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畢業(yè)設(shè)計報告(論文) 報告(論文)題目： 濕式清掃車清掃機構(gòu)的設(shè)計 作者所在系部： 機電工程學(xué)院 作者所在專業(yè)： 車輛工程 作者所在班級： B13141 作 者 姓 名 ： 趙利平 作 者 學(xué) 號 ： 201322294 指導(dǎo)教師姓名： 劉志強 完 成 時 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（論文）原創(chuàng)性及知識產(chǎn)權(quán)聲明 本畢業(yè)設(shè)計（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（論文） 濕式清掃車清掃機構(gòu)的設(shè)計 是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進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（論文）不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本設(shè)計（論文）的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。因本畢業(yè)設(shè)計（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（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（論文）的相關(guān)規(guī)定，提交畢業(yè)設(shè)計（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（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；在不以營利為目的的前提下，可以公布非涉密畢業(yè)設(shè)計（論文）的部分或全部內(nèi)容。 特此聲明 畢業(yè)設(shè)計（論文）作者： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 年 月 日 摘 要 從我國開始重視清掃車到現(xiàn)在，清掃車的形式經(jīng)過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)達國家的差距。但是情況仍然不容樂觀，我國清掃車的發(fā)展水平和國外發(fā)達國家依舊無法相比，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構(gòu)的設(shè)計內(nèi)容。說明了在設(shè)計濕式清掃車清掃機構(gòu)時容易出現(xiàn)的問題，同時對清掃系統(tǒng)的設(shè)計進行了詳細的說明，并且分析對比了各種相關(guān)專用設(shè)備的工作原理。最后還對清掃機構(gòu)各個設(shè)備如掃盤、吸嘴、集塵箱、風(fēng)機等的選擇進行了仔細的對比分析，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 清掃機構(gòu) 掃刷 掃盤 吸嘴 集塵箱 1 ABSTRACT From 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 car 0 目 錄 摘 要 1 ABSTRACT 2 目 錄 1 第一章 緒論 1 1.1道路清掃車改裝的意義和目的 1 1.1.1道路清掃車改裝的意義 1 1.2道路清掃汽車的發(fā)展現(xiàn)況與未來發(fā)展 1 1.2.1道路清掃車的國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.2.2道路清掃汽車的國外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.2.3道路清掃車的發(fā)展與展望 1 1.3本設(shè)計的主要內(nèi)容 2 第二章 道路清掃車的總體設(shè)計 3 2.1整車參數(shù)的確定 3 2.1.1尺寸參數(shù) 3 2.1.2質(zhì)量參數(shù) 3 2.2發(fā)動機結(jié)構(gòu) 5 2.3 變速器 5 2.4總體設(shè)計 5 2.4.1工作原理 5 2.4.2構(gòu)造及功能 6 2.5本章小結(jié) 6 第三章 主要零件選擇及其設(shè)計 8 3.1風(fēng)機的選擇 8 3.1.1風(fēng)機的工作原理 8 3.1.2風(fēng)機的選擇 9 3.2副發(fā)動機的選擇 10 3.3副發(fā)動機與風(fēng)機的傳動設(shè)計 11 3.4集塵箱的設(shè)計 12 3.5集塵箱卸載擺臂的設(shè)計 13 3.6掃盤掃刷的設(shè)計 18 3.7掃盤的布置形式 19 3.8吸嘴的設(shè)計 19 3.9噴水頭、水泵、進塵管和水箱的設(shè)計 20 3.10本章小結(jié) 21 第四章 清掃系統(tǒng)的動力設(shè)計與計算 22 4.1清掃系統(tǒng)的動力選擇 22 4.2掃盤的驅(qū)動馬達選擇 22 4.3水泵馬達的選擇 22 4.4液壓缸的選擇 23 4.5液壓泵的選擇 23 4.6油路控制 24 4.7取力器的選擇 25 4.8本章小結(jié) 26 第五章 結(jié)論 27 致 謝 28 參考文獻 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，使其可以滿足國家的環(huán)境指標(biāo)； （3）避免路面因為灰塵或垃圾過早過度的破損； （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)況與未來發(fā)展 1.2.1道路清掃車的國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 我國在20世紀60年代開始發(fā)展道路清掃車于20世紀60年代。但我國第一輛吸掃式清掃車出現(xiàn)于80年代末。因為吸掃式清掃車擁有較多優(yōu)點，例如清掃效率高，清掃能力強等，所以它可以被廣泛使用。到了21世紀，由于市場呈現(xiàn)多元化等因素，促進了清掃車的發(fā)展。與此同時濕式清掃車也出現(xiàn)了。因為濕式清掃車風(fēng)道結(jié)構(gòu)相對簡單，也不需要采用灰塵過濾器，同時又具有清掃效率高、二次污染小的優(yōu)勢，獲得了大家的喜歡。但由于全國各地氣候差別大，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。這些劣勢也需要以后科技發(fā)展來克服。 1.2.2道路清掃汽車的國外發(fā)展現(xiàn)狀 歐洲在19世紀20年代開始發(fā)展道路清掃保潔機械，但到了20世紀40年代就可以批量生產(chǎn)掃路車，如英國的Johnston、美國的ELGIN、德國的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)水平都比國內(nèi)生產(chǎn)的掃路車有優(yōu)勢，而且發(fā)達國家已經(jīng)在向緊湊、環(huán)保、多功能發(fā)展，并開始采用新材料。 1.2.3道路清掃車的發(fā)展與展望 隨著經(jīng)濟的發(fā)展和社會進步，人們對生存質(zhì)量的要求愈來愈高，交通便捷也越來越成為成為社會發(fā)展的迫切需要，高等級公路的速度發(fā)展使多年來的人工清掃不再適合我國高等級公路的需要，所以清掃車的發(fā)展將會越來越好，而濕式清掃車做為清掃車之中的一種也會隨之進一步迅猛發(fā)展，而且應(yīng)用也將越來越廣泛，不僅用于道路，甚至進入工廠及各家各戶。但是濕式清掃車還有眾多缺點仍然需要以后克服。 1.3本設(shè)計的主要內(nèi)容 本設(shè)計主要內(nèi)容： （1）清掃形式的選擇； （2）二類底盤的計算與選擇； （3）清掃刷的設(shè)計； （4）吸塵系統(tǒng)的選擇和設(shè)計； （5）集塵系統(tǒng)的設(shè)計和計算； （6）灑水系統(tǒng)的設(shè)計計算； （7）整車液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算； 第二章 道路清掃車的總體設(shè)計 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)計的清掃機構(gòu)的濕式清掃車總長度為13400m，車高為3500m，車寬為2480mm。 （2）軸距 搭載設(shè)計的清掃機構(gòu)的濕式清掃車的軸距為5200mm。 （3）輪距 搭載設(shè)計的清掃機構(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)計的清掃機構(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)計的清掃機構(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)計的清掃機構(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)量的計算公式為 （2.1） 式中：mp——乘員質(zhì)量kg，按座位數(shù)計，65kg/人。 搭載設(shè)計的清掃機構(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行改裝。 東風(fēng)牌EQ1122GZ12D7載貨汽車二類底盤的主要參數(shù)見表2.1、2.2和2.3。 表2.1 底盤質(zhì)量參數(shù) 底盤型號 EQ1122GZ12D7 空載 整備質(zhì)量/kg 4750 前軸軸載質(zhì)量/kg 4970 后軸軸載質(zhì)量/kg 7465 額定軸載 質(zhì)量分配 前軸最大軸載質(zhì)量/kg 5000 后軸最大軸載質(zhì)量/kg 10000 表2.2 性能參數(shù) 底盤型號 單位或代號 EQ1122GZ12D7 最高車速 Km/h 95 最大爬坡度 % 23 油箱容積 L 280 百公里油耗 L 35 最小轉(zhuǎn)彎直徑 m 12.5 駐車坡度 % 20 表2.3 尺寸參數(shù) 外型尺 寸 總長 OL 8995 總寬 OW 2430 高 OH 2700 軸距 WB 5200 前懸 FOH 1180 后懸 ROH 2615 車架前高 FHF 650 車架后高 FHR 700 輪距 前輪 N1 1845 后輪 N2 1640 后輪胎最外尺寸 N3 974 車架外寬 N4 860 車架可用長度 M0 5530 駕駛室后圍位置 M1 870 蓄電池位置 M2 1433 儲氣筒位置 M3 2198 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） 40 2.2發(fā)動機結(jié)構(gòu) 設(shè)計的濕式清掃車的發(fā)動機參數(shù)見表2.4。 表2.4發(fā)動機參數(shù) 型式 直列四缸、四沖程水冷柴油增壓發(fā)動機 型號 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)見表2.5。 表2.5 變速器傳動比 一檔 二檔 三檔 四檔 五檔 六檔 倒檔 5.606 3.627 2.313 1.487 1 0.79 5.045 2.4總體設(shè)計 2.4.1工作原理 該濕式道路清掃車是由汽車底盤、副發(fā)動機、風(fēng)機、垃圾箱、水箱、油箱、掃刷、吸盤等組成。見圖2.1掃刷將垃圾掃至指定位置,吸塵系統(tǒng)的高壓風(fēng)機產(chǎn)生高速運動的氣流,在吸盤處造成較強負壓,將垃圾吸入垃圾箱。因為垃圾箱空間突然變大,氣流速度忽然降低,此時集塵箱在兩進灰口交匯區(qū)噴出高壓霧化水，把進出集塵箱內(nèi)的灰塵變濕潤，被霧化水濕潤的塵土、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,而樹葉、紙張等被網(wǎng)擋住,細小顆粒繼續(xù)經(jīng)垃圾箱隔板、擋板等進行二次降塵,使空氣進一步凈化,最終經(jīng)風(fēng)機再次回吹到吸塵口。 圖2.1 道路清掃總體布置 2.4.2構(gòu)造及功能 （1）副發(fā)動機及風(fēng)機傳動系統(tǒng) 該系統(tǒng)替風(fēng)機提供動力,副發(fā)動機啟動后帶動風(fēng)機工作。副發(fā)動機采用BN492QA柴油機。發(fā)動機怠速運行為750~800r/min,最高工作轉(zhuǎn)速限制為2200r/min。該發(fā)動機最大扭矩為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、液壓缸、電磁閥、單向節(jié)流閥、液壓油箱等組成。作用是控制清掃機構(gòu)的動作。 （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)計的基本方案。 第三章 主要零件選擇及其設(shè)計 3.1風(fēng)機的選擇 3.1.1風(fēng)機的工作原理 濕式清掃車主要靠的是風(fēng)機產(chǎn)生的高速氣流對垃圾塵粒的作用力來吸取塵粒。該作用力有兩種形式，即空氣流動對垃圾塵粒產(chǎn)生的動壓和風(fēng)機產(chǎn)生的高速氣流直接對垃圾塵粒產(chǎn)生的負壓(靜壓)，倆種壓力之和為風(fēng)機的全風(fēng)壓，但是吸取垃圾塵粒主要靠風(fēng)機產(chǎn)生的負壓。 依據(jù)動能定理 （3.1） 可知風(fēng)速越大，動壓就越大。 其中，E——風(fēng)的動能； 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)中的氣流通過一個收縮(節(jié)流)截面時，氣流速度增加，因此動能增加，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)機的性能參數(shù)繪制風(fēng)機的流量。 圖3.1 幾種風(fēng)機的流量和功率曲線 從圖3.1可以看出，風(fēng)機所需的能量會隨著風(fēng)流量的增加而會增加，所以在滿足設(shè)計的要求下，應(yīng)該盡量選擇較小流量的風(fēng)機。 3.1.2風(fēng)機的選擇 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。 吸拾塵粒所需的負壓為 p1πd24>ρgπd36 （3.4） 式中：——理想狀態(tài)下吸拾垃圾塵粒所需要的負壓，pa； ——密度，kg/； d——直徑（或當(dāng)量直徑），mm。 因為會有能量損失，所以需要工況系數(shù)k來補充 p2=kp1 （3.5） 在此，取動壓是全壓的20%計算，于是，所需風(fēng)機的全壓為 p3=p21-20%=1.25kp1 （3.6） 濕式清掃車會有壓力損耗。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 100~1500 50~150 700~1000 因為袋式除塵基本不會濕式清掃車上應(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：——掃路車在實際應(yīng)用具有的全風(fēng)力。 根據(jù)實際情況取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 下面開始選擇風(fēng)機型號: （1） 計算隧道內(nèi)所需的通風(fēng)量； ?。?）計算所需總推力 It=?p×At （3.8） 　其中，At：風(fēng)口橫截面積(m2) ： ?p：各項阻力之和(Pa)。 風(fēng)機性能參數(shù)見表3.2 表3.2 9-26-5型離心通風(fēng)機性能參數(shù) 傳動方式 轉(zhuǎn)速 流量 全壓 內(nèi)效率 內(nèi)功率 所需功率 V帶傳動 2900r/min 4293m3/h 6035pa 77.2% 9.12kw 10.5kw 3.2副發(fā)動機的選擇 選擇副發(fā)動機的要求如下： (1)能滿足驅(qū)動風(fēng)機的要求； (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)動機與風(fēng)機的傳動設(shè)計 依據(jù)風(fēng)機和副發(fā)動機參數(shù)，風(fēng)機與副發(fā)動機采用V帶傳動，由于風(fēng)機工作載荷變動很小，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。 又因為應(yīng)不小于63mm，故取=100mm 因為帶輪傳動比 （3.9） d2=n1n2d11-?=56~96.89mm 為風(fēng)機轉(zhuǎn)速2 900r/min，為發(fā)動轉(zhuǎn)速2 200—3 800r/min，為風(fēng)機帶輪，副發(fā)動機帶輪。 取。 驗算帶速 （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 （3.11） 參照表13-2，窄帶SPZ取L=1250mm。 實際中心距 a=a0+Ld-L02=450mm 驗算小帶輪包角 （3.12） 滿足要求。 求v帶根數(shù)Z （3.13） 式中：——單根V帶的基本功率； ——單根V帶i時額定功率的增量； ——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帶單位長度質(zhì)量q=0.17kg/m，由 （3.15） 作用在軸上壓力為 FQ=2ZF0sinα12=1807N （3.16） 3.4集塵箱的設(shè)計 集塵箱是集塵系統(tǒng)主要組成部分。圖3-2為設(shè)計清掃車集塵箱的結(jié)構(gòu)示意圖。濕式清掃車工作時,進入集塵箱的高速流動的垃圾,因為集塵箱體內(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,垃圾將會與氣流分離并沉積在集塵箱的底部,與此同時氣流會經(jīng)由集塵箱的頂部,通過風(fēng)機排出集塵箱,到達吸盤作為二次凈化。 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 集塵箱卸載才用擺臂卸載，用擺臂卸載有利于卸載時整車的穩(wěn)定。 圖3.3 集塵箱卸載擺臂結(jié)構(gòu) 擺臂的材料為45鋼，擺臂折點采用接點表面焊接而成。 擺臂受力如圖所示，因為擺臂在上升時候B點受力最大，所以B點強度滿足則整個擺臂滿足要求。 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），對于實心軸，； ——軸的直徑（mm），花鍵處按平均直徑計算； 、——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=0.05～0.10mm，=0.10～0.15mm。 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，校核三銷軸。計算輸入軸的支反力。 N N N （1）垂直面內(nèi)支反力 對點取矩，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2點取矩，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）計算垂直面內(nèi)的彎矩 B點的最大彎矩為 N·mm （4）計算水平面內(nèi)的彎矩 N·mm （5）計算合成彎矩 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，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）計算垂直面內(nèi)的彎矩 B點的最大彎矩為 N·mm （4）計算水平面內(nèi)的彎矩 N·mm （5）計算合成彎矩 N·mm 軸在轉(zhuǎn)矩和彎矩的同時作用下，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，400MPa，符合要求。 經(jīng)過校核之后1、3銷軸都滿足強度要求。 3.6掃盤掃刷的設(shè)計 圖3.7 掃盤掃刷結(jié)構(gòu) 綜合考慮本次清掃機構(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.刷毛長度（mm）：200～230，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)計我們采用中置四掃盤后置吸嘴式布置形式，因為其擁有清掃作業(yè)時容易觀茬、工作時容易操作、進行清掃工作的效果好等優(yōu)點,它的清掃路面寬度可達3.5 m,清掃工作的速度也可以達到30 km/h,可以吸入粒度較大的垃圾(最大可達125 mm)從而提高道路掃凈度，并且對周圍環(huán)境產(chǎn)生的污染較小,最適合進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 吸嘴的作用是把前方掃刷掃進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所示該機構(gòu)通過銷軸一端與吸嘴支耳相連，另一端與車架相連，通過液壓缸和拉桿的動作來控制吸嘴的升降情況。吸嘴體通過銷軸雖然只能繞該機構(gòu)上下跳動。當(dāng)遇到地面凹凸不平的情況時，因為吸嘴不能擺動，伴著地面高度相對的升高，吸嘴體也整體被提升，這樣就會使得吸嘴體和地勢低的一邊間隙加大了，這樣會造成底部漏風(fēng)，吸力下降的結(jié)果，從而無法達到良好的清掃效果。 如果吸嘴升降直接由油缸的伸縮來控制可以解決這個問題。單作用液壓缸一端通過拉桿形卸扣與吸嘴支耳相連，當(dāng)吸嘴放下時，活塞桿伸出的長度變長，因為腔內(nèi)沒有壓力，吸嘴和油缸可以由路面的高低來確定升降，這樣吸嘴就可以不受影響。在前方的導(dǎo)向桿通過由鉸接座和銷軸組成的鉸接機構(gòu)和吸嘴相連。鉸接座的兩個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。當(dāng)路面凹凸不平時，吸嘴可以永遠和地面保持平行，使離地間隙基本保持不變，從而不會影響風(fēng)機吸力，這樣做的另一個號出事可以減輕由于對地面撞擊而產(chǎn)生的噪音，增強吸嘴的耐用性。 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、進塵管和水箱的設(shè)計 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/min 1200r/min 30L/min 3Mpa 1.86kw 表3.4 2001YBS型精細霧化噴嘴性能參數(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 Ybs003 螺紋 80 1.89L/min 70um 0.5mm 根據(jù)噴水頭和作業(yè)時間選擇水箱，令噴水頭每分鐘的噴水量為Q,時間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，則水箱的容積為 Q水箱=7.56Lmin×12h×60min=5443.2L≈5t （3.29） 水箱設(shè)計為方形，其效容積5能滿足設(shè)計要求。 進塵管選擇GL-19pu351風(fēng)管，材料：B彈性鋼絲生產(chǎn)；直徑：Φ60mm-130mm； 風(fēng)速：35/s?！　　? 3.10本章小結(jié) 本章主要是選用和設(shè)計了濕式清掃車清掃機構(gòu)的主要零部件，并且對所選擇和設(shè)計零部件進行結(jié)構(gòu)和性能分析，整體分析和精選其實用性、經(jīng)濟型、安全性等。 第四章 清掃系統(tǒng)的動力設(shè)計與計算 4.1清掃系統(tǒng)的動力選擇 液壓系統(tǒng)通過動力源——控制機構(gòu)——機構(gòu)三個環(huán)節(jié)完成自己的工作。其中液壓泵為主要動力源；一些輸油管和各種閥的連接機構(gòu)是傳輸控制裝置；液壓馬達和液壓缸則是執(zhí)行機構(gòu)。 本次設(shè)計的濕式清掃車清掃機構(gòu)選用液壓傳動。采取取力器從變速器取力，從而驅(qū)動液壓泵，是液壓泵可以驅(qū)動掃盤馬達、水泵馬達和液壓缸。 4.2掃盤的驅(qū)動馬達選擇 綜合實際情況選用掃盤轉(zhuǎn)速大約為200r/min。所以選用山東濟寧液壓件廠生產(chǎn)的BM100P擺線液壓馬達4個。馬達與掃盤用聯(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/L 10Mpa 200r/min 100N.M 4Mpa 2.05KW 5.7kg ＞60% 4.3水泵馬達的選擇 依據(jù)水泵參數(shù)，驅(qū)動水泵所需扭矩： 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1個，用聯(lián)軸器將馬達與掃盤連接。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/r 6.3Mpa 7Mpa 1000r/min 2000r/min 43.16N.m 12.7kg 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。 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DG-JB60C-L-液壓缸。 4.5液壓泵的選擇 4個掃盤馬達，1個水泵，3個液壓缸又液壓泵驅(qū)動個面具液壓馬達性能參數(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ω掃+v水ω水=9200mL/r 式中：——泵的流量； ——掃盤驅(qū)動馬達的流量； ——水泵驅(qū)動馬達的流量； ——掃盤驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)速； ——水泵驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)速； ——掃盤驅(qū)動馬達的流量； ——水泵驅(qū)動馬達的流量； 液壓泵的額定液壓應(yīng)該比液壓馬達和液壓缸中的任何一個都要大，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 功率 40.6mL/r 16Mpa 20Mpa 2000r/min 3000r/min -20~80° ≥92% ≥83% 47.2kw 4.6油路控制 液壓回路的控制方式主要有機械式控制和電磁閥控制倆種形式，本次設(shè)計采取電磁閥控制，因為液壓系統(tǒng)中掃盤上升和舉升集塵箱卸載的時候需要保壓，所以系統(tǒng)采用彈簧蓄能器來滿足保壓需求。蓄能器選用CF-7-Ea10BF蓄能器。 本次設(shè)計的液壓系統(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。 油路控制原理見圖4.1。 圖4.1 液壓控制圖原理圖 作業(yè)循環(huán)表見表4.4所示： 表4.4掃車作業(yè)循環(huán)表 動作 名稱 電磁鐵狀態(tài) 1YA 2 YA 3 YA 4 YA 5 YA 6 YA 7 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) + 運輸行走 - 4.7取力器的選擇 取力器的作用是驅(qū)動液壓泵，因為液壓泵驅(qū)動功率為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 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)動機相反 操縱方式 遠距離電控操縱 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) 本章對濕式清掃車清掃系統(tǒng)的動力來源和動力傳動做了詳細的介紹，也詳細分析計算了清掃系統(tǒng)的動力性。 第五章 結(jié)論 本次濕式清掃車清掃機構(gòu)的設(shè)計大多是以最新QC/T29lll-993《掃路車技術(shù)條件》和QC/T51-993《掃路車性能試驗方法》為參考完成的。研究了解現(xiàn)有車型的設(shè)計原理和參數(shù)選定,完成了了濕式清掃車清掃機構(gòu)的設(shè)計。本次設(shè)計的重點是清掃系統(tǒng)的設(shè)計。 研究的內(nèi)容和成果如下： （1）設(shè)計清掃寬度為2800mm，清掃速度為5—20km的道路清掃車； （2）濕式清掃車清掃機構(gòu)的設(shè)計是按照QC/T29lll-993《掃路車技術(shù)條件》和QC/T51-993《掃路車性能試驗方法》的標(biāo)準和要求來進行選用和設(shè)計,從整車的安全性能、實用性能、經(jīng)濟性、環(huán)保性入手設(shè)計清掃系統(tǒng)、集成系統(tǒng)和對動力系統(tǒng)的選擇； 致 謝 畢業(yè)設(shè)計是我們大學(xué)生活最后的一張答卷，他代表著我們大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果，這完成過程中劉志強老師對我的工作學(xué)習(xí)產(chǎn)生了巨大的幫助，在此對劉志強老師表示感謝。劉老師選擇的課題都是具有實際意思的，希望我們可以將我們學(xué)習(xí)的內(nèi)容可以運用起來在題目的選擇上，我所做的濕式清掃車的清掃機構(gòu)的設(shè)計是具有現(xiàn)實意義的實際題目。在設(shè)計過程中，每次有什么問題都會向劉老師請教，劉老師耐心指導(dǎo)，不煩不燥，使得我的設(shè)計可以圓滿的完成。 另外我還要特別感謝在我的親人和好友，是他們在學(xué)習(xí)生活給了我打理的支持，每當(dāng)我不開心失落是他們也大力安慰我?guī)椭易叱隼Ь尘４髮W(xué)四年的圓滿結(jié)束正是他們的幫助和支持的結(jié)果，借此畢業(yè)論文我對親人和朋友表示最衷心的謝意。 參考文獻 [1] 凌品權(quán). 路面清掃車的選型及使用[J].廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)報，2004.12. 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