【正文】 為 NC ；盤刷下壓角度為 ? ，提升力 NT 與桿 OC 的夾角為 ? ??10 。 盤刷系統(tǒng)避讓裝置設(shè)計(jì)計(jì)算 清掃車在作業(yè)時(shí)，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(huì)遇到一些障礙物。避讓裝置主要由避讓彈簧以及調(diào)節(jié)套筒兩個(gè)機(jī)構(gòu)組成。在設(shè)計(jì)避讓彈簧時(shí)需要考慮到這兩個(gè)因素。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 26 當(dāng)盤刷機(jī)構(gòu)初始作業(yè)但未避讓時(shí)： 彈簧正常作業(yè)時(shí)長(zhǎng)度 1S 可表示為 ： 2 2 21 D ES = x ) ( + z zD E D Ex y y? ? ?（ ） （ ） 其中 ， 7 7 7c os sin , c os c os , sinD D Dx L y L E L? ? ? ? ?? ? ? ? 彈簧的自由長(zhǎng)度 0S 可由下式計(jì)算： 410 1 13 1 . 5 2 ( )8GdS d D dpD??? ? ? ????? 式中： G —— 彈簧剪切彈性模量 Pa ， 1d —— 彈簧鋼絲直徑， m ； D —— 彈簧中徑， m ； p —— 彈簧剛度， 7 /Nm。因此在進(jìn)行彈簧設(shè)計(jì)時(shí)，既要保證合理的盤刷觸地壓力及避讓時(shí)機(jī)構(gòu)有合理的回縮量即彈簧的伸長(zhǎng)量，同時(shí)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 ??12 。 3)消 耗在刷毛變形上的功率 ??14 ： ? ?23 / 26 3 ( 6 10 a r c sin( 2)mmbmmR h R h hn E JP zN hd L R R????????? ??? 利用以上參數(shù)，求得： bP =0． 55kW。 （ 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。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(duì)路面造成的磨損破壞較嚴(yán)重，故現(xiàn)實(shí)中使用較少。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。盤刷刷絲的壽命分析由上述對(duì)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。通過對(duì)影響盤刷壽命的各種因素及其運(yùn)動(dòng)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： ,3LT= (1 2 0 R n + 1 0 0 0 v )h? 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)。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(xiàng)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(jì)參數(shù)可知盤刷刷絲壽命為 T： ,3LT= (1 2 0 R n + 1 0 0 0 v )h? 式中： L—— 盤刷磨損限度，取 ； R—— 盤刷半徑，取 m； n—— 盤刷轉(zhuǎn)速，取最大值 120r/min； v—— 清掃速度，取最大值 10km /h； 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 h′ —— 盤刷磨損系數(shù)，取 107。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(shí)，猶如一個(gè)空間罩，罩住了地面，地面與吸嘴形成一個(gè)空間腔體。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。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。沙土型垃圾比較濕 ,壓實(shí)后對(duì)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。增加臥式滾刷，對(duì)于清掃車在雨天作業(yè)或地面濕的環(huán)境作業(yè)時(shí)，這些潮濕的垃圾更容易清掃干凈。 在 相 同 的 條 件 ， 相 同 的 路 面 條 件 下 ， 摩 擦 系 數(shù) 相 同 ， 加 大 彈 簧 的提 升 力 ， 滾 輪 的 觸 地 壓 力 就 減 小 ， 從 而 降 低 滾 輪 的 摩 擦 力 ， 減 輕 輪 子 的 磨 損 。 3)消耗在刷毛變形上的功率： ? ?23 / 26 3 ( 6 10 a r c sin( 2)mmbmmR h R h hn E JP zN hd L R R????????? ??? 利用以上參數(shù)，求得： bP =0． 05kW。開兩個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)該 增大 7%。 。帶入上式，就算得 27d mm? ，由于軸上開鍵槽較多，取 D=70mm。當(dāng)軸上有鍵槽時(shí)，會(huì)削弱軸的強(qiáng)度。 代入各參數(shù)值，求得： P ? 由于臥式滾刷只有一部分毛刷接地，所以 1P 124 / 50 N?? 又因?yàn)榕P式滾刷上分布有 5個(gè)滾刷，所以整個(gè)滾刷的觸地壓力為 1p 4 1 0 0NN? ? ? 克服刷毛和路面間摩擦力所需的功率： ? ?a 1000 mp V VP KN ? ??? (2． 2) 式中： K—— 功率儲(chǔ)備系數(shù)，取 1． 1； N一滾刷刷數(shù)量，取 1； ?—— 機(jī)械傳動(dòng)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(shí)的行走速度，取 (3— 15)km／ h。將吸嘴下放到正常作業(yè)位置，調(diào)節(jié)好鏈條的長(zhǎng)度，確保吸嘴的 3個(gè)輪子都著地，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)筒使彈簧拉長(zhǎng)，彈簧的拉力作用于吸嘴上，承受部分吸嘴的重力。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(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。 加裝臥式掃刷 ,提高清掃效率。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(gè)鉸接機(jī)構(gòu)。 ??15 。整個(gè)吸嘴體下方分布 3個(gè)橡膠滾輪 ,當(dāng)吸嘴水平放置后，滾輪水平接觸地面時(shí)，最底邊與地面的距離大約 5~10 mm。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 33 4 吸嘴的設(shè)計(jì) 吸嘴結(jié)構(gòu) 吸嘴是掃路車的一個(gè)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。然而由于盤刷在作業(yè)時(shí)，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(huì)發(fā)生一些難以預(yù)計(jì)的變化，所以壽命計(jì)算只是對(duì)盤刷系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供一個(gè)參考。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。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。這種材料的盤刷具有很好的耐磨性。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。同時(shí)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。 代入各參數(shù)值，求得： P 164N? 克服刷毛和路面間摩擦力所需的功率： 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 29 ? ?a 1000 mp V VP KN ? ??? (2． 2) 式中： K —— 功率 儲(chǔ)備系數(shù)，取 1． 1； N 一盤刷數(shù)量，取 2； ?—— 機(jī)械傳動(dòng)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(shí)的行走速度，取 (3— 15) /kmh 。若刷毛磨損的最大限度為 L? ，則磨損到該位置時(shí)，機(jī)構(gòu)下壓角度 ?， 為： , 33sina r c sin LLL?? ??? 此時(shí)，彈簧的作業(yè)長(zhǎng)度 2S 為： , 2 , 2 , 22 7 7 7( c o s s in ) ( c o s c o s ) ( s in )E E ES L x L y L z? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 彈簧的拉伸力 T2N 為： 2 2 0( S )TN p S?? 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 27 則在面 OABC 內(nèi)，彈簧提供的用于調(diào)節(jié)觸地壓力的提升力 T2N， 為： , 22cosTTNN ?? 當(dāng) 盤刷在清掃作業(yè)中遇見障礙物時(shí)，盤刷機(jī)構(gòu)回縮，機(jī)構(gòu)外伸角 ? 減小，彈簧伸長(zhǎng)，拉伸力增加，彈簧與桿 OC 夾角變?yōu)??， 。 圖 14避讓彈簧設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 以點(diǎn) O 建立空間直角坐標(biāo)系，彈簧連接鉸座鉸點(diǎn) E 坐標(biāo) ? ?。本設(shè)計(jì)主要是對(duì)彈簧的設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算。為了避免這種狀況的發(fā)生，在盤刷系統(tǒng)上設(shè)計(jì)有一個(gè)彈性避讓機(jī)構(gòu)。 盤刷機(jī)構(gòu)合理的觸地壓力 ,CN 可由下式計(jì)算 ??11 ： ? ?2 1,3 3N = 5 . 3 1 0 1 0 . 1 8 ( 2 ) a r c c o s 1C B mE J hd h Z vLR? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 式中： d — 刷毛直徑，取 210 3m? ； Rm — 盤刷半徑，取 m ； L — 刷毛自由長(zhǎng)度，取 m ； E — 刷毛的彈性模量，取 10 Pa? J — 刷毛斷面的慣性矩，取 12 10 m?? h — 刷毛的變形量，取 m ； n — 盤刷的轉(zhuǎn)速，取最 高轉(zhuǎn)速 120 /minr mV — 盤刷線速度，取 /ms； BZ — 工作刷毛數(shù)，取 500。通常情況下，只是靠上述機(jī)構(gòu)的重力會(huì)造成盤刷觸地壓力過大會(huì)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。 當(dāng)盤刷同步實(shí)現(xiàn)了內(nèi)傾角度 ? 和側(cè)傾 角度 ? 的時(shí)候，才能保證盤刷與地面有一個(gè)適當(dāng)?shù)膴A角 ? 。 首先，盤刷內(nèi)傾角度 ? 可由下面式子計(jì)算 ??9 ： 1 3 2221 3 2 1 3 2( ) c o s( )2ta n( ) 2 ( ) c o s( )2H L LH L L H L L??? ??? ? ??? ? ? ? ? 式中， 32LL? 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(duì)四連桿中調(diào)節(jié)桿 12OO做出的調(diào)節(jié)量，故為了簡(jiǎn)化表示可以用 L? 代替。 清掃寬度設(shè)計(jì)計(jì)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)。并且盤刷系統(tǒng)作為一個(gè)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。處為宜。所以，盤刷設(shè)計(jì)安裝時(shí)，如圖（ b），需要與地面呈一定的角度，從而使盤刷在工作時(shí)，與地面的接觸面始終保持成ψ角，這樣便不會(huì)造成揚(yáng)塵污染，順利保證清掃作業(yè)的實(shí)現(xiàn) ??5 。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。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(duì)較高，部分廢物可能會(huì)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。當(dāng)速度過大或過小時(shí)，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。 (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)。 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) 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 上述各部件依據(jù)各自的機(jī)動(dòng)原理，相互配合，相互作用而構(gòu)成了整個(gè)盤刷的裝置，從而也保證整個(gè)盤刷系統(tǒng)具有如下的功能： (1)由液壓油缸是給盤刷的伸縮、升降提供動(dòng)力，保證掃盤的升降伸縮。當(dāng)拋射