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目錄
第一章 研究背景及發(fā)展概況‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1
一 研究背景‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1
二 發(fā)展概況‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1
1 成型產(chǎn)品介紹‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥1
2 技術(shù)差距‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8
第二章 課題分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10
一 工作原理及主要機(jī)構(gòu)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10
二 設(shè)計(jì)要求‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12
三 方案討論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥12
1 底盤(pán)選用及整體布局方案‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 12
2 傳動(dòng)方案‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥17
3 運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)方案‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥22
4 糾偏系統(tǒng)方案‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥22
第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥25
一 刷箱及刷子的設(shè)計(jì)計(jì)算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥25
二 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥29
1液壓馬達(dá)的選用‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥30
2 液壓缸的選用‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥30
3 液壓泵的選擇‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥32
4鏈傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥33
三 供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥35
四 油箱設(shè)計(jì)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥36
五 擬定液壓系統(tǒng)執(zhí)行方案‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥39
結(jié)論‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥41
設(shè)計(jì)體會(huì)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥41
致謝‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥42
參考文獻(xiàn)‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥43
第一章 城市道路護(hù)欄清洗車(chē)的研究背景發(fā)展概況
一 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。可對(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?？砂醋o(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)用戶需要加裝高壓水泵、水槍，還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 1.76m3 外形尺寸 5910×2045×2380(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120～250 r／min。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。控制手柄均安裝于駕駛室，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3—4 km／h，一般為第一檔怠車(chē)速度即可。水罐的額定容量為2．3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，對(duì)從1978—1998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)；62．5kW。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省?0kW。其中，噴水系統(tǒng)離心水泵0.67kW。IZDB．35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6．3MPa，清洗速度工檔6km/h．9OOO。
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?。畤?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。可以說(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。用戶和廠家的想法往往相悖，用戶是買(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900~1000mm，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900~1000mm，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:
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)
CLW5141GSS
8200*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)（高速專用）
EQ1141G7D
8980*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)
HQG1103G
9010*2440*2655
東風(fēng)汽車(chē)公司朝陽(yáng)CY6102BZQ/
玉柴YC6105QC
180ps
東風(fēng)140多功能灑水車(chē)（柴油機(jī)）
EQ1092F19DJ
7350*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）
EQ1071G2ADJ3
7000*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)
EQ1061T14DJ2A
5600*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)
EQ1208GJ5
9840*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）
CA1060PK2A80
7000*2100*2480
解放公司柴油環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)CA4D32-12
120ps
東風(fēng)EQ153多功能灑水車(chē)
EQ1092FJ
7350*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）
EQ1032T51DJ3
6310*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80~210ps，車(chē)寬范圍1900~2500mm，而且其作業(yè)速度范圍在6~9km/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。
⑴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??；操作簡(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
⑵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2-5
2 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%以內(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??；
◆結(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，保持較好的清洗位置，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)：①體積小，重量輕，慣性小，可靠性好，輸出功率大；②快速性好；③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/（A＋B），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)0.1︿0.2，故K<(0.2～0.4) 。正因?yàn)榇?，K 值限量決定了機(jī)液位置系統(tǒng)精度不太高，但對(duì)清洗刷來(lái)講，此精度已足夠。根據(jù)計(jì)算與測(cè)定，缸固有頻率可選～100rad/s，開(kāi)環(huán)增益K=12 ～20，，．則系統(tǒng)閉環(huán) ，并可作階躍過(guò)渡響應(yīng)曲線。還可以進(jìn)一步討論系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能(略)?？傊畱?yīng)用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)分析法可設(shè)計(jì)出性能優(yōu)越的系統(tǒng)。
第三章 設(shè)計(jì)計(jì)算
一 刷箱及刷毛的設(shè)計(jì)
1 刷箱的設(shè)計(jì)
考慮采用箱形，刷箱的是在四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸外面的箱體，它的尺寸由刷毛工作時(shí)的展開(kāi)長(zhǎng)度及護(hù)欄的 本身高度確定，四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的布置示意圖如圖3.1和 圖3.2示。從而確定了箱體的基本尺寸，長(zhǎng)840mm，寬760mm，高1000mm.
圖3.1
圖3.2
其中箱體蓋的中心有一個(gè)孔，安裝有一個(gè)軸，這個(gè)軸上裝有鏈輪，與馬達(dá)的輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器相連。另外，由于是一個(gè)馬達(dá)輸出帶動(dòng)四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)，則四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸在箱體上都有孔，裝有軸承，與外面的軸連接，軸上安有鏈輪。
旋轉(zhuǎn)軸采用空心管，外徑為45mm,內(nèi)徑為40mm，長(zhǎng)1050mm.
由一個(gè)液壓馬達(dá)輸出，帶動(dòng)四軸旋轉(zhuǎn)。為清洗徹底，滾刷清洗時(shí)的線速度要大于車(chē)輛前進(jìn)時(shí)的行駛速度，因此轉(zhuǎn)速有一定的限制。因此馬達(dá)的輸出軸和旋轉(zhuǎn)軸之間存在功率傳遞和轉(zhuǎn)速比分配問(wèn)題，特設(shè)計(jì)此鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它由馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩，帶動(dòng)與馬達(dá)輸出軸相連的軸，再通過(guò)兩個(gè)鏈傳動(dòng)，帶動(dòng)四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。
2 毛刷的設(shè)計(jì)
根據(jù)毛刷的工作要求，毛刷選用國(guó)產(chǎn)的尼龍66做成的尼龍絲均布在旋轉(zhuǎn)軸上，分布間隙為0.2，其彈性模量
⑴．尼龍絲個(gè)數(shù)N的確定可采用先把整個(gè)軸按高度分層，再求每個(gè)層的尼龍絲個(gè)數(shù)。
具體計(jì)算如下：
初定旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)徑，長(zhǎng)度,尼龍絲的直徑為4mm,以間隙0.2分布在其上：
a.軸的一圈上尼龍絲的個(gè)數(shù)n
b.旋轉(zhuǎn)軸上分布的尼龍絲層數(shù)f
則：尼龍絲的總個(gè)數(shù)N為：
⑵.旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)工作時(shí)，清洗護(hù)欄的尼龍絲發(fā)生變形，其發(fā)生變形的尼龍絲在旋轉(zhuǎn)軸清洗一周時(shí)，從OA到OC,其變形如圖3.3示：其中最大變形時(shí)，護(hù)欄離旋轉(zhuǎn)軸的中心距離為17mm。
圖3.3
即OA=OC=20mm,OB=17mm
那么在這一瞬間發(fā)生變形的尼龍絲個(gè)數(shù)為：
⑶從任一根軸上抽取一根尼龍絲作為研究對(duì)象如圖3.4示：
圖3.4
可假設(shè)尼龍絲是一個(gè)懸臂梁，在自由端受集中力F作用，可用如圖示的撓度公式求解尼龍絲所受的力F。
而此時(shí)：
尼龍絲的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I為：
即
⑷假設(shè)尼龍絲在與護(hù)欄相接觸的過(guò)程中，都發(fā)生最大變形，則在一根旋轉(zhuǎn)軸上，參與變形的尼龍絲個(gè)數(shù)與F之積為刷洗裝置要工作，液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所提供的徑向力。則總的徑向力為：
此時(shí)旋轉(zhuǎn)軸的力矩M為：
（其中r為護(hù)欄離中心的距離）
液壓馬達(dá)的選定
知道了旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)扭矩M，而旋轉(zhuǎn)軸由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。其中液壓馬達(dá)帶動(dòng)四個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。
由
其中：取，為馬達(dá)的初步額定壓力；
q為液壓馬達(dá)的排量
則
另外，旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)尼龍絲旋轉(zhuǎn)而清洗護(hù)欄，那么清洗護(hù)欄時(shí)尼龍絲的線速度要大于車(chē)的行使速度。理論上當(dāng)灑水車(chē)低速行駛時(shí)，可提高護(hù)欄的清潔度。清洗速度定在6Km/h，那么以車(chē)速為6Km/h計(jì)算，那么尼龍絲工作時(shí)的線速度應(yīng)大于6Km/h，即可取尼龍絲工作時(shí)的線速度為1.8m/s.
則旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速應(yīng)為:n=86r/min.
那么液壓馬達(dá)的流量：
此時(shí)液壓馬達(dá)的輸出功率N為
由以上結(jié)論可看出，此液壓馬達(dá)是一個(gè)低速大扭矩馬達(dá)。根據(jù)其要求，可選濟(jì)寧信發(fā)有限公司生產(chǎn)的盤(pán)配油液壓馬達(dá)8Y系列，其具體參數(shù)如下：
排量q——985ml/r,
轉(zhuǎn)速n——額定300RPM 最大350RPM
流量——額定300LPM 最大340LPM
扭矩M——額定2200NM 最大3200NM
壓力——額定 16MPa最大25MPa
允許最大背壓 7Mpa
此時(shí)液壓馬達(dá)的實(shí)際參數(shù)為：(?用額定值計(jì)算)
流量
輸出功率
⑸分析
查看所有灑水車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率，分布在95馬力到200馬力之間，為了保證此護(hù)欄清洗裝置在所有灑水車(chē)上的通用性，取發(fā)動(dòng)機(jī)最小功率95馬力，即70Kw.
取力器從發(fā)動(dòng)機(jī)上取力，在不影響整車(chē)性能的情況下，從發(fā)動(dòng)機(jī)上所取的功率必須小于原發(fā)動(dòng)機(jī)功率30%，即可從這里取出的最小功率為：21Kw。傳動(dòng)過(guò)程中有少部分功率損耗。從以上選取的液壓馬達(dá)，可看出設(shè)計(jì)過(guò)程中所取參數(shù)不合理，導(dǎo)致液壓馬達(dá)所需功率太大。無(wú)法工作。
從以上求解液壓馬達(dá)所需功率的過(guò)程逆推，一些設(shè)計(jì)參數(shù)一定，例如旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速。綜合可得，單個(gè)尼龍絲工作發(fā)生變形時(shí)所需工作力太大。由，且可看出，減小尼龍絲的直徑d，可以減小F，從而減小液壓馬達(dá)所需要的功率。
⑹故重新選取尼龍絲的直徑d=3mm.
根據(jù)以上設(shè)計(jì)過(guò)程重新求解可算出，當(dāng)d=3mm時(shí)，液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)所需的功率N=11.7Kw.經(jīng)校核，滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的總功率輸出要求。
二 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)液壓系統(tǒng)的要求
⑴清洗裝置水平運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，停止時(shí)沒(méi)有沖擊現(xiàn)象。
⑵清洗裝置垂直運(yùn)動(dòng)停止時(shí)應(yīng)有平衡回路防止刷箱裝置因自重而下降。
⑶毛刷清洗時(shí)，與護(hù)欄能合理避讓；清洗時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸馬達(dá)，噴水馬達(dá)和位置糾偏器同時(shí)工作，實(shí)現(xiàn)清洗。
⑷為保證系統(tǒng)安全，在不清洗時(shí)，應(yīng)有泄荷閥。
液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參數(shù)
⑴下降的最大距離為1.1m,設(shè)定運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)為10s
⑵水平推出的最大距離為1.2m ,設(shè)定運(yùn)動(dòng)時(shí)間為5s
⑶清洗時(shí)，旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速為86r/min
⑷清洗時(shí)，灑水車(chē)的水箱滿足要求，且噴水合理。
1 液壓馬達(dá)的選用
液壓馬達(dá)的性能參數(shù)為：
排量q=510ml/r
扭矩
液壓馬達(dá)的選定
由以上結(jié)論可看出，此液壓馬達(dá)是一個(gè)低速大扭矩馬達(dá)。根據(jù)其要求，可選濟(jì)寧信發(fā)有限公司生產(chǎn)的軸配油液壓馬達(dá)BM4，其具體參數(shù)如下：
排量q——625ml/r,
轉(zhuǎn)速n——額定160RPM 最大200RPM
流量——額定100LPM 最大130LPM
扭矩M——額定700NM 最大825
壓力——額定 10MPa最大12.5MPa
允許最大背壓 7Mpa
此時(shí)液壓馬達(dá)的實(shí)際參數(shù)為：(?用額定值計(jì)算)
流量
輸出功率
2 液壓缸的選用
根據(jù)所需行程及安全性要求，查表選DG-J50C-E1缸。
其活缸的內(nèi)徑為50mm，
活塞桿直徑28 mm
活塞行程1200mm
強(qiáng)度校核
2.1油缸活塞桿強(qiáng)度校核
當(dāng)機(jī)構(gòu)處于工作位置時(shí)，活塞行程達(dá)到最大，此時(shí)活塞桿受力情況最?lèi)毫?，其受到的彎矩最大?
對(duì)活塞桿作受力分析，如下圖所示
F=G=
=3567N
端部所受彎矩M=
=
=1962
軸徑dmm
因此選軸徑d=28mm>23.58mm 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
⑴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=（0.2～0.5）Mpa;管路復(fù)雜，進(jìn)口有調(diào)速閥的，取=（0.5～1.5）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：
⑵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=1.1～1.3；
——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：
⑶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：9.25～11.9MPa
選用
⑷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0.6～0.7
則液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率為：p=15.85Kw
4 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=8
5）檢驗(yàn)小鏈輪的軸孔直徑
合適
6）初選中心距
要求
在30～50之間合適
7）鏈節(jié)數(shù)
=87
8）鏈條長(zhǎng)度
9）理論中心距
=282
4．2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。
考慮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