【文章內(nèi)容簡介】 良好的工藝性能，如冷熱彎曲工藝性能和焊接工藝性能等[3]。中國船級社規(guī)范標準的一般強度結(jié)構(gòu)鋼分為：A、B、D、E四個質(zhì)量等級；中國船級社規(guī)范標準的高強度結(jié)構(gòu)鋼為三個強度級別、四個質(zhì)量等級：A3A3AD3D3DE3E3EF3F3F40。 該水面垃圾自動打撈船主要是用在城市和風景區(qū)河道、湖泊水域的水面垃圾的打撈。為了使船體不至于太重，故船體的鋼板厚度定為5mm，在滿足各方面的功能需求的情況下，選擇船體材料為A32鋼。該材料的化學成分與力學性能為：含碳量%，%～%，%，含磷量，含硫量，不含鈮、釩2元素。且該材料的屈服強度，抗拉強度～，伸長率。船體頂長3120mm，船側(cè)傾角15176。，船體總寬2200 mm，單船體寬800mm，船高600mm，頂棚長2100mm，高1085mm，寬2200mm，船體前端內(nèi)側(cè)夾角，其他相關(guān)尺寸見船體裝配圖以及零件圖。船的排水量是用來表示船尺度大小的重要指標，船的排水量的計算也是為計算船在一定載重條件下的最大吃水深度做準備的。船的排水量又可分為輕排水量，重排水量和實際排水量。（1） 輕排水量（Light Displacement），又稱空船排水量，是船舶本身加上船員和必要的給養(yǎng)物品三者重量的總和，是船舶最小限度的重量。 （2） 重排水量（Full Load Displacement），又稱滿載排水量，是船舶載客，載貨后吃水達到最高載重線時的重量，即船舶最大限度的重量。（3） 實際排水量（Actual Displacement），是船舶每個航次載貨后實際的排水量。 在設(shè)計該垃圾打撈船時，重點考慮的就是該船在滿載的情況下，最大的排水量是多少，從而計算出此時的最大吃水深度，從而來判斷船體的高度設(shè)計是否合適。所以在這里要研究的就是該船的重排水量。由質(zhì)量的計算公式（）可得：船體的質(zhì)量為 船在滿載時的總質(zhì)量m總=m船+m人+m蓄電池+m電極+m電機+m垃圾其中船體的重量約為1600kg，人的重量約為70kg，蓄電池的重量為20kg，電機的重量為20kg，所能存儲的垃圾的最大重量約為50kg故總質(zhì)量1760kg由公式（其中）可得 V排=/ =1 該船的重排水量為 由公式可得船的最大吃水深度為 / 該船的最大吃水深度為353mm，而船體的高度為600mm，故船體的高度滿足需求。第三章 動力裝置的設(shè)計蓄電池也稱二次電池,是將所獲得的電能以化學能的形式貯存并可將化學能轉(zhuǎn)化為電能的一種電學裝置。蓄電池按電解質(zhì)不同,通常分為堿性蓄電池和酸性蓄電池。近年來,由于交通、通訊、計算機產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,其產(chǎn)品系列、產(chǎn)品種類、產(chǎn)品性能發(fā)生巨大變化,以滿足不同用途的需要。蓄電池主要應(yīng)用于各種車輛、船舶、飛機等內(nèi)燃機的起動以及照明、點火、蓄能、應(yīng)急電源、電話交換機、不間斷電源、移動通訊、計算機、電子、儀表、便攜式電動工具、電動玩具中等。鑒于該作品設(shè)計的目的是研制一種具有環(huán)保、高效、技術(shù)先進的環(huán)保型水面垃圾自動打撈船，故選用蓄電池作動力源。蓄電池在這次設(shè)計中有兩方面的作用，一方面是帶動便攜式船用推進器（馬達），以實現(xiàn)船在水中的行駛和轉(zhuǎn)向；另一方面是驅(qū)動電機，進而帶動垃圾輸送裝置，以實現(xiàn)垃圾的輸送。船用電池一般用200AH(或150AH)扁頭電池,目前有統(tǒng)一、風帆、白云、海歐、建行等等。其中統(tǒng)一電池是具有國家級的船檢證的，使用較放心。整理資料后選取蓄電池型號為統(tǒng)一蓄電池N200/24V200AH，該蓄電池綠色環(huán)保，電池容量大，比容量高，集電效率和強度高，性能穩(wěn)定，電池的使用壽命長。如圖31所示：圖31 蓄電池 該蓄電池的相關(guān)參數(shù)如下：電壓：24V容量：200AH重量：20kg外形尺寸為： 電動機的作用是將電能轉(zhuǎn)換成機械能，通過蓄電池供電，帶動傳輸裝置完成垃圾打撈動作。輸送裝置的受力情況如圖32所示圖32 傳輸裝置的受力情況其中：選取鏈條型號為12A， 設(shè)垃圾的重量為10kg，則 由式可算得 故由圖32可以算出 ，則 功率查《微特電機應(yīng)用手冊》[4]選擇電機型號為85ZY24500。如下圖33所示： 圖33 電動機，額定電壓為24V，轉(zhuǎn)速為3000r/min。由于船體空間的限制，電動機是橫向放置在右船體中，所以為了配合傳輸裝置的軸心方向，電動機還需與渦輪蝸桿減速箱配合使用，如圖示3圖35所示。渦輪蝸桿減速器選用WCJ120型，傳動比為31，渦輪齒數(shù)為31，蝸桿頭數(shù)為1頭。圖 34 WCJ120型蝸輪蝸桿減速箱圖35 動力裝置，傳動比為31。具體參數(shù)見零件圖以及裝配圖。故由電動機以及渦輪蝸桿減速箱配合使用后的輸出參數(shù)為：輸出轉(zhuǎn)速V=3000/31=此外，為了能夠控制電機的啟動以及停止，在左船體的人坐立空間的前面裝置一個電機控制臺，具體位置可參照三維圖以及裝配圖。如圖36所示即為其啟保?？刂齐娐穲D，控制電機以及傳輸裝置的動作。圖 36 啟保?？刂齐娐穲D船舶推進器是船舶上提供推力的工具，它的作用是將船舶動力裝置提供的動力轉(zhuǎn)換成推力，推進船舶。船舶推進器即推動船舶前進的機構(gòu)。它是把自然力、人力或機械能轉(zhuǎn)換成船舶推力的能量轉(zhuǎn)換器。推進器按作用方式可分為主動式和反應(yīng)式兩類。靠人力或風力驅(qū)船前進的纖、帆（見帆船）等為主動式，槳、櫓、明輪、噴水推進器、螺旋槳等為反應(yīng)式?，F(xiàn)代運輸船舶大多采用反應(yīng)式推進器，應(yīng)用最廣的是螺旋槳。根據(jù)蓄電池的直流供電特點以及船體的簡易結(jié)構(gòu)等特點，選用懸扣式電動船舶推進器，該類推進器功能性強，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便安全，應(yīng)用范圍廣。電動船舶推進器是種新穎的水中動力器具，有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、效能轉(zhuǎn)換率高、工作時無噪音等特點，且還具有綠色環(huán)保，按裝便捷、維護簡易的特點，是一些小型的船艇作為動力的首選產(chǎn)品，比較符合本設(shè)計的功能需要。該類船舶推進器的主桿選用不銹鋼、鋁合金或高強度合成纖維，保證推進器具有足夠的剛性并經(jīng)久耐用；采用機械多級調(diào)速時，正轉(zhuǎn)五檔調(diào)速，反轉(zhuǎn)二檔調(diào)速；也可采用電子調(diào)速，以滿足不同速度的需要；有固定把和可伸縮把2種選擇，使操控更加方便；弦外懸掛式安裝快速方便，并帶有防撞脫扣機構(gòu)，保護馬達安全；防纏型螺旋漿，防止推進器因被水草纏繞而堵轉(zhuǎn)。 鑒于船在行駛的過程中會因為水流以及自身結(jié)構(gòu)所造成的阻力而受到影響，故在選擇船用推進器的時候就要考慮該船舶推進器的最大推力是否大于船在行駛過程中所受到的最大阻力，并以此為依據(jù)來選擇合適的船舶推進器。水流對船體的阻力可由下式來確定 式中：—流體阻力系數(shù)，一般取—侵濕面積（）—流體的密度（）侵濕面積取船在最大吃水深度時的值，而最大吃水深度在前面計算得為353mm，根據(jù)數(shù)學方法計算可以可得，設(shè)船在水中行駛時的最大速度為3m/s,則船在行駛過程中，水流對船體的阻力為：了則故根據(jù)算出來的值可選擇如圖34所示的推進器，查得該推進器的基本參數(shù)如下所示：圖34 船舶推進器型號：海伯船用推進器T80 最大推力： KG控制方式：手控動力方式：電機推動（蓄電池供電）變速擋：5檔前進擋 / 2檔倒檔電機電壓：24V電機最大電流：48A推薦使用蓄電池：12v120Ah高度：120cm可以伸縮式控制手柄范圍：13cm 29cm重量：14kg第四章 傳輸裝置的設(shè)計傳輸裝置是經(jīng)由動力裝置驅(qū)動，將水面垃圾傳輸至垃圾存儲裝置。根據(jù)船體的構(gòu)造原理，將傳輸裝置放在左右船體之間。鑒于該傳輸裝置的前端有一部分需要浸沒在水中，考慮到要適應(yīng)較惡劣的環(huán)境，故選用鏈傳動。整個傳輸裝置設(shè)計為齒輪與鏈條之間的傳動，再帶動傳輸帶的傳動方式。如圖示41所示.