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二○一二届毕业设计开题报告学院：工程机械学院专业：机械设计制造及其自动化姓名：学号：指导教师：完成时间：2012年3月23日课题名称小型吸扫式清扫车总体计算与设计课题来源自选课题类型工程设计指导教师学生姓名学号专业机械设计制造及其自动化一、选题背景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。可广泛应用于干线公路，市政以及机场路面、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，又维持了路面的良好的工作状况，减少了和预防了路面交通事故的发生，延长了路面的使用寿命。目前在全球内使用路面清扫车已经成为一种趋势。小型道路清扫车属于城市环卫系统设施，是道路清扫的一个重要组成部分。小型清扫车造价相对低廉，制造技术相对简单，在使用效率上和环保上的优点是非常突出的。目前，我国中小型吸扫结合式道路清扫车主要存在的问题除与汽车底盘改装的道路清扫车同样的缺陷外，还存在舒适性差、噪声大、空车质量大、外形不够美观等缺点。因此，要彻底摆脱我国吸扫结合式道路清扫车的落后状况，提高吸扫式和纯吸式清扫车设计的能力，本课题主要对其主要部件：清扫系统、风机、除尘系统等进行研究，以提高清扫车设计的理论水平。二、国内外研究现状和发展从近期的资料分析来看，环卫扫路车的市场发展潜力巨大，这从近几年的产品的销量就可以看出，2004销售量为1300台，而到了2005销量就猛增到了2千多台，几年内增加了1.6倍。这其中还不包含相当数量的进口产品。在东部沿海经济发达地区，环卫扫路车市场发展很快，尤其吸尘车的发展非常可观，路面清扫已率先进入机械化时期。有资料显示，在北京、上海、广州和深圳等大中城市，环卫扫路车的保有量已超过300台。可以预见，国内未来环卫扫路车的需求将会继续保持着较高的增长态势，路面清扫机械化的时代已经到来。但与国外相比，国内还停留在市场的初级发展阶段。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ELG、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。虽然，我国清扫车技术的发展令世界瞩目，但是，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，而在清扫车的噪声、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，创新较小。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。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。而且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。最后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。道路养护越来越重要，清扫机械的前景越来越好。在功能多样性方面，由单一功能向多功能发展；在传动系统方面，有传统机械向全液压方向发展；在除尘方面，由干式向湿式方向发展；在清扫方式上，由纯扫式和纯吸式向吸扫式方向发展；在重量和体积方面，由体积大、自重大的机械向体积小、轻便式的中小型清扫方向发展。但是在我国，由于清扫车发展时间较短，使用数量较少，研究开发人员有限，又没有专门的研究机构对其进行研究，所以缺少对清扫车主要部件的关键技术研究，为了提高吸扫式清扫车设计的能力，必须对其主要部件——清扫系统、风机和除尘系统以及零部件的耐磨性等进行试验研究，以提高清扫车设计的理论水平。纯吸式小型扫路机的吸扫系统主要由风机、风道、吸尘嘴等组成。作业时发动机直接驱动风机将落尘箱内的空气通过出气管道输送到吸尘罩内，在吸尘罩内产生漩涡气流，罩内的垃圾在气流的冲击下悬浮起来；在吸尘嘴的另一端有吸气管道，在风机的作用下将悬浮的垃圾随气流吸进落尘箱内。进入落尘箱内的垃圾气流，由于流速减小，比重大的垃圾落到垃圾箱底部。体积大、重量轻、漂浮的垃圾被滤网阻隔，仍分离不开的垃圾气流进入离心式尘土分离器，小颗粒的尘土从气流中分离出来。净化后的气体再次被送到吸尘嘴，进行垃圾清扫、输送的再循环。纯吸式小型扫路机克服了纯扫式扫路机对尘土清扫不利的缺点，吸尘率可达到98%，作业时没有扬尘，没有二次污染。但它对马路边沟的垃圾清除不利，在湿地上作业效果不好，对粘著在地面上的污物去除能力差。吸扫式清扫车汲取纯扫式以及纯吸式清扫车的特点，其清扫系统通常由蝶型刷和风机、风管道、吸尘嘴等组成。蝶型刷的设置加强了对马路边沟的清扫，增加了清扫宽度。蝶型刷将两侧的垃圾扫到吸尘嘴的工作区域，再由吸尘系统将垃圾吸入机内的垃圾箱。吸扫式小型扫路机适合于任何道路环境的清扫，对污物、尘土都有很好的清扫效果，工作效率高。但这类扫路机结构比较复杂，成本较高。目前，国内外吸扫型道路清扫车是扫路车的主流车型，也是可以预见的将来的主流发展方向，因为这种扫路车同纯扫式或纯吸式扫路车相比，具有清扫效果好、速度快、二次污染小等优点。但是，仍存在着油耗高，噪声大，占用车上空间大，降低了整车质量利用系数，排放污染大等不足，所以需要进一步的研究改进。三．本课题的提纲及重点内容1）本课题的提纲（1）小型清扫机的制动系统和外形的设计；（2）小型清扫车工作装置的总体设计；（3）除尘系统的设计。2）本课题的重点内容（1）清扫车风机的设计及其合理选型在进行扫路车专用风机设计时，除了需要考虑到风机的效率、流量、风压等性能参数外，对其耐磨性能、噪声水平以及抗积尘能力也要予以充分考虑，合理优化叶轮、蜗壳以及入口的结构参数，从风机叶片形状、叶片材料、进出风口的形状和位置、加工工艺等进行探讨，设计出体积小、风量大、噪声低、耐磨的风机。（2）清扫除尘系统的研究为了使扫路车具有更好的除尘性能，应加强对影响除尘效果的喷水量与风量的关系和垃圾箱容积以及灰尘过滤器的结构和型式的研究。（3）根据负荷量的限制要求，对清扫车二类底盘进行进一步的研究改进。四、研究本课题的指导思想及预计可能遇到的困难1）指导思想通过国内外资料的翻阅整理，掌握了现有扫路车工作装置的特点，并且现场调研了西安周边地区清扫车的使用情况及结合周边路面特性，综合国内外相关方面的成果，整理并分析了资料及调查结果，针对现有环卫车的风机驱动采用副发动机为动力源，存在着油耗高，噪声大，占用车上空间大，降低了整车质量利用系数，排放污染大等不足，本课题主要对其主要部件——清扫系统、风机、风道系统和除尘系统以及零部件的耐磨性等进行试验研究，以提高清扫车设计的理论水平。2）遇到的问题（1）大的风量和风压是高效集尘的可靠保证，必须选用高效能的离心式风机，由于清扫车的作业工况的不稳定性，因此在选用风机时必须留有一定的余量，这样才能保证清扫车在各种路况下达到完美的集尘效果，由于空间布置的限制风机的外形应尽可能紧凑，同时降低噪声是选择风机时考虑的重要因素之一。（2）清扫车支点的后轴承及轮胎、弹簧弓板、尾大梁等处承受压力偏大，而二类底盘在这些受压处并未特殊加强，因此要求对于总质量一定的底盘，其前后最大允许轴荷，可根据清扫车作业要求，进行轴荷合理分配。如适当增加前轴的允许载荷。对于总质量一定的底盘，可以适当加长轴距，最大限度的发挥出底盘的能力，与上装相匹配，从而提高清扫车的托举能力。（3）清扫车是要求前轴负荷大，以便作业时其轴荷减轻后，还能安全转向。如果前轴允许负荷较少，则必然要求托举作业能力的降一个等级，而此时，就会出现后轴允许负荷又会剩余。因此要求后轴的轴承、轮胎、钢板弹簧、尾大梁等关键受力处，要求适当加强，以增加其受压的能力。五、工作计划序号设计（论文）各阶段名称教学周1搜集索取相关资料2012年2月20日～2012年2月25日2整理、分析资料2012年2月26日～2012年3月3日3翻译2012年3月4日～2012年3月204完成开题报告2012年3月21日～2012年3月27日5参数的选择和计算2012年3月28日～2012年4月17日6图纸设计2012年4月18日～2012年6月3日7论文预答辩及答辩2012年6月4日～2012年6月20日指导教师意见及建议：指导教师签名：年月日注：1、课题来源分为：国家重点、省部级重点、学校科研、校外协作、实验室建设和自选项目；课题类型分为：工程设计、专题研究、文献综述、综合实验。2、此表由学生填写，交指导教师签署意见后方可开题。参考文献[1]李江涛我国扫路车发展概况与发展趋势；建机机械技术与管理2000.4[2]董少华，朱彤；太阳能环保道路清扫车亮相；科技日报；2007年[3]张祖祥；吸扫式路面清扫车电气控制系统；专用汽车；1999年[4]许礼鸿；吸扫式路面清扫车使用效能影响因素分析；公路与汽运；2005年[5]彭华建，王卫平；新型湿式吸扫式清扫车；湖南农业；1999年[6]方国浩，范明志，盛利平；道路清扫保洁机械的发展历史与趋势；商用汽车；2008年[7]谢立扬，张志友；清扫车清扫速度对清扫率的影响；筑路机械与施工机械化；1997年[8]谢立扬，杨治林；真空式清扫车吸口速度特性初探；西安公路交通大学学报；1997年[9]秦娜；扫路车传动系统的探讨与研究；建设机械技术与管理；2000年[10]路明；扫路车吸风口的结构形式及设计要点；专用汽车；2000年[11]邹平,张筱梅；解读《扫路车》标准；专用汽车；2006年[12]杨人凤，张永新；两种清扫车液压系统分析；筑路机械与施工机械化；1994年[13]董大为；清扫车风机磨损原因分析；工程机械与维修；2004年[14]张克龙；如何提高ELGIN清扫车的工作效率；工程机械与维修；2002年[15]马克·莱斯特；全球扫路车的发展趋势；商用汽车；2008[16]何挺继,朱文天,邓世新；筑路机械手册；人民交通出版社；1998年[17]代汝泉；路面清扫车的除尘装置结构分析；专用汽车；1999.4[18]田宝香；扫路车主参数分析；工程机械；1997.9[19]Kaplan,Thomas；SweepersMayHelpInScanningParkedCars；NewYorkTimes；13June2011[20]Exhibitors；GOVERNMENTPRODUCTNEWS；MAY2008[21]MichaelKeating；Streetsweeper’ssound-suppressedcab；GOVERNMENTPRODUCTNEWS•JUNE2008