【《某自动化立面墙壁清洗机的清洗机构的设计案例》2300字】

某自动化立面墙壁清洗机的清洗机构的设计案例1.1清洗机构的工作原理清洗机构由两个圆形刷盘和两个圆柱形滚筒刷组成，刷盘中上方有一个出水口，通过莲蓬头尾部螺纹安装在清洗机构出水口处螺纹即可正常使用。清洗机构箱体总长1500mm，宽800mm，高900mm。吊装在下面的清洗机构部分重约200KG，通过吊装机构的横向往复运动和横向往复运动来进行幕墙的清洗。

1.刷盘1.滚筒刷3.清水出口4.洗涤剂出口1.Brushplate1.Rollerbrush3.Cleanwateroutlet4.Detergentoutlet

图6清洗机构正面图Fig6.Frontviewofcleaningmechanism

洗涤剂和清水的出水口位于两个刷盘的上方，通过莲蓬头里面的限流阀调节洗涤剂和出水量的多少，洗涤剂和清水均匀喷出后，流在刷毛上，刷盘的旋转会均匀的把洗涤剂涂抹在要清洗的墙壁上，滚筒刷主要起辅助清洁作用，将刷盘清洗过程中产生的泡沫和水痕清理干净，通过清洗机构的往复运动和刷盘、滚筒刷的旋转，完成清洗工作。图7清水、洗涤剂喷头Fig7.cleanwateranddetergentnozzle1.2清洗机构的结构设计清洗机构的的两个刷盘和两个滚筒刷主要由两个Y型三相异步电机驱动，因为Y型三相异步电机可以顺时针旋转也可以反方向旋转，这样就可以实现两个刷盘和滚筒刷的双向旋转，从而加强清洁效果，由于三相异步电机输出功率较大，转速较快，通过无级变速皮带轮可以更好的控制刷盘的转速。刷盘旋转的同时将动力输出给两端的变向齿轮，从而带动滚筒刷转动。1.三相异步电机1.无级变速皮带轮3.传动皮带4.换向齿轮5.刷盘6.滚筒刷1.Threephaseasynchronousmotor1.Continuouslyvariablebeltpulley3.Drivebelt4.Reversinggear5.Brushdisc6.Rollerbrush图8清洗机构传动部分示意图Fig8.Schematicdiagramoftransmissionpartofcleaningmechanism图9无级变速皮带轮示意图Fig9.Diagramofcontinuouslyvariablebeltpulley在面对清洗机构在高空中的摇晃问题，在清洗机构背侧加装四个小型鼓风机，通过向反方向导出气流，来产生反作用力来推动清洗机构贴向墙壁。内部的鼓风机在向外导出气流的同时，还可以起到散热的作用。1.3鼓风机风压系统的设计对比与其他类型清洗机的外装风扇的风压系统，鼓风机风压系统有着更明显的优势，外置风叶会卷进一些垃圾，而内置鼓风机则没有这个缺点，同时还可以帮助清洗机箱体内部热量的散出。

1.小型鼓风机1.鼓风机出风口1.Smallairblower1.Airoutletofairblower图10鼓风机示意图图11清洗机构出风口位置示意图Fig.10schematicdiagramofblowerFig11.Airoutletpositionofcleaningmechanism1.4换向齿轮的选用与校核由于传动齿轮方面没有严格限制,结构并不复杂，故小传动换向齿轮选用40Cr,作调质处理,硬度241HB～286HB,平均硬度取260HB;下方大传动齿轮选用45钢,调质处理,硬度为229HB～286HB,平均硬度取240HB.齿轮采用箱体内的非对称支承结构安装。图12换向齿轮示意图Fig11.Schematicdiagramofreversinggear齿面接触强度计算初步计算：转矩T1：T1=18238.50N⋅mm齿宽系数Ψd,由表11.13,取Ψd=1.0Ad值,由表11.16,估计β≈13°,取A接触疲劳极限σHlim,由图11.17c,得σH初步计算的许用接触应力σH:σH1σH2传动比i：i初步计算小齿轮直径d1d1≥Αd初步齿宽b：b=ψd•d校核计算圆周速度v：v=精度等级由表11.6，选用8级齿数Z1、模数m和螺旋角β:Z取Z2=105m由表11.3,取mβ=使用系数KA由表11.9K动载系数Kv,由图11.9K齿间载荷分配系数Kℎα:Ft=Kεα==εβ=εγ=εα+εβ=3.17αt=cos由此得K齿向载荷分布系数KHβ,由表1KH载荷系数KK=弹性系数ZE,由表11.Z节点区域系数ZH,由图11.Z重合度系数Zε,由式11.31,因εβ>1,取εβ=1故Zε=螺旋角系数ZZ接触最小安全系数SHmin,由表1S总工作时间tℎ:tℎ=4×250×16=16000ℎ应力循环次数NLNN接触寿命系数ZN,由图11.18:ZN1=0.97许用接触应力σH:σH1σH2验算:σH=ZEZHZε189.8×2.45×0.77×0.99×2×3.37×18238.50根据计算结果，换向齿轮疲劳强度复合要求。1.5清洗结构的附加硬件介绍1）高度传感器图13高度传感器Fig13.Heightsensor在日常生活中有许多领域都使用高灵敏度传感器。本设计采用了气象领域常用的频繁气压变送器。在价格低廉的同时，其精度在同类传感器中也更为精确。测量大气压差、高度的数据，通常小于10cm。应用范围内有更好的激光位移传感器，但是激光位移传感器大多应用于高精度机械加工领域，其误差虽然非常小，但是考虑到成本问题，最后还是选用了较为普通，精度也符合当前要求的大气压力变送器。安装在清洗机构的箱体外侧，实时将数据回传至操作界面。2）转速传感器速度传感器施加到刷盘，滚筒刷部分，用于将数据反馈到遥控器上来控制刷盘的速度。图12转速传感器Fig11.Speedsensor3）位移传感器位移传感器施加到屋顶的吊装部分的伺服电机处以控制清洗机构的水平位移。图13位移传感器Fig13.Displacementtransducer4）光电传感器光电传感器应用于清洗机构箱体的顶部和底部。用于控制清洗机构在幕墙水平位移，负责清洗机构的测距和控制。它能精确测量清洗机构边缘与墙壁障碍物之间的距离。图14光电传感器Fig14.Photoelectricsensor1.6清洗机构硬件控制原理图15程序控制框图Fig15.Programcontrolblockdiagram清洗机构工作时有三种工作状况。工作状况一，Y轴移动固定在建筑物顶部