小型清扫机清扫装置的设计与实现项目可行性研究报告

1、- 1 -小型清扫机清扫装置的设计与实现项目可行性研究报告目录 TOC o 1-5 h z 前言 1国内外研究现状 1国外研究现状 1国内研究现状 2研究的主要内容 2方案确定 3设计方案的选择 3清扫装置工作原理介绍 4传动机构设计 5V 带传动的选型 6V 带轮的设计 8传动轴的设计 8初步确定轴的最小直径 9轴的结构设计 9轴承的选择 10零件的周向定位 10传动轴的强度校核 10垃圾清扫滚筒设计 13清扫滚筒的结构设计 13轴径的确定 13各轴段长度的确定 13轴承的选择 14零件的周向定位 144.2 滚筒轴的强度校核 15垃圾收集转运机构设计 18主胶带的传动设计 19主胶带轮的设

2、计 21压紧胶带的传动设计 21压紧胶带轮的设计 24结论 24参考文献 25致 谢 27附录 1相关英文文献 28附录 2英文文献中文译文 34附图 1总装配图 42附图 2轴 44附图 3张紧轮 46附图 4平带轮 47摘要清扫装置是清扫机的核心部件，清扫装置性能的改进可以提高清扫机的工作的效率，减轻环卫工人的劳动强度，加速环卫死角的清理，提高保洁效率。针对目前环卫工作的情况设计了集清扫、收集转运为一体的清扫装置，清扫装置由清扫机构和上料机构等组成。该清扫装置价格便宜，工作可靠，操作简单，效果好，同时其造型简单美观，结构合理，适用性强。此外，该清扫装 置在清扫过程中无二次污染，方便与现有的

3、其他设备进行组合使用，便于推广。关键词 : 滚刷；清扫；装置 前言伴随着我国社会经济的不断发展，城市化的进程也日益加快，从而也使得城市人口不断增长，因而导致城市生活垃圾的不断增长，这就使得城市环卫工作的强度不断加大，特别是一些死角地带更是难以清理。此时小型清扫机就显示出它的优越性，而清扫装置是清扫机的核心部件，所以对小型清扫机清扫装 置进行研究是很必要的。小型清扫机清扫装置集清扫、收集转运为一体。由传动机构、垃圾收集转 运机构、垃圾清扫滚筒等组成。可应用于拾捡城市街道常见的生活垃圾，如： 烟头、纸屑、果皮、树叶、纸质饮料杯等杂物。国内外研究现状国外研究现状路面养护机械化程度的高低，是一个国家工

4、业化程度和综合实力强弱的重 要标志之一。世界发达国家，如日本，美国，环卫保洁工作做的非常好，都是 纯机械化的。 德国生产的凯驰 KSM750 型扫地机分为汽油驱动型和电瓶驱动型。 汽油驱动型适合院落、停车场等户外清扫作业；电瓶驱动型因其噪音低，污染 小， 适合室内清扫作业。 尘箱容积为 40 升，配合手柄和车轮， 可以轻松被拉出， 倾倒垃圾简单易行。电瓶驱动型的优点，（1 ）移动方便：向下轻压手柄，可以轻松移动设备，配有坚固外壳及防护杠，防止非专业人员操作时对设备造成的 损害。无级变速驱动根据清扫环境的不同，调整行进速度，即可获得最佳的清 扫效果，省时省力。（2 ）噪音低本机的外壳拥有吸收噪音

5、的功效，精确地时间 记录表，刷毛采用 V字型排列方式，大垃圾挡板使得本机具有非凡的清扫效果, 对于像加油站之类的环保要求极高的场所，您也可以放心使用。1.1.2国内研究现状我国从上个世纪六十年代以来开始研制生产路面清扫车，至今已有将近五 十年的历史了。但与发达国家相比，我国的路面清扫车不管是从清扫效果、技 术水平还是从销售规模上都还相差甚远。目前我国生产路面清扫车的企业大概 有30多家，其中中联重科中标事业部、天津扫地王专用汽车有限公司和北京爱 清清扫车制造有限公司等处于行业领先地位。研究的主要内容通过对清扫装置性能的改进可以提高清扫机的工作的效率，减轻环卫工人 的劳动强度，加速环卫死角的清理

6、，提高保洁效率。该设计的主要任务是完成 对小型清扫装置的设计，研究的主要内容是清扫机构和上料机构设计，清扫工 作由卧式滚刷完成。技术路线图如图 1所示：小型清选题背景研究查阅相关资料了解国内外行根据前面对于清扫装置的了解确立研究方案业现状，初步认识清扫装置 图1技术路线图方案确定设计方案的选择该方案设计的是小型清扫机清扫装置。主要与自行车配套使用，运用于城 市道路清扫保洁，它由车架、车轮、传动机构、垃圾收集转运机构、垃圾清扫 滚筒组成，其中车轮的轮轴两端分别连有轴承。车架连在轴承上，垃圾收集装 置由伸到地面且由轮轴带动的扫地滚刷，通过轮轴带动的内运输带，与内运输 带联动的外运输带和垃圾收集箱构

7、成。通过推动自行车，将动力传至扫地滚刷 和内运输带，从而达到清扫地面垃圾并将清扫的垃圾通过内、外运输带配合传 到垃圾收件箱。清扫装置工作原理介绍所示。清扫装置主要由滚刷清扫机构、上料机构、传动机构、垃圾收件箱等组成。 利用转轴的转动作为驱动装置，从而促使清扫工作的顺利完成。如图2图2清扫装置原理结构图1.轴2.主胶带3.滚筒4.带轮5.张紧轮6.车轮7.轴8.轴9.滚刷10.垃圾收集箱采用卧式滚刷清扫机构，其主要功能是对路面垃圾起清扫和抛起的双重作 用，使垃圾按抛物线轨迹运动。 上料机构利用橡胶带的物理特性，靠带的弹性力运送垃圾。物料颗粒大， 则带的夹持力增大。采用双带互夹料原理，便于喂料和提

8、升，适合各种形状和 尺寸的垃圾。该机构由一条主胶带 2 和一条压紧胶带 （带轮上的胶带 ） 组成，主胶带 2 由传 动滚筒 3 驱动，而压紧带没有独立的传动装置，它随主胶带 2 一起运行。主胶 带 2 由下端进料段、弯曲段、垂直段和上端出料段等组成。在下端进料段，主 胶带 2 和压紧胶带共同配合协作，将被滚刷 9 清扫并抛起的垃圾物诱导进入弯 曲段。当垃圾物进入弯曲段时与压紧胶带汇合，被压紧胶带压紧并被覆盖，通过 主胶带和压紧胶带的夹持力使垃圾物被包容在其中。当垃圾物被提升到上端出 料段时，压紧胶带与主胶带分开，绕过改向滚筒 3 进入返行分支，而垃圾物到 达卸料端，进入垃圾箱 10 。主胶带接

9、着进入返行分支。为了确保两胶带有足够的张紧力，各自都设有张紧装置。该上料机构对各 种形状的垃圾物都适用，具有连续上料的功能，工作平稳可靠。即使在垃圾物 中断给料的情况下也不会使夹持在垂直段的垃圾物从断面中撤落下来。传动机构设计带传动的优点是：适应于两轴中心距较大的传动；带具有良好的弹性，可以缓冲、吸振，尤其是V带没有接头，传动平稳，噪声小；当过载时，帯与带轮之间会自动打滑，可以防止其他零件因过载而损坏；结构简单，制造和维护方便，成本低。所以选用V带轮传动。V带传动的选型计算设计功率 Pd取自行车车重为25kg，主动轮转速为600r/min ，从动轮的转速为300r/min ，行进速度为 1m/

10、s，人推车时用的力为 200N。功率 P=FV= 200 X仁200W,根据传动的功率P、载荷性质和工作情况等确定设计功率。取工况系数 Ka=1.25，故 Pd=KAP=1.25 X200=250W。(2 )选择带型根据 Pd =250W，n! =600r/min, 初选 Z 型。选取带轮基准直径ddi和dd2取ddi =100mm ，由公式得dd2=ddi (1 ；)=型 100 (10.02)=196mm n2300取 dd2 =200mm。(4 )验算带速兀ddE 二60 1000二 100 60060 1000=3.14 m/s带速合适确定中心距a和带的基准长度 Ld初选中心距:0=3

11、00mm ，符合0.7 ddi+ dd2 -0 - 2(ddi+ dd2)由式得带长2HLd0 =2-0+ (dd1+ dd2)+2 ddi)4 031=2 30+2 (W0+辟 100)4汇 30 0=1079.3mm对于Z型v带选取基准长度 Ld=1120mm ，计算实际中心距Ld 兀A . (dd1+ dd2)81 203. 14 c (1 0+ 200)_ 48=162.25mm2 2=1250mm血dG(200100)8 一 8所以a = A+、A2 B =1162.25+、162.252 1250 = 320.6mm取 a = 320mm。小带轮包角?1:.r =1 8( dd d

12、 d 15 7. 3aq 2 01 00 q8 0-5 7. 3320=1 6 2. 0 分 120小带轮包角合适。（7）确定带的根数 Z由ddi =100mm , m=600r/min查表得基本额定功率Pi=600W，传动功率的增量 AR=80W ;因8= 162.09 =,包角修正系数 =0.95，因Ld=1120mm带长修正系数Kl=1.08，由式得Z工匕=250=0.35耳 咅 51600 80 0.95 1.08取 Z=1。V带轮的设计（1）V带轮的设计基本要求设计V带轮时带轮的结构应力求简单、易于制造，避免产生过大的铸造应 力；带轮工作面应精细加工，以免带过快磨损。（2）V带轮的材

13、料带轮的材料主要采用铸铁，选择常用材料HT200。（3）V带轮的结构尺寸两带轮均采用实心式。带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径选择 结构形式；根据带的截型确定轮槽尺寸；带轮的其他结构尺寸可参照经验公式 得出。随即可绘制出零件图，并按工艺要求注出相应的技术要求等。带轮的基 准直径为50mm，带轮宽为30mm，长度为45mm，其他尺寸见图 3。 3.3传动轴的设计轴的设计是根据轴上零件的安装、定位、固定和轴的制造工艺性等方面的要求，合理地确定轴的结构形式和结构尺寸，包括轴各段的长度和轴径的确定，以保证轴的工作能力和轴上工作可靠331初步确定轴的最小直径根据材料力学知识，由轴所受扭矩的大小，初

14、步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据公式：d= A）勺|叵=103 X 200 =41.2mm故取轴的最小直径dmin =50mm 。图3带轮的结构尺寸3.3.2轴的结构设计首先，拟定轴上零件的装配方案。考虑轴上零件的固定和定位，以及装配顺序，确定了轴的结构方案。传动轴的结构如图4所示。按工作要求，轴上所支撑的零件主要有滚动轴承，带轮。（1）轴端1与带轮相连，故 L1二50mm di二5 0m m（2） 轴段2轴承相连，故 L2=56mmd 2 = 5 5mm（3） 轴段3起连接作用，根据实际需要，L3=65mmd 6 0mm（4）轴段 4与轴承相连，故其 L4=15mm

15、d4二5 0m m（5） 轴段5与带轮相连，L5 = 64mm d5=50mm3.3.3轴承的选择初步选择滚动轴承。考虑到存在轴向力，而选用能承受轴向力的单列圆锥滚子轴承。参照工作要求，确定选用30313型轴承。3.3.4零件的周向定位轴的周向定位采用平键联结。按已确定的各轴径查手册可得平键的截面尺寸，键槽用键槽铣刀加工，键长应比轮毂略短，且符合键的标准长度系列。考虑到轴的直径，轴端 1处选取键的长度 L为25mm，键宽b为9mm，键高h为 7mm。轴端5处选取键的长度为 L为30mm，键宽b为14mm，键高h为9mm。传动轴的强度校核作出轴的简图，确定轴承的支点位置(2 )将外载荷分解到水平

16、面和垂直面内。水平方向M H = 200 20=4000N mm垂直方向MV =140 15 =2100N mm轴的扭矩为 T=95.5 X105x024 N mm=3820 N mm600(如图5)按计算结果作水平方向弯矩图和垂直方向的弯矩图以及扭矩图。TrnTTnTnTnTrnTniT ： U MxiI FrirrnTinnip iii.i iiii iiiii iiii iiiih图5扭矩和弯矩图(因弯矩和扭已知轴的弯矩和扭矩，以及轴的截面分布图可知轴的危险截面 矩大而轴径可能不足的截面)为带轮连接段与轴承台阶的结合处因此对该面进行弯扭合成强度校核，按第三强度理论校核有通常有弯矩所产生的

17、弯曲应力匚是对称循环应力，而由于扭矩所产生的应力.则常常不是对称循环变应力为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数,则计算应力为式中的弯曲应力为对称循环变应力，而扭转切应力为对称循环变应力，取 TOC o 1-5 h z :=1；因为零件为圆轴，所以弯曲应力为匚二M，扭转切应力为二-，WWT 2W将和代入公式；2 VI则轴的弯扭合成强度条件为YlW 丿12W 丿W式中：匚一一轴的计算应力，单位为MPaM 轴所受的弯矩，单位为 N mmT轴所受的扭矩，单位为N mmW轴的抗弯截面系数，单位为mm3，计算公式由机械设计书有nd33W0.1d32兀d33W0.2d16匕J对称循环变应力时轴的许用

18、弯曲应力，其值按机械设计表15-1选用= 4.83MPa4517(3820 )兀 x50332轴的材料为45钢，调质处理，查得匚匕_1=60 MPa。可知二ca v A d 1,故安全4 垃圾清扫滚筒设计垃圾清扫机构采用卧式滚刷清扫机构，它的主要功能是对路面垃圾起到清扫和抛起的双重作用，使垃圾按抛物线轨迹运动。清扫滚筒的结构设计采用滚刷轴，即把滚刷镶嵌在轴上，使其随着轴一起转动，那么接下来就是对轴进行设计了。4.1.1轴径的确定依据轴上的载荷不是很大的实际情况。轴段直径的确定，通常根据轴所受扭矩进行初步计算，通过扭转强度计算，初步确定轴的最小轴径dmin，取dmin =20mm 。4.1.2各

19、轴段长度的确定零件安装在轴上，要有准确的定位。为保证结构紧凑，轴的各段长度可根2 3mm据轴上个零件的宽度和按经验确定的各零件之间的距离来确定。对于不允许轴 向滑动的零件，零件受力后不要改变其准确的位置，即定位要准确，固定要可 靠。为了保证定位可靠，与轮毂配合的轴段长度一般应比轮毂长度短 选择轴端长度为 48mm。其左右两端均匀轴肩定位。滚刷轴的结果如图 6所示按工作要求，轴上所支撑的零件主要有滚刷筒、滚动轴承，带轮。（1） 轴端1与轴承相连，故 L1 =14mmdi =20mm（2） 轴段2起连接作用，根据实际需要，L2=56mm d2=32mm（3）轴段3与滚刷筒相连，故 L3=65mm

20、d3 = 30mm（4）轴段4与轴承相连，因为此处轴承承受两端链轮作用，其承受的强度较大，故其 L4 =15mmd4=25mm（5） 轴段5起连接作用，根据实际需要，L5=64mm d 24mm（6）轴端6与带轮相连，故 L6=50mm d6=20mm4.1.3轴承的选择初步选择滚动轴承。考虑到存在轴向力，而选用能承受轴向力的单列圆锥滚子轴承。参照工作要求，确定选用30313型轴承。4.1.4零件的周向定位轴的周向定位采用平键联结。按已确定的各轴径查手册可得平键的截面尺寸，键槽用键槽铣刀加工，键长应比轮毂略短，且符合键的标准长度系列。考虑到轴的直径，选取键的长度L为30mm，键宽b为14mm，

21、键高h为9mm滚筒轴的强度校核作出轴的简图，确定轴承的支点位置。按扭转强度条件计算P 9550000 -.T 一3 - Lt 1 TOC o 1-5 h z Wt0.2d3式中：.扭矩切应力，单位为MPa一 轴所受的扭矩，单位MPaW轴的抗扭截面系数，单位mm3n轴的转速，单位 r/mi nP轴传递的功率，单位为KW ；d计算截面处轴的直径，单位为mm-T 1 许用扭转切应力，单位为 MPa 见表1。表1轴常用几种材料的.一】及A值轴的材料1 T 1/MPaAQ35-A、201525146126Q275、35(1Gr18Ni9Ti)203513511345254512610340Gr、35Si

22、 Mn 38Si MnMo、3555112973Gr13注：1 ）表中Lt 1值是考虑了弯矩影响而降低了许用扭转切应力。）在下列情况时，I.T 1取较大值，人取较小值：弯矩较小或只受扭矩作用、 载荷平稳、无轴想载荷或只哟较小的轴向载荷、减速器的低速轴、轴只作单向 旋转、；反之，l-T 1取较小值，Ao取较大值。作弯矩图，分别按水平和垂直方向计算各力产生的弯矩。水平方向M H =200 15 = 3000N mm垂直方向MV =140 20 =2800N mm轴的扭矩为 T=95.5 X105x0.24 N mm=7640 N mm300按计算结果作水平方向弯矩图和垂直方向的弯矩图以及扭矩图，见

23、图7Il1E11-Ft一 wnmmrnnmnnilllllWffilFrFiLimmnTnnTnnnWlWMWthttzwninnllfflWT T已知轴的弯矩和扭矩，以及轴的截面分布图可知轴的危险截面 （因弯矩和扭 矩大而轴径可能不足的截面）为带轮连接段与轴承台阶的结合处。因此对该面进 行弯扭合成强度校核，按第三强度理论校核有：；2 亠 4 2通常有弯矩所产生的弯曲应力-是对称循环应力，而由于扭矩所产生的应力则常常不是对称循环变应力为了考虑两者循环特性不同的影响，引入折合系数,则计算应力为式中的弯曲应力为对称循环变应力，而扭转切应力为对称循环变应力，取零件为圆轴所以弯曲应力为 -M，扭转切应

24、力为 T ，将和代入公式 TOC o 1-5 h z WWT2W匚； 4（；厂则轴的弯扭合成强度条件为式中：二轴的计算应力，单位为MPaM轴所受的弯矩，单位为N mmT轴所受的扭矩，单位为N mmW轴的抗弯截面系数，单位为mm3，计算公式由机械设计 表15-4有nd33W0.1d32兀d33W0.2d16上J对称循环变应力时轴的许用弯曲应力，其值按机械设计表15-1 选用= 26.18MPa32轴的材料为45钢，调质处理，查得 匚=60 MPa。可知二ca 120故小带轮包角合适。确定带的根数 Z由ddi = 200mm , m=300r/min查表得基本额定功率Pi=310W，传动功率的增量

25、 也R=10W ;因口 1= 180:包角修正系数 K/1 ；因Ld=1600mm ，带长修正系数Kl=1.16，由式得125310 801 1.16= 0.27取Z=1根。（8）橡胶带宽度的确定取橡胶带的宽度为 50mm主胶带轮的设计（1 ）平带轮的设计基本要求设计平带轮时应使其质量小；结构工艺性好；无过大的铸造内应力；质量 分布均匀，转速高时要进行动平衡实验；轮槽工作面要精细加工，以减少带的 磨损；各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均匀等。（2）平带轮的材料选择带轮的材料主要采用铸铁，选择常用材料HT200。（3）平带轮的结构尺寸两带轮均采用实心式。带轮的结构设计，主要是根

26、据带轮的基准直径选择 结构形式；根据戴的截型确定轮槽尺寸；带轮的其他结构尺寸可参照经验公式 计算。随即可绘制出零件图，并按工艺要求注出相应的技术要求等。压紧胶带的传动设计与主胶带的传动设计类似，设计原理基本一样，胶带宽度是一样。与主胶 带不同的是，压紧胶带没有独立的传动来源，是靠主胶带的带动而进行转动的。(1)计算设计功率 Pd主动轮转速为 300r/mi n ，从动轮的转速为200r/mi n ，功率据传动的功率 P、载荷性质和工作情况等确定设计功率。取工况系数故 Pd=KAP=1.25 X100=125W 。P为i00W,根KA=i.25，(2 )选择带型根据 Pd=120W , n! =

27、300r/min,初选 Z 型。(3 )选取带轮基准直径dd1和dd2取 ddi =200mm(4 )验算带速=ddiE =60 1000=故带速合适。(5)确定中心距a和带的基准长度 Ld初选中心距：0=480mm ，符合0.7 ddi+ dd2 乞 2(ddi+ dd2),且 ddi = d d2，所以 dd2 =200mm。d2 ,二 200 600 =6.28 m/s60 i000由式得带长31=2： o+ (ddi+ dd2)+22 ddi)4 0=2 叫(2+)。2+0(2)0 00)M 3 00=i588mm对于Z型v带选取基准长度 Ld=i600mm ，计算实际中心距Ld兀A

28、七 一；(ddi+ dd2)48空1(4ZO+ 200)一 4 8=243mm2 2B-d“)J200-200)=0口口8所以a = A+ i A B 二 243+ ： 2432 0 i=486mm取 a = 480mm。(6)小带轮包角：-i由式得冷=180 dd2 dd1 57.3a2 0 2 00= 1 8 0-5 7. 3320二 180 120小带轮包角合适。确定带的根数 ZP1=310W，传动功因 Ld=1600mm ，带由dd1 = 200mm ， m=300r/min查表得基本额定功率率的增量 也R=10W ;因。1= 180 =,包角修正系数 心=1 ； 长修正系数Kl=1.

29、16，由式得= 0.27Pd_125 己 J310 801 1.16取Z=1根。橡胶带宽度的确定取橡胶带的宽度为 50mm 。压紧胶带轮的设计与主胶带轮的设计基本类似。（1）平带轮的设计基本要求 设计平带轮时应满足的基本要求是：质量小；结构工艺性好；无过大的铸 造内应力；质量分布均匀，转速高时要经过动平衡；轮槽工作面要精细加工， 以减少带的磨损；各槽的尺寸和角度应保持一定的精度，以使载荷分布较为均 匀等。（ 2 ）平带轮的材料选择 带轮的材料主要采用铸铁，选择常用材料 HT200 。（ 3 ）平带轮的结构尺寸 两带轮均采用实心式。带轮的结构设计，主要是根据带轮的基准直径选择 结构形式；根据戴的

30、截型确定轮槽尺寸；带轮的其他结构尺寸可参照经验公式 计算。确定了带轮的各部分尺寸后，即可绘制出零件图，并按工艺要求注出相 应的技术条件等。平带轮滚筒的长度为 50mm ，直径为 30mm 。结论本次设计中，从经济和实用两方面着手，采用了 v 带轮传动和卧式滚刷清 扫机构。但是由于该装置的内部设计的复杂，且整个设计过程所能收集到的理 论资料较少。因而有部分设计还不完善，在以后的学习生活中会多加留意，力 求设计出体型更小、清扫效率更高、价格更加实惠的清扫装置，为我国环卫保洁事业奉献一份力量。参 考 文 献】1 陈晓勇环卫保洁清扫自行车卧式滚刷清扫原理D 四川西南科技大学.2005 ,13陈晓勇.保

31、洁自行车后轴结构设计 D 四川.西南科技大学.2004 , 13王大康,卢颂峰.机械设计课程设计 M. 北京工业大学出版社 .第二版.2010. 李秀珍.机械设计基础(少学时)M.北京:机械工业出版社.第四版.2005. 孙桓,陈作模.机械原理M .北京:高等教育出版社第七版.2006.李计刚 .皮带输送机清扫装置的改进 J. 中国设备工程 2008(3):33.李万生 .介绍一种简易的辅助清扫装置 J. 中国乳品工业, 1992 (20)：2. 刘兴.普通带式输送机清扫装置使用分析J.煤矿机械，2002(11):56. 葛恒安.国内路面清扫车行业现状及发展趋势J.建筑机械化,2004.11.

32、Aufbereitungs-Technik , 1983，Nr.1，P28 37；1982, Nr.11，P631 644 ；1975 , Nr.11 , P614616致谢毕业设计是在导师李老师的悉心指导下才得以完成的。李老师严谨踏实的 治学态度、诲人不倦的育人精神、诚恳待人的职业风范将令我终身难忘，我亦 从中受益匪浅。我要感谢曾经给我上机械设计基础课程的胡老师及所有机械教研室的 老师们。如果没有您们的教导，对于该毕业设计我还真无法着手。当我完成毕 业设计的最后一个环节时，涌上心头的不是成功的欣喜，而是源自心底的诚挚 谢意。首先我要感谢我的导师李幽雅老师，对我的构思和设计的内容不厌其烦 指点

33、。她严谨踏实的治学态度、诲人不倦的育人精神是我工作和学习中的榜样； 他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。其次我要感谢我的老 师和同学们。从遥远的南方城市来到这个陌生的城市里，是你们给与了我一份 家的温暖。也是由于你们的帮助和支持，我才能克服眼前的困难，直至本设计 的顺利完成。再次我要感谢答辩组的各位老师对我的指导和教诲。“光阴似箭，日月如梭” ，转瞬间，四年的大学生活就要结束。此时我的心中感慨万千，从开始选题到查询资料再到论文的顺利完成，得到了许多可敬的师长、同学、朋友给予的无私帮助，在此请接受我最诚挚的祝福和谢意！附录 1 相关英文文献The Design of Electri

34、c Control and Data Acquisition System forCleaning DeviceYifeng Zhang and Shojuan Yi(College ofEngi 訂 Eering” Heilongjiang Bayi Agficultural University, Daqing 163319, China)AbxfrMAn 凶wtrkahd 日加曲巧型电m ohiogitLidiniil 沁仞I fl*H deling device rt-bcd 许抽 tllgned bMcd on theof computer aidtd teitingu The sy

35、steiifin coJJed: reL-tline data, adjust rhe parnieters timriy. op erate sijnpt., provide reliable data for eKperivuental study of cleaning devkt Th曲 experiments shdiw thae the sicHraq1 f flfanlnf csperlimenr duta is Imprvf d hy tht 巧业rrru ” hkh h* slgnificanr guidt tm eipcrtmtni他I mnil” d&n and. man

36、iafaidm of cleaning deiike.Key words: hngitudiLnal 出Jal flow； aiLr-aid-screen 讥曲niii宰 device, elecliic control .acquisitio訂 巧曲emI. iNTRODUCnONe aLr-aitdiren cleming device is an. Lmportanl of thE ccnibi ne-tmniesler, which affect the machioc work performance directly. Therefore, il 技 signi ficant to

37、 study the pirfbmunce of cleaning device； Rut due to the field conditioiui arc di.vcr3c,1 field cxpcranucinLi arc strong seasonal Jy and poor rejtahility；, Mine experiments cairnot proceed is (he field, therefore., it is necessary to dewlop cleaning t跑-bed, which is used to simulate and reproduce 11

38、 犹 whole process of cleanij, obtain lhe peribrniaiice 肛id working pramrlia書 of Ihe key cojxinenlsJraditioftal issl 加eth-ods adopt experimental equipment ol simulailLiig Lnitruinjent and simulated retold deiee? the rnjeasurcnicnt precision and test efficiency arc *ery low, which CQinnoc meet ihc rcqu

39、ktmciiils uf cleaning tes-t cycle b long, lol of parameters, a Large quantity of data and reabtimc cquL&Llioii 1-3. The compiitcr IcsH technology and electronic contml technology are introdued into the cxpcrmicnts (o achieve airtoniation of cleaning lel data cnllection and lei proce provide scieriti

40、fic research methods ki cleaning device perlbrmafice study of harvHl nuchineryjn order to gel better cleaning testing results,IL THE IN王気用庄 S IKLCIURE OF CLEANING DEVK.TEST-BEDThe cleaning ctevice les-t-bd is nwlje up of feeding mlogibe devices, framework, centrifugal and adjusting mechanL&m, crasj;

41、 flew blowcT nd adjusting mcthaiiLsrii,This wKiic was Eppurtod. yy Sden-ce and Twhuology Plan PtojmIs of Heilongjiang Prince Agri蚀hural Redamali&n(HNKXJVZD -(C4)Yifeiig Zbanf is wiih eollfege of mpnwrii曙 Heitongjiang Bayi Agnmllural UnirrMly- Daqjiug. 1S33I91.China. MobiJe: 1383696161E-rrn.il： dttwg

42、jiiangl $3 .comvibraUng screen fcame3 scrttner, shuttle trnrd. drive gear, take-up pan, wind speed sensor, integrated! console., data acquisition systems,torque sensor, motor,改 j The strucUire paratneiers and opemting paramders can be adjustablexan meet the test rcquircrucnls of axial flov cleaning

43、device by adjiiing the sies.re crank radiw. crank routional speed, centrifugal fan rake angh、fan rolalional speed, fan poshion, vibruling screen obliLfuily, shuttle baard 把打苦(h and rqilacement of different typ肪 of Waving slice, etc_Tlhe simclure of test-bed is show in figure 1.HL DESIGN DF THE ELECT

44、RECAL CDKROT. AKD DATAAC QU 浮 mOX SYSJZMThe electric control and data, acquisitioc system of test-bed was designed, wtich can collect real-time data of enviromnefil temperature, envirofiment humidily, fan rulatiunal speed, Ian torque： Ian power, fard ipccd, rotGonal speed of vibraling screen shaftj

45、lorqu ofvibralme scrcrn shall and the screen surface wind speed elc./Lhrcugh the operalion cabinet, the sys-tem can control real-time ize ami switch of vib用ling streens vibration fruqucncy, fhn mlatjQnaJ 单盟此 feeding speed! etc The control principle and main circuit diagram are shown in figure 2? 3 .

46、A,血皿*田电SystemMeasurement and control hrdnz sys-tem of the 讥tuning device l饴lbed Lncludlc torque 翅TiJCaboimE speeii serisfl-r, wind, speed senwr, enxirDimintiil lemperalurE sensor, humidily sensor, the dMa acquisiljon 讹眦 imrter. frequency control, molor, imtegralE-d coiwl-e, PLC and industrLal contro

47、l coftulef. printeru.Jts composition as shown 血 figure 4.Pameters of the deaning device experimeol should be measured tire 曲tiding roller speed, cmtrilugalfa speed and orque, cendtfcgal firn oullel angk, crass flow blcwr speed 血沽 iQrque. (he cnank rolaticnd peed and torque, eccentricily, vibiung &cr

48、een obtiquih5； vibralmg surrrn amplitULleU.；, the paramcEcrs of ccccclricity, centrifugal fan export obliquity and vibrating screEii obliquity can be measured by hwiMn thr rest paramjctcrs. cmi be input ctinipuleT through ibe sensor directly.978-1-4244-8736-3/11 /$26.00 2011 IEEE1828Llustraie :1- el

49、ectricd cabinet 2- Thread storage- bos S- ceotrifugal 缸 radi4 - centrifugal 险i electrical m肚hini 5- iXDtritugal ikn 6- adjustable speed nwtor -. shuttle board 8. cnink ccncecliiig link drirng nnKbamsiri9. feeding analogue dn-icw 10- upper vibiBtins scRen IL wilderwlnatifig scteeii.12. ili駅血攣 grHntol

50、l *. maiji (fiunt 14. Ie-up pan 15. crcissflDwbloiRiM 16. cr儘咅 Bow bS腐吐赴ecukal macbme I ? s cross flow blower firaoieFig. 1. General asmbly drawing of clmiog dmce test-bedIV； nrkpwi7咼丽 闻邛讯SXLic 63筆! edCKS flu 舉施匾呻1jRiwrr规也叩打 r ill pill HLpvi OH 吠1tawriSaifrZTPff-KjFig. M CjuttLiL 就heiru血cdia沁n ofcle

51、ining deuce icsc-bed18292011 Chinese Control 应血 D駅d血？ Conferee (CCDCFig. 3. Nfaia circuii drawiag ofdeatt叫.device- ie?t4)siFig.丄 Dud q jLsitiuci und izodEinl syslcro oflbe Ltfsl-bed fcjr cleaiLing ikiviwBmh h曲tkmul speed nd torque arc measured by Beijing Wet Catic Mcvtiuiiicali and. Elrdriol Tcchnol

52、uyy Limitcdl Companys CYB -SiOSS type torque sensor, as sHdh in figun: 5. Rcal-timr duto oft応quje and spuird arc: colk-ulcd hrDLigh computer seftwure, which provides faYuinblir uondiboii to lhe power runsumpEiuns research, experimental condilions sctlings end rciikitiftn.Fig 5- Twque aiid raatioiLal

53、 卑起d 蹴i狮Airflow velocity sensor are Slianghai NaHiiia Technology Co/s Prodnctionis, as slio iin figure 6 Supporting frame2011 Chines Ctminyf and IkeiaiM Co殴陀fC(f)C) thtotalBT.OFig_ 7” Flaw dLaram of LLmnniinicalLo口 wrlf止匕 PLC-IF ) timtL 巾 sinlEkai nnL Qitirrnt11rKC3TiEdiflElr()说 4i sieve become an c

54、neanic whole; the Jtstaace ftom Airflow velocity sensor (o (he screen surce cun be adj us (able (0- OOulttl), he airflow velocity can be measured in above and below of sieving. 20 measuring points ait designed in whole giving aliDeEher, muttly eo wind speed sensors number is which 沁 Enish rnul(i叩oin

55、l measinertient of airflow velocily otie time, data can directly collect through acquisilLdn system, air flow field can be studied od 时爼fling inilMr.PLC selects S7-20G senti of Siemtns, ihrongh a serial port ocmnects to indusirial PC? teque and 却血 sensor output pulse signal after signal regulate cii

56、tuit into pioranMable controlJer i.PLC), and teal-iiine measiires for tuitiue ami 即经d, will be mrasuitd all 血雄 tc the indiKtrial eoflMiler for sturage, leai-iime ilispJay and prucessin, remote mohLlomig of (he induslrial computer fbr (he working process of die test pliUbnn is realiied.B. Sofare Syst

57、emsPLC Dnla Acnuisiticm PansTorque mJ speed sensur outputs pulse signal,(hroub conditioning： after enteriii PLCsmig PLC buiLi-w high-speed counter (HSC) la cany ati the couiit. The 517-200 PLC of Siemens has 6 high-spthl ccunter (HSC). Among ihem HSC3 for toutLdnaJ speed pui&c couni, HSC5 for tuique

58、 pulse counl, need to operate its control biti, (he euiienl callus, set values and status bits la ApploLiotLS.Tht sanhnE lime are provided by PLC timing iiiteirupt.The line intena TO of tiiner inietrupt is 1-55 ms, PLC scanning cycle is abo山 5 - 10ms ajccording (o 坪p 血俎iisi size, so th亡 ssmphng time

59、 should hot be Jess than 10ms, al the lame ime+ in the lowesl rotational speed, in eveiy sainpline lime should be not less than 10 pulse： to ensure e acciinaey cfittea&uremenL Timing tune size afled measuriiie picision iiul rtal-time, aiicumcy is higher ifl timing longer, but it址 time is pijoier. Ta

60、ke (he sampling time TO ibr 100 ms in this system, la order(o ensure (he ititasuiine precision, counbtig takes the sum widiin 寸 iimei suitiplLft tiitie, namely cdculaie wihin 0.3s tk count aue.Speed measmenieiil i& calculated 60 pulse in weekly：60 x37,Typr: n：HjUtional speed, i.-minjKrthfee times ro