小型垃圾清扫车的结构设计与分析

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1、小型垃圾清扫车的结构设计与分析【摘要】本文设计了一种小型垃圾清扫车，由人力驱动传动装置带动清扫刷辊滚动清扫纸屑、树叶等垃圾。小型垃圾清扫车结构简单、体积小，使用ANSYSworkbench软件对小型垃圾清扫车进行了静力学分析，得出小型垃圾清扫车的设计合理、结构简单。【关键词】清扫车；结构；分析0引言随着自动化设备的不断发展，自动化清扫车完成了大部分城市公路的清扫工作，大大减少了环卫工人的数量［1］。清扫车主要在城市平坦的公路进行清扫，而环卫工人还使用传统的扫帚进行清扫，所以环卫工人的工作强度并未减少［2］。根据目前垃圾清扫车的现状，本文设计了一种适

2、用于公园、小区、绿化带及人行道等小路的小型垃圾清扫车，降低环卫工人的劳动强度，提高清扫效率。1工作原理人力推动小型垃圾清扫车运动，清扫车的清扫辊刷在前轮带动下转动，把地面上的垃圾清扫到撮板上，垃圾顺着撮板到达活动挡板，通过清扫辊刷的不断转动挤压垃圾打开活动挡板进入垃圾箱，从而完成对所经过地面垃圾的收集。垃圾清扫车不工作时可以向下压扶手，则清扫车的前轮离开地而可快速前进。工作时放下扶手，前轮重新开始转动，则继续带动清扫刷辊进行清扫。倾倒垃圾时先压下扶手再放开扶手可以关闭收集箱的活动挡板，垃圾箱被封闭起来，再打开活动挡板倒出垃圾［3］。2结构设计本文根

3、据环卫工人的工作需要，设计了一种新型的低成本、小体积、结构简单、使用方便的小型垃圾清扫车。此垃圾清扫车主要由扶手、万向轮、皮带轮、撮板、清扫刷辗、刷辗护罩、刷辊轴承、皮带、轮轴、垃圾箱等组成，主要分为清扫装置、前进装置、传动装置和收集装置等部分[4],其结构示意图如图1所示。图1小型垃圾清扫车结构示意图1.扶手；2.万向轮；3.皮带轮；4.撮板；5.清扫刷辊；6.刷辊护罩；7.刷辊轴承；8.皮带；9.轮轴；10.垃圾箱清扫装置由清扫刷辊、斜刷、撮板和护罩组成。清扫刷辊安装在清扫车的前部，清扫刷辊水平放置旋转收集地面的垃圾，清扫刷辊利用前轮的滚动对地

4、面垃圾进行清扫，再驱使垃圾沿着撮板进入垃圾箱，清扫刷辗的直径为20mm，刷苗高65mm，为高强尼龙丝做成，具有高强的弹性；斜刷位于前方呈外八字安装，主要收集路牙、护栏下面和隔离带死角的垃圾扫进入到清扫刷辊工作范围内，大大减少了清扫盲区，扩大了清扫幅宽，使得垃圾车前面清扫无盲区；护罩位于清扫刷辊的上方，防止清扫后的垃圾乱飞及垃圾沿清扫刷辊再次回落到地而的现象。前进装置由两个万向轮和两个传动轮组成，使用者推动扶手给清扫车前进的动力。传动轮承担支撑清扫装置重量，使用者推力转化为清扫刷辊的转动。后轮采用万向轮，转动灵活，适合清扫曲折道路。快速运动的时候可以

5、压下扶手使前轮离开地面，后面的万向轮承受整车的重量，方便快速移动和转动方向。传动装置采用皮带传动，皮带连接传动轮和清扫滚刷，采用单边传动，防止清扫转弯或弯曲道路打滑或卡死，有效的延长了清扫滚刷的使用寿命。可通过两个前后皮带轮直径比调节清扫刷辊的转速，方便日常维护。收集装置由垃圾箱和底板组成。为了方便倒垃圾和日常维护，垃圾箱可以拆卸。垃圾箱与底板紧密配合，底板与刷辊护罩、撮板连接。底板上布满小孔，方便垃圾中的水流出，减轻垃圾清扫车的重量。工作时为了防止垃圾倒出，在垃圾箱内部设计了一个可转动的活动挡板。当外部垃圾被清扫滚刷推到活动挡板前时，活动挡板被推

6、开进入到垃圾收集箱；完成清扫工作时，活动挡板自动恢复关闭状态，可以有效防止垃圾倒出。倾倒垃圾时活动挡板处于关闭状态，垃圾箱才可方便拿出。3有限元分析从小型垃圾清扫车的工作原理和结构分析可知，小型垃圾车主要受力零件是清扫刷辊，清扫刷辊的跨度最大，为柔性体易变形，其受力最大，其可靠性和稳定性如果满足条件，其他部件自然满足要求。清扫刷辊由铝合金棒料加工而成，主要完成垃圾的清扫，属于易损和磨损件，要求材料具有良好的刚度与初性。为了保障清扫刷辊的刚度和强度符合设计要求，在Solidworks软件中建立了清扫刷辊实体模型并导入ANSYSworkbench软件中

7、进行有限元分析。清扫刷辗的材料为铝合金，密度P是2770kg/m3,杨氏弹性模量E是7.l*1010pa，泊松比W是0.33。清扫刷辗的横截向是圆形，直径是20mm，采用ANSYSworkbench软件划分网格，其精度选择_85，因为其结构简单，则节点有2037个，单元格有370个。清扫刷辊的载荷主要指清扫刷辊自身重量和毛刷与地面的摩擦力，其极限摩擦力的2倍是1000N，摩擦力沿清扫刷辊的切向。使用ANSYSworkbench软件对清扫刷辗进行有限元分化可认为是固定端约束，然后给清扫刷辊加载自身重量和摩擦力载荷，得到极限载荷下的应变图，如图2所示。

8、析，得到清扫刷辗在清扫过程的应变清扫刷辊两端通过简图2横梁受力应变图从图2清扫刷辊有限元分析的应变图可知，清扫刷辊应变量的