模块化节水型环卫钩臂车厢的设计【含CAD图纸、说明书】
【温馨提示】压缩包内含CAD图有下方大图片预览,下拉即可直观呈现眼前查看、尽收眼底纵观。打包内容里dwg后缀的文件为CAD图,可编辑,无水印,高清图,压缩包内文档可直接点开预览,需要原稿请自助充值下载,所见才能所得,请见压缩包内的文件及下方预览,请细心查看有疑问可以咨询QQ:11970985或197216396
压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985摘要本文设计了一种环卫车厢,包括水处理模块、栏杆清洗节水模块、内置水泵机组、外置水泵、发电机组、蓄电池组和钩臂车厢。还可以将栏杆清洗节水模块更换为大中型垃圾桶清洗模块、垃圾桶传送模块和小型垃圾桶清洗模块,并增加外置水枪模块、沉沙箱和排污模块。该车厢是集道路栏杆清洗、垃圾桶清洗、污水循环使用于一体的模块化节水型环卫车厢。该车厢主要配合现有的钩臂车辆使用,机动性能高,无需专用底盘承载,节省制造成本,提高大中型钩臂车的使用率。关键词 模块化;节水型;钩臂车厢AbstractThis paper designs a kind of sanitation compartment, including water treatment module, railing cleaning water-saving module, built-in pump unit, external pump, generator set, storage battery and hook-arm carriages. You can also replace the railing cleaning water-saving module for large and medium-sized garbage cans cleaning module, garbage can transfer module and small garbage cans cleaning module, and add the external water gun module, sand box and sewage module. The compartment is a modular water-saving sanitation compartment which integrates road railing cleaning, garbage bucket cleaning and sewage recycle. The carriage mainly use with the existing hook-arm vehicle, high maneuverability, no special chassis load, save manufacturing costs, improve the use of large and medium-sized hook-arm car.Keywords modular water-saving hook-arm carriages39压缩包内含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396 或 11970985目 录摘要IAbstractII1. 绪论11.1. 研究背景及意义11.2. 国内外研究现状11.2.1. 环卫车研究现状及前景11.2.2. 栏杆清洗车研究现状21.2.3. 垃圾桶清洗车研究现状21.3. 存在的问题21.4. 研究内容32. 栏杆清洗模块设计42.1. 栏杆清洗模块结构设计42.1.1. 栏杆清洗节水模块的工作过程52.1.2. 栏杆清洗模块功能52.2. 栏杆清洗模块分析62.2.1. 电机的选型计算62.2.2. 电动推杆的选型72.2.3. 滚轮轴与联轴器的选取72.2.4. 齿轮的设计与校核83. 垃圾桶传送模块设计103.1. 垃圾桶传送装置设计103.1.1. 垃圾桶传送模块的工作原理113.1.2. 垃圾桶传送模块的功能效用113.2. 垃圾桶传送模块分析123.2.1. 垃圾桶夹持机构的分析123.2.2. 齿轮齿条传动机构的设计和计算183.2.3. 升降轴的计算校核193.2.4. 键的选择计算204. 其他模块224.1. 水处理模块224.2. 大中型垃圾桶清洗模块234.3. 小型垃圾桶清洗模块244.4. 外置水枪模块244.4.1. 外置水枪模块主要作用244.4.1. 外置水枪模块的工作过程244.5. 内置水泵机组244.5.1. 内置水泵机组的主要作用244.6. 钩臂车厢254.7. 沉沙箱264.7.1. 沉沙箱的结构264.7.2. 沉沙箱的工作过程264.8. 外置水泵264.9. 蓄电池组274.10. 发电机组274.11. 排污模块275. 整体方案实施285.1. 方案一285.2. 方案二28结论30致谢31参考文献321. 绪论1.1. 研究背景及意义随着经济的发展、社会的进步,尤其是城乡一体化建设的加快,城市规模不断壮大,人口数量增多、生活垃圾激增、生活环境恶化,因而对城市建设、环境建设,尤其是环卫机械的要求日益增长。而人们对生活质量的要求也在提高,社会发展也越来越需要交通的便利、环境的整洁,因此道路两边垃圾桶、道路中间的栏杆及地面的清扫与保洁工作的重要性日益凸显。传统的人工清扫的环卫格局显然已经跟不上我国高等级公路及城市道路迅猛发展的脚步,使用人工清洗垃圾桶费时费力且清洗不彻底,严重影响环卫工人的身体健康,并且难免会造成环境的二次污染。然而道路上的各种垃圾桶、栏杆及地面的清洗只能由清洁工来完成,高速行驶的车辆对环卫工人的安全也造成一定的威胁。这样的人工清洁模式既浪费人力物力资源,而且无法做到水资源的循环利用和工程车辆的多功能使用。这就要求我们必须发展一种既实现清洁垃圾桶和栏杆的功能又能循环利用水资源的配置,让环卫机械满足新时代社会发展的要求,提高人们生活环境的质量。因此研究适合于垃圾桶清洗和道路栏杆清洁的模块化节水型环卫钩臂车厢对我国环境治理设备的发展有着十分重要的意义!1.1.1.1.1.1.1.2. 国内外研究现状11.11.2.1. 环卫车研究现状及前景我国环卫车的发展主要是通过引进、消化、吸收欧美日等国外先进技术工艺,形成了自主研发能力,涌现出一批有实力的生产企业及大量对应性环卫车产品。1我国环卫机械车历经30多年的时间,由传统人工作业模式向半机械化方向发展,吸纳国外先进技术:如引进日本富士康重工技术、美国史堪顿技术的车厢可卸式垃圾车,引进美国希尔博等合作生产的拉臂车等,形成了自主创新的能力,获得了长久迅速的发展。环卫车辆包括生活垃圾清运车、扫路车、吸粪车、洒水车、除雪车等5大类。比如生活垃圾清运车辆现有摆臂式、自卸式、挂桶式、压缩式、密封式、车厢可卸式垃圾车等系列产品。环卫垃圾车经历了普通卡车、自卸车、垃圾桶 环卫垃圾车经历了普通卡车、自卸车、垃圾桶装车、压缩式垃圾车的发展过程, 由敞开式发展到密闭式。Error! Reference source not found. 虽然目前,我国环卫车辆还存在一定的市场缺口,尤其是高端产品及配件仍需从国外进口。另外我国部分环卫产品如垃圾压缩车、车厢可卸式垃圾车和道路清扫车的功能与国外同类产品水平相差无几,但是其他类型的环卫用车与国外先进产品相比,功能还存在着一些不足。虽然目前我国环卫机械还处于成长初期,但是相信随着市政环卫要求提高以及环卫机械的发展,迎来环卫机械的黄金时期。我国目前对各种环卫机械设备在品种、功能、数量上的需求不断增加,包括垃圾清扫、收运、压缩和处理,栏杆清洗,下水道清污、疏通等环卫产品,相信这些会给环卫市场带来全新的发展机遇。1.1.1.1.2.1.2.1.1.2.2. 栏杆清洗车研究现状随着道路不断建设,车流量不断增多,道路上垃圾越来越多,用传统人力清扫越来越艰难,因此机械化养护已成一种必然。栏杆清洗车除尘效果好,清扫效率高,作业方便,所以栏杆清洗车的需求与日俱增。目前国内已有同类的栏杆清洗车投入使用,例如北京泽通科技开发有限公司开发生产的公路护栏清洗车,对公路栏杆进行清洗时,同时擦洗护栏两侧,最终洁净度可达到85%以上。该清洗车可对最高1.4米的护栏进行清洗,尤其适合复杂的金属护栏。该车采用国产跃进2.5吨底盘,配有清洗剂添加箱,能够按照护栏的污浊程度控制作业速度。该清洗车能够同时完成三次喷水,两次刷洗,一次清洗剂的操作。实际作业时只需操作员一人,就可同时完成驾驶与操作,方便快捷,重要的是降低了作业成本。执行机构挂接在洒水车上,在需要更换执行机构时,只需旋转齿轮柄,就可以很方便的调出执行系统。水系统部分采用高压双联泵模式,优点是使刷洗和高压水枪能同时工作,节省了时间。该车的清洗刷采用复合聚酯材料,呈A型,经久耐用。作业完毕,可快速将刷体装于特制的车架上入库存放。另一种是北京科力威清洁机械厂研发生产的BXH5040TQX型城市护栏高速清洗车。它可快速擦洗各种形式的栏杆,并且全自动。该清洗车适合清洗道路两侧墙体、隔离护栏、城市小广告和刷洗城市雕塑,还可以根据用户的不同需要,加装高压水泵、水枪等。1.2.3. 垃圾桶清洗车研究现状目前市面上有引进韩国技术研发成功的垃圾桶清洗车,每天清洗300-400个垃圾桶,一分钟可洗涤2个垃圾桶。它可以将两个需要清洗的垃圾桶放入清洗车的清洗室内,高压喷射混有清洁剂的清洗水对需要清洗的垃圾桶进行内部洗涤,并采用高清洗效率的旋转喷头对垃圾桶的外部分进行清洗。采用可编程的控制器使得清洗全过程自动化,在自动运行发生故障时可切换到手动运行状态,清洗时间可按照用户的便利情况进行调整。该清洗车采用不锈钢材质,用振动式刷手动清洗污垢,该清洗刷有半永久式的使用寿命,全方位洗涤水箱和污水箱,不会使污水泄漏。1.1.1.1.2.1.3. 存在的问题栏杆清洗方面:人工清洗栏杆效率低,污水横流,影响环卫工人的身体健康,并且无法规避地清洁不彻底,再次污染环境;环卫工人在高速行驶的车辆间进行清洗工作也很危险;部分城市引进的栏杆清洗环卫车辆清洗后的污水直接残留在地面上,无法做到水资源的循环利用;现有的栏杆清洗环卫车辆的栏杆清洗装置全部挂载在环卫车辆的侧面或者安装在环卫车辆的车头上,不能实现栏杆清洗装置的上下高度调整,影响环卫车辆的美观,同时也存在一定的安全隐患,清洗长距离的栏杆只能从头开始一直持续到栏杆尽头,。人工搬运垃圾桶效率低,与垃圾桶直接接触,影响清洁工人的身体健康,并且不可避免地造成环境的二次污染;部分城市引进的垃圾桶清洗环卫车辆为单功能产品,只能采用手持高压水枪冲洗垃圾桶,清洗后的污水直接残留在地面上;部分含有垃圾桶夹持翻转装置的环卫车辆多为垃圾运输车,只负责将垃圾桶夹持并进行小于180的翻转,工作范围小;现有的垃圾桶夹持翻转装置动力源多为液压装置其体积大,自锁原理主要受其动力源所限多为液压自锁,使得整个夹持装置过于笨重。针对以上研究现状存在的不足,设计了这款集道路栏杆清洗,垃圾桶清洗,污水循环使用的多功能环卫车厢。该车厢能够实现清洁栏杆和垃圾桶的功能,污水回收装置又能将清洗栏杆的大部分污水回收,减少栏杆清洗污水的二次污染,同时调整滚筒清洗装置工作高度。1.1.1.1.2.1.3.1.1.1.1.2.1.3.1.1.1.1.2.1.3.1.1.1.1.2.1.3.1.1.1.1.2.1.3.1.4. 研究内容为实现上述目的,采用以下技术方案:(1)栏杆清洗采用滚轮清洗,通过电动推杆搭载在平行四边形机构上来实现滚轮高度、角度调整,以适应不同规格的栏杆。污水回收采用橡胶贴合外壳设计和吸水管实现污水回收功能。(2)垃圾桶传送采用齿轮与齿带的配合来实现垃圾桶的提升翻转,三角销和卡槽实现机械自锁,以此来保证夹持的稳定。(3)垃圾桶清洗采用高压清洗喷头和外置水枪实现清洁功能。高压清洗喷头清洗垃圾桶内胆,而外置水枪清洗垃圾桶的外框和地面等。(4)采用过滤装置处理清洗栏杆和垃圾桶后的污水,并通过水泵机组抽吸个模块的清水污水,最终实现水循环利用。1.2.2. 栏杆清洗模块设计2.1. 栏杆清洗模块结构设计栏杆清洗节水模块采用双滚轮、高低压双模式清洗,适用于多种规格护栏的清洗工作。外壳边缘使用橡胶封闭带,便于清洗模块与护栏紧密接触,防止水雾和清洗过后的污水外流,栏杆清洗节水模块底部连通吸水管,将污水抽吸至车载水处理模块的污水处理箱中进行污水处理,实现栏杆清洗的不留痕迹不留污。栏杆清洗节水模块包括平行四边形挂载架、两个滚筒清洗装置和污水回收装置如图2-1所示。平行四边形挂载架包括底座、四根长支撑架、四根短连接杆、两根连接销轴、五根销钉、一个带销的固定滑块和两个电动推杆。底座形状为“口”字形,由两根带滑槽的支撑座和两根方形连接杆以及四个三角座焊接而成;支撑座上滑槽的横截面为“T”形,与带销的固定滑块配合使电动推杆1保持水平工作状态,滑槽位于支撑座的一端,长度为支撑座总长度的1/3;两个方形连接杆焊接在两个支撑座中间位置,保证两根带滑槽的支撑座的间距固定;每根支撑座不带滑槽的一端焊接一个三角座,每个三角座的两边均与支撑座的侧边重合,每根支撑座带滑槽的一端焊接一个三角座,三角座的位置在支撑座的1/3处;三角座由两个相同的三角板焊接而成,三角座的中间为销轴孔,用于安装固定支撑架。支撑架的两端开有的销轴孔,用于和底座的三角座配合连接,中间开有销轴孔,用于和电动推杆2连接配合。短连接杆的两端开有销轴孔,用于和支撑架配合连接,中间的两根短连接杆用于挂载两个滚筒清洗装置和污水回收装置。带销的固定滑块包括销钉和固定滑块,销钉用于连接电动推杆1和电动推杆2,滑块与底座上的“T”形滑槽配合,滑块的横截面的形状为“T”形,销钉与滑块连接方式为焊接,带销的固定滑块作用是用于连接电动推杆1和电动推杆2并且保证电动推杆1保持在水平工作状态。电动推杆分为电动推杆1和电动推杆2,电动推杆1固定端与底座连接,活动端与电动推杆2的固定端和带销的固定滑块连接,电动推杆2的固定端与电动推杆1活动端和带销的固定滑块连接,活动端与长支撑架的中部连接,电动推杆1的工作状态始终为水平,工作时活动端推动电动推杆2的固定端并使电动推杆2的工作角度和工作位置发生改变,电动推杆2的工作状态始终为倾斜,工作时活动端推动长支撑架使长支撑架的工作角度发生改变。滚筒清洗装置包括两个清洗滚轮、输水管、同步齿轮箱、“U”型滑槽、连接固定架和减速电机。清洗滚轮清洗部分采用复合聚酯材料,中间通有输水管,输水管下端封闭,上端为可旋转的水管接头,中间部分均匀分布若干出水孔,用于将清洁用水喷洒到清洗部分的复合聚酯材料上。同步齿轮箱包括一根输入轴和两根输出轴,减速电机与输入轴连接,两根输出轴分别连接滚筒清洗装置的两个清洗滚轮的上端,以减速电机作为动力源实现滚筒清洗装置两个清洗滚轮的转动,同时用于连接污水回收装置的上端,防止污水回收装置晃动,同步齿轮箱的上部焊接有两个“U”型滑槽,用于与平行四边形挂载架上短连接杆配合,将两个滚筒清洗装置固定在平行四边形挂载架上,并使其可以在平行四边形挂载架的短连接杆上滑动;连接固定架安装于两个清洗滚轮的下端,保证两个清洗滚轮转动轴平行,同时用于连接污水回收装置的下端,防止污水回收装置晃动。污水回收装置包括防水外壳、橡胶贴边和吸水管;防水外壳的材料为PVC白色硬板板,外形贴合滚筒清洗装置的外缘,由螺钉固定于滚筒清洗装置的连接固定架上,防水外壳的边缘向内腔倾斜45,且开有槽,用于安装橡胶贴边。防水外壳的边缘打有通孔,用于安装紧定螺钉;橡胶贴边材料为高强度、高撕裂性能、耐磨性能的氢化丁腈橡胶(HNBR),其形状为薄片长条形,长度与防水外壳边缘的长度相同,安装于防水外壳边缘向内腔倾斜45的槽中,由紧定螺钉将其与防水外壳连接,紧定螺钉的松紧程度以两者连接处不漏水为标准;吸水管的材质为PPR塑料水管,外形为L型,折弯半径与防水外壳的半径相同,由水管固定支架固定于防水外壳的内腔,吸水管一端与防水外壳内腔的底部紧贴,便于吸水管抽吸防水外壳内腔底部的污水,吸水管另一端与水泵相连,实现将清洗栏杆的污水吸入水处理模块的污水处理箱中进行污水处理的功能。2.1.1. 栏杆清洗节水模块的工作过程搭载栏杆清洗节水模块的钩臂车行驶至待清洗栏杆一侧,打开舱门。将挂载架滑动至合适位置,并由电动推杆控制平行四边形挂载架倾斜一定角度达到工作位置,使挂载架倾斜时,待清洗栏杆置于两个滚筒清洗装置的工作间隙。由水泵机组将水处理模块的清水存储箱中的清水泵压到两个滚筒清洗装置的四个清洗滚轮中带若干出水孔的输水管上,将清洁用水喷洒到清洗部分的复合聚酯材料上,同时以减速电机作为动力源实现滚筒清洗装置四个清洗滚轮的转动,使清洗滚轮旋转将夹在两个滚筒清洗装置中间的栏杆清洗干净,同时污水回收装置的橡胶贴边紧贴栏杆防止清洗用水和污水随着清洗滚轮的旋转甩到栏杆清洗节水模块的外面,导致清水流失和污水外流,所以清洗栏杆的污水顺着污水回收装置的防水外壳留到污水回收装置的底部,由水泵机组将污水回收装置的底部的污水泵吸至水处理模块的污水存储箱中。清洗结束后并由电动推杆控制平行四边形挂载架回正使清洗干净的栏杆离开两个滚筒清洗装置的工作间隙,将挂载架滑动至初始位置,关闭舱门。2.1.2. 栏杆清洗模块功能(1)各个部分相互配合工作,实现栏杆的清洗、污水回收及调整滚筒清洗装置工作高度的功能。(2)与模块化节水型环卫车厢配合使用,增强模块化节水型环卫车厢的功能性。(3)电动推杆为动力源实现平行四边形挂载架调整滚筒清洗装置工作高度的功能,噪音小、定点定位能力强。(4)滚筒清洗装置的四个清洗滚轮分布在清洗栏两侧,清洗方位全、效率高。(5)污水回收装置可以将清洗栏杆后的80%污水回收,减少栏杆清洗污水的二次污染。图2-1栏杆清洗节水模块结构示意图2.3.3.1.1.2.2.1.1.2.2.1.2.3.3.1.1.2.2.1.2.3.3.1.2.2. 栏杆清洗模块分析1.2.3.3.1.3.2.1.2.3.3.1.3.2.2.2.1. 电机的选型计算在电机、减速箱的选型中,首先要确认负载的工况。在此基础上对负载进行计算,从而确定所需要的电机、减速箱的型号,进而根据安装要求确定安装结构形式。滚轮清洗为纯转动,力矩大小与转动加速度和负载转动惯量有关系。滚轮的预期转速为800r/min-1200r/min,电动机初选转速为3000r/min。减速电机的输出扭矩Td为:减速电机功率p为:结合转速和减速比,故选用型号为YS-T112的三相减速电机,功率为0.37KW,转速为2800r/min。滚轮的转动惯量J为:滚轮及升降机构的总质量m为30kg,力臂为0.15m。T暂取为10s电动机合成总惯量 故惯量匹配。2.2.2. 电动推杆的选型推力的确定:在极限位置,对电动推杆1和电动推杆2的交点进行受力分析如图2-2所示。图2-2受力分析图 (2-1) (2-2)得到,电动推杆的最大推力为48KG。根据要求,行程小于400mm。故根据厂家给的技术参数及外形尺寸参考表,选择额定推力为60KG,速度为68mm/s,行程为100-400mm的同轴型电动推杆,型号为DTZT350。2.2.3. 滚轮轴与联轴器的选取清洗滚轮轴的选材:由于无特别要求,所以选择45钢并调质,查机械设计基础表,查取,取许用弯曲应力, 3040Mpa,C=118107。传动齿轮轴按纯扭转强度估算最小轴径: (2-3),考虑到轴的最小处要安装联轴器,增大3%5%,故取。选联轴器的型号为TL5,轴承为7205C。滚轮中心轴 (2-4),取2.2.1.2.2.2.2.1.2.2.2.2.2.3.2.2.4. 齿轮的设计与校核确定齿轮材料及许用应力:小齿轮用45钢调质,齿面硬度为197286Mpa。,。大齿轮用45钢正火,齿面硬度为156217Mpa。,取SH=1.25, SF=1.6 (2-5) (2-6) (2-7) (2-8)按齿面接触疲劳强度设计:该齿轮按8级精度制造,载荷系数K=1,齿宽系数,小齿轮上转矩取 (2-9)取齿数,模数,取标准值Z=4齿宽,取 。则,。验证轮齿弯曲强度:齿形系数, (2-10) (2-11)齿轮圆周速度:查表得,直齿圆柱齿轮的圆周速度19025240L5902010505019025图3-2支撑板简化受力二维图形支撑板主要承受垃圾桶的重力和弹簧拉动压板对支撑板的压力,其简化受力图如图5-2所示。将垃圾桶的吊挂部分放置在小齿上时,垃圾桶本身主要对小齿产生压力的作用。在垃圾桶悬挂时,由于吊挂部分的伸出,所以垃圾桶和支撑板之间会有一定的倾斜角,借助三维软件仿真垃圾桶悬挂时的状态,发现倾角较小,因此以下计算忽略了其倾斜角的影响,在保证压板能够和支撑板紧密相连,本文采用高弹性系数的弹簧,该弹簧弹性系数k为6000N/m,夹持时弹簧的伸长量约为100mm。由于垃圾桶的质量一般为12kg,垃圾桶在使用后,内部会含有一些倾倒不下去的废料包括泥,少量污水等。经过测量此时垃圾桶总重不超过16kg,为了保证结构的可靠性,计算时本文采用的单个垃圾桶质量为20kg。根据公式 (3-1) (3-2)经计算得 (3-3)3.2.1.2. 支撑板的校核强度支撑板整体的材料选用正火处理后的45号钢,该材料的屈服强度,安全系数,许用应力 ,伸长率为16%,断面收缩率为40%。对于支撑板上部的小齿部分进行强度校核,图3-3为小齿受力分析图。 (3-4) (3-5)图3-3小齿受力分析图图3-4支撑板整体受力简图(2)对于支撑板的整体,可以简化成悬臂梁式结构进行分析,总受力可简化成如图3-4所示。支撑板剪力图和弯矩图如图3-5和图3-6所示。图3-5支撑板剪力图图3-6支撑板弯矩图 由图可知 (3-6) (3-7)3.2.1.3. 基于ABAQUS对支撑板的零部件分析支撑板在整个夹持机构中起着至关重要的作用,其性能决定着整个夹持机构性能。就支撑板的整体而言,夹持垃圾桶的力主要集中在小齿部分,对齿形部分进行有限元分析很重要,能够获得应力值和变形值,为结构的可靠性提供理论依据。本文采用ABAQUS6.13对夹持机构的支撑板进行应力、应变和位移进行分析。支撑板材料采用正火处理后的45号钢,该材料密度为,弹性模量 ,泊松比。在有限元分析前需要对模型进行必要的简化,忽略其它结构,简化后支撑板主要结构模型如图3-7所示。图3-7支撑板的实体模型图支撑板是主要承重件,其定位是用平面定位,所以在编辑边界条件时,本文采用ENCASTRE,约束了其所有的自由度,如图3-8所示。支撑板小齿部分主要承受垃圾桶在竖直方向上的力,由上述受力分析可知小齿的上部承受载荷约为0.03571MPa,对其施加均布载荷如图3-9所示。图3-8边界条件的定义图3-9施加的载荷网格划分是决定分析精度的重要环节。对支撑板结构的网格划分影响着分析的结果。由于该支撑板的模型较为复杂,为了避免使用分割操作而导致的工作量增加和人工操作可能引起的误差,本文采用二次四面体单元进行网格划分。网格的大小影响着分析的精度,本文对其种子大小采用15,最终划分好的网格模型如图3-12所示。图3-10网格模型图3-11布种子经过ABAQUS的静力分析,支撑板的应力云图、应变云图、位移云图分别如图3-13,图3-14和图3-15所示。由应力云图可知,支撑板承受的最大应力为0.4117MPa。由应变云图可知,支撑板的最大应变在齿根部,其值为。由位移云图可知,其最大位移量是在大齿部,为mm。图3-12网格划分的模型图3-13应力云图图3-14应变云图图3-15位移云图结论:(1)通过对支撑板的有限元分析,应力云图图3-13表明支撑板承受的最大应力为0.4117MPa远远小于材料自身的许用应力,故设计的支撑板的强度在安全范围内。(2)由应变云图图3-14可知,支撑板的最大应变在齿根部,其值为,支撑板的变形量在允许范围之内。 (3)由位移云图图3-15可知,其最大位移量是在大齿部,为mm,显然在允许范围内,验证了该结构整体的安全可靠性。3.2.1.4. 基于ABAQUS对不同位置支撑点的分析支撑点的位置的确定对整体结构起着至关重要的作用,其位置的不同影响着整个夹持机构的性能。就支撑板的整体而言,夹持垃圾桶的力主要集中在小齿部分,因此支撑点位置的选择要考虑到小齿的分布情况,尽可能的减小小齿的受力与变形情况。此外,还要考虑到结构的可行性,保证支撑点的位置的选择能够便于实施。鉴于此,本文对支撑点位置的选择主要分为以下四个方案。方案一如图3-16所示,采用三个支撑点,其中左右两个支撑点放置在两端的第一个和第二个小齿中间,另一个支撑点放置在支撑板的中间。方案二如图3-17所示,同样采用三个支撑点,其中两个支撑点是放置在两端的第二和第三个小齿中间,另一个支撑点放置在支撑板的中间。方案三如图3-18所示,采用两个支撑点的方案,两个支撑点放置在两端的第一个和第二个小齿中间。方案四如图3-19所示,同样采用两个支撑点,两个支撑点放置在两端的第二个和第三个小齿中间。本文采用ABAQUS 6.13对上述四种方案中的支撑板进行静力分析,定量的获得应力和应变值,为最佳支撑点的选择提供理论依据。图5-17方案二图5-16方案一图5-19方案四图5-18方案三支撑板是主要承重件,其定位是用平面定位,所以在编辑边界条件时,本文采用ENCASTRE,约束了其所有的自由度。支撑板小齿部分主要承受垃圾桶在竖直方向上的力,由上述受力分析可知小齿的上部承受载荷约为0.03571MPa。网格划分是决定分析精度的重要环节。对支撑板结构的网格划分影响着分析的结果。由于该支撑板的模型较为复杂,为了避免使用分割操作而导致的工作量增加和人工操作可能引起的误差,本文采用二次四面体单元进行网格划分。网格的大小影响着分析的精度,本文对其种子大小采用15。经过ABAQUS的静力分析,方案一支撑板的应力云图、应变云图分别如图5-20和图5-21所示。由应力云图可知,支撑板承受的最大应力为0.09865MPa。由应变云图可知,支撑板的最大应变值为4.10710-7。方案二支撑板的应力云图、应变云图分别如图5-22和图3-23所示。由3-22应力云图可知,支撑板承受的最大应力为0.4133MPa。由5-23应变云图可知,支撑板的最大应变值为2.07210-6。方案三支撑板的应力云图、应变云图分别如图3-24和图3-25所示。由应力云图可知,支撑板承受的最大应力为0.5339MPa。由应变云图可知,支撑板的最大应变值为2.63610-6。方案四支撑板的应力云图、应变云图分别如图3-27和图3-27所示。由应力云图可知,支撑板承受的最大应力为0.4117MPa。由应变云图可知,支撑板的最大应变值为2.05610-6。图5-21方案一应变云图图5-20方案一应力云图图5-23方案二应变云图图5-22方案二应力云图图5-25方案三应变云图图5-24方案三应力云图图5-27方案四应力云图图5-26方案四应力云图结论:(1)通过对不同位置支撑点的有限元分析,分析表明四种方案的支撑板应力和应变都在允许范围内,因此支撑板在这四种情况下都具有安全可靠性。(2)对上述四种方案的分析结果进行比较,发现采用三点支撑,其中左右两个支撑点放置在两端的第一个和第二个小齿中间,另一个支撑点放置在支撑板的中间的方案一支撑板受力和变形情况最小,支撑点的位置更为合理。3.2.2. 齿轮齿条传动机构的设计和计算3.2.2.3.2.2.1. 齿轮基本参数的确定齿轮1,齿轮2与齿轮3基本参数的确定预期齿轮3的速度为500mm/s,即,取,模数m=2.5,由此可得。又,得取,则由,得,齿轮几何尺寸确定齿顶高齿根高齿高分度圆直径,齿顶圆直径,齿根圆直径,基圆直径,法向齿厚端面齿厚齿距1.2.3.4.5.5.1.5.2.5.2.1.5.2.2.5.2.2.1.3.2.2.2. 齿轮材料的选择及校核升降齿轮选用表面硬度在58HRC以上的45调质钢,。由于转速低,故选择7级精度。经校核,齿轮满足强度及刚度要求。3.2.2.3. 齿条的设计取齿条模数,压力角,齿距,取螺旋角端面模数端面压力角端面齿距齿顶高齿根高齿高法面齿厚端面厚度齿条选用橡胶材质3.2.2.4. 电机的选择因为齿轮1的转速为510r/min,所用电机的转速应大于此值。故选用Y132S-8,功率为2.2KW,转速为750r/min。由此可以选择功率合适的电动机。3.2.3. 升降轴的计算校核5.2.3.3.2.3.3.2.3.1. 轴的材料选择碳素钢价格低廉,锻造工艺性能好,对于载荷较大,较为重要的场合,45号钢最常用。故该升降轴采用45号钢,并进行调质处理。3.4.4.1.4.2.4.2.1.4.2.2.4.2.3.4.2.3.1.3.2.3.2. 初步估算轴的直径在升降轴的结构具体化之前,只可得到升降轴所传递的扭矩,而所受到的弯矩还未知。此时可以按扭矩初步估算轴的直径,作为该升降轴轴受转矩作用段直径最小的地方,一般是轴端直径。 根据扭转强度条件确定的升降轴最小直径为: (mm) (3-8)式中:P为轴所传递的功率(KW) n为轴的转速(r/min) 为与材料有关的计算系数,该轴上有三个同型号的键槽,故计算系数增加10%。升降轴最小直径。根据升降轴的空间受力情况,分析得到以下弯矩图和弯扭合成图。图3-28水平弯矩图 图3-29垂直弯矩图 图3-30合成弯矩图 图3-31弯扭合成图危险截面为齿轮2的齿宽中点处。校核危险断面的当量弯曲应力 (3-9)式中 W为抗扭截面摸量()。为对称循环变应力时轴的许用弯曲应力。该轴为实心轴,故抗扭截面摸量。45号调质钢的对称循环变应力的许用弯曲应力为60。经计算应力未超过许用值,应尽量增大轴危险断面的直径,故升降轴直径选为20mm。3.2.4. 键的选择计算根据升降轴的性能要求,即只需承受径向力,依靠键的两个侧面传递力,升降轴上的3个键都选用平键。考虑到加工方便,三个键都位于同一直线上。采用材质为45钢。键的连接工作方式为静连接,工作环境为中等冲击。其许用挤压应力为,选用最小值校核。结合各方面因素,选用A型普通圆头平键。升降轴的尺寸为20mm,查表得键宽b为6mm,键高h为6mm,L=30mm。工作长度接触高度挤压应力故强度足够,满足设计要求。1.2.3.4.5.1.2.3.4.5.1.2.3.4.5.5.1.2.3.4.5.1.2.3.4.5.4. 其他模块6.1.2.3.4.5.6.1.2.3.4.5.6.4.1. 水处理模块水处理模块分为清水存储箱和污水处理箱。如图4-1所示污水处理箱安装在清水存储箱上方。清水存储箱包括箱体、横向挡水板、纵向挡水板和上盖。清水箱容积为8立方米,用于存储清洁用水,箱体内部安装有两片横向挡水板和一片纵向挡水板如图4-2所示,用于防止箱体内部清水因车体晃动而导致车体重心偏移。箱体上部开有一进水孔如图2-3所示,用于配合污水处理箱下面的出水孔。底部开有一出水孔,用于水泵吸水进行清洗工作。污水处理箱包括箱体、箱盖、水过滤装置、泡沫消除器、滤渣自刮器和滤渣清除系统。污水处理箱容积为1.5立方米。污水处理箱内置水过滤装置和泡沫消除器。水过滤装置从上至下分别为固定网、滤布、滤棉、火山岩、珊瑚砂、活性炭,预计滤水率为0.1-0.15m/s,净水效果可达工业级用水标准。泡沫消除器安装于污水处理箱内壁,用于消除污水处理箱内因进水口污水迸溅和晃动产生的泡沫。污水处理箱底部开有一出水孔,用于配合清水箱上面的进水孔;污水处理箱顶部开有两个进水孔,一孔为连接外置吸水泵,用于添加河水,过滤达到清洁标准后排入清水箱,一孔为连接内置吸水泵,用于添加装置清洁产生的污水,经过滤后实现装置的水循环使用。污水处理箱侧面安装有滤渣清除系统,用于将污水处理箱过滤产生的滤渣排放到排污模块中。图4-1水处理模块结构示意图图4-2清水箱内部示意图图4-3清水箱外部示意图图4-4污水箱外部示意图图4-5污水箱内部示意图4.1.4.2. 大中型垃圾桶清洗模块大中型垃圾桶清洗模块可同时清洗两个垃圾桶,包括清洗箱箱体、管道系统和一级水过滤系统。清洗箱箱体为上开口箱体,侧面底部开有三个圆孔,分别用于连接高压清水管、一级污水管和排污管如图3-6所示。管道系统包括高压清水管道、一级污水管道和排污管道。如图3-7所示高压清水管道连接两个阿尔拉伐GJ9型喷头和七个扇形喷头,两个阿尔拉伐GJ9型喷头位于大中型垃圾桶清洗模块底部中间位置,六个扇形喷头均匀分布在模块四壁,保证每个垃圾桶同时被五个喷头清洗,一个扇形喷头安装在一级水过滤系统底板上,用于清洗一级水过滤系统底板上的残留垃圾,将残留垃圾冲洗到一级水过滤系统的纳污槽中;一级污水管道连接到一级水过滤系统底部,将由一级水过滤系统过滤的的一级污水通过水泵抽吸到二级水过滤系统;排污管道连接到一级水过滤系统的排污处,将残留垃圾直接排入到排污模块。一级水过滤系统包括两条过滤格栅、底板和纳污槽,过滤格栅的开口方向与安装在底板上扇形喷头的位置相反,保证安装在底板上的扇形喷头工作时不会将残留垃圾从格栅开口处冲走,只有一级污水可以通过;纳污槽用于暂时存储残留垃圾,与排污管道相连。图3-7大中型垃圾桶清洗模块内部结构示意图图3-6大中型垃圾桶清洗模块结构示意图4.3. 小型垃圾桶清洗模块小型垃圾桶清洗模块包括清洗箱,清洗滑板和高压清洗喷头,清洗箱底部有四个支柱,可保证小型垃圾桶清洗模块下方有足够的空间安装排污模块,同时保证小型垃圾桶清洗模块的底部略高于大中型垃圾桶清洗模块的底部;小型垃圾桶清洗模块的底部开有一出水口,其作用是让污水在重力的作用下自动流入大中型垃圾桶清洗模块进行第一级水过滤。小型垃圾桶清洗模块主要用于小型分类垃圾桶内胆的清洗,内置一个高压喷嘴实现内胆内部的全方位清洗,使用时需要人工将垃圾桶内胆倒扣在不锈钢支撑网上。小型垃圾桶清洗模块底部的安装高度略高于大中型垃圾桶清洗模块的底部,方便污水自动流入大中型垃圾桶清洗模块进行第一级水过滤。1.2.3.4.5.6.6.1.1.2.3.4.5.6.6.1.4.4. 外置水枪模块1.2.3.4.5.6.6.1.6.2.4.4.1. 外置水枪模块主要作用(1)清洗路边分类垃圾桶的外框(2)清洗大中型垃圾桶摆放位置的地面(3)清洗栏杆底座(4)模块化节水型环卫钩臂车厢自身的清洁3.3.1.3.2.3.2.1.4.4.1. 外置水枪模块的工作过程(1)打开舱门,将软管从绕管器上拉出来,对准将要清洗的位置,打开阀门,由水泵机组将水处理模块的清水存储箱中的清水泵压到给水器并从软管泵至金属喷头喷出。(2)清洗结束后将阀门关闭,旋转绕管器将软管收回,关闭舱门。4.5. 内置水泵机组内置水泵机组由双联泵和输水管组成,双联泵的进水口与水处理模块的清水存储箱通过水管连接,出水口与栏杆清洗节水模块的滚筒清洗装置、大中型垃圾桶清洗模块的高压清水管道、小型垃圾桶清洗模块的高压喷嘴和外置水枪模块的外置喷嘴管连接;双联泵的出水口与水处理模块的污水处理箱通过水管连接,进水口与栏杆清洗节水模块的滚筒清洗装置和大中型垃圾桶清洗模块的二级水过滤系统。4.5.1. 内置水泵机组的主要作用(1)栏杆清洗装配中,将水处理模块的清水存储箱中的清水抽吸到栏杆清洗节水模块上滚筒清洗装置的输水管中,实现清洗栏杆的功能,同时也可以将水处理模块的清水存储箱中的清水抽吸到外置水枪模块的外置喷嘴管中,实现栏杆底座的清洗和模块化节水型环卫钩臂车厢自身的清洁;将栏杆清洗节水模块的污水回收装置中的污水由吸水管抽吸到水处理模块的污水处理箱中,实现栏杆清洗的不留痕迹不留污与污水循环使用的功能。(2)垃圾桶清洗装配中,将水处理模块的清水存储箱中的清水抽吸到大中型垃圾桶清洗模块的高压清水管道中,实现清洗大中型垃圾桶的功能,同时也可以将水处理模块的清水存储箱中的清水抽吸到外置水枪模块的外置喷嘴管中,实现清洗路边分类垃圾桶的外框和清洗大中型垃圾桶摆放位置地面以及模块化节水型环卫钩臂车厢自身的清洁的功能;将大中型垃圾桶清洗模块的一级水过滤系统中的污水由管道系统抽吸到沉沙箱中,再由沉沙箱抽吸到水处理模块的污水处理箱中,实现垃圾桶清洗的不留痕迹不留污与污水循环使用的功能。4.6. 钩臂车厢钩臂车厢包括厢门和厢体两部分。厢体门包括左前厢门、右前厢门、左后厢门、右后厢门和上厢门。厢体包括骨架、前加强架、钩杆、下加强架、下滑轨、活页、支撑轮和底板。左前厢门由厢门骨架和蒙皮组成,蒙厢门骨架为中空方形钢材弯折焊接而成,蒙皮为薄钢板冲压而成,弯折曲度与蒙厢门骨架的弯折曲度相同,蒙皮边缘与厢门骨架焊接在一起;右前厢门与左前厢门相同。左后厢门由厢门骨架和蒙皮组成,蒙厢门骨架为中空方形钢材弯折焊接而成,蒙皮为薄钢板冲压而成,弯折曲度与蒙厢门骨架的弯折曲度相同,蒙皮边缘与厢门骨架焊接在一起,左后厢门上部有一长方形缺口,用于与骨架后部的方形缺口配合;右后厢门与左后厢门镜像对称。上厢门由盖板和转动轴组成,盖板形状为长方形,大小与骨架后部的方形
收藏
编号:1705524
类型:共享资源
大小:3.55MB
格式:ZIP
上传时间:2019-11-03
50
积分
- 关 键 词:
-
含CAD图纸、说明书
模块化
节水
环卫
车厢
车箱
设计
cad
图纸
说明书
仿单
- 资源描述:
-
【温馨提示】压缩包内含CAD图有下方大图片预览,下拉即可直观呈现眼前查看、尽收眼底纵观。打包内容里dwg后缀的文件为CAD图,可编辑,无水印,高清图,压缩包内文档可直接点开预览,需要原稿请自助充值下载,所见才能所得,请见压缩包内的文件及下方预览,请细心查看有疑问可以咨询QQ:11970985或197216396
展开阅读全文
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 装配图网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
装配图网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。