路面清扫车的改进毕业设计

路面清扫车的改进设计***摘要：路面清扫车是近几年发展起来的路面养护专用车辆，主要用于高等级路面和城市路面以及广场的垃圾清扫。

其中的除尘结构是清扫车作业保洁的技术关健。

本文介绍了目前国内路面清扫车的现状，分析了除尘装置的基本结构，介绍了除尘装置结构的最新成果及其改进。

关键词: 路面清扫车; 除尘装置; 扫盘；结构分析改进1 绪论随着公路建设的发展及其管理现代化，以及城市路面和广场环卫管理现代化的需要，路面清扫车的应用愈来愈广。

其作用是将道路或广场地面上的垃圾、灰尘吸取并存储于车辆集尘箱内，便于集中倾卸到垃圾集中点，以达到清洁地(路)面的目的。

路面除尘泛指除去路面上的一切废物杂料。

这些废物杂料在个体上大至罐头瓶、酒瓶，小至尘埃等;在比重上重至石块、铁钉，轻至树叶、泡沫材料等；在形状上有规则的，也有不规则的。

这些垃圾在清扫作业过程中被吸扫入车内，但除尘装置要从结构上保证垃圾留在集尘箱内，不会由于空气的循环而排出，从而不致于对环境造成二次污染。

路面清扫车是一种技术含量较高的特种车辆，对其吸扫零部件具有特殊要求,尤其是吸扫盘的合理设计。

本文就其吸扫过程中产生除尘效果装置的结构、特征及作用作一分析及改进。

1.1 研究路面清扫车的目的和意义路面清扫车作为环卫设备之一，是一种集路面清扫、垃圾回收和运输为一体的新型高效清扫设备。

可广泛的用于干线公路，市政以及机场道路、城市住宅区、公园等道路清扫。

路面清扫车不但可以清扫垃圾，而且还可以对道路上的空气介质进行除尘净化，既保证了道路的美观，维护了环境的卫生，维持了路面的良好工作状况，又有减少和预防交通事故的发生以及进一步延长路面使用寿命的作用。

虽然，我国清扫车技术的发展令世界瞩目，但与发达国家相比，我国清扫车还存在不少差距。

我国的清扫车尽管在清扫效率、清扫能力、除尘效果等清扫作业性能方面与发达国家的水平相当，但在清扫车的噪声、排放、可靠性、舒适性，自动调整等方面仍存在较大差距，特别是全液压清扫车，仅相当于发达国家20世纪80年代末到90年代初产品的水平。

就目前我国清扫车的水平和质量可知，我国在清扫车设计中，还缺少对专用部件的研究，缺少设计理论的指导，经验多于计算，模仿较多，创新较少。

可以说，目前我国对清扫车的研究能力还较差，还未真正达到对清扫车进行研究的目的和要求，同时缺乏必要的研究条件。

随着国家不断加大城市化的进程，许多新兴的中小城市正在崛起，城市化规模不断扩大，随着国内道路的不断扩展，机械化养护已经成为一种必然。

路面清扫车在我国经济发达的东部沿海地区以及大中城市已被广泛使用,目前正在向中西部地区扩展之中。

因此对路面清扫车进行改进以提高工作效率具有普遍意义[1]。

1.2 国内路面清扫车目前存在的问题及原因目前，国产路面清扫车在品种规格及使用性能上已能基本满足国内的需求，产品规格从2t到8t，近8个规格。

与国外相比，大型产品所占比例不大，产品品种较少，产量也较低。

同时，国产产品同质化现象比较严重，存在外形单调、功能单一、操作不方便、清扫效率低等问题。

国外路面清扫车早已广泛应用了先进的电子技术，如带有微电脑的清扫及回收装置等，而且实现了有线与无线遥控，目前国内产品仅停留在路面清洁度等最原始的技术研究方面。

（1）水平和质量的差距虽然，我国清扫车技术的发展令世界瞩目，但与发达国家相比，我国清扫车还存在不少差距。

目前，我国中小型全液压清扫车除与汽车底盘改装的清扫车存在同样的缺陷外，还存在舒适性差、噪声大、空车质量大、外形不够美观等缺点。

另外国内的清扫车在以下几个方面有待改进：如在高可靠性上，设备的高可靠性就是指某种设备的可靠程度，即在其正常使用当中的无故障间隔时间的长短。

国产工程机械平均无故障间隔时间为150小时-300小时，而国外工程机械大都在600小时-2000小时。

我国工程机械的平均使用寿命仅为国外同类产品的1/2，甚至不到1/2。

因此目前的首要工作是解决产品经久耐用的问题，提高可靠性的各项指标。

就工程机械的重要品种清扫车、装载机、推土机、挖掘机等而言，这个指标和国外同类产品相比，差距还是非常大的。

国内的清扫车产品可靠性不如国外，有三个方面的原因：一是国产基础件质量不稳定；二是制造工艺问题；三是技术不完善造成先天不足；在多功能上：目前国产路面清扫车基本上是单纯意义上的清扫车即只能扫路、不能它用。

而从全国许多环保部门的需求信息来看，有的需要能清洗道路护栏，有的要求能铲雪等等；随着国家对环保要求越来越高，人们的环保意识普遍增强，现有清扫车就将很难适应人们的需要。

（2）生产设备和生产手段落后由于国内清扫车生产企业的生产规模都较小，而且扫路机产品批量也较小，所以采用的生产设备和生产手段都较为落后，加工的零部件难以有稳定的质量。

此外，我国通用零部件制造水平较低，也影响了扫路机的质量。

国外清扫车的扫刷、吸管、风机、吸嘴和风道等磨损件远比我国清扫车的耐磨。

分析其原因主要在材料和设计上，所以对清扫车易磨损件材料的研究和合理设计，提高易磨损件的耐磨性也是提高我国清扫车可靠性必不可少的工作。

国产清扫车的老面孔仍未得到彻底改变，尤其是油漆的光泽性、附着力、抗冲击、硬度、耐候性和弯曲性能等还存在不小差距，特别是耐时性上不过关，新车放不到3个月就失光、褪色。

（3）设备的舒适性的差距设备的舒适性是指驾驶员在操作设备作业时所感受的舒适程度，包括环保方面的排放标准和噪声大小等。

有的厂家在驾驶室里安装收录音和CD等音响系统，其实在没解决设备噪声之前，这些都是徒劳的。

同理，在没解决驾驶室密闭问题之前，一切空调通风换气设置都是没有任何意义的。

以清扫车为例，首先应该解决噪声和排污问题。

因为它不但对驾驶员身心健康有影响，更重要的是对与其配合工作的其它设备及人群有影响。

而其驾驶室搞成轿车标准其实并不困难。

要知道清扫车驾驶员比轿车驾乘人员更需要舒适。

因为他在非常恶劣的环境当中做往复性的作业。

（4）性能水平的差距我国工程机械的整体性能参数与国外水平差距不是很大，但在舒适性、低污染、施工质量以及生产率等指标上都不同程度地落后于国外先进水平15-20年，主要原因是在许多先进的技术、结构、材料及工艺上存在着差距[2]。

1.3 国内外的研究现状和发展趋势路面养护机械化程度的高低，是一个国家工业化程度和综合实力强弱的重要标志之一。

从20世纪60年代我国研制生产路面清扫车开始，已有40年的生产历史。

但相对于国外发达国家，我国路面清扫车不管从销量规模、技术水平、清扫效果等方面都存在一定的差距。

目前我国生产路面清扫车的企业大概有30余家。

从产销量和技术实力上看，中联重科中标事业部(原长沙中标实业有限公司)，天津扫地王专用汽车有限公司，扬州盛达特种车有限公司(原江苏省江扬集团特种车辆厂)和北京爱清清扫车制造有限公司等厂家处于行业的领先位置[3]。

国外发达国家从20世纪40年代就开始批量生产路面清扫车，像英国的JOHNSTON、美国的ELGIN、日本的KATO、德国的FAUN-KUKA等公司目前不管在销量规模、技术档次都处于世界的前列。

国外路面清扫车已广泛应用了先进的电子技术，如带有微电脑的清扫及回收装置等，而且实现了有线与无线遥控，目前国内产品仅停留在路面清洁度等最原始的技术研究方面。

随着社会的不断发展，单纯意义上的清扫作业已不能满足于现行路面的需求，高可靠、多功能，全天候和环保型等方面的要求越来越多，市场呼唤能够满足各种需求的路面清扫车的出现[4]。

2 路面清扫车清扫装置的总体构造路面清扫车是路面清扫装置与主机的总称。

路面清扫装置悬挂于主机后方,主要由水箱、扫滚、提升油缸、扫滚作业调整机构和驱动系统组成。

清扫装置铰接于主机油底壳上,通过提升油缸可使清扫装置绕铰接轴旋转离开地面,利于机器的转向及非工作行驶需要。

扫滚刷分排固定于扫滚轴上,以较大的密度与扫滚轴线成螺旋线排列,便于垃圾自动流向路肩。

水箱与扫滚架成一体制作,位于扫滚前部,水箱顶部有加水口及加气口直接与主机储气包相连,通过气阀开关使水箱内保持一定压力。

水箱底部出水口与喷水管路相连,管路上向下方向安装的喷嘴可以保证相当好的雾化水喷向地面,喷水量可通过喷水管路上的节流阀进行调节。

为了使扫滚在扫路时能精确定位(即扫滚与地面接触时刷毛的压缩量保持不变),在主机和清扫装置之间采用环链连接,可通过悬挂不同的链环节实现扫滚作业时的调整。

扫滚采用液压马达一级链传动驱动,可通过管路连接完成驱动系统的连接,为了使操作快速、方便、管路的连接均采用自封式快速接头[5]。

2.1 垃圾尘粒的吸送原理吸扫式清扫车利用风机在吸口处产生的负压气流来吸送尘粒。

清扫车负压吸送系统的作用对象繁杂，要保证尘粒能被可靠地吸入垃圾箱，必须研究尘粒的几何性质(包括粒径,粒度分布,孔隙率和外形系数等)，动力学性质(包括悬浮速度,流动性和磨损性等)以及静力学性质(包括磨擦角,垃圾箱内压力分布,附着性等)。

吸扫式清扫车所吸垃圾尘粒的动力学性质尤以悬浮速度最为重要。

悬浮速度的大小体现了吸送的难易程度，决定了对有关设备性能参数的具体要求。

尘粒的几何性质对悬浮速度具有较大的影响，而静力学性质的影响程度则较小。

任何物质在空气场中都会因重力作用而下落，在下落的同时又会受到空气阻力。

阻力的大小与下落速度的二次方成正比，下落的速度越大，空气阻力就越大，直到阻力与重力相平衡，物质即以瞬时速度在空气场中匀速下落，该速度称为悬浮速度。

当某种物质的形状和体积确定时,其悬浮速度也是确定的。

当空气流速大于垃圾尘粒速度时，垃圾尘粒将随气流向上飞去，进入垃圾箱，从而实现了负压稀相吸送[6]。

有关研究表明，某种物质的悬浮速度与其密度和粒径之乘积的平方根成正比，即密度和粒径大的物质的悬浮速度大，难以吸送；密度和粒径小的物质悬浮速度小,易于吸送。

表1为清扫车经常遇到的部分垃圾尘粒的有关参数和悬浮速度。

表1 常见垃圾尘粒的物理特性2.2 除尘原理现在大型清扫车的除尘系统绝大部分采用重力沉降除尘与惯性除尘多次组合的方案，而且基本上都以在气力输送系统中对含尘气流进行湿式喷雾作为重要的辅助手段，对垃圾尘粒进行预处理，以便于除尘系统捕捉，聚集与分离垃圾尘粒，提高除尘效率。

利用高速流动的空气将垃圾卷人集尘箱内，再利用不同的垃圾在体积、比重、形状以及惯性等方面与空气的差异而达到除尘的目的，其结构原理如图1所示。

气流集尘箱垃圾波网进风口帘网图1清扫车结构图（1）集尘箱由图1集尘箱的剖面图可以看出空气流动的路线。

这种气流方向能较好地利用空气与垃圾的不同惯性，将垃圾遗留在集尘箱内，并在气流路线上设置相应的装置，使排出的空气达到清洁如初的程度，不致对环境造成二次污染。

（2）进风口吸嘴处的垃圾随高速气流通过吸尘管进入集尘箱内，垃圾需集存于相应的位置而空气继续流动。