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路牙扫地机
2014-09-13 来源:
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1前言

    我国目前生产和使用的城市环卫扫地机,多用于路面比较平坦的城市主干道,一般车型偏大,而在城市住宅小区、厂矿、小街小巷等比较狭窄及有台阶道路的清扫工作.大多仍由环卫工人手工完成。由于手工作业劳动强度大,速度慢,特别是路边垂直面的清扫更成为环境卫生的“死角”因此迫切需要一种能代替手工作业的清扫机械,以适应社会的发展。为此,我们设计了一种小型自走式道路扫地机。这种清扫车不仅能清扫路面,而且能同时清洗有台阶路面的垂直面(tg称“路牙”)。具有操作简单灵活、刷洗效率高、耗油量少、易维护及成本低等特点。

2设计方案的确定

    2.1扫地机的技术参数

    根据这些道路的特点及环卫作业的实际情况,确定扫地机的主要技术参数为:

    工作车速:1~3km/h

    最大爬坡度:3O

    水箱容积:300~500l

    刷头转速:200r/min

    路牙清扫高度:≤200mm

    路面清扫宽度:300mm

    作业方式:次加水可连续工作20~40min

    2.2传动方式的确定

    一般扫地机采用汽油发动机,然后利用液压传动来实现负荷的传递,实现无级变速,多用于20PS(14.7kW)以上的传递,且成本较高。而本机为自走式.速度低.体积小,其传递功率在16PS(11.77kw)以下,故不宜采用液压传动。因此,我们确定本机采用以汽油发动机为动力.以机电传动来传递负荷的传动方式,即:

    本机利用机械传动来实现行走,同时利用发电机带动洗刷机构实现清扫功能,其水泵、清扫机及电磁离合器的开闭,均不受机械负载的干挠,具有独立性、这样的传动方式也使得本机调节更方便,体积更小。

3扫地机的系统设计

    3.1发动机的选取

    3.1.1发动机功率的选取

    3.1.2发动机转速的选取

    根据发动机外特性中的功率与转速曲线,我们知道随着发动机转速N的增加.其功率P,和转矩f,都在增加,当达到最大转矩71后,再增加发动机转速,转矩有所下降,但功率继续增加,直到达到最大功率,此时增加转速.功率下降。三者之间的关系式为:P一TN/9549。由于本机速度较低.转矩较大,其转速的选取应为功率与转矩的最佳匹配点。根据发动机曲线图,当发动机转速N一3000r/min时.功率与转矩得到最佳匹配.其值为:T.=20N·m、P,一7.5PS。

    3.1.3发动机的选取

    发动机是整车的心脏.要求其性能好、振动小、噪声低,根据以上得到的发动机功率及转速,我们选取雅马哈MZ/R300型汽油发动机。其技术参数为:排气量301CC、耗油量200g/PS·h、功率10PS、转速3000r/min。由于发动机本身带有一级减速,发动机输出轴转速为1500r/min。

    3.2减速系统的设计

    由于本机行走速度很低.发动机输出轴转速为1500r/min,其减速比较大(1】8.78).设计时考虑到整体结构的紧凑性,同时尽量利用成熟技术,选用国内外已成型产品的设计原则.确定其传动流程为:

    发动机——皮带传动离台器——减速器——变速器一链轮

    设计时采用皮带传动的目的主要是为了减小动力和负载的波动.起过载保护作用。在皮带转动后.加上电磁离台器,使得行走系统与发动机脱开,以便于换档。因为减速比较大,故选用美国园林机械中的变速器,它有五个档位,最大减速比为9.61.在运行中可实现四个进档、一个退档。进档速度分别为:lkm/h、1.49km/h、1.9km/h、3km/h、退档速度2.6km,/h.满足设计要求。

    3.3行走系统设计

    行走系统主要是承担整车重量,传递和承受路面作用于车轮的各种力及力矩.并吸收振动和冲击。

    本车行走系统主要由驱动桥、前轮、后轮和制动器组成。其中前轮为驱动轮,由于它承担整车的主要重龟,因此将前轮设计为大轮;而后轮为导向轮.故设I千为小轮在驱动桥中设计有差速器及大小半轴制动系统采用液压盘式制动。

    3.1清扫系统的设计

    清扫系统包括喷水系统、路牙洗刷系统、路面清扫系统。

    3.1.1喷水系统

    喷水系统由水泵、水箱、水管和喷嘴组成。在选用水泵时,考虑到水泵的开闭不应受机械传动的控制.而应具有独立性.故选用24V低压直流泵.其开闭由电钮开关控制.方便台理。喷嘴采用双喷头.其流量由节流阀拄制.以满足不同路面的清扫需要

    3.1.2路牙洗刷系统

     路牙洗刷系统布置在车的侧面.通过小电机和链轮传动来带动洗刷轴的转动,其不锈钢制芯轴通过平键联结在尼龙轴套上.尼龙毛剧钉在尼龙轴套中的柳木棒上.尼龙直径为0.5mlTl。由于本车行驶时刷子必须抬起.故设汁为固定轴套.活动芯轴。

    3.1.3路面清扫系统

    路面清扫系统布置在车的前面.由另一小电机直接带动洗刷圆盘轴的转动来实现水平路面的清扫圆刷直径为300mm.由高强尼龙丝制作.其断面呈椭圆形。

4结语

    小型自走式道路扫地机适用于城市住宅小区、小街小巷等比较狭窄、有台阶及复杂路面的清扫.能减轻环卫工人的劳动强度,提高清扫效率,满足了社会对城市环境卫生日益提高的要求。

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