【正文】 的工作裝置布置方式，干式除塵時設(shè)置簾布密封空間防塵裝置降低揚塵。副發(fā)動機是 給草路車各個工作裝置提供動力源 ，其 中，一動力是由離心離合器經(jīng)過皮帶傳遞給風(fēng)機，完成抽吸作業(yè)，另一動力輸出是由單級齒輪傳動裝置帶動液壓油泵， 通過液壓系統(tǒng)來控制工作裝置 。 在清掃 作業(yè) 中，液壓系統(tǒng)和氣路系統(tǒng) 都 是由副發(fā)動機帶動 提供動力。 氣路系統(tǒng)中風(fēng)機旋轉(zhuǎn) 使集塵箱內(nèi)產(chǎn)生 產(chǎn)生負(fù)壓，氣流從吸嘴 吸入 ，垃圾 在垃圾箱沉降室內(nèi) 被收集 起來 。至此，在各系統(tǒng)的協(xié)作配合下，掃路車順利完成了清掃任務(wù)。其2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 9 工 作原理為利用車架底部兩側(cè)裝置的兩個左右正反方向旋轉(zhuǎn)的盤刷將路緣、邊角、護欄下的垃圾輸拋射到車底中間吸入?yún)^(qū)范圍，再依靠強風(fēng)力風(fēng)機使車廂產(chǎn)生負(fù)壓，并在管路系統(tǒng)中形成的真空度，由貼近地面的吸嘴經(jīng)吸管將垃圾吸入垃圾箱內(nèi)，從而完成對路面垃圾的清掃和保潔，而后置滾刷的目的就是將吸嘴下方的垃圾再次揚起，增大垃圾的懸浮速度，是垃圾更容易被吸進垃圾箱。 除塵方式 由于底盤空間的限制，設(shè)計的清掃車除清掃路線和清掃寬度要適中，因此，一般是根據(jù) 路面情況選擇合理的除塵方式，使得清掃車的作業(yè)路線和作業(yè)空間最長，最合理。該款中型吸掃式清掃車的除塵方式即采用重力除塵和慣性除塵、過濾除塵等相結(jié)合的方案。由于垃圾箱的截面積比垃圾吸管的截面積大得多，因此當(dāng)垃圾與空氣的混合氣吸管進入垃圾箱后，氣體流速在垃圾箱內(nèi)將會迅速降低，垃圾塵粒便依靠自身的重力降落到垃圾底部，從而達(dá)到收集垃圾的目的。另外，該清掃車除塵系統(tǒng)中還以鐵鏈簾網(wǎng)和鐵絲濾網(wǎng)方式作為輔助 ??3 。本設(shè)計的中型清掃車選用 NKR77LLLACJAY五十鈴國 四 排放標(biāo)準(zhǔn)底盤 ，車輛行走部分直接由底盤發(fā)動機的驅(qū)動，因而不需要對行走部分做設(shè)計制造。為了克服車輛行走換擋或一些狀況而切換動力，導(dǎo)致各個清掃作業(yè)系統(tǒng)的停止工作的狀況，本設(shè)計在 NKR77LLLACJAY五十鈴國 四 排放標(biāo)準(zhǔn)底盤 的基礎(chǔ)上增設(shè)一臺輔助柴油副發(fā)動機。采用雙發(fā)動機驅(qū)動形式的優(yōu)點：克服了單發(fā)動機傳動方式的不足，能夠確保清掃車使用性能的需要，另外，行走系統(tǒng)和工作裝置在動力上各自獨立，行走速度和行走操作不會對 工作裝置的作業(yè)效果產(chǎn)生影響。在傳動路線中，變速裝置由皮帶輪，采用皮帶傳動。 清掃裝置 清掃裝置是在車底盤前后輪的中間適當(dāng)位置安裝兩個盤刷，刷毛由合成塑料來制作。當(dāng)盤刷處于作業(yè)狀態(tài)時，其應(yīng)該外伸而且下落，并且與路面保持浮動接觸。綜上分析，盤刷的動作機構(gòu)設(shè)計時必須能其實現(xiàn)外伸、下放、浮動和回收提升鎖緊的復(fù)合動作。采用后置式吸嘴，其位于盤刷稍后、底盤車架兩縱梁之間 ??4 。由于吸嘴的結(jié)構(gòu)短，而且直，在負(fù)壓的作用下垃圾 很容易被吸入垃圾箱內(nèi)。前懸短，使得吸嘴的調(diào)整和吸管的更換方便。吸嘴后面連接有臥式掃刷，主要功用是把吸嘴下方的垃圾再次揚起，降低塵粒的懸浮速度，使垃圾更容易吸到集塵箱。在非工作狀態(tài)時，盤刷必須回收并且提升離開路面至一定高度，目的是為了減小車輛寬度和刷的磨損。 當(dāng)盤刷處于下放外伸浮動工作狀態(tài)，在行進清掃作業(yè)過 程中，由于駕駛原因或路面設(shè)計的原因，有可能與前方的道路固定設(shè)施如護欄枉芏、路緣石等發(fā)生碰撞。 盤刷處于工作狀態(tài)時，盤刷旋轉(zhuǎn)接地的處必須保證拋塵指向車子中間，同時還要保證作業(yè)狀態(tài)時具有足夠大的清掃區(qū)域和最大清掃寬度。盤刷水平接觸地面，會使整個 盤刷的刷毛同時與路面接觸旋轉(zhuǎn)，加快了刷毛的磨損，縮短了刷毛的使用壽命。盤刷工作時，只有部分毛刷接地將垃圾拋射到吸風(fēng)口指定的區(qū)域，其它部位的刷毛不接觸地面，因此也不會不擾動路面，所以在清掃車的持續(xù)作業(yè)過程中，對于一根具體的刷毛來說，只是周期性的間歇參與工作，在很大程度上減小了刷毛的磨損。這樣才能保證足夠的清掃寬度。通過查資料，盤刷接地中心角一般取 ? =120o 。當(dāng)盤刷下放，刷毛與路面相接觸后，由于盤刷自重和外加力作用刷毛會產(chǎn)生變形彎曲，對路面產(chǎn) 生一定壓力，用以清掃垃圾。由于刷毛彈性而產(chǎn)生的回彈效應(yīng)，可大大提高垃圾塵粒的拋射速度和距離，有效的提高清掃效率。剛度適中的刷毛可使 刷毛在離開路面時釋放出大小適當(dāng)?shù)膹椥粤ψ饔迷诶鴫m粒上使其獲得理想的速度。 毛接地點絕對速度的大小和方向是影響盤刷清掃性能的重要因素，絕對速度的大小將影響到垃圾塵粒在盤刷刷毛轉(zhuǎn)動的作用下所獲得的拋塵速度和被拋射的距離，絕對速度的方向?qū)Q定垃圾塵粒被拋射的方向。由圖 4可見，盤刷轉(zhuǎn)速不同時，刷毛接地點相對于路面的絕對運動速度和方向的變化情況。假設(shè)知盤刷接地中心角 ?， 固定不變。絕對速度的大小，將影響到垃圾在刷毛作用下所獲得的速度及被拋射的距離，而速度的方向決定垃圾被拋射的方向。若盤數(shù)的轉(zhuǎn)速及接地方位不變，而清掃車的作業(yè)行進速度發(fā)生變化時，也必然影響刷毛的接地點的絕對速度的大小和方向。因此，若保持盤刷的轉(zhuǎn)速和接地速度都不變，提高清掃車行駛速度可以增大刷毛接地點的絕對速度，但會減小絕對速度的和內(nèi)傾角，這二者的變化趨勢相反。 (2)防塵罩將盤刷圍起來，罩住了作業(yè)過程產(chǎn)生的塵粒，同時吸塵接口與氣系統(tǒng)吸管連接，可將清掃過程中小的粉塵顆粒直接吸入除塵箱，降低干式作業(yè)時的揚塵，有效的抑制了揚塵問題。（ 4)彈簧和鏈條組成盤刷系統(tǒng)的避讓機構(gòu)，當(dāng)清掃車在清掃作業(yè)中碰到護欄或者障礙物體時，該機構(gòu)便可以回縮，彈簧伸長，拉力增加，緩沖沖擊，當(dāng)過障礙后，在彈簧力的作用下盤刷又恢復(fù)常態(tài)，進行正常工作，該機構(gòu)能有效的使盤刷安全的越過障礙。通過改變螺紋調(diào)桿的伸長量，使盤刷沿該方向傾斜一定角度，然后松開傾角調(diào)整螺栓，可以調(diào)節(jié)液壓馬達(dá)支座，使其向外傾斜一定角度，然后擰緊螺母，這樣保證盤刷與地面有適的觸底角度。 (6)液壓馬達(dá)是用來驅(qū)動盤刷旋轉(zhuǎn)的裝置，使盤刷按照一定方向、一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。用液壓馬達(dá)來驅(qū)動盤刷，最大的優(yōu)勢就是可以有效的控制其轉(zhuǎn)速的大小。其清掃過程如圖 6所示，盤刷和吸嘴以及滾刷均分布于整個待吸掃區(qū)域中，盤刷往車體外伸，傾斜放置地面呈 一定角度接觸，其接觸區(qū)域為扇形圓弧區(qū)，使清掃作業(yè)時，塵埃往同一方向拋射。另外可吸區(qū)域與可掃區(qū)域須有一定的重疊空間，確保車底清掃不到的地方處的垃圾也可以吸收干凈。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 16 圖 6 清掃區(qū)域 、盤刷清掃機理 盤刷的轉(zhuǎn)動是由液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動的。在清掃過程中，需要保證盤刷有正確的拋塵方向。如果在盤刷底面整體觸地旋轉(zhuǎn)的情況下，如圖 7（ a），就會造成廢物沿著整個圓周的切線方向被拋出，這樣不僅起不到清掃收集廢物的作用，卻會造成廢物四溢、揚塵四起，使路面更加混亂，城市更加不整潔。同時，在保證合理的拋塵方向的同時， 滾 刷 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 17 還要盡量使盤刷的清掃區(qū)間最大化，以達(dá)到最大的清掃寬度。盤刷內(nèi)側(cè)觸地位置的確定，以扇形角度 ? 為 120176。整個扇面與地面接觸過程中，扇面邊緣與地面的接觸壓力為臨界值 0，隨著向扇面中心的不斷運動，壓力越來越大，直到扇面中線處達(dá)到最大，整個扇面壓力對稱分布。 、盤刷系統(tǒng)機構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算 在進行盤刷系統(tǒng)設(shè)計時，首先需要構(gòu)思整個系統(tǒng)功能的實現(xiàn)及各參數(shù)的設(shè)計。它們相互間的配合，最終實現(xiàn)了掃路車的清掃寬度、外傾角度、適當(dāng)?shù)挠|地壓力及合理的機構(gòu)避讓等功能和性能。 圖 9 盤刷系統(tǒng)整體參數(shù)簡圖 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 18 圖 9中，盤刷支撐架轉(zhuǎn)軸到連桿機構(gòu)中豎桿 OA 的距離為 1L ，調(diào)節(jié)桿 AB 的長度為2L ，支撐桿 OC 的長度為 3L ，豎桿 BC到盤刷中心的距離為 4L ，盤刷底面直徑為 d ，豎桿兩鉸點 OA 間距離為 1H ，豎桿鉸點 B 到盤刷底面的距離為 2H ，盤刷下放角度為 ? ，盤刷工作時底面與地平面夾角為 ? ，掃路車底盤車架間距離為 5L ，盤刷支架外伸距離為6L ，盤 刷外伸角度為 ? ，清掃寬度為 B 。掃路車的最大清掃寬度是由盤刷在一定條件下所能外伸的最大寬度所決定。而合理的盤刷觸地角度是由機構(gòu)調(diào)節(jié)盤刷內(nèi)傾和側(cè)傾共同作用的結(jié)果。則上式變?yōu)椋? 12211+ L c o sta n+ 2 c o sHH L H L?????? ? ? 12211+ L c o sa r ta n ( )+ 2 c o sHH L H L?? ??? ? ? ? 當(dāng)盤刷工作以后，由于盤刷刷毛的不斷磨損，將會造成盤刷下放角度 ? 逐漸變大，這將對上式中 ? 值產(chǎn)生影響，所以盤刷的刷毛磨損到一定程度后，有必要通過對 L? 的調(diào)整來保證 ? 值能夠保持在一定的范圍內(nèi)。而扇面的形成光靠盤刷的內(nèi)傾還不夠，同時還需要合適的側(cè)傾角度才 圖 10 盤刷側(cè)傾角度示意圖 能保證，側(cè)傾角 ? 是由馬達(dá)支座與四連桿鉸接座的相互轉(zhuǎn)動實現(xiàn)的，如圖 10所示。 盤刷系統(tǒng)機構(gòu)參數(shù)的確定 最終，通過上述機構(gòu)分析與相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計算為理論依據(jù)，結(jié)合最初盤刷系統(tǒng)設(shè)計的思路與構(gòu)造需要滿足的功能要求，參照整車布局的設(shè)計思路與整體方案中所確定的性能參數(shù)，以及底盤的參數(shù)，通過計算得出盤刷系統(tǒng)各機構(gòu)具體參數(shù)，如表 2所示： 表 2 盤刷系統(tǒng)機構(gòu)參數(shù) 1L =110mm 6L =218mm ? =200 2L =590mm 1H =100mm ? =250 3L =607mm 2H =525mm ? =40 4L =88mm B=2800mm ? =50 5L =780mm d=900mm 、刷盤系統(tǒng)觸地壓力計算 盤刷系統(tǒng)工作時，適當(dāng)?shù)挠|地壓力可以提高拋塵速度，保證有效的清掃率。盤刷下落到正常作業(yè)高度以后，盤刷的觸地2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 20 角度很小，對于觸底壓力的計算影響不大，故可以簡化。觸地壓力過小又會造成 清掃率的不足，所以需要給機構(gòu)添加一個可調(diào)節(jié)的提升機構(gòu)來滿足整個盤刷系統(tǒng)觸地壓力的合理性和可調(diào)節(jié)性。 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 21 圖 11 盤刷連桿機構(gòu)靜力學(xué)分析 由 11圖，以點 O 建立力矩平衡方程： ? ? ? ? ? ?1 2 3 3 3 4 3 8 1 7G + G L c o s c o s c o s s in2 c A X TG L L N L L F H N L? ? ? ?? ? ? ? ? ? 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 22 圖 12 盤刷組件及桿 BC靜力學(xué)分析 如圖 12， 以點 C 建立力矩平衡方程： 1 8 3 4B X CF H N L G L?? 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 23 圖 13 桿 AB 靜力學(xué)分析 由圖 13， 點 A受力為 FAX 和 FAY ，同時還受重力 1G 和 FBX 、 FBY ，得： AX BXFF? 綜合這 3式得： ? ?7C 1 2 331 2 3 37L si nN = G + G +G c os c ossi nTCTNLG G G N LNL????? ? ?? 由公式 ， ? ?2 13 3P = 5 . 3 1 0 1 0 . 1 8 ( 2 ) a r c c o s 1BmE J hd h Z vLR? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 2021 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 24 式中： d —— 刷毛直徑， m ； Rm —— 盤刷半徑， m ； L —— 刷毛自由長度， m ； E —— 刷毛的彈性模量， Pa ； J —— 刷毛斷面的慣性矩； h —— 刷毛的變形量， m ； n —— 盤刷的轉(zhuǎn)速， /minr ； mV —— 盤刷的圓周線速度， /ms BZ —— 工作刷毛數(shù)。 代入各參數(shù)值，求得： , 164CNN? 所以，合理的提升力 TN， ? ?1 2 3 3