2、公路清扫机械

长安大学公路养护机械结构课教学制作：展朝勇第一章公路清扫机械第一章公路清扫机械第一节概述第二节吸扫式清扫车第三节清扫车工作装置第四节清扫车液压系统第五节气动及洒水装置第六节公路清扫车运用技术第一节概述一、公路清扫车的功用公路清扫车的功用是用来清扫道路浮尘，收集道路垃圾；配置专用装置还可完成其他道路养护作业。二、对公路清扫车的要求在高等级公路上作业时应有足够的行驶速度和作业速度，以满足高等级公路对车辆行驶速度的要求，并能减少对其他行驶车辆的干扰。三、清扫车的分类1.按工作原理不同分为2）纯吸式清扫车附有闭式循环空气流动系统，利用空气气流的流动对浮尘及垃圾进行吸附清除。1）纯扫式清扫车利用机械清扫装置及输送装置直接对路面浮尘及垃圾进行清除。3）吸扫式清扫车为纯扫式清扫车与纯吸式清扫车的综合。根据空气气流的流出方式不同又分为:（1）开放吸扫式清扫车（2）循环吸扫式清扫车2.按动力源不同分2)有动力型依靠主发动机或副发动机，或电力给工作装置提供动力。1)无动力型以行走轮行走时与地面产生的摩擦力为驱动力，驱动清扫工作装置运转。3.按行走动力不同可分为1）自行式清扫车行走系依靠自备的动力源驱动行走，具有良好的整体性、独立性和机动性，其行驶速度快，作业范围大，工作效率高。注：通常自行式清扫机行驶与作业装置各采用一台发动机，动力彼此独立，便于控制和调整，使两个系统都处在最佳状态，以达到最佳的道路清扫效果。2）非自行式清扫车利用牵引机械或人力推动其行走，或作为清扫装置悬挂于车辆前端，清扫公路及其他环境中的垃圾。非自行式清扫机购置成本低；但整体性能相对较差，工作范围小，工作效率较低。3.按行走动力不同可分为四、纯扫式清扫车1.组成利用侧盘刷及水平柱刷将垃圾扫起并抛至输送装置；输送刮板将垃圾输送到垃圾箱内。垃圾箱装满后，举升机构向某一侧或前方倾斜，将箱内垃圾倾卸。2.工作过程及工作特点纯扫式清扫车对细尘粒的除净率较低，多用于人口稠密市区、街道以及大颗粒块状为主的垃圾清扫。五、纯吸式清扫车（吸尘车）汽车底盘上前部装有发动机和风机；后部铰装有垃圾箱，垃圾箱为密封箱+滤尘箱结构，滤尘箱顶开口处装有滤尘装置；底盘下方安装有吸尘盘，吸尘盘上的吸尘管上端与密封箱连通；1.结构特点五、纯吸式清扫车（吸尘车）风机下部出气口通过吹气管与吸尘盘连接，风机中部进气口通过进气管与滤尘箱连通。吸尘管吹气管吸尘盘工作中采用气流吸入方式清除路面尘土，不用清扫盘，不用洒水，可大大降低使用成本。密封箱滤尘箱2.工作过程六、吸扫式清扫机的除尘原理1.重力沉降除尘1)清扫机工作时，含尘气流从吸口A处吸入后，进入垃圾箱空腔；尘粒进入垃圾箱后，因垃圾箱截面大于吸管截面积，带尘气流的速度大大降低，尘粒在其重力作用下降落至垃圾箱底；2)通过分离孔板对空气气流过滤后，清洁的气流进入排气道，从排气口B排出。2.惯性除尘原理垃圾尘粒的惯性远大于空气的惯性，垃圾尘粒在流动过程中，保持其原有速度和运动方向不变，通过垃圾箱中设置的障碍挡板或孔板，当尘粒在与挡板的碰撞过程中，改变运动方向及速度大小，从而使其从运载空气中分离出来，达到除尘的效果。2.惯性除尘原理大型清扫机除尘系统均采用重力沉降除尘与惯性力除尘组合的方案，同时在气力输送过程中，对含尘气流进行喷雾，并对垃圾尘粒进行预处理，以便于捕捉、聚集与分离垃圾尘粒，提高除尘效率。七、湿式喷雾的作用与作用原理微细尘粒悬浮速度低，虽易于输送，但其沉降速度也低，难以从输送气流中分离出来，使清扫机除尘不净，将产生二次扬尘。利用湿式喷雾装置，在含尘空气除尘前的输送过程中喷雾，使其凝结成具有较大沉降速度的粉尘团，尘粒团进入垃圾箱后，用惯性力除尘方法或重力沉降除尘方法将尘粒团从气流中分离出来，沉降在垃圾箱中，在不过分增大垃圾箱空间的基础上，可提高除尘系统对于微细尘粒的捕集效果，避免尘粒二次污染。1.作用（1）喷入垃圾箱的水珠与位于其前方速度较慢的尘粒和位于其后方速度较快的尘粒发生碰撞和拦截，形成一个水固尘粒团；2.作用原理（2）运行速度不同的水固尘粒团相撞发生凝结(水固尘团凝结）并进而形成较大的聚合尘粒团；（3）多个水固尘粒团被一个大块垃圾或片状垃圾捕获，形成一个更大的物固尘粒团，并利用重力及惯性除尘落至垃圾箱底。第二节吸扫式清扫车一、开放吸扫式清扫车该清扫车由自行式底盘、副发动机、风机、垃圾箱、水箱及喷雾装置、侧盘刷、水平柱刷、吸风口、手动吸管、排风口等组成。（一）组成1.副发动机、风机位于驾驶室后方，通过过液力耦合器或干式摩擦离合器与清扫装置联接。副发动机风机（二）各部分结构分析2.垃圾箱3.水箱位于底盘中后部，与车架后端铰接，前部或下部通过一个液压油缸，在倒垃圾时倾翻。可与垃圾箱做成一体，位于垃圾箱下部，亦可作为一个独立部件固定在垃圾箱下方或其他位置。4.侧盘刷(2或4个)与水平柱刷前者分别悬挂在车架中部两侧。后者位于车架下方，可以向左或右偏转一定的角度以配合侧盘刷的工作。5.吸口左右各一个，位于水平柱刷后端，通过托架及拖轮可使吸口与地面的前端保持35～40mm的间隙,后端保持6～10mm的间隙。开放吸扫式清扫车工作过程1)选择左侧或右侧作业方式，将相对应的侧盘刷和水平柱刷在底盘行进过程中配合工作，将垃圾侧横向抛射至吸口前方，形成一条垃圾带;2)吸口经过前方垃圾带时将垃圾尘粒吸入并输送至垃圾箱内;垃圾尘粒在经过吸口进入垃圾箱的过程中，经历几次除尘处理，使垃圾尘粒阻止在垃圾箱中，除尘后的空气从出口排出。开放吸扫式清扫车工作特点通过可伸到基础车之外的盘刷将路缘、边角、护栏下的垃圾集中到吸口前方，利用空气动力通过吸口将垃圾捡拾和输送到垃圾箱中。其清扫范围宽，适应性好，对于微细垃圾尘粒的捡拾、输送效果好。二、循环吸扫式清扫车（一）组成循环吸扫式清扫车由自行式底盘、副发动机、风机、垃圾箱、水箱及喷雾装置、盘刷、宽吸口等组成。（二）工作原理风机排出的气流经排风管进入宽吸口内部并形成涡流，吸口前端的负压使垃圾吸入吸口内，含有垃圾尘粒的空气由吸口管吸入垃圾箱，经除尘分离后又经排风管吹出，在空气的内部循环流动中将路面上的垃圾尘粒清除。循环吸扫式清扫车工作示意图开放吸扫式清扫车与循环吸扫式清扫结构与工作过程的区别？风机排风管吸风管宽吸盘过滤板垃圾箱第三节清扫车工作装置1.组成侧盘刷由动臂座及托架、连杆、提升油缸(或气缸)、盘刷毛、刷盘、驱动液压马达等组成。一、清扫车侧盘刷2.对侧盘刷的性能要求1）盘刷工作时，应外伸而且下落，与路面保持浮动接触；在运输状态时，为减小车辆宽度和刷毛的磨损，盘刷必须回收且提升至离路面一定高度。即：盘刷的动作机构必须能实现外伸、下放、浮动和回收提升锁紧的复合动作；2）必须具有缓和碰撞、避让障碍和自动复位的功能；以免盘刷与护栏桩、路缘石等发生碰撞，3）刷毛接地点的运动速度和方向是影响盘刷性能的重要因素，盘刷转速应能有效方便地调控。4）盘刷处于工作状态时，若盘刷的整个圆周平面接地旋转，将使垃圾尘粒沿盘刷圆周的切线方向向四周抛射，因垃圾灰尘的飞扬和扩散而造成二次污染，并加快刷毛的磨损，缩短盘刷的使用寿命。应保证盘刷有正确的接地方位及抛尘方向，以便有足够大的清扫区域和清扫机最大清扫宽度。5）盘刷接地比压应具有可调性，以适应牢固的粘性垃圾或松散垃圾，提高盘刷的使用寿命；6)盘刷刷毛应具有良好弹性和适中的刚度，以利于垃圾尘粒加速抛向内侧。2.对侧盘刷的性能要求3.清扫车侧盘刷工作过程液压马达驱动支承在支架上的盘刷旋转，和水平柱刷在底盘行进过程中配合工作，将垃圾侧横向抛射至吸口前方，形成一条垃圾带。液压马达刷盘刷毛4.盘刷升降－伸缩机构1）盘刷绕纵向水平轴升降伸缩油缸或气缸使盘刷绕Z轴上下摆动，从而实现升降动作。其结构简单；但盘刷不具备自动保持沿旋转轴线的前倾和外倾角度的特性，随着路面高低不平的变化和刷毛的磨损，盘刷的接地方位也在不断变化，工作中不稳定。2）盘刷绕铅垂轴升降伸缩在油缸或气缸作用下，盘刷连同动臂座绕销座у轴在水平面内摆动，实现外伸、回收动作；钢丝绳拉力或液压油缸推力又使其绕动臂座上х水平轴线上下摆动，实现盘刷的提升或降落动作。注：盘刷处于浮动状态下始终与路面保持接触，在工作位置时能对路面的高低不平有一定的适应性。4.盘刷升降－伸缩机构5.弹簧避障机构1）作用2）组成避免清扫车工作时，因盘刷处于突出位置，前方的障碍物碰撞盘刷而使其损坏。6.盘刷接地压力的调整1）弹簧调压盘刷处于外伸位置时，盘刷靠重力在路面上浮动，故接地压力等于盘刷重力。当盘刷质量较大，而清扫作业不需要太大的接地压力时，可采用弹簧悬挂盘刷。根据清扫作业要求，人为地改变弹簧悬挂点位置来调整盘刷的接地压力。2）气缸调压气缸与机架和盘刷动臂相铰接，工作时气缸的推力或拉力通过盘刷动臂传递到刷毛与路面之间。根据盘刷自身质量的大小，可选单作用或双作用气缸。当盘刷质量较轻，只考虑加压以满足刷除粘结垃圾的要求时，可选用单作用气缸。6.盘刷接地压力的调整二、清扫机的水平柱刷1.对水平柱刷的性能要求(1)水平柱刷工作时，应该始终与路面保持浮动接触；清扫机处于运输状态时，柱刷应能被提起离开地面并保持一定高度。（2）为配合右侧盘刷或左侧盘刷完成清扫作业，水平柱刷应能向右或向左偏转一定角度，使其前方的垃圾尘粒斜向抛射到相应侧吸口的前方。（3）刷毛接地压力应可调。既能使与路面附着牢固的粘性垃圾其能被顺利刷除；又可以防止刷毛磨损剧烈。2.水平柱刷的组成3.水平柱刷工作特点气缸使水平柱刷相对于车架上下摆动与浮动；油缸使水平柱刷相对于车架绕立轴侧摆；油缸又使柱刷相对悬挂架斜摆；附有刷毛接地压力调整机构。3.工作过程(1)工作中液压马达驱动水平柱刷刷体旋转，同侧盘刷一道，将地面垃圾抛向吸口前方；(2)工作中气缸下腔通入低压空气，柱刷部分重力作用在路面上，路面凹凸不平时，水平柱刷可根据路面状况上下摆动，始终保持与路面接触；(3)在运输状态，气缸下腔通入高压空气，水平柱刷被提起离开地面；(4)在横向坡道上作业，油缸的缸体带动罩壳和刷体相对于摆动轴摆动，水平柱刷在顺摆逆摆中始终保持沿全长与路面接触；(5)清扫时,油缸使罩壳和刷体通过立轴相对摆动座向右或左摆动一定角度，以配合左、右侧盘刷工作，将垃圾尘粒抛射到同一侧的吸口前方。3.工作过程三、开放吸扫式清扫机的吸口1.组成2.作用借助于空气流动中的高速气流，有效地将垃圾尘粒吸入垃圾箱。3.结构特点(3)吸口提升气缸处于浮动状态，使吸口可随路面的高低而起浮，并借助于橡胶或塑料吸管的弹力，将吸口下压，以防止吸口拖轮受到路面冲击时向上跳起而破坏吸口相对于路面的最佳状态。(1)通过吸口内2～8个喷嘴进行雾化喷淋，使吸口结构简单，并改善除尘效果，提高除尘效率;(2)可调整的拖轮保证吸口在正常作业状态下，能自动保持最佳离地间隙；四、循环吸扫式清扫机的宽吸口1.组成2.工作过程空气由压力空气进管入吸盘，空气穿过空气泄缝后，与压缩空气滑盘相碰，形成空气的涡流，空气偏导板将吸附杂物后的涡流空气逐步从空气进口送入空气吸管。排风软管压力空气进管第四节开放吸扫式清扫机液压系统一、组成开放吸扫式清扫机液压系统系统分为两个基本回路——垃圾箱操作液压回路与清扫系统操作液压回路。该液压系统由尾门启闭油缸、单向节流阀、二联多路阀、多级油缸、工作装置控制阀组、油泵、回油滤清器、吸油滤清器、油泵、柱刷偏摆油缸、液压马达、单向节流阀、液压马达、盘刷油缸、节流阀等组成。垃圾箱操作回路工作装置操作回路二、工作过程1.垃圾箱操作液压回路的油泵6通过底盘变速箱取力器驱动，多路手动换向阀3分别控制一个两级伸缩油缸4实现垃圾箱的举升、下降；驱动一个双作用油缸1实现尾门的启闭锁紧；2.油泵9由副发动机驱动，通过电磁换向阀组5分别控制液压马达11和双作用液压缸10实现水平柱刷的旋转和左右偏摆，其中利用一个梭阀保证柱刷的旋转方向不受左偏或右偏的影响；二、工作过程3.左右侧盘刷的旋转通过两个油马达13驱动，下落外伸和提升回收通过油缸14实现，