水面垃圾自动打捞船的设计(毕业设计)

I摘要水面垃圾自动打捞船针对水面环境污染的问题，主要致力于中小型湖泊河流等水域的固体垃圾清理，如塑料袋、饮料瓶，树枝树叶以及其它易清理的水面垃圾。实现水面垃圾清理的机械化与自动化，整个打捞过程无需人工参与，安全性非常好，效率大约是人工打捞的几百倍，水面越大、风浪越大效果越显著。本文主要对水面垃圾自动打捞船进行了船体结构、动力装置、打捞及传输装置、垃圾存储装置以及其他零部件的设计、计算及校核等。分析了水面垃圾自动打捞船需要实现的功能要求，在实际环境背景下，研究了水面垃圾自动打捞船的系统构成及功能、各零部件的的设计方法以及系统的实现方式。此设计除了动力装置与其他船类大体相似，实现打捞和传输的装置以及垃圾存储装置都有一定的创新性设计。采用链齿轮与链条的传动带动传输带的形式，以及船体前方挡板引导装置和叶轮的设计都使得水面垃圾的收集更加有效率。此外，垃圾存储装置采用的是三个可替换式的存储箱，其底部设计为多孔式，使得水面垃圾的收集更加方便，可执行性有所加强。本文还附有部分水面垃圾收集船的结构图，装配图，零件图，以便详细的说明设计过程。关键字：水面垃圾自动打捞船环境保护结构设计IIAbstractAnautonomousshipforcleaningthegarbagefloatingonalakeisdesignedforthewaterpollutionproblems,mainlytosolidwasteonsmallandmediumsizedlakes,riversandotherwaters,suchasplasticbags,bottles,leaves,twigs,andothersurfacetrashwhichiseasytoclean.Toachievecleanthewatergarbagemechanizedandautomatically,theentiresalvageprocesswithouthumanintervention,securityisverygood,efficiencyisabouthundredsoftimesthanartificialsalvage.Thegreaterthesurfaceandmoresignificantstorms,thegreatertheeffectis.Thisessayfocusesonthedesign,computingandcheckingofhullstructure,powerplant,salvageandtransportequipment,garbagestoragedevicesandothercomponentsoftheanautonomousship.Inthecaseoftheunderstandingoftheresultsofthedesignrequiredtoachievethefunctionalrequirements,aswellastheactualenvironmentalbackgroundtostudythedesignofthestructureandfunctionofthewatergarbagesweepersystem.Thispowerplantdesigninadditiontotheotherboatclassesaregenerallysimilar.Andgarbagestoragedevices,thedevicetoachievesalvageandtransporthavesomeinnovativedesigns.Formofthesprocketsandthechaintransmissionisdrivenbyatransmissionbelt,andthehullinfrontofthebafflemeansandtheguidesurfaceoftheimpelleraredesignedsothatgarbagecollectionmoreefficient.Inaddition,garbagestoragedeviceusesthreereplaceablestoragetank,thebottomisdesignedtoporoussurfacegarbagecollectionmoreconvenient,enforceabilityhasbeenstrengthened.Thisarticleisalsoappendthestructureandassemblydrawings,partsdiagramoftheautonomousshipforcleaningthegarbagefloatingonalakeforadetaileddescriptionofthedesignprocess.Keywords:Thewaterwaste;Automaticcleaningship;environmentalprotection;StructuralDesignIII目录摘要......................................................IAbstract...................................................II一前言....................................................11.1毕业设计的选题背景........................................11.2毕业设计国内外研究现状及特点分析..........................21.3本课题的研究目的及意义....................................3二方案构思和拟定..........................................5三船体的设计..............................................63.1船体的结构设计............................................63.2船体材料的选择............................................83.2.1船体材料的介绍.......................................83.2.2船体材料的确定及相关参数.............................93.3船体重要尺寸..............................................93.4.1船体质量的计算......................................103.4.2重排水量的计算......................................103.4.3最大吃水深度的计算..................................11四动力装置的设计.........................................124.1蓄电池的选择.............................................124.2电动机的选择.............................................134.3船舶推进器的选择.........................................16五传输装置的设计.........................................19III5.1传输装置的总体设计.......................................195.2传输装置链传动的设计.....................................215.2.1链条的选择和计算....................................215.2.2链轮相关尺寸的计算..................................245.3叶轮装置链传动的设计.....................................265.3.1链条的选择和计算....................................265.3.2链轮相关尺寸的计算..................................275.4轴的设计.................................................295.5叶轮的设计...............................................31六垃圾存储装置的设计......................................32七其它零部件的设计.......................................337.1滚动轴承的选择...........................................337.2轴承座的选择.............................................347.3标准件的选择.............................................34结束语.....................................................36致谢.......................................................37参考文献...................................................38附录水面垃圾自动打捞船总装配图............................391一前言1.1毕业设计的选题背景随着社会经济的飞速发展，人们的生活都有了质的飞跃，特别是工业革命以来，由于人们过于重视工业和经济的发展，往往忽视了对环境的保护，这就使得近几年来世界水资源质量不断下降，水环境持续恶化，由于污染所导致的缺水和事故不断发生，不仅使工厂停产、农业减产甚至绝收，而且造成了不良的社会影响和较大的经济损失，严重地威胁了社会的可持续发展，威胁了人类的生存。随着十八大社会主义生态文明建设的提出，水环境的污染问题越来越受到人们的关注。海洋、河流、湖泊以及水上游乐场里的漂浮垃圾的污染已经逐步影响到市民的饮水、环境卫生及市容市貌，如图1-1、图1-2所示。图1-1城市河道污染图1-2运输河道污染为解决水面垃圾收集的问题，目前很多地区还是采用利用人工打捞的方式为主，如图1-3所示。但这种人工打捞水面垃圾的作业方式劳动强度较大、工作环境恶劣，效率也十分低下。此外，目前市场上也出现了一些机械智能化的水面垃圾收集设备。由于水域不同、垃圾种类不同及回收量的不同，形成了各种类型的水面垃圾收集船，如图1-4所示。例如ZS-800型水面清漂船、16.5米水面垃圾收集船等等。但现在市场上的水面垃圾收集船大都是大型船舶机械，主要用于大范围大面积水域垃圾的收集，其结构复杂，体积庞大，价格昂贵，而且需要专业人士操作，从而不能被广泛地应用于城市河道和风景区水域的垃圾收集作业。2图1-3人工打捞水面垃圾图1-4大型机械打捞水面垃圾1.2毕业设计国内外研究现状及特点分析水面垃圾自动打捞船针对水面环境污染的问题，致力于中小型湖泊河流等水域的固体垃圾清理，如塑料袋、饮料瓶，树枝树叶以及其它易清理的水面垃圾。它将水上漂浮的垃圾（主要是树枝、农作物秸秆、白色塑料、生活垃圾和水生植物、少量动物尸体等）从水面打捞后，直接装运或者经压缩后装运到垃圾处理厂进行处理。关于水面垃圾自动打捞船，目前国外已有成熟的商品和深厚的研究基础。韩国海洋水产部