城市道路護(hù)欄清洗車(chē)設(shè)計(jì)【含CAD高清圖紙和文檔資料】

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研究背景管理設(shè)施作為交通管理工作的重要組成部分，是一個(gè)城市的經(jīng)濟(jì)、文化、市容、市貌等方面綜合體現(xiàn)的窗口，它標(biāo)志著一個(gè)城市管理水平的高低。現(xiàn)在由于城市內(nèi)車(chē)輛的巨增，在如今繁忙的公路交通中，公路護(hù)欄無(wú)疑發(fā)揮著重要的作用，而它的作用不僅在于維持良好的交通秩序，提高公路交通的安全性，也是城市景觀的重要組成部分。人類(lèi)對(duì)街道環(huán)境的要求越來(lái)越高，為了廣大市民出行安全，相關(guān)部門(mén)用各種護(hù)欄把城市的機(jī)動(dòng)車(chē)道和非機(jī)動(dòng)車(chē)道人行道分隔開(kāi)來(lái)，然而隨著大量護(hù)欄的出現(xiàn)清洗護(hù)欄的工作成為主管部門(mén)傷腦筋的問(wèn)題。已往一些城市是采用人海戰(zhàn)術(shù)，公益性勞動(dòng)，通過(guò)部隊(duì)、學(xué)校、機(jī)關(guān)單位來(lái)解決的，可現(xiàn)今用這種方法已經(jīng)行不通了，如今是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，大規(guī)模經(jīng)常性的公益活動(dòng)不可能經(jīng)常進(jìn)行的，所以只能雇工擦洗，雇工擦洗問(wèn)題很多，費(fèi)用也高，并且擦洗效率極低，勞動(dòng)強(qiáng)度高。更重要是不安全，由此看來(lái)護(hù)欄的擦洗是一個(gè)極待解決的問(wèn)題。清掃車(chē)的市場(chǎng)前景隨著道路里程的不斷增加、人流車(chē)流的增大，道路垃圾越來(lái)越多，用人力清掃很難完成。隨著國(guó)內(nèi)道路的不斷發(fā)展，機(jī)械化養(yǎng)護(hù)已經(jīng)成為一種必然，護(hù)欄清掃車(chē)作業(yè)方便，清掃效率高，除塵效果好，故護(hù)欄清掃車(chē)的需求呈現(xiàn)一個(gè)快速的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。二 發(fā)展概況1成型產(chǎn)品介紹1.1目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有成型的產(chǎn)品上市，比如北京澤通科技開(kāi)發(fā)有限公司生產(chǎn)的公路護(hù)欄清洗車(chē)，對(duì)公路隔離欄進(jìn)行清洗時(shí)，護(hù)欄兩側(cè)同時(shí)擦洗?？蓪?duì)最高1.4米的護(hù)欄進(jìn)行清洗，特別適合圖案復(fù)雜的金屬護(hù)欄。可按護(hù)欄的污濁程度控制作業(yè)速度。備有清洗劑添加箱，目前采用國(guó)產(chǎn)躍進(jìn)2.5噸底盤(pán)。 作業(yè)時(shí)可同時(shí)兩次刷洗，三次噴水一次清洗劑，潔凈度可達(dá)到85%。它的操縱部分采用人性化的設(shè)計(jì)使操縱更加方便。作業(yè)時(shí)由駕駛員一人同時(shí)完成駕駛與操作，方便，簡(jiǎn)潔，降低了作業(yè)成本。它的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是掛接在灑水車(chē)上的，在更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，只須旋轉(zhuǎn)齒輪柄，就可以很方便的將執(zhí)行機(jī)構(gòu)滑出。它的水系統(tǒng)采用高壓雙聯(lián)泵，使刷洗和高壓水槍能同時(shí)工作，從而保證了清洗的質(zhì)量。它的A型毛刷采用復(fù)合聚酯材料，質(zhì)地柔軟，經(jīng)久耐用。作業(yè)完畢，可快速將刷體載于特制的車(chē)架上入庫(kù)從存放。還有北京科力威清潔機(jī)械廠生產(chǎn)的BXH5040TQX型城市護(hù)欄高速清洗車(chē)。 BXH5040TQX型清洗車(chē)是新一代多功能公路設(shè)施清洗設(shè)備。它可全自動(dòng)高速的擦洗城市道路各種型式的隔離護(hù)欄。適用于城市道路隔離護(hù)欄、道路兩側(cè)墻體的刷洗；根據(jù)用戶(hù)需要加裝高壓水泵、水槍?zhuān)€可適用于沖刷城市小廣告和刷洗城市雕塑等。 BXH5040TQX型城市護(hù)欄高速清洗車(chē) 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)： 底盤(pán)型號(hào) BJ1049V9JW6-A 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) BJ491EQ2 噴水系統(tǒng) ZMB240 副發(fā)動(dòng) 492Q 水箱容積 1.76m 外形尺寸 591020452380(mm) 刷洗速度 2-8（km/h） 清洗系統(tǒng) 滾刷4個(gè) 滾刷高度 300-1500（mm） 噴嘴 狹縫式噴嘴 刷洗寬度 0-200（mm） 滾刷轉(zhuǎn)速 800-1200（r/min）1.2 還有另外一種護(hù)欄清掃車(chē)如圖1.2.1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)護(hù)欄清洗車(chē)由底盤(pán)、水罐、清洗液水箱、橫向水平伸縮機(jī)構(gòu)、垂直舉升機(jī)構(gòu)、柱刷及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)、水路系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)組成，其外形見(jiàn)圖1.2.2底盤(pán)該車(chē)采用載重為2.75 t的東風(fēng)EQ1061G2D2汽車(chē)底盤(pán)改制而成，取力器的離合采用推拉軟軸控制，伸縮機(jī)構(gòu)手柄、舉升機(jī)構(gòu)手柄、水泵控制手柄及柱刷控制手柄均集中分布在駕駛室內(nèi)1.2.3水罐及清洗液水箱水罐為鋼板焊接件，設(shè)計(jì)最大容積為3 ，額定容積為2.3 ，其橫斷面為橢圓形。罐體前左側(cè)呈凹狀缺口，利于安裝垂直舉升機(jī)構(gòu)及柱形毛刷。罐內(nèi)焊接有三道防波板，以減少囡行駛時(shí)水流對(duì)罐壁的沖擊力。在水罐后頂部設(shè)有人孔及爬梯，以方便對(duì)罐體內(nèi)部檢修及清洗工作。水罐內(nèi)部還涂有防銹涂層，以減少水對(duì)罐體腐蝕。清洗液水箱利用不銹鋼板焊接而成，能有效避免清洗劑本身對(duì)金屬的腐蝕。箱內(nèi)設(shè)計(jì)有防波層，其設(shè)計(jì)容積為0.1 。1.2.4各種功能機(jī)構(gòu)護(hù)欄清洗車(chē)功能裝置結(jié)構(gòu)如圖1）水平伸縮機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)用于調(diào)整柱刷與被清洗護(hù)欄(板)所需的適當(dāng)距離，其結(jié)構(gòu)包括水平固定臂、活動(dòng)臂及伸縮油缸，在其活動(dòng)臂外端上方安裝了舉升機(jī)構(gòu)。2）垂直舉升機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)用于調(diào)整柱刷與被清洗護(hù)欄的洗刷高度，以達(dá)到清洗的雖佳效果。其結(jié)構(gòu)包括垂直固定塔臂、話動(dòng)塔臂及舉升油缸，在恬動(dòng)塔臂之上固定有支承柱刷機(jī)構(gòu)的托架。3）柱刷及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)清洗用的柱刷為高強(qiáng)度的絲狀聚合物制成，柱刷直徑在不工作時(shí)為4OO mm ，工作狀態(tài)時(shí)達(dá)到1 000mm，柱刷長(zhǎng)度為1 700 mm，設(shè)計(jì)柱刷轉(zhuǎn)速為120250 rmin。柱刷根據(jù)工作需要可以順轉(zhuǎn)，也可以逆轉(zhuǎn)，柱刷上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)距離為600 mm，橫向伸縮距離為700 mm。柱刷驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于支承柱刷機(jī)構(gòu)的托架之上，由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。柱刷及托架的撓性連接是通過(guò)浮動(dòng)彈簧來(lái)實(shí)現(xiàn)的當(dāng)柱刷遇到障礙物(如較突出的欄桿)時(shí)，該機(jī)構(gòu)具有避讓功能。柱刷的工作轉(zhuǎn)速可通過(guò)節(jié)流閥調(diào)節(jié)柱刷馬達(dá)轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)，節(jié)流闊旋扭順時(shí)針為減速，逆時(shí)針為升速。1.2.5 液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)是該車(chē)的核心部分，它的動(dòng)力是由底盤(pán)通過(guò)取力器及萬(wàn)向傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)雙聯(lián)油泵提供。雙聯(lián)油泵由大泵和小泵組成，分別給兩個(gè)獨(dú)立的液壓回路提供液壓能：大泵、水泵控制閥及水泵馬達(dá)、節(jié)流閥組成水泵傳動(dòng)及控制回路；小泵、多路分配閥、柱刷馬達(dá)、水平伸縮油缸、垂直舉升油缸等組成柱刷滾動(dòng)及移動(dòng)回路。兩個(gè)回路承擔(dān)了清洗作業(yè)裝置的傳動(dòng)和控制工作?？刂剖直惭b于駕駛室，室外還有聯(lián)動(dòng)手柄，其清洗作業(yè)全過(guò)程在駕駛室內(nèi)操縱即可完成液壓傳動(dòng)及控制系統(tǒng)原理見(jiàn)圖3。1.2.6 水路系統(tǒng)水路系統(tǒng)原理圖見(jiàn)圖4。該系統(tǒng)主要由水罐、水泵、空吸閥、清洗液水箱、手動(dòng)球閥、溢流閥、前后噴頭、開(kāi)關(guān)等組成。1.2.7 工作原理當(dāng)?shù)缆纷o(hù)欄清洗車(chē)駛A設(shè)置有護(hù)欄的道路后，即可操縱取力器掛檔使雙聯(lián)油泵工作。這時(shí)駕駛?cè)藛T可以邊看(后視)柱刷，邊操作多路分配閥的相應(yīng)操作手柄，使水平伸縮機(jī)構(gòu)的活動(dòng)臂向汽車(chē)左側(cè)伸出，使柱刷與被清洗的護(hù)欄接觸。同時(shí)操作多路分配閥的相應(yīng)手柄，使舉升機(jī)構(gòu)的活動(dòng)塔臂帶動(dòng)柱刷上下運(yùn)動(dòng)，直至清洗高度臺(tái)適為止。打開(kāi)開(kāi)關(guān)(三個(gè))并操縱多路分配闊，使水泵馬達(dá)驅(qū)動(dòng)水泵工作，帶有壓力的水流即從清洗管和清潔水噴頭噴灑出來(lái)。清洗液的噴出量由清洗水流通過(guò)空吸閥的流速?zèng)Q定，流速快，清洗液的噴出量就多，反之就少，可以調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)來(lái)控制。當(dāng)上述參量調(diào)整合適后，即可使清洗車(chē)沿著護(hù)欄平行行駛，清洗護(hù)欄的作業(yè)開(kāi)始。行駛速度視情況而定，設(shè)計(jì)為34 kmh，一般為第一檔怠車(chē)速度即可。水罐的額定容量為23立方米 ，清洗的欄桿長(zhǎng)度在13 km以上為了提高清洗護(hù)欄的作業(yè)功能，柱刷的旋轉(zhuǎn)方向與清洗車(chē)的行駛方向應(yīng)是順洗(即柱刷旋轉(zhuǎn)的切線方向與車(chē)駛方向相同)。清洗作業(yè)完成后，先操縱多路分配閥的相應(yīng)手柄，使水泵馬達(dá)停止工作，關(guān)閉開(kāi)關(guān)，再使柱刷退回到原始狀態(tài)，一個(gè)作業(yè)周期完成。1.3 在成都環(huán)衛(wèi)科研所支持下經(jīng)四川省科情所計(jì)算機(jī)國(guó)際聯(lián)網(wǎng)查詢(xún)，對(duì)從19781998年以來(lái)的中外24種文獻(xiàn)檢索以及“查新報(bào)告” 表明，我們研制設(shè)計(jì)的新一代清洗車(chē)具有領(lǐng)先性。參見(jiàn)總體裝配示意圖1.3.1 設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)要點(diǎn)總體結(jié)構(gòu)與主要技術(shù)參數(shù)本機(jī)分主車(chē)和清洗作業(yè)裝置兩大部分。主車(chē)參數(shù)：CD1041型汽車(chē)，平頭雙軸后輪驅(qū)動(dòng)，492QAZ汽油機(jī)；625kW。配有液壓取力器。清洗作業(yè)裝置動(dòng)力源為取力器驅(qū)動(dòng)油泵 馬達(dá)或油缸?？偣β?0kW。其中，噴水系統(tǒng)離心水泵0.67kW。IZDB35揚(yáng)程35m；吸程8m。流量0.8。2lXDrtmin；有6個(gè)調(diào)節(jié)噴水嘴。液壓系統(tǒng)原理如圖3(電氣控制圖略)。系統(tǒng)壓力63MPa，清洗速度工檔6km/h9OOO。1.3.2 清洗原理說(shuō)明參照?qǐng)D1、圖2、圖3可知。除汽車(chē)正常行駛外，其清洗作業(yè)行駛為低速6km/h，全部操縱均由駕駛員負(fù)責(zé)。開(kāi)始清洗時(shí)，無(wú)論是升降油缸l4撓性刷體與位移油缸6,糾偏器位移傳感器26等裝置均應(yīng)調(diào)于工作位置，啟動(dòng)工作按鈕后，刷體油馬達(dá)l8及水泵馬達(dá)20即在行駛中旋轉(zhuǎn)；同時(shí)，馬達(dá)19使振蕩裝置25在小車(chē)機(jī)構(gòu)上往復(fù)運(yùn)動(dòng)，可保證護(hù)欄任意表面受多點(diǎn)隨機(jī)重復(fù)快速刷洗由于撓性軸的可彎曲性，刷子伸入空格中振蕩或正向前移也不會(huì)干涉和折斷；同時(shí)刷子水平深人時(shí)若碰上鋼架阻礙，則自動(dòng)壓縮尾部彈簧退回。參見(jiàn)撓性刷示意圖7。1.3.3典型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)位置糾偏機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由于車(chē)輛行駛線路不能適時(shí)與道路平行將會(huì)造成刷體與鋼欄間距離忽大忽小且刷子對(duì)鋼欄刷洗的壓力或大或小嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成刷子脫離護(hù)欄無(wú)法刷洗或者相對(duì)距離太近護(hù)欄反擠壓刷體損害刷體或護(hù)欄；實(shí)際上行進(jìn)中的刷體既應(yīng)保持與鋼欄的距離平行性，叉允許在小范圍內(nèi)浮動(dòng)均能順利清刷，為此，特設(shè)計(jì)了機(jī)液伺服位置糾偏機(jī)構(gòu)。從圖3可知，正常刷洗時(shí)，件號(hào)8處于中位，使油缸6具有浮動(dòng)機(jī)能，由水平油缸6，糾偏器26，振動(dòng)刷頭(含馬達(dá)19)電器行程觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)SQ 、SQ,、S 、SQ,以及支承上述零件Ogd,車(chē)機(jī)構(gòu)共同組成了機(jī)液伺服位置糾偏機(jī)構(gòu)。其原理如圖4。2 國(guó)內(nèi)的清掃車(chē)存在的差距 2.1水平和質(zhì)量的差距 雖然，我國(guó)清掃車(chē)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(chē)還存在不少差距。 我國(guó)的清掃車(chē)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(chē)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(chē)，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(chē)的水平和質(zhì)量可知，我國(guó)在清掃車(chē)設(shè)計(jì)中，還缺少對(duì)專(zhuān)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(shuō)，目前我國(guó)對(duì)清掃車(chē)的研究能力還較差，還未真正達(dá)到對(duì)清掃車(chē)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(chē)除與汽車(chē)底盤(pán)改裝的清掃車(chē)存在同樣的缺陷外，還存在舒適性差、噪聲大、空車(chē)質(zhì)量大、外形不夠美觀等缺點(diǎn)。另外國(guó)內(nèi)的清掃車(chē)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(wú)故障間隔時(shí)間的長(zhǎng)短。國(guó)產(chǎn)工程機(jī)械平均無(wú)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(lèi)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(wèn)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(chē)、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(lèi)產(chǎn)品相比，差距還是非常大的。用戶(hù)和廠家的想法往往相悖，用戶(hù)是買(mǎi)進(jìn)一臺(tái)設(shè)備，首選指標(biāo)應(yīng)該是可靠性，設(shè)備要能經(jīng)久耐用，不出大故障，小毛病也最好不要有。廠家則認(rèn)為小毛病無(wú)所謂。殊不知，用戶(hù)最頭疼的是小毛病不斷的設(shè)備，而對(duì)生產(chǎn)影響最大的恰恰也經(jīng)常是出現(xiàn)小毛病的設(shè)備。任何一臺(tái)設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中不是單獨(dú)作戰(zhàn)，而是既有上線也有下線，一旦因任何一個(gè)小毛病而停止作業(yè)，影響工作的還有與其配套的其它生產(chǎn)系統(tǒng)。所以，廠家決不能忽視小毛病的危害程度。小毛病不但是病，而且是影響生產(chǎn)的“大病”， 它直接影響一臺(tái)設(shè)備的使用，甚至損害一個(gè)廠家的聲譽(yù)。國(guó)內(nèi)的清掃車(chē)產(chǎn)品可靠性不如國(guó)外，有三個(gè)方面的原因：一是國(guó)產(chǎn)基礎(chǔ)件質(zhì)量不穩(wěn)定；二是制造工藝問(wèn)題；三是技術(shù)不完善造成先天不足；在多功能上：目前國(guó)產(chǎn)路面清掃車(chē)基本上是單純意義上的清掃車(chē)即只能清掃護(hù)欄、不能它用。而從全國(guó)許多環(huán) 保部門(mén)的需求信息來(lái)看，有的需要能清洗道路護(hù)欄，有的要求能鏟雪等等；目前的清掃車(chē)需要噴水壓塵除塵，在缺水地區(qū)和北方的冬季無(wú)法使用；目前的清掃車(chē)尾氣污染和噪音污染相對(duì)來(lái)說(shuō)都較大。 隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保要求越來(lái)越高，人們的環(huán)保意識(shí)普遍增強(qiáng)，現(xiàn)有清掃車(chē)就將很難適應(yīng)需要。 2.2 生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)手段落后 由于國(guó)內(nèi)清掃車(chē)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。分析其原因主要在材料和設(shè)計(jì)上。所以對(duì)清掃車(chē)易磨損件材料的研究和合理設(shè)計(jì)，提高易磨損件的耐磨性也是提高我國(guó)清掃車(chē)可靠性必不可少的工作。因此提高清掃車(chē)外觀質(zhì)量。國(guó)產(chǎn)清掃車(chē)的老面孔仍未得到徹底改變，尤其是油漆的光澤性、附著力、抗沖擊、硬度、耐候性和彎曲性能等還存在不小差距，特別是耐時(shí)性上不過(guò)關(guān)，新車(chē)放不到3個(gè)月就失光、退色。2.3設(shè)備的舒適性的差距 設(shè)備的舒適性是指駕駛員在操作設(shè)備作業(yè)時(shí)所感受的舒適程度，包括環(huán)保方面的排放標(biāo)準(zhǔn)和噪聲大小等。有的廠家在駕駛室里安裝收錄音和CD等 音響系統(tǒng)，其實(shí)在沒(méi)解決設(shè)備噪聲之前，這些都是徒勞的。同理，在沒(méi)解決駕駛室密閉問(wèn)題之前，一切空調(diào)通風(fēng)換氣設(shè)置都是沒(méi)有任何意義的。以清掃車(chē)、裝載機(jī)、推土機(jī)為例，首先應(yīng)該解決噪聲和排放污染問(wèn)題。因?yàn)樗坏珜?duì)駕駛員身心健康有影響，更重要的是對(duì)與其配合工作的其它設(shè)備及人群 有影響。而其駕駛室搞成轎車(chē)標(biāo)準(zhǔn)其實(shí)并不困難。要知道清掃車(chē)、裝載機(jī)、推土機(jī)等工程機(jī)械駕駛員 比轎車(chē)司乘人員更需要舒適。因?yàn)樗诜浅毫拥沫h(huán)境當(dāng)中不停的作業(yè)。2.4性能水平的差距提高性能水平。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。 從上述國(guó)內(nèi)清掃車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀簡(jiǎn)要介紹可以看出，我國(guó)清掃車(chē)與國(guó)外清掃車(chē)相比，存在較大差距，主要表現(xiàn)在：從產(chǎn)品構(gòu)成上看，國(guó)產(chǎn)機(jī)械品種、規(guī)格較少，產(chǎn)品缺乏系列化：我國(guó)對(duì)清掃車(chē)機(jī)械的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)起步較晚，近年來(lái)，隨著高速公路通車(chē)?yán)锍痰牟粩嘣黾?，清掃?chē)的研制開(kāi)發(fā)工作才逐漸為有關(guān)方面重視。第二章 課題分析一 工作原理及主要機(jī)構(gòu)1 工作原理如圖所示，當(dāng)進(jìn)行清掃作業(yè)時(shí)，液壓泵向向水平油缸1大腔供油，工作裝置被水平液壓缸活塞桿推者向車(chē)的外側(cè)移動(dòng)，同時(shí)，豎直油缸2帶動(dòng)升降臂向上移動(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)護(hù)欄上方時(shí)，水平油缸停止動(dòng)作，豎直油缸帶動(dòng)升降臂下降，整套工作裝置下降，當(dāng)豎直位置合適時(shí)，豎直油缸也停止動(dòng)作，接著，液壓泵帶動(dòng)液壓馬達(dá)3旋轉(zhuǎn)，馬達(dá)通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)中間軸4旋轉(zhuǎn)，中間軸再通過(guò)鏈輪帶動(dòng)刷軸5轉(zhuǎn)動(dòng)，附著在刷軸上的毛刷通過(guò)摩擦清掃護(hù)欄灰塵，為了使清掃效果更好，設(shè)置噴淋裝置在清掃同時(shí)噴淋。2 主要機(jī)構(gòu)水平推出機(jī)構(gòu)護(hù)欄清洗裝置位于車(chē)子上，為便于在公路上行走，清洗裝置要裝在懸掛裝置的支架上，不寬于車(chē)寬；但護(hù)欄位于公路兩邊，在清洗時(shí)，需要清洗裝置被推出，離開(kāi)懸掛裝置的支架。因此考慮利用 水平液壓缸的活塞桿受力時(shí)的拉力和推力來(lái)實(shí)現(xiàn)護(hù)欄清洗裝置的水平推出和收回，其示意圖如下圖所示。液壓缸，活塞桿在懸掛裝置的支架上有支點(diǎn)。 垂直升降機(jī)構(gòu)當(dāng)清洗裝置推出離開(kāi)護(hù)欄，在不影響行走的情況下，清洗裝置的洗刷部分（清洗機(jī)構(gòu)，刷箱，旋轉(zhuǎn)軸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，噴水機(jī)構(gòu)，位置糾偏機(jī)構(gòu)）要從護(hù)欄頂部放下，清洗完后，又要收回，特設(shè)置此垂直升降機(jī)構(gòu)，如下圖所示。利用液壓缸垂直布置在一梁上，活塞桿固定在懸掛裝置的支架上，缸體與附有清洗刷箱的垂直梁固定，從而，活塞桿的移動(dòng)帶動(dòng)整個(gè)洗刷裝置的垂直升降。 供水系統(tǒng) 待清洗的護(hù)欄上面有塵土，若不設(shè)置清洗機(jī)構(gòu)，將造成二次污染，達(dá)不到清洗的目的。因此，在毛刷清洗護(hù)欄前，設(shè)計(jì)一個(gè)噴水機(jī)構(gòu)，四個(gè)噴嘴固定在一垂直臂上，在刷箱的前方，工作時(shí)，水泵把水從噴嘴噴出，把護(hù)欄噴濕，再進(jìn)行清洗。供水系統(tǒng)由射水機(jī)構(gòu)、儲(chǔ)水箱及其管路系統(tǒng)組成。射水機(jī)構(gòu)包括支架、噴頭，固定于工作臂前端的滾刷兩側(cè)。噴頭固于支架上，分前后兩組，噴水量可由噴頭調(diào)整；儲(chǔ)水箱容量為要滿足5h-6h的工作需要。二 設(shè)計(jì)要求 1由于設(shè)計(jì)的裝置要懸掛在現(xiàn)有的灑水車(chē)底盤(pán)上，由于現(xiàn)有的灑水車(chē)形式多樣，因此整套裝置要有很強(qiáng)的通用性，可以和大多數(shù)的灑水車(chē)配合。2工作是主要有兩個(gè)動(dòng)作，即水平動(dòng)作和垂直動(dòng)作，要求水平位移9001000mm，豎直位移1000mm。3車(chē)速6km/h，護(hù)欄高度1m,工作時(shí)車(chē)距護(hù)欄9001000mm，清掃同時(shí)帶噴淋裝置使清掃效果更好。4從發(fā)動(dòng)機(jī)取力，功率要滿足工作要求。5要求操作系統(tǒng)簡(jiǎn)單，效率高6整體質(zhì)量不能太大，但結(jié)構(gòu)必須滿足強(qiáng)度要求。7設(shè)計(jì)成本不能太高，要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)可行性論證三 方案討論1 底盤(pán)選用及整體布局方案底盤(pán)選用由于設(shè)計(jì)的裝置要懸掛在現(xiàn)有的灑水車(chē)底盤(pán)上，而現(xiàn)有的灑水車(chē)形式多樣，因此整套裝置要有很強(qiáng)的通用性，可以和大多數(shù)的灑水車(chē)配合。所以設(shè)計(jì)之前要對(duì)現(xiàn)有的灑水車(chē)做一比較，選擇合適的設(shè)計(jì)參數(shù)，這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的裝置才能有很強(qiáng)的通用性。目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的灑水車(chē)底盤(pán)參數(shù)對(duì)比如下： 產(chǎn)品名稱(chēng):底盤(pán)型號(hào)外形尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)馬力東風(fēng)EQ153多功能灑水車(chē)CLW5141GSS8200*2480*3050康明斯柴油環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)EQB180-20(柴油)180ps東風(fēng)153工程綠化灑水車(chē)（高速專(zhuān)用）EQ1141G7D8980*2470*3050東風(fēng)汽車(chē)公司康明斯柴油環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)EQB180-20帶增壓180ps楚風(fēng)五平柴多功能?chē)姙④?chē)HQG1103G9010*2440*2655東風(fēng)汽車(chē)公司朝陽(yáng)CY6102BZQ/玉柴YC6105QC180ps東風(fēng)140多功能灑水車(chē)（柴油機(jī)）EQ1092F19DJ7350*2470*2800玉柴柴油環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī) YC4E140-20(柴油)143ps東風(fēng)多利卡多功能灑水車(chē)（多利卡加強(qiáng)型）EQ1071G2ADJ37000*2040*2410朝陽(yáng)柴油環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī) CY4102BZLQ(柴油)120ps東風(fēng)小霸王多功能灑水車(chē)EQ1061T14DJ2A5600*1900*2200云內(nèi)柴油環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī) YN4100QBZL(柴油)80ps東風(fēng)1208雙橋多功能灑水車(chē)EQ1208GJ59840*2495*2800康明斯柴油環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī) EQB210-20(柴油)210ps解放三平柴灑水車(chē)(賽虎）CA1060PK2A807000*2100*2480解放公司柴油環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)CA4D32-12120ps東風(fēng)EQ153多功能灑水車(chē)EQ1092FJ7350*2470*2800東風(fēng)汽油環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī) EQ6100-1(汽油)135ps東風(fēng)小霸王多功能灑水車(chē)（加強(qiáng)型）EQ1032T51DJ36310*1980*2150云內(nèi)柴油環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)YN4100QBZL(柴油)朝柴環(huán)保發(fā)動(dòng) 機(jī)CY4100ZLQ(柴油)80PS/95PS通過(guò)上面表格的對(duì)比，得到目前灑水車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)多采用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，功率范圍80210ps，車(chē)寬范圍19002500mm，而且其作業(yè)速度范圍在69km/h，由于該課題是設(shè)計(jì)城市護(hù)欄清掃車(chē)，因此確定底盤(pán)只要參數(shù)如下：車(chē)速 6km/h車(chē)寬取 2000mm底盤(pán)高度為 800mm布局方案目前，市場(chǎng)上研究出來(lái)的護(hù)欄清洗車(chē)都是單獨(dú)設(shè)計(jì)一套清洗護(hù)欄的設(shè)備，裝在灑水車(chē)的前，中，后三處，由取力器從發(fā)動(dòng)機(jī)或變速器處取力，采用全液壓驅(qū)動(dòng)完成清洗工作。清洗裝置前置 如圖2-2長(zhǎng)沙中聯(lián)重科中標(biāo)事業(yè)部研發(fā)中心所研究的公路護(hù)欄清洗裝置，此裝置結(jié)構(gòu)強(qiáng)度強(qiáng)，洗刷軸不易變形，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，容易維護(hù)，對(duì)汽車(chē)行駛性能影響?。徊僮骱?jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，易于在灑水車(chē)或清掃車(chē)上進(jìn)行改裝，成本低，可以推廣使用。 圖 2-2清洗裝置中置如圖2-3示，是四川省現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法研究會(huì)研制的城市道路鋼護(hù)欄清洗車(chē)，其位置伺服糾偏和往復(fù)振蕩機(jī)構(gòu)以及獨(dú)特的多軸撓性洗刷噴淋系統(tǒng)能叫好的清洗各種類(lèi)型的護(hù)欄。 圖2-3 3）清洗裝置后置如圖2-4示，是長(zhǎng)沙華勝保潔設(shè)備有限公司研制的道路護(hù)欄清洗機(jī)的樣機(jī)，目前還沒(méi)投入市場(chǎng)，正在拓展。此道路清洗機(jī)裝有導(dǎo)向裝置，使清洗機(jī)隨護(hù)欄轉(zhuǎn)彎而變化，不損壞護(hù)欄，也不會(huì)拉倒護(hù)欄，駕駛員只要遵守操作規(guī)程就可以， 圖2-4以上三種設(shè)備是目前最具代表性的三類(lèi)產(chǎn)品，從其應(yīng)用，技術(shù)方面都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。第一類(lèi)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；向外伸出距離大，可靈活清洗護(hù)欄；通用性強(qiáng)，只要實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的改裝，即可懸掛在灑水車(chē)的前方進(jìn)行作業(yè)。但不易實(shí)現(xiàn)位置糾偏，清洗時(shí)容易損壞拉倒護(hù)欄；只有一個(gè)軸刷，工作時(shí)工作速度較高，清洗不干凈。第二類(lèi)：克服了第一類(lèi)的缺陷，而且可清洗多種類(lèi)型的護(hù)欄。但其是針對(duì)某一種車(chē)而做專(zhuān)門(mén)清洗設(shè)備，置于車(chē)的中部，其通用懸掛受阻，故其推廣性不強(qiáng)。第三類(lèi)：是一個(gè)具有現(xiàn)代高科技的裝置，具有先進(jìn)的導(dǎo)向裝置；而且清洗機(jī)還裝有機(jī)械手，能模仿著清洗各種形狀的護(hù)欄，清洗質(zhì)量高。但其成本較高，推廣使用起來(lái)受阻。綜合以上三種布局形式各自的優(yōu)缺點(diǎn)，我們的布局方式采用后置，后置式清洗裝置裝在灑水車(chē)底盤(pán)的尾部，為便于水平推出及清洗裝置在車(chē)上的安裝，焊接一個(gè)與車(chē)同寬，長(zhǎng)度1mm的長(zhǎng)方形支架，如圖2-5示。固定在灑水車(chē)的底盤(pán)后邊。此支架留有安裝孔A，以便固定連接其他裝置。 圖2-52 傳動(dòng)方案的選用性能液壓傳動(dòng)氣壓傳動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)電器傳動(dòng)輸出力大稍大較大不太大速度較高高低高質(zhì)量功率比小中等較小中等響應(yīng)性高低中等高負(fù)載引起特性化稍有很大幾乎無(wú)幾乎無(wú)定位性稍好不良良好良好無(wú)級(jí)調(diào)速良好較好較困難良好遠(yuǎn)程操作良好良好困難特別好信號(hào)變換困難較困難困難容易調(diào)整容易稍困難稍困難容易結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜簡(jiǎn)單一般稍微復(fù)雜管線配置復(fù)雜稍復(fù)雜較簡(jiǎn)單不特別適應(yīng)環(huán)境交好，但易燃好一般不太好危險(xiǎn)性注意防火無(wú)無(wú)注意露電工作壽命一般長(zhǎng)一般較短維護(hù)要求高一般簡(jiǎn)單較高價(jià)格稍高低一般稍高作為一個(gè)工作裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力要傳遞到運(yùn)動(dòng)部件，現(xiàn)有的傳動(dòng)形式主要有機(jī)械傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)，機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)在很多情況下可以互換，但是傳動(dòng)的效率及傳動(dòng)裝置大大不同，分析該裝置是懸掛在整車(chē)的后面，工作裝置離發(fā)動(dòng)機(jī)的距離比較遠(yuǎn)，因此如果采用機(jī)械傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)會(huì)很復(fù)雜，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)不僅帶來(lái)設(shè)計(jì)上的困難，還造成整機(jī)質(zhì)量過(guò)大，成本過(guò)高等問(wèn)題，但是如果采用液壓傳動(dòng)，就可以解決這些問(wèn)題。液壓傳動(dòng)和其它傳動(dòng)的綜合比較通過(guò)上表可以看出，液壓傳動(dòng)與其它傳動(dòng)方式相比，有以下優(yōu)缺點(diǎn)。液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)1）液壓傳動(dòng)能輸出大的推力或大轉(zhuǎn)矩，可實(shí)現(xiàn)低速大噸位傳動(dòng)，這是其它傳動(dòng)方式所不能比的突出優(yōu)點(diǎn)。2）液壓傳動(dòng)能在大范圍內(nèi)很方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速 （調(diào)速比范圍可達(dá)2000），且可在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中調(diào)速。3）在相同功率條件下，液壓傳動(dòng)裝置體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。液壓元件之間可采用管道連接，或采用集成式連接，其布局、安裝有很大的靈活性，可以構(gòu)成用其它傳動(dòng)方式難以組成的復(fù)雜系統(tǒng)。4）液壓傳動(dòng)能使執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)十分均勻穩(wěn)定，可使運(yùn)動(dòng)部件換向時(shí)無(wú)換向沖擊。而且，由于其反應(yīng)速度快，故可實(shí)現(xiàn)快速起動(dòng)、制動(dòng)和頻繁換向。5）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，調(diào)整控制方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特別是與機(jī)、電、氣聯(lián)合使用，能方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)。6）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)便于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，使用安全、可靠，不會(huì)因過(guò)載而造成元件損壞。而且，由于各液壓元件中的運(yùn)動(dòng)件均在油液中工作，能自行潤(rùn)滑，故元件的使用壽命長(zhǎng)。7）由于液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、維修都比較方便，且能縮短周期。液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)1）工作介質(zhì)的泄漏和液體的可壓縮性會(huì)影響執(zhí)行元件運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性，故液壓傳動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，不能用于有嚴(yán)格傳動(dòng)比要求的內(nèi)傳動(dòng)鏈中。2）工作介質(zhì)對(duì)溫度的變化比較敏感，工作溫度或環(huán)境溫度的變化對(duì)系統(tǒng)工作的影響比較大，故它不宜在很高或很低的溫度下工作。3）液壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作過(guò)程中的能量損失(泄漏損失、溢流損失、節(jié)流損失、摩擦損失等）較大,傳動(dòng)效率較低，因而不適宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。4）為減少泄漏，液壓元件的制造和裝配精度要求較高，因此液壓元件及液壓設(shè)備的造價(jià)較高。而且，液壓設(shè)備對(duì)工作介質(zhì)的污染比較敏感，要求有較好的工作環(huán)境。5）若液壓設(shè)備的使用者和維修者工作經(jīng)驗(yàn)不足,系統(tǒng)出現(xiàn)了故障時(shí)，不易查找原因。液壓傳動(dòng)特點(diǎn)以液體作為工作介質(zhì)；根據(jù)密封容積的變化完成吸油和排油；機(jī)械能和液體壓力能的互相轉(zhuǎn)換； 系統(tǒng)內(nèi)部的的壓力取決于負(fù)載的大小。注意：以液體作為工作介質(zhì)，依靠密封容積的變化傳遞運(yùn)動(dòng)，依靠由外界負(fù)載引起的液體內(nèi)部壓力來(lái)傳遞動(dòng)力，系統(tǒng)壓力取決于負(fù)載，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能和液體壓力能的互相轉(zhuǎn)換。 開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)在液壓傳動(dòng)系統(tǒng)中根據(jù)油液循環(huán)方式的不同，可分為開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng)。開(kāi)式系統(tǒng) 開(kāi)式系統(tǒng)如上圖所示，泵自吸油箱吸油，經(jīng)換向閥供給液壓缸或液壓馬達(dá)，對(duì)外作功，而液壓缸或液壓馬達(dá)的回油則流回油箱。在該系統(tǒng)中，油箱是工作介質(zhì)的吞吐及貯存場(chǎng)所，因而這種系統(tǒng)稱(chēng)之為開(kāi)式系統(tǒng)。 開(kāi)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而應(yīng)用廣泛，但它也存在一些不足，如：在開(kāi)式系統(tǒng)中，油箱除作為 油液循環(huán)的“開(kāi)口”外，還具有散熱，冷卻及沉淀雜質(zhì)的作用，因此需要有較大容積的油箱才能滿足要求。又由于油箱中的油與空氣接觸面較大，使溶于油中的空氣量增多，導(dǎo)致工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的不平穩(wěn)及其它不良后果。為了保證工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，在系統(tǒng)的回路上將設(shè)置背壓閥，從而引起附加的能量損失，使油量升高。在開(kāi)式系統(tǒng)中，采用的液壓泵為定量泵或單向變量泵，為避免產(chǎn)生吸空現(xiàn)象，對(duì)自吸能力差的液壓泵，通常將其工作轉(zhuǎn)速限制在額定轉(zhuǎn)速的75%以?xún)?nèi)，或增設(shè)一個(gè)輔助泵。 開(kāi)式系統(tǒng)中靠操作換向閥來(lái)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)換向的，故換向時(shí)容易產(chǎn)生壓力沖擊。開(kāi)式系統(tǒng)如果帶有較大慣性負(fù)載時(shí)，在慣性負(fù)載的帶動(dòng)下，馬達(dá)將呈泵工況運(yùn)行，如果此時(shí)換向閥在中位，則原來(lái)的回油管中將產(chǎn)生很高的壓力，使液壓馬達(dá)急劇制動(dòng)，為了限制其產(chǎn)生過(guò)大的制動(dòng)力，需要在馬達(dá)進(jìn)出油管之間設(shè)雙向溢流閥。由上述可見(jiàn)，開(kāi)式系統(tǒng)在換向及制動(dòng)過(guò)程中慣性運(yùn)動(dòng)的能量消耗在節(jié)流發(fā)熱中（能耗制動(dòng)）。特別是起重機(jī)重物下放時(shí)，液壓馬達(dá)將泵工況運(yùn)轉(zhuǎn)，為防止超速下降，必須在回油管設(shè)節(jié)流閥，進(jìn)行能耗限速。這將造成大量的能量損失并使油液發(fā)熱。閉式循環(huán)系統(tǒng) 閉式系統(tǒng)如上圖所示，液壓泵和液壓馬達(dá)的進(jìn)出口油管首尾相接，形成一個(gè)閉合回路。當(dāng)操縱泵的變量機(jī)構(gòu)時(shí)，便可調(diào)節(jié)馬達(dá)的速度或馬達(dá)換向，這就是閉式系統(tǒng)。為防止液壓系統(tǒng)過(guò)載，設(shè)置由閥5個(gè)閥組成的雙向安全閥，系統(tǒng)壓力由過(guò)載閥調(diào)定。為了補(bǔ)充油液的泄漏，還必須設(shè)置補(bǔ)油泵,其供油壓力由溢流閥調(diào)定（應(yīng)比液壓馬達(dá)所需背壓略高），泵的排油量應(yīng)略高于系統(tǒng)的泄漏量。由上述可見(jiàn)，閉式系統(tǒng)較開(kāi)式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。它只能由一個(gè)泵驅(qū)動(dòng)一個(gè)液壓馬達(dá)，而且需采用雙向變量泵。由于油液僅在閉合回路內(nèi)循環(huán)因而溫升較高。但它也具有如下一些優(yōu)點(diǎn)。閉式系統(tǒng)中油液基本上在閉合回路內(nèi)循環(huán)，與油箱交換的流量?jī)H為系統(tǒng)的泄漏量，因而補(bǔ)油系統(tǒng)的油箱容積較小，結(jié)構(gòu)緊湊。閉式系統(tǒng)回油有背壓，因而空氣不易滲入系統(tǒng)。又由于油箱容積小，因而油液與空氣接觸面小，從而使油中空氣含量小。因此，閉式系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。閉式系統(tǒng)中，馬達(dá)的回油直接流到泵的入口，液壓泵是在壓力供油下工作，因而對(duì)泵的自吸能力要求高。閉式系統(tǒng)中，是通過(guò)改變液壓泵的變量機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)換向和調(diào)速的，因而調(diào)速和制動(dòng)比較平緩，且調(diào)速與制動(dòng)中能量消耗少。閉式系統(tǒng)中的執(zhí)行元件一般為液壓馬達(dá)。如大型液壓挖掘機(jī)、液壓起重機(jī)中的回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，全液壓壓路機(jī)的行走系統(tǒng)，全液壓穩(wěn)定土拌和機(jī)的行走系統(tǒng)與轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中的執(zhí)行元件均為液壓馬達(dá)。綜上所述，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的、突出的，所以傳動(dòng)方案選用液壓開(kāi)式傳動(dòng)系統(tǒng)比較合理。3 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案該裝置主要有兩個(gè)方向的姿態(tài)調(diào)整，一個(gè)是將刷箱從車(chē)上推出離車(chē)1m的距離，然后升降臂將刷箱提高到護(hù)欄高度后將刷箱放下開(kāi)始清掃作業(yè)，對(duì)于這兩個(gè)動(dòng)作，均可以由不同的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于水平方向的動(dòng)作，大致可以由以下幾種機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)1）水平布置一液壓缸，工作裝置全部連接在活塞桿端部，如圖所示油缸在車(chē)的后面橫向布置，當(dāng)液壓缸左腔供油時(shí)，活塞桿受力向外運(yùn)動(dòng)，工作裝置隨動(dòng)向車(chē)外運(yùn)動(dòng)，到達(dá)護(hù)欄位置時(shí)，切斷壓力油供油回路，水平動(dòng)作完成。 這種機(jī)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)所占空間小，只需將工作裝置水平推出即可；運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，沖擊?。唤Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便；2）另外一種實(shí)現(xiàn)形式如圖所示整套裝置鉸接于車(chē)架上A點(diǎn)，當(dāng)油缸大腔供油時(shí)，活塞桿向外推出，刷箱被推著繞A點(diǎn)向外擺動(dòng)，當(dāng)油缸小腔供油時(shí)，活塞桿向內(nèi)回縮，刷箱繞A點(diǎn)向內(nèi)回?cái)[，這種裝置也可以完成水平動(dòng)作，但其較第一種方法存在如下缺點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)呈扇形展開(kāi)，因此所占空間較大；運(yùn)動(dòng)存在死區(qū)，不靈活，定位比較困難；油缸安裝較復(fù)雜，穩(wěn)定性不好通過(guò)比較說(shuō)明發(fā)現(xiàn)，前一種方案優(yōu)點(diǎn)突出，因此采用第一種形式比較合理。4 糾偏系統(tǒng)方案位置糾偏系統(tǒng)由于車(chē)輛行駛不能適時(shí)與道路平行，將會(huì)造成刷體與護(hù)欄間距離忽大忽小，嚴(yán)重時(shí)造成刷子脫離護(hù)欄無(wú)法刷洗或者距離護(hù)欄太近反擠壓刷體，損害刷體或護(hù)欄；實(shí)際上，行進(jìn)中的刷體既應(yīng)保持與護(hù)欄的距離平行性，又允許在小范圍內(nèi)能順利清刷，為此，特設(shè)計(jì)了機(jī)液位置糾偏機(jī)構(gòu)。在刷箱的前方，安裝一個(gè)位移傳感器。前進(jìn)中護(hù)欄位置的變化通過(guò)傳感器測(cè)的信號(hào)反饋到控制水平缸的電磁伺服閥上，從而控制刷箱相對(duì)護(hù)欄的避讓?zhuān)３州^好的清洗位置，清洗好護(hù)欄。4.1液壓伺服系統(tǒng)的介紹液壓伺服系統(tǒng)以高壓液體作為驅(qū)動(dòng)源的伺服系統(tǒng)。液壓伺服系統(tǒng)是由液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)和反饋機(jī)構(gòu)組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，分為機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)和電氣液壓伺服系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)電液伺服系統(tǒng)）兩類(lèi)。其中，機(jī)械液壓伺服系統(tǒng)應(yīng)用較早，主要用于飛機(jī)的舵面控制和機(jī)床仿型裝置上。隨著電液伺服閥的出現(xiàn)，電液伺服系統(tǒng)在自動(dòng)化領(lǐng)域占有重要位置。很多大功率快速響應(yīng)的位置控制和力控制都應(yīng)用電液伺服系統(tǒng)，如飛機(jī)、導(dǎo)彈的舵機(jī)控制系統(tǒng)，船舶的舵機(jī)系統(tǒng)，雷達(dá)、大炮的隨動(dòng)系統(tǒng)，軋鋼機(jī)械的液壓壓下系統(tǒng)，機(jī)械手控制和各種科學(xué)試驗(yàn)裝置（飛行模擬轉(zhuǎn)臺(tái)、振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)）等。 4.1.1液壓伺服系統(tǒng)與電氣伺服系統(tǒng)相比有三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：體積小，重量輕，慣性小，可靠性好，輸出功率大；快速性好；剛度大(即輸出位移受外負(fù)載影響小)，定位準(zhǔn)確。缺點(diǎn)是加工難度高，抗污染能力差，維護(hù)不易，成本較高。 4.1.2電液伺服系統(tǒng) 電液伺服系統(tǒng)是一種由電信號(hào)處理裝置和液壓動(dòng)力機(jī)構(gòu)組成的反饋控制系統(tǒng)。最常見(jiàn)的有電液位置伺服系統(tǒng)、電液速度控制系統(tǒng)和電液力（或力矩）控制系統(tǒng)。 4.2 圖1是一個(gè)典型的電液位置伺服控制系統(tǒng)。圖中反饋電位器與指令電位器接成橋式電路。反饋電位器滑臂與控制對(duì)象相連，其作用是把控制對(duì)象位置的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化。反饋電位器與指令電位器滑臂間的電位差（反映控制對(duì)象位置與指令位置的偏差）經(jīng)放大器放大后，加于電液伺服閥轉(zhuǎn)換為液壓信號(hào)（圖中A、B），以推動(dòng)液壓缸活塞，驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象向消除偏差方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)偏差為零時(shí)，停止驅(qū)動(dòng)，因而使控制對(duì)象的位置總是按指令電位器給定的規(guī)律變化。 4.3傳感器的選擇4.3.1位移傳感器的定義所謂位移傳感器，是利用各種元件檢測(cè)對(duì)象物的物理變化量，通過(guò)將該變化量換算為距離，來(lái)測(cè)量從傳感器到對(duì)象物的距離位移的機(jī)器。4.3.2 位移傳感器的分類(lèi)根據(jù)使用元件不同，分為光學(xué)式位移傳感器、線性接近傳感器、超聲波位移傳感器等。 A.光學(xué)式位移傳感器（智能傳感器ZX-L-N系列等）光源發(fā)出的光通過(guò)透鏡進(jìn)行聚光，并照射到物體上。 物體發(fā)出的反射光通過(guò)受光透鏡集中到一維的位置檢測(cè)元件（PSD）上。如果物體的位置（距離測(cè)定器的距離）發(fā)生變化，PSD上成像位置將不同；如果PSD的兩個(gè)輸出平衡發(fā)生變化，PSD上的成像位置將不同，PSD的兩個(gè)輸出平衡會(huì)再次發(fā)生變化。 如果將這兩個(gè)輸出作為A、B，計(jì)算A/（AB），并加上適當(dāng)?shù)睦€系數(shù)k和殘留測(cè)得的值不是照度（亮度），而是A、B兩個(gè)輸出的位移量，因此即使與測(cè)定對(duì)象物之間的距離發(fā)生變化，受光光量發(fā)生變化也不會(huì)受影響，可以得到與距離的差、位置的偏移成比例的線性輸出B.線性接近傳感器（智能傳感器ZX-E系列等）線圈中如通過(guò)交流電，則會(huì)產(chǎn)生磁通，如通過(guò)金屬對(duì)象物，則會(huì)在對(duì)象物中產(chǎn)生一種渦電流，發(fā)出磁通，防止這種變化。 其結(jié)果將使線圈的感應(yīng)發(fā)生變化。 這種感應(yīng)的變化量是線圈與對(duì)象物之間距離的函數(shù)，作為結(jié)果，能測(cè)量對(duì)象物的距離位移。 C.超聲波位移傳感器由送波器向?qū)ο笪锇l(fā)送超聲波，通過(guò)受波器來(lái)接收其反射波。通過(guò)計(jì)算超聲波從發(fā)送到接收為止所需的時(shí)間與音速之間的關(guān)系，來(lái)計(jì)算距離的方式。從以上可看出，我們選擇一個(gè)滑靴式線性接近傳感器。從圖3可知，正常刷洗時(shí)，件號(hào)8處于中位，使油缸6具有浮動(dòng)機(jī)能，由水平油缸6，糾偏器26，振動(dòng)刷頭(含馬達(dá)19)電器行程觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)、,以及支承上述零件Ogd,車(chē)機(jī)構(gòu)共同組成了機(jī)液伺服位置糾偏機(jī)構(gòu)。其原理如圖4。給定放大閥放大缸負(fù)載反饋圖4 控制壓力圖給定裝置是雪撬滑板式觸頭桿26(帶滑套彈簧復(fù)位)、觸頭位置b與行程開(kāi)關(guān)兩觸點(diǎn)間距離(a+b)的比例關(guān)系構(gòu)成機(jī)械放大系數(shù),，油缸輸出量的最大值 一為此雙作用平衡油缸活塞最大行程L的一半，用乘以反饋系數(shù),即等于閥芯最大行程需要指出的是，分析該機(jī)液位置系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，對(duì)滑閥芯的運(yùn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)是呈線性連續(xù)方式而實(shí)際系統(tǒng)的滑閥放大作用是開(kāi)關(guān)電磁鐵閥芯的運(yùn)動(dòng)方式。而機(jī)械反饋系數(shù) ，該系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)方塊圖為圖5，其相關(guān)參數(shù)開(kāi)環(huán)增蓋，開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)對(duì)給定值的閉環(huán)傳遞函數(shù)可見(jiàn)，系統(tǒng)穩(wěn)定工作的條件限制了開(kāi)環(huán)增益K的取值：，一般油缸相對(duì)阻尼系數(shù)0.10.2，故K23.58mm 合理強(qiáng)度滿足要求2.2豎直活塞桿穩(wěn)定性校核豎直活塞桿可看作兩端固定的壓桿來(lái)考慮，計(jì)算其臨界載荷，判斷其穩(wěn)定性活塞桿截面為圓形 =0.07mm兩端固定 u=0.5 =6.07 Mp =297Mp =214 Mp所以 活塞桿穩(wěn)定性是安全的3 液壓泵的選擇確定液壓泵的最大工作壓力式中 液壓缸或液壓馬達(dá)的最大工作壓力 從液壓泵出口到液壓缸或液壓馬達(dá)入口之間的管路損失。 的準(zhǔn)確計(jì)算要待元件選定并繪出管路圖時(shí)才能進(jìn)行，初算時(shí)可按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選?。汗苈泛?jiǎn)單，流速不大的，取=（0.20.5）Mpa;管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的，取=（0.51.5）Mpa. 在本系統(tǒng)中，最高壓力是液壓缸垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)：由系統(tǒng)圖可知，可取則液壓泵的工作壓力為：確定液壓泵的流量 多液壓缸或液壓馬達(dá)同時(shí)工作時(shí)，液壓泵的輸出流量應(yīng)為式中K系統(tǒng)泄露系數(shù)，一般取K=1.11.3；同時(shí)工作液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量。對(duì)于在工作過(guò)程中用節(jié)流調(diào)速的系統(tǒng)，還須加上溢流閥的最小溢流量，一般取系統(tǒng)最大流量發(fā)生在清掃護(hù)欄時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時(shí)，取泄露系數(shù)K為1.1，求得液壓泵流量：選擇液壓泵的規(guī)格根據(jù)以上求得的和值，按系統(tǒng)中擬定的液壓泵的形式，從產(chǎn)品樣本中選相應(yīng)的液壓泵。為使液壓泵有一定的壓力儲(chǔ)備，所選泵的額定壓力一般要比最大工作壓力大25%60%，故選用的泵的額定壓力范圍為：9.2511.9MPa選用液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率式中 液壓泵的最大工作壓力（Pa） 液壓泵的流量（） 液壓泵的總效率對(duì)于齒輪泵，總效率為0.60.7則液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率為：p=15.85Kw4 鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算馬達(dá)輸出軸與旋轉(zhuǎn)軸輸入軸采用鏈傳動(dòng)。以下為鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程。4.1鏈條設(shè)計(jì)1） 鏈輪齒數(shù)小鏈輪齒數(shù) 大鏈輪齒數(shù) 2） 實(shí)際傳動(dòng)比 3）計(jì)算功率 查表4）鏈條節(jié)距P選鏈接為05A，則節(jié)距p=85）檢驗(yàn)小鏈輪的軸孔直徑合適6）初選中心距要求在3050之間合適7）鏈節(jié)數(shù) =878）鏈條長(zhǎng)度9）理論中心距 =28242鏈輪設(shè)計(jì)1）小鏈輪分度圓直徑齒頂圓直徑取齒側(cè)凸圓直徑取2）大鏈輪分度圓直徑齒頂圓直徑取齒側(cè)凸圓直徑取三 供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)護(hù)欄清掃車(chē)的前方配以供水噴淋系統(tǒng)，可保證在汽車(chē)行駛過(guò)程中，對(duì)各式護(hù)欄的各方面進(jìn)行沖洗?？紤]采用垂直分布的四個(gè)噴嘴，每個(gè)噴嘴上有50個(gè)小孔，由一馬達(dá)帶動(dòng)水泵，水泵從水箱吸水自噴嘴以一定的壓