【正文】 fit. Keywords: barrier。 vehicle cleaning brush。 highway。 machinery。 湘潭大學興湘學院畢業(yè)設計 街道護欄自動清洗機構 5 第一章 緒論 課題背景與目的 課題背景 工業(yè)化的建設使城市人口和車輛逐年增多，人、車道路交通產生很大的矛盾，幾乎所有道路擁擠的地方都安上了護欄隔離，城市公路中央護欄可以引導駕駛員的視線，以防車輛駛出路外造成交通事故。隔離護欄經過日曬雨淋，經常是臟兮兮的，不僅影響路容的整潔美觀，而且護欄 本身容易損耗。城市公路中央護欄的清洗，不僅是為了整潔的市容，而且能夠延長護欄的使用壽命。為了保持城市公路中央護欄良好的引導視線功能和清潔美觀，需要對護欄進行定期清洗。人工清洗護欄的勞動強度大，清洗效率低，每人每天大約只能清洗 600 米左右。白天車流量很大，人工清洗護欄不安全且影響交通，一般在晚上車流量相對較小時清洗，而晚上清洗時經常有發(fā)生車撞環(huán)衛(wèi)工人的事故。于是城市公路中央護欄清洗機的出現具有實際的意義 [1]。 課題目的 通過貼近實際的畢業(yè)設計，使學生全面鞏固大學四年來所學的 基礎知識和專業(yè)知識 。 通過本次設計，使學生能夠熟練資料收集，整理，分析，綜述的方法，熟悉技術文件的寫作，學生能夠獲得一次全面的實際鍛煉。 通過借助計算機輔助設計，使學生能夠快速有效的熟練掌握計算機輔助設計中的技巧，積累一定的經驗，為以后的工作打下良好的基礎。 通過本次設計，學生能夠親自動手，真正將理論應用于實踐，能夠真實貼切的湘潭大學興湘學院畢業(yè)設計 街道護欄自動清洗機構 6 體會產品設計的整個過程。 國內外研究狀況 國外現狀 高速公路自本世紀 30 年代末期在德國出現以后，直到 70年代后期，防撞護欄要么不洗，要么以人工擦洗作業(yè)。 80年代初，美國福 特公司首先研制了防撞護欄清洗設備，它是在輪式行走地盤的前橋上懸掛作業(yè)裝置，采用機械傳動，以單刷射水方式作業(yè)；其車廂內裝設 3KL 的金屬水箱提供水源，工作效率為 3～ 5km/h，清洗寬度 300～ 350mm，我國京津塘高速公路已有引進，并在使用中。另外具有代表性產品為德國的慕迪卡（ multicar）多功能養(yǎng)護車。該車為全液壓驅動，當用于護欄清洗時，在車前部裝設懸掛式清洗裝置，以雙刷射水完成作業(yè)，車廂內的玻璃鋼水槽容量為 。該車的最大特點是采用液壓液力傳動，工作裝置可以方便地進入和退出作業(yè)，工作臂的變幅動作方便而容易，作業(yè)效果好。其作業(yè)寬度約 350mm，最佳作業(yè)速度 ～ 。該車已用于我國山西太舊和河北京石告訴公路。上述車型代表了國外目前護欄清洗設備的基本水平 [2]。 國內現狀 我國高速公路建設和養(yǎng)護起步較晚，隨著 80 年代沈大高速公路的修建，防撞護欄及其清洗問題便提到議事日程上。進口設備雖然有諸多優(yōu)點，但有些方面不太符合國情。如 multicar 車的作業(yè)讀僅為 ，其購置費用和使用成本高，全面推廣不現實。山西省交通科學研究所根據工程的迫切要求，研制了我國第一代防撞護 欄清洗車（定名為 HXC— 300）并在太舊高速公路進行試驗和工程應用，得到了使用單位的歡迎并于1997 年底通過了技術鑒定。隨后一系列護欄清洗車相繼出現，如 HXC600 防撞護欄清洗車，國通牌高速公路護欄清洗車，在原有的電機控制 上作了較大的改變和完善，也就更加合適我們高速公路護欄清洗的需要 [3]。 . 發(fā)展趨勢 隨著我國經濟的快速發(fā)展，高等級公路的建設也逐步加快。因此，防撞護欄的數量也隨之增加。護欄由于受車輛的尾氣、灰塵粘附及其他因素的英雄，表面會出現不同程度的污染，影響。護欄的整潔關系到城市的市容市貌，也 更是國家形象的體現。因此護欄的清洗是各地環(huán)衛(wèi)部門的重要工作。目前國內護欄清洗車作業(yè)多由人工完成，落座強度大、作業(yè)效率低，并且大部分護欄置于道路的中央，清洗時容易發(fā)生安全事故。因此，設計一種高效的護欄清洗車，不僅具有寬廣的市 場空間，也具有良好的社會效益 [4]。 湘潭大學興湘學院畢業(yè)設計 街道護欄自動清洗機構 7 第二章 護欄清洗機構的設計 工作裝置設計 工作裝置由底座，機構支撐架，水平往復運動機構，滾刷機構，電動機，電動機支撐架，傳送帶，液壓傳動機構等組成。整個工作裝置由底座與車底盤滑軌連接為一體，然后機構支撐架與底座相連，電機 支撐板一固定于機構支撐架上，電機支撐板二通過液壓滑動桿與機構支撐桿相連。 滾刷機構固定于支撐板上，通過電機、聯(lián)軸器、帶傳動帶動滾刷運動。與電機支撐板二連接的標注液壓缸可以實現小范圍的水平運動，以處理不同護欄寬度。與機構支撐桿相連的提升液壓缸可以實現整個機構的垂直方向的運動，用以跨越護欄。與機構支撐桿相連的牛頭刨機構可以把整個裝置收入車體內，在工作時再把整個機構推出。 工作速度的確定 工作速度即清洗作業(yè)速度，這是關系到工作質量和工作效率的重要技術參數之一，其值應于清洗工作裝置滾刷轉速想匹配。速度過高 時，刷體與護欄表面接觸時間減少，不易清洗干凈。速度過低，作業(yè)效率下降。故應綜合考慮工作質量和工作效率。工作速度確定的基本原則是：在打到要求清洗效果和易于操作的前提下，選用較高的工作速度。參照類似機械確定最高工作速度為 10km/h。 滾刷結構參數及轉速 對護欄清洗車技術參數選取及滾刷驅動公路的計算，目前還沒有較成熟的方法可參考，一般采用類比法進行設計，或采用經驗公式進行計算。 滾刷的結構參數選定應考慮護欄表面機構，刷題的有效程度應大于護欄自身高度，湘潭大學興湘學院畢業(yè)設計 街道護欄自動清洗機構 8 根據最新街 道護欄示意圖：如下。 圖 1 護欄參數圖 按下式確定護欄高度： H=h+△ h 式中： h — 護欄自身高度， mm； △ h — 護欄與路面間安裝距離偏差， mm，這里取△ h=50mm。 故： H=1000mm+50mm=1050mm。 滾刷的直徑應考慮護欄凹面尺寸，刷毛磨損量及車輛的行駛偏差，即可按下式確定： D=d+2L 式中： d — 滾刷軸的直徑 mm， d=24mm； L — 刷絲的長度 mm， L=75mm。 故 D=24mm+2*75mm=174mm。 滾刷材料的選取 刷具材料直接關系到刷具的載污量、脫污能力，對洗刷效果的影響很大。當然，材料耐磨性、替換成本也是關注的要點。 常見較為經濟的刷毛材料有棉布、尼龍、塑材。通過分析比較棉布、尼龍、塑材在清潔過程中用作掃毛的優(yōu)劣點，考慮到棉布易脫落、使用壽命短，塑材柔性較低，會刮損護欄漆面，認為選用尼龍材料作為清洗機械的刷毛較為合理。尼龍條作為掃毛，其摩湘潭大學興湘學院畢業(yè)設計 街道護欄自動清洗機構 9 擦系數大、柔性高。 選用尼龍絲網載污量是所選材料樣本中最大的。尼龍也是常見的廉價工業(yè)材料。 單糙面尼龍絲網有另外一個優(yōu)越特點就是天然的卷曲性。這 個卷曲性與旋轉相互配合，保證在壽命期內自然方便地實現繞壁摩擦。 成車試驗表明 ，以尼龍絲網材料為核心的繞洗技術，能有效清洗頑固污漬，對標配護欄清洗后的清潔度達到 97%[5]。 表 1 尼龍 66 參數 據上，選取尼龍 66作為刷毛，其直徑 d=，密度為 。 滾刷電機的選取 選取電機的類型 根據實際要求，選取主動滾刷的轉速 n=，電機功率