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        堤頂防護墩自動清洗車的研制

        2012-08-15 00:54:11
        科技視界 2012年25期
        關鍵詞:堤頂液壓油傳動系統(tǒng)

        周 瑜

        (鄭州黃河河務局惠金黃河河務局 河南 鄭州 450000)

        0 概述

        (1)項目研制背景

        惠金河段自2006年開始黃河堤防工程標準段建設,2007年全線形成了堤防工程標準段,堤頂防護墩設置全部到位。在日常的養(yǎng)護管理工作中,隨處可見堤頂防護墩上厚厚的塵土和泥點子,紅白漆線都被遮住,在順直的柏油路面兩側顯得很不協(xié)調(diào),很大程度上影響了工程管理形象。堤防養(yǎng)護人員不得不采用抹布,提著水桶一個一個進行清洗,耗費大量的人力物力。為解決上述問題,“堤頂防護墩自動清洗車”應運而生。

        (2)項目研制的必要性和可行性

        自動清洗車主要用于堤頂防護墩的清洗工作。堤頂防護墩設置在堤頂路緣石外側,尺寸為0.20m×0.20m×0.25m,用紅白條反光漆涂飾。人工清洗防護墩是低效的,并伴有大量懸浮顆粒物產(chǎn)生,對養(yǎng)護工人本身的健康危害極大。因此,防護墩自動清洗車的創(chuàng)新運行勢在必行,此車能自動清洗防護墩,并有效減少懸浮顆粒物的產(chǎn)生,保持路面清潔,進而保護大堤的環(huán)境。

        1 項目工作原理

        自動清洗車采用普遍應用于工程維修養(yǎng)護的機動三輪車為主體進行改造,主要包括三個部分:液壓操作系統(tǒng);、動力傳動系統(tǒng)、自動清洗系統(tǒng)。以液壓操作系統(tǒng)帶動自動清洗裝置到固定位置,開啟動力傳遞系統(tǒng),啟動自動清洗裝置,完成防護墩的自動清洗。具體工作原理如下:維修養(yǎng)護人員操縱安裝在機動三輪車上的操作桿,帶動活動支架,使自動清洗裝置移動到防護墩位置;通過發(fā)電機帶動電動機,使清洗裝置運轉(zhuǎn)工作,同時高壓噴水設備同時噴水,完成防護墩的自動清洗;操縱操作桿,抬起自動清洗裝置回到固定位置,開動機動三輪車到下一防護墩進行清洗工作。以下對各個系統(tǒng)詳細進行闡述與分析。

        1.1 液壓操作系統(tǒng)

        防護墩自動清洗車的液壓操作系統(tǒng)利用了機動三輪車原有的液壓系統(tǒng)。在原來的液壓油路上加裝雙向分配閥,液壓缸,連接活動支架,使該車既能作為普通機動三輪車進行運輸自卸,又能作為自動清洗車進行防護墩清洗作業(yè)。具體作業(yè)情況如下:在機動三輪車進行清洗工作的時候,關閉通往升降支撐的液壓油路,保證液壓控制系統(tǒng)帶動活動支架至固定位置進行清洗操作;在該車不進行清洗工作時,卸除水箱,通過關閉通往清洗支撐的液壓油路,實現(xiàn)機動三輪車的運輸自卸功能。在關閉通往升降支撐的液壓油路時,自動清洗的液壓油路同時開啟,通過操縱操作桿,使液壓操作系統(tǒng)工作,從而帶動活動支架,使自動清洗裝置落下并使防護罩套住防護墩進行清洗作業(yè),作業(yè)完成后,液壓系統(tǒng)帶動活動支架,使自動清洗裝置升起。即可移動清洗車到下一位置進行作業(yè)。

        1.2 動力傳動系統(tǒng)

        防護墩自動清洗車的動力傳動系統(tǒng)包括發(fā)電機、變頻減速器、電源總開關、電動機、軸承、主動輪、被動輪等。發(fā)電機帶動電動機,帶動動力輸出軸,動力輸出軸又帶動主動輪和被動輪,使清洗裝置里的毛刷按著設計轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動,完成防護墩的清洗。

        該車動力傳動系統(tǒng)采用了采用了YL8024雙值電容異步電動機,轉(zhuǎn)速1400r/min,并通過電源總開關控制進行正倒雙向清洗。清洗毛刷高速運轉(zhuǎn),清洗效果理想。

        1.3 自動清洗系統(tǒng)

        自動清洗系統(tǒng)主要包括水箱、高壓管道泵、噴水設備、清洗裝置、防護圍網(wǎng)及頂面固定平臺。根據(jù)車廂體積及清洗工作量確定水箱容積為1.4m3。水箱里的水經(jīng)由高壓管道泵加壓后,通過高壓水管、以及設置在防護圍網(wǎng)上的噴頭進行高壓噴洗。根據(jù)防護墩形狀和尺寸,設4個立式毛刷,安裝在被動輪下。毛刷高度為300mm,長度為250mm。

        頂面固定平臺上布置減速發(fā)電機,內(nèi)部通過動力輸出軸,連接主動輪、被動輪。頂面固定平臺及防護圍網(wǎng)作為動力傳動系統(tǒng)和自動清洗裝置的安裝載體,同時固定了清洗作業(yè)的范圍,使高速運轉(zhuǎn)的清洗刷所帶出的污水,順防護圍網(wǎng)內(nèi)壁流出,最后流入排水溝,保持了周邊環(huán)境的清潔。

        在動力系統(tǒng)的帶動下,清洗毛刷及高壓水流高速運轉(zhuǎn),通過試驗,其毛刷轉(zhuǎn)動速度、水流壓力及流量完全能夠滿足清洗泥污、灰塵等需要,清洗效率可達98%,清洗速度為120個/h,遠遠高于人工清洗。

        2 項目主要創(chuàng)新點

        該“堤頂防護墩自動清洗車”的研究做到了理論聯(lián)系實際,以應用為目的,緊密結合當前黃河大堤維修養(yǎng)護的工作內(nèi)容,開展技術研究與應用,選題恰當,目標明確,資料詳實。其主要創(chuàng)新點如下:

        2.1 獨有的自動化清洗裝置的研發(fā),首次實現(xiàn)了堤頂防護墩清洗的自動化作業(yè)。

        通過在機動三輪車上加裝自主研發(fā)的自動清洗裝置,首次實現(xiàn)了堤頂防護墩清洗的自動化作業(yè)。

        2.2 獨特合理的自動清洗裝置,保證了堤頂防護墩的清洗質(zhì)量。

        該自動清洗裝置采用了電動機帶動主動輪、被動輪,從而驅(qū)動四個立式毛刷進行清洗作業(yè),其尺寸設計保證了防護墩頂面及四個立面均能清洗到位。并在防護圍網(wǎng)上設置高壓噴頭,通過高壓噴洗保證清洗效果。獨特的設計,結合了工作面實際,并通過試驗,調(diào)配出了最適宜的動力和運轉(zhuǎn)速度,保證了堤頂防護墩的清洗質(zhì)量。

        2.3 防護圍網(wǎng)及頂面固定平臺的設置,固定了作業(yè)范圍,保持了周邊環(huán)境清潔。

        作為動力傳動系統(tǒng)和自動清洗裝置的安裝載體,防護圍網(wǎng)及頂面固定平臺同時具有保護功能,并固定了清洗作業(yè)的范圍,保持了周邊環(huán)境的清潔。

        2.4 通過標志桿和反光鏡的有機配合,保障了清洗裝置的有效定位,提高了清洗效果。

        司機在駕駛室內(nèi)通過標志桿進行粗略定位,在接近待洗目標后,再通過反光鏡進行準確定位。

        2.5 通過在機動三輪車原有液壓系統(tǒng)上加裝分配閥,實現(xiàn)了三輪車自卸功能和清洗裝置升降功能的轉(zhuǎn)換。

        利用液壓分配閥的調(diào)整,來控制液壓油流向,從而實現(xiàn)三輪車自卸功能和清洗裝置升降功能的轉(zhuǎn)換。

        2.6 清洗裝置為模塊式組裝,拆卸、安裝便捷,易于維修,便于推廣應用。

        3 項目效益分析

        3.1 經(jīng)濟效益分析

        在使用傳統(tǒng)的人工方式清洗防護墩時,每人每天一般清洗96個防護墩,而該清洗車每30秒就可清洗一個防護墩,每天即可清洗防護墩960個,10倍于人工效率。

        3.2 社會效益分析

        該自動清洗車投入使用后,大大改善了職工的工作環(huán)境和勞動條件,節(jié)省了人力,提高了堤頂防護墩清洗工作的工作效率和質(zhì)量;有效地避免了環(huán)衛(wèi)工傷亡事故的頻繁發(fā)生,提高環(huán)衛(wèi)作業(yè)安全性。

        4 結論

        該自動清洗車不僅在堤頂防護墩清洗工作中有很大的實用價值,而且其使用的施工工藝及技術在其他道路養(yǎng)護機械如瀝青噴布、開溝機等中也具有很大的開發(fā)價值與借鑒意義。

        透過堤防養(yǎng)護工作,通觀整個公路系統(tǒng)的清潔工作,可以看出,此車的研制、開發(fā)與應用充分證明了機械化作業(yè)的重要性、緊迫性與必要性。不斷促進清洗機械的技術進步,研發(fā)出更好的產(chǎn)品,對于實現(xiàn)我國公路交通及堤防養(yǎng)護事業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展具有重大意義。

        [1]高道明,陳杰,等.新型高壓清洗車[J].工程機械,2005年第4期.

        [2]黃海兵.新型城市護欄清洗車的開發(fā)研究[J].工程機械,2009年第40卷第2期.

        [3]宗平.多功能高壓清洗車[J].軍民兩用技術與產(chǎn)品,2007年第10期.

        [4]高秀華,李炎亮,等.機械三維動態(tài)設計仿真技術[J].2003(13):204-206.

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