联合疏通车自动排管装置设计探究

联合疏通车自动排管装置设计探究

桑健权

徐州徐工环境技术有限公司  江苏 徐州 221018

摘要：随着联合疏通车使用频率的增加，联合疏通车疏通作业时，需根据作业距离收放高压软管。现有排管装置无法根据作业距离进行调整卷盘尺寸，同时现有排管装置在收管和放管过程中出现排管不均、错位、混乱等问题。因此为有效地解决上述问题，本文从可变径卷盘、导管装置、排管装置三个方面进行设计和探究，设计一种联合疏通车自动排管装置，实现收放整齐、卷盘直径可变、排管装置根据操作需要可进行0°~90°旋转等多项功能，该套装置结构紧凑、自动化程度高、操作简单、携带方便。

关键词：联合疏通车；疏通作业；自动排管装置

当前，政府部门加大了环保工作力度，联合疏通车在城市环境整治和改善中扮演着重要角色。排管装置是联合疏通车疏通作业中的一种常见设备，它直接关系到整车的性能和工作效率。目前的联合疏通车普遍没有安装吸污软管排管装置，因此，在收管、放管时，经常会遇到软管无序、错位、不均匀等问题。对后续的清理工作造成很大的影响，而且经常要花费大量的人力来进行调试，效率低，耗时长。为了解决上述问题，提出了一种自动排管装置。

1.设计背景

联合疏通车是一种用于吸污和运输液体污物的汽车，联合疏通车是通过高压水射流对地下管网内污泥、堆积砂石、固结废料等进行直接冲击或通过前端旋转喷头对树根、水泥、管壁附着物等进行破碎，利用风机或真空泵将罐内的液体排出一定的真空，使液体污垢在大气压或高速气流的作用下被吸进罐内。

2.设计方案

结合联合疏通车的盘式布置空间情况，倘若采用单层缠绕的方式，那么将无法实现较疏通装置的长距离作业。因此，在设计自动排管装置时，必须考虑软管的多层缠绕，同时需要根据疏通软管的缠绕层数确定卷盘的直径。为保证多层缠绕排管整齐，考虑设计软管排管器，实现高压软管收放时的导向和压紧。为更好的满足直径软管排管要求，排管器采用往复丝杠传动系统，通过链轮带动丝杠往复运动进行排管。设计时根据软管直径的要求，选用不同的链轮组传动比，从而实现整齐有效排管。采用往复丝杠结构驱动操作相对简单，并不需要提供驱动力。卷盘外侧设有软管导向支架，支架内侧设有尼龙滚轮，既能确保软管的导向和支撑作用，又能有效地减少软管的损伤，进而延长软管的使用寿命，降低使用费用。为方便疏通作业，卷盘支架考可进行90°的旋转。减少人力作业，在软管卷盘内，采用液压马达驱动，可以有效地实现正反向旋转的自由切换，马达的转矩是由减速器和齿轮来实现的，有效提高整套装置的自动化程度。

3.结构设计

3.1盘径可变式卷盘

盘径可变式卷盘包括旋转筒体和设置在旋转筒体两端的可拆卸盘片以及缠绕在旋转筒体外的高压软管；所述旋转筒体的一端与回转支撑相连，回转支撑与回转支架固定相连，回转支架上设置液压马达，液压马达的驱动轴上设置驱动齿轮并与回转支撑外齿啮合。利用液压马达驱动回转支撑控制旋转筒体的正反转，液压系统流量可调，可根据实际作业情况调整卷盘旋转速度。这种盘径可变式卷盘，可根据疏通深度和输送距离选择相应直径的卷盘，同时也可以根据用户需要更换各种直径盘片、配套各种长度的高压软管。卷盘装置通过回转支撑与旋转支架单悬臂固定，单悬臂固定支撑形式可以减少卷盘的纵向长度和装置的尺寸。卷盘整体依靠旋转穿销轴装置与疏通车后盖相连，卷盘上有推拉手柄可根据作业状况调整卷盘相对位置，以便作业。疏通作业过程中，喷头前行拉力会导致卷盘的摆动，因此当卷盘调整至合适位置后，利用气缸带动穿销装置穿销锁定。联合疏通车自动排管装置布置形式见图1。

3.2导管装置

导管装置主要包括开口销、导管装置支架和尼龙滚轮。尼龙滚轮通常会安装在排管支架的中间位置，两尼龙滚轮中间间隙为略大于软管直径的圆孔，确保尼龙滚轮的旋转灵活。尼龙滚轮在收管和放管时，会直接与软管接触，起到支撑作用。同时，软管会与发生尼龙滚轮发生滚动摩擦，在一定程度上减小了软管的损伤，延长了软管的使用寿命，降低了使用的费用和成本。

3.3排管装置

排管装置主要包括：往复丝杠传动结构和链轮组传动结构。往复丝杠传动结构主要由：链轮装置、导向轴、往复丝杠和转向块。在导向轴的作用下，往复丝杠转动时，高压软管可以自由转动，无需另设限位装置，也不会影响到排管机的运动轨迹。链轮组的传动机构由两大部分组成：一是主动链轮，二是从动链轮。在设计排管机时，应根据复丝杆的直径长度，使其能够旋转一圈，在相同的往复丝杠工艺参数条件下，按常见的软管直径，分别设计出两种不同的齿轮组。通过及时更换排管链轮组，能确保各种管径的整齐度，使软管卷盘更加紧凑。导向轴和转向滑块上均设有尼龙滚轮，对从中穿过的软管起支撑和保护作用。排管装置见图2。

4.工作原理及控制策略

4.1工作原理

在卷盘滚筒进行传动时，必须以卷盘滚筒的驱动信号为核心，带动链轮装置和往复丝杆共同工作，在进行收管、放管时，必须对卷盘滚筒的转动方向进行控制，才能保证排管工作的顺利进行。在操作面板上方，按下“收管”键，就可以对驱动卷盘进行控制，进而使其传沿逆时针方向转动。同时，在盘轴上的主动链轮，也会带动往复螺杆的旋转，这样，从动链轮就会根据所选择的齿轮而旋转，这样，往复丝杆就会转动，把排管机沿着一条往复的直线移动，在排管装置导向作用下，实现高压软管在卷筒滚轮上自由收放，紧密缠绕。

4.2控制策略

为改善高压软管排管效果，主要的控制策略有2种：第一，在进行排管时，根据现场高压软管的缠绕状况，临时改变卷盘的转动方式，进而确保排管的效果。第二，在排管运行的过程中，以较低的初始速度排满第一圈后，其他圈正常缠绕，软管整体缠绕效果较好，其主要原因在于第一圈的排管效应，对整体排管效果的影响很大。

结论

综上所述，本文所设计的吸污车自动排管系统，能有效地解决排管杂乱无章、不均等问题，并最大程度的提升联合疏通车自动排管装置作业效率，进而降低人工成本。该装置应用于STH58AD48型联合疏通车，有效的提升了高压软管的收放管效率和缠绕效果。同时，联合疏通车自动排管装置具有结构简单、操作方便、造价低廉等优点，为提高环保联合疏通车的推广和应用提供有效的技术保障。

参考文献:

[1]侯建平. 油田用真空吸污车冬季作业结构设计优化[J]. 设备管理与维修,2022(8):90-92.