道路清掃車畢業(yè)設(shè)計說明書(論文)

2013屆畢業(yè)設(shè)計說明書PAGE51畢業(yè)論文（設(shè)計）原創(chuàng)性聲明本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計）是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計）不包含其他個人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本論文（設(shè)計）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中作了明確說明并表示謝意。作者簽名：日期：畢業(yè)論文（設(shè)計）授權(quán)使用說明本論文（設(shè)計）作者完全了解紅河學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計）的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文（設(shè)計）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。學(xué)?？梢怨颊撐模ㄔO(shè)計）的全部或部分內(nèi)容。保密的論文（設(shè)計）在解密后適用本規(guī)定。

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目錄TOC\o"1-3"\h\u36371前言 2139451.1課題背景及意義 2290151.2掃路車概述 2112411.3國內(nèi)外掃路車發(fā)展現(xiàn)狀 5266541.3.1國外發(fā)展現(xiàn)狀 5100971.3.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 598762整車結(jié)構(gòu)布置 7263752.1整車方案 7195922.2整車系統(tǒng)概況 7179642.3NKR77LLLACJAY中型清掃車的功能特點 7160562.3.1吸掃方式 7145562.3.2除塵方式 888352.3.3底盤 848732.3.4傳動形式 8225172.3.5清掃裝置 9104703NKR77LLLACJAY中型清掃車盤刷結(jié)構(gòu)及設(shè)計參數(shù) 11280103.1盤刷的性能要求 11303443.2盤刷的結(jié)構(gòu) 1384803.3掃路車吸掃除塵過程分析 14127203.4、盤刷清掃機(jī)理 15267273.5、盤刷系統(tǒng)機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算 16324403.6清掃寬度設(shè)計計算 17290173.7盤刷觸地角度設(shè)計計算 1725413.8盤刷系統(tǒng)機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定 18315453.9、刷盤系統(tǒng)觸地壓力計算 1843343.10盤刷系統(tǒng)避讓裝置設(shè)計計算 247503.11盤刷的參數(shù)選擇與計算 279633.12盤刷磨損及壽命計算 28277014吸嘴的設(shè)計 32255324.1吸嘴結(jié)構(gòu) 32218854.2臥式掃刷的參數(shù)選擇與計算 33303134.3塵粒的懸浮速度 35295794.4吸塵口結(jié)構(gòu)設(shè)計原則 38217934.5吸風(fēng)口設(shè)計 39315774.6所需風(fēng)量的計算 40261004.7吸塵口的結(jié)構(gòu)參數(shù) 4050674.8管路系統(tǒng)壓力損失的計算 4328926總結(jié) 4722063致謝 4823918參考文獻(xiàn) 491前言1.1課題背景及意義近些年來，隨著我國的經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，人民生活水平也得到很大的提高。人民對城市的衛(wèi)生、道路清潔程度也越來越重視，之前城市道路的清掃都是依靠環(huán)衛(wèi)清潔工人的雙手來清掃，這種的方式顯然已經(jīng)變得很落后落后，不再能夠滿足當(dāng)今大中城市對現(xiàn)代化環(huán)境衛(wèi)生工作的發(fā)展需求。人工清掃，工作效率低，工作量大這就會在很大程度上阻礙了城市道路環(huán)境衛(wèi)生工作向更深的層次方向發(fā)展，對城市的整體形象造成了很大的影響，對人民的生活環(huán)境也會造成很大的影響。因此，全國各地的環(huán)境衛(wèi)生部門對城市道路清掃作業(yè)機(jī)械化程度的提高提出了迫切的需求。依據(jù)城市道路建設(shè)部門的量化要求，大中城市的街道清掃作業(yè)機(jī)械化量需要占到城市道路清掃作業(yè)量的百分之六十以上。目前，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展、人們對健康生活環(huán)境的需求，大大地推動了道路清掃機(jī)械領(lǐng)域上的發(fā)展，并且使它獲得了持續(xù)發(fā)展的動力。因此對當(dāng)前存在掃路車進(jìn)行持續(xù)不斷的深入研究和科技創(chuàng)新的問題，迫切得以解決。縱觀這十幾年，我國道路清掃車快速發(fā)展，其產(chǎn)品從以前單一的純掃式發(fā)展到現(xiàn)在的多種型式，多形式的掃路車以致滿足我國不同地方不同氣候的需求。不管是產(chǎn)品的質(zhì)量何時性能等各方面都得到了迅猛提高，尤其是在改革開放之后，通過從國外進(jìn)口一些掃路車，將國外的掃路車與國內(nèi)的相結(jié)合，取其精華，去其糟粕，將各自優(yōu)點相融合，使得我國掃路車的產(chǎn)品性能、質(zhì)量以及可靠性得到很大程度的提高。不過現(xiàn)在，由于我國在一些誒技術(shù)領(lǐng)域上仍然相對落后，使得我國道路清掃車的整體水平同國外一些發(fā)達(dá)國家的掃路車水平相比，還有一定程度的差距，尤其是在產(chǎn)品的性能方面，仍存在較大的差距。為了使我國的道路清掃車水平在較短的時間內(nèi)得到提高，縮小和一些發(fā)達(dá)國家道路清掃車性能水平上的差距，滿足我國環(huán)衛(wèi)部門對城市街道清掃作業(yè)的要求，掃路車制造企業(yè)應(yīng)該加大對道路車性能方面的研究。只有明確掃路車的研究方向，從掃路車的基礎(chǔ)研究方面入手，根據(jù)中國城市街道對掃路車的要求，研發(fā)出高質(zhì)量、高性能，低成本、符合中國國情的掃路車。1.2掃路車概述掃路車顧名思義，它是用于清除道路上的塵埃、落葉等一些比較輕小的垃圾。它適合作業(yè)地點，包括高等級公路、機(jī)場跑道、城市街道等，是清掃市政道路、街道和廣場，收集和運(yùn)輸垃圾的專用路面清掃機(jī)械。道路清掃車多種多樣，分類方式各不相同。其大概分類如下：（1）按工作原理分類掃路車按其工作原理可以分為吸掃式掃路車、純掃式掃路車和真空吸塵車三大類。吸掃式掃路車裝備有盤刷或柱刷以及吸嘴，通常吸嘴可以上下伸縮，盤刷或柱刷可以伸出車體。其中，盤刷在液壓馬達(dá)或電動機(jī)的帶動旋轉(zhuǎn)將路緣、邊角、護(hù)欄下的垃圾進(jìn)行擾動、橫向拋射至車子中間，形成一條垃圾帶，當(dāng)吸嘴經(jīng)過垃圾帶時，利用吸塵廂的負(fù)壓將垃圾塵粒吸入垃圾箱。垃圾塵粒在進(jìn)入吸嘴經(jīng)過垃圾箱到氣體排出的過程中，要經(jīng)過幾次除塵處理，將垃圾塵粒阻留在垃圾箱內(nèi)，將除塵后的載體氣流排出。根據(jù)氣流排出方式的不同，吸掃式掃路車又可以分為開放吸掃式掃路車和循環(huán)吸掃式掃路車。開放吸掃式掃路車工作時，垃圾和空氣一起進(jìn)入垃圾箱后，經(jīng)除塵后直接由出風(fēng)口排向大氣；而循環(huán)吸掃式掃路車工作時，垃圾和空氣一起進(jìn)入垃圾箱經(jīng)除塵后經(jīng)過一根排氣管道重新送回吸口，參與清掃作業(yè)。前者對廂體的除塵系統(tǒng)要求高，若除塵系統(tǒng)的除塵效果不好，將導(dǎo)致排從垃圾箱排放到打氣的氣體殘留很多垃圾塵粒，將會造成二次污染；而后者，垃圾箱內(nèi)的氣體不是直接向大氣排放空氣，而是重新引回吸塵口。但如果循環(huán)空氣在吸口內(nèi)的導(dǎo)向不良，吸嘴封閉不嚴(yán)，將吹起路面上的垃圾塵粒，同樣會造成二次污染。但總體而言，吸掃式掃路車相比于其它類型的掃路車具有清掃范圍寬，適應(yīng)性好，對微細(xì)垃圾塵粒的撿拾、輸送效果好等優(yōu)點。圖1為煙臺海德設(shè)計生產(chǎn)的一款具有代表性的吸掃式掃路車。圖1煙臺海德YHD5054TSL型掃路車純掃式掃路車清掃范圍寬，適應(yīng)性好，然而，由于這種類型的清掃車工作時，對細(xì)小的灰塵顆粒清除率較低，一般用于人口稠密的市區(qū)，街道和大顆粒大量垃圾的地方。這種清掃車由副發(fā)動機(jī)直接驅(qū)動液壓泵。其結(jié)構(gòu)和工作原理為：盤刷位于車輛的中部、車架的兩側(cè)，主要用于將垃圾集中然后再輸送到柱刷的前方，柱刷在翻滾的過程中，刷毛將垃圾塵粒拋射到輸送帶或鏈板上，再由輸送帶回輸送鏈板將垃圾輸送到垃圾箱內(nèi)。這類車不能通過車廂后傾來到垃圾，只能通過舉升機(jī)構(gòu)使垃圾箱側(cè)傾或前傾，清掃系統(tǒng)的發(fā)動機(jī)和工作裝置都布置在整車的前方。近年來，發(fā)展最快的掃路車就是真空吸塵掃路車，其以固有的性能優(yōu)勢，逐漸增加市場份額。真空吸塵車的結(jié)構(gòu)：真空吸塵車沒有安裝盤刷清洗機(jī)制，干法除塵，清掃寬度等于吸嘴的寬度。根據(jù)隨氣流排出的不同方式被劃分成純吸和吹吸的類別。純吸式真空吸塵車完全利用風(fēng)機(jī)抽風(fēng)，是垃圾箱負(fù)壓而可以吸入垃圾來收集垃圾塵粒，而吹吸式則綜合利用負(fù)壓和空氣吹壓來實現(xiàn)清掃作業(yè)。真空吸塵車主要適用于大量灰塵的介質(zhì)中，高密度，回旋困難和不便灑水除塵的地方，待清潔的對象包括：水泥，煤炭，金屬礦石粉塵狀的垃圾。圖2某公司設(shè)計開發(fā)研制生產(chǎn)的JDS系列高效真空吸塵車。圖2JDS系列真空吸塵車(2)按除塵方式分類道路清掃車按照清掃作業(yè)時的除塵方式分為兩種類型：濕式掃路車和干式掃路車。干式掃路車沒有噴水裝置，在進(jìn)行清掃作業(yè)時，必須在垃圾箱或管路系統(tǒng)中設(shè)置過濾器，將隨氣流比重較小的塵粒阻攔下來，防止二次污染。對于干式清掃車，由于過濾器的過濾方式不同，為了防止二次污染，可適當(dāng)增加過濾器，但不能采用噴水壓塵，主要目的是防止在除塵的過程中過濾器堵塞。濕式掃路車采用濕式除塵方式，安裝有噴水裝置，即掃路車在清掃作業(yè)過程中，盤刷處裝有霧化噴水裝置通過噴水壓塵，在吸嘴和垃圾箱處也同時采用噴水除塵。由于盤刷處采用了噴水壓塵，因此避免了掃路車在作業(yè)時盤刷處的揚(yáng)塵現(xiàn)象；在吸嘴和垃圾箱處采用噴霧的形式，截獲捕捉由吸嘴吸入的細(xì)小垃圾塵粒，使其在水霧中濕潤、聚結(jié)成更大體積的顆粒，以增大其比重，方便在垃圾箱中沉降。由于采用了濕式除塵方式，垃圾塵粒無須采用其它措施便能在垃圾箱中依靠重力的作用沉降，所以其管路系統(tǒng)相對簡單，通常不會再重復(fù)設(shè)置過濾器，但這種掃路車不能有效的吸收細(xì)小塵埃。1.3國內(nèi)外掃路車發(fā)展現(xiàn)狀1.3.1國外發(fā)展現(xiàn)狀在工業(yè)相對發(fā)達(dá)的國家，在19世紀(jì)末，就有人著手研究道路清掃車，到20世紀(jì)20年代，在市場上已經(jīng)出現(xiàn)有大型中型的掃路車銷售。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)水品的提高，國外生產(chǎn)廠家對產(chǎn)品性能不斷改進(jìn)、研究，采用各種先進(jìn)技術(shù)和優(yōu)良的配套元件，制造出多種總體布局合理、具有優(yōu)良險能的各類掃路車。從1894年英國發(fā)明第一臺馬拉掃路車算起，掃路車的發(fā)展歷史已超過百年。日本、美國、德國、英國等國家從20世紀(jì)30年代開始就形成了掃路車量產(chǎn)。目前國外先進(jìn)的掃路車，都在不斷地提高，甚至出現(xiàn)了機(jī)、電、液一體化的智能水平。以美國某公司生產(chǎn)的掃路車為例，其功能動作設(shè)計包括了清掃工作中遇到的各種問題，垃圾箱液壓傾倒、盤刷的伸縮、旋轉(zhuǎn)、提升、避障、記憶、警示、自我保護(hù)及檢測等。利用計算機(jī)、液壓、傳感檢測、信息處理、自動控制和接口等技術(shù)達(dá)到機(jī)、電、液一體化智能控制的目的。掃路車上使用了溫度、物位、傾角、轉(zhuǎn)速、貨重、液位、避障、壓力、電量等多種傳感器。由傳感器采集掃路車控制所需的各種信息。這些信息被送到中央控制計算機(jī)，進(jìn)行運(yùn)算、存儲、變換、加工等處理，控制系統(tǒng)發(fā)出各種命令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照要求實現(xiàn)功能。1.3.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀一種先進(jìn)的技術(shù)裝備的研制，必然經(jīng)歷一個逐步完善的過程。為了擁有先進(jìn)的技術(shù)裝備，滿足國內(nèi)市場的需求，國內(nèi)不少城市從20世紀(jì)60年代就著手組織科技力量研制掃路車。雖然到目前，我國研制生產(chǎn)掃路車已有50多年的歷史。但相對于國外發(fā)達(dá)國家，我國掃路車從技術(shù)水平、操作性能、清掃效果等方面都存在一定的差距。目前我國生產(chǎn)掃路車的企業(yè)有30余家。從產(chǎn)銷量和技術(shù)實力上看，中聯(lián)重科中標(biāo)事業(yè)部（原長沙中標(biāo)實業(yè)有限公司）、煙臺海德專用汽車有限公司和福建龍馬環(huán)衛(wèi)裝備股份有限公司等廠家處于行業(yè)的領(lǐng)先地位。國內(nèi)掃路車的技術(shù)主要來源于三方面。一是借鑒國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)技術(shù)，并結(jié)合我國現(xiàn)有的技術(shù)能力以及我國國情，自行開發(fā)的產(chǎn)品。二是直接引進(jìn)國外技術(shù)的產(chǎn)品。三是從國家科研院所轉(zhuǎn)讓技術(shù)，再在生產(chǎn)中進(jìn)行改進(jìn)的產(chǎn)品?？傮w而言，我國目前并沒有專門的道路清掃車技術(shù)研發(fā)中心，沒有專門的自主研發(fā)知識產(chǎn)權(quán)。再研發(fā)上投入的資金也相對比較少，因此使得我國清掃車產(chǎn)品在整體技術(shù)水平比較低。特別是在控制系統(tǒng)、清掃效率和專業(yè)化清掃等方面與國外產(chǎn)品有相當(dāng)大的差距。國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)認(rèn)識到，隨著外資企業(yè)的不斷進(jìn)入國內(nèi)市場，競爭將越來越激烈，產(chǎn)品的技術(shù)水平將成為重中之重。國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)都在積極引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)與外國公司進(jìn)行合作，以提高自己的技術(shù)含量較高的產(chǎn)品。在借鑒國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，開發(fā)新型路面清掃車以期形成產(chǎn)品多功能化、系列化，并進(jìn)一步提高產(chǎn)品的清掃效率。目前主導(dǎo)企業(yè)正加快新產(chǎn)品的開發(fā)步伐，盡快完成原有產(chǎn)品的統(tǒng)型改造，完善產(chǎn)品型譜，實現(xiàn)產(chǎn)品的制造切換和市場切換，提高市場份額，提升市場形象。同時加大投資，實施技術(shù)改造工程，以形成制造的核心能力，實現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高和制造能力的加強(qiáng)。隨著我國不斷加快現(xiàn)代化的進(jìn)程，綜合經(jīng)濟(jì)實力的不斷發(fā)展以及勞動力成本的提高，掃路車的發(fā)展日趨完善。路面、場地保潔采用掃路車作業(yè)已經(jīng)成為一種趨勢。2整車結(jié)構(gòu)布置2.1整車方案通過結(jié)合國內(nèi)外各類掃路車的設(shè)計理念、運(yùn)用技術(shù)、使用情況的總結(jié)和分析，并參照國家對環(huán)衛(wèi)車輛的排放要求以及政策法規(guī)，最終確定了基于實用方便、性能可靠為最大設(shè)計要求進(jìn)行本車的設(shè)計開發(fā)。并基于此確定如下整車方案：底盤選用NKR77LLLACJAY五十鈴國四排放標(biāo)準(zhǔn)底盤；根據(jù)設(shè)計要求配置副發(fā)動機(jī)以驅(qū)動風(fēng)機(jī)和工作裝置；清掃方式采用吸掃結(jié)合、干式除塵方式，并且采用利于小噸位干式除塵功能實施的“中間兩盤刷加吸嘴加滾刷”的工作裝置布置方式，干式除塵時設(shè)置簾布密封空間防塵裝置降低揚(yáng)塵。整車方案確定的具體設(shè)計參數(shù)如表1所示：表1整車設(shè)計參數(shù)外形尺寸5700×1990×2450總質(zhì)量6130Kg額定載質(zhì)量740kg整備質(zhì)量5260kg接近角/離去角24/13度前懸/后懸1015/1325mm軸數(shù)2軸距3360mm前輪距1504mm后輪距1425mm最高時速97Km發(fā)動機(jī)功率96KW2.2整車系統(tǒng)概況整車共分為七大系統(tǒng)：底盤系統(tǒng)、副發(fā)動機(jī)系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、盤刷總成、副車架總成、車箱結(jié)構(gòu)總成。副發(fā)動機(jī)是給草路車各個工作裝置提供動力源，其中，一動力是由離心離合器經(jīng)過皮帶傳遞給風(fēng)機(jī)，完成抽吸作業(yè)，另一動力輸出是由單級齒輪傳動裝置帶動液壓油泵，通過液壓系統(tǒng)來控制工作裝置。氣路系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)、吸嘴、風(fēng)管、集塵箱、過濾裝置等組成。在清掃作業(yè)中，液壓系統(tǒng)和氣路系統(tǒng)都是由副發(fā)動機(jī)帶動提供動力。液壓系統(tǒng)通過液壓油缸和液壓馬達(dá)控制盤刷機(jī)構(gòu)的升降和盤刷的旋轉(zhuǎn)清掃動作，同時還操縱吸嘴的升降，滾刷的旋轉(zhuǎn)，盤刷系統(tǒng)液壓馬達(dá)、螺紋連桿，彈簧連桿等機(jī)構(gòu)動作下旋轉(zhuǎn)清掃、避讓障礙等。氣路系統(tǒng)中風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)使集塵箱內(nèi)產(chǎn)生產(chǎn)生負(fù)壓，氣流從吸嘴吸入，垃圾在垃圾箱沉降室內(nèi)被收集起來。清掃作業(yè)完成后，掃路車到達(dá)指定地點，油缸控制垃圾箱后門打開，同時控制垃圾箱舉升，完成垃圾傾倒。至此，在各系統(tǒng)的協(xié)作配合下，掃路車順利完成了清掃任務(wù)。2.3NKR77LLLACJAY中型清掃車的功能特點2.3.1吸掃方式該款中型清掃車采用“中置兩盤刷+后置吸嘴+滾刷"相結(jié)合的吸掃式作業(yè)方式。其工作原理為利用車架底部兩側(cè)裝置的兩個左右正反方向旋轉(zhuǎn)的盤刷將路緣、邊角、護(hù)欄下的垃圾輸拋射到車底中間吸入?yún)^(qū)范圍，再依靠強(qiáng)風(fēng)力風(fēng)機(jī)使車廂產(chǎn)生負(fù)壓，并在管路系統(tǒng)中形成的真空度，由貼近地面的吸嘴經(jīng)吸管將垃圾吸入垃圾箱內(nèi)，從而完成對路面垃圾的清掃和保潔，而后置滾刷的目的就是將吸嘴下方的垃圾再次揚(yáng)起，增大垃圾的懸浮速度，是垃圾更容易被吸進(jìn)垃圾箱。吸掃式清掃車具有清掃范圍寬，適應(yīng)性好，對微細(xì)垃圾塵粒的撿拾，輸送效果好等特點。2.3.2除塵方式由于底盤空間的限制，設(shè)計的清掃車除清掃路線和清掃寬度要適中，因此，一般是根據(jù)路面情況選擇合理的除塵方式，使得清掃車的作業(yè)路線和作業(yè)空間最長，最合理。并且要求在垃圾吸入垃圾箱后，塵粒要可以停留在垃圾箱內(nèi)。該款中型吸掃式清掃車的除塵方式即采用重力除塵和慣性除塵、過濾除塵等相結(jié)合的方案。重力除塵的原理：是采用截面積的差異來改變流速從而達(dá)到減小慣性。由于垃圾箱的截面積比垃圾吸管的截面積大得多，因此當(dāng)垃圾與空氣的混合氣吸管進(jìn)入垃圾箱后，氣體流速在垃圾箱內(nèi)將會迅速降低，垃圾塵粒便依靠自身的重力降落到垃圾底部，從而達(dá)到收集垃圾的目的。另外，在垃圾箱中設(shè)置隔板，因為垃圾塵粒的慣性要比空氣的慣性大得多，這樣當(dāng)塵粒與擋板發(fā)生碰撞后，便會使其改變速度大小和運(yùn)動方向，從而與輸送氣流分離開來，達(dá)到除塵的目的。另外，該清掃車除塵系統(tǒng)中還以鐵鏈簾網(wǎng)和鐵絲濾網(wǎng)方式作為輔助。2.3.3底盤目前國內(nèi)的道路清掃車不沒有采用專用的底盤而是大多采用二類底盤改制而成。本設(shè)計的中型清掃車選用NKR77LLLACJAY五十鈴國四排放標(biāo)準(zhǔn)底盤，車輛行走部分直接由底盤發(fā)動機(jī)的驅(qū)動，因而不需要對行走部分做設(shè)計制造。選用NKR77LLLACJAY五十鈴國四排放標(biāo)準(zhǔn)底盤，底盤上的發(fā)動機(jī)可以確保清掃車有較高的行駛速度，其可以給車輛上一一些非參與清掃作業(yè)的系統(tǒng)提供能量，同時，發(fā)動機(jī)的功率充沛，可以將清掃的垃圾迅速轉(zhuǎn)移的優(yōu)點。為了克服車輛行走換擋或一些狀況而切換動力，導(dǎo)致各個清掃作業(yè)系統(tǒng)的停止工作的狀況，本設(shè)計在NKR77LLLACJAY五十鈴國四排放標(biāo)準(zhǔn)底盤的基礎(chǔ)上增設(shè)一臺輔助柴油副發(fā)動機(jī)。所有清掃作業(yè)系統(tǒng)都將由這臺服發(fā)動機(jī)來提供動力。采用雙發(fā)動機(jī)驅(qū)動形式的優(yōu)點：克服了單發(fā)動機(jī)傳動方式的不足，能夠確保清掃車使用性能的需要，另外，行走系統(tǒng)和工作裝置在動力上各自獨立，行走速度和行走操作不會對工作裝置的作業(yè)效果產(chǎn)生影響。2.3.4傳動形式由于清掃車有兩臺發(fā)動機(jī)，使得清掃車的行走機(jī)構(gòu)的動力傳動和清掃作業(yè)機(jī)構(gòu)的動力傳動互不影響，而是相互獨立，其中工作裝置的傳動系統(tǒng)主要包括副發(fā)動機(jī)、風(fēng)機(jī)及液壓系統(tǒng)三大核心部分，其傳動形式原理圖如圖3：盤刷和滾刷轉(zhuǎn)動盤刷和吸嘴擺動垃圾箱傾倒液壓馬達(dá)液壓缸液壓泵管路系統(tǒng)驅(qū)動風(fēng)機(jī)離合器變速器副發(fā)動機(jī)驅(qū)動車輛行駛主發(fā)動機(jī)圖3清掃車的傳動形式盤刷和滾刷轉(zhuǎn)動盤刷和吸嘴擺動垃圾箱傾倒液壓馬達(dá)液壓缸液壓泵管路系統(tǒng)驅(qū)動風(fēng)機(jī)離合器變速器副發(fā)動機(jī)驅(qū)動車輛行駛主發(fā)動機(jī)如圖所示：車輛的行駛有底盤發(fā)動機(jī)來提供動力，不參與工作裝置的驅(qū)動；而風(fēng)機(jī)和液壓系統(tǒng)通常由副發(fā)動機(jī)通過離合器和變速裝置來驅(qū)動。在傳動路線中，變速裝置由皮帶輪，采用皮帶傳動。盤刷以及后置滾刷的旋轉(zhuǎn)和擺動、吸口的擺動、尾門的開閉以及垃圾箱的傾倒動作都是通過液壓系統(tǒng)來完成的，其中，盤刷和滾刷的旋轉(zhuǎn)是靠液壓泵帶動液壓馬達(dá)來驅(qū)動的，而盤刷和吸嘴的擺動以及尾門開啟、垃圾箱的傾倒則是由液壓油缸來驅(qū)動。2.3.5清掃裝置清掃裝置是在車底盤前后輪的中間適當(dāng)位置安裝兩個盤刷，刷毛由合成塑料來制作。在清掃的過程中，刷毛觸地滾動塑料刷毛，相對于鋼絲它對地面的傷害較小，雖然耐磨性不好，其彈性好，而且剛度適中，可以提高垃圾塵粒的拋射速度，同時也提高盤刷的工作能力。當(dāng)盤刷處于作業(yè)狀態(tài)時，其應(yīng)該外伸而且下落，并且與路面保持浮動接觸。當(dāng)在非作業(yè)狀態(tài)時，盤刷由液壓系統(tǒng)控制收回到一定的高度，這樣可以減小車輛寬度和刷毛的磨損。綜上分析，盤刷的動作機(jī)構(gòu)設(shè)計時必須能其實現(xiàn)外伸、下放、浮動和回收提升鎖緊的復(fù)合動作。盤刷的升降和伸縮由液壓缸加連桿機(jī)構(gòu)控制，另外還可以機(jī)械式控制刷毛的接地壓力，使清掃車保持最佳清掃效果的同時盡量使刷毛的磨損程度最小。采用后置式吸嘴，其位于盤刷稍后、底盤車架兩縱梁之間。吸嘴的主要功能是借助垃圾箱的負(fù)壓，產(chǎn)生于高速氣流有效地吸入垃圾塵粒。由于吸嘴的結(jié)構(gòu)短，而且直，在負(fù)壓的作用下垃圾很容易被吸入垃圾箱內(nèi)。掃盤的直徑大，而且能伸出車外所以清掃寬度較大。前懸短，使得吸嘴的調(diào)整和吸管的更換方便。另外，吸嘴相對于路面的距離對拾取垃圾的效果影響很大，因此，吸嘴在正常作業(yè)狀態(tài)下，應(yīng)能自動保持最佳離地間隙，離地問隙的調(diào)整由可調(diào)整的拖輪保證，并使吸口可隨路面的高低而起伏。吸嘴后面連接有臥式掃刷，主要功用是把吸嘴下方的垃圾再次揚(yáng)起，降低塵粒的懸浮速度，使垃圾更容易吸到集塵箱。3NKR77LLLACJAY中型清掃車盤刷結(jié)構(gòu)及設(shè)計參數(shù)3.1盤刷的性能要求為了使盤刷能夠自動適應(yīng)各種路面狀況，使得路面清掃更加干凈，并且能在遇到緊急情況（如：前方障礙、碰到護(hù)欄等）時具有自動避讓功能，并能在最短的時間內(nèi)恢復(fù)工作狀態(tài)，盤刷機(jī)械必須滿足如下一些性能要求：1、盤刷處于清掃作業(yè)狀態(tài)時，應(yīng)該可以外伸而且下落，與路面保持一定的間隙浮動接觸。在非工作狀態(tài)時，盤刷必須回收并且提升離開路面至一定高度，目的是為了減小車輛寬度和刷的磨損。因此，盤刷的動作機(jī)構(gòu)必須可以實現(xiàn)外伸下放浮動和回收提升且鎖緊的復(fù)合動作。2、當(dāng)盤刷處于下放外伸浮動工作狀態(tài)，在行進(jìn)清掃作業(yè)過程中，由于駕駛原因或路面設(shè)計的原因，有可能與前方的道路固定設(shè)施如護(hù)欄枉芏、路緣石等發(fā)生碰撞。為了防止盤刷與道路設(shè)施之間的剛性撞擊而損壞，所以盤刷必需具有緩和碰撞、避讓障礙和自動恢復(fù)的功能。3、盤刷處于工作狀態(tài)時，盤刷旋轉(zhuǎn)接地的處必須保證拋塵指向車子中間，同時還要保證作業(yè)狀態(tài)時具有足夠大的清掃區(qū)域和最大清掃寬度。若盤刷的整個圓周平面水平接觸地面旋轉(zhuǎn)，垃圾塵粒就會沿盤刷四周的圓周切線方向拋射，這樣垃圾不僅不能拋到車子中間指定的位置，反而會造成了垃圾灰塵到處飛揚(yáng)擴(kuò)散即二次污染。盤刷水平接觸地面，會使整個盤刷的刷毛同時與路面接觸旋轉(zhuǎn)，加快了刷毛的磨損，縮短了刷毛的使用壽命。為了使塵粒實現(xiàn)定向拋射到指定的區(qū)域，防止產(chǎn)生二次污染，應(yīng)調(diào)節(jié)盤刷使得前方外側(cè)中心角為一定角度的局部區(qū)域接地。盤刷工作時，只有部分毛刷接地將垃圾拋射到吸風(fēng)口指定的區(qū)域，其它部位的刷毛不接觸地面，因此也不會不擾動路面，所以在清掃車的持續(xù)作業(yè)過程中，對于一根具體的刷毛來說，只是周期性的間歇參與工作，在很大程度上減小了刷毛的磨損。盤刷的觸地點位置還必須考慮其接地寬度區(qū)域足夠大。這樣才能保證足夠的清掃寬度。為了使清掃車能將在工作區(qū)域內(nèi)的垃圾清掃干凈，盤刷接地區(qū)域應(yīng)與吸塵口或滾刷的工作區(qū)域有一定量重合，這樣設(shè)計可以有效的提高工作效率。通過查資料，盤刷接地中心角一般取=120。盤刷傾斜角，即盤刷與地面的夾角取4、盤刷刷毛應(yīng)具有良好的彈性和適中的剛度。當(dāng)盤刷下放，刷毛與路面相接觸后，由于盤刷自重和外加力作用刷毛會產(chǎn)生變形彎曲，對路面產(chǎn)生一定壓力，用以清掃垃圾。當(dāng)刷毛隨刷盤轉(zhuǎn)至接地區(qū)域內(nèi)側(cè)時，由于盤刷的前傾角度、刷毛變形量呈非線性加速減小，在離開路面時，彈性力完全釋放，刷毛加速回彈，該能量可直接傳遞給垃圾塵粒使其加速拋向內(nèi)側(cè)。由于刷毛彈性而產(chǎn)生的回彈效應(yīng)，可大大提高垃圾塵粒的拋射速度和距離，有效的提高清掃效率。如果刷毛在作業(yè)過程中發(fā)生塑性變形，失去彈性，則刷毛在不接觸地面時，不會產(chǎn)生回彈，就不能將彈性勢能轉(zhuǎn)化為垃圾塵粒的動能，從而降低拋射速度，也導(dǎo)致了清掃效率的降低。剛度適中的刷毛可使刷毛在離開路面時釋放出大小適當(dāng)?shù)膹椥粤ψ饔迷诶鴫m粒上使其獲得理想的速度。另外，對于設(shè)定的盤刷結(jié)構(gòu)重量和外加力，剛度適中的刷毛可產(chǎn)生適當(dāng)?shù)淖冃?，能獲得理想的接地面積。5、毛接地點絕對速度的大小和方向是影響盤刷清掃性能的重要因素，絕對速度的大小將影響到垃圾塵粒在盤刷刷毛轉(zhuǎn)動的作用下所獲得的拋塵速度和被拋射的距離，絕對速度的方向?qū)Q定垃圾塵粒被拋射的方向。如果清掃車的行駛速度和方向，刷盤的接地中心角都不變。由圖4可見，盤刷轉(zhuǎn)速不同時，刷毛接地點相對于路面的絕對運(yùn)動速度和方向的變化情況。圖4（a)中清掃車的行進(jìn)速度為牽連速度，盤刷分別以轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時，刷毛的接地點的線速度為相對速度和。假設(shè)知盤刷接地中心角固定不變。由圖4（b)知，當(dāng)盤刷以轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時，刷毛接地點的絕對速度的大小和方向分別如下：圖4掃盤的運(yùn)動分析(其中）由圖4（b）知，當(dāng)盤刷以2旋轉(zhuǎn)時，刷毛接地點的絕對速度大小和方向分別如下：可見，>,>,說明在清掃車作業(yè)行駛速度不變的情況下，通過提高盤刷的轉(zhuǎn)速可以有效的提高刷毛接地點的絕對速度，也可以改變刷毛邊沿的合成速度方向，使絕對速度的內(nèi)傾角度增大，二者的變化趨勢一致。絕對速度的大小，將影響到垃圾在刷毛作用下所獲得的速度及被拋射的距離，而速度的方向決定垃圾被拋射的方向。當(dāng)拋射速度較小而且拋射內(nèi)傾角也較小時，塵粒在被毛刷拋射一次后，向車輛內(nèi)側(cè)移動的距離太小，不能進(jìn)入吸口工作范圍，而仍然停留在盤刷工作范圍內(nèi)，必須被盤刷再次拋射，才能完成使塵粒從盤刷區(qū)域到吸口區(qū)域的橫向移動。若盤數(shù)的轉(zhuǎn)速及接地方位不變，而清掃車的作業(yè)行進(jìn)速度發(fā)生變化時，也必然影響刷毛的接地點的絕對速度的大小和方向。當(dāng)作業(yè)行進(jìn)速度由提高到2時，刷毛的絕對速度的大小由變?yōu)轱@然變?yōu)轱@然。因此，若保持盤刷的轉(zhuǎn)速和接地速度都不變，提高清掃車行駛速度可以增大刷毛接地點的絕對速度，但會減小絕對速度的和內(nèi)傾角，這二者的變化趨勢相反。3.2盤刷的結(jié)構(gòu)圖5盤刷裝置結(jié)構(gòu)1連接鏈條,2支座,3擋板,4調(diào)整螺栓,5下連接桿,6吸塵接口,7防塵罩,8盤刷,9油缸支座,10油缸調(diào)節(jié)桿,11液壓油缸,12彈簧,13螺紋調(diào)節(jié)桿,14調(diào)節(jié)螺栓,15液壓馬達(dá)上述各部件依據(jù)各自的機(jī)動原理，相互配合，相互作用而構(gòu)成了整個盤刷的裝置，從而也保證整個盤刷系統(tǒng)具有如下的功能：由液壓油缸是給盤刷的伸縮、升降提供動力，保證掃盤的升降伸縮。(2)防塵罩將盤刷圍起來，罩住了作業(yè)過程產(chǎn)生的塵粒，同時吸塵接口與氣系統(tǒng)吸管連接，可將清掃過程中小的粉塵顆粒直接吸入除塵箱，降低干式作業(yè)時的揚(yáng)塵，有效的抑制了揚(yáng)塵問題。（3）盤刷是盤刷系統(tǒng)的執(zhí)行裝置，清掃車工作時盤刷與地面接觸液壓泵驅(qū)動旋轉(zhuǎn)清掃，刷毛較容易磨損，需定期更換。（4)彈簧和鏈條組成盤刷系統(tǒng)的避讓機(jī)構(gòu)，當(dāng)清掃車在清掃作業(yè)中碰到護(hù)欄或者障礙物體時，該機(jī)構(gòu)便可以回縮，彈簧伸長，拉力增加，緩沖沖擊，當(dāng)過障礙后，在彈簧力的作用下盤刷又恢復(fù)常態(tài)，進(jìn)行正常工作，該機(jī)構(gòu)能有效的使盤刷安全的越過障礙。(5)由螺紋調(diào)節(jié)桿、調(diào)整螺栓、下連接桿、調(diào)角螺栓、擋板、油缸調(diào)節(jié)桿等構(gòu)成盤刷系統(tǒng)四連桿機(jī)構(gòu)的傾角調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。通過改變螺紋調(diào)桿的伸長量，使盤刷沿該方向傾斜一定角度，然后松開傾角調(diào)整螺栓，可以調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)支座，使其向外傾斜一定角度，然后擰緊螺母，這樣保證盤刷與地面有適的觸底角度。擋板和調(diào)角螺栓可以通過調(diào)節(jié)改變盤刷外伸的角度，使整車有合理的清掃寬度。(6)液壓馬達(dá)是用來驅(qū)動盤刷旋轉(zhuǎn)的裝置，使盤刷按照一定方向、一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。當(dāng)速度過大或過小時，可以按照需求來改變液壓油通過液壓馬達(dá)的流量來改變液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到改變盤刷轉(zhuǎn)速的目的。用液壓馬達(dá)來驅(qū)動盤刷，最大的優(yōu)勢就是可以有效的控制其轉(zhuǎn)速的大小。3.3掃路車吸掃除塵過程分析該道路清掃車的清掃工作主要由左右盤刷、吸嘴以及滾刷等完成其吸掃任務(wù)。其清掃過程如圖6所示，盤刷和吸嘴以及滾刷均分布于整個待吸掃區(qū)域中，盤刷往車體外伸，傾斜放置地面呈一定角度接觸，其接觸區(qū)域為扇形圓弧區(qū)，使清掃作業(yè)時，塵埃往同一方向拋射。隨著車輛向前行駛，盤刷旋轉(zhuǎn)將兩側(cè)的垃圾拋射向車底中間可吸入?yún)^(qū)域，形成一條垃圾帶，（刷轉(zhuǎn)速相對較高，部分廢物可能會獲得速度較大，故須在兩盤刷中間到吸嘴處置一擋板，以確保廢物不致從另一側(cè)被拋出）再由吸嘴將垃圾吸入垃圾箱，吸嘴后方設(shè)有滾刷，其功用是將吸嘴下方的垃圾再次揚(yáng)起，降低了垃圾的懸浮速度，使得清掃更干凈。另外可吸區(qū)域與可掃區(qū)域須有一定的重疊空間，確保車底清掃不到的地方處的垃圾也可以吸收干凈。最終，所有廢物在可吸區(qū)域內(nèi)被吸嘴吸走，完成整個吸掃除塵過程。滾刷圖6清掃區(qū)域滾刷3.4、盤刷清掃機(jī)理盤刷的轉(zhuǎn)動是由液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動的。清掃車行車作業(yè)，盤刷旋轉(zhuǎn)過程中遇垃圾，使垃圾獲得一定的速度，拋向吸嘴可吸區(qū)域形成垃圾帶，在由吸嘴吸收，從而達(dá)到清掃的目的。在清掃過程中，需要保證盤刷有正確的拋塵方向。（a)盤刷全接地拋塵方向示意（b）盤刷部分接地拋塵方向示意圖7盤刷拋塵過程在盤刷清掃作業(yè)過程中，道路經(jīng)過盤刷旋轉(zhuǎn)清掃后，垃圾沿著盤刷旋轉(zhuǎn)的切線方向被拋出。如果在盤刷底面整體觸地旋轉(zhuǎn)的情況下，如圖7（a），就會造成廢物沿著整個圓周的切線方向被拋出，這樣不僅起不到清掃收集廢物的作用，卻會造成廢物四溢、揚(yáng)塵四起，使路面更加混亂，城市更加不整潔。所以，盤刷設(shè)計安裝時，如圖（b），需要與地面呈一定的角度，從而使盤刷在工作時，與地面的接觸面始終保持成ψ角，這樣便不會造成揚(yáng)塵污染，順利保證清掃作業(yè)的實現(xiàn)。同時，在保證合理的拋塵方向的同時，還要盡量使盤刷的清掃區(qū)間最大化，以達(dá)到最大的清掃寬度。圖8盤刷與觸地面示意圖從圖8可知，傾角方位的選擇，主要必須保證盤刷底面外邊緣應(yīng)該與地表面恰好接觸，便能保證道路上各街角的垃圾隨著盤刷的運(yùn)動都被掃除，而且又不造成揚(yáng)塵。盤刷內(nèi)側(cè)觸地位置的確定，以扇形角度為120°處為宜。整個扇面與地面接觸過程中，扇面邊緣與地面的接觸壓力為臨界值0，隨著向扇面中心的不斷運(yùn)動，壓力越來越大，直到扇面中線處達(dá)到最大，整個扇面壓力對稱分布。這樣，既保證了合理的拋塵方向，又保證了有效的清掃寬度。3.5、盤刷系統(tǒng)機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算在進(jìn)行盤刷系統(tǒng)設(shè)計時，首先需要構(gòu)思整個系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及各參數(shù)的設(shè)計。并且盤刷系統(tǒng)作為一個結(jié)構(gòu)性很強(qiáng)的執(zhí)行裝置，其參數(shù)之間是相互關(guān)聯(lián)的。它們相互間的配合，最終實現(xiàn)了掃路車的清掃寬度、外傾角度、適當(dāng)?shù)挠|地壓力及合理的機(jī)構(gòu)避讓等功能和性能。如圖9所示，可以構(gòu)思如下簡圖以利于分析、理解和計算一些相關(guān)問題。圖9盤刷系統(tǒng)整體參數(shù)簡圖圖9中，盤刷支撐架轉(zhuǎn)軸到連桿機(jī)構(gòu)中豎桿的距離為，調(diào)節(jié)桿的長度為，支撐桿的長度為，豎桿BC到盤刷中心的距離為，盤刷底面直徑為，豎桿兩鉸點間距離為，豎桿鉸點到盤刷底面的距離為，盤刷下放角度為，盤刷工作時底面與地平面夾角為，掃路車底盤車架間距離為，盤刷支架外伸距離為，盤刷外伸角度為，清掃寬度為。3.6清掃寬度設(shè)計計算適當(dāng)?shù)那鍜邔挾仁潜ＷC掃路車清掃能力的重要參數(shù)。掃路車的最大清掃寬度是由盤刷在一定條件下所能外伸的最大寬度所決定。由上，則掃路車清掃寬度為：3.7盤刷觸地角度設(shè)計計算為了保證設(shè)計的掃路車正確的拋塵方向以及減少盤刷的磨損，故需要通過調(diào)整一些連桿機(jī)構(gòu)和調(diào)整螺釘以及設(shè)計上的調(diào)整使得盤刷工作時與地面有一定的觸地角度。而合理的盤刷觸地角度是由機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)盤刷內(nèi)傾和側(cè)傾共同作用的結(jié)果。首先，盤刷內(nèi)傾角度可由下面式子計算：式中，表示機(jī)構(gòu)為了調(diào)整盤刷底面與地面合適的夾角，而對四連桿中調(diào)節(jié)桿做出的調(diào)節(jié)量，故為了簡化表示可以用代替。則上式變?yōu)椋寒?dāng)盤刷工作以后，由于盤刷刷毛的不斷磨損，將會造成盤刷下放角度逐漸變大，這將對上式中值產(chǎn)生影響，所以盤刷的刷毛磨損到一定程度后，有必要通過對的調(diào)整來保證值能夠保持在一定的范圍內(nèi)。同時，盤刷與地面的接觸部分是呈外傾的扇面，這樣才能保證合理的清掃寬度與清掃性能。而扇面的形成光靠盤刷的內(nèi)傾還不夠，同時還需要合適的側(cè)傾角度才圖10盤刷側(cè)傾角度示意圖能保證，側(cè)傾角是由馬達(dá)支座與四連桿鉸接座的相互轉(zhuǎn)動實現(xiàn)的，如圖10所示。當(dāng)盤刷同步實現(xiàn)了內(nèi)傾角度和側(cè)傾角度的時候，才能保證盤刷與地面有一個適當(dāng)?shù)膴A角。3.8盤刷系統(tǒng)機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定最終，通過上述機(jī)構(gòu)分析與相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計算為理論依據(jù)，結(jié)合最初盤刷系統(tǒng)設(shè)計的思路與構(gòu)造需要滿足的功能要求，參照整車布局的設(shè)計思路與整體方案中所確定的性能參數(shù)，以及底盤的參數(shù)，通過計算得出盤刷系統(tǒng)各機(jī)構(gòu)具體參數(shù)，如表2所示：表2盤刷系統(tǒng)機(jī)構(gòu)參數(shù)=110mm=218mm=20=590mm=100mm=25=607mm=525mm=4=88mmB=2800mm=5=780mmd=900mm3.9、刷盤系統(tǒng)觸地壓力計算盤刷系統(tǒng)工作時，適當(dāng)?shù)挠|地壓力可以提高拋塵速度，保證有效的清掃率。盤刷之所以會產(chǎn)生觸地壓力，是由于真?zhèn)€盤刷系統(tǒng)的重量造成的，而由于盤刷在下降時，液壓缸的液壓油回流，在重力的作用下，整個盤刷系統(tǒng)自由下落，所以在計算觸地壓力液壓油缸的液壓油不影響影響，可忽略不計。盤刷下落到正常作業(yè)高度以后，盤刷的觸地角度很小，對于觸底壓力的計算影響不大，故可以簡化。通常情況下，只是靠上述機(jī)構(gòu)的重力會造成盤刷觸地壓力過大會造成盤刷的過度磨損，是不能保證盤刷觸地壓力的合理性的。觸地壓力過小又會造成清掃率的不足，所以需要給機(jī)構(gòu)添加一個可調(diào)節(jié)的提升機(jī)構(gòu)來滿足整個盤刷系統(tǒng)觸地壓力的合理性和可調(diào)節(jié)性。如圖11所示，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行簡化和靜力學(xué)分析，其中桿和長均為，連桿機(jī)構(gòu)中桿和桿長均為，盤刷中心到桿間距離為，提升力作用點到點距離為，盤刷觸地壓力到桿長為；桿重力為，桿重力為，桿和盤刷組件合重為，提升力為，盤刷觸地壓力為；盤刷下壓角度為，提升力與桿的夾角為。圖11盤刷連桿機(jī)構(gòu)靜力學(xué)分析由11圖，以點建立力矩平衡方程：圖12盤刷組件及桿BC靜力學(xué)分析如圖12，以點建立力矩平衡方程：圖13桿靜力學(xué)分析由圖13，點A受力為和，同時還受重力和、，得：綜合這3式得：由公式，式中：——刷毛直徑，；——盤刷半徑，；——刷毛自由長度，；——刷毛的彈性模量，；——刷毛斷面的慣性矩；——刷毛的變形量，；——盤刷的轉(zhuǎn)速，；——盤刷的圓周線速度，——工作刷毛數(shù)。盤刷機(jī)構(gòu)合理的觸地壓力可由下式計算：式中：—刷毛直徑，取2×10；—盤刷半徑，取0.45；—刷毛自由長度，取0.35；—刷毛的彈性模量，取—刷毛斷面的慣性矩，取—刷毛的變形量，取0.02；—盤刷的轉(zhuǎn)速，取最高轉(zhuǎn)速120—盤刷線速度，取5.6；—工作刷毛數(shù)，取500。代入各參數(shù)值，求得：所以，合理的提升力在清掃作業(yè)中，由于盤刷會一直與地面產(chǎn)生高速相對運(yùn)動，所以會使其逐漸磨損，刷毛變短，重力減小，盤刷下壓角度增大，提升力與桿夾角減小，從而導(dǎo)致和發(fā)生變化，所以在設(shè)計的時候，要保證實際工作中兩者在合理值周圍變化，相差不大即可滿足。3.10盤刷系統(tǒng)避讓裝置設(shè)計計算清掃車在作業(yè)時，由于城市道路的不平，或道路環(huán)境的復(fù)雜，盤刷系統(tǒng)難免會遇到一些障礙物。有些障礙物過大，盤刷系統(tǒng)無法逾越，此時盤刷系統(tǒng)將與障礙物產(chǎn)生硬性碰撞，會導(dǎo)致?lián)p壞。為了避免這種狀況的發(fā)生，在盤刷系統(tǒng)上設(shè)計有一個彈性避讓機(jī)構(gòu)。當(dāng)盤刷在清掃作業(yè)中遇見障礙物時，盤刷組件在外物的作用下，避讓機(jī)構(gòu)控制盤刷系統(tǒng)回縮到車輛下方，從而避過障礙物，此時由于機(jī)構(gòu)的回縮運(yùn)動，避讓彈簧被拉長，彈簧拉力增加；當(dāng)越過障礙物以后，機(jī)構(gòu)和盤刷組件在彈簧拉力的作用下重新回到工作位置的過程。避讓裝置主要由避讓彈簧以及調(diào)節(jié)套筒兩個機(jī)構(gòu)組成。避讓機(jī)構(gòu)最組要的部分是避讓彈簧。本設(shè)計主要是對彈簧的設(shè)計進(jìn)行計算。在盤刷系統(tǒng)中，避讓彈簧有兩個作用，一、盤刷系統(tǒng)正常清掃作業(yè)時，通過調(diào)整避讓彈簧上方的調(diào)節(jié)套筒，可以調(diào)節(jié)避讓彈簧的升降，避讓彈簧的伸縮，可以使盤刷機(jī)構(gòu)處于合理的觸地壓力；二、當(dāng)盤刷機(jī)構(gòu)碰到障礙物需要避讓時，彈簧能提供向外的拉伸力，從而保證盤刷機(jī)構(gòu)能夠正常復(fù)位。在設(shè)計避讓彈簧時需要考慮到這兩個因素。如圖14所示，彈簧正常清掃作業(yè)長度為，桿長度為，點為彈簧與桿鉸接點，長度為，桿長度為，彈簧與桿的下壓方向夾角為，彈簧與桿外伸方向夾角為，機(jī)構(gòu)下壓角度為，機(jī)構(gòu)外伸角度為。圖14避讓彈簧設(shè)計簡圖以點建立空間直角坐標(biāo)系，彈簧連接鉸座鉸點坐標(biāo)，連接桿鉸點坐標(biāo)。當(dāng)盤刷機(jī)構(gòu)初始作業(yè)但未避讓時：彈簧正常作業(yè)時長度可表示為：其中，彈簧的自由長度可由下式計算：式中：——彈簧剪切彈性模量，——彈簧鋼絲直徑，；——彈簧中徑，；——彈簧剛度，7。則知，彈簧的拉伸力為：則在面內(nèi)，彈簧提供的用于調(diào)節(jié)觸地壓力的提升力為：當(dāng)盤刷發(fā)生磨損到限度位置，盤刷作業(yè)未遇到障礙避讓時，由于盤刷在作業(yè)中還會繼續(xù)磨損，單有因為調(diào)節(jié)一到了極限位置，因而會造成整個盤刷機(jī)構(gòu)的下壓角度增加，彈簧伸長，盤刷的觸地壓力將會減小，所以在設(shè)計時必須對盤刷磨損的情況進(jìn)行考慮。若刷毛磨損的最大限度為，則磨損到該位置時，機(jī)構(gòu)下壓角度為：此時，彈簧的作業(yè)長度為：彈簧的拉伸力為：則在面內(nèi)，彈簧提供的用于調(diào)節(jié)觸地壓力的提升力為：當(dāng)盤刷在清掃作業(yè)中遇見障礙物時，盤刷機(jī)構(gòu)回縮，機(jī)構(gòu)外伸角減小，彈簧伸長，拉伸力增加，彈簧與桿夾角變?yōu)椤Ｈ舸藭r盤刷機(jī)構(gòu)外伸角為，則彈簧長度為：此時彈簧的拉伸力為：則在垂直于面的方向上，彈簧提供的用于克服盤刷與地面的摩擦阻力的拉伸力為：當(dāng)盤刷磨損到限度位置并避讓時，此時，盤刷機(jī)構(gòu)下壓角為，外伸角為，彈簧與桿夾角變?yōu)椋瑒t彈簧長度為：此時彈簧的拉伸力為：則垂直于面的方向上，彈簧提供的用于克服盤刷與地面的摩擦阻力的拉伸力為：綜上分析可知，清掃車工作過程中，隨著盤刷的逐漸磨損，彈簧的彈力也逐漸減??；當(dāng)遇到障礙物時，盤刷系統(tǒng)發(fā)生避讓，隨后盤刷的逐漸回復(fù)正常作業(yè)狀態(tài)。因此在進(jìn)行彈簧設(shè)計時，既要保證合理的盤刷觸地壓力及避讓時機(jī)構(gòu)有合理的回縮量即彈簧的伸長量，同時還要克服摩擦阻力，使盤刷機(jī)構(gòu)能恢復(fù)正常作業(yè)位置。以前面確定的盤刷系統(tǒng)機(jī)構(gòu)參數(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合盤刷系統(tǒng)設(shè)計的思路與構(gòu)造，參照整車布局的設(shè)計思路與性能參數(shù)，并通過對該機(jī)構(gòu)的各主要工況進(jìn)行靜力學(xué)分析和計算，可以確定出盤刷系統(tǒng)各力學(xué)性能參數(shù)如表3：表3盤刷系統(tǒng)力學(xué)性能參數(shù)=330mm=4mm=19=100mmP=7N/mm=4.1Kg=20mm=332mm=1.3Kg=220mm=27=32.1Kg=100mm=13D=40mm=243.11盤刷的參數(shù)選擇與計算盤刷接地壓力可用以下經(jīng)驗公式計算：式中：式中：—刷毛直徑，取2×10；—盤刷半徑，取0.45；—刷毛自由長度，取0.35；—刷毛的彈性模量，??；—刷毛斷面的慣性矩，??；-刷毛的最大變形量，當(dāng)刷毛的最大變形量的時候，刷毛或以側(cè)面開始沿路面滑動，減小其自由長度，因此，取0．02；—盤刷的轉(zhuǎn)速，取最高轉(zhuǎn)速120—盤刷線速度，取5.6；—工作刷毛數(shù)，取500。代入各參數(shù)值，求得：克服刷毛和路面間摩擦力所需的功率：(2．2)式中：——功率儲備系數(shù)，取1．1；一盤刷數(shù)量，取2；——機(jī)械傳動效率，取O．9；——刷毛和路面的摩擦因數(shù)，取O．4；——清掃車工作時的行走速度，取(3—15);由以上參數(shù)，求得：。3)消耗在刷毛變形上的功率：利用以上參數(shù)，求得：=0．55kW。(5)驅(qū)動盤刷所需的功率：E=Pa+Pb=22.3kW3.12盤刷磨損及壽命計算對于掃路車盤掃系統(tǒng)來說，盤刷由于易磨損而造成的使用壽命短的問題是關(guān)系到清掃性能的重要一環(huán)，所以必須加以考慮。同時盤刷作為受磨損件，它也直接關(guān)系到了掃路車的使用成本等問題。通常導(dǎo)致盤刷磨損的主要原因有：刷絲材質(zhì)特性、觸地壓力、作業(yè)工況等。（1）刷絲材質(zhì)特性的影響現(xiàn)有的掃路車盤刷材質(zhì)有鋼片、尼龍和塑料三種類型，刷絲截面形狀上也有許多樣式。但是盤刷刷絲形狀基本對其磨損影響較小。所以刷絲材料是關(guān)系到盤刷磨損及壽命的主要考慮因素。而刷絲在實際作業(yè)中所涉及到的摩擦特性、傳熱性等是材質(zhì)特性的具體表現(xiàn)，可以用耐磨性這一概念來綜合反映這些具體特性。鋼質(zhì)刷絲耐磨性是三者中最優(yōu)的，然而由于其硬度較大，對路面造成的磨損破壞較嚴(yán)重，故現(xiàn)實中使用較少?，F(xiàn)在通常大多使用聚丙烯材料制作盤刷單絲刷頭，用于掃路車，保潔車等特種車輛刷盤或主刷組合板用環(huán)衛(wèi)用刷。這種材料的盤刷具有很好的耐磨性。（2）觸地壓力的影響掃路車作業(yè)時，盤刷會對地面施加一定的觸地壓力，適當(dāng)?shù)挠|地壓力是保證清掃率的重要條件，同時也正是由于觸地壓力的存在才使盤刷與地面產(chǎn)生磨檫，造成磨損。觸地壓力是盤刷系統(tǒng)自身重力、液壓缸壓力、彈簧的拉力以及地面支持力共同作用的結(jié)果。（3）路面狀況的影響掃路車主要用于公路、街道、廣場、廠房等道路場所的垃圾清理工作。其中，由于地面平整程度以及廢棄物類型和數(shù)量不同，造成了掃路車作業(yè)量不同，盤刷與地面的摩擦情況也不同。一般情況下，高等級公路路面平整，廢棄物少，對盤刷造成的磨損較小；街道廣場地面平整度不一，生活廢棄物相對較多，對盤刷造成的磨損較大；廠房地面平整度一般，工業(yè)廢料等較多，對盤刷磨損較嚴(yán)重。盤刷刷絲的壽命分析由上述對盤刷刷絲的磨損因素分析可知，在路面清掃作業(yè)中盤刷刷絲的耐磨性與可持續(xù)能力是與盤刷系統(tǒng)清掃率等性能密切相關(guān)的。耐磨性好，持續(xù)時間長的刷絲，不僅可以為用戶節(jié)省費(fèi)用，同時也減少了用戶頻繁更換刷絲的苦惱。刷絲磨損率是衡量刷絲壽命的主要參考因素，受刷絲的硬度、導(dǎo)熱性、摩擦因數(shù)的綜合影響。盤刷刷絲壽命是刷絲所能保證有效清掃性能的總工作時長。通過對影響盤刷壽命的各種因素及其運(yùn)動機(jī)理的分析，可以通過以下公式研究和分析刷絲壽命狀況：式中：T——盤刷壽命，h；L——盤刷磨損限度，m；R——盤刷半徑，m；n——盤刷轉(zhuǎn)速，r/min；v——清掃速度，km/h；h′——盤刷磨損系數(shù)。通過前面內(nèi)容及分析可知盤刷刷絲的磨損對掃路車無論是在清掃性能上還是結(jié)構(gòu)功能設(shè)計上都有較大影響，故需要進(jìn)行分析計算。然而由于盤刷在作業(yè)時，刷絲與地面的接觸工況比較復(fù)雜，刷絲的磨損程度是受刷絲本身的物質(zhì)特性以及路面狀況共同作用的，況且在復(fù)雜的路況下，刷絲本身的物質(zhì)特性也可能會發(fā)生一些難以預(yù)計的變化，所以壽命計算只是對盤刷系統(tǒng)設(shè)計提供一個參考。選用市面上普通的聚丙烯材質(zhì)的盤刷刷絲和刷柄，為了保證其能夠滿足正常的清掃作業(yè)，參照國家有關(guān)規(guī)定，盤刷的技術(shù)參數(shù)要求如下：（1）性能要求：盤刷刷絲的物理性能是保證刷絲能否滿足正常作業(yè)的決定性因素，根據(jù)設(shè)計要求及相關(guān)資料，該刷絲須符合表4的規(guī)定：表4刷絲的性能要求項目指標(biāo)抗張強(qiáng)度MPa≥30抗張伸長率%≤20結(jié)節(jié)強(qiáng)度MPa≥23單根刷絲拉力N≥30刷柄球壓痕硬度MPa≤20跌落高度1.5m高處自由下落無裂紋產(chǎn)生（2）外觀要求聚丙烯刷絲及刷柄的外觀在一定程度上會影響其物理性能的發(fā)揮，同時合適的外觀也會為整車增添不少亮點。其外觀顏色可以是材料本身顏色，也可以通過化學(xué)加工生成其他的顏色，產(chǎn)品其他外觀要求應(yīng)符合表5的規(guī)定：表5盤刷的外觀要求項目要求聚丙烯單絲整潔、挺直、色差小、光滑柔軟、無傷痕、無氣泡、無裂紋刷柄光滑、清潔、無毛刺裝配裝配端正，不允許有可見雜質(zhì)如下由公式式，結(jié)合本車清掃性能的相關(guān)設(shè)計參數(shù)可知盤刷刷絲壽命為T：式中：L——盤刷磨損限度，取0.1m；R——盤刷半徑，取0.45m；n——盤刷轉(zhuǎn)速，取最大值120r/min；v——清掃速度，取最大值10km/h；h′——盤刷磨損系數(shù)，取3.6×10-7。代入相應(yīng)數(shù)值，求得，T=69.5h由于盤刷在工作過程中會經(jīng)歷各種各樣復(fù)雜的工況，難以用具體的公式對其各工況進(jìn)行詳盡的描述，故上式只作為對盤刷性能的一個參考。4吸嘴的設(shè)計4.1吸嘴結(jié)構(gòu)吸嘴是掃路車的一個重要工作裝置,它是把前方掃刷掃進(jìn)車輛中部的垃圾由地面輸送到垃圾箱體內(nèi)的一種垃圾導(dǎo)向輸送裝置。吸嘴結(jié)構(gòu)、性能的好壞直接影響到掃路車的吸塵效果。掃路車的吸嘴一般由金屬焊接而成,有呈扁平狀，有傘形狀的,當(dāng)它下放到地面時，猶如一個空間罩，罩住了地面，地面與吸嘴形成一個空間腔體。吸嘴頂部的出風(fēng)口通過一根可以伸縮的橡膠吸管與垃圾箱箱體相連。整個吸嘴體下方分布3個橡膠滾輪,當(dāng)吸嘴水平放置后，滾輪水平接觸地面時，最底邊與地面的距離大約5~10mm。工作時,風(fēng)機(jī)在副發(fā)動機(jī)的驅(qū)動下，使得集塵箱處于正空態(tài)，由于集塵箱高真空產(chǎn)生的負(fù)壓，使吸嘴周邊產(chǎn)生強(qiáng)氣流。在吸嘴前方由兩掃刷掃到車子中間的垃圾，在吸嘴高速吸風(fēng)氣流的作用下被吸入，再經(jīng)過休息的出風(fēng)口進(jìn)入垃圾箱。吸嘴停止作業(yè)時，通過液壓缸的作用，而使得吸嘴能夠提升到規(guī)定的高度，保證車輛的通行安全。。圖15吸嘴的結(jié)構(gòu)如圖15所示，通過液壓缸來控制吸嘴的放下與提升。吸嘴上設(shè)有連接支耳，油缸與吸嘴之間的連接，就是通過支耳與U型扣來連接的。油缸只對吸嘴的提升有作用，并沒有對吸嘴下放起作用，即下放時，油缸活塞在吸嘴重力的作用下自由伸長，活塞缸腔內(nèi)不產(chǎn)生壓力，這樣使得吸嘴即使在不平路面上工作時，吸嘴都能隨路面的起伏而上下浮動，油缸也隨之自由伸縮，相當(dāng)于吸嘴下放到地面后，就不受到油缸的約束了。為了使能按照給定方向作業(yè)，在其前端設(shè)有導(dǎo)向連桿，連桿與吸嘴連接處增設(shè)有一個鉸接機(jī)構(gòu)。鉸接機(jī)構(gòu)由鉸接座和兩根連接軸銷組成。其中一根銷將導(dǎo)向桿與鉸接支座連接起來，另一根銷將鉸接支座和吸嘴連接起來。這兩根銷成十字交叉布置，如此布置，吸嘴將可以前后左右擺動，是吸嘴在駛過不平的路面時能保持一定的離地間隙，而不會導(dǎo)致漏風(fēng)嚴(yán)重，保持了吸嘴的吸力，使得垃圾吸收干凈，也延長了吸嘴的使用壽命，同時還能減小吸塵口處的噪音。加裝臥式掃刷,提高清掃效率。隨著城市建設(shè)不斷發(fā)展,沙土型垃圾越來越多。沙土型垃圾比較濕,壓實后對地面具有一定的附著力,傳統(tǒng)型吸嘴需靠提高風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速才能吸干凈。吸嘴尾部加裝臥式掃刷可以減輕風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，又可以提高清掃效率。在靠近吸嘴后部，加裝有滾刷，滾刷由4把掃刷固定在一根軸上，在液壓馬達(dá)的驅(qū)動下轉(zhuǎn)動。滾刷沿清掃車作業(yè)前進(jìn)的反向滾動，將吸嘴下方的垃圾塵埃揚(yáng)起，增大塵埃的受壓面積，即減小垃圾塵埃的懸浮速度，減輕風(fēng)機(jī)的負(fù)荷，也可以使得垃圾更容易被吸入。增加臥式滾刷，對于清掃車在雨天作業(yè)或地面濕的環(huán)境作業(yè)時，這些潮濕的垃圾更容易清掃干凈。圖16滾輪受力分析在吸嘴上拉簧、調(diào)節(jié)筒和鏈條的功：可以有效的延長吸嘴的使用壽命。將吸嘴下放到正常作業(yè)位置，調(diào)節(jié)好鏈條的長度，確保吸嘴的3個輪子都著地，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)筒使彈簧拉長，彈簧的拉力作用于吸嘴上，承受部分吸嘴的重力。受力如圖16,根據(jù)公式：4.2臥式掃刷的參數(shù)選擇與計算臥式掃刷刷接地壓力可用以下經(jīng)驗公式計算：式中：式中：—刷毛直徑，取2×10；—盤刷半徑，取0.3；—刷毛自由長度，取0.15；E—刷毛的彈性模量，取J—刷毛斷面的慣性矩，取h-刷毛的最大變形量，當(dāng)刷毛的最大變形量h≥O．15L的時候，刷毛或以側(cè)面開始沿路面滑動，減小其自由長度，因此，取0．01m；n—盤刷的轉(zhuǎn)速，取最高轉(zhuǎn)速120r/m—盤刷線速度，取5.6m/s；—工作刷毛數(shù)，取50。代入各參數(shù)值，求得：由于臥式滾刷只有一部分毛刷接地，所以又因為臥式滾刷上分布有5個滾刷，所以整個滾刷的觸地壓力為克服刷毛和路面間摩擦力所需的功率：(2．2)式中：K——功率儲備系數(shù)，取1．1；N一滾刷刷數(shù)量，取1；——機(jī)械傳動效率，取O．9；——刷毛和路面的摩擦因數(shù)，取O．4；v_清掃車工作時的行走速度，取(3—15)km／h;由以上參數(shù)，求得：。3)消耗在刷毛變形上的功率：利用以上參數(shù)，求得：=0．05kW。(5)驅(qū)動滾盤刷所需的功率：E=Pa+Pb=0.75kW滾刷軸的直徑計算：對于承受彎扭復(fù)合作用的軸可用經(jīng)驗公式估算其最小直徑：式中：P——液壓馬達(dá)的功率n——掃刷的轉(zhuǎn)速當(dāng)彎矩相對扭矩很小或只受扭矩時，取較大值，A取較小值；反之，取較小值，A取較大值。當(dāng)軸上有鍵槽時，會削弱軸的強(qiáng)度。因此開一個鍵槽，軸徑應(yīng)增大3%。開兩個鍵槽，軸徑應(yīng)該增大7%。通過查機(jī)械設(shè)計教程得出和A值如表6：表6和A值軸的材料A31Cr18Ni9Ti4540Cr、35SiMn、42SiMn/MPa15-2520-3525-4535-55A149-26135-12126-103129-97本設(shè)計采用的臥式掃刷軸采用45鋼，A取110。帶入上式，就算得，由于軸上開鍵槽較多，取D=70mm。鍵連接，采用GB/T1096鍵20×12×80，軸承選用6207深溝球軸承。4.3塵粒的懸浮速度吸掃式清掃車是依靠風(fēng)機(jī)使垃圾箱產(chǎn)生負(fù)壓而將垃圾吸入垃圾箱的。因此想要使清掃車清掃的地面更加干凈，就必須研究道路上塵粒的種類，幾何性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)等。吸掃式清掃車的負(fù)壓吸收垃圾都有一定的限度。因此，要對垃圾塵粒的起動速度（懸浮速度）進(jìn)行研究。垃圾的起動速度大則就越難被吸入，對風(fēng)機(jī)的要求也高，對吸嘴的設(shè)計，副發(fā)動機(jī)的選擇都有很大限制。在地球的空氣場中，由于受到地球的引力，物體會受到自身手里作用而下落，在下落過程又受到阻力的作用，空氣阻力會隨著下落的速度變化而變化，知道物體所受到的重力與阻力平衡，此時該速度就稱為懸浮速度。物體的懸浮速度與其形狀、體積有關(guān)。在吸掃式清掃車中，垃圾箱的負(fù)壓，使得吸嘴產(chǎn)生高速氣流，只有吸嘴處的告訴氣流大于或等于物體的懸浮速度時，垃圾才會會被吸嘴吸入垃圾箱。而懸浮速度與物體的平均粒徑、密度有很大的關(guān)系。密度、平均粒徑越大，物體的懸浮速度也就越大，吸嘴就越難以將其吸入垃圾箱。相反，物體的密度、平均粒徑越小，其懸浮速度就越小，就越容易被吸嘴吸入垃圾箱。本身固有的懸浮速度時，垃圾塵粒就會懸浮在氣流中，這樣便具備了負(fù)壓稀相吸送的基本條件。當(dāng)表7給出了清掃車經(jīng)常遇到的部分垃圾塵粒的有關(guān)參數(shù)和懸浮速度：表7常見的垃圾塵粒物的質(zhì)性表塵粒名稱平均粒徑（mm）密度（t/m）容量（t/m）懸浮速度（m/s)吸送速度（m/s)干細(xì)鹽<12.20.9-1.39.8-1.2細(xì)粒鹽512.8-1420-30粗粒鹽7.0-7.21.090.7214.8-15.5煤炭<11.0-1.70.72-0.942.3-3.51-34.0-5.33-54.2-6.818-407-107.0-10.010-1511.0-13.3爐渣粉粒狀5.0-17.715-35砂<42.61.416.825-35水泥239-25熟石灰<22.00.4-0.56.026-30圖17-19為塵粒的直徑-懸浮速度圖圖17塵粒懸浮速度（塵粒直徑0~10mm)圖18塵粒懸浮速度（塵粒直徑0~2mm)圖19塵粒懸浮速度（塵粒直徑0~0.2mm)通過調(diào)查與分析，混凝土的密度、平均粒徑都比較大，這道路上常見的一些垃圾中，也是混凝土顆粒是比較難以被吸嘴吸入的?，F(xiàn)選取粒徑為20mm的混凝土碎塊為例，計算其懸浮速度：①混凝土球形顆粒自由懸浮速度：（4.1）式中：為重力加速度，取9．8；為顆粒直徑，取20；為顆粒塊的密度，；為空氣的密度，取；為阻力系數(shù)，其由氣流雷諾數(shù)決定，在吸掃式清掃中，被垃圾箱吸入的垃圾屬于湍流運(yùn)動，，?。挥梢陨蠀?shù)帶入公式，求得：。公式(4.1)是在假設(shè)單個混凝土形狀為球形的顆粒在很大空間的空氣場中求得的。是在理想狀態(tài)下計算出來的。結(jié)合清掃車實際，空氣場不能無限大，所吸入的垃圾塵埃也不會都是形狀規(guī)范的，而且不會單個物體吸入的，而是在狹窄的空間，垃圾形狀各異，且是大批量的吸入垃圾的。因此，需要對上述公式加以修正，使計算設(shè)計更加符合實際，修正后，混凝土顆粒被吸入時，顆粒實際懸浮速度由一下公式計算：（4.2）式中：形狀系數(shù)，取1．5；為圓形風(fēng)管的直徑，取200；由以上參數(shù)，求得：4.4吸塵口結(jié)構(gòu)設(shè)計原則對于吸掃式清掃車的吸塵口，其是安裝在車底部的，對吸塵的也有很大的要求，因此在設(shè)計清掃車的吸塵口，需考慮一下的因素：l)、吸塵口的布置要符合車子底盤空間的要求。本設(shè)計的清掃車是由二類車輛底盤改裝的，并不是專用底盤，所以會受到空間上的約束。該車的吸塵口是布置在汽車底盤下方尾部。其形狀、尺寸都受到底盤空間的嚴(yán)格限制。吸塵口安裝到車輛上，還要避免部件運(yùn)動干涉，要保證車輛的行駛通過性。2)、安裝上吸塵口后，必須能滿足設(shè)計是所需的性能要求。也就是說，吸塵口的設(shè)計，要能滿足清掃車的設(shè)計作業(yè)工況。對于吸塵寬度以及車速都是相互聯(lián)系的。3)、吸塵口設(shè)計安裝到車輛上，在垃圾箱負(fù)壓的作用下，吸塵口要能產(chǎn)生高速氣流。因為清掃車要能適應(yīng)大部分路面環(huán)境的清掃作業(yè)。在不同的環(huán)境的地面垃圾，塵粒的密度，懸浮速度都有很大的差異。所以吸塵口的氣流流速越大，清掃對各種路面的適應(yīng)性也就更廣，可吸入的垃圾塵粒范圍也就越大。4.5吸風(fēng)口設(shè)計掃路車吸風(fēng)口的功能是將垃圾吸到垃圾箱內(nèi),吸掃式掃路車的關(guān)鍵專用裝置。根據(jù)QC/T2911193掃路車技術(shù)條件,吸掃式掃路車清掃效率應(yīng)≥90%,純吸式掃路車清掃效率應(yīng)≥92%。純吸式和吸式掃路車的最大吸入粒度應(yīng)不小于15mm,作業(yè)吸口處最大氣流速度應(yīng)不小于27.9m/s。本車采用單式吸風(fēng)口，工作時全靠風(fēng)機(jī)的吸力將垃圾經(jīng)此口吸進(jìn)垃圾箱。整個裝置由波紋管、吸風(fēng)口、滾輪、橡膠或尼龍板組成。當(dāng)掃路車前進(jìn)時,掃帚將垃圾掃到吸風(fēng)口前,吸風(fēng)口借助風(fēng)機(jī)的吸力將垃圾吸進(jìn)吸管內(nèi)而進(jìn)入垃圾箱。如下圖20所示：截面為吸風(fēng)口，垃圾是在吸嘴處的通過負(fù)壓收集，垃圾箱內(nèi)的負(fù)壓，使得吸風(fēng)口產(chǎn)生高速氣流，帶動吸嘴下方的垃圾，吸入垃圾箱。，當(dāng)吸風(fēng)口圖20吸風(fēng)口面積很比較小時，可認(rèn)為氣流是劉翔吸風(fēng)口的中心，設(shè)該中心點為做極點(如圖20中的點)。要使垃圾被吸嘴吸入，距離極點處的氣流速度必須大于垃圾的懸浮速度。仍以最大粒徑為的混凝土碎塊為例，當(dāng)x／d>1．5時，氣流速度衰減過大，因此，通常清掃車取x／d<1．5，此時極點公式：式中：距極點的豎直距離，如圖20中所示；距極點處的氣流速度，取27．9；吸風(fēng)口內(nèi)的氣流速度，取45；吸嘴的長度，取；吸嘴的寬度，?。晃斓拿娣e，取F=ab=0．55m2；由以上參數(shù)帶入數(shù)據(jù)計算，求得：在保證的前提下，。4.6所需風(fēng)量的計算式中：風(fēng)管的截面積，??；管道的密封效率，取93％；由以上參數(shù)，求得：。由以上計算可知，選取風(fēng)量為5500m3／h的風(fēng)機(jī)較為合適。4.7吸塵口的結(jié)構(gòu)參數(shù)吸塵口主要結(jié)構(gòu)參數(shù)有:排氣口面積、進(jìn)氣口長度、進(jìn)氣口寬度、高度、縮角、傾斜角。圖21吸塵口結(jié)構(gòu)參數(shù)示意圖1、對清掃車的吸塵口結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析對吸塵口排氣口面積式中:排氣口通過的風(fēng)量;排氣口管道中的風(fēng)速。排氣口有圓形和方形兩種形狀。其決定了吸塵軟管截面形狀和尺寸大小。當(dāng)排氣口為圓形時，直徑按下式計算:2)吸塵口高度吸塵口高度由車輛底盤高度所決定，一般按下式計算確定:式中:車輛底盤的高度;吸塵口的離地間隙;確保車輛通過性和避免干涉運(yùn)動的間隙。清掃車吸塵口高度越大，說明其在車輛底盤下的布置空間越大，這樣就更容易對吸塵口的結(jié)構(gòu)合理設(shè)計。相對國內(nèi)的清掃而言，吸塵口離地間隙為;選擇離地間隙要根據(jù)路面環(huán)境而確定，如果路面不是很平坦，離地間隙就取值要大些;路面平坦，值可小些;當(dāng)在風(fēng)量一定時，值的大小會影響到風(fēng)口的風(fēng)速大小。間隙高度的選值，要結(jié)合清掃車的作業(yè)和行駛的情況，既要避免干涉還要保證通過性。一般取h=0.52m3)吸塵口進(jìn)風(fēng)口長度L清掃車的吸塵寬度受到吸塵口進(jìn)風(fēng)長度的影響。進(jìn)風(fēng)口的長度L越大，吸塵寬度也就越大，清掃車的吸塵效果越高。但當(dāng)L值過大，離中心遠(yuǎn)的邊角吸塵效果差。吸塵口的長度要與掃盤作業(yè)面積重疊。取L=1200mm4)寬度B吸塵口寬度B主要取決于吸塵口吸氣面的風(fēng)速。根據(jù)條縫式吸塵口吸氣量流量比計算法，吸氣面的平均風(fēng)速與吸塵口寬度B的關(guān)系如下:式中:吸塵口吸平均風(fēng)速；吸氣面所需要的最小平均風(fēng)速安全系數(shù)，通常取。根據(jù)對清掃車吸塵原理的分析，吸塵口寬度B越大，吸塵效果就越好。但在風(fēng)量Q和吸塵口寬度L既定的情況下，吸氣面平均風(fēng)速玲隨寬度B的增大而減小，寬度B的值必須使得Vo>Va(Va一般為10m/s)。B=460mm5)吸塵口收縮角吸塵口收縮角是對吸塵口的吸塵效果影響很大，它影響吸塵口空氣的流速，影響吸塵口內(nèi)的壓力損失。以來表示吸塵口速度分布情況。表示中心氣流速度，是表示平均氣流速度。表7為吸塵口在不同角度下，的變化情況。從表中數(shù)據(jù)可以看出，隨著的變大而變大，說明隨收縮角a的增大，氣流速度分布越來越不均勻;當(dāng)收縮角時，吸塵口的壓力損失隨增大而增大。綜合考慮各個方面的因素，在吸塵口結(jié)構(gòu)設(shè)計時，收縮角a不應(yīng)超過。表7不同角下的速度比1.071.331.132.0取。6)傾斜角為了減小對吸塵口性能的影響，在設(shè)計吸塵口時，讓吸塵口略有傾斜。傾斜角與收縮滿足公式:式中:吸塵口排氣口的直徑吸塵口高度從式中可知，傾斜角增大，收縮角減小，當(dāng)收縮角過大時，可以適當(dāng)增加吸塵口的傾斜角來減小收縮角。但傾斜角增大，會產(chǎn)生氣流流向轉(zhuǎn)向，產(chǎn)生渦流，增大壓力損失，使吸塵效果衰落得很明顯，故在設(shè)計時，傾斜角不能過大，一般不得超過。=4.8管路系統(tǒng)壓力損失的計算在吸掃式清掃車中，是依靠風(fēng)機(jī)對垃圾箱抽風(fēng)而使箱內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，空氣再通過吸嘴經(jīng)過多重管道源源不斷的給垃圾箱補(bǔ)充氣體。在氣體經(jīng)過這些管道過程中，會在管道內(nèi)產(chǎn)生壓力損失。因而所選擇的風(fēng)機(jī)必須能克服這些壓力損失后還能提供對設(shè)計車輛所能吸起最大懸浮速度的垃圾的風(fēng)速。其中，壓力損失包括：動壓損失和靜壓損失兩部分位引。靜壓損失包括：氣體流動而與管道內(nèi)部產(chǎn)生摩擦而引起的壓力損失，以及局部壓力損失。氣流流動所需的動能轉(zhuǎn)換成的壓力稱為動壓。清掃車工作時，掃盤將垃圾掃回吸嘴前方后，垃圾幾乎處于靜止?fàn)顟B(tài)。垃圾箱內(nèi)的負(fù)壓只吸風(fēng)口產(chǎn)生高速氣流，這些氣流將吸嘴下方的垃圾加速，并于空氣混合一起進(jìn)入到垃圾箱內(nèi)以補(bǔ)充垃圾箱內(nèi)的空氣修好，在這過程中空氣的流動會消耗壓力，稱之為動壓損失，這部分壓力損失稱之為動壓損失：式中：空氣和垃圾混合的氣流密度，當(dāng)混合比不同時，密度值會有所變化，約為，考慮到計算的需要，?。挥梢陨蠀?shù)，求得：吸嘴處的壓力損失由于混合氣流曲線流入吸嘴，摩擦壓損很小，在此忽略不計，因此，吸嘴處的壓力損失可以看作為混合氣流在吸風(fēng)口處產(chǎn)生的局部壓力損失：式中：吸風(fēng)口處的局部壓損系數(shù)，通過查表，由吸嘴立體角。取O．4；由以上參數(shù)，求得：吸嘴到垃圾箱這段距離的連接管道內(nèi)的摩擦壓損：吸嘴到垃圾箱這段距離的連接管道中，摩擦壓損為空氣與垃圾的混合氣流與管壁間碰撞產(chǎn)生的摩擦阻力所造成的壓力損失：式中：——管道的摩擦阻力系數(shù)，?。还艿赖拈L度，取1．3；管道的半徑，對圓形管道，取Rs=D／4=50mm；由以上參數(shù)，求得：風(fēng)機(jī)與垃圾箱的管道連接處局部壓損：風(fēng)機(jī)與垃圾箱之間還增加有旋風(fēng)除塵系統(tǒng)，三體都是用管道連接的。由于垃圾箱的截面面積遠(yuǎn)大于旋風(fēng)除塵系統(tǒng)的面積，氣體流通過程，截面積的突然縮小，將會產(chǎn)生局部壓力損失：式中：清掃車的垃圾箱寬度，取1800；清掃車的垃圾箱箱高度，取1410mm;旋風(fēng)除塵入口寬度，取400mm；d—旋風(fēng)除塵入口處高度，取125mm；-清掃車?yán)浣孛娣e，取=ab=3；—旋風(fēng)除塵入口處截面積，取Al=cd=0．05m2；——旋風(fēng)除塵入口管道內(nèi)的氣流速度；?。弧呀?jīng)過除塵系統(tǒng)后的垃圾與空氣混合氣流的密度，取1．5kg／m3；——局部壓損系數(shù)，由面積比；取0.485；由以上參數(shù)帶入公式計算，求得：風(fēng)機(jī)與大氣相通處的排氣管道彎管處的局部壓損：風(fēng)機(jī)與大氣相通的排氣管道為彎管使排氣氣流產(chǎn)生局部壓損：式中：；——的局部壓損系數(shù)，取0．23；由以上參數(shù)帶入公式，求得：除塵系統(tǒng)的壓損擋板慣性除塵，鏈條對垃圾的粗慮，取經(jīng)驗值=300Pa；旋風(fēng)除塵進(jìn)口處過濾網(wǎng)除塵，局部壓損;式中：——網(wǎng)的局部壓損系數(shù)，由網(wǎng)孔密度約為70％，取經(jīng)驗值O．58；由以上參數(shù)，求得：由以上參數(shù)，求得：該中型清掃車總的壓力損失為：驅(qū)動風(fēng)機(jī)所需功率的計算式中：——風(fēng)機(jī)的流體效率，取0．7；由以上參數(shù)，求得：33.2KW總結(jié)2013年3月，開始了畢業(yè)設(shè)計工作，時至今日，設(shè)計基本完成。從最初的茫然、不知所措，到慢慢的進(jìn)入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個設(shè)計過程難以用語言來表達(dá)。歷經(jīng)了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷幕。在這個充滿激情的畢業(yè)設(shè)計里面，我們小組成員相互幫助，收獲頗豐，學(xué)會了如何去設(shè)計，其過程包括小組討論，資料的收集，方案的論證、方案的對比分析、設(shè)計計算、得出最優(yōu)解，總結(jié)如下：本文主要以吸掃式道路清掃車的掃盤、吸嘴、滾刷為研究對象，對盤刷、吸風(fēng)口、滾刷的結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了理論分析和計算。主要完成如下的一些工作：根據(jù)中型吸掃式道路清掃車的功用，確定了其主要一些參數(shù)，并通過其結(jié)構(gòu)特點和工作方式進(jìn)行分析，對主要工作裝置進(jìn)行了相關(guān)的設(shè)計計算。從運(yùn)動學(xué)，空氣動力學(xué)、盤刷作業(yè)角度等分析了清掃車的風(fēng)量，清掃車速對盤刷的清掃效率的影響。在吸風(fēng)口結(jié)構(gòu)設(shè)計研究方面，分析了塵粒的懸浮速度，吸風(fēng)口的離地間隙，吸風(fēng)口漲肚、寬度等。本文針對清掃車盤刷、吸嘴和滾刷的設(shè)計計算，由于作業(yè)靈活性能較大，有些分析是以經(jīng)驗公式分析計算，分析結(jié)果難免有不到之處。。另外由于時間關(guān)系，沒有進(jìn)行樣車試驗也是本文的一大缺憾。致謝本設(shè)計是在我的導(dǎo)師xxx精心指導(dǎo)和關(guān)懷下完成的，每一章節(jié)都凝聚了導(dǎo)師的心血，在我做畢業(yè)設(shè)計的日子里，無論生活上還是學(xué)習(xí)工作上，老師都給予了我極大的關(guān)心和鼓舞。他親切的問候、耐心的說教、振奮的鼓勵以及和藹的態(tài)度都深深的使我感動，特別是在畢業(yè)設(shè)計說明書階段，他不厭其煩的叮嚀與指導(dǎo)更是對我起了莫大的幫助。在此再次對王老師的教育和指導(dǎo)表示衷心的感謝!并對在這近四年的大學(xué)學(xué)習(xí)生活中，一直給予我諄諄教導(dǎo)的xxx大學(xué)的各位老師和領(lǐng)導(dǎo)表示感謝!他們淵博的知識、嚴(yán)謹(jǐn)求實的治學(xué)態(tài)度和全心投入的工作態(tài)度給我留下了深刻印象，令我受益非淺，并將受用終身。感謝所有在5東401一起做畢業(yè)設(shè)計的同學(xué)，謝謝你們在教室給予我學(xué)習(xí)上的指導(dǎo)，在生活上的支持與幫助，在401教室，我們有說有笑，相互幫忙、相互鼓勵使得我在做設(shè)計過程不煩躁不焦慮，謝謝你們！感謝一起生活的舍友，給我創(chuàng)造一個溫馨和諧的宿舍環(huán)境，在我勞累困惑之時你們給以我?guī)椭８兄x我身在遠(yuǎn)方的父母！你們給我生活上的關(guān)懷和精神上的鼓勵是我學(xué)習(xí)的動力。最后，謹(jǐn)向在百忙之中抽出時間為我審閱設(shè)計說明書和答辯工作的各位老師表示無限的敬意和衷心的感謝！參考文獻(xiàn)[1]、謝立揚(yáng)。國外路面清掃車概況。筑路機(jī)械與施工機(jī)械化[2]、徐寧，吳三達(dá)。國內(nèi)吸掃式掃路車技術(shù)發(fā)展綜述。專用汽車[3]、張新榮。清掃車總體布置探討。筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,1995[4]、張鐵山，凌和平。中型道路清掃車的總體設(shè)計與研究。專用汽車，2010[5]、宋永剛等。高等級公路清掃車盤刷性能與技術(shù)研究。西安公路學(xué)院學(xué)報