改裝道路清掃車設計【含CAD圖紙、說明書】

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畢業(yè)設計任務書 姓 姓名： 院（系）：交通運輸 專業(yè) 專業(yè)：車輛工程 班 號： 任務 任務起止日期： 2010 年 10 月 11日至2010年12月28 日 畢業(yè) 畢業(yè)設計題目： 改裝道路清掃車設計 立題 立題的目的和意義： 道路清掃人員為之付出了大量的工作；為了減輕道路清掃人員的勞動強度因此設計道路清掃車，將道路清掃工作實現(xiàn)自動化的，垃圾的裝卸實現(xiàn)自動化。通過在選定車型上進行改裝從而實現(xiàn)其功能。 技術 技術要求與主要內容： 1、 選定車型，制定總體設計方案。 2、 選擇動力源， 3、 設計動力部分、清掃部分、吸取部分、儲存和倒泄垃圾部分，要求通過計算得出相應的結論。 4、 設計操縱機構和執(zhí)行機構。 5、 完成汽車改裝整體布置0號圖紙一張。 6、 完成個部分的裝配圖紙0號一張 7、 完成其它部分布置圖紙若干。 8、 撰寫設計說明書10000字以上。 9、 參考論文10篇以上 進度安排： 10.11——10.13 調研選題 2010.10.14——10.22 調研撰寫開題報告 2010.10.22 開題檢查 2010.10.23——11.19 完成所有設計草圖 2010.11.26 中期檢查 2010.11.27——12.10 集體完成正式圖紙，論文草稿 2010.12.10——12.16 撰寫論文 2010.12.16 上交論文 2010.28—— 答辯 同組 同組設計者及分工： 指導 指導教師簽字 年 月 日 系（ 系（教研室）主任意見： 系（ 系（教研室）主任簽字 　　　　　　　 年 　月　 　日 I 摘要 路 面 清 掃 車 是 近 幾 年 發(fā) 展 起 來 的 路 面 養(yǎng) 護 專 用 車 輛 ， 主 要 用 于 高 等 級 路 面 和 城 市 路 面 以 及 廣 場 的 垃 圾 清 掃 。 路 面 清 掃 車 不 但 可 以 清 掃 垃 圾 ， 而 且 還 可 對 道 路 上 的 空 氣 介 質 進 行 除 塵 凈 化 ， 既 保 證 了 道 路 的 美 觀 ， 維 護 了 環(huán) 境 的 衛(wèi) 生 ， 維 持 了 路 面 的 良 好 工 作 狀 況 ， 又 減 少 和 預 防 了 交 通 事 故 的 發(fā) 生 以 及 進 一 步 延 長 了 路 面 的 使 用 壽 命 。 除 塵 裝 置 是 清 掃 車 作 業(yè) 保 潔 的 技 術 關 健 ， 傳 統(tǒng) 的 機 械 傳 動 形 式 的 道 路 清 掃 車 油 耗 大 、 傳 動 損 失 大 、 噪 音 大 ， 并 且 清 掃 效 果 不 佳 。 本 文 介 紹 了 目 前 國 內 路 面 清 掃 車 的 現(xiàn) 狀 ， 分 析 了 除 塵 裝 置 ， 對 清 掃 車 的 總 體 進 行 布 置 。 提 出 了 除 塵 裝 置 中 機 械 傳 動 形 式 的 改 進 ， 改 變 了 原 有 的 道 路 清 掃 車 的 一 些 關 鍵 缺 點 ， 實 現(xiàn) 了 動 能 的 最 大 利 用 率 ， 大 大 提 高 了 道 路 清 掃 車 的 清 掃 效 果 和 清 掃 效 率 。 關 鍵 字 路 面 清 掃 車 ， 除 塵 裝 置 ， 機 械 傳 動 形 式 的 改 進 II Abstract Summary of the road sweeper was developed in recent years dedicated road maintenance vehicles, mainly for high-grade roads and urban roads, and trash from the square. Road sweeper sweeping not only refuse, but also on the road dust on the air purification media, both to ensure the road's appearance, maintaining the environment, health, maintain good working conditions of the road, but also to reduce and prevent the traffic accidents place and further extend the life of the pavement. Dust removal device is a sweeper cleaning technology Key job transfer, mechanical drive systems forms a large road sweeping vehicles fuel consumption, transmission losses of, noisy and ineffective cleaning basic statement. This article describes the current status of the domestic road sweeper, dust removal device of the structure, the overall conduct of the sweeper arrangement. Fan proposed improve the structural analysis of transmission system, changing the original number of key road sweeper disadvantage, to achieve the maximum utilization of kinetic energy, greatly improving the cleaning effect of the road sweeper and cleaning efficiency. Key word Cleaning up car of road surface，Remove dust to fit，The structure is analyzed and improved 3 目 錄 摘要 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????I ABSTRACT??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????II 第 1 章 緒論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.1 研究路面清掃車的目的和意義 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.2 國內路面清掃車目前存在的問題及原因 ???????????????????????????????????????????????????????2 1.2.1 水平和質量的差距 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 1.2.2 生產設備和生產手段落后 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.2.3 設備的舒適性的差距 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.2.4 性能水平的差距 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.3 國內外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????3 第 2 章 路面清掃車清掃裝置的總體構造 ??????????????????????????????????????????????????????????????5 2.1 道路清掃車布置形式的設計分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.1.1 總體布置 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.1.2 參數的確定 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 2.1.3 車架的改裝 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 2.2 垃圾塵粒的吸送原理 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 2.3 除塵原理 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 2.3.1 重力沉降除塵 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 2.3.2 慣性除塵 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 2.3.3 特殊除塵結構 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 2.3.4 縱向穩(wěn)定性分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 2.3.5 橫向穩(wěn)定性分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 2.4 本章小結 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 第 3 章 風機傳動系統(tǒng)的設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.1 風機的計算選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.2 變向器 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15 3.2.1 錐齒輪的設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 3.2.2 箱體 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 3.3 行星齒輪加速器設計計算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 3.3.1 設計要求 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 4 3.3.2 選加速其類型 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 3.3.3 確定行星輪數和齒數 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 3.3.4 壓力角( )的選擇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18? 3.3.5 齒寬系數的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 3.3.6 模數選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 3.3.7 預設嚙合角 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 3.3.8 太陽輪與行星輪之間的傳動計算 ?????????????????????????????????????????????????????????19 3.3.9 行星輪與內齒輪之間的傳動計算 ?????????????????????????????????????????????????????????20 3.3.10 行星排各零件轉速及扭矩的計算 ???????????????????????????????????????????????????????21 3.3.11 行星排上各零件受力分析及計算 ???????????????????????????????????????????????????????21 3.3.12 行星齒輪傳動的強度校核計算 ???????????????????????????????????????????????????????????22 3.4 電磁離合器設計計算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 3.4.1 選型 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 3.4.2 牙嵌式電磁離合器的動作特性 ?????????????????????????????????????????????????????????????27 3.4.3 離合器的計算轉矩 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 3.4.4 離合器的外徑 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 3.4.5 離合器牙間的壓緊力 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????27 3.4.6 線圈槽高度 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 3.4.7 磁軛底部厚度 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 3.4.8 銜鐵厚度 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 3.5 油泵的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????28 3.6 取力器的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29 3.7 本章小結 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29 第 4 章 掃盤裝置的設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 4.1 掃盤的布局 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 4.2 掃盤裝置對路面環(huán)境的適應性分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????32 4.3 掃路車掃盤裝置的改進 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32 4.4 4 個掃盤的效果 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33 4.5 本章小結 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????34 第 5 章 儲存和倒泄垃圾部結構設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????35 5.1 舉升機構結構型式的分類及特點 ?????????????????????????????????????????????????????????????????35 5.1.1 直接推動式舉升機構 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35 5.1.2 連桿組合式舉升機構 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35 5.2 舉升機構型式的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35 5.3 本設計舉升結構的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36 5.4 本設計舉升結構的計算設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????36 5 5.4.1 初步設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37 5.4.2 設計過程 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37 5.4.3 設計計算與驗證 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????38 5.5 本章小結 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43 第 6 章 車廂和鉸鏈的結構設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44 6.1 鉸鏈的機構行的設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44 6.1.1 座的結構形式 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44 6.1.2 銷的結構形式 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44 6.2 本章小結 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45 第 7 章 除塵系統(tǒng)的設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46 7.1 吸嘴裝置 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46 7.2 集塵箱的設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46 7.2.1 進風口 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46 7.2.2 簾網 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46 7.2.3 濾網 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????47 7.3 灑水裝置 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????47 7.4 本章小結 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????48 結論 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????49 致謝 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????50 參考文獻 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????51 附錄 1 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52 附錄 2 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????54 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 I 摘要 路 面 清 掃 車 是 近 幾 年 發(fā) 展 起 來 的 路 面 養(yǎng) 護 專 用 車 輛 ， 主 要 用 于 高 等 級 路 面 和 城 市 路 面 以 及 廣 場 的 垃 圾 清 掃 。 路 面 清 掃 車 不 但 可 以 清 掃 垃 圾 ， 而 且 還 可 對 道 路 上 的 空 氣 介 質 進 行 除 塵 凈 化 ， 既 保 證 了 道 路 的 美 觀 ， 維 護 了 環(huán) 境 的 衛(wèi) 生 ， 維 持 了 路 面 的 良 好 工 作 狀 況 ， 又 減 少 和 預 防 了 交 通 事 故 的 發(fā) 生 以 及 進 一 步 延 長 了 路 面 的 使 用 壽 命 。 除 塵 裝 置 是 清 掃 車 作 業(yè) 保 潔 的 技 術 關 健 ， 傳 統(tǒng) 的 機 械 傳 動 形 式 的 道 路 清 掃 車 油 耗 大 、 傳 動 損 失 大 、 噪 音 大 ， 并 且 清 掃 效 果 不 佳 。 本 文 介 紹 了 目 前 國 內 路 面 清 掃 車 的 現(xiàn) 狀 ， 分 析 了 除 塵 裝 置 ， 對 清 掃 車 的 總 體 進 行 布 置 。 提 出 了 除 塵 裝 置 中 機 械 傳 動 形 式 的 改 進 ， 改 變 了 原 有 的 道 路 清 掃 車 的 一 些 關 鍵 缺 點 ， 實 現(xiàn) 了 動 能 的 最 大 利 用 率 ， 大 大 提 高 了 道 路 清 掃 車 的 清 掃 效 果 和 清 掃 效 率 。 關 鍵 字 路 面 清 掃 車 ， 除 塵 裝 置 ， 機 械 傳 動 形 式 的 改 進 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 II Abstract Summary of the road sweeper was developed in recent years dedicated road maintenance vehicles, mainly for high-grade roads and urban roads, and trash from the square. Road sweeper sweeping not only refuse, but also on the road dust on the air purification media, both to ensure the road's appearance, maintaining the environment, health, maintain good working conditions of the road, but also to reduce and prevent the traffic accidents place and further extend the life of the pavement. Dust removal device is a sweeper cleaning technology Key job transfer, mechanical drive systems forms a large road sweeping vehicles fuel consumption, transmission losses of, noisy and ineffective cleaning basic statement. This article describes the current status of the domestic road sweeper, dust removal device of the structure, the overall conduct of the sweeper arrangement. Fan proposed improve the structural analysis of transmission system, changing the original number of key road sweeper disadvantage, to achieve the maximum utilization of kinetic energy, greatly improving the cleaning effect of the road sweeper and cleaning efficiency. Key word Cleaning up car of road surface，Remove dust to fit，The structure is analyzed and improved 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 III 目 錄 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 IV 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 V 摘要 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????I ABSTRACT??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????II 第 1 章 緒論 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.1 研究路面清掃車的目的和意義 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????1 1.2 國內路面清掃車目前存在的問題及原因 ???????????????????????????????????????????????????????2 1.2.1 水平和質量的差距 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 1.2.2 生產設備和生產手段落后 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.2.3 設備的舒適性的差距 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.2.4 性能水平的差距 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 1.3 國內外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????3 第 2 章 路面清掃車清掃裝置的總體構造 ??????????????????????????????????????????????????????????????5 2.1 道路清掃車布置形式的設計分析 ???????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.1.1 總體布置 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5 2.1.2 參數的確定 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 2.1.3 車架的改裝 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6 2.2 垃圾塵粒的吸送原理 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7 2.3 除塵原理 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 2.3.1 重力沉降除塵 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 2.3.2 慣性除塵 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 2.3.3 特殊除塵結構 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 2.3.4 縱向穩(wěn)定性分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 2.3.5 橫向穩(wěn)定性分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 2.4 本章小結 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13 第 3 章 風機傳動系統(tǒng)的設計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.1 風機的計算選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????14 3.2 變向器 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????15 3.2.1 錐齒輪的設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????16 3.2.2 箱體 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 3.3 行星齒輪加速器設計計算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 3.3.1 設計要求 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 3.3.2 選加速其類型 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????17 3.3.3 確定行星輪數和齒數 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????18 3.3.4 壓力角( )的選擇 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????18? 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 VI 3.3.5 齒寬系數的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 3.3.6 模數選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 3.3.7 預設嚙合角 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????19 3.3.8 太陽輪與行星輪之間的傳動計算 ?????????????????????????????????????????????????????????19 3.3.9 行星輪與內齒輪之間的傳動計算 ?????????????????????????????????????????????????????????20 3.3.10 行星排各零件轉速及扭矩的計算 ???????????????????????????????????????????????????????21 3.3.11 行星排上各零件受力分析及計算 ???????????????????????????????????????????????????????21 3.3.12 行星齒輪傳動的強度校核計算 ???????????????????????????????????????????????????????????22 3.4 電磁離合器設計計算 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 3.4.1 選型 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????26 3.4.2 牙嵌式電磁離合器的動作特性 ?????????????????????????????????????????????????????????????27 3.4.3 離合器的計算轉矩 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????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 4.1 掃盤的布局 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????31 4.2 掃盤裝置對路面環(huán)境的適應性分析 ?????????????????????????????????????????????????????????????32 4.3 掃路車掃盤裝置的改進 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????32 4.4 4 個掃盤的效果 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????33 4.5 本章小結 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????34 第 5 章 儲存和倒泄垃圾部結構設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????35 5.1 舉升機構結構型式的分類及特點 ?????????????????????????????????????????????????????????????????35 5.1.1 直接推動式舉升機構 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35 5.1.2 連桿組合式舉升機構 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35 5.2 舉升機構型式的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????35 5.3 本設計舉升結構的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????36 5.4 本設計舉升結構的計算設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????36 5.4.1 初步設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37 5.4.2 設計過程 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37 5.4.3 設計計算與驗證 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????38 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 VII 5.5 本章小結 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????43 第 6 章 車廂和鉸鏈的結構設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44 6.1 鉸鏈的機構行的設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44 6.1.1 座的結構形式 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44 6.1.2 銷的結構形式 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????44 6.2 本章小結 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????45 第 7 章 除塵系統(tǒng)的設計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46 7.1 吸嘴裝置 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46 7.2 集塵箱的設計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46 7.2.1 進風口 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46 7.2.2 簾網 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????46 7.2.3 濾網 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????47 7.3 灑水裝置 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????47 7.4 本章小結 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????48 結論 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????49 致謝 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????50 參考文獻 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????51 附錄 1 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52 附錄 2 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????54 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 1 第 1 章 緒論 隨 著 公 路 建 設 的 發(fā) 展 及 其 管 理 現(xiàn) 代 化 ， 以 及 城 市 路 面 和 廣 場 環(huán) 衛(wèi) 管 理 現(xiàn) 代 化 的 需 要 ， 路 面 清 掃 車 的 應 用 愈 來 愈 廣 。 其 作 用 是 將 道 路 或 廣 場 地 面 上 的 垃 圾 、 灰 塵 吸 取 并 存 儲 于 車 輛 集 塵 箱 內 ， 便 于 集 中 傾 卸 到 垃 圾 集 中 點 ， 以 達 到 清 潔 地 (路 )面 的 目 的 。 路 面 除 塵 泛 指 除 去 路 面 上 的 一 切 廢 物 雜 料 。 這 些 廢 物 雜 料 在 個 體 上 大 至 罐 頭 瓶 、 酒 瓶 ， 小 至 塵 埃 等 ;在 比 重 上 重 至 石 塊 、 鐵 釘 ， 輕 至 樹 葉 、 泡 沫 材 料 等 ； 在 形 狀 上 有 規(guī) 則 的 ， 也 有 不 規(guī) 則 的 。 這 些 垃 圾 在 清 掃 作 業(yè) 過 程 中 被 吸 掃 入 車 內 ， 但 除 塵 裝 置 要 從 結 構 上 保 證 垃 圾 留 在 集 塵 箱 內 ， 不 會 由 于 空 氣 的 循 環(huán) 而 排 出 ， 從 而 不 致 于 對 環(huán) 境 造 成 二 次 污 染 。 路 面 清 掃 車 是 一 種 技 術 含 量 較 高 的 特 種 車 輛 ， 對 其 吸 掃 零 部 件 具 有 特 殊 要 求 ,尤 其 是 吸 掃 盤 的 合 理 設 計 。 本 文 就 其 吸 掃 過 程 中 產 生 除 塵 效 果 裝 置 的 結 構 、 特 征 及 作 用 作 一 分 析 及 改 進 。 1.1 研 究 路 面 清 掃 車 的 目 的 和 意 義 路 面 清 掃 車 作 為 環(huán) 衛(wèi) 設 備 之 一 ， 是 一 種 集 路 面 清 掃 、 垃 圾 回 收 和 運 輸 為 一 體 的 新 型 高 效 清 掃 設 備 。 可 廣 泛 的 用 于 干 線 公 路 ， 市 政 以 及 機 場 道 路 、 城 市 住 宅 區(qū) 、 公 園 等 道 路 清 掃 。 路 面 清 掃 車 不 但 可 以 清 掃 垃 圾 ， 而 且 還 可 以 對 道 路 上 的 空 氣 介 質 進 行 除 塵 凈 化 ， 既 保 證 了 道 路 的 美 觀 ， 維 護 了 環(huán) 境 的 衛(wèi) 生 ， 維 持 了 路 面 的 良 好 工 作 狀 況 ， 又 有 減 少 和 預 防 交 通 事 故 的 發(fā) 生 以 及 進 一 步 延 長 路 面 使 用 壽 命 的 作 用 。 雖 然 ， 我 國 清 掃 車 技 術 的 發(fā) 展 令 世 界 矚 目 ， 但 與 發(fā) 達 國 家 相 比 ， 我 國 清 掃 車 還 存 在 不 少 差 距 。 我 國 的 清 掃 車 盡 管 在 清 掃 效 率 、 清 掃 能 力 、 除 塵 效 果 等 清 掃 作 業(yè) 性 能 方 面 與 發(fā) 達 國 家 的 水 平 相 當 ， 但 在 清 掃 車 的 噪 聲 、 排 放 、 可 靠 性 、 舒 適 性 ， 自 動 調 整 等 方 面 仍 存 在 較 大 差 距 ， 特 別 是 全 液 壓 清 掃 車 ， 僅 相 當 于 發(fā) 達 國 家 20 世 紀 80 年 代 末 到 90 年 代 初 產 品 的 水 平 。 就 目 前 我 國 清 掃 車 的 水 平 和 質 量 可 知 ， 我 國 在 清 掃 車 設 計 中 ， 還 缺 少 對 專 用 部 件 的 研 究 ， 缺 少 設 計 理 論 的 指 導 ， 經 驗 多 于 計 算 ， 模 仿 較 多 ， 創(chuàng) 新 較 少 。 可 以 說 ， 目 前 我 國 對 清 掃 車 的 研 究 能 力 還 較 差 ， 還 未 真 正 達 到 對 清 掃 車 進 行 研 究 的 目 的 和 要 求 ， 同 時 缺 乏 必 要 的 研 究 條 件 。 隨 著 國 家 不 斷 加 大 城 市 化 的 進 程 ， 許 多 新 興 的 中 小 城 市 正 在 崛 起 ， 城 市 化 規(guī) 模 不 斷 擴 大 ， 隨 著 國 內 道 路 的 不 斷 擴 展 ， 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 2 機 械 化 養(yǎng) 護 已 經 成 為 一 種 必 然 。 路 面 清 掃 車 在 我 國 經 濟 發(fā) 達 的 東 部 沿 海 地 區(qū) 以 及 大 中 城 市 已 被 廣 泛 使 用 ,目 前 正 在 向 中 西 部 地 區(qū) 擴 展 之 中 。 因 此 對 路 面 清 掃 車 進 行 改 進 以 提 高 工 作 效 率 具 有 普 遍 意 義 [1]。 1.2 國 內 路 面 清 掃 車 目 前 存 在 的 問 題 及 原 因 目 前 ， 國 產 路 面 清 掃 車 在 品 種 規(guī) 格 及 使 用 性 能 上 已 能 基 本 滿 足 國 內 的 需 求 ， 產 品 規(guī) 格 從 2t 到 8t， 近 8 個 規(guī) 格 。 與 國 外 相 比 ， 大 型 產 品 所 占 比 例 不 大 ， 產 品 品 種 較 少 ， 產 量 也 較 低 。 同 時 ， 國 產 產 品 同 質 化 現(xiàn) 象 比 較 嚴 重 ， 存 在 外 形 單 調 、 功 能 單 一 、 操 作 不 方 便 、 清 掃 效 率 低 等 問 題 。 國 外 路 面 清 掃 車 早 已 廣 泛 應 用 了 先 進 的 電 子 技 術 ， 如 帶 有 微 電 腦 的 清 掃 及 回 收 裝 置 等 ， 而 且 實 現(xiàn) 了 有 線 與 無 線 遙 控 ， 目 前 國 內 產 品 僅 停 留 在 路 面 清 潔 度 等 最 原 始 的 技 術 研 究 方 面 [2]。 1.2.1 水 平 和 質 量 的 差 距 雖 然 ， 我 國 清 掃 車 技 術 的 發(fā) 展 令 世 界 矚 目 ， 但 與 發(fā) 達 國 家 相 比 ， 我 國 清 掃 車 還 存 在 不 少 差 距 。 目 前 ， 我 國 中 小 型 全 液 壓 清 掃 車 除 與 汽 車 底 盤 改 裝 的 清 掃 車 存 在 同 樣 的 缺 陷 外 ， 還 存 在 舒 適 性 差 、 噪 聲 大 、 空 車 質 量 大 、 外 形 不 夠 美 觀 等 缺 點 。 另 外 國 內 的 清 掃 車 在 以 下 幾 個 方 面 有 待 改 進 ： 如 在 高 可 靠 性 上 ， 設 備 的 高 可 靠 性 就 是 指 某 種 設 備 的 可 靠 程 度 ， 即 在 其 正 常 使 用 當 中 的 無 故 障 間 隔 時 間 的 長 短 。 國 產 工 程 機 械 平 均 無 故 障 間 隔 時 間 為 150 小 時 -300 小 時 ， 而 國 外 工 程 機 械 大 都 在 600 小 時 -2000 小 時 。 我 國 工 程 機 械 的 平 均 使 用 壽 命 僅 為 國 外 同 類 產 品 的 1/2， 甚 至 不 到 1/2。 因 此 目 前 的 首 要 工 作 是 解 決 產 品 經 久 耐 用 的 問 題 ， 提 高 可 靠 性 的 各 項 指 標 。 就 工 程 機 械 的 重 要 品 種 清 掃 車 、 裝 載 機 、 推 土 機 、 挖 掘 機 等 而 言 ， 這 個 指 標 和 國 外 同 類 產 品 相 比 ， 差 距 還 是 非 常 大 的 。 國 內 的 清 掃 車 產 品 可 靠 性 不 如 國 外 ， 有 三 個 方 面 的 原 因 ： 一 是 國 產 基 礎 件 質 量 不 穩(wěn) 定 ； 二 是 制 造 工 藝 問 題 ； 三 是 技 術 不 完 善 造 成 先 天 不 足 ； 在 多 功 能 上 ： 目 前 國 產 路 面 清 掃 車 基 本 上 是 單 純 意 義 上 的 清 掃 車 即 只 能 掃 路 、 不 能 它 用 。 而 從 全 國 許 多 環(huán) 保 部 門 的 需 求 信 息 來 看 ， 有 的 需 要 能 清 洗 道 路 護 欄 ， 有 的 要 求 能 鏟 雪 等 等 ； 隨 著 國 家 對 環(huán) 保 要 求 越 來 越 高 ， 人 們 的 環(huán) 保 意 識 普 遍 增 強 ， 現(xiàn) 有 清 掃 車 就 將 很 難 適 應 人 們 的 需 要 。 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 3 1.2.2 生 產 設 備 和 生 產 手 段 落 后 由 于 國 內 清 掃 車 生 產 企 業(yè) 的 生 產 規(guī) 模 都 較 小 ， 而 且 掃 路 機 產 品 批 量 也 較 小 ， 所 以 采 用 的 生 產 設 備 和 生 產 手 段 都 較 為 落 后 ， 加 工 的 零 部 件 難 以 有 穩(wěn) 定 的 質 量 。 此 外 ， 我 國 通 用 零 部 件 制 造 水 平 較 低 ， 也 影 響 了 掃 路 機 的 質 量 。 國 外 清 掃 車 的 掃 刷 、 吸 管 、 風 機 、 吸 嘴 和 風 道 等 磨 損 件 遠 比 我 國 清 掃 車 的 耐 磨 。 分 析 其 原 因 主 要 在 材 料 和 設 計 上 ， 所 以 對 清 掃 車 易 磨 損 件 材 料 的 研 究 和 合 理 設 計 ， 提 高 易 磨 損 件 的 耐 磨 性 也 是 提 高 我 國 清 掃 車 可 靠 性 必 不 可 少 的 工 作 。 國 產 清 掃 車 的 老 面 孔 仍 未 得 到 徹 底 改 變 ， 尤 其 是 油 漆 的 光 澤 性 、 附 著 力 、 抗 沖 擊 、 硬 度 、 耐 候 性 和 彎 曲 性 能 等 還 存 在 不 小 差 距 ， 特 別 是 耐 時 性 上 不 過 關 ， 新 車 放 不 到 3 個 月 就 失 光 、 褪 色 。 1.2.3 設 備 的 舒 適 性 的 差 距 設 備 的 舒 適 性 是 指 駕 駛 員 在 操 作 設 備 作 業(yè) 時 所 感 受 的 舒 適 程 度 ， 包 括 環(huán) 保 方 面 的 排 放 標 準 和 噪 聲 大 小 等 。 有 的 廠 家 在 駕 駛 室 里 安 裝 收 錄 音 和 CD 等 音 響 系 統(tǒng) ， 其 實 在 沒 解 決 設 備 噪 聲 之 前 ， 這 些 都 是 徒 勞 的 。 同 理 ， 在 沒 解 決 駕 駛 室 密 閉 問 題 之 前 ， 一 切 空 調 通 風 換 氣 設 置 都 是 沒 有 任 何 意 義 的 。 以 清 掃 車 為 例 ， 首 先 應 該 解 決 噪 聲 和 排 污 問 題 。 因 為 它 不 但 對 駕 駛 員 身 心 健 康 有 影 響 ， 更 重 要 的 是 對 與 其 配 合 工 作 的 其 它 設 備 及 人 群 有 影 響 。 而 其 駕 駛 室 搞 成 轎 車 標 準 其 實 并 不 困 難 。 要 知 道 清 掃 車 駕 駛 員 比 轎 車 駕 乘 人 員 更 需 要 舒 適 。 因 為 他 在 非 常 惡 劣 的 環(huán) 境 當 中 做 往 復 性 的 作 業(yè) 。 1.2.4 性 能 水 平 的 差 距 我 國 工 程 機 械 的 整 體 性 能 參 數 與 國 外 水 平 差 距 不 是 很 大 ， 但 在 舒 適 性 、 低 污 染 、 施 工 質 量 以 及 生 產 率 等 指 標 上 都 不 同 程 度 地 落 后 于 國 外 先 進 15-20 年 ， 主 要 原 因 是 在 許 多 先 進 的 技 術 、 結 構 、 材 料 及 工 藝 上 存 在 著 差 距 [2]。 1.3 國 內 外 的 研 究 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 趨 勢 路 面 養(yǎng) 護 機 械 化 程 度 的 高 低 ， 是 一 個 國 家 工 業(yè) 化 程 度 和 綜 合 實 力 強 弱 的 重 要 標 志 之 一 。 從 20 世 紀 60 年 代 我 國 研 制 生 產 路 面 清 掃 車 開 始 ， 已 有 40 年 的 生 產 歷 史 。 但 相 對 于 國 外 發(fā) 達 國 家 ， 我 國 路 面 清 掃 車 不 管 從 銷 量 規(guī) 模 、 技 術 水 平 、 清 掃 效 果 等 方 面 都 存 在 一 定 的 差 距 。 目 前 我 國 生 產 路 面 清 掃 車 的 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 4 企 業(yè) 大 概 有 30 余 家 。 從 產 銷 量 和 技 術 實 力 上 看 ， 中 聯(lián) 重 科 中 標 事 業(yè) 部 (原 長 沙 中 標 實 業(yè) 有 限 公 司 )， 天 津 掃 地 王 專 用 汽 車 有 限 公 司 ， 揚 州 盛 達 特 種 車 有 限 公 司 (原 江 蘇 省 江 揚 集 團 特 種 車 輛 廠 )和 北 京 愛 清 清 掃 車 制 造 有 限 公 司 等 廠 家 處 于 行 業(yè) 的 領 先 位 置 [3]。 隨 著 社 會 的 不 斷 發(fā) 展 ， 單 純 意 義 上 的 清 掃 作 業(yè) 已 不 能 滿 足 于 現(xiàn) 行 路 面 的 需 求 ， 高 可 靠 、 多 功 能 ， 全 天 候 和 環(huán) 保 型 等 方 面 的 要 求 越 來 越 多 ， 市 場 呼 喚 能 夠 滿 足 各 種 需 求 的 路 面 清 掃 車 的 出 現(xiàn) 。 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 5 第 2 章 路面清掃車清掃裝置的總體構造 路面清掃車是路面清掃裝置與主機的總稱。路面清掃裝置懸掛于主機后方,主要 由水箱、掃滾、提升油缸、掃滾作業(yè)調整機構和驅動系統(tǒng)組成。清掃裝置鉸接 于主機油底殼上,通過提升油缸可使清掃裝置繞鉸接軸旋轉離開地面,利于機器 的轉向及非工作行駛需要。掃滾刷分排固定于掃滾軸上,以較大的密度與掃滾軸 線成螺旋線排列,便于垃圾自動流向路肩。水箱與掃滾架成一體制作,位于掃滾 前部,水箱頂部有加水口及加氣口直接與主機儲氣包相連,通過氣閥開關使水箱 內保持一定壓力。水箱底部出水口與噴水管路相連,管路上向下方向安裝的噴嘴 可以保證相當好的霧化水噴向地面,噴水量可通過噴水管路上的節(jié)流閥進行調節(jié)。 為了使掃滾在掃路時能精確定位(即掃滾與地面接觸時刷毛的壓縮量保持不變), 在主機和清掃裝置之間采用環(huán)鏈連接,可通過懸掛不同的鏈環(huán)節(jié)實現(xiàn)掃滾作業(yè)時 的調整。掃滾采用液壓馬達一級鏈傳動驅動,可通過管路連接完成驅動系統(tǒng)的連 接,為了使操作快速、方便、管路的連接均采用自 封 式 快 速 接 頭 [4]。 2.1 道路清掃車布置形式的設計分析 2.1.1 總體布置 1 軸數 根據汽車的總質量、道路法規(guī)對軸載質量的限制和輪胎的負荷能力以及汽車的構造來選擇 汽車的軸數。本設計中軸數選擇為兩軸。 2.驅動形式 根據汽車的用途、總質量以及對車輛通過性的要求來確定驅動形式。本設計驅動形式的選 擇為后輪驅動。 3.布置形式 布置形式分為發(fā)動機的布置和駕駛室的布置。 發(fā)動機的布置有以下幾種形式：發(fā)動機前置后輪驅動、發(fā)動機前置前輪驅動、發(fā)動機后置 前輪驅動、發(fā)動機后置后輪驅動、全輪驅動。根據性能的要求、行駛要求及經濟性來確定 發(fā)動機的布置。本設計中發(fā)動機的布置形式為前置 駕駛室的布置有以下幾種形式：平頭式、短頭式、長頭式、偏置式?；谄嚨目傮w設計 及安全性的考慮，本設計中駕駛室的布置形式為長頭式。 2.1.2 參數的確定 1.汽車外廓尺寸 它包括長、寬、高。它的大小直接與軸距、輪距、駕駛室、車身和專用設備的布置有關。 本設計中汽車的外廓尺寸為 7665mm×2443mm×3103mm。 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 6 2.軸距 根據汽車的長度、質量和許多使用性能來確定軸距。本設計中軸距確定為 4630 毫米。 3.輪距 根據汽車的質量、寬度、橫向通過半徑和橫向穩(wěn)定性及汽車的機動性能來確定。本設計中 前輪距確定為 1930 毫米，后輪距確定為 1836 毫米。 4.其余參數 總質量為 11990kg，接近離去角為 28/41,整備質量為 4770kg,負載重量 8000 kg 2.1.3 車架的改裝 車架是汽車底盤上各總成及專用工作裝置安裝的基礎，改裝時受到的影響最大，因此，要 特別引起注意。 車架是受載荷很大的部件，除承受整車靜載荷外，還要受到車輛行駛時的動載荷，為了保 持主車架的強度和剛度，原則上不允許在主車架縱梁上鉆孔和焊接，應盡量使用車架上原 有的孔。如果安裝專用設備或其它附件，不得不在車架上鉆孔或焊接時．應避免在高應力 區(qū)鉆孔或焊接。主車架縱梁的高應力區(qū)在軸距之間縱梁的下冀面和后懸的上冀面處。因為 這些部位縱梁應力較大，鉆孔容易產生應力集中。 對于主車架縱梁高應力區(qū)以外的其余地方需要鉆孔或焊接時，應注意以下事項： 盡量減小孔徑，增加孔間距離，對鉆孔的位置和孔徑規(guī)范，在縱梁翼面高應力區(qū)外的其它 部位鉆孔，只能在中心處鉆一個孔。 在縱梁的邊、角區(qū)域亦禁止鉆孔或焊接，這些區(qū)域即為不允許鉆孔和焊接加的部位。因為 在這些部位進行鉆孔或焊接，極易引起車架早期開裂。嚴禁將車架縱梁或橫梁的男面加工 成缺口形狀[5]。 2.2 垃圾塵粒的吸送原理 吸掃式清掃車利用風機在吸口處產生的負壓氣流來吸送塵粒。清掃車負壓吸送系統(tǒng)的作用 對象繁雜，要保證塵粒能被可靠地吸入垃圾箱，必須研究塵粒的幾何性質(包括粒徑,粒度 分布,孔隙率和外形系數等)，動力學性質 (包括懸浮速度,流動性和磨損性等 )以及靜力學性 質(包括磨擦角,垃圾箱內壓力分布 ,附著性等) 。吸掃式清掃車所吸垃圾塵粒的動力學性質 尤以懸浮速度最為重要。懸浮速度的大小體現(xiàn)了吸送的難易程度，決定了對有關設備性能 參數的具體要求。塵粒的幾何性質對懸浮速度具有較大的影響，而靜力學性質的影響程度 則較小。 任何物質在空氣場中都會因重力作用而下落，在下落的同時又會受到空氣阻力。當空氣流 速大于垃圾塵粒速度時，垃圾塵粒將隨氣流向上飛去，進入垃圾箱，從而實現(xiàn)了負壓稀相 吸送[6]。 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 7 有關研究表明，某種物質的懸浮速度與其密度和粒徑之乘積的平方根成正比，即密度和粒 徑大的物質的懸浮速度大，難以吸送；密度和粒徑小的物質懸浮速度小,易于吸送。表 2-1 為清掃車經常遇到的部分垃圾塵粒的有關參數和懸浮速度。 表 2-1 常見垃圾塵粒的物理特性 塵粒名 稱 平均粒徑 /mm 密度/(g.m- 3) 容量(kN.m- 3) 懸浮速度 (m/s) 吸送速度 (m/s) 干細鹽 <1.0 2.20 9.0-12.0 9.800-12.000 細粒鹽 5.0 12.800-14.000 20-30 粗粒鹽 7.0-7.2 <1.0 1.0-3.0 1.09 1.00-1.70 7.2 7.0-9.0 14.800-15.500 2.300-3.500 4.000-5.300 煤炭 3.0-5.0 7.0-10.0 4.200-6.800 7.300-10.000 18-40 爐渣 5.000-17.700 15-35 砂 <4.0 2.60 14.1 6.800 25-35 水泥 3.20 11.0 0.223 9-25 熟石灰 O(3)?? 式中， 為極限坡度角； L1 為滿載時質心到前軸的距離，hg 為滿載時的質心高度， O? 為附著系數，取 0.8（5） 壓縮包內含有 CAD 圖紙和說明書,咨詢 Q 197216396 或 11970985 11 2.3.5 橫向穩(wěn)定性分析 在側坡上直線行駛時，或者垃圾箱翻轉傾倒垃圾時，當坡度大到質心通過一側車輪中心， 而另一側車的地面法向反作用力等于零時，則清掃車將發(fā)生側向傾翻，此時 tan =B/(2h) (2-1)? 式中，B 為前輪距：2h 為滿載時的質心高度。 2.4 本章小結 本章主要對道路清掃車的結構進行研究與分析，對道路清掃車的類型、結構進行概述，從 而了解清掃車的結構與工作原理，為后面進行總體布置提供方便。 12 第 3 章 風機傳動系統(tǒng)的設計 3.1 風 機 的 計 算 選 擇 [8] 風 機 的 設 計 包 括 氣 動 設 計 計 算 ， 結 構 設 計 和 強 度 計 算 等 內 容 。 這 一