【正文】 事回收海面或江面浮游垃圾和漏出油的環(huán)保型船，從雙船體中央開口部放下垃圾回收集裝箱，操船時(shí)把垃圾引入雙體間，以此回收海面浮游垃圾。船舶首尾兩舷都設(shè)有壓載艙，船體結(jié)構(gòu)縱肋骨方式．船尾還載有垃圾回收補(bǔ)助用調(diào)查艇。m。有2只垃圾回收集裝箱。 加拿大的PELICAN公司研制的A系列1010型清掃船采用單體船型，具有清掃水面垃圾、油污水處理、曝氣、消防4方面功能。 意大利的BALENO公司的清掃船主要用于海邊保潔作業(yè)，具有清除水面垃圾和油物污水處理兩種功能。該船最大的特點(diǎn)是傳送帶采用了一種多孔的聚氨酯材料；這種材料允許海水透過，能吸收輕質(zhì)的油污水，同時(shí)不讓重質(zhì)油污水穿過。上海市廢棄物處置公司研制的水面漂浮物打撈船，以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流、打撈、壓縮、儲存、轉(zhuǎn)運(yùn)連續(xù)作業(yè)為目的，采用雙體船型, 打撈裝置采用傳送帶形式,克服了以往人工打撈及抓斗間隙打撈的缺點(diǎn)，打撈速度快，勞動強(qiáng)度低，且可以實(shí)現(xiàn)較長時(shí)間的連續(xù)作業(yè)，減少了運(yùn)轉(zhuǎn)過程的損耗。從打撈到轉(zhuǎn)運(yùn)全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)，大大提高了工作效率，并減輕了工人的勞動強(qiáng)度。特別適合大面積水生植物污染治理,作業(yè)裝置主要由噴水導(dǎo)流、固液分離器、螺桿壓榨機(jī)組成的攔截打撈裝置具有作業(yè)效率高、作業(yè)適應(yīng)性強(qiáng)。隨著社會物質(zhì)文明的高度進(jìn)步，人們的生活都有了質(zhì)的飛躍，特別是工業(yè)革命以來，由于人們過于重視工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，往往忽視了對環(huán)境的保護(hù)，這就使得近幾年來世界環(huán)境日益惡劣，帶來了各種各樣的環(huán)境問題，湖泊、河流中隨處可見的垃圾污染。由于潮起潮落的原因,河面的棄置物或水草也會流人其它的水面、港灣。水面垃圾自動清掃機(jī)針對水面環(huán)境污染的問題，致力于中小型湖泊河流等水域的固體垃圾清理，如塑料袋、飲料瓶，樹枝樹葉以及其它易清理的水面垃圾。本次課題最主要的目的和意義還是在于對相關(guān)水域的環(huán)境的治理與維護(hù)，水面環(huán)境的改善對于水質(zhì)，乃至人類生存環(huán)境都有重大意義。第二章 船體的設(shè)計(jì) 首先，船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本思想應(yīng)該明確。其次，對于船體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些問題加以分析與解決。根據(jù)對所搜集資料的整理和分析，最終設(shè)計(jì)出來的水面垃圾自動清掃船的整體結(jié)構(gòu)如圖21所示：圖21 船體結(jié)構(gòu)圖21為三維軟件UG畫出來的船體結(jié)構(gòu)。船體的結(jié)構(gòu)、形狀以及各部分尺寸的大小在整個(gè)船的設(shè)計(jì)計(jì)算和整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中都起著至關(guān)重要的作用。比如：1）船體的總體結(jié)構(gòu)方面，包括單船體結(jié)構(gòu)、雙船體結(jié)構(gòu)，以及多船體結(jié)構(gòu)；2）船體的形狀方面，由于風(fēng)向與水流會對船體的行駛造成阻礙，故適當(dāng)?shù)牧骶€型以及斜角在設(shè)計(jì)都必不可少；3)船體結(jié)構(gòu)各部分的尺寸的設(shè)計(jì)是否合理；4)船體的材料方面（力學(xué)性能），包括制造船體所用的材料的強(qiáng)度、硬度、塑性與韌性是否符合要求，耐疲勞性能、耐腐蝕性能以及材料的焊接性等工藝性能能否滿足需求；5）船的重量以及吃水深度是否符合需求；6）船上各零部件的安裝以及相互配能否滿足要求，比如焊接方式、配合方式等等；7）船的動力來源及其傳輸結(jié)構(gòu)，等等。在不影響該船正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上，簡化其結(jié)構(gòu)，美化外觀，安全性高，易推廣。1）船體采用左右船體對稱，中空布置的雙船體結(jié)構(gòu)，再在兩船體之間用桿件焊接起來，以起到連接加固的作用，該結(jié)構(gòu)既減輕了船體重量，而且降低了船在行駛中的阻力；2）左右船體的外壁采用的是5mm厚的薄鋼板，且船的兩側(cè)外壁有15176。的V形結(jié)構(gòu)，以便于水面垃圾更容易輸送到傳輸帶上。此外，考慮到支撐板自身以及承受的重力，為防止其彎曲變形，在支撐板下方和船體內(nèi)側(cè)間焊接一塊肋板，以起到輔助支撐的作用。右船體設(shè)有一塊隔板，其作用是將垃圾存儲箱和電機(jī)裝置隔開；左船體設(shè)有3塊隔板，形成4個(gè)獨(dú)立的空間，后面的區(qū)域?qū)儆谌说淖^(qū)域，前面的3塊區(qū)域分別是：前后2塊為雜物區(qū)，中間為垃圾存儲箱，這樣的設(shè)置有效的把人的區(qū)域和垃圾的區(qū)域分開，同時(shí)利于空間的最大利用。圖22 船體結(jié)構(gòu)俯視圖圖23 船體結(jié)構(gòu)正視圖 船體的材料采用的是船體用結(jié)構(gòu)鋼，主要用來制造遠(yuǎn)航、沿海和內(nèi)河航區(qū)船舶的船體結(jié)構(gòu)，按照其最小屈服點(diǎn)劃分強(qiáng)度級別為一般強(qiáng)度鋼和高強(qiáng)度鋼。為了使船體結(jié)構(gòu)能在現(xiàn)代造船生產(chǎn)條件下順利建造，也為了保證船的使用安全、可靠，船體除了需要合理的設(shè)計(jì)和正確施工工藝外，還要求船體結(jié)構(gòu)鋼材必須具有各項(xiàng)良好的技術(shù)性能，如強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性、耐疲勞性能、耐海水腐蝕性能以及某些特殊性能，還必須具有良好的工藝性能，如冷熱彎曲工藝性能和焊接工藝性能等[3]。 該水面垃圾自動打撈船主要是用在城市和風(fēng)景區(qū)河道、湖泊水域的水面垃圾的打撈。該材料的化學(xué)成分與力學(xué)性能為：含碳量%，%～%，%，含磷量，含硫量，不含鈮、釩2元素。船體頂長3120mm，船側(cè)傾角15176。船的排水量是用來表示船尺度大小的重要指標(biāo)，船的排水量的計(jì)算也是為計(jì)算船在一定載重條件下的最大吃水深度做準(zhǔn)備的。（1） 輕排水量（Light Displacement），又稱空船排水量，是船舶本身加上船員和必要的給養(yǎng)物品三者重量的總和，是船舶最小限度的重量。（3） 實(shí)際排水量（Actual Displacement），是船舶每個(gè)航次載貨后實(shí)際的排水量。所以在這里要研究的就是該船的重排水量。由質(zhì)量的計(jì)算公式（）可得：船體的質(zhì)量為 船在滿載時(shí)的總質(zhì)量m總=m船+m人+m蓄電池+m電極+m電機(jī)+m垃圾其中船體的重量約為1600kg，人的重量約為70kg，蓄電池的重量為20kg，電機(jī)的重量為20kg，所能存儲的垃圾的最大重量約為50kg故總質(zhì)量1760kg由公式（其中）可得 V排=/ =1 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353mm，而船體的高度為600mm，故船體的高度滿足需求。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。蓄電池主要應(yīng)用于各種車輛、船舶、飛機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的起動以及照明、點(diǎn)火、蓄能、應(yīng)急電源、電話交換機(jī)、不間斷電源、移動通訊、計(jì)算機(jī)、電子、儀表、便攜式電動工具、電動玩具中等。蓄電池在這次設(shè)計(jì)中有兩方面的作用，一方面是帶動便攜式船用推進(jìn)器（馬達(dá)），以實(shí)現(xiàn)船在水中的行駛和轉(zhuǎn)向；另一方面是驅(qū)動電機(jī)，進(jìn)而帶動垃圾輸送裝置，以實(shí)現(xiàn)垃圾的輸送。其中統(tǒng)一電池是具有國家級的船檢證的，使用較放心。如圖31所示：圖31 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(jī)的作用是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，通過蓄電池供電，帶動傳輸裝置完成垃圾打撈動作。如下圖33所示： 圖33 電動機(jī)，額定電壓為24V，轉(zhuǎn)速為3000r/min。渦輪蝸桿減速器選用WCJ120型，傳動比為31，渦輪齒數(shù)為31，蝸桿頭數(shù)為1頭。具體參數(shù)見零件圖以及裝配圖。如圖36所示即為其啟保停控制電路圖，控制電機(jī)以及傳輸裝置的動作。船舶推進(jìn)器即推動船舶前進(jìn)的機(jī)構(gòu)。推進(jìn)器按作用方式可分為主動式和反應(yīng)式兩類?，F(xiàn)代運(yùn)輸船舶大多采用反應(yīng)式推進(jìn)器，應(yīng)用最廣的是螺旋槳。電動船舶推進(jìn)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(shí)無噪音等特點(diǎn)，且還具有綠色環(huán)保，按裝便捷、維護(hù)簡易的特點(diǎn)，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(jì)的功能需要。 鑒于船在行駛的過程中會因?yàn)樗饕约白陨斫Y(jié)構(gòu)所造成的阻力而受到影響，故在選擇船用推進(jìn)器的時(shí)候就要考慮該船舶推進(jìn)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(jìn)器。第四章 傳輸裝置的設(shè)計(jì)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。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，故選用鏈傳動。如圖示41所示.圖 41 傳輸帶鏈條結(jié)構(gòu)的形式如圖42所示，鏈節(jié)的形式鏈與輸送帶之間用螺栓進(jìn)行固定，以帶動傳輸帶的運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，有些垃圾可能會被倒鉤鉤住，導(dǎo)致垃圾無法順利進(jìn)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(shí)之需[5]。 因小鏈輪軸是直接與電機(jī)的輸出軸連接在一起的，故由功率308W,，從圖521查出鏈號為12A，