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道路清扫车结构设计【5张CAD图纸和毕业论文】

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关键词：: 全套CAD图纸和毕业论文道路清扫打扫结构设计全套 cad 图纸以及毕业论文

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摘要

我国道路清扫车行业历经数十年的发展，产品从单一的纯扫式发展到目前的多种型式，产品性能和产品质量迅速提高，特别是在改革开放以后，通过进口关键外购件使扫路车产品性能和可靠性大大提高。但目前我国扫路车的水平与国外发达国家相比，还存在一定的差距，特别是在产品的可靠性方面。

文中介绍了道路清扫车的设计设计说明。叙述了在设计道路清扫车过程中容易出现的问题。对清扫系统进行了详细的设计，叙述了相关专用设备的工作原理，并进行了比较分析。对扫盘、吸嘴、集尘箱、风机等设备的选择进行了仔细的对比分析。保证道路清扫作业的安全性。

本设计将参考现有道路清扫车的基本形状，并根据设计要求查找相关资料进行的设计。其中主要的设计内容有，二类底盘的计算与选择，清扫刷及其动力系统的选择与设计，吸尘系统的选择和设计，在再对各种结构件进行了分析计算后，绘制道路清扫的整体图及主要部件的零件图。

关键词：道路清扫车；刷盘；集尘箱；设计

ABSTRACT

After decades of development, the road sweeper industry in China has developed from a single pure sweep to various types. The performance and quality of the products have been improved rapidly. Especially after the reform and opening up, the performance and reliability of the products are greatly improved by importing key outsourcing parts. However, there is still a certain gap between the level of road sweeper and the developed countries in the world, especially in terms of product reliability.

This paper introduces the design and design of road sweeper. The problems easily occurred in the design of road sweeper are described. The cleaning system is designed in detail, and the working principle of the related special equipment is described, and a comparative analysis is made. The selection of equipment such as sweeping pan, suction nozzle, dust collecting box and blower was carefully analyzed. Ensure the safety of road cleaning operation.

The design will refer to the basic shape of the existing road sweeper, and design the relevant information according to the design requirements. The main design contents include the calculation and selection of the two types of chassis, the selection and design of the cleaning brush and its power system, the selection and design of the dust absorption system. After the analysis and calculation of the various structural parts, the overall map of the road cleaning and the part drawing of the main components are drawn.

Key words: Road sweeper; Brush pan; Dust collecting box; Design

目　　录

摘　　要 I

ABSTRACT II

第1章绪论 1

1.1研究背景及意义 1

1.2道路清扫汽车的概况 1

1.2.1道路清扫汽车的现状 1

1.2.2道路清扫车的比较 1

1.3本设计的主要内容 2

第2章总体方案设计及参数选择 3

2.1设计要求 3

2.2整车参数的确定 3

2.2.1尺寸参数 3

2.2.2质量参数 4

2.3 发动机结构 5

2.4 变速器 6

2.5总体设计 6

2.5.1工作原理 6

2.5.2构造及功能 6

第3章主要零件设计及选择 8

3.1风机的选择 8

3.1.1风机的工作原理 8

3.1.2风机的选择 8

3.2副发动机的选择 10

3.3集尘装置的设计 10

3.3.1集尘装箱 10

3.3.2集尘箱卸载摆臂 11

3.4清扫装置的设计 15

3.4.1扫盘扫刷 15

3.4.2扫盘的布置形式 16

3.4.3吸嘴 16

3.9喷水头、水泵、进尘管和水箱的选择设计 17

第4章液压及动力系统设计 18

4.1动力选择 18

4.2马达选择 18

4.3液压缸的选择 18

4.4液压泵的选择 19

4.5油路控制 19

4.6取力器的选择 20

结论 22

参考文献 23

致谢 24

第1章绪论

1.1研究背景及意义

随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，的规模也越来越大。近年来的清扫任务量也越来越大。同时伴随着我国高速公路建设通行里程的迅猛增长，高速公路及公路的清扫除尘任务也越来越繁重，因此为提高清扫速度，减轻环卫工人及道路养护工人的任务量和劳动量，道路清扫车的需求量日益增加。

我国规模发展迅速，伴随着尝试的环保任务越来越重。道路清扫车能大大减轻环卫和道路的保养，同时缩小我国在道路清扫车设计自造技术与国外的差异。

1.2道路清扫汽车的概况

1.2.1道路清扫汽车的现状

现在，在我国清扫车市场中，吸扫式清扫车占有率在95%以上。第2阶段(20世纪80年代至90年代末)，是我国清扫车发展最快的阶段，清扫车的使用不但从大中扩展到小，而且从道路拓展到公路和高速公路。市场需求的迅速膨胀，各种类型和各种规格的吸扫式清扫车不断涌现。这期间，我国清扫车多数由2～8 t汽车底盘设计，适合于大面积、远距离清扫，常用于主干道、城乡结合部、高速公路的路面清扫作业[2]。

随着清扫车市场的扩大，用户对清扫车的需求也在发生变化，出现了小型全液压清扫机。由于它具有油耗低、行驶无级变速、体积小巧、机动灵活及操作简单等优点，备受用户青睐，特别适用于人口密度大、交通繁忙的道路以及居民小区、公园、车站、机场、企事业单位等路面的清扫保洁作业。不少清扫车生产企业也开发出专用底盘的中小型全液压清扫车。但发达国家相比，我国清扫保洁机械还存在不小的差距。我国的清扫车在清扫保洁效率、清扫保洁能力及除尘效果等作业性能方面与发达国家的水平相当，而在清扫保洁车辆的噪声、排放、可靠性、舒适性以及自动调整等方面仍存在差距，特别是全液压清扫车，仅相当于发达国家20世纪产品的水平。

1.2.2道路清扫车的比较

纯扫式清扫车有性能差、质量差、外观差，清扫效果差二次污染严重等缺陷，基本被淘汰。

吸扫式扫路车具有清扫效率高、清扫能力强、清扫污染小等优点，被迅速应用到我国大中的主要道路清扫作业中。我国吸扫式清扫车多数由2～8 t汽车底盘设计，适合于大面积、远距离清扫，常用于主干道、城乡结合部、高速公路的路面清扫作业。现在，在我国清扫车市场中，吸扫式清扫车占有率在95%以上。随着清扫车市场的扩大，用户对清扫车的需求也在发生变化，出现了小型全液压清扫机。由于它具有油耗低、行驶无级变速、体积小巧、机动灵活及操作简单等优点，备受用户青睐，特别适用于人口密度大、交通繁忙的道路以及居民小区、公园、车站、机场、企事业单位等路面的清扫保洁作业。不少清扫车生产企业也开发出专用底盘的中小型全液压清扫车。

纯吸式清扫车、干式清扫车等。由于全国各地气候差异大，冬季水易结冰，对湿式除尘的吸扫式清扫车在部分区域作业效果有影响。同时纯吸式清扫车清扫只适合灰尘较少的，对于我国东北地区、西北地区灰尘较大的基本不使用。

1.3本设计的主要内容

本设计主要内容：

（1）清扫形式的选择；

（2）对二类底盘的计算与选择；

（3）对清扫刷及其动力系统的选择与设计；

（4）对吸尘系统的选择和设计；

（5）对集尘系统的设计和计算；

（6）洒水系统的设计计算；

（7）对整车液压系统的设计计算；

（8）整车性能的分析。

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道路清扫车装配图-A0.png

液压原理图-A1.png

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扫盘-A1.png

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内容简介：: 道路清扫车结构设计摘要我国道路清扫车行业历经数十年的发展，产品从单一的纯扫式发展到目前的多种型式，产品性能和产品质量迅速提高，特别是在改革开放以后，通过进口关键外购件使扫路车产品性能和可靠性大大提高。但目前我国扫路车的水平与国外发达国家相比，还存在一定的差距，特别是在产品的可靠性方面。文中介绍了道路清扫车的设计设计说明。叙述了在设计道路清扫车过程中容易出现的问题。对清扫系统进行了详细的设计，叙述了相关专用设备的工作原理，并进行了比较分析。对扫盘、吸嘴、集尘箱、风机等设备的选择进行了仔细的对比分析。保证道路清扫作业的安全性。本设计将参考现有道路清扫车的基本形状，并根据设计要求查找相关资料进行的设计。其中主要的设计内容有，二类底盘的计算与选择，清扫刷及其动力系统的选择与设计，吸尘系统的选择和设计，在再对各种结构件进行了分析计算后，绘制道路清扫的整体图及主要部件的零件图。关键词：道路清扫车；刷盘；集尘箱；设计ABSTRACTAfter decades of development, the road sweeper industry in China has developed from a single pure sweep to various types. The performance and quality of the products have been improved rapidly. Especially after the reform and opening up, the performance and reliability of the products are greatly improved by importing key outsourcing parts. However, there is still a certain gap between the level of road sweeper and the developed countries in the world, especially in terms of product reliability.This paper introduces the design and design of road sweeper. The problems easily occurred in the design of road sweeper are described. The cleaning system is designed in detail, and the working principle of the related special equipment is described, and a comparative analysis is made. The selection of equipment such as sweeping pan, suction nozzle, dust collecting box and blower was carefully analyzed. Ensure the safety of road cleaning operation.The design will refer to the basic shape of the existing road sweeper, and design the relevant information according to the design requirements. The main design contents include the calculation and selection of the two types of chassis, the selection and design of the cleaning brush and its power system, the selection and design of the dust absorption system. After the analysis and calculation of the various structural parts, the overall map of the road cleaning and the part drawing of the main components are drawn.Key words: Road sweeper; Brush pan; Dust collecting box; DesignII目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1研究背景及意义11.2道路清扫汽车的概况11.2.1道路清扫汽车的现状11.2.2道路清扫车的比较11.3本设计的主要内容2第2章总体方案设计及参数选择32.1设计要求32.2整车参数的确定32.2.1尺寸参数32.2.2质量参数42.3 发动机结构52.4 变速器62.5总体设计62.5.1工作原理62.5.2构造及功能6第3章主要零件设计及选择83.1风机的选择83.1.1风机的工作原理83.1.2风机的选择83.2副发动机的选择103.3集尘装置的设计103.3.1集尘装箱103.3.2集尘箱卸载摆臂113.4清扫装置的设计153.4.1扫盘扫刷153.4.2扫盘的布置形式163.4.3吸嘴163.9喷水头、水泵、进尘管和水箱的选择设计17第4章液压及动力系统设计184.1动力选择184.2马达选择184.3液压缸的选择184.4液压泵的选择194.5油路控制194.6取力器的选择20结论22参考文献23致谢24道路清扫车结构设计第1章绪论1.1研究背景及意义随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，的规模也越来越大。近年来的清扫任务量也越来越大。同时伴随着我国高速公路建设通行里程的迅猛增长，高速公路及公路的清扫除尘任务也越来越繁重，因此为提高清扫速度，减轻环卫工人及道路养护工人的任务量和劳动量，道路清扫车的需求量日益增加。我国规模发展迅速，伴随着尝试的环保任务越来越重。道路清扫车能大大减轻环卫和道路的保养，同时缩小我国在道路清扫车设计自造技术与国外的差异。1.2道路清扫汽车的概况1.2.1道路清扫汽车的现状现在，在我国清扫车市场中，吸扫式清扫车占有率在95%以上。第2阶段(20世纪80年代至90年代末)，是我国清扫车发展最快的阶段，清扫车的使用不但从大中扩展到小，而且从道路拓展到公路和高速公路。市场需求的迅速膨胀，各种类型和各种规格的吸扫式清扫车不断涌现。这期间，我国清扫车多数由28 t汽车底盘设计，适合于大面积、远距离清扫，常用于主干道、城乡结合部、高速公路的路面清扫作业2。随着清扫车市场的扩大，用户对清扫车的需求也在发生变化，出现了小型全液压清扫机。由于它具有油耗低、行驶无级变速、体积小巧、机动灵活及操作简单等优点，备受用户青睐，特别适用于人口密度大、交通繁忙的道路以及居民小区、公园、车站、机场、企事业单位等路面的清扫保洁作业。不少清扫车生产企业也开发出专用底盘的中小型全液压清扫车。但发达国家相比，我国清扫保洁机械还存在不小的差距。我国的清扫车在清扫保洁效率、清扫保洁能力及除尘效果等作业性能方面与发达国家的水平相当，而在清扫保洁车辆的噪声、排放、可靠性、舒适性以及自动调整等方面仍存在差距，特别是全液压清扫车，仅相当于发达国家20世纪产品的水平。1.2.2道路清扫车的比较纯扫式清扫车有性能差、质量差、外观差，清扫效果差二次污染严重等缺陷，基本被淘汰。吸扫式扫路车具有清扫效率高、清扫能力强、清扫污染小等优点，被迅速应用到我国大中的主要道路清扫作业中。我国吸扫式清扫车多数由28 t汽车底盘设计，适合于大面积、远距离清扫，常用于主干道、城乡结合部、高速公路的路面清扫作业。现在，在我国清扫车市场中，吸扫式清扫车占有率在95%以上。随着清扫车市场的扩大，用户对清扫车的需求也在发生变化，出现了小型全液压清扫机。由于它具有油耗低、行驶无级变速、体积小巧、机动灵活及操作简单等优点，备受用户青睐，特别适用于人口密度大、交通繁忙的道路以及居民小区、公园、车站、机场、企事业单位等路面的清扫保洁作业。不少清扫车生产企业也开发出专用底盘的中小型全液压清扫车。纯吸式清扫车、干式清扫车等。由于全国各地气候差异大，冬季水易结冰，对湿式除尘的吸扫式清扫车在部分区域作业效果有影响。同时纯吸式清扫车清扫只适合灰尘较少的，对于我国东北地区、西北地区灰尘较大的基本不使用。1.3本设计的主要内容本设计主要内容：（1）清扫形式的选择；（2）对二类底盘的计算与选择；（3）对清扫刷及其动力系统的选择与设计；（4）对吸尘系统的选择和设计；（5）对集尘系统的设计和计算；（6）洒水系统的设计计算；（7）对整车液压系统的设计计算；（8）整车性能的分析。第2章总体方案设计及参数选择2.1设计要求本设计将参考现有道路清扫车的基本形状，并根据设计要求查找相关资料进行的设计。其中主要的设计内容有，二类底盘的计算与选择，清扫刷及其动力系统的选择与设计，吸尘系统的选择和设计。在设计完整车后，对轴荷进行合理的分配，使之符合使用要求。最后进行整车的性能分析计算。在对各种结构件进行了分析计算后，绘制道路清扫的整体图及主要部件的零件图。本设计主要研究方法：（1）对二类底盘的计算与选择；（2）对清扫刷及其动力系统的选择与设计；（3）对吸尘系统的选择和设计（4）使用AutoCAD进行整车图和零部件图的绘制；2.2整车参数的确定2.2.1尺寸参数（1）外廊尺寸外廓尺寸即指整车的长、宽、高，由所选的汽车底盘及工作装置确定，但最大尺寸要满足法规要求。在我国GB158993汽车外廓尺寸的界限中，明确规定，车辆高不超过4m；车辆宽(不包括后视镜)不超过2.5m；外开窗、后视镜等突出部分距车身不超过250mm;车辆长:货车不超过12m，半挂汽车列车不超过16.5m,全挂汽车列车不超过20m。设计的半挂液化气汽车总长度为13.4m，车高为3.5m，车宽为2480mm。（2）轴距轴距影响到车辆总长，最小转向直径、纵向通过半径或纵向通过角、轴荷分配和质量转移系数，也影响到车辆的操纵稳定性和行驶平顺性。综合考虑设计的道路清扫车汽车的车轴距5200mm。（3）轮距轮距影响到车辆总宽、横向通过半径、转向时的通道宽度以及车辆的横向稳定性，轮距要与车宽相适应，设计的道路清扫车的轮距为1800mm左右。（4）前、后悬汽车的前、后悬直接涉及到汽车的接近角和离去角，一般要求都在25以上，至少不小于20。前悬应满足车辆接近角和轴荷分配的要求。前悬与驾驶室、发动机、转向器、前保险杠等总成布置有关。后悬应满足车辆离去角和轴荷分配的要求，同时还要满足有关标准的规定，即对于客车和全封闭厢式车辆，后悬不得超出轴距的0.65倍;对于其它车辆，后悬不得超出轴距的0.55倍，但最长不得超出3.5m。设计的道路清扫车的前悬为1205mm，后悬为1700mm6。2.2.2质量参数（1）装载质量对装载质量考虑以下两方面:a.考虑到清扫和清扫范围，如果中小则宜采用小吨位车辆，如果大中则宜采用大吨位车辆，以便于提清扫效率。b.合理分级在装载吨位级别仁，要分布合理，以利于专用车产品的系列化、通用化和标准化。对于同一底盘，在设计时应尽量提高装载质量。设计的道路清扫的装载质量为7000kg左右6。（2）整备质量所谓整备质量是指专用汽车带有全部工作装置及底盘所有的附属设备，加满油和水，但未载人和载货时的整车质量。因此从设计原则上讲，应减少整备质量，尽量采用轻质金属材料和非金属材料，减少原材料消耗，降低制造成本。道路清扫的整备质量为11000kg左右。（3）总质量所谓总质量是指专用汽车装备齐全，满载(规定值)货物及乘员时的质量。其计算公式为（2.1）式中：mp乘员质量kg，按座位数计，65kg/人。一般最大允许可超过原车型总质量的5%。设计的道路清扫的总质量为12000kg左右。结合设计要求及其我国主要环卫要求选择东风牌EQ1122GZ12D7载货汽车二类底盘进行设计。东风牌EQ1122GZ12D7载货汽车二类底盘的主要参数见表2.1、2.2和2.3。表2.1 底盘质量参数底盘型号EQ1122GZ12D7空载整备质量/kg4750前轴轴载质量/kg4970后轴轴载质量/kg7465额定轴载质量分配允许前轴最大轴载质量/kg5000允许后轴最大轴载质量/kg10000表2.2 性能参数底盘型号单位或代号EQ1122GZ12D7最高车速Km/h95最大爬坡度%23油箱容积L280百公里油耗L35最小转弯直径m12.5驻车坡度%20表2.3 尺寸参数外型尺寸总长 OL8995总宽 OW2430高 OH2700轴距 WB5200前悬 FOH1180后悬 ROH2615车架前高 FHF650车架后高 FHR700轮距前轮 N11845后轮 N21640后轮胎最外尺寸 N3974车架外宽 N4 860车架可用长度 M0 5530驾驶室后围位置 M1 870蓄电池位置 M21433储气筒位置 M32198油箱位置 M4 2016表2.3 尺寸参数续表接近角（度）34离去角（度）402.3 发动机结构该车的的发动机为直列六缸、四冲程水冷柴油增压发动机，参数见表2.4。表2.4发动机参数型式直列四缸、四冲程水冷柴油增压发动机型号 C240 10额定转速r/min 2200额定功率KW (2200r/m) 235最大转矩NM(1500r/min) 880最低燃油消耗率g/(KWh) 200缸径冲程mm 114135排量L 8.3压缩比 17.3：1工作顺序 1-5-3-6-2-4燃油：夏季：0号轻柴油：冬季：根据气温选用合适的轻柴油2.4 变速器变速器可以选装DF6S750齿六挡变速器，变速器参数见表2.5。表2.5 变速器传动比一档二档三档四档五档六档倒档5.6063.6272.3131.48710.795.0452.5总体设计2.5.1工作原理该道路清扫车由东风EQ1122GZ12D7汽车底盘、副发动机、风机、垃圾箱、水箱、水泵、油箱、油泵、扫刷、吸盘、附车架等组成。见图2.1扫刷将垃圾扫至规定位置,吸尘系统的高压风机产生高速运动的气流,在吸盘处形成较强负压,将垃圾吸入垃圾箱。由于垃圾箱空间突然加大,气流速度突然降低,同时集尘箱在两进灰口交接处喷出高压雾化水，将进出集尘箱内的灰尘喷湿，喷湿的尘土、垃圾及体积质量较小的颗粒在重力作用下沉至垃圾箱底部,树叶、纸张等被网挡住,细小颗粒再经垃圾箱隔板、挡板等进行二次降尘,使空气进一步净化,最后经风机再次回吹到吸尘口。图2.1 道路清扫总体布置2.5.2构造及功能（1）副发动机及风机传动系统该系统由发动机、发动机支座、带轮、风机、等组成。它为风机提供动力,副发动机启动后带动风机作业。副发动机采用BN492QA柴油机,经传动轴、皮带传动带动风机运转,副发动机通过安装在驾驶室内的油门控制器控制油门开度对转速进行调整,通过油门控制器上的限位螺钉限定其最高工作转速和怠速。发动机怠速为750800r/min,最高工作转速限定为2200r/min。该发动机最大扭矩为175.1N.m/2200r/min,最大功率为57.4KW、3800r/min。风机采用926-5A标准通用型风机8。（2）吸盘装置由吸盘、吸管、拖杆、吸口、侧滚轮、后滚轮等组成。为确保最佳清扫效果,吸盘支承滚轮着地后底边和地面的间隙应保持20mm左右,该间隙可通过提高和降低吸盘两侧支承滚轮的安装高度来调节。不清扫时通过提升装置提起吸盘,保证吸盘刚性部分离地间隙大于100mm,以利快速行驶。（3）清扫装置该装置由与车架中心线对称的左、右两清扫装置组成。扫盘离地110mm左右，扫刷触地状况对清扫效果和减少扫丝的磨损很重要,必须将扫盘对地倾斜成一定的角度,即将扫盘外倾3左右。扫刷磨损后必须对扫盘进行调整。当扫刷长度磨损减短至100mm时就需更换新扫刷。（4）垃圾箱垃圾箱为密闭的簿壁焊接容器,其作用是沉积垃圾和除尘。当从吸口吸入垃圾尘粒时含尘气流从吸口进入,经过垃圾箱空腔,通过分离孔板进入风机。垃圾箱内部经过防锈处理,垃圾箱安装在副车架上,由翻斗油缸倾翻卸料。垃圾箱与吸盘、风机、后箱门结合处用密封条严密密封以提高吸尘效果。当以上结合部密封条脱落或损坏时吸尘效果会明显下降,此时应及时紧固或更换密封条9。（5）液压与电气系统扫路车扫盘的旋转、伸出、缩回,垃圾箱的倾翻收回,吸盘的放下、提起等动作都由液压系统驱动和控制。液压系统主要由液压泵、液压马达、液压缸、电磁阀、单向节流阀、液压单向阀、背压阀、集流块、液压油箱、连接油管等组成。扫路车具有汽车底盘电气和专用工作装置电控与仪表两个独立的电气系统。底盘电气系统为常规通用系统;专用工作装置电控与仪表系统由电控箱、副发动机电气元件及电磁阀等组成,通过驾驶室内的仪表盘按钮操作实现专用工作装置电、液控制10。（6）洒水系统本扫路车是湿式、吸扫式扫路车,该车在清扫时和吸入时都设有喷水装置,达到压尘和防止二次污染的目的。水泵选择三缸活塞泵，额定转速820r/min，最高转速1200r/min，流量30L/min，最高压力3Mpa，最大耗用功率1.86KW。清扫作业时,将水泵工作控制开关旋至“工作”位置,压力水经洒水喷嘴及垃圾箱内喷嘴喷出,并形成水雾。第3章主要零件设计与校核3.1风机的选择3.1.1风机的工作原理扫路车对尘粒的吸拾主要依赖风机对尘粒的作用力。这种作用力有两种形式，即空气流动对尘粒产生的动压和风机直接对尘粒产生的负压(静压)。动压和负压之和为风机的全风压。空气流动时产生的动压力相对较小，它只能带动较小的尘粒流动，最终还要依靠风机产生的负压吸拾尘粒。对质量较大的尘粒的吸拾主要依靠风机对尘粒产生的负压力。动压和负压可以相互转化，根据风流通道的形式，动压和负压会有不同的表现形式。图3.1 几种风机的流量和功率曲线从图3.1可以看出，随风流量的增加，风机所需的能量会急剧增加。而且，风机产生的噪声主要是因为气流间的摩擦、流量的增加。因此，在风机的负压能满足吸拾尘粒的要求时，尽量选用小流量的风机，在降低能耗的同时，还可有效的降低风流产生的噪声，有利于除尘。3.1.2风机的选择扫路车欲吸拾尘粒，必须满足下述条件F吸拾 G尘粒（3.3）式中：F吸拾为吸拾尘粒所需的吸拾力，N；G尘粒的重力，N。选取尘粒密度为P，初设可吸拾直径为沪d的尘粒(不规则物体按当量直径计算)，则吸拾尘粒所需的负压为（3.4）式中：理想状态下吸拾灰粒所需要的负压，pa；密度，kg/；D直径（或当量直径），mm。式（3.1）为理想状态下，风机吸拾尘粒所需的负压。但在实际工作过程中往往因为吸口形式、管路形状、路面状况的影响，所需的负压会大于理想状态下的负压，为此，需要用工况系数k(kl)来弥补作业中的能量损失，此时（3.5）风机的全风压为动压和负压之和，动压和负压的比例会随着吸尘系统结构的不同而有所变化。离心式通风机在最佳工况下，出口动压约占全压的1020%，当偏离最佳工况时会大些。在此，取动压是全压的20%计算，于是，所需风机的全压为（3.6）扫路车有多种除尘形式，每种除尘形式均有压力损耗，常用除尘形式的压力损耗如表3.1。表3.1常用除尘形式的压力损耗.质性除尘重力除尘袋式除尘1001500501507001000其中袋式除尘多在干式扫路车上才有应用，在此，只选取惯性除尘和重力除尘的最大压力损失之和1650Pa，结合式（3.2）、（3.3）、（3.4）可得风机所需的全风压应满足如下关系式（3.7）式中：扫路车在实际应用具有的全风力。综合实际情况取K=1.2，当量直径d=150mm,能吸入最大灰粒重量为3kg左右。则扫路车上风机跟吸尘系统的关系密切，在选用扫路车的风机时可以参考以下两点:为减少风机的能耗和噪声污染，应尽量减小风机的流量，在保证吸拾垃圾的性能的同时，最有效的办法是缩小吸嘴的风流截面。风机的选型一般按下述步骤进行: （1）计算确定隧道内所需的通风量；（2）计算所需总推力（3.8）其中，At：风口横截面积(m2) ：各项阻力之和(Pa)。设计扫路车风机选择9-26型离心通风机输送介质的温度一般不超过80度。介质中所含的尘土及硬质细颗粒不大于150毫克/立方米。风机机座号No5#、风机的传动方式为A式。风机的传动方式为D式传动。出风口位置角度可按装配需要而定，并可根据装配的实际需求制作非标产品。风机性能参数见表3.2表3.2 9-26-5型离心通风机性能参数传动方式转速流量全压内效率内功率所需功率V带传动2900r/min4293m3/h6035pa77.2%9.12kw10.5kw3.2副发动机的选择副发动机在本设计中只驱动风机，因此对副发动机选择要求如下：(1)能完全驱动风机；(2)质量体积油耗越小越好；(3)价格越廉价越好。综合考虑选择为：BN49QA，最大扭矩：171.5N.M/2200r/min，最大功率：57.4kw/3800r/min。3.3集尘装置的设计3.3.1集尘装箱集尘系统,主要工作部分为位于车体中上部的集尘箱。集尘箱是集尘系统的核心,集尘箱的结构直接决定了其流场分布,从而决定了集尘效率。图为设计清扫车集尘箱的结构示意图。清扫车工作时,从吸盘中吸入的垃圾随着高速气流一起进入集尘箱内,由于集尘箱体内部空间大,气流在集尘箱内速度迅速下降,当气流速度下降到一定程度,在重力的作用下,垃圾将会与气流分离并将沉降在集尘箱的底部,而气流则会经由集尘箱的顶部,在风机的作用下排出集尘箱,输送到吸盘作为二次回吹11。图3.2 集尘箱结构图3.2为本设计垃圾箱结构示意图，提高吸盘至集尘箱体内部的管道高度，增加圆弧挡板。这样高速气流主要集中在从吸盘导管的出口处与集尘箱内部挡板处，而且高度气流所占面积很小。在离开内部挡板后，气流速度迅速下降。在集尘箱体内部大部分区域，气流速度比较均匀，相对于不均应气流,其最高气流速度较低，这有利于垃圾与气流的分离。3.3.2集尘箱卸载摆臂集尘箱卸载才用摆臂卸载，才用法摆臂卸载有利于卸载时整车的稳定。摆臂的结构形式如图3.3所示:图3.3 集尘箱卸载摆臂结构摆臂的材料为45钢，摆臂折点采用接点表面焊接而成。摆臂的校核，摆臂受力如图所示，摆臂在上升时候B点受力最大，故校核B点满足强度则整个摆臂满足要求，可对摆臂进行刚度和强度验算。图3.4 集尘箱卸载摆臂结构轴的挠度和转角如图3.4所示，若轴在垂直面内挠度为，在水平面内挠度为和转角为，可分别用下式计算：（3.17）（3.18）（3.19）式中:齿轮齿宽中间平面上的径向力（N）；齿轮齿宽中间平面上的圆周力（N）；弹性模量（MPa），=2.1105 MPa；惯性矩（mm4），对于实心轴，；轴的直径（mm），花键处按平均直径计算；、齿轮上的作用力距支座A、B的距离（mm）；支座间的距离（mm）。轴的全挠度为mm。摆臂在垂直面和水平面内挠度的允许值为=0.050.10mm，=0.100.15mm。摆臂上的销轴校核，销轴1、2、3的材料都为45钢。销轴1、2、3的直径分别为72mm、90mm、50mm。销轴结构如图3.5所示：图3.5 集尘箱卸载摆臂结构销轴摆臂作业时，对三销轴校核。计算输入轴的支反力。NNN（1）垂直面内支反力对点取矩，由力矩平衡可得到2点的支反力，即（3.20）将有关数据代入（3.18）式，解得，=11868N同理，对2点取矩，由力矩平衡公式可解得，。（2）水平面内的支反力由力矩平衡和力的平衡可知（3.21）（3.22）将相应数据代入（3.20）、（3.21）两式，得到：（3）计算垂直面内的弯矩B点的最大弯矩为Nmm（4）计算水平面内的弯矩Nmm（5）计算合成弯矩Nmm作用在齿轮上的径向力和轴向力，使轴在垂直面内弯曲变形，而圆周力使轴在水平面内弯曲变形。在求取支点的垂直面和水平面内的支反力之后，计算相应的弯矩、。轴在转矩和弯矩的同时作用下，其应力为（3.23）式中:（N.m）；轴的直径（mm），抗弯截面系数（mm3）。将数据代入得MPa在作业时，400MPa，符合要求。经校核1、3销轴都满足强度要求。举升液压缸销轴的校核，举升液压缸销轴L=840mm，d=40mm，材料45钢。销轴受力如图3.6所示：图3.6 液压举升销轴受力示意图销轴作业时，对销轴校核。计算输入轴的支反力。N（1）垂直面内支反力对点取矩，由力矩平衡可得到A、B点的支反力，即（3.24）将有关数据代入（3.18）式，解得，=8724N（2）水平面内的支反力由力矩平衡和力的平衡可知（3.25）（3.26）将相应数据代入（3.20）、（3.21）两式，得到（3）计算垂直面内的弯矩B点的最大弯矩为Nmm（4）计算水平面内的弯矩Nmm（5）计算合成弯矩Nmm作用在齿轮上的径向力和轴向力，使轴在垂直面内弯曲变形，而圆周力使轴在水平面内弯曲变形。在求取支点的垂直面和水平面内的支反力之后，计算相应的弯矩、。轴在转矩和弯矩的同时作用下，其应力为（3.27）式中:（N.m）；轴的直径（mm），抗弯截面系数（mm3）。将数据代入得MPa在作业时，400MPa，符合要求。经校核1、3销轴都满足强度要求。3.4清扫装置的设计3.4.1扫盘扫刷扫刷的设计要求，清扫效果好，效力高。从扫刷接地点受力分析塑料扫刷，从形状上分有片形、圆形、椭圆形等；钢片扫刷为片形，尼龙扫刷和塑料扫刷多为圆形或椭圆形，但也有片形，有的扫刷甚至采用空心塑料管压扁用作扫刷；不管扫刷为何种形状，它对扫刷的磨损关系不大。而选用何种材料制造扫刷则对扫刷的磨损影响很大。事实上，与扫刷磨损有关的材料性能有硬度、导热性、摩擦因数等诸多因素，扫刷材料的耐磨性是这诸多因数的综合反映。材料硬度对扫刷磨损的影响在材料的诸多与磨损有关的因数中，对材料耐磨起主要作用的应当是材料的硬度。勿容置疑，钢片扫刷比尼龙或塑料扫刷硬度更大，耐磨性更好。但是由于钢片扫刷清扫作业时容易对路面造成损坏，所以大多数扫路车使用的是尼龙或塑料扫刷，特别是清扫沥青路面的扫路车。由于影响扫刷耐磨性的材料性能主要是扫刷材料的硬度，硬度越高，耐磨性越好，所以要提高扫刷的耐磨性就要提高扫刷材料的硬度，但是扫刷材料的硬度提高会使扫刷变脆，导致扫刷工作时易于折断。这就是说：扫刷要求材料不但具有高的硬度，并且还要有高的韧性。材料导热性对扫刷磨损的影响扫路车进行清扫工作时，扫刷以一定的压力与地面接触，旋转时与地面产生摩擦。扫刷与地面的摩擦，使扫刷接地端发热。对于钢片扫刷来说，这种发热对其耐磨性影响不大，原因之一是钢片扫刷有较好的导热性，此外钢的熔点较高，使其变软的温度也较高，钢片扫刷在摩擦发热下不易变软。但是，尼龙或塑料扫刷的导热性较差，摩擦发热时容易变软，使硬度降低而加快扫刷的磨损12。图3.7 扫盘扫刷结构综合考虑本设计扫刷如图3.7所示，扫盘直径d=216mm, 厚h=40mm，材料45，最大扫刷直径D=500mm.刷毛长度（mm）：200230，刷毛数量（根）：50010，刷毛直径（mm）：2.7，材质：PP聚丙烯或PE聚乙烯。3.4.2扫盘的布置形式合理选用吸扫装置的结构形式国产吸扫式清扫车的吸扫装置有4种布置形式:中置四扫盘后置吸嘴式、中置四扫盘加后置卧刷吸嘴式、前置二扫盘加中置二扫盘吸嘴式和中置二扫盘加中置卧刷双吸嘴式。中置四扫盘后置吸嘴式清扫车是在吸收国外先进技术的基础上,结合国内实际情况开发出的新一代路面清扫车,具有清扫视线好、易操作、清扫效果好等特点,其清扫宽度可达3.5 m,清扫速度可高达30 km/h,垃圾吸入粒度大(最大可达125 mm),扫净度可高达97.2%,且对周围环境污染小,最适合清扫刚性水泥或其它硬性路面13。扫盘的布置形式如图3.8所示：图3.8 扫盘布置形式3.4.3吸嘴吸嘴是扫路车的一个重要工作装置，它是把前方扫刷扫进车辆中部的垃圾由地面输送到垃圾箱体内的一种垃圾导向输送装置。吸嘴结构、性能的好坏直接影响到整车吸尘的效果。如图3.9所示该机构通过销轴一端与吸嘴支耳相连，另一端与车架相连，通过液压缸和拉杆使吸嘴升降。吸嘴体通过销轴可绕该机构上下跳动，前后左右方向无法摆动。当遇到地面高低不平时，由于吸嘴无法摆动，随着地面的升高，吸嘴体整体提升，而地势低的一边间隙就加大了，从而造成底部漏风，吸力下降，地面无法清扫干净。为的到最好的吸尘效果，要求进风面积越小越好，要求满足吸入尘粒的最小当量直径，综合和本车性能能吸入最大尘粒当量直径R=157mm的垃圾有纸张、塑料袋、质量小于0.15kg的固体颗粒。吸嘴结构如图3.9所示。图3.9 吸嘴结构3.9喷水头、水泵、进尘管和水箱的选择设计参照同类车型水泵选择三缸活塞，三缸活塞泵的性能参数见表3.3。表3.3 活塞泵性能参数额定转速最高转速流量最高压力最大耗用功率820r/min1200r/min30L/min3Mpa1.86kw在清扫过程中，要求洒水根据作业要求选择2001YBS型精细雾化喷嘴，2001YBS型精细雾化喷嘴性能参见表3.4。表3.4 2001YBS型精细雾化喷嘴性能参数流量代码入口接头喷射角度喷嘴流量平均粒径异物直径Ybs003螺纹801.89L/min70um0.5mm根据喷水头和作业时间选择水箱，令喷水头每分钟的喷水量为Q,时间t，喷石头流量为v,则（3.28）设清扫时间为12小时，则水箱的容积为为（3.29）水箱设计为方形，其效容积5能满足设计要求。进尘管选择GL-19pu351风管，材料：B弹性钢丝生产；直径：60mm-130mm；风速：35/s。用途：用于固体如粉尘，粉末和纤维和屑片和颗粒，气体和液体环境，真空吸尘器，输送系统。食品和制药工业适用。第4章液压及动力系统设计4.1动力选择液压系统要实现其工作目的必须经过动力源控制机构机构三个环节。其中动力源主要是液压泵；传输控制装置主要是一些输油管和各种阀的连接机构；执行机构主要是液压马达和液压缸。这三种机构的不同组合就形成了不同功能的液压回路。设计的道路清扫车清扫系统的动力系统有机械传动、液压传动、还有气压传动。机械传动效力高，但机构太过复杂，制造成本高。气压传动效力太低，故选择液压传动。采用取力器从变速器取力，取力器驱动液压泵，液压泵驱动扫盘马达、水泵马达和液压缸【11】。4.2马达选择综合清扫道路实际情况选择扫盘转速为200r/min左右。故选择山东济宁液压件厂生产的BM100P摆线液压马达4个。马达与扫盘通过联轴器连接。联轴器选择凸缘联轴器（GB/T5843-1986）YLD9。表4.1 BM100P摆线液压马达主要参数排量额定压力额定转速额定扭矩最大被压输出功率重量总效率100mm/L10Mpa200r/min100N.M4Mpa2.05KW5.7kg60%根据水泵参数，驱动水泵所需扭矩：（4.1）综合选择YM-B61BJL型中压双作用叶片马达1个，马达与扫盘通过联轴器连接。联轴器选择凸缘联轴器（GB/T5843-1986）YLD3。表4.2 YM-B61BJL型中压双作用叶片马达主要参数排量额定压力最高压力额定转速最高转速转矩重量安装尺寸61.13mL/r6.3Mpa7Mpa1000r/min2000r/min43.16N.m12.7kg脚架安装4.3液压缸的选择扫盘升降液压缸的选择根据装配尺寸和升降力，选择烟台市生产液压缸厂成产的轻型拉杆液压缸W70l-1-2LB100B-40R700-AB液压缸2个。 W70l-1-2LB100B-40R700-AB液压缸装配尺寸见装配图。集尘箱举液压缸的选择根据装配尺寸和举升力，选择武汉油缸厂成产的DG-JB60C-L1100-的液压缸1个DG-JB60C-L-液压缸装配尺寸见装配图。4.4液压泵的选择液压泵驱动扫盘马达4个，水泵1个，液压缸3个。应液压缸工作时个马达都不工作，5个马达同时工作，故泵能驱动马达则能满足，由液压马达性能参数和液压损失、液力损失和泄漏故液压泵应满足式中：、和分别泵、扫盘驱动马达和水泵驱动马达的流量，分别为扫盘驱动马达和水泵驱动马达的流量和转速。液压泵的额定液压应大一液压马达和液压缸中的任何一个，故液压泵的额定压力大于16Mpa。综上选择长江液压件厂生产的外啮合齿轮泵CBG2040。表4.3 外啮合齿轮泵CBG2040的主要参数排量额定压力最高压力额定转速最高转速工作油温容积效率总效率驱动功率40.6mL/r16Mpa20Mpa2000r/min3000r/min-208092%83%47.2kw4.5油路控制液压回路控制常用的有机械式、电磁阀控制等。电磁阀控制己广泛使用并相当成熟，操作性能得到了很大的提高。该设计采用电磁阀控制，该液压系统中扫盘上升和举升集尘箱卸载的时候需要保压，该系统采用弹簧蓄能器，对扫盘上升和集尘箱上升后保压。蓄能器选择CF-7-Ea10BF蓄能器。该液压系统中，扫盘和集成箱上升需控制上升速度系统需要装置节流阀，根基上升速度要求，扫盘上升时间为60S此选择节流阀为YF2-QS-010节流阀。油路控制原理见图4.1。图4.1 液压控制图原理图作业循环表见表4.4所示：表4.4扫车作业循环表动作名称电磁铁状态1YA2 YA3 YA4 YA5 YA6 YA7 YA扫盘下降+-+扫盘作业-+扫盘上升-+-扫盘锁止-集尘箱上升+-+集尘箱锁止-+清扫作业+运输行走-4.6取力器的选择取力器驱动液压泵，应液压泵驱动功率为47.2kw故取力器的输出功率应大于泵的驱动功率，参照二类底盘和变速器型号选择东风4205KP-010取力器【45】。表4.5 4205KP-010取力器技术参数取力器型号4205KP1-010速比1.216输出方式法兰（矩形内花键连接）最大输出扭矩400N.m输出旋转方式于发动机相反操纵方式远距离电控操纵变速器取力窗口及其取力器接口尺寸和安装尺寸见图4.2和4.3图4.2 变速器取力窗口和取力器接口尺寸图4.3 取力器安装位置图结论本次的设计主要实际生活中真正应用的东西而非教学做的设

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