【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，后置 式清洗裝置裝在灑水車(chē)底盤(pán)的尾部，為便于水平推出及清洗裝置在車(chē)上的安裝，焊接一個(gè)與車(chē)同寬，長(zhǎng)度 1mm 的長(zhǎng)方形支架，如圖 25示。固定在灑水車(chē)的底盤(pán)后邊。此支架留有安裝孔 A，以便固定連接其他裝置。 圖 24 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁(yè) 第 17頁(yè) A 圖 25 2 傳動(dòng)方案的選用 作為一個(gè)工作 裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力要傳遞到運(yùn)動(dòng)部件，現(xiàn)有的傳動(dòng)形式主要有機(jī)械傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)，機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)在很多情況下可以互換，但是傳動(dòng)的效率及傳動(dòng)裝置大大不同，分析該裝置是懸掛在整車(chē)的后面，工作裝置離發(fā)動(dòng)機(jī)的距離比較遠(yuǎn)，因此如果采用機(jī)械傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)會(huì)很復(fù)雜，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)不僅帶來(lái)設(shè)計(jì)上的困難，還造成整機(jī)質(zhì)量過(guò)大，成本過(guò)高等問(wèn)題，但是如果采用液壓傳動(dòng)，就可以解決這些問(wèn)性能 液壓傳動(dòng) 氣壓傳動(dòng) 機(jī)械傳動(dòng) 電器傳動(dòng) 輸出力 大 稍大 較大 不太大 速度 較高 高 低 高 質(zhì)量功率比 小 中等 較小 中等 響應(yīng)性 高 低 中等 高 負(fù) 載引起特性化 稍有 很大 幾乎無(wú) 幾乎無(wú) 定位性 稍好 不良 良好 良好 無(wú)級(jí)調(diào)速 良好 較好 較困難 良好 遠(yuǎn)程操作 良好 良好 困難 特別好 信號(hào)變換 困難 較困難 困難 容易 調(diào)整 容易 稍困難 稍困難 容易 結(jié)構(gòu) 稍復(fù)雜 簡(jiǎn)單 一般 稍微復(fù)雜 管線配置 復(fù)雜 稍復(fù)雜 較簡(jiǎn)單 不特別 適應(yīng)環(huán)境 交好，但易燃 好 一般 不太好 危險(xiǎn)性 注意防火 無(wú) 無(wú) 注意露電 工作壽命 一般 長(zhǎng) 一般 較短 維護(hù)要求 高 一般 簡(jiǎn)單 較高 價(jià)格 稍高 低 一般 稍高 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁(yè) 第 18頁(yè) 題。 液壓傳動(dòng)和其它傳動(dòng)的綜合比較 通過(guò)上表可以看出，液壓傳動(dòng)與其它傳動(dòng)方式相比，有以下優(yōu)缺點(diǎn)。 液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 1）液壓傳動(dòng)能輸出大的推力或大轉(zhuǎn)矩，可實(shí)現(xiàn)低 速大噸位傳動(dòng)，這是其它傳動(dòng)方式所不能比的突出優(yōu)點(diǎn)。 2）液壓傳動(dòng)能在大范圍內(nèi)很方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速 （調(diào)速比范圍可達(dá) 2020），且可在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中調(diào)速。 3）在相同功率條件下，液壓傳動(dòng)裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。液壓元件之間可采用管道連接，或采用集成式連接，其布局、安裝有很大的靈活性，可以構(gòu)成用其它傳動(dòng)方式難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。 4）液壓傳動(dòng)能使執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)十分均勻穩(wěn)定，可使運(yùn)動(dòng)部件換向時(shí)無(wú)換向沖擊。而且，由于其反應(yīng)速度快，故可實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向。 5）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，調(diào)整控制方便，易于實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)化。特別是與機(jī)、電、氣聯(lián)合使用，能方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。 6）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，使用安全、可靠，不會(huì)因過(guò)載而造成元件損壞。而且，由于各液壓元件中的運(yùn)動(dòng)件均在油液中工作，能自行潤(rùn)滑，故元件的使用壽命長(zhǎng)。 7）由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、維修都比較方便，且能縮短周期。 液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) 1）工作介質(zhì)的泄漏和液體的可壓縮性會(huì)影響執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，故液壓傳動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，不能用于有嚴(yán)格傳動(dòng)比要求的內(nèi)傳動(dòng)鏈中。 2）工作介質(zhì)對(duì)溫度的變化比較 敏感，工作溫度或環(huán)境溫度的變化對(duì)系統(tǒng)工作的影響比較大，故它不宜在很高或很低的溫度下工作。 3）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作過(guò)程中的能量損失 (泄漏損失、溢流損失、節(jié)流損失、摩擦損失等）較大 ,傳動(dòng)效率較低，因而不適宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。 4）為減少泄漏，液壓元件的制造和裝配精度要求較高，因此液壓元件及液壓設(shè)備的造價(jià)較高。而且，液壓設(shè)備對(duì)工作介質(zhì)的污染比較敏感，要求有較好的工作環(huán)境。 5）若液壓設(shè)備的使用者和維修者工作經(jīng)驗(yàn)不足 ,系統(tǒng)出現(xiàn)了故障時(shí)，不易查找原因。 液壓傳動(dòng)特點(diǎn) ◆ 以液體作為工作介質(zhì)； ◆ 根據(jù)密封容積的變化完成 吸油和排油； ◆ 機(jī)械能和液體壓力能的互相轉(zhuǎn)換； ◆ 系統(tǒng)內(nèi)部的的壓力取決于負(fù)載的大小。 注意：以液體作為工作介質(zhì)，依靠密封容積的變化傳遞運(yùn)動(dòng)，依靠由外界負(fù)載引起的液體內(nèi)部壓力來(lái)傳遞動(dòng)力，系統(tǒng)壓力取決于負(fù)載，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和液體壓力能的互相轉(zhuǎn)換。 開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng) 在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中根據(jù)油液循環(huán)方式的不同，可分為開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng)。 開(kāi)式系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁(yè) 第 19頁(yè) 開(kāi)式系統(tǒng) 如上圖所示，泵自吸油箱吸油，經(jīng)換向閥供給液壓缸或液壓馬達(dá)， 對(duì)外作功， 而液壓缸或液壓馬達(dá)的回油則流回油箱。在該系統(tǒng)中，油箱是工作介質(zhì)的吞吐及貯存場(chǎng)所，因而這種系統(tǒng)稱(chēng)之為開(kāi)式系統(tǒng)。 ◆ 開(kāi)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而應(yīng)用廣泛，但它也存在一些不足，如：在開(kāi)式系統(tǒng)中，油箱除作為 油液循環(huán)的“開(kāi)口”外，還具有散熱，冷卻及沉淀雜質(zhì)的作用，因此需要有較大容積的油箱才能滿(mǎn)足要求。又由于油箱中的油與空氣接觸面較大，使溶于油中的空氣量增多，導(dǎo)致工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的不平穩(wěn)及其它不良后果。為了保證工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，在系統(tǒng)的回路上將設(shè)置背壓閥，從而引起附加的能量損失，使油量升高。 ◆ 在開(kāi)式系 統(tǒng)中，采用的液壓泵為定量泵或單向變量泵，為避免產(chǎn)生吸空現(xiàn)象，對(duì)自吸能力差的液壓泵，通常將其工作轉(zhuǎn)速限制在額定轉(zhuǎn)速的 75%以?xún)?nèi)，或增設(shè)一個(gè)輔助泵。 ◆ 開(kāi)式系統(tǒng)中靠操作換向閥來(lái)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)換向的，故換向時(shí)容易產(chǎn)生壓力沖擊。 ◆ 開(kāi)式系統(tǒng)如果帶有較大慣性負(fù)載時(shí)，在慣性負(fù)載的帶動(dòng)下，馬達(dá)將呈泵工況運(yùn)行，如果此時(shí)換向閥在中位，則原來(lái)的回油管中將產(chǎn)生很高的壓力，使液壓馬達(dá)急劇制動(dòng)，為了限制其產(chǎn)生過(guò)大的制動(dòng)力，需要在馬達(dá)進(jìn)出油管之間設(shè)雙向溢流閥。 由上述可見(jiàn)，開(kāi)式系統(tǒng)在換 向及制動(dòng)過(guò)程中慣性運(yùn)動(dòng)的能量消耗在節(jié)流發(fā)熱中（能耗制動(dòng)）。特別是起重機(jī)重物下放時(shí)，液壓馬達(dá)將泵工況運(yùn)轉(zhuǎn)，為防止超速下降，必須在回油管設(shè)節(jié)流閥，進(jìn)行能耗限速。這將造成大量的能量損失并使油液發(fā)熱。 閉式循環(huán)系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁(yè) 第 20頁(yè) 閉式系統(tǒng) 如上圖所示，液壓泵和液壓馬達(dá)的進(jìn)出口油管首尾相接，形成一個(gè)閉合回路。當(dāng)操縱泵的變量機(jī)構(gòu)時(shí)，便可調(diào)節(jié)馬達(dá)的速度或馬達(dá)換向，這就是閉式系統(tǒng)。為防止液壓系統(tǒng)過(guò)載，設(shè)置由閥 5個(gè)閥組 成的雙向安全閥，系統(tǒng)壓力由過(guò)載閥調(diào)定。為了補(bǔ)充油液的泄漏，還必須設(shè)置補(bǔ)油泵 ,其供油壓力由溢流閥調(diào)定（應(yīng)比液壓馬達(dá)所需背壓略高），泵的排油量應(yīng)略高于系統(tǒng)的泄漏量。 由上述可見(jiàn)，閉式系統(tǒng)較開(kāi)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。它只能由一個(gè)泵驅(qū)動(dòng)一個(gè)液壓馬達(dá)，而且需采用雙向變量泵。由于油液僅在閉合回路內(nèi)循環(huán)因而溫升較高。但它也具有如下一些優(yōu)點(diǎn)。 ◆ 閉式系統(tǒng)中油液基本上在閉合回路內(nèi)循環(huán)，與油箱交換的流量?jī)H為系統(tǒng)的泄漏量，因而補(bǔ)油系統(tǒng)的油箱容積較小，結(jié)構(gòu)緊湊。 ◆ 閉式系統(tǒng)回油有背壓，因而空氣不易滲入系統(tǒng)。又由于油箱容積小，因而油液與空氣 接觸面小，從而使油中空氣含量小。因此，閉式系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。 ◆ 閉式系統(tǒng)中，馬達(dá)的回油直接流到泵的入口，液壓泵是在壓力供油下工作，因而對(duì)泵的自吸能力要求高。 ◆ 閉式系統(tǒng)中，是通過(guò)改變液壓泵的變量機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)換向和調(diào)速的，因而調(diào)速和制動(dòng)比較平緩，且調(diào)速與制動(dòng)中能量消耗少。 ◆ 閉式系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般為液壓馬達(dá)。如大型液壓挖掘機(jī)、液壓起重機(jī)中的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，全液壓壓路機(jī)的行走系統(tǒng)，全液壓穩(wěn)定土拌和機(jī)的行走系統(tǒng)與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中的執(zhí)行元件均為液壓馬達(dá)。 綜上所述，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的、突出的，所以傳動(dòng)方案選用液壓開(kāi)式傳動(dòng)系統(tǒng) 比較合理。 3 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案 該裝置主要有兩個(gè)方向的姿態(tài)調(diào)整，一個(gè)是將刷箱從車(chē)上推出離車(chē) 1m的距離，畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁(yè) 第 21頁(yè) 然后升降臂將刷箱提高到護(hù)欄高度后將刷箱放下開(kāi)始清掃作業(yè)，對(duì)于這兩個(gè)動(dòng)作，均可以由不同的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 對(duì)于水平方向的動(dòng)作，大致可以由以下幾種機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 1）水平布置一液壓缸，工作裝置全部連接在活塞桿端部，如圖所示 工作裝置 油缸在車(chē)的后面橫向布置，當(dāng)液壓缸左腔供油時(shí)，活塞桿受力向外運(yùn)動(dòng)，工作裝置隨動(dòng)向車(chē)外運(yùn)動(dòng)，到達(dá)護(hù)欄位置時(shí)，切斷壓力油供油回路，水平動(dòng)作完成。 這種機(jī)構(gòu)具有如下特點(diǎn)： ◆運(yùn)動(dòng)所占空間小，只需將工作 裝置水平推出即可； ◆運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，沖擊小； ◆結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便； 2）另外一種實(shí)現(xiàn)形式如圖所示 整套裝置鉸接于車(chē)架上 A 點(diǎn)，當(dāng)油缸大腔供油時(shí)，活塞桿向外推出，刷箱被推著繞 A點(diǎn)向外擺動(dòng)，當(dāng)油缸小腔供油時(shí)，活塞桿向內(nèi)回縮，刷箱繞 A點(diǎn)向內(nèi)回?cái)[，這種裝置也可以完成水平動(dòng)作，但其較第一種方法存在如下缺點(diǎn)： ◆運(yùn)動(dòng)呈扇形展開(kāi)，因此所占空間較大； ◆運(yùn)動(dòng)存在死區(qū)，不靈活，定位比較困難； ◆油缸安裝較復(fù)雜，穩(wěn)定性不好 通過(guò)比較說(shuō)明發(fā)現(xiàn)，前一種方案優(yōu)點(diǎn)突出，因此采用第一種形式比較合理。 4 糾偏系統(tǒng)方案 位置糾偏系統(tǒng) 由于車(chē)輛行駛不能適時(shí)與道路平行，將會(huì)造成刷體與護(hù)欄間距離忽大忽小，嚴(yán)重時(shí)造成刷子脫離護(hù)欄無(wú)法刷洗或者距離護(hù)欄太近反擠壓刷體，損害刷體或護(hù)欄；實(shí)際上，行進(jìn)中的刷體既應(yīng)保持與護(hù)欄的距離平行性，又允許在小范圍內(nèi)能順利清刷，為畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁(yè) 第 22頁(yè) 此，特設(shè)計(jì)了機(jī)液位置糾偏機(jī)構(gòu)。 在刷箱的前方，安裝一個(gè)位移傳感器。前進(jìn)中護(hù)欄位置的變化通過(guò)傳感器測(cè)的信號(hào)反饋到控制水平缸的電磁伺服閥上，從而控制刷箱相對(duì)護(hù)欄的避讓?zhuān)３州^好的清洗位置，清洗好護(hù)欄。 液壓伺服系統(tǒng)的介紹 液壓伺服系統(tǒng)以高壓液體作為驅(qū)動(dòng)源的伺服系統(tǒng)。液壓伺服系統(tǒng)是由液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)和反饋機(jī)構(gòu)組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，分為機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)和電氣液壓伺服系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng) 電液伺服系 統(tǒng)）兩類(lèi)。其中，機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用較早，主要用于飛機(jī)的舵面控制和機(jī)床仿型裝置上。隨著電液伺服閥的出現(xiàn)，電液伺服系統(tǒng)在自動(dòng)化領(lǐng)域占有重要位置。很多大功率快速響應(yīng)的位置控制和力控制都應(yīng) 用電液伺服系統(tǒng)，如飛機(jī)、導(dǎo)彈的舵機(jī)控制系統(tǒng)，船舶的舵機(jī)系統(tǒng)，雷達(dá)、大炮的隨動(dòng)系統(tǒng)，軋鋼機(jī)械的液壓壓下系統(tǒng)，機(jī)械手控制和各種科學(xué)試驗(yàn)裝置（飛行模擬轉(zhuǎn)臺(tái)、振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)）等。 液壓伺服系統(tǒng)與電氣伺服系統(tǒng)相比有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①體積小，重量輕，慣性小，可靠性好，輸出功率大；②快速性好；③剛度大 (即輸出位移受外負(fù)載影響小 )，定位準(zhǔn)確。缺點(diǎn)是加工難度高，抗污染能力差，維護(hù)不易，成本較高。 電液伺服系統(tǒng) 電液伺服系統(tǒng)是一種由電信號(hào)處理裝置和液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)組成的反饋控制系統(tǒng)。最常見(jiàn)的有電液位置伺服系統(tǒng)、電液 速度控制系統(tǒng)和電液力（或力矩）控制系統(tǒng)。 圖 1是一個(gè)典型的電液位置伺服控制系統(tǒng)。圖中反饋電位器與指令電位器接成橋式電路。反饋電位器滑臂與控制對(duì)象相連，其作用是把控制對(duì)象位置的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化。反饋電位器與指令電位器滑臂間的電位差（反映控制對(duì)象位置與指令位置的偏差）經(jīng)放大器放大后，加于電液伺服閥轉(zhuǎn)換為液壓信號(hào)（圖中 A、 B），以推動(dòng)液壓缸活塞，驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象向消除偏差方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)偏差為零時(shí)，停止驅(qū)動(dòng)，因而使控制對(duì)象的位置總是按指令電位器給定的規(guī)律變化。 傳感器的選擇 位移 傳感器的定義 所謂位移傳感器，是利用各種元件檢測(cè)對(duì)象物的物理變化量，通過(guò)將該變化量換算為距離，來(lái)測(cè)量從傳感器到對(duì)象物的距離位移的機(jī)器。 位 移傳感器的 分類(lèi) 根據(jù)使用元件不 同，分為光學(xué)式位移傳感器、線性接近傳感器、超聲波位移傳感器等。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁(yè) 第 23頁(yè) （智能傳感器 ZXLN系列等） 光源發(fā)出的光通過(guò)透鏡進(jìn)行聚光，并照射到物體上。 物體發(fā)出的反射光通過(guò)受光透鏡集中到一維的位置檢測(cè)元件（ PSD）＊上。如果物體的位置（距離測(cè)定器的距離）發(fā)生變化， PSD 上成像位置將不同；如果 PSD 的兩個(gè)輸出平衡發(fā)生變化， PSD 上的成像位置將不同， PSD 的兩個(gè)輸出平衡會(huì)再次發(fā)生變化。 如果將這兩個(gè)輸出作為 A、 B，計(jì)算 A/（ A＋ B），并加上適當(dāng)?shù)睦€系數(shù) ‘k’ 和殘留 CKBA A ????位移量 測(cè)得的值不是照度（亮度），而是 A、 B兩個(gè)輸出的位移量，因此即使與測(cè)定對(duì)象物之間的距離發(fā)生變化，受光光量發(fā)生變化也不會(huì)受影響，可以得到與距離的差、位置的偏移成比例的線性輸出 （智能傳感器 ZXE系列等） 線圈中如通過(guò)交流電，則會(huì)產(chǎn)生磁通，如通過(guò)金屬對(duì)象物，則會(huì)在對(duì)象物中產(chǎn)生一種渦電流，發(fā)出磁通，防止這種變化。 其結(jié)果將使線圈的感應(yīng)發(fā)生變化。 這種感應(yīng)的變化量是線圈與對(duì)象物之間距離的函數(shù)，作為結(jié)果，