水面垃圾自動打撈船的設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-19 16:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 = 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298mm，而船體的高度為700mm，故船體的高度滿足需求。 四 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(xué)能的形式貯存并可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種電學(xué)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(fēng)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41所示：圖41 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和帶動壓縮機構(gòu)完成壓縮垃圾功能。輸送裝置的受力情況如圖42所示圖42 傳輸裝置的受力分析圖其中：選取鏈條型號為10A，每米鏈的重量為1kg, 設(shè)垃圾的重量為10kg，則 由式可算得 故由圖42可以算出 ，則 功率查《微特電機應(yīng)用手冊》選擇電機型號為85ZY24500。如下圖43所示： 圖43 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4圖45所示。蝸輪蝸桿減速器選用WCJ120型，傳動比為31，蝸輪齒數(shù)為31，蝸桿頭數(shù)為1頭。圖 44 WCJ120型蝸輪蝸桿減速箱圖45 動力裝置，傳動比為31。具體參數(shù)見零件圖以及裝配圖。故由電動機以及蝸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46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 46 啟保停控制電路圖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?？咳肆蝻L(fēng)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mm，根據(jù)數(shù)學(xué)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： 則故根據(jù)算出來的值可選擇如圖47所示的推進器，查得該推進器的基本參數(shù)如下所示：圖47 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五 傳輸裝置的設(shè)計 傳輸裝置的總體設(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，避免彈性滑動和打滑，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51所示。圖 51 傳輸帶鏈條結(jié)構(gòu)的形式如圖52所示，鏈節(jié)的形式鏈與輸送帶之間用螺栓進行固定，以帶動傳輸帶的運轉(zhuǎn)。且在輸送帶上隔一定的距離就焊接一些倒鉤，以保證水面垃圾能夠輸送到垃圾存儲裝置內(nèi)，如圖53所示。此外，有些垃圾可能會被倒鉤鉤住，導(dǎo)致垃圾無法順利進入垃圾存儲裝置內(nèi)，故可儲備一根帶有鉤子的長桿，以備不時之需。圖 52 鏈條圖 53 傳送帶結(jié)構(gòu)鏈傳動的鏈速定為v=，根據(jù)鏈與鏈輪齒數(shù)的關(guān)系當(dāng)鏈速時，傳動比的推薦值為,故取1. 初定中心距 取2. 主、從動鏈輪齒數(shù) 取 鏈節(jié)數(shù)的選取可適當(dāng)變化，故取鏈節(jié)數(shù)為152節(jié)。 4. 確定計算功率因小鏈輪軸是直接與電機的輸出軸連接在一起的，故由功率350W,。 圖54 滾子鏈的額定功率曲線 表51 滾子鏈的規(guī)格及主要參數(shù)從圖54查出鏈號為12A，查表51知鏈節(jié)距為p=
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