垃圾車液壓系統(tǒng)設(shè)計 廂體設(shè)計摘 要隨著城市化進程的加快和人民生活水平的提高，大量的生活垃圾和商業(yè)垃圾隨之產(chǎn)生。降低垃圾清運費用是降低整個城市垃圾處理處置費用的關(guān)鍵。如將垃圾壓縮，則可大大降低垃圾的運輸費用，是城市生活垃圾集運的發(fā)展方向。因此，壓縮式垃圾車的優(yōu)勢日漸明顯。本次設(shè)計主要針對壓縮式垃圾車的壓縮方案、上裝廂體和液壓系統(tǒng)進行設(shè)計。車廂是垃圾車的重要部件之一，主要起裝載、運輸垃圾之用。在運輸過程中，不得產(chǎn)生飄、灑、漏等現(xiàn)象，避免造成二次污染。根據(jù)設(shè)計要求確定了廂體形狀和主要尺寸參數(shù)，重點考慮其密封性。并且在充分考慮垃圾車的工作特點以及實際生產(chǎn)、維修等條件下，對比了多種系統(tǒng)方案，最終選定手動操作液壓系統(tǒng)作為設(shè)計對象。經(jīng)過論證，本方案能夠滿足設(shè)計和使用需求。關(guān)鍵詞: 垃圾車，壓縮，廂體，液壓系統(tǒng) Design of Hydraulic System of Refuse CollectorEnvelope DesignAbstractWith the accelerated urbanization process and peoples living standards, a large number of solid waste and commercial waste resulting. Reduce costs is to reduce garbage waste disposal cost the city a key. If the garbage compression, you can greatly reduce the cost of transporting waste, municipal solid waste collection operation is the development direction. Therefore, the advantages of compressed garbage truck become apparent. The design of the main vehicles for garbage compression compression scheme, tops the design envelope and hydraulic systems. Compartment is an important component of garbage truck, one of the main starting loading, transport garbage purposes. During transport shall be no drift, throwing, leakage and so on, to avoid secondary pollution. According to the design requirements to determine the shape and main dimensions of the envelope parameters, consider the tightness of focus. Garbage truck and taking full account of the work characteristics and actual production, maintenance and other conditions, compared a variety of system solutions, and ultimately selected as a design manual hydraulic system objects. After a demonstration, the program can meet the design and use requirements. Key words： Garbage truck, Compressed, Envelope, Hydraulic system目錄1.緒論12.總體方案論證42.1 垃圾車技術(shù)條件要求42.2 垃圾車總體方案選擇42.2.1 結(jié)構(gòu)特點42.2.2 壓縮機構(gòu)操縱系統(tǒng)設(shè)計分析72.2.3 卸料機構(gòu)的液壓方案設(shè)計102.2.4填料器回路方案設(shè)計122.2.5垃圾車載質(zhì)量利用系數(shù)的提高112.2.6 垃圾壓縮比的提高122.2.7 密封133.垃圾車廂體設(shè)計143.1確定廂體設(shè)計方案143.2垃圾車廂體成形工藝163.2.1 概述163.2.2 影響成形工藝選擇的因素163.2.3 成形工藝的選擇及焊接工藝174.液壓輔助元件的選用184.1濾油器184.2 管件184.2.1 管道184.2.2 管接頭184.3 油箱195.結(jié)論21參考文獻22致謝23附錄124附錄225附錄21緒論隨著城市化進程的加快和人民生活水平的提高，大量的生活垃圾和商業(yè)垃圾隨之產(chǎn)生。目前我國城市生活垃圾清運量約為1.54億噸，縣城和建制鎮(zhèn)生活垃圾清運量約為0.50億噸;另據(jù)調(diào)查估算，村莊生活垃圾清運量約為1.16億噸。即全國城鎮(zhèn)生活垃圾清運量約為2.04億噸，全國城鄉(xiāng)生活垃圾清運量量約為3.20億噸。如城鎮(zhèn)人均日產(chǎn)量按1.0kg估計，村莊人均日產(chǎn)量按0.5kg估計，則全國城鄉(xiāng)生活垃圾產(chǎn)生量約為3.65億噸，產(chǎn)生量和清運量之間的差值約為14%1。而城市歷年的垃圾堆存量更是高達66億噸，已有2/3的大中城市被垃圾包圍，有1/4的城市不得不把解決垃圾危機的途徑延伸到鄉(xiāng)村。據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)幾大城市的垃圾處理廠距市區(qū)均在50km以上，運輸費占垃圾處理費用的比例較高。在一些發(fā)達國家運輸費用已經(jīng)占了垃圾處理費用的80%以上。所以，降低垃圾清運費用是降低整個城市垃圾處理處置費用的關(guān)鍵。如將垃圾壓縮則可以解決垃圾運輸中的虧載問題，降低垃圾的運輸費用，是城市生活垃圾集運的發(fā)展方向。因此壓縮式垃圾車的優(yōu)勢日漸明顯。垃圾車按功能分類主要有自裝卸式、擺臂式、壓縮式和拉臂式等幾類：自裝卸式：又稱掛桶式垃圾車，由密封式垃圾廂、液壓系統(tǒng)、操作系統(tǒng)組成，采用鏈條和液壓油缸聯(lián)動裝置，實現(xiàn)對垃圾斗提升和翻轉(zhuǎn)。缺點是密封性不高，運輸過程中容易發(fā)生飄、撒、漏等問題。擺臂式：擺臂垃圾車的垃圾廂與車體分開，實現(xiàn)一車與多個垃圾箱的聯(lián)合使用，循環(huán)運輸，提高了車輛的運輸能力，但運輸過程中很容易造成二次污染。拉臂式自卸車：其特點是垃圾廂可上可下，可自行傾倒垃圾，并且傾倒一次的時間小于50s。但傾倒過程中整車重心后移，容易發(fā)生翻車事故。壓縮式：壓縮式垃圾車采用電腦控制系統(tǒng)及手動操作系統(tǒng)，填裝器和推鏟等專用裝置，具有自動反復(fù)壓縮以及蠕動壓縮功能，壓縮比高，裝載量大，密封性好，可避免運輸過程的二次污染，整車?yán)寐矢?。由此可見，壓縮式垃圾車是一種高效收集、轉(zhuǎn)運垃圾的城市環(huán)衛(wèi)專用車輛。它在垃圾收集、轉(zhuǎn)運過程中可避免沿途撒漏造成的二次污染，是城市環(huán)衛(wèi)的理想設(shè)備，是國家專用汽車“十二五”規(guī)劃中重點發(fā)展方向之一。壓縮式垃圾車按垃圾裝填的位置不同，分為前裝壓縮式和后裝壓縮式垃圾車兩種。后裝壓縮式垃圾車由汽車底盤、填料器、上裝廂體和排出機構(gòu)等部分組成。 目前國內(nèi)壓縮垃圾車生產(chǎn)廠家已經(jīng)有很多家，其壓縮垃圾車產(chǎn)品（312t），主要是通過引進韓國、美國和日本的技術(shù)，進行消化吸收，形成了自主開發(fā)能力;有的企業(yè)是靠模仿和適度創(chuàng)新起家，最后也形成了自己的開發(fā)能力，但液壓系統(tǒng)的一些關(guān)鍵件等仍需進口。各廠家產(chǎn)品的型式與結(jié)構(gòu)特點有所不同。近年來，除了發(fā)動機排放外，用戶還對垃圾車的上裝提出了新的要求，包括防止垃圾液滲漏、垃圾箱防腐蝕、作業(yè)噪聲低，等等?，F(xiàn)階段我國壓縮式垃圾車的發(fā)展方向主要包括以下六個方面：a.垃圾車監(jiān)測系統(tǒng)在壓縮式垃圾車工作過程中，垃圾裝載情況是管理者所關(guān)心的，垃圾車負(fù)載變化及垃圾箱內(nèi)垃圾是否填滿，在一般情況下是很難監(jiān)測的。通過加載垃圾監(jiān)測系統(tǒng)，能隨時隨地檢測車輛負(fù)載的變化情況及垃圾是否填滿，為垃圾車駕駛員和管理者提供參考。這有利于提高垃圾車作業(yè)的科學(xué)性和行車安全性，同時也能減少工作人員的工作量、提高工作效率。國內(nèi)少數(shù)車型安裝了該系統(tǒng)。 b翻桶機構(gòu) 配備全自動控制的翻桶機構(gòu)是壓縮式垃圾車發(fā)展的新方向。發(fā)達國家尤其是西歐及美國的壓縮式垃圾車都配備先進的翻桶機構(gòu)，可方便地實現(xiàn)對大小垃圾桶在不同位置的自動抓取、舉升和卸料。我國許多城市已采用桶裝垃圾收集，但垃圾車配備的翻桶技術(shù)水平和靈活性不高。國外一些壓縮式垃圾車的翻桶機構(gòu)可以“遠離車廂”，靈活主動抓取垃圾桶，而國內(nèi)垃圾車的翻桶機構(gòu)一般不能遠離車廂，因此需將車廂緊貼垃圾桶，給工作人員帶來難度。 c.液壓系統(tǒng) 壓縮式垃圾車的液壓裝置應(yīng)具有以下特征:較小的節(jié)流損失、減少管路連接工作、無泄漏、可與其他液壓功能組合。 d.綠色視覺效果車輛的外觀造型及彩化已越來越受到環(huán)衛(wèi)部門的重視，一些適合不同城市品味的彩化的環(huán)衛(wèi)車輛已成為城市一道亮麗的風(fēng)景。通過對車輛外形和性能的改進，可消除或減輕視覺污染，避免或減少作業(yè)時對周圍環(huán)境和人員的影響，使環(huán)衛(wèi)車輛與作業(yè)環(huán)境相協(xié)調(diào)。 e.除臭滅菌 除臭滅菌技術(shù)在壓縮式垃圾車上的運用也是壓縮式垃圾車發(fā)展方向之一。杜絕細菌傳播，減少臭氣污染已成為當(dāng)務(wù)之急。目前一些臭氧除臭除菌技術(shù)已在該類產(chǎn)品上成功運用。 f.分割車廂壓縮式垃圾車車身內(nèi)部結(jié)構(gòu)可按一定比例劃分為幾部分，這種結(jié)構(gòu)劃分使得壓縮式垃圾車可在同一次作業(yè)時收集并分隔幾種不同類型的垃圾?？赏ㄟ^優(yōu)化垃圾收集路線，為垃圾分類回收提供更多的便利性。本次設(shè)計的課題為上裝廂體設(shè)計，來源于青海新路環(huán)衛(wèi)設(shè)備制造有限公司。本次設(shè)計主要針對垃圾車車廂和排出機構(gòu)液壓系統(tǒng)進行設(shè)計。車廂是垃圾車的重要部件之一，主要起裝載、運輸垃圾之用。在運輸過程中，不得產(chǎn)生飄、灑、漏等現(xiàn)象，避免造成二次污染。根據(jù)設(shè)計要求確定了廂體形狀和主要尺寸參數(shù)，重點考慮其密封性。排出機構(gòu)主要是用來排卸垃圾以及垃圾裝載時提供一等的背壓力，使壓縮后的垃圾密度均勻。它采用液壓為動力裝置，實現(xiàn)作業(yè)的半自動化，大大降低了工人的勞動強度，提高了工作效率。本課題由兩人分工協(xié)作完成。在設(shè)計過程中，多次到潔神公司生產(chǎn)線進行調(diào)研，配合總體設(shè)計做了方案論證，滿足了后裝壓縮式垃圾車的設(shè)計要求。2總體方案論證2.1 垃圾車技術(shù)條件要求設(shè)計裝運空間為14.5m3，設(shè)計要求必須符合QC/T2911-1993垃圾車技術(shù)條件要求2。 圖2-1 垃圾車外觀2.2 垃圾車總體方案選擇2.2.1 結(jié)構(gòu)特點a.填料器的擺放布置后裝壓縮式垃圾車工作時，填料器有下放和上揚兩種布置形式。下放布置如圖2-2所示。下放時填料器依靠重力落于廂體上，并加一個密封圈和鎖緊機構(gòu)。裝載垃圾時，垃圾對填料器的反作用力，會使填料器向后頂起與車廂分離，導(dǎo)致裝填作業(yè)不能正常進行。所以當(dāng)垃圾卸載完畢，填料器落座后必須將其下部緊鎖在車廂上，這既是裝填作業(yè)的需要，也能防止車輛行駛時填料器的跳動。圖2-2 垃圾車填料器下放布置填料器的上揚布置如圖2-3，整個填料器可以繞軸旋轉(zhuǎn)上揚95，這樣可以保證廂體內(nèi)的垃圾徹底排出。這種布置在填料器上揚時，整車重心后移，汽車的行駛能力和爬坡能力降低，在不影響裝載量的情況下，回轉(zhuǎn)支承應(yīng)盡量向前布置，使重心前移。這種布置方式雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是垃圾的排出比較徹底，同時能夠避免整車的重心嚴(yán)重后移，而造成翻車事故。圖2-3 垃圾車填料器上揚布置b.鎖緊方式本車采用銷和長槽的設(shè)計方案（圖2-4）。它是把填料器和車廂上端處的鉸接設(shè)計成銷子和長槽的配合。舉升油缸的下支座M焊接在車廂上;上支座N焊接在填裝器側(cè)壁上。當(dāng)舉升油缸剛伸出的一段時間，由于焊接在填料器側(cè)壁下端的銷子Q卡在焊接在車廂上的槽口P內(nèi)，因此填料器不能離開車廂。結(jié)果舉升油缸將整個填料器沿著其結(jié)合面向上移動。于是，裝載廂上端鉸接處的銷子(固定在填料器上)從長槽(固定在車廂上)下端逐漸移動到上端。一旦鎖緊的銷子Q從槽口P內(nèi)脫出(即表示填料器下部與車廂的鎖緊解除)，填料器即可在舉升油缸的繼續(xù)作用下，使其上端的銷子抵在長槽上，形成可轉(zhuǎn)動的固定鉸接點。隨著舉升油缸繼續(xù)移動，填料器繞著該銷子作逆時針轉(zhuǎn)動，車廂后端即被掀開。當(dāng)舉升油缸回縮時，因填料器質(zhì)心位于油缸支座的后側(cè)(即圖中右側(cè))，因此銷子仍然抵在長槽上端，這樣填料器仍繞該銷作順時針回轉(zhuǎn)、落下與車廂結(jié)合面貼合。當(dāng)油缸繼續(xù)回縮時，裝載廂即沿結(jié)合面下移，一方面，上端銷子下移，失去了轉(zhuǎn)動支點的功能;另一方面，下部鎖銷Q又重新進人槽口P內(nèi)，將填料器鎖住在車廂上，復(fù)位結(jié)束3。圖2-4 鎖緊裝置示意圖c.壓縮機構(gòu)壓縮填裝機構(gòu)的主要形式有：復(fù)合連桿式壓縮機構(gòu)、帶弧形板復(fù)合連桿式壓縮機構(gòu)、滑板式壓縮機構(gòu)和擺動式壓縮機構(gòu)4。根據(jù)要求和實際調(diào)研，青海潔神集團有限公司生產(chǎn)的壓縮垃圾車全部采用滑板式壓縮機構(gòu)。滑板式壓縮機構(gòu)由油缸驅(qū)動，并沿填裝器側(cè)壁導(dǎo)軌作斜向直線往復(fù)運動。刮板及其與它鉸接的刮板驅(qū)動油缸均鉸接在滑板上，因此刮板既可隨滑板一起作往復(fù)移動，又可繞固定在滑板上的鉸接中心轉(zhuǎn)動。與連桿式壓縮機構(gòu)比較，由于填裝器底部靠近車廂的下半段是一個與滑板運動方向平行的平面，因此，驅(qū)動油缸的全部有效功率都用于壓實垃圾，效率較高。d.垃圾排泄方式采用推板推出方式。推板除將垃圾推卸出車外，還能夠作為壓縮垃圾的砧板，當(dāng)填裝器內(nèi)的垃圾裝載到廂內(nèi)時，推板要能夠在一定阻力下后退，使垃圾被壓縮，便于進一步裝載。與傳統(tǒng)的車廂舉升傾斜，靠重力卸載的方式相比，可以避免由于過分壓縮的垃圾膨脹產(chǎn)生過大摩擦力，而導(dǎo)致的垃圾堵塞在車廂內(nèi)，不能及時卸載的情況發(fā)生，同時還可以防止卸載時整車重心過于后移而發(fā)生的翻車事故。e.填裝斗容積大小 填裝斗容積大小的確定應(yīng)考慮以下因素：如果垃圾車主要用來收集分散垃圾或袋裝垃圾，則填裝斗可以小些;若主要用來收集桶裝垃圾、斗裝垃圾或手推車裝垃圾時容積應(yīng)大一些。此外，填裝斗容積還應(yīng)與車廂容積相適應(yīng)。大廂小斗將會降低裝載效率；小廂大斗則將造成材料和動力的浪費。填裝斗容積還應(yīng)能滿足整車總布置和道路條件等要求。綜合以上要求本車選定填裝斗容積2m3。 2.2.2 壓縮機構(gòu)操縱系統(tǒng)設(shè)計分析a.全手動操縱系統(tǒng)利用手動多路換向閥的不同位置，實現(xiàn)刮板外翻、滑板帶動刮板下降或者刮板內(nèi)翻、滑板帶動刮板上升的半個工作循環(huán)。這種控制方式具有操作簡單、成本低、對油路清潔度要求不高、故障少、易維修等優(yōu)點。缺點是工人勞動強度較高。考慮到實際應(yīng)用，本次設(shè)計采用的就是這種手動系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用帶機械結(jié)構(gòu)的手動換向閥，主要靠機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)壓縮的半自動化。b.帶順序閥的手動操作系統(tǒng)利用兩個順序閥和一聯(lián)手動多路閥的兩個操作動作，完成垃圾破碎壓縮一次作業(yè)循環(huán)的四次動作，減少了勞累操作，工作效率有一定提高5。圖2-5 順序閥方案如圖2-5，無負(fù)載時，A口進油時順序閥1關(guān)閉，刮板油缸先動作（外翻），上抬到位后油路達到閥1設(shè)定壓力，閥1接通則滑板油缸動作（下降）；有負(fù)載時，B口進油，順序閥2關(guān)閉，刮板油缸先動作（內(nèi)刮），刮壓到位后油路達到閥2設(shè)定壓力，閥2接通則滑板油缸動作（上升），此時刮板油缸無桿腔被液壓鎖鎖緊，防止壓縮垃圾時會意外打開。該方案相對簡單，成本低廉，但仔細分析，就會發(fā)現(xiàn)其不足之處有很多：一是負(fù)載波動太大，油路壓力變化大，系統(tǒng)沖擊較大，滑板油缸上升動作不平穩(wěn)；二是液壓鎖在正常壓縮垃圾時可防止刮板打開，但壓縮過程中如遇石塊、金屬等硬物使刮板卡滯而滑板繼續(xù)上升時（系統(tǒng)未達到溢流閥調(diào)定壓力值），刮板油缸無桿腔被液壓鎖封閉而容易出現(xiàn)超載、引起元件損壞，可靠性低。c.液壓電磁換向閥電動操作系統(tǒng)液壓電磁換向閥電動操作系統(tǒng)使用按鈕操縱電磁換向閥，控制垃圾倒入、破碎刮壓及卸料作業(yè)，可自動連續(xù)完成刮壓工作循環(huán)，作業(yè)效率高。電路方面，由繼電器進行連接控制，外設(shè)按鈕，按鈕控制操作簡便，工人勞動強度低，系統(tǒng)十分先進。但這種系統(tǒng)的成本大大增加，并且電磁閥對油路清潔度要求高，油路污染會使故障增多，影響正常作業(yè)。 即使制造時能保證泵、缸、閥焊接管路及液壓油清潔，也不能保證垃圾車使用中液壓油不受污染。國內(nèi)環(huán)衛(wèi)部門維修場地條件較差，技術(shù)水平不高，往往由于對國產(chǎn)密封件進行維修更換而造成油路污染，隨之而來的是電磁閥芯卡住，操作失靈等問題6。基層環(huán)衛(wèi)部門垃圾收運任務(wù)繁重，選擇垃圾車主要考慮工作可靠、故障少，最好能不停地干活，至于是否“先進”，往往排在次要位置。這就是為什么相對落后的“全手動操作系統(tǒng)”還能在今天的壓縮車市場中占有一席之地。圖2-6 PLC控制的電磁閥方案d.液壓電磁換向閥與PLC微電腦控制 PLC微電腦控制是在電磁閥電動控制的基礎(chǔ)上，加入了一套PLC系統(tǒng)，它能夠?qū)崿F(xiàn)全自動作業(yè)，工人坐在駕駛室即能實現(xiàn)垃圾車的各種功能。并且可以設(shè)定工作循環(huán)，完成幾次的刮壓破碎過程。圖2-6所示的液壓系統(tǒng)采用多路電磁閥，與傳統(tǒng)的集成式電磁閥相比具有占地空間小、密封性良好和耐顛簸等特點。在垃圾倒入填裝器后，刮板外翻，滑板下降，刮板內(nèi)刮，滑板上升。如此循環(huán)填裝垃圾，裝滿后拉走卸掉。據(jù)此列出程序控制流程圖，如圖2-7所示。系統(tǒng)中采用接近開關(guān)來檢測各個動作的位置，并控制動作的銜接。接近開關(guān)即是無觸點的行程開關(guān)。例如在填裝循環(huán)中，刮板外翻到位后接近開關(guān)導(dǎo)通，于是滑板接著壓下。以此實現(xiàn)裝填循環(huán)。如果垃圾中有石塊等硬物時，可能會影響壓縮循環(huán)的進行，而程序中設(shè)置“設(shè)定時間到”這一條件語句，轉(zhuǎn)而進行下一步動作，不再強行壓縮。在卸載垃圾時，用接近開關(guān)來檢測填裝器的舉升，如果沒有舉升到位，推板就不能推出卸料。采用進口PLC微電腦質(zhì)量穩(wěn)定，故障少，但環(huán)衛(wèi)部門修理工一般更熟悉，也更愿意使用“全手動操作”。當(dāng)油路操縱失靈時，修理工對PLC控制系統(tǒng)往往感到“無從下手”。有時甚至是由于液壓油污染卡住電磁閥，卻誤認(rèn)為是“電腦壞了”。由于誤修理，反而把好的PLC修壞了7。由于成本較高，采用PLC的垃圾車液壓系統(tǒng)多出現(xiàn)在發(fā)達的一線城市，如杭州、上海等。 圖2-7 PLC控制流程圖2.2.3 卸料機構(gòu)的液壓方案設(shè)計推板卸料對液壓回路無特殊要求，主要功能是作為垃圾壓縮的砧板。一是要求推板在壓縮方向上可后退，這需要推板油缸的無桿腔設(shè)有卸荷回路、有桿腔可單獨接通油箱，當(dāng)油缸在外載下回縮時，無桿腔液壓油可卸荷，有桿腔可通過單向原件補油；二是推板油缸在后退時需要有背壓力才能實現(xiàn)垃圾回縮，這就需要在卸荷回路上增加背壓元件，而背壓元件設(shè)置為壓力可調(diào)，即可實現(xiàn)一個可調(diào)的垃圾壓縮比。圖2-8 推板回路 擬定回路方案如圖2-8，裝載時，首先將推板推出，此時推板充當(dāng)壓縮垃圾的砧板，有單向液壓閥作為背壓閥使用；填裝垃圾時當(dāng)壓縮到一定密度達到一定壓力時，溢流閥打開，推板實現(xiàn)回縮，直至整車裝滿；卸料時，直接將推板推出。2.2.4 填料器回路方案設(shè)計填裝器舉升油缸的要求是能在任意位置停留、防止加速下落，這就需要平衡回路，先期擬定了使用雙向平衡閥的回路方案，如圖2-9（a）所示。但被否決，分析原因一是由于平衡閥的背壓力可使油缸在負(fù)載方向上的運動平穩(wěn)，但對運動速度的控制卻不理想;二是填裝器油缸的工作位置處于一個費力杠桿的狀態(tài)，油缸支點靠填裝器的鉸支點很近，而填裝器重心距離鉸接支點較遠，當(dāng)填裝器翻轉(zhuǎn)時，重心運動的線速度相對油缸的運動速度被放大。為解決這一不足，重新擬定了使用雙向液壓鎖加回油節(jié)流調(diào)速的平衡回路方案，如圖2-9(b)所示。油缸位置由雙向液壓鎖鎖定，在油缸下落方向的回油路上串接單向可調(diào)節(jié)流閥作為背壓元件，以解決單純液壓鎖控制時油缸下落出現(xiàn)沖擊振蕩的缺陷，并可較為精確地控制下落速度。（a） (b)圖2-9 填裝器舉升回路比較2.2.5 垃圾車載質(zhì)量利用系數(shù)的提高a.底盤的選擇壓縮式垃圾車要求機動性好，故一般采用輕、中型貨車的二類底盤。本車使用訂制的東風(fēng)EQ3208GB3GJ底盤，改裝后額定裝載質(zhì)量可達8200kg。b.專用裝置的自重后裝壓縮垃圾車由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自重較大，在設(shè)計時應(yīng)盡量采用新材料、新技術(shù)、新工藝。主要零部件采用強度較高的鋼板，不太重要的輔助件采用比較輕的注塑件8。從而降低專用裝置的重量，提高性能。2.2.6 垃圾壓縮比的提高壓縮機構(gòu)中刮板對垃圾的壓強將直接影響垃圾的壓縮比。由于技術(shù)的不斷提高，生活垃圾的壓縮密度已經(jīng)由0.40.6t/m3提高到0.60.8t/m3。當(dāng)壓強增大時，垃圾的壓縮比隨之增大；壓強減小，則壓縮比減小。因此，提高刮板的壓強成為了提高壓縮機構(gòu)壓縮比的關(guān)鍵。影響刮板壓強的主要有以下幾個因素:a. 壓強等于單位面積上的壓力值（P=F/A），因此在滿足使用要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)當(dāng)盡量減小刮板的面積。b.壓縮油缸的安裝形式應(yīng)充分利用油缸的最大能力，即在垃圾壓縮時泵能夠提供最大的動力，所以在垃圾壓縮過程中應(yīng)使油缸的無桿腔動作。c.滑板與導(dǎo)軌的摩擦力有利于提高垃圾的壓縮里。故在選取滑板滑塊與導(dǎo)軌材料時應(yīng)配對選取相對摩擦系數(shù)較小的材料；減小壓縮油缸與滑板導(dǎo)軌的夾角，避免由于油缸安裝不當(dāng)產(chǎn)生的扭力增大，通常壓縮油缸置于滑塊的中心線上9。2.2.7 密封由于后裝壓縮式垃圾車的壓縮里大，經(jīng)壓縮后的垃圾產(chǎn)生大量污水，如不加以控制，將會嚴(yán)重影響環(huán)境，因而在設(shè)計時應(yīng)充分考慮車輛的密封性能。本車在車廂與填裝器之間安裝了密封條，填裝器在自重作用下落于車廂上，并鎖緊。為避免污水流出車外，在填裝器底部安裝便于清洗的污水積槽，用于車廂與填裝器之間污水的臨時存放。3垃圾車廂體設(shè)計3.1確定廂體設(shè)計方案后裝壓縮式垃圾汽車的車廂采用骨架式結(jié)構(gòu)。車廂的縱截面一般為直角梯形，如圖3-1所示，車廂后端的斜角取值約為8010,這有利于填裝器以一定角度把垃圾壓入車廂內(nèi)。車廂安裝在車架上時，應(yīng)與水平面保持1左右的后傾角，以便廂內(nèi)污水能自動從后端排入污水積槽內(nèi)。圖3-1 垃圾車廂體縱截面圖車廂的橫截面一般有矩形和弧形兩種（圖3-2），從受力角度分析，弧形截面不僅能承受較大的垃圾橫向膨脹力，而且由于它形成了頂面、左右兩側(cè)面3個縱向柱面，使得車廂的縱向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度明顯加強。因此在壓縮式垃圾車上多采用這種截面型式。除車廂前后兩端外，車廂中部不需布置加強筋。但是由于弧形橫截面的廂壁成形工藝性差，故仍有后裝壓縮式垃圾汽車采用矩形橫截面型式。（a）矩形 （b）弧形圖3-2 廂體的橫截面 傳統(tǒng)方型車廂（圖3-3），即矩形截面廂體，造型比較笨重，質(zhì)量比較大，無形中增加了汽車發(fā)動機的功率，造成浪費，因此方型廂體已漸漸被市場所淘汰。本車采用流線型車廂（圖3-4），即弧形截面設(shè)計，這樣不僅外表美觀，還能承受垃圾對它的膨脹力。 圖3-3 方型廂體圖3-4 流線型廂體根據(jù)在青海潔神集團有限公司實際現(xiàn)場觀察及其課題要求，所設(shè)計垃圾車容量為14.5m3，所以確定垃圾車形狀尺寸如圖3-5所示：圖3-5 垃圾車廂體尺寸圖3.2垃圾車廂體成形工藝3.2.1 概述垃圾車廂體是垃圾車重要部件之一，起著裝載、運輸垃圾的重要作用。它由前板、左右側(cè)板、頂板、底板等五項重要零件組成。這些零件由于所處位置不同，受力情況各異，因而結(jié)構(gòu)也不相同，料厚有差異。因而，零件的成形方法的選擇也完全不一樣。車廂全部選用Q235鋼，既能滿足強度要求又經(jīng)濟實惠11。在此對廂體零件成形的工藝選擇作簡單分析。3.2.2 影響成形工藝選擇的因素a.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)是決定成形工藝主要因素。任何一種成形工藝都以滿足設(shè)計要求為前提。由于該幾項零件結(jié)構(gòu)不同，因此它們的成形方法也不一樣，如前板為拉深成形，側(cè)板和頂板為彎曲成形等。b.產(chǎn)量和成本產(chǎn)量和成本是互相聯(lián)系的，降低成本是工藝工作的核心。當(dāng)一個新產(chǎn)品投入生產(chǎn)前，應(yīng)根據(jù)該產(chǎn)品的試制總方案設(shè)定的批量或年產(chǎn)量，決定該零件的成形方法，工藝裝備的選擇不宜成本過高。否則將加重產(chǎn)品的附加成本，不利市場的銷售。c.研制周期研制周期也是決定零件成形工藝的主要因素，為適應(yīng)市場經(jīng)濟，一般要求研制周期越短越好，這就給選擇成形工藝帶來諸如模具制造方面的困難。選擇工藝成型方法時，就不能選用制造周期長的模具，而選擇那種既能保證零件成形質(zhì)量，制造周期又短的模具。d.設(shè)備工廠現(xiàn)有的工藝設(shè)備和工藝水平也是選擇成型工藝必須考慮的因素。e.人員技術(shù)水平操作者的技術(shù)水平也是影響成型的因素之一在考慮工藝方案時需結(jié)合本廠操作人員的技術(shù)水平。f.拼料狀態(tài)由于垃圾車廂體尺寸超過一般板料幅面，而大幅面板料的訂貨又因用量有限受到制約，因此需進行拼焊，拼焊中因設(shè)備原因不能都采用對接鎢極自動氮弧焊。有的采用墊板接觸焊，由于各板焊接方法不同，因此在選擇零件成形工藝時還需考慮拼料狀態(tài)12。3.2.3 成形工藝的選擇及焊接工藝a.前板零件的成形是拉伸成形，因此焊接滲透性要求較高，又考慮到在拉伸過程中焊縫對模具的影響，要求焊縫光順平滑無明顯的凸起，因此只能選擇成本相對高的鎢極自動氬弧焊，從而滿足了該零件的拼焊需要。采用該工藝拼焊的板料，滿足了零件成形的需要。b.由于是弧線型廂體，側(cè)板為彎曲成形，底板不需成形。側(cè)板與底板的受力狀態(tài)較前板好，加之該零件都超過鎢極自動氬弧焊的軌道范圍，若使用C02保護焊，因熱影響區(qū)較大，變形也大，滿足不了設(shè)計要求，因此選用熱影響區(qū)小的點焊、滾焊工藝是較合適的，它既克服了大量的人工勞動，又能滿足設(shè)計要求。因此選用同牌號同料厚并與焊縫等長的墊板，采用先點焊后滾焊接熔焊工藝13。后裝壓縮式垃圾車由于壓縮力大，經(jīng)壓縮后的垃圾產(chǎn)生大量污水，如不考慮其密封性，將嚴(yán)重污染環(huán)境，所以為了滿足設(shè)計要求，不產(chǎn)生飄、灑、漏等問題，焊前涂抹點焊密封膠劑，可以提高其密封性。4液壓輔助元件的選用4.1 濾油器液壓油中往往含有顆粒狀雜質(zhì)，會造成液壓元件相對運動表面的磨損、卡閥、節(jié)流孔口堵塞，使系統(tǒng)工作可靠性大大降低。在系統(tǒng)中安裝一定精度的濾油器，是保證液壓系統(tǒng)正常工作的必要手段。濾油器的過濾精度是指濾芯濾除的最小雜質(zhì)顆粒的大小，以直徑d作為公稱尺寸表示，按精度可分為粗濾濾油器（d100pm）、普通濾油器（d10pm）、精濾油器（d5pm）、特精濾油器（d1pm）。液壓系統(tǒng)中常用的濾油器，按濾芯行形式分，分為網(wǎng)式、線隙式、紙芯式，燒結(jié)式，磁式等；按連接方式分，又可分為管式、板式、法蘭式和進油口用四種14。對濾油器的一般要求是：（1） 能滿足液壓系統(tǒng)對過濾精度的要求。（2） 濾芯應(yīng)有足夠強度，不會因壓力而損壞。（3） 流通能力大，壓力損失小。（4） 易于清洗或更換濾芯。綜合考慮以上四個因素，網(wǎng)式濾油器比較符合垃圾車油箱的使用場合。網(wǎng)式濾油器屬粗濾器，一般安裝在液壓泵吸油油路上。壓力損失少于0.01Mpa，最大流量可達630L/min。完全能夠滿足需求，且價格便宜、實用。 4.2 管件 管件包括管道和管接頭，它的主要功用是連接液壓元件和輸送油液。對它的主要要求是：有足夠的強度、密封性好、壓力損失小和拆裝方便。4.2.1 管道液壓系統(tǒng)中使用的管道有鋼管、純銅管、尼龍管、塑料管和橡膠管等，須依其安裝位置、工作條件和工作壓力來正確選用。鋼管能承受高壓、價格低廉、耐油、抗腐蝕、剛性好，常在拆裝方便處用作壓力管道，雖然裝配時鋼管不能隨意彎曲，但完全能夠滿足垃圾車液壓系統(tǒng)的使用場合，所以選用鋼管作為系統(tǒng)油管。4.2.2 管接頭后裝壓縮式垃圾車液壓系統(tǒng)由多路閥，齒輪泵、油缸、液壓油箱、液壓硬管、液壓橡膠軟管及油管接頭組成，液壓管路系統(tǒng)將液壓系統(tǒng)中的各個元件連接起來，液壓油的流動得以實現(xiàn)，通過一些開關(guān)按鈕從而保證各液壓控制動作的完成。后裝壓縮式垃圾車液壓系統(tǒng)壓力大，能破碎沙發(fā)、冰箱等大件垃圾物品，油管應(yīng)具有足夠的強度，良好的密封性能，較小的油壓損失，并且方便拆裝?？ㄌ资焦芙宇^是一種新型的管道連接元件，適用于油、氣及一般腐蝕介質(zhì)的管路系統(tǒng)，工作壓力16-40PMa15。卡套式管接頭主要有卡套式直通管接頭、卡套式端直通接頭、卡套式三通管接頭等型式?？ㄌ资焦芙宇^具有如下優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、密封性能可靠、使用方便、制造精良、外形輕巧美觀;不用加墊圈、不用焊接、節(jié)省材料、反復(fù)裝拆性能好:由于卡套管接頭不能焊接，從而減少了管道雜質(zhì)對系統(tǒng)性能的影響。4.3 油箱油箱的主要有儲存油液，散發(fā)系統(tǒng)中累積的熱量，沉淀油液中的污染物等作用。液壓系統(tǒng)中的油箱有整體式和分離式兩種。整體式油箱利用主機的內(nèi)腔作為油箱，這種油箱結(jié)構(gòu)緊湊，各處漏油易回收，但增加了設(shè)計和制造的復(fù)雜性，維修不便，散熱條件不好。分離式油箱單獨設(shè)置，與主機分開，減少了油箱發(fā)熱和液壓源振動對主機精度的影響，因此的到了廣泛的應(yīng)用。 設(shè)計油箱時應(yīng)考慮如下幾點： a.油箱必須有足夠大的容積。一方面盡可能地滿足散熱的要求，另一方面在液壓系統(tǒng)停止工作時應(yīng)能容納系統(tǒng)中的所有工作介質(zhì)，而工作時又能保持適當(dāng)?shù)囊何弧?b.吸油管及回油管應(yīng)插入最低液面以下，以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。管口與箱底、箱壁距離一般不小于管徑的3倍。吸油管可安裝l00m左右的網(wǎng)式或線隙式過濾器，安裝位置要便于裝卸和清洗過濾器?；赜凸芸谝鼻?5。角并面向箱壁，以防止回油沖擊油箱底部的沉積物，同時也有利于散熱。 c.吸油管和回油管之間的距離要盡可能地遠些，之間應(yīng)設(shè)置隔板，以加大液流循環(huán)的途徑，這樣能提高散熱、分離空氣及沉淀雜質(zhì)的效果。 d.為了保持油液清潔，油箱應(yīng)有周邊密封的蓋板，蓋板上裝有空氣濾清器，注油及通氣一般都由一個空氣濾清器來完成。為便于放油和清理，箱底要有一定的斜度，并在最低處設(shè)置放油閥。對于不易開蓋的油箱，要設(shè)置清洗孔，以便于油箱內(nèi)部的清理。 e.油箱底部應(yīng)距地面l50mm以上，以便于搬運、放油和散熱。在油箱的適當(dāng)位置要設(shè)吊耳，以便吊運，還要設(shè)置液位計，以監(jiān)視液位。 f.對油箱內(nèi)表面的防腐處理要給予充分的注意。常用的方法有： 1) 酸洗后磷化。適用于所有介質(zhì)，但受酸洗磷化槽限制，油箱不能太大。 2) 噴丸后直接涂防銹油。適用于一般礦物油和合成液壓油，不適合含水液壓液。因不受處理條件限制，大型油箱較多采用此方法。 3) 噴砂后熱噴涂氧化鋁。適用于除水-乙二醇外的所有介質(zhì)。 4) 噴砂后進行噴塑。適用于所有介質(zhì)。但受烘干設(shè)備限制，油箱不能過大。 考慮油箱內(nèi)表面的防腐處理時，不但要顧及與介質(zhì)的相容性，還要考慮處理后的可加工性、制造到投入使用之間的時間間隔以及經(jīng)濟性，條件允許時采用不銹鋼制油箱是最理想的選擇。 5結(jié)論本課題是針對后裝壓縮式垃圾車上裝廂體設(shè)計和排出機構(gòu)液壓系統(tǒng)設(shè)計的，在設(shè)計時充分考慮了實際使用情況，工作時盡量可靠平穩(wěn)，滿足設(shè)計需求。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，垃圾數(shù)量日愈增加，但生活垃圾容重減小，廢舊家俱等廢棄物也日漸增多。喂入方便，并且有壓縮和破碎功能的后裝壓縮式垃圾車日愈受到環(huán)衛(wèi)部門歡迎。發(fā)展壓縮式垃圾車是環(huán)衛(wèi)行業(yè)的必然發(fā)展趨勢。參考文獻1 張啟君. 國內(nèi)垃圾車市場的情況分析及未來預(yù)J. 專用汽車,2007.2 徐達，蔣崇賢.專用汽車與結(jié)構(gòu)設(shè)計M北京：北京理工大學(xué)出版社，1998.3 韋家礎(chǔ). 后裝壓縮垃圾車機液聯(lián)控系統(tǒng)J. 重型汽,2010.4 郝東岳，王新艷，侯濤. 后裝壓縮式垃圾車液壓系統(tǒng)設(shè)計J. 專用汽車,2010.5 陳秀梅，王科社，劉蒼山. 垃圾車壓縮填裝機構(gòu)的液壓油路J. 液壓與氣動,2003.6 陳衛(wèi). 壓縮式垃圾車操縱系統(tǒng)設(shè)計分析J. 專用汽車,2002.7 韋家礎(chǔ)，謝永和. 壓縮式垃圾車的液壓系統(tǒng)及電磁閥微電腦控制系統(tǒng)J. 專用汽車,2001.8 胡寧，范俊清. 壓縮式垃圾車卸料機構(gòu)設(shè)計分析J. 專用汽車,1996.9 周世昌，曹鑫銘.液壓系統(tǒng)設(shè)計M北京：機械工業(yè)出版社，2005.10張盛立. 實用鋼材手冊M. 廣州：廣東科技出版社，1998.11楊培元，朱福元. 液壓系統(tǒng)設(shè)計簡明手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.12皮曉明，何真?zhèn)? 后裝式壓縮垃圾車的液壓系統(tǒng)及PLC控制系統(tǒng)設(shè)計J. 機械設(shè)計與制造,2006.13曹艷玲，董麗君. 城市用后裝式壓縮式垃圾車的開發(fā)J. 裝備制造技術(shù),2009.14成大先. 機械設(shè)計手冊液壓傳動M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.15金寶晨. 垃圾車廂體成形工藝的選擇J. 工藝材料設(shè)備，1998.致謝大學(xué)生活一晃而過，回首走過的歲月，心中倍感充實。畢業(yè)設(shè)計是對我們知識運用能力的一次全面考核，也是對我們進行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)我們綜合運用所學(xué)知識獨立地分析問題和解決問題的能力，為以后撰寫專業(yè)學(xué)術(shù)論文和工作打下良好的基礎(chǔ)。本次設(shè)計使我意識到理論與實踐之間的差距是巨大的，好多設(shè)計部分都要考慮工況的需求，也使我意識到，光學(xué)好書本的東西是遠遠不夠的，要投身到生產(chǎn)實踐中去多聽、多看、多學(xué)，只有這樣才能完成從校園到社會的轉(zhuǎn)變。本次設(shè)計能夠順利完成，首先要感謝我的母校青海大學(xué)，是她為我們提供了學(xué)習(xí)知識的土壤，使我們在這里茁壯成長；其次要感謝機械工程學(xué)院的老師們，他們不僅教會我們專業(yè)方面的知識，更教會我們做人的道理；尤其要感謝在本次設(shè)計中給我們大力支持和幫助的王小紅老師，每每有問題，老師總是耐心的解答，使我能夠充滿熱情的投入到畢業(yè)設(shè)計中去；同時，還要感謝我的同組孟旭兵同學(xué)，在設(shè)計過程中，我們共同學(xué)習(xí)，互幫互助，精誠合作，最終才能順利完成本次設(shè)計工作；最后還要感謝相關(guān)資料的編著者給予我們知識上、技術(shù)上的支持，感謝你們?yōu)槲覀兲峁┮粋€良好的環(huán)境，使本次設(shè)計圓滿完成。 附錄1產(chǎn)品詳細參數(shù)產(chǎn)品名稱新路后裝壓縮式垃圾車底盤型號EQ3208GB3GJ底盤制造商東風(fēng)汽車有限公司廂體尺寸502424622020實際容積14.5m3載重噸位10t軸距3500+1350發(fā)動機型號東風(fēng)康明斯ISDe210 30附錄2附件一：垃圾車整車示意圖附件二：垃圾壓縮過程示意圖附件三：雙順序閥壓縮機構(gòu)示意圖附件四：填裝器回路圖附件五：液壓系統(tǒng)原理圖附件六：電磁閥液壓系統(tǒng)原理圖附件七：推板回路圖附件八：箱體尺寸圖機械工程學(xué)院 25