小廣告清洗機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計

張德珍

0 前言

戶外小廣告在今天中國隨處可見，無論城市鄉(xiāng)村，無所不在。戶外小廣告猶如一個城市的疤痕，讓城市變得滿目瘡痍，戶外小廣告也猶如牛皮癬一樣頑固，屢禁不止，嚴(yán)重影響一個城市的市容市貌。但是現(xiàn)在并沒有可普及應(yīng)用的廣告清除器?，F(xiàn)存的廣告清除器，皆是些高溫高壓的水槍或一些大型的設(shè)備，要么體積大，要么價格昂貴，要么不易攜帶，要么清除效果不好等等，不能達(dá)到人們所需的理想效果，適用范圍比較狹窄。因此，設(shè)計一種合理的清洗機(jī)結(jié)構(gòu)，提高清洗效率、增大清洗面積成為主要的研究內(nèi)容。我們經(jīng)過市場考察，征求廣大清潔工的意見，設(shè)計一種新型的小廣告清理器。本產(chǎn)品質(zhì)量輕、清除比較徹底，便于攜帶，清除效率高，成本低。這次設(shè)計的小廣告清洗機(jī)，在工作時邊噴水邊清理，以電能作為動力源，通過機(jī)械傳動帶動清洗刷與噴水系統(tǒng)相結(jié)合來對街道、社區(qū)、樓道狹窄地區(qū)張貼的非法小廣告進(jìn)行清除。要實現(xiàn)這一功能需要使傳動軸既能夠旋轉(zhuǎn)又能夠噴出水流實現(xiàn)力傳導(dǎo)的作用。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

1.1 工作原理

該小廣告清洗機(jī)基本組成部分包括電動機(jī)、一對直齒圓柱齒輪傳動、傳動軸、軸套、清洗刷頭等，動力機(jī)構(gòu)—電動機(jī)，采用轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速較高，并且采用48 V 直流電源驅(qū)動，質(zhì)量輕、壽命長?？梢杂秒妱榆囘M(jìn)行驅(qū)動，攜帶方便。傳動部分通過一對齒輪副，帶動傳動軸旋轉(zhuǎn)，傳動軸再通過螺紋連接，帶動清洗刷頭對廣告紙進(jìn)行清除。這種軸要求既能夠旋轉(zhuǎn)又能夠噴出水流的作用，因此要將傳動軸制成空心，并且在軸側(cè)面開設(shè)進(jìn)水通孔。與之相配合的軸套，側(cè)面開設(shè)有一進(jìn)水孔，與外部水管相連接，使水流能夠通過軸套流入傳動軸。

1.2 關(guān)鍵零件材料的選取

傳動軸和軸套是該產(chǎn)品的主要零件，根據(jù)傳動軸的工作要求，既要經(jīng)常與水流接觸，還需要傳導(dǎo)動力，因此所選材料要求既要耐腐蝕，又要有一定的強(qiáng)度。軸套起到支撐傳動軸的作用，同時連接清洗機(jī)支架等零件，要求耐磨、剛度大，綜合以上，選用較廣應(yīng)用的302 不銹鋼作為原材料，耐磨、耐腐蝕的同時又具有一定的強(qiáng)度，能夠滿足工作要求。

1.3 主要零件設(shè)計

1.3.1 傳動軸的設(shè)計

傳動軸零件圖如圖1 所示，傳動軸上需要安裝軸套、齒輪、軸承、連接頭等零件。傳動軸總長105 mm，軸外徑為10 mm，軸左端加工有M8x1 的螺紋，長10 mm，用來連接清洗頭的連接頭。軸中心開設(shè)有長80 mm、直徑為3 mm 的盲孔用來輸送水流。軸側(cè)面距離軸左端47 mm 處開設(shè)有直徑為4 mm 的進(jìn)水孔，可以使水流經(jīng)過此孔流入到軸盲孔內(nèi)。軸右端分為三段，公稱直徑分別為8 mm、7 mm、6 mm，分別與齒輪、軸承、螺母配合。

圖1 傳動軸零件圖

1.3.2 軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖2 軸套零件圖

如圖2 軸套總長70 mm，軸套外部分為兩段，下半段外徑為20 mm，長30 mm，，上半段長40 mm，外徑為25 mm。軸套外側(cè)上半部分開有直徑為7 mm 的盲孔，用來和外部進(jìn)水管相連接。軸套中心設(shè)計有直徑為9 mm 的通孔以便套入軸。在軸套內(nèi)部有一段長16 mm，直徑為15 mm 的內(nèi)孔，用來緩沖由水管流入到軸套內(nèi)的水流，以便水流進(jìn)入到傳動軸內(nèi)。軸套兩端有內(nèi)徑為12 mm、長3 mm 的凹槽用來安裝軸承。

1.4 零件的配合

軸和軸套兩零件裝配如圖3 所示，包括軸和軸套、軸承和軸以及軸承和軸套之間的配合，軸需要在軸套內(nèi)旋轉(zhuǎn)，因此兩零件需用間隙配合，軸承和軸，軸承和軸套之間需要過盈連接，不能夠存有空隙，否則會造成設(shè)備漏水。傳動軸上需安裝三個軸承，傳動軸和軸套之間的軸承一是實現(xiàn)軸在軸套中旋轉(zhuǎn)，二是對軸起著支撐作用，軸套兩端的軸承主要起到密封作用，防止水流從軸套兩側(cè)流出。齒輪和傳動軸的周向固定通過楔鍵連接，同時利用軸肩對齒輪左端軸向定位，齒輪右端采用軸承定位。

圖 3 軸和軸套裝配圖（1 軸 2 軸承 3 軸套 4 齒輪5 螺母）

2 應(yīng)用

這種軸和軸套配合既能夠旋轉(zhuǎn)又能夠噴出水流的作用。這種結(jié)構(gòu)不僅能夠應(yīng)用在廣告清洗機(jī)上，還能應(yīng)用在家用洗碗機(jī)、家用拖地機(jī)等家用電器，家用洗碗機(jī)可以利用空心傳動軸配合軸套對要清洗的臟碗內(nèi)進(jìn)行噴水，同時通過傳動軸帶動洗碗刷快速清除碗內(nèi)臟污，不僅節(jié)約洗碗時間，而且節(jié)約水資源。

3 結(jié)束語

廣告清理器作為一種實用的小機(jī)械，有良好的發(fā)展前景。目前國內(nèi)廣告清理器的品種，價格比較昂貴，并且不易攜帶，不能適用于街道的各個角落。不能有效地保護(hù)環(huán)境，不能達(dá)到人們所需的理想效果，適用范圍比較狹窄。本設(shè)計是專門針對街道工作人員所需研發(fā)的，針對性較強(qiáng)。該清洗機(jī)在原有設(shè)計功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，以電能作為動力源，通過機(jī)械傳動帶動清洗刷與噴水系統(tǒng)相結(jié)合來對街道、社區(qū)、樓道狹窄地區(qū)張貼的非法小廣告進(jìn)行清除。清洗機(jī)主要部分是機(jī)械傳動裝置，機(jī)械傳動裝置的主要零件是軸套和軸，通過兩零件的相互配合完成傳遞動力和噴出水流的任務(wù)。兩零件的設(shè)計需要考慮形狀，配合等問題，最終到達(dá)能夠清除小廣告的目的。