墻壁自動(dòng)清洗機(jī)設(shè)計(jì)

周廣智（聊城鑫泰機(jī)床有限公司，山東 聊城 252200）

墻壁自動(dòng)清洗機(jī)設(shè)計(jì)

周廣智
（聊城鑫泰機(jī)床有限公司，山東 聊城 252200）

調(diào)研國(guó)內(nèi)外墻壁清洗機(jī)工作原理以及發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)調(diào)研結(jié)果，針對(duì)當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的墻壁清洗機(jī)進(jìn)行分析比較，綜合各個(gè)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)墻壁清洗機(jī)的構(gòu)型方案。建立墻壁清洗機(jī)的數(shù)學(xué)分析模型；分析各構(gòu)件運(yùn)動(dòng)機(jī)理，對(duì)帶傳動(dòng)、軸承、卷筒機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析。

墻壁清洗機(jī)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；三維建模

1　方案設(shè)計(jì)

1.1設(shè)計(jì)要求

（1）動(dòng)作馬達(dá)。1）高扭力、低轉(zhuǎn)速；2）斷電自動(dòng)煞車；3）機(jī)械煞車裝置；4）靜定功能。

（2）升降結(jié)構(gòu)。當(dāng)前的升降結(jié)構(gòu)中，主要是用于一個(gè)自動(dòng)洗墻機(jī)的操作裝置，并根據(jù)可見現(xiàn)有的市場(chǎng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，電機(jī)帶動(dòng)卷桶控制鋼絲繩安裝在樓頂?shù)捻敹?，?zhí)行機(jī)構(gòu)的刷動(dòng)部分可在墻壁垂直移動(dòng)。這里，選擇一個(gè)與卷?yè)P(yáng)機(jī)類似的機(jī)構(gòu)加以改進(jìn)。

（3）清洗刷?？紤]到清洗的對(duì)象是高樓外墻，刷子受到的摩擦力很小，所以刷子的動(dòng)力由一個(gè)小電機(jī)提供。當(dāng)墻上的玻璃窗與墻的垂直距離不等時(shí)，玻璃的凹或凸的部分刷出來(lái)的效果不是很好。所以刷子使用了紅外線檢測(cè)儀器。

1.2方案設(shè)計(jì)

傳動(dòng)原理，電機(jī)將動(dòng)力傳給減速裝置，經(jīng)卷?yè)P(yáng)機(jī)實(shí)現(xiàn)清洗部分的上升與下降，同時(shí)電機(jī)經(jīng)同步帶帶動(dòng)滾刷的轉(zhuǎn)動(dòng)，將外墻灰塵清除，下端兩個(gè)毛刷將外墻擦干?？傮w方案如圖1所示。

圖1　方案設(shè)計(jì)

2　墻壁清洗機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1電機(jī)減速機(jī)的選型計(jì)算

（1）根據(jù)GB/T1995-2002，選用雙卷快速快溜放卷?yè)P(yáng)機(jī)，清洗刷直徑應(yīng)為600mm。

（2）清洗刷與墻面的摩擦力。檢查工程塑料的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)的清潔刷，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，基本上靠在墻上自動(dòng)加壓力，但同時(shí)也考慮到清潔，所以工程塑料的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)的選取，選擇動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)為0.5，估算清洗裝置摩擦力

（3）工作機(jī)所需輸入功率：

（4）各部件的傳動(dòng)效率：

工作機(jī)的效率：ηw=1；8級(jí)精度的一般齒輪傳動(dòng)效率：η齒=0.97；彈性聯(lián)軸器傳動(dòng)效率：ηl=0.992；齒式聯(lián)軸器傳動(dòng)效率：ηλ=0.99；球軸承傳動(dòng)效率：；滾子軸承：

傳動(dòng)裝置的總效率為∶

式中傳動(dòng)效率均在機(jī)械手冊(cè)中查得。

（5）所需電動(dòng)機(jī)功率：

可選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電機(jī)。

表1

2.2聯(lián)軸器選型

2.2.1選擇聯(lián)軸器應(yīng)考慮的因素

表2為動(dòng)力機(jī)動(dòng)力系數(shù)，動(dòng)力機(jī)的選擇主要依據(jù)聯(lián)軸器的類型，用于確定規(guī)格的尺寸和用于連接動(dòng)力機(jī)器系統(tǒng)的最佳聯(lián)軸器。最大功率的動(dòng)力機(jī)是電機(jī)固定的機(jī)械傳動(dòng)產(chǎn)品，要考慮傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的影響，與內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)的影響因素和氣缸的工作。所以現(xiàn)在一般需要使用一個(gè)柔性聯(lián)接，調(diào)整軸的固有頻率，加大保護(hù)設(shè)備的部分，增強(qiáng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)振幅提高輸出功率的穩(wěn)定。

表2　動(dòng)力機(jī)系數(shù)/Kw

2.2.2載荷類別

因?yàn)樵诓煌牟牧系慕Y(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)和各機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的不同耦合材料，其負(fù)載能力也不同。為了便于計(jì)算的選擇，傳輸負(fù)載分為四類，見表 3。

表3　載荷類別

人身安全（千萬(wàn)不要被水吸進(jìn)去）；切勿用不透水物料堵塞漏洞的出水口，更不能打樁，以免加劇險(xiǎn)情。漏洞堵閉后要留專人觀察，以防再次出險(xiǎn)。

4.3.7坍塌崩岸

大堤臨水堤坡被洪水水流沖塌，或退水期堤岸失去水體支撐，再加上反向滲透壓力，出現(xiàn)崩岸，如搶護(hù)不及時(shí)，即有決堤的危險(xiǎn)。搶護(hù)方法以護(hù)腳固基為主。在距大堤280m的渣場(chǎng)內(nèi)快速將粘土裝填至編織袋內(nèi)，運(yùn)輸至堤頂，沿坍塌部位拋投袋裝粘土，先從頂沖坍塌嚴(yán)重部位拋投，然后依次上下進(jìn)行，拋至穩(wěn)定坡度為止。

參閱文獻(xiàn)：

［1］楊有詩(shī).超大直徑泥水盾構(gòu)穿越長(zhǎng)江大堤施工技術(shù)［J］.中國(guó)科技信息，2011，（15）:59+63.

［2］晏勝榮.盾構(gòu)穿越大堤防滲處理加固施工與效果［J］.山西建筑，2009（15）:301-303.

［3］李宗梁，黃錫剛.泥水盾構(gòu)穿越堤壩沉降控制研究［J］.現(xiàn)代隧道技術(shù)，2011（01）:103-111.

［4］王偉，辛振省.盾構(gòu)穿越河岸的安全穩(wěn)定分析［J］.科學(xué)之友（B版），2008（09）:42-43.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.117

徐慧旺（1985-），男，河南新鄉(xiāng)人，本科，工程師，在讀工程碩士盾構(gòu)與TBM關(guān)鍵技術(shù)，主要從事中鐵十四局集團(tuán)隧道工程有限公司盾構(gòu)施工管理。