【正文】 來(lái)， 隨著科學(xué)技術(shù)水品的提高，國(guó)外生產(chǎn)廠家對(duì)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(xiǎn)能的各類掃路車。圖 2某公司設(shè)計(jì)開發(fā)研制生產(chǎn)的 JDS 系列高效真空吸塵車。 這種清掃車由副發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)液壓泵。垃圾塵粒在進(jìn)入吸嘴經(jīng)過(guò)垃圾箱到氣體排出的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)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。為了使我國(guó)的道路清掃車水平在較短的時(shí)間內(nèi)得到提高，縮小和一些發(fā)達(dá)國(guó)家道路清掃車性能水平上的差距，滿足我國(guó)環(huán)衛(wèi)部門對(duì)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(duì)道路車性能方面的研究。人工清掃，工作效率低，工作量大這就會(huì)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(duì)城市的整體形象造成了很大的影響，對(duì)人民的生活環(huán)境也會(huì)造成很大的影響。28 盤刷磨損及壽命計(jì)算 8 整車系統(tǒng) 概況 6 2 整車結(jié)構(gòu)布置 6 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀 6 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 3 課題背景及意義 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 日期： 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 目錄 1 前言 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 1 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明 本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 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。 8 除塵方式 9 清掃裝置 12 盤刷的性能要求 34 塵粒的懸浮速度 39 吸風(fēng)口設(shè)計(jì) 40 所需風(fēng)量的計(jì)算 49 參考文獻(xiàn) 因此，全國(guó)各地的環(huán)境衛(wèi)生部門對(duì)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。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(guó)城市街道對(duì)掃路車的要求，研發(fā)出高質(zhì)量、高性能，低成本、符合中國(guó)國(guó)情的掃路車。 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。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(guò)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)。 圖 2 JDS 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(shí)的除塵方式分為 兩種類型： 濕式掃路車和干式掃路車。從 1894 年英國(guó)發(fā)明第一臺(tái)馬拉掃路車算起，掃路車的發(fā)展歷史已超過(guò)百年。 國(guó)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(gè)逐步完善的過(guò)程。二是直接引進(jìn)國(guó)外技術(shù)的產(chǎn)品。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 7 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(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的制造切換和市場(chǎng)切換，提高市場(chǎng)份額，提升市場(chǎng)形象。氣路 系統(tǒng) 由風(fēng)機(jī)、吸嘴、風(fēng) 管 、集塵 箱、過(guò)濾裝置等組成 。吸掃式清掃車具有清掃范圍寬，適應(yīng)性好，對(duì)微細(xì)垃圾塵粒的撿拾，輸送效果好等特點(diǎn)。 底盤 目前國(guó)內(nèi)的道路清掃車不沒(méi)有采用專用的底盤而是大多采用二類底盤改制而成。盤刷以及后置滾刷的旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)、吸口的擺動(dòng) 、尾門的開閉以及垃圾箱的傾倒動(dòng)作都是通過(guò)液壓系統(tǒng)來(lái)完成的，其中，盤刷和滾刷的旋轉(zhuǎn)是靠液壓泵帶動(dòng)液壓馬達(dá)來(lái)驅(qū)動(dòng)的，而盤刷和吸嘴的擺動(dòng)以及尾門開啟、垃圾箱的傾倒則是由液壓油缸來(lái)驅(qū)動(dòng)。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。因此，盤刷的動(dòng)作機(jī)構(gòu)必須可以實(shí)現(xiàn)外伸下放浮動(dòng)和回收提升且鎖緊的復(fù)合動(dòng)作。盤刷的觸地點(diǎn)位置還必須考慮其接地寬度區(qū)域足夠大。如果刷毛在作業(yè)過(guò)程中發(fā)生塑性變形，失去彈性，則刷2021 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 13 毛在不接觸地面時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生回彈，就不能將彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為垃圾塵粒的動(dòng)能，從而降低拋射速度，也導(dǎo)致了清掃效率的降低。由圖4（ b)知，當(dāng)盤刷以轉(zhuǎn)速 w 旋轉(zhuǎn)時(shí)，刷毛接地點(diǎn)的絕對(duì)速度的大小 w 和方向 ? 分別如下： 圖 4掃盤的運(yùn)動(dòng)分析 (其中 o,=90??? ） 2 2 22 2 2222 c osc osc os2 2 c oss v svv s v sv s v sv?????? ?? ? ?? ? ????? 由圖 4（ b）知，當(dāng)盤刷以 2w 旋轉(zhuǎn)時(shí)，刷毛接地點(diǎn)的絕對(duì)速度大小 ?， 和方向 ?， 分別如下： 2222 2 2 2, 2 2, 22, 2 2,2 2 2 2= 4 s 4 c os 2( 2 2 c os )24 2 c osc os2 443 2 c os2 c os c osc os c os4 4 c os 2 c osvv sv s svv s v sv s v sv c sw s svv s v ss v sv s v sv? ? ????? ?????????? ? ? ? ?? ? ?????? ? ???? ? ?? ? ? ?， 可見， ?， ? ,?， ? ,說(shuō)明在清掃車作業(yè)行駛速度不變的情況下，通過(guò)提高盤刷的轉(zhuǎn)速 ?可以有效的提高刷毛接地點(diǎn)的絕對(duì)速度，也可以改 變刷毛邊沿的合成速度方向，使絕對(duì)速度的內(nèi)傾角度 ? 增大，二者的變化趨勢(shì)一致。（ 3）盤刷是盤刷系統(tǒng)的執(zhí)行裝置，清掃車工作時(shí)盤刷與地面接觸液壓泵驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)清掃，刷毛較容易磨損，需定期更 換。 掃路車吸掃除塵過(guò)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)。 （ 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(guò)程 在盤刷清掃作業(yè)過(guò)程中，道路經(jīng)過(guò)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 。這樣，既保證了合理的拋塵方向，又保證了有效的 清掃寬度。由上，則掃路車清掃寬度為 ??8 ： 43 5 6B = 2 s in c o s c o sLL L L d?? ???? ? ? ????? 盤刷觸地角度設(shè)計(jì)計(jì)算 為了保證設(shè)計(jì)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(guò)調(diào)整一些連桿機(jī)構(gòu)和調(diào)整螺釘以及設(shè)計(jì)上的調(diào)整使得盤刷工作時(shí)與地面有一定的觸地角度。盤刷之所以會(huì)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(shí)，液壓缸的液壓油回流，在重力的作用下，整個(gè)盤刷系統(tǒng)自由下落，所以在計(jì)算觸地壓力液壓油缸的液壓油不影響影響，可忽略不計(jì)。 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。在設(shè)計(jì)避讓彈簧時(shí)需要考慮到這兩個(gè)因素。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 。 （ 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。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。通過(guò)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(guò)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)。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。吸嘴上設(shè)有連接支耳，油缸與吸嘴之間的連接，就是通過(guò)支耳與 U型扣來(lái)連接的。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。 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 。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。 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。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)。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)。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。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。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。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。 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(shuō)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 。 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) ? ?。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)。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(guò)大會(huì)造成盤刷的過(guò)度磨損，是不能保證盤刷觸地壓力的合理性的。 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。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。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 。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