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北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文
畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告(論文)
報(bào)告題目 ： 電動(dòng)道路清掃車(chē)清掃系統(tǒng)設(shè)計(jì)
作者所在系部： 機(jī)電工程學(xué)院
作者所在專業(yè)： 車(chē)輛工程
作者所在班級(jí)： B13142
作 者 姓 名 ： 張曉輝
作 者 學(xué) 號(hào) ： 201322293
指導(dǎo)教師姓名： 劉志強(qiáng)
完 成 時(shí) 間 ： 2017.6
摘 要
作為一種頻繁穿梭于城市街道的衛(wèi)生工具，“道路清掃車(chē)”對(duì)城市的形象有很大的影響。因此，一個(gè)小的道路清掃車(chē)不僅要提高它的性能，而且要有一個(gè)符合城市實(shí)際需要和城市形象的漂亮的外形。中國(guó)道路清掃車(chē)行業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,產(chǎn)品從單一的純掃式發(fā)展到各種各樣的類型,產(chǎn)品的性能和質(zhì)量迅速增長(zhǎng),特別是在改革開(kāi)放之后,進(jìn)口的清掃裝置關(guān)鍵部分使得道路清掃車(chē)產(chǎn)品性能和可靠性高。但目前我國(guó)道路清掃車(chē)的水平仍與發(fā)達(dá)國(guó)家有較大的差距，特別是在產(chǎn)品可靠性方面。
文中介紹了道路清掃車(chē)清掃裝置的設(shè)計(jì)說(shuō)明。本文介紹了電動(dòng)道路清掃車(chē)的常見(jiàn)問(wèn)題。對(duì)除塵裝置進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，介紹了相關(guān)設(shè)備的原理，并進(jìn)行了比較分析。對(duì)掃盤(pán)、吸嘴、集塵箱、風(fēng)機(jī)及其他設(shè)備的選擇進(jìn)行了仔細(xì)的比較和分析。新的電動(dòng)道路清掃車(chē)可以將路面的垃圾和塵土全面的清潔，清掃效率非常高，適合各種氣候的干式路面清潔操作，以確保道路清潔操作的安全。
關(guān)鍵詞：道路清掃車(chē) 掃刷 掃盤(pán) 吸嘴 集塵箱
北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文
ABSTRACT
As a sanitary tool that frequently travels through city streets, "path sweeper" has a big impact on the city's image. As a result, a small road sweeper should not only improve its performance, but also have a beautiful look that matches the city's actual needs and the city's image. Road sweeper industry in China after decades of development, the development of products from a single pure sweep type all sorts of types, product quality and performance of rapid growth, especially after the reform and opening up, import a key part of cleaning device makes the road sweeper products performance and high reliability. However, the level of road
sweeper in our country is still far from the developed countries, especially in terms of product reliability.
This paper introduces the design of the cleaning equipment of road sweeper. This paper introduces the problem of electric road sweeper. The design of the dust removal device is detailed, the principle of related equipment is introduced, and the comparison analysis is carried out. The selection of sweep, mouth, dust box, fan and other equipment was carefully compared and analyzed. New electric road sweeper pavement can be garbage and comprehensive dust cleaning, cleaning efficiency is very high, suitable for all kinds of climate dry surface cleaning operation, to ensure the safety of road cleaning operations.
Key words: the path sweeps clear the vehicle the scanning sweeps the plate attracts the
II
mouth the collection dust box
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 緒 論 1
1.1 道路清掃車(chē)的意義和目的 1
1.1.1 道路清掃車(chē)的意義 1
1.1.2 道路清掃車(chē)的目的 1
1.2 道路清掃汽車(chē)的發(fā)展與展望 1
1.2.1 道路清掃汽車(chē)的發(fā)展歷史 1
1.2.2 道路清掃汽車(chē)的現(xiàn)狀 2
1.2.3 道路清掃車(chē)的發(fā)展與展望 2
1.3道路清掃車(chē)的比較 2
1.4本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 3
第2章 電動(dòng)道路清掃車(chē)的總體設(shè)計(jì) 4
2.1設(shè)計(jì)思想 4
2.2整車(chē)參數(shù)的確定 4
2.2.1尺寸參數(shù) 4
2.2.2質(zhì)量參數(shù) 4
2.3總體設(shè)計(jì) 5
2.3.1工作原理 5
2.3.2構(gòu)造及功能 5
2.4本章小結(jié) 6
第3章 主要零件的設(shè)計(jì) 7
3.1集塵箱的設(shè)計(jì) 7
3.2掃盤(pán)和掃刷的設(shè)計(jì) 7
3.3掃盤(pán)的布置形式 8
3.4吸嘴的設(shè)計(jì) 9
第4章 清掃和吸塵系統(tǒng)的動(dòng)力選擇 11
4.1清掃系統(tǒng)的動(dòng)力選擇 11
4.2掃盤(pán)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)選擇 11
4.3 風(fēng)機(jī)的選擇 12
4.4本章小結(jié) 12
第5章 清掃車(chē)工作原理分析 13
5.1清掃車(chē)清掃過(guò)程 13
5.1.1 掃盤(pán)的工作方式 13
5.1.2 吸塵裝置的工作方式 13
5.1.3 垃圾箱的清理 13
5.2 本章小結(jié) 13
結(jié) 論 14
致 謝 15
參考文獻(xiàn) 16
北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文
第1章 緒 論
1.1 道路清掃車(chē)的意義和目的
1.1.1 道路清掃車(chē)的意義
隨著我國(guó)綜合國(guó)力的不斷提升，工業(yè)的發(fā)展速度迅速，環(huán)境的污染也越來(lái)越嚴(yán)重，道路的垃圾和塵土也越來(lái)越多。近年來(lái)城市需要清理的工作量也有所增加。同時(shí)我國(guó)的交通業(yè)的發(fā)展也越來(lái)越快，不管是車(chē)輛保有量或者道路的建設(shè)里程的規(guī)模也越來(lái)越大，因此對(duì)環(huán)境的污染加大，以及對(duì)道路的清掃和除塵的任務(wù)也越來(lái)越重。所以為了提高環(huán)衛(wèi)工人清理速度,減少環(huán)衛(wèi)工人和道路維護(hù)工人的勞動(dòng)配額,我們需要越來(lái)越多的，污染更小的電動(dòng)道路清掃車(chē)來(lái)滿足道路清掃的需要。
1.1.2 道路清掃車(chē)的目的
我國(guó)城市規(guī)模發(fā)展迅速，城市的環(huán)保任務(wù)越來(lái)越重。但目前，中國(guó)電動(dòng)公路清掃車(chē)的水平與其他的發(fā)達(dá)國(guó)家有差距，特別是在產(chǎn)品的可靠性方面。提高電動(dòng)道路清掃車(chē)的清掃效率，盡快減少與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距是我們面臨的重大任務(wù)。電動(dòng)道路清掃車(chē)應(yīng)滿足我國(guó)有關(guān)部門(mén)的要求，清掃車(chē)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)選擇合適的電動(dòng)清掃車(chē)的領(lǐng)域進(jìn)行深入的研究。
1.2 道路清掃汽車(chē)的發(fā)展與展望
1.2.1 道路清掃汽車(chē)的發(fā)展歷史
從20世紀(jì)60年代到80年代末，第一臺(tái)道路清掃車(chē)成功研制，是我國(guó)自主研發(fā)的開(kāi)始。但是，清掃車(chē)也有一些缺點(diǎn)，如性能差、外觀差、清洗效果不好。在1980年年底之前，我國(guó)長(zhǎng)沙建筑機(jī)械工程建設(shè)工程部研制出第一臺(tái)清掃式清掃車(chē)，縮短了我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，成為我國(guó)清潔機(jī)械發(fā)展的良好開(kāi)端。第二代清掃道路車(chē)，具有高效、清潔能力強(qiáng)、清潔污染小的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于我國(guó)大中型城市的主要道路清理工作。21世紀(jì)后，國(guó)內(nèi)道路清掃車(chē)市場(chǎng)開(kāi)始呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢(shì)，各種清潔機(jī)械發(fā)展迅速，如純吸式清掃車(chē)、干洗車(chē)等第三代掃路車(chē)。由于整個(gè)國(guó)家的氣候差異很大，冬季的水很容易結(jié)冰，而且濕式清潔車(chē)輛的吸力和清掃對(duì)某些地區(qū)的運(yùn)行也有影響。在高速公路上，城市高架橋等地方，濕式除塵車(chē)不容易連續(xù)作業(yè)，隨著人們節(jié)水意識(shí)的增強(qiáng)，新式的各式各樣的道路清掃車(chē)出現(xiàn)。
1.2.2 道路清掃汽車(chē)的現(xiàn)狀
目前，在我國(guó)清潔汽車(chē)市場(chǎng)中，吸掃式清掃車(chē)占有率超過(guò)95%。中國(guó)的電動(dòng)道路清掃車(chē)現(xiàn)在是發(fā)展最快速的階段，電動(dòng)道路清掃車(chē)的使用范圍從大中型城市覆蓋到小城市，從城市道路延伸到高速公路。市場(chǎng)需求的迅速擴(kuò)大創(chuàng)造了形式各樣的道路清掃車(chē)。
隨著清潔工市場(chǎng)的擴(kuò)大，對(duì)電動(dòng)道路清掃車(chē)的需求也發(fā)生了變化。因?yàn)樗械湍芎模臻g占有面積小，不使用化學(xué)燃料使用電能等優(yōu)點(diǎn)，所以深受用戶的喜愛(ài),特別適用于人口密度大,交通繁忙的城市道路和公交車(chē)站,機(jī)場(chǎng),居民區(qū)和企事業(yè)單位的道路清掃保潔業(yè)務(wù)。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的電動(dòng)道路清掃車(chē)的技術(shù)水平還有待提升，不管是從電池的容量或者清掃裝置的設(shè)計(jì)水平來(lái)說(shuō)，我們都還有很長(zhǎng)的路要走，這就要求我們要不斷地提高我們的技術(shù)水平。從電動(dòng)清掃車(chē)的安全性，可靠性，清掃效率的方面來(lái)加強(qiáng)。
1.2.3 道路清掃車(chē)的發(fā)展與展望
由于我國(guó)地域遼闊，南北氣溫差異明顯，地勢(shì)高低也不同，因此不管是高速公路還是城市道路的建設(shè)都有很大的區(qū)別，從而對(duì)于電動(dòng)道路清掃車(chē)的清掃裝置或者吸塵裝置的設(shè)計(jì)也有很大的差異。所以要提升我們國(guó)家電動(dòng)道路清掃裝置和吸塵裝置的整體水平，我們首先應(yīng)該選取合適的領(lǐng)域，集中優(yōu)秀的人才，攻克一些技術(shù)上的難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)較大的技術(shù)突破，研究出完全自主性，安全可靠的電動(dòng)道路清掃車(chē)。在我國(guó)，由于電動(dòng)道路清掃車(chē)開(kāi)發(fā)時(shí)間較短，電動(dòng)道路清掃車(chē)使用數(shù)量較少，專門(mén)從事電動(dòng)道路清掃車(chē)領(lǐng)域?qū)＜液蛢?yōu)秀的技術(shù)人員有限，而且沒(méi)有建立專門(mén)的研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究，因此對(duì)電動(dòng)道路清掃車(chē)清掃裝置所取得的成果有限，對(duì)其主要部件的研究進(jìn)展也非常的緩慢。
為了提高電動(dòng)道路清掃車(chē)的整體水平,必須對(duì)電動(dòng)道路清掃車(chē)的主要組件進(jìn)行深入研究，吸塵系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、風(fēng)道系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)等都需要加強(qiáng)研究。
1.3道路清掃車(chē)的比較
一般以作業(yè)方式分類：
1、手推式清掃車(chē)和手扶式清掃車(chē)
2、自行式清掃車(chē)
3、純掃式清掃車(chē)
4、吸掃式清掃車(chē)
5、干式清掃車(chē)（吸塵車(chē)）
6、濕式清掃車(chē)
7、全吸式清掃車(chē)
純掃式清掃車(chē)有安全性能差、可靠性差、質(zhì)量差、外觀差，清掃效率低、二次污染比較嚴(yán)重等缺陷，現(xiàn)在市場(chǎng)上基本被淘汰。
吸掃式掃路車(chē)具有清掃效率高、清掃面積大、清掃能力強(qiáng)、清掃污染小等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用于各大城市或者高速公路的清掃中。
電動(dòng)式道路清掃車(chē)相較于傳統(tǒng)燃油道路清掃車(chē)具有污染小，噪音小，環(huán)保等眾多的優(yōu)點(diǎn)，而且隨著新能源汽車(chē)的發(fā)展，電動(dòng)式清掃車(chē)的發(fā)展前景一片大好。
1.4本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：
（1）清掃形式的選擇；
（2）對(duì)清掃刷及其動(dòng)力系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)；
（4）對(duì)集塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；
（5）電動(dòng)道路清掃車(chē)工作性能的分析。
第2章 電動(dòng)道路清掃車(chē)的總體設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)思想
根據(jù)我國(guó)目前的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)反復(fù)的調(diào)查研究，確定如下設(shè)計(jì)原則：
（1）既可在高等級(jí)公路上使用，也可在城市道路中使用；
（2）清掃裝置以及吸塵裝置布置合理，便于各個(gè)部件的布置；
（3）整車(chē)的整車(chē)整備質(zhì)量應(yīng)該盡可能小，裝載質(zhì)量應(yīng)該盡可能大；動(dòng)力性要好，耗電量應(yīng)該盡可能小，制造成本也應(yīng)該盡可能低；
（4）采用大容量、性能良好的鋰離子電池組；
（5）選擇合適的制造材料，成本應(yīng)該盡可能低。
2.2整車(chē)參數(shù)的確定
2.2.1尺寸參數(shù)
（1）外廊尺寸
外廓尺寸即指整車(chē)的長(zhǎng)、寬、高，由于電動(dòng)清掃車(chē)消耗的能量為電能，所以電動(dòng)道路清掃車(chē)的體積應(yīng)該選取的小一些，從而可以使得電動(dòng)道路清掃車(chē)的工作里程更長(zhǎng)，對(duì)能源的消耗更有效，還可以大大的提升電動(dòng)道路清掃車(chē)的工作效率，因此綜合考慮設(shè)計(jì)電動(dòng)道路清掃車(chē)的長(zhǎng)為2608mm,寬為1260mm,高為1375mm.
（2）軸距
軸距影響到電動(dòng)清掃車(chē)的總體尺寸，最小轉(zhuǎn)彎直徑，最高車(chē)速以及清掃面積等因素，因此綜合考慮設(shè)計(jì)的電動(dòng)道路清掃車(chē)的軸距1400mm。
（3）輪距
輪距影響到電動(dòng)清掃車(chē)內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及風(fēng)機(jī)的布置，而且對(duì)于汽車(chē)動(dòng)力性也有很大影響，因此設(shè)計(jì)的道路清掃車(chē)的輪距為1250mm左右。
2.2.2質(zhì)量參數(shù)
（1）裝載質(zhì)量
對(duì)裝載質(zhì)量考慮以下兩方面:
a.清理范圍集中在公園，學(xué)校等公共領(lǐng)域的道路清潔；
b.應(yīng)該合理的將不同類型的電動(dòng)道路清掃車(chē)劃分為不同的級(jí)別，以利于專用車(chē)產(chǎn)品的系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)于電動(dòng)道路清掃車(chē)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減小其整車(chē)整備質(zhì)量，提高其裝載質(zhì)量。綜合考慮設(shè)計(jì)的道路清掃的裝載質(zhì)量為100kg左右[6]。
（2）整備質(zhì)量
整備質(zhì)量對(duì)于汽車(chē)的設(shè)計(jì)和工藝水平有較高的要求，并且對(duì)于電動(dòng)道路清掃車(chē)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生很大的影響，因此從設(shè)計(jì)原則和工藝水平上講，應(yīng)盡可能減少整備質(zhì)量，所以應(yīng)盡量采用新型輕質(zhì)金屬材料和一些非金屬類材料，例如碳釬維，從而減少原材料消耗。因此電動(dòng)道路清掃車(chē)的整備質(zhì)量為400kg左右。
（3）總質(zhì)量
所謂總質(zhì)量是指專用汽車(chē)裝備齊全，滿載(規(guī)定值)貨物及乘員時(shí)的質(zhì)量。其計(jì)算公式為
（2.1）
式中：mp——乘員質(zhì)量kg，按座位數(shù)計(jì)，65kg/人。
對(duì)于作業(yè)型專用汽車(chē)，例如濕式清掃車(chē)、舉升式車(chē)等，總質(zhì)量一般是由整車(chē)整備質(zhì)量和裝載量來(lái)確定的，因此設(shè)計(jì)的道路清掃的總質(zhì)量為500kg左右。
2.3總體設(shè)計(jì)
2.3.1工作原理
電動(dòng)道路清掃車(chē)由風(fēng)機(jī)、垃圾箱、掃刷、掃盤(pán)等組成。掃刷因具有一定前傾角所以可以將垃圾掃到電動(dòng)道路清掃車(chē)中間位置,吸塵系統(tǒng)的高壓風(fēng)機(jī)會(huì)利用大氣壓的作用，通過(guò)將垃圾吸塵口的空氣抽走，從而使得垃圾吸口出的大氣壓減小，在大氣壓的作用下，垃圾吸塵口處的灰塵和垃圾會(huì)經(jīng)過(guò)垃圾和灰塵管道進(jìn)入垃圾箱。由于垃圾箱空間突然加大,大氣壓力的作用會(huì)突然減小,塵土、垃圾及體積質(zhì)量較大的顆粒在重力作用下沉至垃圾箱底部,樹(shù)葉、紙張等質(zhì)量較小的垃圾會(huì)被擋板擋住,又經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)的作用，空氣會(huì)得到進(jìn)一步的凈化,防止較大體積的垃圾或者塵土進(jìn)入高壓風(fēng)機(jī)，經(jīng)過(guò)濾的空氣最后經(jīng)風(fēng)機(jī)再次回吹到吸塵口。
2.3.2構(gòu)造及功能
（1）風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
風(fēng)機(jī)采用B4-72防爆離心式風(fēng)機(jī)。
（2）掃盤(pán)裝置
由掃盤(pán)、掃盤(pán)馬達(dá)等組成。為了提高清掃效率，加快清掃的速度，掃盤(pán)應(yīng)保持4到5度的前傾角，同時(shí)掃盤(pán)應(yīng)和地面有充分地接觸，從而可以將垃圾和塵土清掃到預(yù)定的位置，以方便吸塵口可以將垃圾和塵土吸到垃圾箱中；不工作時(shí)，通過(guò)操縱提升裝置可以將掃盤(pán)提升遠(yuǎn)離地面，防止磨損掃盤(pán)，加快速度前進(jìn)，提升工作的效率。
（3）清掃裝置
該裝置由操操縱裝置、左右倆個(gè)掃盤(pán)裝置，壓緊彈簧、前傾桿兒等組成。通過(guò)操縱桿兒可以控制掃盤(pán)的工作狀態(tài)；通過(guò)前傾桿兒可以控制掃盤(pán)的前傾角，從而可以控制掃盤(pán)的工作范圍以及掃盤(pán)的磨損程度；壓緊彈簧可以控制掃盤(pán)和地面的緊密接觸，從而可以提升清掃裝置的工作效率。當(dāng)刷毛磨損比較大時(shí)應(yīng)及時(shí)更換刷毛。
（4）垃圾箱
垃圾箱為密封性良好的密閉式空間。當(dāng)風(fēng)機(jī)工作時(shí)，垃圾和塵土?xí)睦诮?jīng)過(guò)垃圾吸入管道進(jìn)入垃圾箱，由于垃圾箱的空間相較于管道變大，所以垃圾和塵土?xí)谥亓蛽醢宓淖饔孟?，落入垃圾箱底部。因?yàn)轱L(fēng)機(jī)的工作效率的大小和垃圾箱的密封性有緊密的聯(lián)系，所以垃圾箱的設(shè)計(jì)應(yīng)保證良好的密封性。同時(shí)垃圾箱底部裝有輪子，便于將垃圾箱內(nèi)的垃圾清理出去。
2.4本章小結(jié)
本章主要是對(duì)電動(dòng)道路清掃車(chē)的總體基本尺寸，例如長(zhǎng)寬高以及整車(chē)整備質(zhì)量和裝
載質(zhì)量方案進(jìn)行了初步的分析，并確定了整車(chē)方案中基本參數(shù)。
第3章 主要零件的設(shè)計(jì)
3.1集塵箱的設(shè)計(jì)
集塵箱是吸塵系統(tǒng)的重要組成部分，也是將氣流和垃圾分離的重要結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到集塵的目的。集塵箱的體積應(yīng)盡可能的大，從而可以提升電動(dòng)道路清掃車(chē)的裝載量，但是集塵箱的質(zhì)量應(yīng)盡可能的小，為了減小對(duì)能源的消耗和減小電動(dòng)道路清掃車(chē)的整車(chē)整備質(zhì)量。從吸嘴進(jìn)入風(fēng)道的垃圾和塵土在大氣壓力的作用下，沿著垃圾進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入垃圾箱，在擋板的作用下，一部分垃圾和塵土?xí)粨趼湓诶涞撞?；由于垃圾箱相?dāng)于垃圾進(jìn)風(fēng)口來(lái)說(shuō)空間增大了很多，所以大氣壓力的作用會(huì)減弱，質(zhì)量稍大的垃圾或者塵土?xí)苯勇湓诶涞撞?。氣流?huì)在經(jīng)過(guò)濾網(wǎng)的過(guò)濾作用由反吹口輸出到吸嘴作為二次回吹。
圖3.1 垃圾箱
為了提高垃圾箱的容納率和提升吸塵系統(tǒng)的效率，對(duì)傳統(tǒng)的垃圾箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了一系列的優(yōu)化，優(yōu)化后的垃圾箱具有了很多的優(yōu)點(diǎn)：
（1）提高了垃圾箱的降塵效率，并且相較于傳統(tǒng)的垃圾箱優(yōu)化后的垃圾箱可以容納更多的垃圾，但是并不會(huì)增加電動(dòng)道路清掃車(chē)整車(chē)整備質(zhì)量；
（2）可以提高垃圾箱的橫截面積與垃圾進(jìn)風(fēng)口橫截面積之比，可以充分的降低氣流的速度，使垃圾和氣流有效的分離；
（3）使得不同質(zhì)量的垃圾都內(nèi)降到垃圾箱內(nèi)，使得濾網(wǎng)不輕易堵塞。
3.2掃盤(pán)和掃刷的設(shè)計(jì)
掃刷是電動(dòng)道路清掃車(chē)清掃裝置的重要組成部分，也是清掃裝置執(zhí)行輕掃任務(wù)的執(zhí)行元件。所以掃刷的直徑大小，刷毛的條數(shù)，刷毛的材質(zhì)以及掃刷的前傾角的大小和掃刷的離地間隙等都會(huì)對(duì)掃盤(pán)工作效率產(chǎn)生較大的影響。因?yàn)閽咚⑹请妱?dòng)道路清掃車(chē)清掃裝置的執(zhí)行元件，所以為了達(dá)到清掃的良好效果，必須對(duì)掃盤(pán)的各個(gè)組成部件進(jìn)行精密的設(shè)計(jì)。首先為了保證掃盤(pán)整體具有一定得剛度和強(qiáng)度，掃盤(pán)的上蓋板和下蓋板都采用HT200材料；同時(shí)為了提升清掃裝置的清掃效率，使垃圾和塵土都可以被輕掃到電動(dòng)道路清掃車(chē)的中間，掃盤(pán)應(yīng)該具有大約4到5度的前傾角。其次，因?yàn)樗⒚谶M(jìn)行清掃作業(yè)時(shí)會(huì)和地面產(chǎn)生一定的摩擦，因此刷毛的選材也是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。若刷毛的材質(zhì)較硬，例如選擇鋼材，刷毛不易磨損，清掃效果也較好，但是刷毛會(huì)對(duì)地面產(chǎn)生較大的損傷，尤其是對(duì)于城市道路或則高速道路，因此刷毛的選材應(yīng)該選硬度低于鋼材的；若選擇塑料掃刷，硬度降低，但刷毛的磨損加快，且清掃效果也不好，因此刷毛的材料應(yīng)該選擇比塑料耐磨性更好的。而且清掃裝置在進(jìn)行清掃工作時(shí)，刷毛會(huì)產(chǎn)生較高的溫度，若材料的耐熱性不好，則刷毛在工作時(shí)刷毛會(huì)變軟，清掃的效果會(huì)大打折扣；同時(shí)因?yàn)槎竞拖募镜臏囟炔町惷黠@，所以材料的工作溫度范圍應(yīng)該盡可能的大，從而可以適合在不同的季節(jié)和不同的溫度下工作，防止刷毛在較低的溫度下變脆，在進(jìn)行清掃工作時(shí)遇到硬度較大的垃圾時(shí)不會(huì)折斷；除此之外，刷毛材料的成本和制造成本也應(yīng)該考慮在內(nèi)，電動(dòng)道路清掃車(chē)在進(jìn)行清掃工作時(shí)，經(jīng)常會(huì)因?yàn)樗⒚哪p嚴(yán)重而需要經(jīng)常更換刷毛，所以掃盤(pán)的上端蓋和下端蓋應(yīng)比較容易的打開(kāi)，進(jìn)行刷毛的更換。
圖3.2 掃盤(pán)掃刷結(jié)構(gòu)
綜合以上的分析和考慮后，刷毛的耐磨性能要好，工作溫度范圍廣，硬度好，塑性適中，制造成本低，從而得到本設(shè)計(jì)掃刷如圖3.2所示，掃盤(pán)的直徑d=216mm, 厚h=40mm，材料為HT200，最大掃刷直徑D=500mm.刷毛長(zhǎng)度（mm）：200～230，刷毛數(shù)量（根）：500±10％，材質(zhì)：HT200。
3.3掃盤(pán)的布置形式
電動(dòng)道路清掃車(chē)清掃裝置掃盤(pán)的布置形式也多種多樣，通常大型的燃油道路清掃車(chē)具有四個(gè)掃盤(pán)和倆個(gè)垃圾吸口的結(jié)構(gòu)，適中的道路清掃車(chē)具有倆個(gè)掃盤(pán)和倆個(gè)吸塵口，而我們要設(shè)計(jì)的是電動(dòng)道路清掃車(chē)的清掃裝置，從節(jié)能和整車(chē)設(shè)計(jì)的尺寸方面以及它所適用的場(chǎng)所方面考慮，我們?cè)O(shè)計(jì)的電動(dòng)道路清掃車(chē)只具有倆個(gè)掃盤(pán)和一個(gè)吸塵口。相較于傳統(tǒng)的燃油道路清掃車(chē)來(lái)說(shuō)，電動(dòng)道路清掃車(chē)的清掃能力和效果可能稍有不及，但是由于電動(dòng)道路清掃車(chē)的工作場(chǎng)所主要集中在學(xué)校，機(jī)場(chǎng)和公園等公共場(chǎng)所，所以電動(dòng)道路清掃車(chē)的小巧和靈活的特點(diǎn)就可以得到良好的發(fā)揮。同時(shí)由于電動(dòng)道路清掃車(chē)的能源消耗為電能，十分的環(huán)保，而且它的耗電量小，相較于傳統(tǒng)的燃油道路清掃車(chē)來(lái)說(shuō)單位耗能更小，所以電動(dòng)道路清掃車(chē)具有更好的發(fā)展前景。同時(shí)為了滿足道路清掃車(chē)的清掃面積的要求，為了得到更好的清掃效果，我們對(duì)電動(dòng)道路清掃車(chē)的掃盤(pán)布置形式如下：
圖3.3 掃盤(pán)布置形式
3.4吸嘴的設(shè)計(jì)
吸嘴是道路吸塵裝置的重要部件，是電動(dòng)道路清掃車(chē)吸塵的第一道工序，所以吸嘴的大小，形狀以及吸口橫截面積對(duì)于吸塵的效果來(lái)說(shuō)都非常重要。它的功能是將掃盤(pán)集中起來(lái)的垃圾和塵土收集到風(fēng)道附近，由于電動(dòng)道路清掃車(chē)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生上下的跳動(dòng)，并且由于道路的不平整吸嘴會(huì)隨著車(chē)架的傾斜而具有一定的傾角，所以吸塵效果會(huì)發(fā)生改變，這就要求吸嘴有較小的進(jìn)風(fēng)面積，同時(shí)要求風(fēng)機(jī)能夠產(chǎn)生較大的吸力；同時(shí)由于吸嘴的上下移動(dòng)，吸嘴很有可能會(huì)和道路產(chǎn)生一定得摩擦，因此吸嘴的材料應(yīng)該具有一定的耐磨性和一定的硬度，因此選取材料為45鋼。同時(shí)為了取得較好的吸塵效果，吸嘴的整體形狀為邊長(zhǎng)不斷減小的長(zhǎng)方形，并且應(yīng)該具有一定的傾斜角度。
吸嘴結(jié)構(gòu)如圖3.4所示。
3.5本章小結(jié)
本章對(duì)電動(dòng)道路清掃車(chē)清掃裝置和吸塵裝置的主要零部進(jìn)行設(shè)計(jì)以及這樣設(shè)計(jì)的好處，同時(shí)也對(duì)零部件的選材進(jìn)行了分析，最后綜合得出最好的設(shè)計(jì)方案和選材。
第4章 清掃和吸塵系統(tǒng)的動(dòng)力選擇
4.1清掃系統(tǒng)的動(dòng)力選擇
清掃系統(tǒng)主要是由動(dòng)力源——電力，傳動(dòng)裝置——前傾桿兒和壓緊彈簧以及鋼繩和滑輪，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)作用的執(zhí)行構(gòu)件——馬達(dá)和掃盤(pán)這三個(gè)主要的大部件組成的。其中電力是電動(dòng)道路清掃車(chē)的核心，因?yàn)殡娏κ侵坞妱?dòng)道路清掃車(chē)運(yùn)作和清掃任務(wù)的能量來(lái)源，電池的電容量越大，那么電動(dòng)道路清掃車(chē)的續(xù)駛里程也就會(huì)相應(yīng)的增大，工作量也會(huì)加大，工作效率也會(huì)大大的提升；同時(shí)呢，因?yàn)殡妱?dòng)道路清掃車(chē)的工作環(huán)境的差異很大，例如在冬季電池的電容量會(huì)大大下降，而在夏季則溫度對(duì)電池電容量產(chǎn)生的影響較小，地域南北的不同對(duì)電池也會(huì)產(chǎn)生很大的影響，因此電動(dòng)道路清掃車(chē)應(yīng)該選擇合適的動(dòng)力電池，綜合考慮選擇性能良好的鋰離子電池組。
馬達(dá)—掃盤(pán)回路是清掃作業(yè)的主要回路，按照操縱桿兒的位置不同一共有工作與非工作倆種狀態(tài)。通過(guò)對(duì)于馬達(dá)的轉(zhuǎn)速的控制和前傾角的大小的控制，可以控制清掃作業(yè)的快慢。
設(shè)計(jì)的道路清掃車(chē)清掃系統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)是電力提供能量，由一些機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)傳遞動(dòng)力，由掃盤(pán)來(lái)完成系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)。
4.2掃盤(pán)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)選擇
掃盤(pán)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)對(duì)于清掃裝置的清掃效果會(huì)產(chǎn)生非常大的影響，掃盤(pán)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)速較的情況下，清掃效果差；掃盤(pán)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速較高的情況下，清掃效果好，但是耗能，而且可能對(duì)地面產(chǎn)生一定的損傷，還有可能使灰塵形成二次污染。
綜合清掃道路實(shí)際情況選擇掃盤(pán)轉(zhuǎn)速為200r/min左右。故選擇南京金立MVE21微型交流單相震動(dòng)馬達(dá)2個(gè)，馬達(dá)與掃盤(pán)通過(guò)聯(lián)軸器連接。聯(lián)軸器選擇凸緣聯(lián)軸器（GB/T5843-1986）YLD9。
表4-1 MVE21微型交流單相震動(dòng)馬達(dá)
額定轉(zhuǎn)速
額定扭矩
最大被壓
輸出功率
重量
總效率
220r/min
100N.M
0.5Mpa
0.5KW
1.7kg
＞60%
綜合考慮電動(dòng)道路清掃車(chē)的清掃道路的實(shí)際情況，清掃裝置選擇的馬達(dá)為MVE21微型交流單相震動(dòng)馬達(dá)，這種馬達(dá)的質(zhì)量較輕，轉(zhuǎn)速可調(diào)范圍廣，效率高；馬達(dá)與掃盤(pán)通過(guò)聯(lián)軸器連接。綜合考慮選擇的聯(lián)軸器類型為凸緣聯(lián)軸器（GB/T5843-1986）YLD3。
4.3 風(fēng)機(jī)的選擇
電動(dòng)道路清掃車(chē)的清掃主要作用力是空氣的作用力。垃圾和塵土在進(jìn)入集塵箱之前需通過(guò)吸嘴和風(fēng)道倆個(gè)路徑。在風(fēng)道里，風(fēng)機(jī)主要是通過(guò)大氣壓力的作用力來(lái)將塵土和垃圾吸進(jìn)集塵箱內(nèi)；此時(shí)若吸塵系統(tǒng)只有風(fēng)道，那么只需選取較小功率的風(fēng)機(jī)即可。但是若僅使用風(fēng)道來(lái)作為吸收塵土和垃圾的入口，那么吸塵裝置的效率太低，可以清掃的道路寬度也太小，無(wú)法滿足城市道路或者高速公路的需求，因此風(fēng)道口需要安裝一個(gè)吸嘴。在風(fēng)機(jī)的吸力的作用下，垃圾和塵土?xí)患械捷^寬的吸嘴附近，然后通過(guò)吸嘴在大氣壓力的作用下進(jìn)入風(fēng)道，最終進(jìn)入集塵箱。因此安裝一個(gè)吸嘴最可以大大的提升電動(dòng)道路清掃車(chē)的清掃效率。同時(shí)為了節(jié)約能約，風(fēng)機(jī)可適當(dāng)?shù)倪x擇一個(gè)較小功率的也可以取得很好的清掃效果，而且可以有效的降低工作時(shí)風(fēng)機(jī)所產(chǎn)生的噪音。
綜合考慮電動(dòng)道路清掃車(chē)清掃道路吸塵實(shí)際情況，故清掃裝置選擇的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min左右。故選擇浙風(fēng)B4-72防爆離心式風(fēng)機(jī)1個(gè)。這種風(fēng)機(jī)的工作可靠，安全，穩(wěn)定，并且效率高，耗能小。
表4-2 浙風(fēng)B4-72防爆離心式風(fēng)機(jī)
額定
轉(zhuǎn)速
額定
扭矩
最大
被壓
輸出
功率
重量
總效率
2200r/min
270N.M
4Mpa
2.05KW
5.7kg
＞70%
4.4本章小結(jié)
在本章詳細(xì)的介紹了道路清掃車(chē)清掃系統(tǒng)的動(dòng)力組成，綜合考慮選擇了合適的鋰離子電池組，并介紹了動(dòng)力傳動(dòng)的路徑以及如何利用動(dòng)力來(lái)提升清掃的效率。
第5章 清掃車(chē)工作原理分析
5.1清掃車(chē)清掃過(guò)程
5.1.1 掃盤(pán)的工作方式
掃盤(pán)在掃盤(pán)馬達(dá)的作用下運(yùn)轉(zhuǎn)，掃盤(pán)在前傾桿兒的作用下具有一定的前傾角，大約4到5度。駕駛室內(nèi)部有一根操縱桿兒，當(dāng)將操縱桿兒向前推到預(yù)定位置時(shí)，操縱桿兒下部的圓輪會(huì)將鋼繩收緊，在鋼繩的作用下掃盤(pán)會(huì)提升起來(lái)，從而會(huì)使電動(dòng)清掃車(chē)清掃裝置處于非工作狀態(tài)；當(dāng)將操縱桿兒向后推到預(yù)定位置時(shí)，操縱桿兒下部的圓輪會(huì)使鋼繩處于松弛狀態(tài)，從而掃盤(pán)會(huì)在壓緊彈簧的作用下，緊貼地面，開(kāi)始了清掃工作，處于工作狀態(tài)。又因?yàn)榍皟A桿兒使得掃盤(pán)具有一定的前傾角，所以垃圾和塵土?xí)趻弑P(pán)的作用下集中到電動(dòng)清掃車(chē)的中間位置。
5.1.2 吸塵裝置的工作方式
風(fēng)機(jī)在電力的作用下開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著電動(dòng)清掃車(chē)的向前行進(jìn)，集中起來(lái)的垃圾和 塵土?xí)诶诘淖饔孟聫睦艿牢M(jìn)垃圾箱。同時(shí)垃圾反吹口也可以將垃圾和塵土集中到一起，從而可以提高清掃車(chē)的清掃效率；除此之外，垃圾反吹口還具有清潔吸塵裝置的作用，當(dāng)吸塵裝置的濾網(wǎng)和吸塵管路需要清潔的時(shí)候，可以操縱風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)，使其運(yùn)轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變，從而可以清潔吸塵裝置。
5.1.3 垃圾箱的清理
當(dāng)垃圾箱內(nèi)的垃圾和塵土達(dá)到額定裝載量時(shí)，可以打開(kāi)垃圾箱后蓋，垃圾箱下面裝有輪子，因此可以很省力的將垃圾箱拉出傾倒垃圾。
5.2 本章小結(jié)
本章對(duì)設(shè)計(jì)的電動(dòng)道路清掃車(chē)的工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析，同時(shí)也對(duì)清掃裝置的主要 組成部件有了了解。
結(jié) 論
本次設(shè)計(jì)主要以最新新能源電動(dòng)清掃車(chē)清掃裝置為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的各種道路清掃車(chē)以及清掃裝置的對(duì)比，其中包括燃油和非燃油的道路清掃車(chē)，綜合可以得出電動(dòng)道路清掃車(chē)的優(yōu)勢(shì)所在以及它的巨大前景。在全世界都提倡節(jié)能環(huán)保的大背景下，電動(dòng)道路清掃車(chē)符合可持續(xù)發(fā)展的理念；并且新能源汽車(chē)的發(fā)展和國(guó)家的政策支持由對(duì)電動(dòng)道路清掃車(chē)的發(fā)展起到了巨大有利影響。在了解了設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和方向之后，對(duì)電動(dòng)道路清掃車(chē)的整體進(jìn)行了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，著重對(duì)清掃系統(tǒng)和吸塵系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。
研設(shè)計(jì)的內(nèi)容和成果如下：
（1）設(shè)計(jì)的電動(dòng)道路清掃車(chē)的長(zhǎng)為2608mm,寬為1260mm,高為1375mm，清掃寬度為1000mm，最高速度為30km/h的電動(dòng)道路清掃車(chē)；
（2）電動(dòng)道路清掃車(chē)的清掃裝置的設(shè)計(jì)是按照清掃工況以及環(huán)境的差異來(lái)設(shè)計(jì)的，最主要對(duì)清掃裝置和吸塵裝置進(jìn)行了動(dòng)力設(shè)計(jì)，傳動(dòng)設(shè)計(jì)以及工作原理的分析；
（3）對(duì)電動(dòng)道路清掃車(chē)的環(huán)保性進(jìn)行了分析，它的前景巨大。
致 謝
本設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師劉志強(qiáng)的悉心指導(dǎo)下完成的。在題目的選擇上，劉老師力求理論聯(lián)系實(shí)際，本人所做的有關(guān)電動(dòng)道路清掃車(chē)清掃裝置和吸塵裝置的設(shè)計(jì)都是具有現(xiàn)實(shí)意義的實(shí)際題目。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，劉老師耐心指導(dǎo)，使得本設(shè)計(jì)在原有基礎(chǔ)上有了明顯的提高。在劉老師的嚴(yán)格要求和諄諄教誨下，我的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力都有了顯著的進(jìn)步，為我走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。劉老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、堅(jiān)持學(xué)習(xí)的精神和兢兢業(yè)業(yè)的工作作風(fēng)是永遠(yuǎn)值得我們學(xué)習(xí)的。此外，在思想和生活上劉老師也給予了大量的、無(wú)微不至的教誨和關(guān)懷，使我得以安心學(xué)習(xí)。在此，我對(duì)劉老師表示最衷心的感謝和崇高的敬意。
最后要特別感謝在我的學(xué)習(xí)生活中，在精神和物質(zhì)上給予我大力支持、關(guān)懷和幫助的親人及好友們，正是有了他們的幫助和支持，才使我得以順利地完成學(xué)業(yè)，在此表示衷心的謝意。
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