清扫模式

2024-07-09

清扫模式（精选7篇）

清扫模式篇1

0 引言

随着我国经济建设、社会建设和城市建设的快速发展,人们对生活环境质量的要求逐渐提高,各地政府对城市环境的治理力度也随之加大。为控制道路扬尘污染对人体健康的影响,环卫系统也进一步加大了道路机械化清扫保洁的力度,改变了道路清扫保洁作业只是将路面的可见物清扫干净的传统观念,将控制扫路车作业扬尘、提高清扫效率、降低道路扬尘对大气污染的贡献率作为扫路车道路清扫保洁的基本功能之一。

目前,环卫部门使用的路面清扫保洁车辆有很多种,选用不同的路面清扫保洁车辆,可实行不同的道路清扫保洁作业模式,如何选择最优的道路清扫作业模式来控制道路作业扬尘、提高道路清扫保洁质量,需要根据实际路况、地理环境、气候条件等因素确定。路面清扫保洁作业总的来说可分为湿式清扫保洁作业和干式清扫保洁作业两大类。

1 湿式路面清扫保洁作业

1.1 湿式吸扫式扫路车进行“扫+吸”路面清扫保洁作业

湿式吸扫式扫路车(以下简称“湿式扫路车”)清扫作业时,低压水泵产生的水流车通过低压管路控制阀分别输送到车辆前保险杠下方配置的前低压喷嘴、清扫装置上配置的扫盘低压喷嘴以及吸盘管道上内置的吸管低压喷嘴。前低压喷嘴向地面喷水,初步润湿扫路车清扫宽度范围内的路面,扫盘低压喷嘴向地面喷水,进一步润湿扫刷清扫区域内的路面,使路面大部分粉尘遇水粘结成较大颗粒的尘土,路面细小颗粒粉尘随之减少,同时扫盘低压喷嘴在扫刷周边喷水时形成的水帘有抑制扫刷清扫掀起的细小颗粒粉尘向空气中飘散的作用,飘起的粉尘遇到水帘润湿粘结成较大颗粒尘土沉降到地面。地面上尘土和垃圾经扫刷清扫后,汇集到吸盘前方吸尘宽度范围内,随着车辆前行,尘土和垃圾进入吸盘下方,通过风机在吸盘、吸管中产生的高速气流作用,将尘土和垃圾吸入垃圾箱内,吸管低压喷嘴喷出的水雾进一步稀释经过吸管的尘土,并随高速气流进入垃圾箱内,大部分被稀释的尘土在自重作用下沉降在箱体底部。

湿式扫路车在路面粉尘较少的城市道路清扫作业时,通过扫盘和吸盘喷水降尘可有效控制清扫作业扬尘,不仅清扫保洁质量较高,水的消耗也较少。但在尘土分布密度较大的道路时,湿式扫路车低喷嘴压喷水来不及将扫刷清扫区域范围内部分粉尘充分润湿,扫刷旋转工作时容易产生扬尘,同时清扫过后路面会留下明显的粉尘刷痕。吸管低压喷嘴喷出水若未将吸管内高浓度尘土充分稀释,吸管内部极易产生尘土堆积,吸管气流通流面积减小,风机管网气流阻力加大,导致管网系统容积流量降低,吸盘下方气流速度下降,吸盘吸拾尘土的能力也随之下降。随着车辆的前行,吸盘下方的部分尘土不能及时随气流进管道内,尘土在吸盘下方越聚越多,来不及进入吸管内的尘土从吸盘后部边缘遗漏出来,在路面留下吸盘拖印,使道路的清扫保洁质量大打折扣,这种情况下就需进行二次清扫作业,以提高道路清扫保洁质量。

1.2 洗扫车进行“扫+洗+吸”路面清扫保洁作业

洗扫车是一种集扫路车和高压清洗车功能于一体的高效路面保洁作业车。洗扫车清扫装置进行清扫工作的同时,副发动机驱动高压水泵也参与工作,高压水泵产生的高压水流输送到吸嘴内固定喷水杆和左、右外摆喷水杆上的高压喷嘴,高压喷嘴喷出的扇形水帘在地面组成无缝的U型水刀,直接冲洗路面,路面上尘土经过高压水流冲洗充分稀释形成稀泥污水,随着车辆的前进,冲洗路面后形成的稀泥污水在无缝U型水刀侧推作用下,汇集到吸盘下方,并通过风机在吸盘和吸管中产生的高速气流作用,被吸入到垃圾箱中。污水进入污水箱后,污泥沉淀在箱体底部,沉淀后污水可通过进一步净化处理实线污水循环使用。洗扫车通过以上方式实现路面清扫、冲洗和污水回收的路面保洁作业,不仅可净化路面控制扬尘,遇干燥、闷热天气,还可利用后喷雾装置进行喷雾作业,稀湿空气,喷雾降燥、降温。

洗扫车有较高清扫效率,可提高路面保洁质量,因此洗扫车也越来越受用户的青睐,但洗扫车也存在一些弱点,例如当高压喷杆上的某个高压喷嘴意外堵塞或相连高压喷嘴喷出的扇形水帘在地面不能交接形成无缝水刀时,就会在路面留下较宽的带状污水痕迹。即使喷出的扇形水帘能相互交接,但相连的喷嘴喷出的扇形水帘会在交接处产生干涉,处于交集区域的水帘喷射到地面后压力降低,使水帘形成不均匀的对地冲击压力,交集区域水帘冲洗效率降低,路面干燥后会形成多条显眼的带状印迹。洗扫车作业前进时,在高压喷嘴喷出的扇形水帘前方会产生一股气流,容易将路面的部分轻飘物(如树叶)吹离地面,飘散出清扫区域。另外,洗扫车路面洗扫作业时用水量较大,水消耗较快,受清水箱和污水箱容积的限制,连续作业时间较短,如作业路线较长,需多次加水和排放污水,虽然部分厂家使用了污水循环技术,但还不够成熟,可靠性还需进一步验证。

1.3 洒水车、扫路车(或洗扫车)进行“冲+扫(或扫+洗)+吸”路面清扫保洁作业

洒水车先进行路面冲洗,将路中央的尘土、沙石、树叶、废弃物等垃圾冲向路边,部分尘土、细沙石等颗粒物随污水流入下水道中。路面冲洗过后,扫路车(或洗扫车)进行“扫+吸”(或“扫+冲+吸”)路面保洁作业,将冲向路边的剩余垃圾吸扫干净。然而,在路面尘土较多的道路,洒水车冲洗过后,大量尘土稀释成糊状污泥聚集在路面,扫路车清扫过后路面会留下明显的污泥刷痕,反而降低清扫保洁质量,此时需要配合人工清理干净。

1.4 扫路车、洒水车、洗扫车进行“吸+扫+冲+收”联合路面清扫保洁作业

扫路车先进行吸扫作业,将路边一侧的细颗粒粉尘、树叶以及各类废弃物垃圾吸除干净。扫路车(或吸尘车)吸扫过后,洒水车(或清洗车)开始对路中央进行冲洗,将路中央的分布尘土、沙石、泥块等污物冲向路边,待路面主要污水流进下水道后,洗扫车继续进场作业,通过洗扫车再次的“扫+冲+吸”,将路边冲洗过后剩余污物清除干净。此种保洁作业模式大幅提高了道路清扫保洁质量,对改善空气质量起到了重要作用。但是由于设备投入较多、成本使用较高,水量消耗较大,而且对交通有一定影响,目前只有部分大城市在部分路段采用这种联合保洁作业模式。

2 干式路面清扫保洁作业

2.1 干式吸扫式扫路车进行“扫+吸”路面清扫保洁作业

干式吸扫式扫路车(以下简称干式扫路车)在清扫作业过程中扫刷周围不用喷水降尘,清扫装置外围和吸盘进料口之间通过围布及板件包围形成相对密闭空间,再通过安置在扫盘上方的辅助吸尘口将扫刷旋转工作时产生的扬尘吸入垃圾箱内。地面粉尘和扬起的粉尘经过吸盘和吸尘管吸入垃圾箱后,通过多级滤尘系统进行过滤控尘。一般干式扫路车采用三级过滤降尘方式,第一级为重力除尘,即垃圾被吸入垃圾箱后,大部分较大颗粒垃圾及尘土,由于重力作用沉降在箱体内。第二级为旋风离心除尘器除尘,体积质量较小的粉尘颗尘粒进入旋风离心除尘器后高速旋转,含尘气体在旋转时产生离心力,将相对密度大的尘粒甩向旋风除尘器壁,随后滑落到集灰斗内。第三级为脉冲反吹滤筒除尘器除尘,经旋风除尘器未过滤掉的微小粉尘进入滤筒除尘器吸附在滤料表面,通过脉冲反吹将粉尘吹落入集尘斗里面。经过以上三级除尘后,粒径小于2μm的不可见尘埃随空气排出进入大气中。干式扫路车配置的晴雨天清扫作业风道转换风门,可实现扫路车干式除尘清扫作业和雨天清扫作业两种作业工况的相互转换,不论晴天、雨天、寒冷冬季均能作业,实现全天候作业。目前国内干式扫路车虽然可有效控制清扫作业扬尘,但倒灰作业扬尘仍未得到有效控制,且在较恶劣的路况下,受除尘系统含尘气体流速要求的限制,风机管网系统容积流量得不到提高,最大吸入粒度相对湿式扫路车较小,大颗粒垃圾吸拾能力不强,因此使用范围也受到一些限制。

2.2 吸尘车进行吹吸或纯吸路面清扫保洁作业

目前国内的吸尘车可分为吹吸式吸尘扫路车和纯吸式吸尘扫路车两种形式。吸尘车具有干式扫路车的无水作业控尘的一些优点,也存在干式扫路车倒灰扬尘以及大颗粒垃圾吸拾能力不强等缺点。传统吸尘车没有边刷,为了解决吸尘车侧吸口对路沿吸不干净问题,在吸尘车侧吸口处增加了辅助小盘扫,负责将路牙边的粉尘、垃圾扫向侧吸口下方。吸尘车主要适用于易产生扬尘污染的多粉尘、高浓度和大密度的工矿企业晴天使用,同时也适用于我国缺水地区和北方地区晴天使用。阴雨天气,路面尘土较多时会遇水粘结成板块吸附在路面,由于吸尘车扫刷清扫能力有限,吸嘴又吸拾不了吸附在路面的潮湿泥块,因此在阴雨天气,吸尘车的使用受到一定限制。

3 结语

湿式清扫保洁车辆耗水量大,适合水资源丰富的南方地区全年使用,同时也适合北方地区部分季节使用。干式清扫保洁车辆作业不需用水,适合在北方寒冷的冬天,以及在水资源紧张、少雨干旱地区使用。为改善城市空气环境质量,各地环卫部门应开展道路清扫保洁控尘技术的研究,结合各地的状况,选择最优的道路清扫保洁模式,推广城市道路清扫新工艺、新装备,降低扫路车道路作业扬尘,大幅提高道路清扫保洁质量。

清扫模式篇2

重段清扫器是带式输送机中不可缺少的辅助装置, 主要用于清理输送带上的粘结物, 防止粘结物进入驱动滚筒与胶带之间的摩擦副, 以提高传动效率, 避免胶带打滑、跑偏或损伤胶带等故障的发生[1,2,3]。

针对现有清扫器存在的清扫效果不稳定、清扫力调节不方便、对不同带速和不同规格输送机的适应性差、使用寿命低等缺点[4], 笔者进行了立项研究即山西省大同市2008年度工业攻关科研项目 (项目编号:08108) , 设计并制造了一种新型的可调节式恒力矩清扫器 (专利号:200920158877.8) 和与之配套的整体浇注骨架式清扫块 (专利号:200920158875.9) 。

1 重段清扫器工作原理

带式输送机重段清扫器也叫头部清扫器, 分为重锤式和弹簧式两大类。弹簧式清扫器的结构简图如图1所示, 重段清扫器通过作用于C端的弹簧力ΔP (重锤式清扫器为重锤重力) 迫使清扫块与胶带接触并压紧胶带, 在A点产生对胶带的径向作用力, 即压紧力Fn, 当胶带沿顺时针方向作圆周运动时, 在A点产生对胶带的切向作用力, 即清扫力Ft。随着清扫块逐渐被磨损, O1A的长度逐渐减小, 接触点逐渐靠近极限点B, 直至清扫块磨损到一定程度后, 停机进行更换。

在输送机运行过程中, 由于清扫块连续磨损后所产生的间隙依靠弹簧作用使机构绕轴心O1旋转来补偿, 因而, 弹簧逐渐伸长, 其作用力ΔP逐渐减小, Fn和Ft的大小和方向随之发生变化, 清扫器的工作状态不稳定和清扫效果有较大幅度的变化。实际生产过程中, 往往通过经常地调节弹簧的作用力来保证压紧力和清扫力满足清扫要求。另外, 当输送机规格不同和带速不同时, 也是通过调整弹簧力来满足清扫要求的[5,6,7]。显然, 仅依靠人工的这种定期或不定期调节, 难以达到理想的清扫效果。

2 影响清扫效果的主要因素与清扫器的设计准则

经过对重锤式清扫器和弹簧式清扫器工作原理和应用状况的分析研究, 其结果证明, 清扫效果的好坏及清扫器工作性能的稳定性与清扫器的初始安装角θ、清扫块的结构、清扫块的材料等多个方面的因素相关[8,9,10], 但关键取决于清扫器的结构设计, 要想达到理想的清扫目的, 设计中应遵循以下基本准则。

2.1合理确定清扫块与胶带接触点的位置

合理确定清扫器的初始安装角, 即确定清扫块与胶带接触点A的位置, 它与安装初期的清扫效果和刮削物的排出两个方面的因素相关, 设计应使A点的位置易于粘结物的刮削及其排出, 并尽量保证工作过程中A点的位置相对固定。

2.2结构设计应保证合理的压紧力与清扫力及其特性

清扫力的大小取决于压紧力的大小, 压紧力的大小与弹簧力 (或重锤重力) 的大小相关, 压紧力太大, 容易加剧清扫块和胶带的磨损, 而压紧力太小, 又会使清扫效果降低, 因而, 合理的设计应使压紧力可调并在运行过程中始终保持恒定, 以保证整个工作过程中清扫效果的稳定性。

2.3清扫块结构设计与材料的选择要合理

清扫块是易损件, 清扫块的材料既要具有一定的强度和硬度, 又要具有一定的韧性, 才能保证清扫块的正常工作, 并有较长的使用寿命, 还要防止胶带或滚筒包胶受到严重磨损或损伤, 因此, 在设计时, 本研究充分考虑了以上因素, 选择了性能较好的聚氨酯材料, 并设计了新型结构的骨架式清扫块。

2.4清扫器结构设计应满足可调节性与适应性的要求

首先, 清扫器的合理设计应使清扫块磨损后产生的间隙能及时得到补偿;其次, 当遇到胶带凸起或坚硬粘结物不能刮掉时, 其工作机构可反向摆动, 避免出现卡死现象;另外, 整体结构设计还应满足初始安装压紧力和逐渐磨损后压紧力的可调节性, 以及在不同带速条件下的可调节性, 还要考虑不同规格输送机配套使用的适应性, 以降低生产制造成本, 便于产品系列化。

3 可调节式恒力矩清扫器的结构设计与工作特性

基于以上分析, 为了彻底改善清扫器的工作性能, 本研究设计了新型的可调节式恒力矩清扫器, 该清扫器结构端面视图如图2所示。从图2可以看出, 清扫器由固定架、清扫块组件、旋转机构、滑轮组和配重装置组成, 属重锤式清扫器。清扫器的两个固定架1通过螺栓或焊接方式安装于两侧的机头罩或专用支撑架上, 配重11的重力通过钢丝绳12、定滑轮10、动滑轮9作用于拉杆7上, 带动旋转臂5和托架4旋转一定的角度, 迫使安装于托架上的清扫块3始终压紧胶带, 实现对胶带粘结物的清扫功能。

1—固定架;2—盖板;3—清扫块;4—托架;5—旋转臂;6—辊子;7—拉杆;8—行程开关;9—动滑轮;10—定滑轮;11—配重;12—钢丝绳

如图3所示, 因为工作机构摆动的速度非常慢, 其旋转速度可以视为零, 因而, 工作机构始终处于重锤重力P、压紧力Fn和清扫力Ft的作用下的静平衡状态, 忽略机构本身重力的影响, 则可建立如下的力矩平衡方程:

式中 Pn—为重锤重力P作用于机构旋转臂上的分力, Pn=Pcos α;Fn—为清扫块作用于胶带上的压紧力的反力;Ft—为清扫块作用于胶带山的清扫力的反力, 根据库仑摩擦定律Ft=Fn·μ得出, 其中μ为清扫块与胶带之间的摩擦系数;l1、l2、l3—分别为上述作用力的力臂。

将上式整理可得:

即可求出清扫力为:

也就是说, 当结构设计的几何参数确定, 且重锤重力调整合适后, 清扫力的大小即为恒定值, 清扫器的工作性能将保持稳定的状态, 其工作特性表现为:

(1) 在清扫器工作过程中, 重锤重力的作用使得清扫块始终压紧胶带, 使磨损瞬间产生的间隙得以及时补偿;对胶带凸起或牢固粘结物通过时的反弹性能好。

(2) 通过调整重锤配重量的大小, 可以改变压紧力Fn, 使其适应输送带不同运行速度对清扫力Ft的需求, 而且, 一旦调节到理想的状态, 作用于胶带上的清扫力Ft即可保持恒定不变。

(3) 在结构设计中, 清扫块随托架和旋转臂绕固定轴转动, 可保持清扫块与胶带的接触位置始终基本不变, 如图3中的A点, 确保了稳定的工作状态和持续良好的清扫效果。

(4) 结构设计充分考虑了清扫器与各种不同规格带式输送机配套的特点, 将清扫器两侧固定端设计为通用部件, 使清扫器固定端能与各种不同规格输送机 (带宽1.2 m～2.0 m) 配套使用, 极大地提高了其通用性和适应性。

(5) 该清扫器还设计安装了行程开关8, 当清扫块磨损到极限位置时, 旋转臂5的末端触动行程开关拨杆使其动作, 实现安全报警功能或使输送机自动停机, 可有效地避免重大设备事故的发生。

4 结束语

2010年4月, 该清扫器在同煤集团四老沟矿井下主运输巷1070皮带机上进行了安装调试和工业性试验, 各项技术指标符合设计要求, 达到了预期目的。试验结果表明, 该清扫器安装方便、维护简单, 具有工作性能可靠、运行状态稳定, 清扫效果良好, 可调节性好、使用寿命长等优点, 尤其是具备了安全保护功能, 属国内首创、国际先进的技术产品。

改进设计后, 清扫块的使用寿命可达到60～90天, 比原来延长2～3倍;清扫块的有效磨损量占到清扫块高度的60%以上, 与现在的清扫块相比增加了45%左右, 显著地提高了材料利用率;另外, 新型清扫器可实现清扫块快速更换, 每更换一次的时间不超过15分钟, 大幅度地减少了停机时间。根据对不同地区多个矿井清扫器使用情况调查的结果对比分析可知, 使用该清扫器, 从节约材料、减少停机时间和延长使用寿命的角度讲, 一个年产200万吨的矿井, 每年可节约生产成本不低于100万元, 因而, 该清扫器具有较大的推广价值和极其广阔的市场前景。

参考文献

[1]彭传圣.带式输送机清扫器的性能[J].起重运输机械, 2007 (9) :85.

[2]朱绍文, 张军.带式输送机的技术改造[J].山东煤炭科技, 2008 (5) :35-36.

[3]徐亲成, 丁好.一种新型清扫装置在胶带卸载点的应用[J].矿山机械, 2007, 35 (12) :151.

[4]唱荣鹏.配重式聚氨酯清扫器在煤码头装卸系统中的应用[J].矿山机械, 2009, 37 (21) :107-108.

[5]陈昭.输煤机械[M].哈尔滨:哈尔滨电力学校出版社, 1991.

[6]刘兴.普通带式输送机清扫装置使用分析[J].煤矿机械, 2002 (11) :56-57.

[7]袁道幸.管状带式输送机的应用[J].江西冶金, 2009, 29 (2) :25-27.

[8]熊心志.一种胶带运输机清扫器:中国, CN97240862, 2[P].1997-05-27.

[9]陆洪兴.带式输送机的清扫装置:中国, 201250016[P].2009-06-03.

由校园“落叶清扫图”想到的篇3

是啊,责任无处不在,爱心随处可见!

2014年12月1日早上,我在凛冽寒风的伴随下,快步走进了校园,哇!映入我眼帘的是一整操场的树叶,貌似经验老到的我和几位同事打趣地说:“还好了,没有下雪,树叶没被粘在地上。”说着打完考勤卡,走到操场中间,有意识地留意着,看着孩子们的不易。无意间,康主任的身影出现在了这个满是树叶、学生的画面里,他提着一个大兜子,跟着学生走,不时地停下让孩子们把扫堆的树叶装在大兜里,这无形中减轻了孩子们的负担,加快了清扫的速度,有了这份简单而又朴实的爱心陪伴着,孩子们的干劲足了,此时觉得有一股暖流注入了我的心田,树叶也好像被这温馨的一幕感化了似的朝着孩子们扫的方向聚拢着;转移目光,发现的是禄校长,她正好从一个瘦小孩子的手里接过扫把,弯着腰开始大步大步地扫起来,整个人被浸在树叶与尘土里,这时,孩子们更加忙碌了,有扫地的、有拿簸箕的、有奔跑在操场和垃圾房之间的…从孩子们忙碌的身影中可以猜想,孩子们忘记了惧怕、忘记了寒冷,他们被这浓浓的、无声的爱所浸润着,是幸福的、是快乐的,我相信今天的这幅画面将永远地留在孩子们的记忆深处———也希望让这样温馨的画面多多出现。等我上了楼梯,进入班级组织孩子们早读时,仍然被操场上的树叶牵挂着、吸引着,于是不由自主地向窗外望去,呀,清扫树叶的队伍壮大起来了,拿着扫把的老师们多起来了,有李玉莲老师、王坤莲老师、刘旭龙老师等,在这幅没有声音的画面中,责任无处不在、爱心随处看见。此时的我脑海里出现了“融责于心”,这种软文化无形地在影响着每一位老师,存在于校园的每一个角落。

恒压力扭簧清扫器设计篇4

在港口散货作业码头, 带式输送机是最经济的物料运输设备, 从卸船码头到装船码头、从卸船码头到堆场、从堆场到装船码头都需通过多条带式输送机连接, 从而实现直装中转、进场堆储和出运等流程作业。除了极少数布置形式特殊的带式输送机, 每条带式输送机在头部都配置安装有头部清扫器, 目的是用来清除粘附在胶带上的残余物料, 使胶带上的物料能较完全地通过转接料斗, 输送到下一条带式输送机上。带式输送机头部清扫器的优劣, 不但是造成货损货差的重要原因, 也是影响设备安全的重要因素。

2 头部清扫器的重要性

在矿山和港口散货作业码头, 带式输送机是主要的物料运输设备, 头部清扫器是带式输送机的一个重要部件。头部清扫器产品不理想, 会带来一系列问题, 主要有以下方面:

(1) 头部清扫器清扫效果差, 使部分粘附在胶带上的残余物料带入回程皮带。由于设备的振动、回程托辊和改向滚筒的作用, 粘附在胶带上的残余物料不断地撒落到回程皮带下面造成回程落料, 从而增加大量的清理工作量, 甚至因为回程落料堆积而影响生产。

(2) 回程落料不能及时清理归堆, 当改变作业货种后, 不同货种的回程落料混在一起就变成废矿, 从而造成货损货差。现在港口散货作业码头货损率指标在千分之三, 虽然比值并不高, 但是年吞吐量在数千万吨的码头, 很容易就达到数万吨的货损, 损失的绝对量是十分巨大的, 可以造成数千万元的货损经济损失。

(3) 回程落料造成严重的设备腐蚀和环境污染。

(4) 头部清扫器清扫效果差, 使部分粘附在胶带上的残余物料带入回程皮带, 使得与回程皮带接触的改向滚筒急速磨损。粘附在胶带上的残余物料在胶带和滚筒之间就起到磨料作用, 造成改向滚筒急速磨损, 也加快胶带的磨损。

(5) 头部清扫器刮刀对胶带破损、抽丝、起突等缺陷, 不能有效地避让, 会加速胶带破损、抽丝、起突等缺陷的扩大, 甚至造成皮带撕裂损坏。

3 头部清扫器的缺陷分析

目前, 市场上应用于矿山和港口散货作业码头的有关带式输送机头部清扫器的产品非常多, 但主要有两种, 以下对每种清扫器的主要特点和主要缺点作简要分析。

(1) H型硬质合金清扫器

主要特点:该清扫器是早期被广泛使用的头部清扫器类型, 结构简单, 每个清扫器有若干组刮刀, 每组刮刀由弹性橡胶与管架连接, 刮刀采用硬质合金材料, 刮刀耐磨性好, 杆架固定不动, 安装方便。通过弹性橡胶的弹性实现对胶带表面不平的避让和贴紧。

存在缺点:适合胶带表面良好的皮带, 刮刀固定杆易变形, 皮带有破损、抽丝、起突等缺陷时, 容易撕裂皮带。

(2) 弹簧压紧式聚氨酯清扫器

主要特点:该清扫器是现在被使用较普遍的头部清扫器类型, 每个清扫器由若干片聚氨酯刮刀组成, 刮刀固定在杆架上, 杆架与固定座活动连接, 通过固定座上的弹簧实现刮刀与皮带的压紧, 聚氨酯材料耐磨性较好, 弹性韧性好, 不易损伤胶带。

存在缺点:安装结构较复杂;通过聚氨酯刮刀的弹性和弹簧的共同作用实现压紧作用, 当一片刮刀受皮带破损、抽丝、起突等缺陷挤压时, 其他刮刀的贴紧压力下降, 影响清扫效果;皮带中间部位是粘附物料较多的部位, 中间刮刀磨损较快, 压紧力下降, 清扫效果下降;当一片刮刀受皮带破损、抽丝、起突等缺陷挤压时, 其他刮刀压紧力释放, 几乎整个清扫器的压紧力集中在一个刮刀上, 容易加大皮带破损、抽丝、起突等缺陷, 也容易使清扫器杆架变形损坏。

4 理想头部清扫器需具备的特点

矿山和港口散货作业码头的带式输送机由于输送的物料硬度高低、粒度大小不同都有, 有时还夹带杂物, 工况环境差, 皮带破损、抽丝、起突等缺陷十分容易发生, 对头部清扫器的清扫效果和安全性要求都十分重要。理想的头部清扫器需要具备以下特点:

(1) 结构简单;

(2) 安装方便;

(3) 维护调节方便, 最好免调节维护;

(4) 刮刀贴压胶带的压力恒定, 能保证清扫效果;

(5) 在刮刀碰到皮带破损、抽丝、起突等缺陷时能有效避让, 避免皮带缺陷扩大和皮带撕裂发生。

5 恒压力扭簧清扫器的设计

5.1 恒压力扭簧清扫器的设计

针对带式输送机理想头部清扫器需具备特点的要求, 进行恒压力扭簧清扫器的设计:

(1) 采用H型硬质合金清扫器的固定结构;

(2) 采用圆管作为管架;

(3) 采用聚氨酯作为刮刀材料;

(4) 一个清扫器由若干组刮刀组成, 每组刮刀由刮刀、弹簧护罩 (见图1) 、双扭弹簧 (见图2) 、预紧销和预紧螺丝组成;

(5) 刮刀固定在弹簧护罩上, 弹簧护罩和双扭弹簧用带孔螺丝联接;

(6) 预紧销固定位置, 在圆管上开4个均布的圆孔。预紧螺丝固定位置, 在圆管上开4个均布的圆孔, 以方便不同预紧力的选用和调整。

5.2 刮刀组和清扫器的组装

(1) 根据每个刮刀对皮带的压紧力和双扭弹簧的弹性模量计算弹簧预紧角度, 以90度圆整。

(2) 固定固定销。

(3) 联接弹簧护罩和双扭弹簧。

(4) 转动弹簧护罩止计算角度, 固定预紧螺丝。

(5) 把聚氨酯刮刀固定在弹簧护罩上。

这样完成一个刮刀组的组装。同样组装其他刮刀组, 完成清扫器组装。

5.3 恒压力扭簧清扫器的优点

从恒压力扭簧清扫器的结构, 可以看出具备以下优点:

(1) 结构简单、安装方便。因为有弹簧预紧力, 安装清扫器时, 只要使清扫器转动小量角度压紧即可。

(2) 每组刮刀独立工作, 一组刮刀碰到皮带破损、抽丝、起突等缺陷避让时, 其余刮刀与皮带的压紧力不变, 不影响清扫工作, 达到良好的清扫效果。

(3) 每组刮刀由聚氨酯的弹性和双扭弹簧的弹性产生对胶带的压紧力, 碰到皮带破损、抽丝、起突等缺陷避让时, 弹簧扭力变化不大, 满足恒压力的要求。

(4) 一组刮刀碰到皮带破损、抽丝、起突等缺陷避让时, 只是该组刮刀转动避让, 刮刀对胶带的压紧力接近不变, 不易造成皮带缺陷的扩大和皮带撕裂;整个清扫器的受力几乎不变, 不会损坏清扫器, 满足安全要求。

(5) 刮刀不同程度磨损后, 通过扭簧自动压紧, 满足免调节维护的要求。

(6) 采用聚氨酯材料做刮刀, 不会刮伤皮带。

(7) 可以通过设定不同的预紧力, 增加中间刮刀对胶带的压紧力, 清扫效果更佳, 因为中间部位粘附物料较多。

6 结语

智能化清扫机器人设计篇5

随着我国经济建设的飞速发展, 现代人生活节奏日益加快, 这就使得很多人的工作压力越来越大, 以至于平时几乎没有时间精力来操劳家务。因此越来越多的人希望从繁琐的家务劳动中解脱出来, 从而可以全身心地投入到工作中去。而本项目所研发的智能化清扫机器人恰恰可以解决人们的这一难题。

本文首先介绍了智能化清扫机器人的驱动方式, 然后介绍了机器人对周围障碍的检测方式和运动方向的改变方法。最后简要叙述了机器人的清扫方式和软件系统。机器人的控制电路选用STC89C52单片机作为核心控制芯片。机器人的控制电路具有控制精度高、实现简单灵活等优点。

2 智能化清扫机器人的驱动方式

本项目所研发的智能化清扫机器人采用额定电压为24V, 额定功率为200W的直流电动机进行驱动。该驱动电机使用24V, 13A的直流电源进行供电。机器人共安装有三个车轮, 两个后轮为驱动车轮。具体的驱动方式为:驱动电机转子旋转时通过齿轮传动的方式将能量传递给机器人的两个后轮, 使得机器人的两个后轮能够以稳定的速度运转, 确保机器人的基本运行状态。

机器人的控制电路采用型号为TRA1L-05VDC-S-Z的单刀双掷型继电器控制驱动电机的电源通断状态, 这种型号的继电器线圈额定电压为直流5V, 驱动电路如图1所示。该驱动电路工作原理为:选用单片机的P3.3管脚控制图中三极管Q3的基极, 若该管脚为基极送入低电平, 三极管截止, 连接在三极管集电极和电源VCC之间的继电器线圈无电流流过, 继电器触点不动作, 驱动电机的供电回路断开;当P3.3管脚为基极送入高电平时则三极管处在饱和导通状态, 此时将会有电流流过继电器线圈, 从而使继电器触点动作保证驱动电机供电回路导通。

机器人运动方向由驱动电机的旋转方向决定, 而驱动电机的旋转方向则是由机器人控制电路中型号为942H-2C-24DS的双刀双掷型继电器触点状态决定。由于这种型号的继电器线圈额定电压为直流24V, 因此必须采用2003芯片来构造继电器的驱动电路 (如图1所示) 。驱动电路的工作原理为:选取单片机的P3.2管脚控制2003芯片的1D管脚, 当P3.2管脚为该管脚送入高电平时, 2003芯片的1Q管脚输出低电平, 此时继电器线圈两端电压为直流24V, 继电器触点动作;若P3.2管脚送出低电平, 2003芯片的1Q管脚输出24V电压, 继电器线圈两端电压为0V, 触点不动作。继电器的两个静触点分别与直流电动机转子的两个接线端相连, 由驱动电路连接方式可以看出, 继电器触点状态直接决定了驱动电机的转子电流方向, 从而决定了驱动电机的旋转方向。

3 智能化清扫机器人的障碍检测原理

智能化清扫机器人采用四个V2.0版本的测距传感器分别检测机器人在前后左右四个不同方向上与障碍物的距离, 四个传感器分别由STC89C52单片机P1接口的P1.1~P1.3四个管脚进行控制。这种测距传感器硬件结构框图如图2所示。

在机器人的运行过程中, 由STC89C52单片机P1接口的P1.1~P1.3四个管脚通过一系列信号调理电路分别为4个测距传感器发送频率为45kHz (理论频率为40kHz) 的方波脉冲, 该方波通过定时器中断方式或者软件延时方式获得。由于机器人的相关控制软件中要多次用到定时器, 故采用软件延时的方式得到相应的方波。测距传感器的超声波谐振频率调理电路在方波脉冲的作用下会产生谐振, 谐振的同时又会通过其发射探头发射出一系列超声波。若该超声波遇到障碍物就会被反射回来, 如果传感器工作正常, 反射回来的超声波就能够被测距传感器的超声波接收探头接收到, 从而使传感器再次发生谐振。谐振效果通过传感器的超声波回波接收处理电路传送给STC89C52单片机的外中断管脚, 然后通过执行中断服务程序中的相关计算软件即可得到机器人与不同方位上的障碍物之间的距离, 从而决定机器人下一步的运行方式。

4 智能化清扫机器人的转弯方式

智能化清扫机器人的运动方向由机器人的前轮决定, 而前轮状态完全由型号为DL-23MDC的步进电机控制, 该步进电机的驱动器面板如图3所示。步进电机固定在前轮的侧上方, 其转轴控制的齿轮与控制前轮的齿轮相互啮合在一起, 当转轴向某一方向转过一定角度时, 便可带动前轮向相反方向转过相同的角度。

步进电机可将输入的电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移, 而步进电机转速由电脉冲信号的频率决定。控制机器人前轮状态的步进电机所需要的电脉冲信号由STC89C52单片机的P2.0管脚通过执行相关软件产生。

在智能化清扫机器人的硬件设计中, 单片机的P2.0和P2.1两个I/O管脚分别通过2003芯片与步进电机驱动器面板上标号为CP-/CW-与U/D-/CCW-的两个接头相连。CP+与CP-分别表示在单脉冲工作模式下

脉冲的正负输入端;U/D+与U/D-含义分别为在单脉冲工作模式下方向电平的正负输入端。P2.0管脚负责为步进电机提供频率稳定的电脉冲信号。步进电机工作正常与否关键就在于对其发送的电脉冲信号频率是否恰当, 虽然作用于步进电机的电脉冲信号频率有一个最理想的理论数值, 但是由于各种因素的影响, 理论上的电脉冲信号频率值有时并不合适。在机器人的调试过程中经过多次实践证明:只有当电脉冲信号频率为30.6Hz时, 步进电机的性能才能达到最佳。P2.1管脚负责控制步进电机的转向, 若该管脚输出高电平, 步进电机右转, 送低电平时步进电机转动方向为向左。

由于在机器人的整个运行过程中步进电机的工作方式始终为单脉冲模式, 而其他标号均为与双脉冲工作模式相关的标号, 和机器人的整个工作过程无关, 故不再赘述。

5 智能化清扫机器人的清扫系统

智能化清扫机器人装备有一套完整的吸尘装置, 可以吸收粉尘、纸屑、烟蒂、绒毛等各种常见家庭垃圾。该吸尘装置的控制电机额定电压为直流24V, 额定功率为500W, 采用24V、20A的直流电源进行供电。机器人吸尘装置的电源通断控制电路与驱动电机的电源通断控制电路控制原理完全相同, 不再赘述。

6 智能化清扫机器人的软件系统

控制该机器人完成整个工作过程的软件系统具备以下功能:机器人周围障碍物的检测、机器人工作方式的选择、机器人运动状态的确定、机器人清扫功能的启动。

7 结束语

智能化清扫机器人使用额定电压为直流24V, 额定功率为200W的直流电动机作为驱动电机, 采用V2.0版本的测距传感器进行距离检测, 使用DL-23MDC型步进电机控制运动方向, 使用功率为500W的吸尘装置完成清扫工作。在下一步的研发工作中还需要使机器人具备以下功能:可使用遥控设备选择机器人的工作方式;能够对垃圾进行自动处理。

摘要：给出了一种智能化清扫机器人的总体设计方案, 机器人的控制电路以STC89C52单片机为控制核心, 使用V2.0版本的测距传感器探测机器人与周围障碍的距离, 选用DL-23MDC型步进电机控制机器人的运动方向。该机器人的驱动电机选用额定电压为直流24V、额定功率为200W的直流电动机, 使用功率为500W的吸尘装置进行清扫工作。

走廊清扫机的三维设计篇6

对于自动化扫地器具,常见的是马路上的扫地车,它能进行大面积街道清扫、工作效率高,并且节约人力。然而,小面积区域的清扫工具还主要沿用传统手工扫地工具:扫帚、拖把。工作效率低,清扫效果不够理想,浪费人力。因此急需开发一种成本低、节约人力物力、清扫效果良好的适应院落、小区、小巷、走廊等小区域场所的小型清扫设备。

2 方案确定

通过查阅大量资料和对生活中所用的垃圾清扫车的观察,所设计的垃圾清扫机方案如图1所示。电机10作为动力源,将运动传给带轮8,通过带传动9传给带轮7,从而使处于同一根轴上的带轮3和锥齿轮4、11旋转。带轮3将运动传给带轮2,带轮2带动主刷1作逆时针旋转,通过倾斜的导向刮板16将垃圾送入垃圾箱17内。同时锥齿轮4、11分别带动水平方向的锥齿轮转动,通过带传动5、13将运动传给两侧盘形刷6、12,使盘形刷6作顺时针转动,盘形刷12作逆时针转动,将两侧的垃圾扫到中间,由主刷1将垃圾扫入垃圾箱17内。

此种清扫机可以对各类大小的垃圾进行清理,两侧的清扫刷可方便的清扫墙角及靠近障碍物的地方。并且由于两侧的清扫刷的存在,大大增加了清扫宽度,但转弯半径并不大。除可作为走廊清扫工具外,也可作为商场、院落、工厂、小区等较大面积区域的清扫工具。

3 驱动方式的确定

驱动方式有汽油机驱动和电力驱动。汽油驱动型因其噪音大适合院落、停车场等户外清扫作业。电力驱动型因其噪音低,污染小,适合大型商场内、走廊等处清扫作业。由于所设计的清扫机是针对室内场合,对环境要求较高,故动力装置选择噪音低,污染小环保的电力驱动。配置大容量的电池和大容量垃圾箱,可大大提高工作效率和清扫效果,进行长时间的工作。

电动机的类型和结构型式可以根据电源的种类、工作条件(温度、环境、空间尺寸)和载荷特点(性质、大小、启动性能和过载情况)来选择。在移动设备中常使用的有直流电动机和步进电动机。由于所设计的清扫机多在室内环境下工作,要求控制简单,运行平稳,因此选择直流电动机。

4 主轴的设计计算

通过结构设计以及对零部件在主轴上的布置,主轴采用图2所示的装配方案:

(1)为了满足轴向定位要求,I-II轴段右端须制造出一轴肩,I-II轴段的左端用轴端挡圈定位。为了使带轮绕轴转动,要保证轴端挡圈只压在带轮上。

(2)初步选择滚动轴承。轴承在工作时同时受径向力和轴向力的作用,根据轴承产品目录可选取基本游隙组中标准精度级的圆锥滚子轴承32000型。轴承一端采用套筒进行轴向定位,另一端用挡圈定位。

(3)安装齿轮。齿轮左端用挡圈定位,右端用套筒定位,同时套筒右端定位带轮。为了使套筒端面可靠的压紧齿轮,此轴段应略短于轮毂宽度,带轮的右端采用轴肩定位。为了满足右端齿轮的轴向固定要求,采用阶梯轴形式。右端零部件结构的定位与左端的基本相同。

(4)带轮、齿轮与轴采用平键连接。为了保证齿轮和轴的配合有良好的对中性,轮毂与轴可选择配合H7/n6.圆锥滚子轴承与轴的周向定位是通过过渡配合来保证,此处轴的直径尺寸公差可选h6[2,4]。

5 清扫机的三维设计

通过各种计算,包括传动比的分配、带轮的选择计算、主轴的设计计算、齿轮的设计计算得出各部分的尺寸,根据计算出的尺寸在三维建模软件Solid Works中建立了清扫机的三维模型如图3、4所示,并进行了运动干涉检查。

为了防止扫起的垃圾四处飞扬,加速带轮、齿轮的磨损,在主刷和传动装置之间加一隔板,如图1中的15,但在三维图中为了更清楚地表达其内部结构没有画出来。

车架是整个清扫机的重要部件,直接或间接的影响着清扫机各方面的性能,如清扫机的操纵性、稳定性等。并且车架的尺寸、材料、结构决定了清扫机的整体性能。综合各方面的因素所设计的车架结构如图5所示。

6 结论

通过各种计算以及查阅文献,设计了清扫机的传动系统、清扫机构、支撑机构,并对所需零部件进行了设计计算,使其结构布局和受力更加合理。并用三维建模软件建立了三维实体模型,进行了运动分析。由于该设备的零部件比较普通,易于制造,也可直接外购,因此该设备的制造成本较低,是一种较为理想的经济实用的走廊清扫工具。

摘要：走廊清扫机的能源装置通过传动系统将运动传给两侧的盘形刷,使其分别作顺时针和逆时针转动,将两侧的垃圾扫到中间,传给中间的滚刷。然后,再由滚刷将垃圾扫入垃圾箱内实现清扫的功能。它可以对各种大小的垃圾进行清理,两侧的清扫刷可方便地清扫墙角及靠近障碍物的地方。

关键词：清扫机,盘形刷,滚刷

参考文献

[1]李金山,李琳,谭定忠.清洁机器人概述[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学机电学院,2005:15-45

[2]李家宝.结构力学[M].北京:高等教育出版社,1999:120-365

[3]谭定忠,王启明,孔凡凯.自主移动清洁机器人运动学性能研究[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学机电工程学院,2004:10-25

[4]濮良贵,纪名刚.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2001:90-370

清扫模式篇7

关键词：烟叶在线振动分选系统,筛网,自动清扫系统,称重分析

0 引言

烟草企业的工艺检测部门是检验烟草生产工艺水平的核心部门,该部门通过各种检测仪器来实时分析监控生产工艺指标,当检测到某项工艺指标不合格时,就要提醒某工段进行参数调整,修正工艺指标。

在工艺部门检测工具中,称重类检测仪器占大部分,是核心检测仪器。烟叶在线振动分选机系统是通过称重多层筛网筛分后的烟叶质量,分析评价烟叶生产工艺指标[1]。而在烟叶通过筛网筛分的过程中,会在筛网上残留烟叶,这样会影响称重分析数据的有效可靠性。通过筛网自动清扫系统来实时清扫筛网残留的烟叶,从而提升称重检测效果。

1 筛网筛分技术和烟叶振动分选机系统简介

1.1 筛网筛分技术

筛网筛分技术是通过多层网格形状、一定尺寸的多层结构来实现对烟叶的分类筛分。该技术通过电机皮带带动传动机构,实现多层筛网的一定振频振幅的往复运动。

烟叶通过振动筛分,不同尺寸的烟叶通过多层不同规格的筛网,最后分类到不同等级的接收箱,进行称重分析。图1为多层筛网筛分系统结构图。

1.2 烟叶振动分选机系统

烟叶在线振动分选机系统是烟草工艺检测部门用来在线实时检测烟叶生产工艺指标的称重检测系统,该系统通过在线实时取一定数量的烟叶,通过多层筛网筛分,得到烟叶中不同规格的烟叶,称重分析烟叶生产水平,从而评价烟叶生产工艺水准。

该系统中各层不同规格的筛网在筛分中会残留烟叶,如不进行清扫会影响称重分析数据的有效性,该系统中的自动筛网清扫系统就是用来实现对筛网的自动清扫功能,可实现将筛网的残留烟叶清扫干净,并进行再次筛分,保证检测数据的有效性。

图2为烟叶在线振动分选系统整体布局图,图中烟叶经过进料皮带后,到喂料摊薄输送系统,然后进入多层筛网进行筛分,再进入清扫筛网系统,最后烟叶进入各自的接料斗进行称重分析,最后回料到主线[2]。

图3为烟叶在线振动分选机信号框架图,系统中主要通讯网络为工业以太网架构,称重信号、数字量信号、数据处理信号等通过以太网来实现数据的对接;以太网数据通讯架构可以简化硬件、提升数据通讯效率、优化故障诊断等优势。

2 筛网自动清扫系统的原理与实现

2.1 系统运行构成

筛网自动清扫系统主要完成对筛网的清扫功能,该系统中包含机械、气动、位置检测保护系统、传动系统、扫把等结构系统;气缸推动扫把做往复运动,模拟人清扫动作,实现对筛网的清扫功能[3];位置检测系统起到清扫系统来回往复运动的位置保护功能。自动清扫系统结构图如图4所示。