【正文】 給定 放大 閥放大 缸 負載 反饋 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁 第 25頁 第三章 設(shè)計計算 一 刷箱及刷毛的設(shè)計 1 刷箱的設(shè)計 考慮采用箱形，刷箱的是在四個旋轉(zhuǎn)軸外面的箱體，它的尺寸由刷毛工作時的展開長度及護欄的 本身高度確定，四個旋轉(zhuǎn)軸的布置示意圖如圖 和 圖 示。還可以進一步討論系統(tǒng)動態(tài)性能 (略 )。正因為此， K 值限量決定了機液位置系統(tǒng)精度不太高，但對清洗刷來講，此 精度已足夠。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁 第 24頁 圖 4 控制壓力圖 給定裝置是雪撬滑板式觸頭桿 26(帶滑套彈簧復位 )、觸頭位置 b與行程開關(guān)兩觸點間距離 (a+b)的比例關(guān)系構(gòu)成機械放大系數(shù) babKL ??0,，油缸輸出量的最大值maxy 一為此雙作用平衡油缸活塞最大行程 L 的一半，用 maxy 乘以反饋系數(shù) LK ,即等于閥芯最大行程 maxX ．需要指出的是，分析該機液位置系統(tǒng)的動態(tài)特性，對滑閥芯的運動應(yīng)當是呈線性連續(xù)方式．而實際系統(tǒng)的滑閥放大作用是開關(guān)電磁鐵閥芯的運動方式。 從圖 3 可知，正常刷洗時，件號 8處于中位，使油缸 6 具有浮動機 能，由水平油缸 6，糾偏器 26，振動刷頭 (含馬達 19)．電器行程觸點開關(guān) 1SQ 、 2SQ 、 3SQ 、 4SQ ,以及支承上述 零件 Ogd,車機構(gòu)共同組成了機液伺服位置糾偏機 構(gòu) 。通過計算超聲波從發(fā)送到接收為止所需的時間與音速之間的關(guān)系，來計算距離的方式。 這種感應(yīng)的變化量是線圈與對象物之間距離的函數(shù)，作為結(jié)果，能測量對象物的距離位移。 如果將這兩個輸出作為 A、 B，計算 A/（ A＋ B），并加上適當?shù)睦€系數(shù) ‘k’ 和殘留 CKBA A ????位移量 測得的值不是照度（亮度），而是 A、 B兩個輸出的位移量，因此即使與測定對象物之間的距離發(fā)生變化，受光光量發(fā)生變化也不會受影響，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） 線圈中如通過交流電，則會產(chǎn)生磁通，如通過金屬對象物，則會在對象物中產(chǎn)生一種渦電流，發(fā)出磁通，防止這種變化。 物體發(fā)出的反射光通過受光透鏡集中到一維的位置檢測元件（ PSD）＊上。 位 移傳感器的 分類 根據(jù)使用元件不 同，分為光學式位移傳感器、線性接近傳感器、超聲波位移傳感器等。當偏差為零時，停止驅(qū)動，因而使控制對象的位置總是按指令電位器給定的規(guī)律變化。反饋電位器滑臂與控制對象相連，其作用是把控制對象位置的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化。 圖 1是一個典型的電液位置伺服控制系統(tǒng)。 電液伺服系統(tǒng) 電液伺服系統(tǒng)是一種由電信號處理裝置和液壓動力機構(gòu)組成的反饋控制系統(tǒng)。 液壓伺服系統(tǒng)與電氣伺服系統(tǒng)相比有三個優(yōu)點：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 (即輸出位移受外負載影響小 )，定位準確。隨著電液伺服閥的出現(xiàn)，電液伺服系統(tǒng)在自動化領(lǐng)域占有重要位置。液壓伺服系統(tǒng)是由液壓動力機構(gòu)和反饋機構(gòu)組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，分為機械液壓伺服系統(tǒng)和電氣液壓伺服系統(tǒng)（簡稱 電液伺服系 統(tǒng)）兩類。前進中護欄位置的變化通過傳感器測的信號反饋到控制水平缸的電磁伺服閥上，從而控制刷箱相對護欄的避讓，保持較好的清洗位置，清洗好護欄。 4 糾偏系統(tǒng)方案 位置糾偏系統(tǒng) 由于車輛行駛不能適時與道路平行，將會造成刷體與護欄間距離忽大忽小，嚴重時造成刷子脫離護欄無法刷洗或者距離護欄太近反擠壓刷體，損害刷體或護欄；實際上，行進中的刷體既應(yīng)保持與護欄的距離平行性，又允許在小范圍內(nèi)能順利清刷，為畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁 第 22頁 此，特設(shè)計了機液位置糾偏機構(gòu)。 對于水平方向的動作，大致可以由以下幾種機構(gòu)實現(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 油缸在車的后面橫向布置，當液壓缸左腔供油時，活塞桿受力向外運動，工作裝置隨動向車外運動，到達護欄位置時，切斷壓力油供油回路，水平動作完成。 綜上所述，液壓傳動的優(yōu)點是主要的、突出的，所以傳動方案選用液壓開式傳動系統(tǒng) 比較合理。 ◆ 閉式系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般為液壓馬達。 ◆ 閉式系統(tǒng)中，馬達的回油直接流到泵的入口，液壓泵是在壓力供油下工作，因而對泵的自吸能力要求高。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。 ◆ 閉式系統(tǒng)中油液基本上在閉合回路內(nèi)循環(huán)，與油箱交換的流量僅為系統(tǒng)的泄漏量，因而補油系統(tǒng)的油箱容積較小，結(jié)構(gòu)緊湊。由于油液僅在閉合回路內(nèi)循環(huán)因而溫升較高。 由上述可見，閉式系統(tǒng)較開式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜。為防止液壓系統(tǒng)過載，設(shè)置由閥 5個閥組 成的雙向安全閥，系統(tǒng)壓力由過載閥調(diào)定。 閉式循環(huán)系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁 第 20頁 閉式系統(tǒng) 如上圖所示，液壓泵和液壓馬達的進出口油管首尾相接，形成一個閉合回路。特別是起重機重物下放時，液壓馬達將泵工況運轉(zhuǎn)，為防止超速下降，必須在回油管設(shè)節(jié)流閥，進行能耗限速。 ◆ 開式系統(tǒng)如果帶有較大慣性負載時，在慣性負載的帶動下，馬達將呈泵工況運行，如果此時換向閥在中位，則原來的回油管中將產(chǎn)生很高的壓力，使液壓馬達急劇制動，為了限制其產(chǎn)生過大的制動力，需要在馬達進出油管之間設(shè)雙向溢流閥。 ◆ 在開式系 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%以內(nèi)，或增設(shè)一個輔助泵。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，導致工作機構(gòu)運動的不平穩(wěn)及其它不良后果。在該系統(tǒng)中，油箱是工作介質(zhì)的吞吐及貯存場所，因而這種系統(tǒng)稱之為開式系統(tǒng)。 開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng) 在液壓傳動系統(tǒng)中根據(jù)油液循環(huán)方式的不同，可分為開式循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng)。 液壓傳動特點 ◆ 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載的大小。而且，液壓設(shè)備對工作介質(zhì)的污染比較敏感，要求有較好的工作環(huán)境。 3）液壓傳動系統(tǒng)工作過程中的能量損失 (泄漏損失、溢流損失、節(jié)流損失、摩擦損失等）較大 ,傳動效率較低，因而不適宜作遠距離傳動。 液壓傳動的缺點 1）工作介質(zhì)的泄漏和液體的可壓縮性會影響執(zhí)行元件運動的準確性，故液壓傳動系統(tǒng)無法保證嚴格的傳動比，不能用于有嚴格傳動比要求的內(nèi)傳動鏈中。而且，由于各液壓元件中的運動件均在油液中工作，能自行潤滑，故元件的使用壽命長。特別是與機、電、氣聯(lián)合使用，能方便地實現(xiàn)復雜的自動工作循環(huán)。而且，由于其反應(yīng)速度快，故可實現(xiàn)快速起動、制動和頻繁換向。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)成用其它傳動方式難以組成的復雜系統(tǒng)。 2）液壓傳動能在大范圍內(nèi)很方便地實現(xiàn)無級調(diào)速 （調(diào)速比范圍可達 2020），且可在系統(tǒng)運行過程中調(diào)速。 液壓傳動和其它傳動的綜合比較 通過上表可以看出，液壓傳動與其它傳動方式相比，有以下優(yōu)缺點。此支架留有安裝孔 A，以便固定連接其他裝置。 綜合以上三種布局形式各自的優(yōu)缺點，我們的布局方式采用后置，后置 式清洗裝置裝在灑水車底盤的尾部，為便于水平推出及清洗裝置在車上的安裝，焊接一個與車同寬，長度 1mm 的長方形支架，如圖 25示。 第三類：是一個具有現(xiàn)代高科技的裝置，具有先進的導向裝置；而且清洗機還裝有機械手，能模仿著清洗各種形狀的護欄，清洗質(zhì)量高。 第二類：克服了第一類的缺陷，而且可清洗多種類型的護欄。 第一類，結(jié)構(gòu)簡單，成本低；向外伸出距離大，可靈活清洗護 欄；通用性強，只要實現(xiàn)簡單的改裝，即可懸掛在灑水車的前方進行作業(yè)。 圖 22 圖 23 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁 第 16頁 3）清洗裝置后置 如圖 24示，是長沙華勝保潔設(shè)備有限公司研制的道路護欄清洗機的樣機，目前還沒投入市場，正在拓展。 ⑴清洗裝 置前置 如圖 22長沙中聯(lián)重科中標事業(yè)部研發(fā)中心所研究的公路護欄清洗裝置，此裝置結(jié)構(gòu)強度強，洗刷軸不易變形，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，容易維護，對汽車行駛性能影響小；操作簡單，經(jīng)濟實用，易于在灑水車或清掃車上進行改裝，成本低，可以推廣使用。所以設(shè)計之前要對現(xiàn)有的灑水車做一比較，選擇合適的設(shè)計參數(shù)，這樣設(shè)計出來的裝置才能有很強的通用性。 5．要求操作系統(tǒng)簡單，效率高 6．整體質(zhì)量不能太大，但結(jié)構(gòu)必須滿足強度要求。 3．車速 6km/h，護欄高度 1m,工作時車距護欄 900~1000mm，清掃同時帶噴淋裝置使清掃效果更好 。 畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁 第 12頁 二 設(shè)計要求 1．由于設(shè)計的裝置要懸掛在現(xiàn)有的灑水車底盤上，由于現(xiàn)有的灑水車形式多樣，因此整套裝置要有很強的通用性，可以和大多數(shù)的灑水車配合。射水機構(gòu)包括支架、噴頭，固定于工作臂前端的滾刷兩側(cè)。因此，在毛刷清洗護欄前，設(shè)計一個噴水機構(gòu)，四個噴嘴固定在一垂直臂上，在刷箱的前方，工作時，水泵把水從噴嘴噴出，把護欄噴濕，再進行清洗。利用液壓缸垂直布置在一梁上，活塞桿固定在懸掛裝置的支架上，缸體與附有清洗 刷箱的垂直梁固定，從而，活塞桿的移動帶動整個洗刷裝置的垂直升降。液壓缸，活塞桿在懸掛裝置的支架上有支點。 2 主要機構(gòu) 水平推出機構(gòu) 護欄清洗裝置位于車子上，為便于在公路上行走，清洗裝置要裝在懸掛裝置的支架上，不寬于車寬；但護欄位于公路兩邊，在清洗時，需要清洗裝置被推出，離開懸掛裝置的支架。 從上述國內(nèi)清 掃車的發(fā)展現(xiàn)狀簡要介紹可以看出，我國清掃車與國外清掃車相比，存在較大差距，主要表現(xiàn)在：從產(chǎn)品構(gòu)成上看，國產(chǎn)機械品種、規(guī)格較少，產(chǎn)品缺乏系列化：我國對清掃車機械的開發(fā)、生產(chǎn)起步較晚，近年來，隨著高速公路通車里程的不斷增加，清掃車的研制開發(fā)工作才逐漸為有關(guān)方面重視。 性能水平的差距 提高性能水平。要知道清掃車、裝載機、推土機等工程機械駕駛員 比轎車司乘人員更需要舒適。因為它不但對駕駛員身心健康有影響，更重要的是對與其配合工作的其它設(shè)備及人群 有影響。同理，在沒解決駕駛室密閉問題之前，一切空調(diào)通風換氣設(shè)置都是沒有任何意義的。 設(shè)備的舒適性的差距 設(shè)備的舒適性是指駕駛員在操作設(shè)備作業(yè)時所感受的舒適程度，包括環(huán)保方面的排放標準和噪聲大小等。 因此提高清掃車外觀質(zhì)量。分析其原因主要在材料和設(shè)計上。 生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)手段落后 由于國內(nèi)清掃車生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模都較小，而且掃路機產(chǎn)品批量也較小，所以采用的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)手段都較為落后，加工的零部件難以有穩(wěn)定的質(zhì)量。而從全畢業(yè)設(shè)計說明書論文 (全套 CAD 圖紙 ) 36396305 共 44 頁 第 9頁 國許多環(huán) 保部門的需求信息來看，有的需要能清洗道路護欄，有的要求能鏟雪等等；目前的清掃車需要噴水壓塵除塵，在缺水地區(qū)和北 方的冬季無法使用；目前的清掃車尾氣污染和噪音污染相對來說都較大。小毛病不但是病，而且是影響生產(chǎn)的“大病”， 它直接影響一臺設(shè)備的使用，甚至損害一個廠家的聲譽。任何一臺設(shè)備在生產(chǎn)過程中不是單獨作戰(zhàn)，而是既有上線也有下線，一旦因任何一個小毛病 而停止作業(yè)，影響工作的還有與其配套的其它生產(chǎn)系統(tǒng)。廠家則認為小毛病無所謂。就工程機械的重要品種清掃車、裝載機、推土機、挖掘機等而言，這個指標和國外同類產(chǎn)品相比，差距還是非常大的。我國工程機械的平均使用壽命僅為國外同 類產(chǎn)品的1/2，甚至不到 1/2。國產(chǎn)工程機械平均無故障間隔時間為 150小時 300 小時。目前，我國中小型全液壓清掃車除與汽車底盤改裝的清掃車存在同樣的缺陷外，還存在舒適性差、噪聲大、空車質(zhì)量大、外形不夠美觀等缺點。就目前我國清掃車的水平和質(zhì)量可知，我國在清掃車設(shè)計中，還缺少對專用部件的研究，缺少設(shè)計理論的指導，經(jīng)驗多于計算，模仿較多，創(chuàng)新較小。 2 國內(nèi)的清掃車存在的差距 水平和質(zhì)量的差距 雖然，我國清掃車技術(shù)的發(fā)展令世界矚目，但是，與發(fā)達國家相比，我國清掃車還存在不少差距。從圖 3可知，正常刷洗時，件號 8處于中位，使油缸 6具有浮動機能，由水平油缸 6，糾偏器 26，振動刷頭 (含馬達 19)．電器行程觸點開關(guān) SQ 、 SQ,、 S 、 SQ,以及支承上述零件 Ogd,車機構(gòu)共同組成了機液伺服位置糾偏機構(gòu)。參見撓性刷示意圖 7。除汽車正常行駛外，其清洗作業(yè)行駛為 低速 6km/h，全部操縱均由駕駛員負責。系