對(duì)點(diǎn)取矩，由力矩平衡可得到 （3.20）將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.18）式，解得，=11868N對(duì)2點(diǎn)取矩，由力矩平衡公式可解得，。（2）水平面內(nèi)的支反力由力矩平衡和力的平衡可知 （3.21） （3.22）將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入（3.20）、（3.21）兩式，得到：（3）計(jì)算垂直面內(nèi)的彎矩 B點(diǎn)的最大彎矩為N·mm（4）計(jì)算水平面內(nèi)的彎矩N·mm（5）計(jì)算合成彎矩N·mm 軸的應(yīng)力為 （3.23）式中:（N.m）；軸的直徑（mm），抗彎截面系數(shù)（mm3）。將數(shù)據(jù)代入得MPa在作業(yè)時(shí)，400MPa，符合要求。經(jīng)校核1、3銷軸都滿足要求。舉升液壓缸銷軸的校核，舉升液壓缸銷軸L=840mm，d=40mm，材料45鋼。銷軸受力如圖3.6所示：圖3.6 液壓舉升銷軸受力圖計(jì)算輸入軸的支反力。N（1）垂直面內(nèi)支反力由力矩平衡可得 （3.24）將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.18）式，解得，=8724N（2）水平面內(nèi)的支反力由力矩平衡和力的平衡可知 （3.25） （3.26）將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入（3.20）、（3.21）兩式，得到（3）計(jì)算垂直面內(nèi)的彎矩B點(diǎn)的最大彎矩為N·mm（4）計(jì)算水平面內(nèi)的彎矩N·mm（5）計(jì)算合成彎矩N·mm軸在轉(zhuǎn)矩和彎矩的同時(shí)作用下，其應(yīng)力為 （3.27）式中:（N.m）；軸的直徑（mm），抗彎截面系數(shù)（mm3）。將數(shù)據(jù)代入得MPa在作業(yè)時(shí)，400MPa，符合要求。經(jīng)過(guò)校核之后1、3銷軸都滿足強(qiáng)度要求。3.6掃盤掃刷的設(shè)計(jì)圖3.7 掃盤掃刷結(jié)構(gòu)綜合考慮本次清掃機(jī)構(gòu)中的掃刷如圖3.7所示，掃盤直徑d=216mm, 厚h=40mm，材料45，最大掃刷直徑D=500mm.刷毛長(zhǎng)度（mm）：200230，刷毛數(shù)量（根）：500±10，刷毛直徑（mm）：2.7，材質(zhì)：PP聚丙烯或PE聚乙烯。3.7掃盤的布置形式這次設(shè)計(jì)我們采用中置四掃盤后置吸嘴式布置形式，因?yàn)槠鋼碛星鍜咦鳂I(yè)時(shí)容易觀茬、工作時(shí)容易操作、進(jìn)行清掃工作的效果好等優(yōu)點(diǎn),它的清掃路面寬度可達(dá)3.5 m,清掃工作的速度也可以達(dá)到30 km/h,可以吸入粒度較大的垃圾(最大可達(dá)125 mm)從而提高道路掃凈度，并且對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生的污染較小,最適合進(jìn)行剛性水泥或其它硬性路面的清掃工作。掃盤的布置形式如圖3.8所示：圖3.8 掃盤布置形式3.8吸嘴的設(shè)計(jì)吸嘴的作用是把前方掃刷掃進(jìn)車輛中部的垃圾塵粒由地面輸送到垃圾箱體內(nèi)的一種垃圾導(dǎo)向輸送裝置，是清掃車的一個(gè)重要工作裝置。整車吸塵的效果是由吸嘴結(jié)構(gòu)、性能的好壞直接影響的。如圖3.9所示該機(jī)構(gòu)通過(guò)銷軸一端與吸嘴支耳相連，另一端與車架相連，通過(guò)液壓缸和拉桿的動(dòng)作來(lái)控制吸嘴的升降情況。吸嘴體通過(guò)銷軸雖然只能繞該機(jī)構(gòu)上下跳動(dòng)。當(dāng)遇到地面凹凸不平的情況時(shí)，因?yàn)槲觳荒軘[動(dòng)，伴著地面高度相對(duì)的升高，吸嘴體也整體被提升，這樣就會(huì)使得吸嘴體和地勢(shì)低的一邊間隙加大了，這樣會(huì)造成底部漏風(fēng)，吸力下降的結(jié)果，從而無(wú)法達(dá)到良好的清掃效果。如果吸嘴升降直接由油缸的伸縮來(lái)控制可以解決這個(gè)問(wèn)題。單作用液壓缸一端通過(guò)拉桿形卸扣與吸嘴支耳相連，當(dāng)吸嘴放下時(shí)，活塞桿伸出的長(zhǎng)度變長(zhǎng)，因?yàn)榍粌?nèi)沒(méi)有壓力，吸嘴和油缸可以由路面的高低來(lái)確定升降，這樣吸嘴就可以不受影響。在前方的導(dǎo)向桿通過(guò)由鉸接座和銷軸組成的鉸接機(jī)構(gòu)和吸嘴相連。鉸接座的兩個(gè)銷孔布置為十字交叉形式，銷軸起到連接導(dǎo)向桿和鉸接座、鉸座和吸嘴體的作用，從而使吸嘴體可繞銷軸前后左右擺動(dòng)。當(dāng)路面凹凸不平時(shí)，吸嘴可以永遠(yuǎn)和地面保持平行，使離地間隙基本保持不變，從而不會(huì)影響風(fēng)機(jī)吸力，這樣做的另一個(gè)號(hào)出事可以減輕由于對(duì)地面撞擊而產(chǎn)生的噪音，增強(qiáng)吸嘴的耐用性。吸嘴結(jié)構(gòu)如圖3.9所示。圖3.9 吸嘴結(jié)構(gòu)3.9噴水頭、水泵、進(jìn)塵管和水箱的設(shè)計(jì)參照同類車型水泵選用三缸活塞，三缸活塞泵的性能參數(shù)見(jiàn)表3.3。表3.3 活塞泵性能參數(shù)額定轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速流量最高壓力最大耗用功率820r/min1200r/min30L/min3Mpa1.86kw表3.4 2001YBS型精細(xì)霧化噴嘴性能參數(shù)流量代碼入口接頭噴射角度噴嘴流量平均粒徑異物直徑Y(jié)bs003螺紋801.89L/min70um0.5mm根據(jù)噴水頭和作業(yè)時(shí)間選擇水箱，令噴水頭每分鐘的噴水量為Q,時(shí)間t，噴石頭流量為v,則Q=nvt=4×1.89L/min×1=7.56L/min （3.28）如果濕式清掃車工作12小時(shí)，則水箱的容積為Q水箱=7.56Lmin×12h×60min=5443.2L5t （3.29）水箱設(shè)計(jì)為方形，其效容積5能滿足設(shè)計(jì)要求。進(jìn)塵管選擇GL-19pu351風(fēng)管，材料：B彈性鋼絲生產(chǎn)；直徑：60mm-130mm； 風(fēng)速：35/s。3.10本章小結(jié)本章主要是選用和設(shè)計(jì)了濕式清掃車清掃機(jī)構(gòu)的主要零部件，并且對(duì)所選擇和設(shè)計(jì)零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能分析，整體分析和精選其實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)型、安全性等。第四章 清掃系統(tǒng)的動(dòng)力設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1清掃系統(tǒng)的動(dòng)力選擇液壓系統(tǒng)通過(guò)動(dòng)力源控制機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)三個(gè)環(huán)節(jié)完成自己的工作。其中液壓泵為主要?jiǎng)恿υ?；一些輸油管和各種閥的連接機(jī)構(gòu)是傳輸控制裝置；液壓馬達(dá)和液壓缸則是執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)的濕式清掃車清掃機(jī)構(gòu)選用液壓傳動(dòng)。采取取力器從變速器取力，從而驅(qū)動(dòng)液壓泵，是液壓泵可以驅(qū)動(dòng)掃盤馬達(dá)、水泵馬達(dá)和液壓缸。4.2掃盤的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)選擇綜合實(shí)際情況選用掃盤轉(zhuǎn)速大約為200r/min。所以選用山東濟(jì)寧液壓件廠生產(chǎn)的BM100P擺線液壓馬達(dá)4個(gè)。馬達(dá)與掃盤用聯(lián)軸器連接。聯(lián)軸器選用凸緣聯(lián)軸器（GB/T5843-1986）YLD9。表4.1 BM100P擺線液壓馬達(dá)主要參數(shù)排量額定壓力額定轉(zhuǎn)速額定扭矩最大被壓輸出功率重量總效率100mm/L10Mpa200r/min100N.M4Mpa2.05KW5.7kg60%4.3水泵馬達(dá)的選擇依據(jù)水泵參數(shù)，驅(qū)動(dòng)水泵所需扭矩：T=9550Pn=95501.86820=21.7N.m （4.1）綜合以上分析選用YM-B61BJL型中壓雙作用葉片馬達(dá)1個(gè)，用聯(lián)軸器將馬達(dá)與掃盤連接。聯(lián)軸器選用凸緣聯(lián)軸器（GB/T5843-1986）YLD3。表4.2 YM-B61BJL型中壓雙作用葉片馬達(dá)主要參數(shù)排量額定壓力最高壓力額定轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩重量安裝尺寸61.13mL/r6.3Mpa7Mpa1000r/min2000r/min43.16N.m12.7kg腳架安裝4.4液壓缸的選擇掃盤升降液壓缸的選用依據(jù)裝配尺寸和升降力，選用煙臺(tái)市生產(chǎn)液壓缸廠成產(chǎn)的輕型拉桿液壓缸W70l-1-2LB100B-40R700-AB液壓缸2個(gè)。 集塵箱舉液壓缸的選用依據(jù)裝配尺寸和舉升力，選用武漢油缸廠成產(chǎn)的DG-JB60C-L1100-的液壓缸1個(gè)DG-JB60C-L-液壓缸。4.5液壓泵的選擇4個(gè)掃盤馬達(dá)，1個(gè)水泵，3個(gè)液壓缸又液壓泵驅(qū)動(dòng)個(gè)面具液壓馬達(dá)性能參數(shù)和液壓損失、液力損失和泄漏等因素，液壓泵應(yīng)該滿足Q泵>4q掃+q水=4v掃掃+v水水=9200mL/r式中：泵的流量； 掃盤驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的流量； 水泵驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的流量； 掃盤驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速； 水泵驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速； 掃盤驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的流量； 水泵驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的流量；液壓泵的額定液壓應(yīng)該比液壓馬達(dá)和液壓缸中的任何一個(gè)都要大，所以選用液壓泵的額定壓力大于16Mpa。結(jié)合以上分析選用長(zhǎng)江液壓件廠生產(chǎn)的外嚙合齒輪泵CBG2040。表4.3 外嚙合齒輪泵CBG2040的主要參數(shù)排量額定壓力最高壓力額定轉(zhuǎn)速最高轉(zhuǎn)速工作油溫容積效率總效率驅(qū)動(dòng)功率40.6mL/r16Mpa20Mpa2000r/min3000r/min-2080°92%83%47.2kw4.6油路控制液壓回路的控制方式主要有機(jī)械式控制和電磁閥控制倆種形式，本次設(shè)計(jì)采取電磁閥控制，因?yàn)橐簤合到y(tǒng)中掃盤上升和舉升集塵箱卸載的時(shí)候需要保壓，所以系統(tǒng)采用彈簧蓄能器來(lái)滿足保壓需求。蓄能器選用CF-7-Ea10BF蓄能器。本次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)需要控制掃盤和集成箱的上升速度，所以系統(tǒng)裝置了節(jié)流閥，依據(jù)要求，掃盤上升時(shí)間為60S，所以選用的節(jié)流閥為YF2-QS-010節(jié)流閥。油路控制原理見(jiàn)圖4.1。圖4.1 液壓控制圖原理圖作業(yè)循環(huán)表見(jiàn)表4.4所示：表4.4掃車作業(yè)循環(huán)表動(dòng)作名稱電磁鐵狀態(tài)1YA2 YA3 YA4 YA5 YA6 YA7 YA掃盤下降+-+掃盤作業(yè)-+掃盤上升-+-掃盤鎖止-集塵箱上升+-+集塵箱鎖止-+清掃作業(yè)+運(yùn)輸行走-4.7取力器的選擇取力器的作用是驅(qū)動(dòng)液壓泵，因?yàn)橐簤罕抿?qū)動(dòng)功率為47.2kw，而且取力器的輸出功率應(yīng)該大于泵的驅(qū)動(dòng)功率，綜合考慮選用東風(fēng)4205KP-010取力器。表4.5 4205KP-010取力器技術(shù)參數(shù)取力器型號(hào)4205KP1-010速比1.216輸出方式法蘭（矩形內(nèi)花鍵連接）最大輸出扭矩400N.m輸出旋轉(zhuǎn)方式于發(fā)動(dòng)機(jī)相反操縱方式遠(yuǎn)距離電控操縱變速器取力窗口及其取力器接口尺寸和安裝尺寸見(jiàn)圖4.2和4.3圖4.2 變速器取力窗口和取力器接口尺寸圖4.3 取力器安裝位置圖4.8本章小結(jié)本章對(duì)濕式清掃車清掃系統(tǒng)的動(dòng)力來(lái)源和動(dòng)力傳動(dòng)做了詳細(xì)的介紹，也詳細(xì)分析計(jì)算了清掃系統(tǒng)的動(dòng)力性。第五章 結(jié)論 本次濕式清掃車清掃機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)大多是以最新QC/T29lll-993掃路車技術(shù)條件和QC/T51-993掃路車性能試驗(yàn)方法為參考完成的。研究了解現(xiàn)有車型的設(shè)計(jì)原理和參數(shù)選定,完成了了濕式清掃車清掃機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是清掃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。研究的內(nèi)容和成果如下：（1）設(shè)計(jì)清掃寬度為2800mm，清掃速度為520km的道路清掃車；（2）濕式清掃車清掃機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是按照QC/T29lll-993掃路車技術(shù)條件和QC/T51-993掃路車性能試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)和要求來(lái)進(jìn)行選用和設(shè)計(jì),從整車的安全性能、實(shí)用性能、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性入手設(shè)計(jì)清掃系統(tǒng)、集成系統(tǒng)和對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)的選擇；27