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，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速轉動，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，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，使高速運轉的清洗刷所帶出的污水，順防護圍網(wǎng)內壁流出，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，通過試驗，其毛刷轉動速度、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，調配出了最適宜的動力和運轉速度，保證了堤頂防護墩的清洗質量。

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換。

利用液壓分配閥的調整，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。

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