滚筒式城市道路栅栏清洗机设计

目录

摘要………………………………………………………………………………1

关键词……………………………………………………………………………1

1 前言……………………………………………………………………………1

2 国内外现状……………………………………………………………………2

3 设计方案的确定………………………………………………………………2

3.1 整机方案的确定………………………………………………………… 3

3.1.1 整机特点…………………………………………………………… 4

3.1.2 动力选择…………………………………………………………… 4

4 工作头部分设计计算……………………………………………………… 5

4.1 道路栅栏清洗工作头设计方案的确定………… … …… ………… 5

4.2 清洗滚筒设计…………………………………………………………… 7

4.2.1 滚轴的设计计算…………………………………………………… 8

4.2.2 毛刷的排列………………………………………………………… 10

4.2.3 毛刷的材质……………………………………………………… 10

4.3 滚刷轴承型号的选择计算…………………… ………… ………… 10

4.4 变速机构的设计……………………………………………………… 11

4.4.1 齿轮轴的设计……………………………………………………… 13

4.4.2 第二轴的设计……………………………………………………… 14

4.4.3 轴的轻度校核……………………………………………………… 15

4.5 规避机构的设计计算…………………………………………………… 15

4.5.1 承受变载荷的圆柱旋转拉伸弹簧设计………………………… 16

4.6 洗系统的设计………………………………………………………… 17

4.6.1 高压喷水管设计…………………………………………………… 17

5 吊臂的校核计算…………………………………………………………… 18

6 结束语……………………………………………………………………… 18

参考文献……………………………………………………………………… 19

致谢…………………………………………………………………………… 20

附录…………………………………………………………………………… 21

滚筒式城市道路栅栏清洗机设计

学 生：郑 奎 指导老师： 全腊珍

(湖南农业大学东方科技学院，长沙 410128)

摘 要：本设计是通过液压传动，电器控制来实现运动的。开篇分析了城市栅栏清扫机

的集中常见方案，通过比较选定方案。对清洗机工作部分进行分析，并运用动力学，机械原理等有关知识对某些重要零件做了准确的强度校核及设计整个机械实现运动的机构与零件各部分。其中对清洗系统、规避机构等做了较详细的分析，并做了较简单的校核。

关键词：清洗滚筒；变速机构；规避机构；升降机构

Drum fence cleaning machine is designed for urban roads

Student: Zheng Kui Instructor: Quan Lazhen

(Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)

Abstract：The design is to achieve movement through the hydraulic transmission, electrical

control. Begins with analysis of the urban fence sweeper centralized common program by comparing the selected program. To analyze the working part of the washing machine, and some important parts to do the exact strength check and design the entire mechanical movement of bodies and parts of the various parts of the knowledge of the use of dynamics, and mechanical principles. Cleaning system, to avoid institutions, which do a more detailed analysis, and to do a simple check

Key words：Cleaning roller; speed change mechanism; circumvent institutions; lifting mechanism

1、前言：

想起环卫工人，人们脑海中总会容易浮现这样的一幅画面：马路上，戴着口罩，拿着大扫帚和抹布，顶着烈日工作。如今，在北京，上海，广州等发达城市，人们在街上看到的不再是环卫工人在工作，而是越来越多的环卫机械露面了。 随着社会经济的发展，人们对生活环境要求越来越高了，在人口集中度很高的城市，垃圾的处理水平代表了一个城市的经济发展水平和文明程度。以广州为例，目前广州大部分的家庭生活垃圾收集率达到45%左右，广州每天产生5000多吨，绝大部分市实现袋装收集，压缩中转，密封运输，据了解：广州环卫机械化程度

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已经达到80%，比建设部要求的40%的标准高出一倍,我国环卫车辆经过30多年的努力，从无到有，从局部使用到大量推广使用，基本形成了一个品种比较齐全，技术水平较高的新兴产业，全国约有100余家各类厂家生产的环卫车辆，为环卫系统提供了大量装备，改善了工人的劳动条件，提高了城市现代化管理水平。我国垃圾处理设备起步较晚，经过十多年的努力，虽已有了一定的基础，但与国外相比尚有一定差距,扫路机在90年代前都是国内自行研制生产，品种少、技术性能不高。90年代后，在引进、吸收国外先进技术的基础上，开发生产了大、中、小型多种扫路机，基本型式为吸扫结合，使我国扫路机达到了比较先进的技术水平。主要生产厂家有长沙的中标公司，扬州的船舶集团公司、沪州机器厂、天津扫地王公司、北京天路通科技有限责任公司等。国内生产的各种扫路机基本上满足了国内市场需要，已很少进口。

雪后留心的市民在出行中注意观察的话可以看到，由于气温逐渐回升，快行道上布满融化的残留冰水，由于机动车的飞溅导致道路中央洁白的隔离护栏污浊变色，与周围的环境不协调，影响市容市貌。为了让精美漂亮的护栏洁白如初，确保市容环境干净整洁。

在公路交通中，广泛采用了隔离栅栏的物理隔离方法，使不同车种。不同行驶方向的车辆以及人车分离，以确保交通安全。由于机动车辗压道路污水，灰尘，致使道路栅栏污浊变色，与周围环境不协调，影响市容。由此带来了栅栏的清洗问题，过去由人工清洗，动作缓慢，效率比较低，同时既带来了清洁工人自身的人身安全问题，阻碍交通。为此专门开发研制了道路隔离栅栏清洗车，极大的提高了清洗效率，保障了清洁工人的人身安全，美化了市容，这种清洗车的开发给城市清洁工作带来了极大的方便，有非常广阔的开发前景。

2. 国内外研究现状：

在我国的大中城市道路栏杆大部分是铁栅栏，由钢管，钢筋或铁条焊接而成，多段（节）栅栏采用焊接或者螺栓连接而成，铁栅栏与路面固定或者做成带底盘的可移动的、式的，栅栏高度约为1—1.5不等，长度长达数千或者数万米，形状各异，主要用于快车或慢车道，上行或者下行的隔离栅栏，目前城市道路栅栏有三种清洁方式：

（1） 人工清洗方式，劳动强度大，效率低，成本高，危险性高，影响市容； （2） 利用洒水车的消防龙头冲洗栅栏，这种方式耗水量大，效果差；

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（3） 刷涂新漆，应付每年的文明城市达标或者评比检查；

国内的一些栅栏清洗机大多数采用单边滚筒式滚刷工作；工作效率不高，而且不能同时对栅栏两边进行清洗。

国外的发达国家，荷兰等国栅栏清洗机方面已经进入人工智能阶段化、数字化方向发展，由单一的作业功能特征向集作业、信息、监管为一体的综合功能特征方向发展，使国内环卫装备水平满足现代化国际大都市发展的需求，并建立起具有一流技术、符合中国国情的环卫作业装备系统,２０世纪８０年代末以来，我国环卫车辆的研发机构、改装生产企业通过引进、消化、吸收国外先进技术，加快了国产环卫车辆新产品的研发和生产，使国产环卫车辆的技术装备水平得到较快发展和很大提高，改变了传统的环卫作业方式，由人工作业向机械化、半机械化方向发展，环卫车辆的装备技术由简易型向技术密集型方向发展, 目前存在的主要问题是，垃圾处理设备生产还没有形成像环卫车辆那样一个产业，缺少专业生产厂家，只是根据订货临时寻找某个生产厂家组织生产，不利于产品性能的提高和垃圾处理设备产业的形成。

3. 设计方案的确定：

3.1 整机方案的确定：

本机是通过液压臂悬挂于BJ1059VCJD6—2清洗车上，由液压升降机构自由调节高度，并配备规避装置，高压清洗系统，能有效的对道路栅栏清洗机的道路栅栏清洗机，其整机工作样式图如下：

图1主要技术性能参数表

Table 1 the main technical performance parameters table

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外形尺寸 70*120*160 最大清扫速度 5km/h

底盘型号 奥铃BJ1059VCDJ6—2 最大清扫能力 500mh

副发动机型号 五十铃柴油机 不锈钢水箱容积 800L

最高行驶速度 95km/h 垃圾箱底部型式 平底

最大清扫宽度 1.5m 满载最大质量 5200kg

3.1.1整机特点

（1）.采用液压式悬挂式侧前置栅栏清洗机工作头中置四盘刷—后置吸嘴并在吸嘴内设置卧扫的扫，吸工作装置总体结构配置形式，并具体有清晰效率高，清洗宽度大，清扫速度高，扫净度等优点。 （2）.各部分清扫独立或联动工作。

（3）.清扫具有自动避让保护功能和自动复位功能，滚筒转速可根据各种不同清扫工况调速选择度高，中，低三档。

（4）.液压系统有副发动机取力和汽车动力分别控制，方便使用和维修； （5）.洒水系统通过本身的废水回收系统能有效克服清洗作业时产生二次污染；

（6）.液压式系统通过采用叠加式电磁换向阀向阀组高度集中而成。 （7）.控制开关集中安装在驾驶室内，所以电控操作可以在驾驶室内完成。

3.1.2动力选择：

液压式：操作力大，体积小，动作平稳，其特点是漏油会影响系统的工作性能，液压油的粘度对温度的变化敏感；

气动式：气源方便，维护简单，易于获得高速度，其缺点是操作力有限，体积大，

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空气压缩性大，速度难控制困难，动作不平稳，控制有滞后现象；

电动势：动力源方便，操作力较大，其缺点是需要设置减速机构，结构复杂，或许要特殊电机驱动；

综上所述本设计选用电动式驱动装置。

本设计是道路栅栏清洗机采用动力是柴油机，柴油机动力型号是Deutz BF4M1013C,该柴油机采用水冷式对发动机进行冷却，额定功率为112KW，最大扭矩为570Nm,额定转速为2300/min,副发动机采用的是五十铃技术的柴油机,额定功率为25KW，额定转速为3000r/min 冷却方式为水冷。

经过试验清洗刷清洗灌刷对栅栏的正压力为F=200N 。磨檫系数f取0.2则磨檫力为40N

因有四个滚刷故磨檫力F=160N滚刷转速设定为900r/min，其清洗速度V=5.0m/s. 则其所需功率：

FV160N*5m/s P=??0.8KW （1）

10001000故选用J04-21-2功率为1.5KW，电压220V转速n为2860r/min重量的电机

4 工作头部分设计及其计算

4.1 道路栅栏清扫机工作头设计方案的确定

本人设计的清洗头所需采用的是四滚筒，电力驱动双边清洗，能自动调节并配液压提升机构车载道路式栅栏清扫机其整机工作原理图如下：

图2清洗机工作头工作原理

1电动机 2变速箱 3滚筒刷 4 规避装置

1. motor 2. gearbox 3. roller brush 4. circumvention devices

Figure 2 washing machine head works

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旋转刷洗系统主要有变速机构，规避装置，滚刷轴，毛刷组成，通过安装在清洗头上的电动机，通过变速箱带动滚刷旋转。

压力冲水系统由水泵，软管，压力表以及喷管等部件组成，喷管固定在框架上部，自上向下喷洗栅栏杆，喷水系统有三个作用：首先它是对栏杆进行冲洗，出去栏杆上的浮尘，然后对栏杆进行预润湿，接着是配合旋转毛刷的刷洗工作，最后冲去毛刷刷掉的赃物。

在对栅栏清洗头的开发中，关键是专用装备------清洗刷的设计，根据清洗刷的工作原理及结构可以分为盘刷式清洗刷，滚筒式清洗刷，滑块式清洗刷，根据清洗刷的工作方式等形式。

盘式清洗刷如图1所示，清洗刷旋转轴和栅栏垂直，刷毛的排列方式方向与旋转轴平行，

图3 盘式清洗刷

Figure 3 disc cleaning brush

滑块式清洗刷结构如图2示，清洗刷上下移动的平面和栅栏杆式平行的，刷毛的排列方向垂直。

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图4 滑块式清洗刷 Figure 4 slider cleaning brush

滚筒式清洗刷的结构如图3所示，清洗刷的旋转和栅栏平行，刷毛排列方向和旋转方向垂直；

图5滚筒式清洗刷

Figure 5 roller cleaning brush

通过比较盘刷式清洗刷，滑块式清洗刷，滚筒式清洗刷等的优缺点，经过考虑，本设计采用滚筒式清扫清洗刷。

滚筒式清洗刷主要大部分用于各种高级公路栅栏的快速清洗工作，基本配置采用自行式底盘，以液压等辅助设备，辅助以射水清洗，预湿，清洗等工作，单向行使但是同时双边作业作为设计思想，整机有清洗效率高，自动化程度高，工作比较可靠，机动性能比较好和操作方便，维修简单等优点。

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护栏清洗机中滚刷是其主要的工作执行机构，滚刷的直径是30CM，滚刷通过的一级齿轮带动向前行驶，利用刷子的强磨檫力和附加的高压射水冲洗双重作用，使附着在栅栏赶上的污垢和灰尘得到彻底的清洗，化市容环境。

4.2 清洗滚筒的设计计算

大，中城市的道路栅栏杆大部分都是铁栏杆，有钢管，钢筋或者铁焊条焊接而成，多段（节）栅栏高度1—1.5m不等，故本机整体高度1.6m.因考虑到本机体机等因素，毛刷的直径选择0.3M的，滚涌直径选用45号钢。 如图所示:

图6滚刷

Figure 6 Gunshua the

4.2.1 滚轴设计计算：

因本轴受的弯矩不大，则用降低许用压力的办法予以考虑，在轴的机构设计时，通常用这种方法初步估算周径。轴的转矩强度条件为

T?WT9550000.2dPn?2.93?[?]MPa (2)

T3 ?T?式中?T----扭转切应力Mpa； T----轴所受的扭矩，N?mm；

WT---轴的抗扭距截面系数，mm2;

n------轴的转速，r/min; p------轴传递的功率，KW； d------计算截面处轴的直径，mm；

[?]??许用扭转切应力，Mpa见表15-3.[16』

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表2轴中集中材料的[?]T及A0值 Table 2 shaft centralized material and A value

轴的材料

Q235-A 20

Q275 35 （1Cr18Ni9Ti）

45

40Cr 35SiMn 38SiMnMo 3Cr13

[?]T(MPa)

15～25

149～126

20～35

135～112

25～45

126～103

35～55

A0

112～97

由上式可得轴的直径： d?39550000P95500003PP?3??A03mm?22.6mm (3)

0.2[?]T?n0.2[?]Tnn式中A0=39550000，查表15-3

0.2[?]T故取30mm 符合要求

应当指出，当轴截面积上开键槽的时候，应增大轴径以考虑键槽对轴的强度削弱，对于直径d?100mm，有键槽的时候，周经增大5%--7%，然后将轴圆整为标准直径。

滚刷装配时只需对连接的中的螺栓施加较小的预紧力，所以不考虑预紧力和螺纹磨檫力的影响，故螺栓连接的挤压强度为 ?P?螺栓杆的剪切强度为 ??4FSFs?[?P] (4)

d0LMIN?d02?4?200?2.55?[?] (5) 23.14?10式中Fs为螺栓所受的工作剪力，N; d0为螺栓剪切力的直径，mm LMIN为螺栓与孔壁挤压面的最小高度，mm Lmin?1.25d0; [?p]为螺栓或者孔壁材料的许用挤压力，Mpa；见机械手册『16』

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4.2.2 毛刷的排列

如图12所示，清洗刷旋转与栅栏平行，刷毛排列方向与旋转方向垂直

图7毛刷的排列 Fig 7 brush arrangement

4.2.3 毛刷的材质

刷毛的材料采用塑料，镶嵌的方式镶嵌在滚刷轴上。

4.3 滚刷轴承型号的选择和计算

工作提条件：由成本及工作环境决定选用角接触球轴承，轴承径向载荷Fr=300N 轴向载荷F

?=200N,轴承转速n=900r/min，装轴承处的轴径直径可在

30mm—50mm，范围内选择旋转时有轻微的冲击，预期计算奉命Lh=5000h 求比值:

F?200??0.67 (6) FR300F??e Fr根据机械手册，角接触球轴承的最大e值为0.56，故此时

. 初步计算当角动载荷中: 由p=fp(xFr?YF?)

查设计手册，f0=1.0---1.2, 取fp=1.2; X=0.56 Y 值需要在已知型号和基本额定静载荷C0后才能求出，先暂时选金似中间值，取Y=1.5 则： P?1.2?(0.56?300?1.5?200)N?561.7N 求轴承应有的基本额定功率动载荷值：

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C=P?60nLH600?60?5000?562??3175N (7) 661010按照设计手册选择C=1.68×104N的7206AC轴承，此轴承的基本额定静载荷C0=1.22×104,验算如下:

（1） 求相对轴向载荷对应的e值与Y值，对角接触球轴承取f0=14.6,则相对轴向载荷为

f0F?14.7?200??0.296，在表中介0.172---0.345 之间，对应C010000的e值为0.19—0.22，Y值为2.30—1.99 （2） 用线性插值法求Y值： Y?1.99?(2.30-1.99)?(0.345-0.294)?2.06 (8)

(0.345-0.172)故X=0.56 Y=2.06 （3） 求当量的动载荷P:

P=1.2×(0.56×300+2.08×200)=700.6 验算7206AC角接触球轴承完全满足工作要求。

4.4 变速机构设计

(1)滚筒刷的转速可以根据已知的清洗速度V=3—5m/s，滚筒的半径R=0.15m，再由公式计算；W=V/R=9.3rad/s即n2=1.48r/s 已知电动机的转速n=2860r/in

根据清洗效果图分析取滚筒的转速n2=15r/s则i=轮减速器如下图所示：

n?3.18,故选用一级圆柱齿n2

图8变速箱 Figure 8 gearbox

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选择齿轮材料以及确定的许应力为：小齿轮用40Cr，渗碳淬火，齿面硬度为260HRC，大齿轮选用45号钢，调质，齿面的硬度为225HBS。 查阅机械设计手册得 ?HLim=700Mpa ?HLim=570Mpa, ?HLim=240Mpa ?HLim=190Mpa

SH=1.1,SF=1.3 于是许应力为： [?H]=?HLim1/SH =700/1.1=636(Mpa)；

[?H]=?HLim1/SH =570/1.1=518(Mpa)；

[?H]=?HLim1/SF=240/1.3=185(Mpa)；

[?H]=?HLim1/SF =240/1.3=185(Mpa)

[?H]=?HLim1/SF=190/1.3=146.1(Mpa)

(2) 按齿轮弯曲强度计算设计：选8级精度齿轮，查表取载荷系数K=1.4，

?a?0.4尺宽系数 小齿轮的传递的转矩： T1==9.55?1016P1.5?9.55??5.08?1013(N?mm) （9） n12860在减速器中，齿数比u=i=3.18.中心距

3335KT13351.4?5.08?1023（u?1）（）?(3.18?1)?3()??55.6（10） ???H??u5580.4?3.18取Z1?18，则Z2?iZ1?3.18?18?57.2，则Z2?58，则模数

M=

2?2?55.6??1.46 （11）

Z1?Z218?58圆整为表准值，取m=2mm，确定中心距：

m2 ??(Z1?Z2)?(18?58)?76(mm) （12）

22齿宽： b=????0.4?76?30.5(mm)

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取： b1=35mm b1=32mm (3）校核齿轮弯曲强度：由机械设计手册查得『4】Y

YS2=1.74

F1=2.87 Y

F2=2.35

齿轮弯曲强度（按最小齿计算）

?F2

2KT1YS1YS22?1.4?5.08?103?2.85?1.54???27.07(MPa)?{?F}1 （13） 22bmZ132?2?18?F2??F1YF2YS22.35?1.74?27.09? ?25.24（MPa）?{?F}2 （14）

YF1YS12.85?1.54(4）计算齿轮的圆周速度：

???d1n160?1000（15） ?5.39(m/s)

查表可知，选用8级精度的齿轮是合适的。

4.4.1 齿轮轴的计算

选择轴的材料，并确定许应力为：选用45号钢调质处理，查机械手册得强度极限?B=600Mpa 许用弯曲应力[?-1b]=55Mpa C=110{13] 确定输出端直径：按钮转强度估算轴的直径，则： d=C3P1.5?1103?8.85mm （16） n2860考虑轴上有键槽，将轴的直径增大5%，则： d=8.85?（1?5%)?9.29mm

此段轴的直径和长度应与联轴器相符，联轴器选用TL2型弹性圈柱銷联轴器，其轴孔直径为14mm，与轴的配合长度为32mm ，故轴的输出直径应取14mm.

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图9高速轴

Figure 9 high speed shaft

4.4.2第二轴的设计：

选择材料，并确定许用应力：选用40Cr正火处理，查机械手册【4]得强度极限

?B=800Mpa 许用弯曲应力[??1b]=75Mpa C=110

确定轴输出直径：按照扭曲强度计算输出直径 其n2?n12860??899.23r/min i3.18P1?110?3?11.40mm… （17） n899.23 d=C3考虑到轴上有键槽，将其直径增大5%，则： d=11.40+(1+5%)=11.94mm 取整d=12mm 如图所示：

图10低速轴

Figure 10 Low-speed shaft

此段轴的直径和长度应与联轴器相符，联轴器选用TL2型弹性圈柱销式联轴器，

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其轴孔直径为12mm ，与轴的配合长度为32mm，故轴的输出端直径取12mm .

4.4.3轴的轻度校核

(1）由于轴主要是承受转矩，弯曲变形可以忽略不计，所以，按钮距计算：

T9.55?106P??[?] (18) ??3WT0.2dn查表得[?]=30MPa{14}

式中：?为轴的扭切应力，Mpa；T为转矩，N?mm，Wt为抗扭距界面系数，mm3为对圆截面轴Wt=

?d316?0.2d3;P为传递的功率，KW；n为轴的转速，r/min ；d

为轴的直径，mm; [?]为许用应力，Mpa.

选用45号钢调质 查机械手册得C=110『14』 将公式变为： d?3

所以，所选轴合格。 (2）第二轴的校核

查选用45号钢 调质 查机械手册得 C=110『14』表[?]=40Mpa d?C3所以所选轴合格。

P1.5?110?3?13.05mm?{?}1 （20） n889.379.55?1060.2[?]3PP1.5?C3?110?3?8.85mm?[?] （19） nn28604.5机构的设计及其计算

事件证明，刷毛旋转伸开半径的1/3-1/2时清晰的效果最好，H过大时就会使毛刷脱离栅栏表面，失去作业技能；H过小又会增大消耗功率，甚至出现滚刷卡斯机架或者损坏现象。怎样去保证H的值是关键。

考虑到作业时的作业机构整体布局和安装维修方便，滚刷规避机构设置在前臂或者后臂之间的位置上，规避机构的工作是通过弹簧来实现的是H值得到迅速恢复，从而达到恒定滚刷栅栏表面的正压力的目的。

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在初始状态下不全展开的时候，经试验测定滚刷对栅栏表面的正压力为150—200N 即F=150—200N 。

这里的F ，就是初始状态下用于规避机构与P相平衡的力是设计规避机构的重要的依据。前臂用L1表示，后臂用L2表示滚刷转动。

设定初始状态下前后臂之间的夹角??30?，I=30mm L=50mm F=200N 则由公式1?f?L?F可计算出发f=333.8N

根据f选用的合适的规避装置

图11规避机构 Fig 11 evasion mechanism

4.5.1承受变载荷的圆柱旋转拉伸弹簧设计 具体的设计方法和步骤如下：

(1)根据工作状况具体条件选定的材料，并查取机械性能数据。 (2)选择旋绕比C?5—8并查表『14』算出补偿系数K值。

(3)弹簧螺旋伸角?，对于圆柱螺旋压缩一般取5?--9?范围内选取。一般右旋。

(4)初选弹簧丝的直径d，有公式：

d?1.6PMAXKC （21） [?]因弹簧在一般的载荷工作环境下，可按第Ⅲ类弹簧来考虑。现在选用Ⅲ组碳素弹簧钢丝。并在根据D-D2?22--18?4mm，故取弹簧直径为3.0，暂时选

?B=12757MPa,且可知{?}=0.5?1275,5.2根据强度条件计算弹簧钢丝直径

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现在选取旋绕比C=6， 则有：

4C-10.6154?6-1 K= ???1.26 （22）

4C-4C4?6-4

由上式可得 d?1.6P,MAXKC[?]?1.6333.4?1.25?6?3.15 (23)

637.5 改取d=3.2mm 查{14}得?B=1176Mpa, [?]=0.5?B=588.4Mpa ，取D2=18 C=18/3.2=5.625 计算得K=1.253 ，于是有 D?1.6PMAXKC333.4?1.253?5.625?1.6?3.17mm （24） [?]558.5 上值与估计取值相近，弹簧钢丝标准直径d=3.2mm（与计算值3.19仅差0.6%可用）所得尺寸与问题中的限制条件相符，合适 弹簧的圈数可根据空间的大小选取n=10

4.6 清洗系统的设计

水泵的选择与本机所配备的副发动机相匹配输出的高压水输送到清洗工作头，压力控制通过阀门。 4.6.1高压喷管选用 (1）喷水系统的工作要求

水流冲击对物体时产生的一定的打击力，水流速度越高水流量越大，打击力越大，对栏杆的清洁效果也就会愈好，当水压小于1Mpa时，只能冲掉栅栏上的浮尘，粘着力小较强的痰迹或者其他的硬物垃圾不能被冲洗掉，当水压大于2Mpa时，不仅可以冲洗掉栅栏上的粘着力比较小的赃物，还能冲洗掉粘着力比较强的痰迹等垃圾，当水压进一步伸高时，超过3Mpa时，清洁效果较好，但能够剥离粘着力比较小的油漆，同时水流较大，对操作人员和路上行人有一定的危险性，不宜采用，本实验采用两种工作水压：08Mpa 2.0Mpa 有车载系统水泵提供。 (2）喷管的分布设计

喷管是喷水系统中的执行部件，喷水管平装在框架上部，超过栏杆上端约0.3m .喷管上布置一定数量的喷嘴，自上而下喷水，冲掉栅栏上的赃物或者浮尘。 喷管上的喷嘴布置原则是，喷管前端（以汽车前进方向为前，集中布置一组喷嘴，对栏杆上进行预湿和对栏杆上的赃物进行冲洗，耗水量占总水量的60%左右；喷管中部分均布赃物布置几只喷嘴，配合毛刷的刷洗工作；喷嘴后部的几只喷嘴冲洗掉旋转毛刷刷掉的赃物。

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(3）废水的回收是通过装载在车上的真空吸力泵安装在清洗头的头部，动力仍然有副发动机提供动力， (4）高压喷管的选用

管仲水流的压强P=2MP它作用在半径为D为L的管内圆珠臂上的圆柱面上，设管的断裂指出张力为FX,按照公式可得：

FXL?FY?PDL (25) 在壁厚为??FXPD (26) ?2L?2?只要?小于棺材的许用应力，则在正常的情况下，管子就不会破裂。

喷头喷射角30?成扇形，喷头的链接可以相爱用螺纹，或者焊接，本设计所用喷头均采用铜焊接与高压水管连接。喷头按要求选用。

5．吊臂的校核计算

本机设计的整机重量约140㎏，即G=130×10=1300N=1.3KN

N???[?]普通钢材的许应力为[?]=150Mpa

A则要求A?N[?]故挂壁的直径要大于算得值，因考虑一些其他的地方的要求挂壁

轴直径D=30mm

估算变速箱的重量为10㎏，则F=G=100N

4?1.3?100根据公式 ??（27） ?16.54?[?](MPa) 2??10由上式分析计算可知螺钉来连接即可。

具体的设计见《道路栅栏清洗机机臂的设计计算》—陈胜利

6. 结束语

通过这次的设计，是我对多学的知识有了更深刻，更新的认识，个人能力得到了很大的提升，同时也认识到自身的不足。

本次设计主要是针对城市道路栅栏清洗机工作头的研究，而对于它的底盘，传动系统部分制作了很简单的介绍，在设计过程中充分考虑到城市道路栅栏的特点及其该设备在清洗过程中所需要的运动方式，做到设计结构紧凑，比较美观，适用的特点。同时还保证了它的结构安全可靠性能，设计中大量采用了标准元件，是该设备的生产有很高的经济效益性，实现了一定程度上的自动化，使它

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的工作效率，工作强度都有了较大的提高，节省了人力，美化了城市环境。

当然，由于本人知识和实际经验的不足，设计时间的短促，设计需要的一手资料不是很充分，以致设计存在很多的不足之处。从设计原理来看，本设计还有很大的改善空间，在设计中好有很多不是很关键的零部件没有进行校核，使得设计还有很多需要改进的地方，同时本设计的经济实用价值还有待考验，希望以后类似的机构设计者，能更好的，更完美的将它的工作潜力完全释放出来。再次感谢全老师四年以来的悉心指导，本人各方面都有质的飞跃。

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致 谢

本次设计能顺利完成，首先要感谢全腊珍老师教授耐心指导，感谢她在百忙之中抽出宝贵时间来指导我们，提供我们许多宝贵的资料；她知识渊博，视野开阔，思维敏锐，给我们深深的启迪。

通过这次毕业设计，我们更加清楚的了解了自己在学习上哪些方面不足，使我对科学研究有了进一步的了解。同时对自己独立思考、研究、及动手能力是个很好的锻炼机会。通过这次设计，我觉得自己在各方面的能力都有了很大的提高，在以后的学习和生活中，我将会抓住没一个机会，努力提高自己。

最后，在对关心、帮助我的老师和同学表示衷心的感谢，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我学习的榜样；他们循序渐进的教导和不拘一格的思路给我无尽的启迪。

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附录

附录1： 主装配图

附录2： 高速轴零件图

附录3： 低速轴零件图

附录4：

附录5：

附录6：

附录7：

附录8：

附录9：齿轮零件图 滚刷部件图 规避机构部件图套筒零件图 管刷轴零件图 端盖零件图 21

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