【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 此本文只對(duì)多功能清洗車(chē)車(chē)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)。 具體設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容。 （ 1） AUTO CAD的運(yùn)用：從未完成過(guò)整車(chē)的繪制，軟件熟練程度不夠。 （ 2）二類(lèi)底盤(pán)的選擇。 （ 3）清洗水罐的選擇。 （ 4）清洗管路系統(tǒng)（高、低壓）的選擇。 （ 5）二類(lèi)底盤(pán)的計(jì)算。 (6)清洗水罐的設(shè)計(jì)。 (7)清洗管路系統(tǒng)（高、低壓）的設(shè)計(jì)。 (8)交通設(shè)施等清洗作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)。 (9)清洗管路的設(shè)計(jì)。 (10)軸荷的合理分配：如何正確的分配軸荷使之符合使用的要求。 (11)對(duì)各種結(jié)構(gòu)件及整車(chē)性能的分析計(jì)算。 設(shè)計(jì)時(shí)盡量滿(mǎn)足以下六點(diǎn) ： （ 1）要增加功能：要求在原有的灑水車(chē)基礎(chǔ)上增加多功能清洗車(chē)的功能 如高壓清洗 ，高空清洗等。 （ 2）為節(jié)能的要求改進(jìn)清洗管路的結(jié)構(gòu) , 盡量減少每噸水清洗時(shí)的 能量需用； （ 3）降低車(chē)輛的自重 , 增加車(chē)輛的載重 , 設(shè)計(jì)大容量的重載車(chē)輛； （ 4） 提高車(chē)輛結(jié)構(gòu)性能 , 適應(yīng)各種天氣，路面裝置的清洗 的要求。 （ 5）降低車(chē)輛的改裝成本 （ 6）盡量使清洗機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單易于使用 8 第 2章 方案設(shè)計(jì)分析與整車(chē)總布置 方案的設(shè)計(jì)與分析 常見(jiàn)的高壓清洗車(chē)車(chē)有圓形罐體、方形罐體、橢圓形罐體等。 多功能清洗車(chē)罐體結(jié)構(gòu)如圖 所示。為了保證罐體承受 的工作壓力，罐體結(jié)構(gòu)由受力良好的的圓筒及普通封頭構(gòu)成。因?yàn)楣ぷ鹘橘|(zhì)只有水而且工作液力很小，所 以與其他結(jié)構(gòu)的罐體相比較，節(jié)約了材料和成本，可節(jié)約鋼材 左右，容積利用率大于 95%。所以此設(shè)計(jì)采用此種罐體結(jié)構(gòu)。 圖 多功能清洗車(chē) 整車(chē)總體布置 水罐罐體的布置及副車(chē)架外型尺寸的確定 為使前后軸荷分配合理，整車(chē)質(zhì)量分配均勻，車(chē)輛重心低穩(wěn)定性高，罐體的位置為封頭前端面距駕駛室前端 3200mm 處，底面與副車(chē)架接觸，副車(chē)架外型尺寸為 3880? 860? 250mm，材料型號(hào)為 20 的熱軋槽鋼（ GB/T7071988）。 清洗裝置的選取與布置 目前 , 在清洗車(chē)行業(yè)有多種清洗裝置。清洗的型式目前國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的有 ： 高壓清洗，低壓清洗，高低壓清洗。本次多功能清洗車(chē)的改裝設(shè)計(jì)采用的是高壓清洗，即通過(guò)高壓水泵給水一定的壓力來(lái)完成各項(xiàng)清洗任務(wù)，如清洗墻壁、護(hù)欄、隔離墩、廣告牌、路燈，路邊緣等公共設(shè)施。也可以用前后底盤(pán)下方的鴨型噴嘴來(lái)完成對(duì)路面的清洗和降溫，還可以通過(guò)高壓水炮來(lái)完成澆灌、救火等其他專(zhuān)項(xiàng)任務(wù)。 其中國(guó)內(nèi)很多專(zhuān)用車(chē)生產(chǎn)廠家都采用這 種結(jié)構(gòu)方式 ， 如東風(fēng)多利卡高壓清洗車(chē)、中聯(lián)重科的 ZLJ5250GQX清洗車(chē) 、東風(fēng)金霸 EQ1051TJ35D3高壓清洗車(chē)等都在國(guó)內(nèi)外取得了良好的銷(xiāo)量。 9 1．結(jié)構(gòu)組成 多功能高壓清洗車(chē)主要是由二類(lèi)底盤(pán)、上裝副車(chē)架、罐體支承座罐體等組成 , 結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。 2．結(jié)構(gòu)性能優(yōu)點(diǎn) （ 1） 整車(chē)重心低 , 行車(chē)穩(wěn)定性好 , 只要后擋不干涉 , 副車(chē)架縱梁可以做得很低 , 最小可以與載貨車(chē)相同。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、罐體底面可與支承座的閉合高度可以很小 , 整車(chē)穩(wěn)定性好； （ 2）在其他專(zhuān)用車(chē)設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)發(fā)生機(jī)構(gòu)與底盤(pán)橫梁干涉 , 從而需對(duì)底盤(pán)橫梁改制 ,很麻煩。而高壓清洗車(chē)則不必考慮上裝與底盤(pán)干涉的問(wèn)題 ,因而設(shè)計(jì)者不必再費(fèi)勁地做很多的校核圖了 ,大大地提高了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度； （ 3）現(xiàn)在的用戶(hù)對(duì)清洗車(chē)功能要求越來(lái)越多，清洗車(chē)的裝置也較原來(lái)較多 ,傳統(tǒng)的灑水車(chē)無(wú)法達(dá)到當(dāng)代人的清洗要求 ,所以整車(chē)的裝載質(zhì)量提高了對(duì)底盤(pán)的壓力也增大是整車(chē)的軸荷增加； （ 4）傳統(tǒng)的灑水車(chē)一般采用低壓工作 , 多功能高壓清洗車(chē)采用高壓工作。這種機(jī)構(gòu)的清洗車(chē)對(duì)液壓元件的抗壓力要求非常高。所以要選擇適當(dāng)?shù)囊簤涸挂簤涸粫?huì)因壓力過(guò)高而損壞 , 液壓系統(tǒng)的使用壽命更長(zhǎng) , 液壓系統(tǒng)的故障比很低 ； （ 5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 安裝維護(hù)較方便。多功能高壓清洗車(chē)只有車(chē)后方的與車(chē)上方的高壓水炮以及車(chē)前后端的鴨型噴嘴與霧化裝置組成，而切都是可拆卸維護(hù)的，操作簡(jiǎn)單。 隨著技術(shù)發(fā)展，近幾年來(lái)對(duì)環(huán)境的保護(hù)要求越來(lái)越大所以清洗車(chē)的需求必不可少，其中的代表是已國(guó)產(chǎn)的中聯(lián)重科清洗車(chē)，其成本也趨于合理。基于以上優(yōu)點(diǎn)并參考國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品，本設(shè)計(jì)采用后、上水炮高壓清洗，前后噴嘴噴灑消毒清潔，前霧化裝置降溫防塵。水炮與焊在副車(chē)架與主車(chē)架上的鐵欄桿焊接固定，其罐體支承座與副車(chē)架連接，罐體再坐在多個(gè)支撐座上保持不動(dòng)。 二類(lèi)底盤(pán)選型 二類(lèi)底盤(pán)初選 根據(jù)上裝罐體尺寸參數(shù)及產(chǎn)品日常使用維護(hù)保養(yǎng)方便，再綜合考慮產(chǎn)品造價(jià)，初步選擇東風(fēng)牌 EQ1180KJ型二類(lèi)地盤(pán)，其詳細(xì)參數(shù)如表 。 考慮到動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及滿(mǎn)足環(huán)保法規(guī)的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)選用東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司生產(chǎn)的 ISBE18530 型柴油增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其參數(shù)見(jiàn)表 。變速器選擇 DF6S650，六檔手動(dòng)變速器 ，該采用雙桿遠(yuǎn)距離操縱，傳動(dòng)比見(jiàn)表 。 10 表 東風(fēng) 1108KJ參數(shù) 外型尺寸 (長(zhǎng) ? 寬 ? 高 )(mm) 697524622690 車(chē)架可用長(zhǎng)度 （ mm） 4762 總質(zhì)量 (Kg) 10500 整備質(zhì)量 (kg) 4300 額定載質(zhì)量 (kg) 10500 接近角 /離去角 (176。) 25/18 前懸 /后懸 (mm) 1205/1820 軸距 (mm) 3950 軸數(shù) 3 最高車(chē)速 (km/h) 90 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) ISBE185 30 發(fā)動(dòng)機(jī)功率 (kw) 136 發(fā)動(dòng)機(jī)排量 (L) 發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商 東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 底盤(pán)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB38471999 GB1769120xx第二階段 輪胎 二類(lèi)底盤(pán)裝載質(zhì)量的初步校核 東風(fēng) EQ1108KJ 裝載質(zhì)量為 10500kg，由于罐體材料 Q235 碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼板的密度為 7 800 kg/m3，需用應(yīng)力 113MP 則罐體直段質(zhì)量 m1 。 因?yàn)?V=4m ab4π?A 取 L=3000mm， a=850mm， b=525mm 所以： 021 ]3/)([ VLLLAV ???? V —— 罐體 容積 A —— 罐體截面面積 L —— 罐體直線(xiàn)段長(zhǎng)度 a/b——橢圓形罐體長(zhǎng)短軸長(zhǎng)度 1L / 2L ——封頭深度 0V —— 罐體內(nèi)附件的總體積 mmcDiPc )]( 2 [ t ????? ??? 壁 根據(jù)罐體最小厚度標(biāo)準(zhǔn)不足 6mm均按 6mm 取值。由于封頭厚度與罐體壁厚一樣所以取 6mm， 11 Pc——計(jì)算壓力（ MP） Di——圓柱筒體內(nèi)直徑（ mm） t][? ——材料的需用應(yīng)力（ MP） ? ——焊縫系數(shù) C ——壁厚附加量（ mm） 則整個(gè)罐體的質(zhì)量 )2( 121 ?? ??????? ALLmmM ? = 初步計(jì)算裝載質(zhì)量為 4000kg+=，還有其他輔助裝置如人臺(tái)、梯子、水炮、操縱箱等共約 5t 東風(fēng) EQ1080KJ 二類(lèi)底盤(pán)滿(mǎn)足要求。 表 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)表 名稱(chēng) 符號(hào) 數(shù)值與單位 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 emP 191kw 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速 pn 2 400r/min 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 emT 1 025Nm 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速 tn 1 500 r/min 車(chē)輪動(dòng)力半徑 dr m 車(chē)輪滾動(dòng)半徑 r 主減速比 oi 汽車(chē)列車(chē)迎風(fēng)面積 DA 8 汽車(chē)滿(mǎn)載列車(chē)總質(zhì)量 am 10500kg 表 變速器傳動(dòng)比 一檔 二檔 三檔 四檔 五檔 六檔 高壓清洗車(chē)技術(shù)參數(shù)確定 多功能高壓清洗車(chē) 配置高壓水泵工作并裝有 高壓清洗車(chē)具 如高壓水炮、鴨型噴嘴、霧化裝置等。 有壓力高、節(jié)約水、作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、清洗效果好的特點(diǎn) 。 清洗車(chē)技術(shù)參數(shù)如 下表： 12 表 名稱(chēng) 單位 數(shù)值與單位 高壓泵壓力 P 1619Mpa 流量 Q 8m3/h 膠管長(zhǎng)度 L 60m 卷管力 卷F 1800 N 膠管內(nèi)徑 ? 19 mm 卷管速度 V 025m/min 孔夾角度 5176。， 25176。 推進(jìn)力 T ? 180 N 噴水家清洗寬度 W m 噴水架偏轉(zhuǎn)角 30176。 最高清洗水壓 CP 9 Mpa 清洗水流量 1Q 120 L/min 噴霧流量 2Q 120 L/min 清洗寬度 W ≥ 16 m 水槍射程 S ≥ 38 m 性能特點(diǎn) 具有獨(dú)立的高水路系統(tǒng)，采用副發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)取力器帶動(dòng)高壓水泵及工作裝置液壓系統(tǒng)。高壓清洗速度可任意控制； 1 高壓水泵傳動(dòng)通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感，實(shí)現(xiàn)水泵超速自動(dòng)報(bào)警保護(hù)； 2 水罐設(shè)有低水位傳感報(bào)警系統(tǒng)，無(wú)水時(shí)自動(dòng)報(bào)警，防止水泵缺水損壞； 3 水罐內(nèi)壁采用先進(jìn)工藝，噴鋅合金防腐處理，不銹蝕，可用于運(yùn)送飲用水（可選裝不銹鋼水罐）； 4 電、液、氣集中控制，整車(chē)具有良好的人機(jī)操作界面，操作方便靈活 ，駕駛員可在配備冷暖空調(diào)的駕駛室內(nèi)完成 5 各種動(dòng)作的操作，減輕了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，更加安全、舒適； 6 采用獲國(guó)家專(zhuān)利的高壓水路控制裝置，當(dāng)高壓水泵起動(dòng)及工作水閥切換時(shí)，水泵卸荷閥自動(dòng)開(kāi)啟，消除了對(duì)水泵的沖擊，大大提高了高壓水泵的使用壽命； 7 采用國(guó)際名牌高壓水泵，性能可靠，使用壽命長(zhǎng)，可確保清洗效果 , 進(jìn)口噴嘴，射流穩(wěn)定，壓力損失?。徊捎眠h(yuǎn)射程不銹鋼水槍?zhuān)? 13 8 采用模塊式組合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多種清洗功能及輔助工作功能，一機(jī)多用： （ 1） 噴水架清洗寬度 ，可任意控制，當(dāng)伸縮噴桿收縮時(shí)，可實(shí)現(xiàn)雙重水流強(qiáng)化清 洗，適用于清洗道路、廣場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、港口碼頭、高速公路等； （ 2）左、右角噴適用于清洗路緣、護(hù)欄隔離帶、人行道； （ 3） 高壓噴槍清可清洗路標(biāo)、廣告牌等 。 （ 4） 噴霧系統(tǒng)，可以噴霧降塵、調(diào)節(jié)空氣濕度及噴灑空氣消毒劑； （ 5） 具有獨(dú)有的前灑（水）、后沖裝置，可實(shí)現(xiàn)大水量沖洗和灑水降溫。水槍及綠化澆灌裝置（選裝），可用于輔助消防及道路綠化帶澆灌。 （ 6） 隔噪墻清洗機(jī)構(gòu)，適用于沖洗城市高架路隔噪墻； (選裝 ) （ 7）道路標(biāo)線(xiàn)清洗機(jī)構(gòu)；適用于清洗道路標(biāo)線(xiàn)； (選裝 ) （ 8） 帶自動(dòng)噴槍的噴水架（選裝），可在駕駛室內(nèi)操 縱噴槍清洗路面局部嚴(yán)重污漬 。 （ 9） 護(hù)欄清洗刷，適用于清洗高速公路及城市道路護(hù)欄； (選裝 ) （ 10） 液壓升降平臺(tái)，適用于清洗及維護(hù)城市道路及公路的空中設(shè)施； (選裝 ) （ 11）推雪鏟，適用于道路除雪。 (選裝 ) （ 12） 自吸功能。 (選裝 ) 本章小結(jié) 本章對(duì)整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析對(duì)比，確定了水罐罐體的形式、尺寸參數(shù)、裝載質(zhì)量及制造材料，以及高壓清洗的輔助裝置的布置。選定了專(zhuān)用車(chē)的二類(lèi)底盤(pán)，并詳細(xì)介紹了二類(lèi)底盤(pán)及動(dòng)力總成的參數(shù)，為下一步整車(chē)總布置做好準(zhǔn)備。 14 第 3章 水罐及 清洗裝置設(shè)計(jì)計(jì)算選型 水罐外形尺寸設(shè)計(jì) 初步確定罐體尺寸及材料 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，需設(shè)計(jì)水罐容積 4t 的多功能高壓清洗車(chē)。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中清洗車(chē)水管的比例，初步設(shè)計(jì)罐體為長(zhǎng) 3 000mm，長(zhǎng)軸 1700mm，短軸 1050mm 的橢圓柱形密封容器。其兩端封頭為對(duì)稱(chēng)的與壁厚相等的，設(shè)計(jì)依據(jù)《及《 GB1501998 鋼制壓力容器標(biāo)準(zhǔn)》。參考國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品及材料性能，罐體及封頭材料選擇 Q235 號(hào)碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼板，其中壁厚與封頭處材料厚 6mm,。罐體尺寸如圖 所示。 圖 罐體尺寸參數(shù) 罐體參數(shù)計(jì)算 （ 1）橢圓柱罐體容積 V（ m3） V=2AL ab4π?A () 式中 ： A——橢圓柱筒體內(nèi)截面積（ m2） L——圓柱筒體長(zhǎng)度的 1/2（ m） V=2AL = m3 東風(fēng) EQ1108KJ 裝載質(zhì)量為 10500kg，由于罐體材料 Q235 碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼板的 密度為 7 800 kg/m3，需用應(yīng)力 113MP 則罐體直段質(zhì)量 m1 。 15 因?yàn)?V=4m ab4π?A 取 L=3000mm， a=850mm， b=525mm 所以： V=A[L+(L1+L2)/3]V0 V —— 罐體容積 A —— 罐體截面面積 L —— 罐體直線(xiàn)段長(zhǎng)度 a/b——橢圓形罐體長(zhǎng)短軸長(zhǎng)度 L1/L2——封頭深度 V0 —— 罐體內(nèi)附件的總體積 mmcDiPc )]( 2 [ t ????? ??? 壁