【正文】 通過查機(jī)械設(shè)計(jì)教程得出 ??T? 和 A值如表 6： 表 6 ??T? 和 A值 軸的材料 A3 1Cr18Ni9Ti 45 40Cr、 35SiMn、42SiMn ??T? /MPa 1525 2035 2545 3555 A 14926 13512 126103 12997 本設(shè)計(jì)采用的臥式掃刷軸采用 45鋼， A取 110。 臥式掃刷的參數(shù)選擇與計(jì)算 臥式掃刷刷接地壓力可用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ? ?2 13 3P = 5 . 3 1 0 1 0 . 1 8 ( 2 ) a r c c o s 1BmE J hd h Z vLR? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 式中： 式中： d — 刷毛直徑，取 210 3m? ； mR — 盤刷半徑，取 ； 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刷毛的最大變形量，當(dāng)刷毛的最大變形量 h≥ O． 15L的時(shí)候，刷毛或以側(cè)面開始沿路面滑動(dòng)，減小其自由長(zhǎng)度，因此，取 0． 01m； 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 35 n— 盤刷的轉(zhuǎn)速，取最高轉(zhuǎn)速 120r/m mV — 盤刷線速度，取 /s； BZ — 工 作刷毛數(shù)，取 50。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。油缸只對(duì)吸嘴的提升有作用，并沒有對(duì)吸嘴下放起作用，即下放時(shí)，油缸活塞在吸嘴重力的作用下自由伸長(zhǎng)，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(shí)，吸嘴都能隨路面的起伏而上下浮動(dòng)，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。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。 通過前面內(nèi)容及分析可知盤刷刷絲的磨損對(duì)掃路車無(wú)論是在清掃性能上還是結(jié)構(gòu)功能設(shè)計(jì)上都有較大影響，故需要進(jìn)行分析計(jì)算。 （ 3）路面狀況的影響 掃路車主要用于公路、街道、廣場(chǎng)、廠房等道路場(chǎng)所的垃圾清理工作。但是盤刷刷絲形狀基本對(duì)其磨損影響較小。以前面確定的盤刷系2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 28 統(tǒng)機(jī)構(gòu)參數(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合盤刷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路與構(gòu)造，參照整車布局的設(shè)計(jì) 思路與性能參數(shù)，并通過對(duì)該機(jī)構(gòu)的各主要工況進(jìn)行靜力學(xué)分析和計(jì)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) 7L =330mm 1d =4mm ?， =190 EX =100mm P=7N/mm 1G = EY =20mm 0S =332mm 2G = EZ =220mm ? =270 3G = L? =100mm ? =130 D=40mm ?， =240 盤刷的參數(shù)選擇與計(jì)算 盤刷接地壓力可用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ? ?2 13 3mP = 5 . 3 1 0 1 0 . 1 8 ( 2 ) a r c c o s 1BmE J hd h Z vLR ????? ? ? ??????? ?? 式中： 式中： d — 刷毛直徑，取 210 3m? ； mR — 盤刷半徑，取 m ； L — 刷毛自由長(zhǎng)度，取 ； 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 刷毛的最大變形量，當(dāng)刷毛的最大變形量 ? 的時(shí)候，刷毛或以側(cè)面開始沿路面滑動(dòng)，減小其自由長(zhǎng)度，因此，取 0． 02m ； ??13 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。如圖 14 所示，彈簧 ED 正常清掃作業(yè)長(zhǎng)度為1S ，桿 OC長(zhǎng)度為 3L ，點(diǎn) D 為彈簧與桿 OC 鉸接點(diǎn)， OD 長(zhǎng)度為 7L ，桿 BC 長(zhǎng)度為 1H ，彈簧與桿 OC 的下壓方向夾角為 ? ，彈簧與桿 OC 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 ? 。有些障礙物過大，盤刷系統(tǒng)無(wú)法逾越，此時(shí)盤刷系統(tǒng)將與障礙物產(chǎn)生硬性碰撞，會(huì)導(dǎo)致?lián)p壞。盤刷下落到正常作業(yè)高度以后，盤刷的觸地2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 角度很小，對(duì)于觸底壓力的計(jì)算影響不大，故可以簡(jiǎn)化。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。 、盤刷系統(tǒng)機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 在進(jìn)行盤刷系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要構(gòu)思整個(gè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)及各參數(shù)的設(shè)計(jì)。如果在盤刷底面整體觸地旋轉(zhuǎn)的情況下，如圖 7（ a），就會(huì)造成廢物沿著整個(gè)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(huì)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。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(gè)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?yàn)樯刃螆A弧區(qū)，使清掃作業(yè)時(shí)，塵埃往同一方向拋射。（ 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(shí)，該機(jī)構(gòu)便可以回縮，彈簧伸長(zhǎng)，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。絕對(duì)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。剛度適中的刷毛可使 刷毛在離開路面時(shí)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。這樣才能保證足夠的清掃寬度。 當(dāng)盤刷處于下放外伸浮動(dòng)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(jì)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。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)。 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(gè)盤刷，刷毛由合成塑料來制作。本設(shè)計(jì)的中型清掃車選用 NKR77LLLACJAY五十鈴國(guó) 四 排放標(biāo)準(zhǔn)底盤 ，車輛行走部分直接由底盤發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)，因而不需要對(duì)行走部分做設(shè)計(jì)制造。 除塵方式 由于底盤空間的限制，設(shè)計(jì)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(zhǎng)，最合理。 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(dòng)機(jī)帶動(dòng) 提供動(dòng)力。同時(shí)加大投資，實(shí)施技術(shù)改造工程，以形成制造的核心能力，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的提高 和制造能力的加強(qiáng)。三是從國(guó)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。為了擁有先進(jìn)的技術(shù)裝備，滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求， 國(guó)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。日本、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)等國(guó)家從 20 世紀(jì)30 年代開始就形成了掃路車量產(chǎn)。干式掃路車 沒有噴水裝置， 在進(jìn)行清掃作業(yè)時(shí)，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 。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(dòng)機(jī)和工作裝置都布置在整車的前方。開放吸掃式掃路車工作時(shí)，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(shí)，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)。 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。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。33 吸嘴結(jié)構(gòu) 18 盤刷觸地角度設(shè)計(jì)計(jì)算 17 清掃寬度設(shè)計(jì)計(jì)算 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(jì)）不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。 8 NKR77LLLACJAY 中型清掃車的功能特點(diǎn) 9 底盤 16 、盤刷系統(tǒng)機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 25 盤刷的參數(shù)選擇與計(jì)算 人民對(duì)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(duì)現(xiàn)代化環(huán)境衛(wèi)生工作的發(fā)展需求。不過現(xiàn)在，由于我國(guó)在一些誒技術(shù)領(lǐng)域上仍然相對(duì)落后，使得我國(guó)道路清掃車的整體水平同國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)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。其中，盤刷在液壓馬達(dá)或電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)將路緣、邊角、護(hù)欄下的垃圾進(jìn)行擾動(dòng)、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(shí)，利用吸塵廂2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 的負(fù)壓將垃圾塵粒吸入垃圾箱。 圖 1煙臺(tái)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(shí) ， 對(duì)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 。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(duì)象包括：水泥，煤炭，金屬礦石粉塵狀的垃圾 。 國(guó)內(nèi)外掃路車發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 在工業(yè)相對(duì)發(fā)達(dá)的國(guó)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(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)有大型中型的掃路車 銷售。由傳感器采集掃路車控制所需的各種信息。國(guó)內(nèi)掃路車的技術(shù)主要來源于三方面。國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)都在積極引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)與外國(guó)公司進(jìn)行合作，以提高自己的技術(shù)含量較高的產(chǎn)品。整車方案確定的具體設(shè)計(jì)參數(shù)如表 1 所示 ： 表 1整車設(shè)計(jì)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(shí)速 97Km 發(fā)動(dòng)機(jī)功率 96KW 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(dòng)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 。 NKR77LLLACJAY 中型清掃車的功能特點(diǎn) 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。另外，在垃圾箱中設(shè)置隔板，因?yàn)槔鴫m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(huì)使其改變速度大小和運(yùn)動(dòng)方向，從而與輸送氣流分離開來，達(dá)到除塵的目的。 傳動(dòng)形式 由于清掃車有兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，使得清掃車的行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)力傳動(dòng)和清掃作業(yè)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力傳動(dòng)互不影響，而是相互獨(dú)立，其中工作裝置的傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括副發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)及2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 10 液壓系統(tǒng)三大核心部分，其傳動(dòng)形式原理圖如圖 3： 圖 3 清掃車的傳動(dòng)形式 如圖所示：車輛的行駛有底盤發(fā)動(dòng)機(jī)來提供動(dòng)力，不參與工作裝置的驅(qū)動(dòng)；而風(fēng)機(jī)和液壓系統(tǒng)通常由副發(fā)動(dòng)機(jī)通過離合器和變速裝置來驅(qū)動(dòng)。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(shí)盡量使刷毛的磨損程度最小。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 3 NKR77LLLACJAY 中型清掃車盤刷結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù) 盤 刷的性能要求 為了使盤刷能夠自動(dòng)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(shí)具有自動(dòng)避讓功能，并能在最短的時(shí)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： 盤刷處于清掃作業(yè)狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該可以外伸而且下落，與路面保持一定的間隙浮動(dòng)接觸。為了使塵粒實(shí)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。當(dāng)刷毛隨刷盤轉(zhuǎn)至接地區(qū)域內(nèi)側(cè)時(shí)，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(shí)，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) ??6 。