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一、選題背景及研究目的和意義 路面清掃車作為環(huán)衛(wèi)設(shè)備之一，是一種集路面清掃、垃圾回收和運(yùn)輸為一體的新型高效清掃設(shè)備?？蓮V泛應(yīng)用于干線公路，市政以及機(jī)場(chǎng)路面、城市住宅區(qū)、公園等道路清掃。路面清掃車不但可以清掃垃圾，而且還可以對(duì)道路上的空氣介質(zhì)進(jìn)行除塵凈化，既保證了道路的美觀，維護(hù)了環(huán)境的衛(wèi)生，又維持了路面的良好的工作狀況，減少了和預(yù)防了路面交通事故的發(fā)生，延長(zhǎng)了路面的使用壽命。目前在全球內(nèi)使用路面清掃車已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。小型道路清掃車屬于城市環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)設(shè)施，是道路清掃的一個(gè)重要組成部分。小型清掃車造價(jià)相對(duì)低廉，制造技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單，在使用效率上和環(huán)保上的優(yōu)點(diǎn)是非常突出的。目前，我國(guó)中小型吸掃結(jié)合式道路清掃車主要存在的問題除與汽車底盤改裝的道路清掃車同樣的缺陷外，還存在舒適性差、噪聲大、空車質(zhì)量大、外形不夠美觀等缺點(diǎn)。因此，要徹底擺脫我國(guó)吸掃結(jié)合式道路清掃車的落后狀況，提高吸掃式和純吸式清掃車設(shè)計(jì)的能力，本課題主要對(duì)其主要部件：清掃系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、除塵系統(tǒng)等進(jìn)行研究，以提高清掃車設(shè)計(jì)的理論水平。 二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展 從近期的資料分析來看，環(huán)衛(wèi)掃路車的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?，這從近幾年的產(chǎn)品的銷量就可以看出，2004 銷售量為1300臺(tái)，而到了2005銷量就猛增到了2千多臺(tái)，幾年內(nèi)增加了1.6倍。這其中還不包含相當(dāng)數(shù)量的進(jìn)口產(chǎn)品。在東部沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，環(huán)衛(wèi)掃路車市場(chǎng)發(fā)展很快，尤其吸塵車的發(fā)展非?？捎^，路面清掃已率先進(jìn)入機(jī)械化時(shí)期。有資料顯示，在北京、上海、廣州和深圳等大中城市，環(huán)衛(wèi)掃路車的保有量已超過300臺(tái)?？梢灶A(yù)見，國(guó)內(nèi)未來環(huán)衛(wèi)掃路車的需求將會(huì)繼續(xù)保持著較高的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，路面清掃機(jī)械化的時(shí)代已經(jīng)到來。但與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)還停留在市場(chǎng)的初級(jí)發(fā)展階段。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家從20世紀(jì)40年代就開始批量生產(chǎn)路面清掃車，像英國(guó)的JOHNSTON、美國(guó)的ELG、日本的KATO、德國(guó)的FAUN-KUKA等公司目前不管在銷量規(guī)模、技術(shù)檔次都處于世界的前列。 雖然，我國(guó)清掃車技術(shù)的發(fā)展令世界矚目，但是，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)清掃車還存在不少差距。我國(guó)的清掃車在清掃效率、清掃能力、除塵效果等清掃作業(yè)性能方面與發(fā)達(dá)國(guó)家的水平相當(dāng)，而在清掃車的噪聲、排放、可靠性、舒適性，自動(dòng)調(diào)整等方面仍存在較大差距，特別是全液壓清掃車，僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)80年代末到90年代初產(chǎn)品的水平。就目前我國(guó)清掃車的水平和質(zhì)量可知，我國(guó)在清掃車設(shè)計(jì)中，還缺少對(duì)專用部件的研究，缺少設(shè)計(jì)理論的指導(dǎo)，經(jīng)驗(yàn)多于計(jì)算，模仿較多，創(chuàng)新較小?？梢哉f，目前我國(guó)對(duì)清掃車的研究能力還較差，還未真正達(dá)到對(duì)清掃車進(jìn)行研究的目的和要求，同時(shí)，缺乏必要的研究條件。目前，我國(guó)中小型全液壓清掃車除與汽車底盤改裝的清掃車存在同樣的缺陷外，還存在舒適性差、噪聲大、空車質(zhì)量大、外形不夠美觀等缺點(diǎn)。另外國(guó)內(nèi)的清掃車在以下幾個(gè)方面有待改進(jìn)：如在高可靠性上，設(shè)備的高可靠性就是指某種 設(shè)備的可靠程度，即在其正常使用當(dāng)中的無故障間隔時(shí)間的長(zhǎng)短。國(guó)產(chǎn)工程機(jī)械平均無故障間隔時(shí)間為150小時(shí)--300小時(shí)。而國(guó)外工程機(jī)械都在600小時(shí)--2000小時(shí)。我國(guó)工程機(jī)械的平均使用壽命僅為國(guó)外同類產(chǎn)品的1/2，甚至不到1/2。因此目前的首要工作是解決產(chǎn)品經(jīng)久耐用的問題，提高可靠性的各項(xiàng)指標(biāo)。就工程機(jī)械的重要品種清掃車、裝載機(jī)、推土機(jī)、挖掘機(jī)等而言，這個(gè)指標(biāo)和國(guó) 外同類產(chǎn)品相比，差距還是非常大的。而且由于國(guó)內(nèi)清掃車生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模都較小，而且掃路機(jī)產(chǎn)品批量也較小，所以采用的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)手段都較為落后，加工的零部件難以有穩(wěn)定的質(zhì)量。 此外，我國(guó)通用零部件制造水平較低，也影響了掃路機(jī)的質(zhì)量。國(guó)外清掃車的掃刷、吸管、風(fēng)機(jī)、吸嘴和風(fēng)道等磨損件遠(yuǎn)比我國(guó)清掃車的耐磨。最后我國(guó)工程機(jī)械的整體性能參數(shù)與國(guó)外水平差距不是很大，但在舒適性、低污染、施工質(zhì)量以及生產(chǎn)率等指標(biāo)上都不同程度地落后于國(guó)外先進(jìn)水平15-20年，主要原因是在許多先進(jìn)的技術(shù)、結(jié)構(gòu)、材料及工藝上存在著差距。道路養(yǎng)護(hù)越來越重要，清掃機(jī)械的前景越來越好。在功能多樣性方面，由單一功能向多功能發(fā)展；在傳動(dòng)系統(tǒng)方面，有傳統(tǒng)機(jī)械向全液壓方向發(fā)展；在除塵方面，由干式向濕式方向發(fā)展；在清掃方式上，由純掃式和純吸式向吸掃式方向發(fā)展；在重量和體積方面，由體積大、自重大的機(jī)械向體積小、輕便式的中小型清掃方向發(fā)展。但是在我國(guó)，由于清掃車發(fā)展時(shí)間較短，使用數(shù)量較少，研究開發(fā)人員有限，又沒有專門的研究機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行研究，所以缺少對(duì)清掃車主要部件的關(guān)鍵技術(shù)研究，為了提高吸掃式清掃車設(shè)計(jì)的能力，必須對(duì)其主要部件——清掃系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)和除塵系統(tǒng)以及零部件的耐磨性等進(jìn)行試驗(yàn)研究，以提高清掃車設(shè)計(jì)的理論水平。純吸式小型掃路機(jī)的吸掃系統(tǒng)主要由風(fēng)機(jī)、風(fēng)道、吸塵嘴等組成。作業(yè)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)將落塵箱內(nèi)的空氣通過出氣管道輸送到吸塵罩內(nèi)，在吸塵罩內(nèi)產(chǎn)生漩渦氣流，罩內(nèi)的垃圾在氣流的沖擊下懸浮起來；在吸塵嘴的另一端有吸氣管道，在風(fēng)機(jī)的作用下將懸浮的垃圾隨氣流吸進(jìn)落塵箱內(nèi)。 氣流，由于流速減小，比重大的垃圾落到垃圾箱底部。體積大、重量輕、漂浮的 垃圾被濾網(wǎng)阻隔，仍分離不開的垃圾氣流進(jìn)入離心式塵土分離器，小顆粒的塵土從氣流中分離出來。凈化后的氣體再次被送到吸塵嘴，進(jìn)行垃圾清掃、輸送的再循環(huán)。純吸式小型掃路機(jī)克服了純掃式掃路機(jī)對(duì)塵土清掃不利的缺點(diǎn)，吸塵率可達(dá)到98%，作業(yè)時(shí)沒有揚(yáng)塵，沒有二次污染。但它對(duì)馬路邊溝的垃圾清除不利，在濕地上作業(yè)效果不好，對(duì)粘著在地面上的污物去除能力差。吸掃式清掃車汲取純掃式以及純吸式清掃車的特點(diǎn)，其清掃系統(tǒng)通常由蝶型 刷和風(fēng)機(jī)、風(fēng)管道、吸塵嘴等組成。蝶型刷的設(shè)置加強(qiáng)了對(duì)馬路邊溝的清掃，增加了清掃寬度。蝶型刷將兩側(cè)的垃圾掃到吸塵嘴的工作區(qū)域，再由吸塵系統(tǒng)將垃 圾吸入機(jī)內(nèi)的垃圾箱。吸掃式小型掃路機(jī)適合于任何道路環(huán)境的清掃，對(duì)污物、塵土都有很好的清掃效果，工作效率高。但這類掃路機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本較高。目前，國(guó)內(nèi)外吸掃型道路清掃車是掃路車的主流車型，也是可以預(yù)見的將來的主流發(fā)展方向，因?yàn)檫@種掃路車同純掃式或純吸式掃路車相比，具有清掃效果好、速度快、二次污染小等優(yōu)點(diǎn)。但是，仍存在著油耗高，噪聲大，占用車上空間大，降低了整車質(zhì)量利用系數(shù)，排放污染大等不足，所以需要進(jìn)一步的研究改進(jìn)。 三、本課題的提綱及重點(diǎn)內(nèi)容 1）本課題的提綱（1）小型清掃機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)和外形的設(shè)計(jì)；（2）小型清掃車工作裝置的總體設(shè)計(jì)；（3）除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 2）本課題的重點(diǎn)內(nèi)容（1）清掃車風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)及其合理選型,在進(jìn)行掃路車專用風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，除了需要考慮到風(fēng)機(jī)的效率、流量、風(fēng)壓等性能參數(shù)外，對(duì)其耐磨性能、噪聲水平以及抗積塵能力也要予以充分考慮，合理優(yōu)化葉輪、蝸殼以及入口的結(jié)構(gòu)參數(shù)，從風(fēng)機(jī)葉片形狀、葉片材料、進(jìn)出風(fēng)口的形狀和位置、加工工藝等進(jìn)行探討，設(shè)計(jì)出體積小、風(fēng)量大、噪聲低、耐磨的風(fēng)機(jī)。（2）清掃除塵系統(tǒng)的研究為了使掃路車具有更好的除塵性能，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)影響除塵效果的噴水量與風(fēng)量的關(guān)系和垃圾箱容積以及灰塵過濾器的結(jié)構(gòu)和型式的研究。（3）根據(jù)負(fù)荷量的限制要求，對(duì)清掃車二類底盤進(jìn)行進(jìn)一步的研究改進(jìn)。 四、研究本課題的指導(dǎo)思想及預(yù)計(jì)可能遇到的困難 1）指導(dǎo)思想 通過國(guó)內(nèi)外資料的翻閱整理，掌握了現(xiàn)有掃路車工作裝置的特點(diǎn)，并且現(xiàn)場(chǎng) 調(diào)研了西安周邊地區(qū)清掃車的使用情況及結(jié)合周邊路面特性，綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)方面的成果，整理并分析了資料及調(diào)查結(jié)果，針對(duì)現(xiàn)有環(huán)衛(wèi)車的風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)采用副發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，存在著油耗高，噪聲大，占用車上空間大，降低了整車質(zhì)量利用系數(shù)，排放污染大等不足，本課題主要對(duì)其主要部件——清掃系統(tǒng)、風(fēng)機(jī)、風(fēng)道 系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)以及零部件的耐磨性等進(jìn)行試驗(yàn)研究，以提高清掃車設(shè)計(jì)的理論水平。2）遇到的問題（1）大的風(fēng)量和風(fēng)壓是高效集塵的可靠保證，必須選用高效能的離心式風(fēng)機(jī)，由于清掃車的作業(yè)工況的不穩(wěn)定性，因此在選用風(fēng)機(jī)時(shí)必須留有一定的余量，這樣才能保證清掃車在各種路況下達(dá)到完美的集塵效果，由于空間布置的限制風(fēng)機(jī)的外形應(yīng)盡可能緊湊，同時(shí)降低噪聲是選擇風(fēng)機(jī)時(shí)考慮的重要因素之一。（2）清掃車支點(diǎn)的后軸承及輪胎、彈簧弓板、尾大梁等處承受壓力偏大，而二類底盤在這些受壓處并未特殊加強(qiáng)，因此要求對(duì)于總質(zhì)量一定的底盤，其前后最大允許軸荷，可根據(jù)清掃車作業(yè)要求，進(jìn)行軸荷合理分配。如適當(dāng)增加前軸的允許載荷。對(duì)于總質(zhì)量一定的底盤，可以適當(dāng)加長(zhǎng)軸距，最大限度的發(fā)揮出底盤的 能力，與上裝相匹配，從而提高清掃車的托舉能力。（3）清掃車是要求前軸負(fù)荷大，以便作業(yè)時(shí)其軸荷減輕后，還能安全轉(zhuǎn)向。如 果前軸允許負(fù)荷較少，則必然要求托舉作業(yè)能力的降一個(gè)等級(jí)，而此時(shí)，就會(huì)出 現(xiàn)后軸允許負(fù)荷又會(huì)剩余。因此要求后軸的軸承、輪胎、鋼板彈簧、尾大梁等關(guān)鍵受力處，要求適當(dāng)加強(qiáng)，以增加其受壓的能力。 五、完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃 完成本課題必須需要了解馬路清掃機(jī)的工作原理及各個(gè)機(jī)構(gòu)的選擇原則，傳動(dòng)比分配的計(jì)算，扭力彎矩的計(jì)算和對(duì)于機(jī)械工程材料的了解。且還需明白零件加工工藝的設(shè)計(jì)，這些問題均可從工具書，資料中查找的到，也可以向?qū)熐蠼塘私?。?duì)于課題設(shè)計(jì)圖紙的繪制需要用到計(jì)算機(jī)，上邊要安裝CAD及SolidWorks等繪圖軟件，用來完成課程設(shè)計(jì)二維三維圖紙的繪制。 第1～2周：查閱相關(guān)資料文獻(xiàn)，了解課題發(fā)展現(xiàn)狀，熟悉課題內(nèi)容。 第3～4周：撰寫開題報(bào)告，確定總體設(shè)計(jì)方案。 第5～6周：初步完成馬路清掃機(jī)的各個(gè)部分的構(gòu)想，確定傳動(dòng)方式的選擇。 第7～8周：初步完成馬路清掃機(jī)的設(shè)計(jì)，并繪制出各個(gè)零部件的二維三維圖。 第9～10周：對(duì)于所設(shè)計(jì)的零部件進(jìn)行校核和受力分析，修改設(shè)計(jì)圖。對(duì)于路清掃機(jī)中的關(guān)鍵軸進(jìn)行工藝的設(shè)計(jì)。 第11～12周：整理設(shè)計(jì)過程，撰寫產(chǎn)品設(shè)計(jì)說明書。根據(jù)定型的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，繪制出總裝配圖及各零件圖紙。撰寫答辯提綱，準(zhǔn)備答辯。 第13～14周：畢業(yè)答辯。 六、參考文獻(xiàn) [1]韋端利，陳無畏，李 超．小型滾掃吸入式掃路車清掃效果仿真分析[J]．專用汽車，2010， (11)：53-54. 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