后压缩式垃圾车的上装箱体设计（全套含CAD图纸）
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5 (1995) 408of of an 0 994 he of a of a in An of in a at as as -D is to of of An of a a in to to an by of by 1. in A of to of to 1, 5- of 963, in of in to a to if is to be to in if is to In to of is to to be by or is to an of * 09246/$ 1996 9245)02038by of in it be In an in a a in is to of a in a of a to an -D to 2. he a of a is a as 1. is to in a in a to at of as 2. of is to of as by -B 3, 5 (1995) 408 416 409 ) 1. A 2. A at 3. of in in is to of to a is so be in of of to a as 3. As in of is in to To no on to a at as 2. of of to to of to at of of to be in is of of in to is to to To of to a is of at of to of is to a by a in of 3. of he of is to in in of is by is of is of by 6. To of on by 410 5 (1995) 4080 4. in to to an of of by on a of as do in of in by of be of of By on of of a be In a .7 mm DQ as 4. by is by 5. of a is on or to to In 0%, as by 5, is as is is is In in of a in to a to be if it is to of To of a a in on as by by an To a of to in a on to as 2. of as 6, on as 7. 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As in to a of a is in 14 in in be in As a to -D of J, 5 (1995) 408 416 415 5. s in to is to to to be In by a to In to an as 15. of by a up to of to of at as At of to a in to it conta M. A. A. . he a in to an of s of in As in of on . as in in a in 960s 35611, a of to a It be a of a of At to on it is in 9, of in of A on in 8, as It is is in as s is to By a to be to to In a a is to , is is to in 2. he is by a of 4, As 1, in a of a by of of of in of to +=+=+= )(+=+ ) .r is p of r be in of =+=) (3) is at be of of of by 7. of a 10. a of )()(_=+=(4) is is as (_+= (5) 3. a a on of to A a a so be to a of is or s a on 3 is to to or 12 to or it is on By a on x a of is 2 s A of to at is )(/ += (6) is is x P of to to is of P. is at at s 6, s be by of to += )11()()(7) It a of a 1( +to a 1( +to a s s it on by on to 1, be as a a to is in a of to at is in to be a). a be As we of of is by an is b). of of of is LP y x b) (a) . a of be as It is is at v, r p by to of v r of is by it of is be by on is is . be to of of a be in a). It is to s an is is in By a in be b). of is to It of to be )1()11()()(+=(7) 4 ra b)(a) (a) (b) 5 of is is of s in a of By at of be 5. at a is a to It be of s a SO 0km/h, s is by of to be by of P,by s of of As a), to 5m in to a 0m, to in 5m to to 5m. of is a a to W of a (b), in of c). is 2. It by of (a)b) (c) = 80km/h (G = = 1s) ow in of a 300a 00km/h. is in 2, a to of is up to a at 8km/h. is in is s. s (b), is up to s (a). as by c). is a of a in _ _ is to in as in of (a) (b) (c) . on in in of a in at of of of of on in 1 871086 2 3 ., A of 1978, 20(6), 4 1994 5 . et s t, 80104, 1968 6 19(4), 1977, 7 ., 991), 8 . ., 35(2001), 9 1999, 10 . ., A 33(2000), 11 of 38B, 1963 12 1970, m=830 of z=1210 of x=290 of 84 kg m h=0.4 m =m a=m b=m m t=m 9860 Nm/9260 Nm/000 汽车 司机系统的研究处理 M. A. A. . 梦华 译 摘要 ： 汽车 驾驶系统为 汽车设计处理分析 提供了坚实的基础。这份文件旨在对有关汽车与司机互动中的司机操作和速度 控制 提供指导。通常的汽车 驾驶 数学模型通过数字化的模拟演习来落实，并处 理 那些理典型特征。 随着当今汽车底盘广泛采用了信息技术和电子系统 .。人的因素已构成对车辆的模拟研究处理的新问题 。 这里所推荐的模型为研究有积极影响干预的底盘系统的汽车 驾驶 系统提供了工具。 关键词 ： 司机 车动态、 驾驶员的行为 、 底盘提高系统 1 引言 近来，由于在车辆发展中越来越多地采用虚拟原型车，汽车在虚拟环境中设计处理也广泛应用于学术研究与制造两个领域。为了处理模拟汽车，开发者需要汽车动态模拟模型 (自从 20世纪 60年代 以来， 汽车动态 模型的各种应用已经得到了开发 , 包括动态分析、交互式模拟驾驶、车辆检验等复杂的模型，按规定的程序解决特定 问题 。从整个动态模拟的过程中可以看出，车辆和司机是一个紧密结合的人工机械系统，汽车和司机的相互作用行为起着至关重要的作用。同时，出于人工机动性的考虑，汽车底盘提高系统 被引入车辆，目标是把环境对安全、稳定、舒适的影响减至最低，不过，有人认为，在某些情况下，这些提高底盘系统是弊多于利的。在 9电子增强系统的上下文中明确的指出 ， 评估 汽车 驾驶 系统的质量包括不同的质量问题和设计矛盾。这牵涉到司机的行车速度控制及其定向 /督导管理，直到最近才获得重视。由 8提供的对重型 汽车底盘加强的 详细审查制度， 包括诸如刹车防抱死系统 (牵引控制系统 (后桥督导制度和动态稳定控制系统 。 因此建议把司机考虑到控制系统中。因为司机是组成系统必需 的。为了使汽车易于控制 , 可鼓励司机驾驶接近到汽车的极限， 因此影响了原定的安全性。 在以下的部分中将介绍一种基本的 4向，横向，侧倾，旋转）汽车模型和驾驶控制模型。驾驶模型可以控制汽车前横摆角的特定结构，并且经验性的感觉纵向加速误差。在第 4部分，将评论汽车 驾驶 交互作用。这个仿真系统将在第 5部分中用来分析包括在狭窄道路上的变向和在转弯时的刹车制动操作。 2 车辆模型 汽车模型用一个 4自由度的模型来描述 4：纵向，横向，侧向，旋转运动。如图1所示，虽然悬架没有包含在这个模型里，但模型中采用了简化的 描述，把车身旋转假设成一个旋转轴， 该 轴固定在车身前后 轮轴的旋转中心的顶点 。模型参数在附录中有说明。 1 图 1 汽车模型 汽车车轴参数分别表示横向垂直受力， 分别表示滚动率和侧倾角。前后轮的侧偏角和车轮外倾角 和 可被定义为汽车运动变量术语。 当汽车匀速行驶时纵向运动可以从运动方程式中消去。 2 非线性汽车模型的动力学包括非线性轮胎特性，这将在 7“不可思议的规则”中模 拟到。横向和纵向的传输负荷的影响通过特定 近似值来估算 10。假设一个固定的滚动轴位置，前后轮的横向路面 传输负荷表达式为： 横向路面 传输负荷在各种汽车前进速率计算时，用下式估算： 3 通过道路驾驶行为预览 显然，只有汽车本身不可能维持想得到的路径。这就需要结合司机驾驶模型。司机对进行中的操纵控制行为有视觉的和动作的反馈。通过道路驾驶行为，可以预览包含了建立在对命令理解感知基础上的行为。对于方向的操纵控制，司机可以用 预演行为在弯路上行驶，汽车将在给出的转向角下通过弯路。因此司机可以根据水平道路曲率给出 适当的转向角，剩余的路线转移可以通过 补偿性的控制行为处理。对于速度控制，虽然恰当的感觉路面等级比理解水平曲面图表困难的多且不够精确，司机还是可以设法根据路况调整节气门开度角等级。 向的操纵控制 对于驾驶者的视觉反馈，这里给出基于 3的计划策略下建立的双标准（预见性和补偿性）驾驶操作系统模型。司机通过预先的调节尽力控制驾驶去适应路线位置，操纵汽车在弯路上的行驶，改变路线或绕开障碍物。对于不可预见的路面干扰，司机必须用补偿性的操作抵消这些干扰，在路线中随机的操纵汽车。 对于预见性控制， 韦尔和马克瑞尔 12提出的控制前侧偏角和侧向位置或 航向角和侧向位置的系统结构提供了闭合回路特性。因此，这里假定司机通过对前横摆和路线位置误差的感觉逐步进行修正操作。在系统中通过一个预先的行为在汽车固定轴 点。表 2图解了通过路线事先查看的驾驶行为。下面给出一个相对于预置点想得到的路线的综合项误差： 3 和 是在 别代替车头方位和路线位置误差百分比。驾驶者仅仅需要感觉预设点沿着路线的角误差 。这里的预设距离 速度和预演时间 是符合我们的日常生活经验的 ,车速越慢 ,司机看的在距离越近，车速越高 ,看到的距离越远。 在马克瑞尔 的跨越式模型中，司机的补偿反馈控制被确定为综合的角度误差调整功能。 它包括三部分：增加量 合项误差的补偿量 ，引导术语 抵消司机感知汽车轮胎延时，滞后术语 相当于神经延误，时间延误近似司机反应时间的延迟。 图 2 示范道路驾驶通过预演 对司机的运动反馈，根据人体器官执行的动作和重力作用的方位提供的信息，在1中，艾伦 注释到横摆率可以设置为运动反馈原理。运动反馈 提供了司机补偿汽车横摆率迟滞的引导。 度控制 各种情况下的速度控制都很重要，包括在安全方面的弯路上行驶的加速级别，对速度极限的反应和避开紧急情况的急刹车。在直线运行时司机保持指定的速度，当司机发现有弧度 ,速度则相对减少 ,以维持理想的横向加速。司机速度控制的定则可以用图表 3（ a）描述。司机发出符合理想变速的减速命令，并感觉减速误差。尤其当电子控制底盘，像刹车防抱死系统 (牵引控制系统 (等被使用后，速度控制更 4 必不可少。从这些控制系统的工作原理我们可以看到 , 大部分都是在紧急情况下启动，因此速度控制是不可逃避的。举例来说 ,通过加入有效的 动踏板力和汽车减速之间的关系如图 3（ b）所示，由上述的使用关系和速度控制规律，这样的电子控制评价效果还是可行的。 图 3 (b)驾驶速度控制规律 （ a） 统特性 4 汽 车 驾驶 互动 有速度控制的汽车 控制动力学 鉴于上汽车和司机的述动态特征，可以给出一 个没有速度控制的汽车 控制模型方框图如图表 4所示。假定车辆以不变的速度前进。汽车的横向速度 v,侧倾率 r,横摆率 车的横向速度 ,侧倾率是在司机直接控制下的，虽然横向运动没有由司机直接控制，它仍然影响到司机的行为，尤其当汽车前进变量描述被引进时。动力学方程式中，可以由汽车的横向速度与侧倾率提供汽车的方向角和横向路径位置。最后将由司机根据复合项误差做出纠正性操作。作为封闭性的分析，有两个输入系统 ，一个是路径命令 ，一个是最初的汽车方向角 。汽车将被按照路径命令操作， 帮助补充矫正视 觉误差。然而，随着交互式方程式的应用，在模拟中会发现侧向偏差（表 5（ a），可以假设司机继续操纵直到汽车的形式姿态与沿着路径的预设点相符合。这种方法最终消除了汽车行驶姿态的误差，但是不能纠正路径位置误差。通过在系统中加入一个并行的积分器，可以消除这个补偿误差（表 5（ b）。这个积分器的功能是补偿综合项误差，这个误差包括车头方位误差和路径位置误差 5 （表 4）。它对路径位置比只有积分器更快的产生补偿。转向角误差转换综合项误差的机能可以用下式定义： 驶员 当速度控制被关注的时候，司机 汽车相互作用是驾驶员横向和纵向操纵的结果，这在更高的层面反映了司机的控制作用。表 6图解了相互作用的结构。表 6的上部分描述了司机方向控制行为，下部分描述了速度控制行为。通过观察道路车辆的反应和反馈信息 ,，他们之间的关系就可以处理了。 图 4 车辆定向控制系统模型 （ a） 没有积分 器 （ b）有积分器 图 5 平行合成效果 6 表 6 汽车 驾驶 互动控制 5 绩效分析 双车道车速改变 没有速度控制的车辆控制模式同样适用于这里的双车道操作，附录指出了车辆的参数。表 7显示系统的反应。可以看出，道路信息输入使得汽车的执行分析是可能的。可以看出 ,道路信息的加入使得汽车性能分析更合理。司机沿着 0km/此司机的操作输入是由理想的运动路径决定的，该路径通过预设距离 接器 的预设点。同时也取决于司机对汽车的反应习惯。如图表 7所示，这个操纵要求汽车在最初的车道上行驶 15米，然后在 30 米内侧向转位 持这一路径 25米，又在接下来的 25米内回到最初的路线。司机要在没有触及胶线划定的情况下顺利完成所需的操作。轻微的 延误和超前不会引起不稳定。其他结果显示双车道变换回应的 系统反应了 方向盘转角（图7（ b），它造成约 7(c)）。这超出了一般驱动器要求。选择 2可以防止轮胎的峰值接近饱和，它具有模型的自然频率和阻尼特性。 7 图 7 双车道短暂反应变化 速度不变 V=80km/h 驾驶参数： (G = = = 1s) 弯道刹车情况 现在考虑综合操作和反制动操作下的 汽车 驾驶 模型的速度控制。图 8说明了模型的反馈特性。司机进入一个半径 300米的弯道，由于比预期的要急，导致过度横向操纵加速 ，在图 8中大约为 计 2，谨慎的司机在驾驶时会适当的减速，因此 会减至 应的速度减到 88km/度控制规则以前在 指定了制动减速为 注意的是 ,如果横向加速超过 图 .8(b)，驾驶模型开始制动，随后带来了 图 8 (a)。这已 经从实际的制动过程轨迹得到证实 (图 )。这是由于后桥转弯的迟滞导致的。在汽车表现出平稳的横向加速状态并达到预期的速度后，如果转向条件还是不足，司机可以降低车速 ,使车辆控制在稳定的状态。 8 图 8 车辆的转弯刹车反应 6 结论和进一步研究 理想的司机操纵驾驶和速度控制模型应该指定汽车的侧向位置和轻度减速控制的姿态。 这份分析已经证明了该模拟系统的控制稳定性。稳定的掌舵控制已经通过速度变化补偿模式实现。 该文件提出的模式旨在评估影响电子底盘提高系统。它为探索现行的底盘系统的效果提供了工具。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 目 录 1 前言 . 10 2 总体方案论证 . 11 课题基本前提条件和技术要求 . 11 构方案确定 . 11 3 垃圾车厢体设计 . 14 理选择卸料方式 . 14 定厢体设计方案 . 15 圾车厢体成形工艺 . 16 4 压缩式垃圾车排出油缸安装角及排出板斜度取 值 . 19 出板的结构及工 作情况 . 19 出机构的受力分析 . 20 值范围的探讨 . 21 5 液压系统设计 . 21 定液压系统方案 . 21 压缸的设计计算 . 24 箱设计 . 32 压泵装置 . 32 助元件的选用 . 33 6 结论 . 34 参考文献 . 35 致 谢 . 36 附 录 . 37 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1 后压缩式垃圾车的上装厢体设计 摘要 : 随着城市建设规模的不断扩大和人们生活水平的不断提高 ，生活垃圾的运输与处理已成为人们不可忽视的卫生问题。高效的垃圾压缩运输是一 种很好的解决方式，后压缩式垃圾车便是其中的一种常见结构形式。 本次设计课题来源于江苏悦达专用车有限公司，主要根据总体结构设计的要求对垃圾车车厢和排出机构液压系统进行了设计。车厢是垃圾车的重要部件之一，主要起装载、运输垃圾之用。运输过程中，不良机构容易造成二次污染。根据设计要求，确定了厢体形状和主要尺寸参数，重点考虑它的密封性；排出机构主要是用来排卸垃圾以及在垃圾装载时提供一定的背压力，使 压缩后的垃圾密度均匀；在设计过程中，首先计算液压缸的外部载荷，然后根据结果计算出液压缸的主要参数，进而一步步确定液压系统中 其他元件的参数。 通过设计，新型后压缩式垃圾车降低了工人劳动强度，有效地解决了垃圾运输过程中 飘、洒、漏等问题 ，提高了运输效率，降低了运输成本，达到了环保需求，满足了设计要求。 关键词： 垃圾车；改装车；上装；压缩式； 后压缩式垃圾车上装厢体设计 2 F N F of of s to it t be of is a of is a is o.,to it is at is of In is to in to s is to In is of of as in of of 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3 后压缩式垃圾车上装厢体设计 4 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 后压缩式垃圾车上装厢体设计 6 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 7 后压缩式垃圾车上装厢体设计 8 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 后压缩式垃圾车上装厢体设计 10 1 前言 目前我国城市生活垃圾 (年总产生量已达 1. 8 亿吨，而且仍在不断增长，年增长率为 8 % 10 %。随着城市建设规模的不断扩大和人们生活水平的不断提高，一方面，城市生活垃圾的成份发生了很大变化，其变化的主要特点是：垃圾密度不断降低，可压缩性增加。如果继续采用常规的垃圾运输方式，容易造成垃圾清运中的亏载，使垃圾转运效率降低；另一方面，近郊可利用来填埋垃圾的洼地 越来越少，人们不得不考虑在远离市区的郊区建立垃圾处理处置场所。 据统计国内几个大城市的垃圾处理厂距离市区均在 50上，运输费用占垃圾处理费用的比例较高。 在一些发达国家运输费用已占垃圾处理费用的 80 %以上。 所以，降低垃圾清运费用是降低整个城市垃圾处理处置费用的关键。 垃圾压缩可以解决垃圾运输中的亏载问题，降低垃圾的运输费用，是城市生活垃圾集运的发展方向。 因此压缩式垃圾车的优势日渐明显，高效的垃圾压缩运输方式有了长足的发展。 后压缩式垃圾车便是其中的一种常见结构形式，它由汽车底盘、填料器、上装厢体 和排出板机构等组成。 其发展方向是：提高垃圾的装载量；改善车辆的密封性；垃圾的分类处理。垃圾的分类越细对于环境的保护效果就越好，目前城市垃圾主要可以分为 4类： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 11 a. 湿垃圾 ： 主要指厨房产生的厨余、果皮等含水率较高的食物性垃圾。 b. 干垃圾（可回收利用垃圾）：主要指废纸张、废塑料、废金属、废玻璃等可用于直接回收利用或再生后循环使用的含水率较低的垃圾。 c. 有害垃圾：指对人体健康或者环境造成现实危害或者潜在危害的废弃物，同时也包括对人体健康有害的重金属或有毒物质废弃物。 d. 大件垃圾 ： 指重量超过 5千克或体积超过 超过 1米的废旧家具、办公用具、废旧电器，以及包装箱、箩筐等大型的、耐久性的固体废弃物，是因体积较大等因素混入城市一般生活垃圾一起清运有困难的特殊的生活垃圾。 垃圾如何进行分类处理是目前垃圾运输中急待解决的难题，这对于环境的保护意义重大。 本次设计的课题为 源于江苏悦达专用车有限公司。本次设计主要是针对垃圾车车厢设计和排出机构液压设计。车厢是垃圾车的重要部件之一，主要起装载、运输垃圾之用。在运输过程中，不得产生飘、洒、漏等现象，避免造成二次污染。根据设计要求，确 定了厢体形状和主要尺寸参数，重点考虑它的密封性。排出机构主要是用来排卸垃圾以及在垃圾装载时提供一定的背压力，使 压缩后的垃圾密度均匀。它 采用液压为动力装置，实现 作业自动化，大大降低劳动强度，提高工作效率。 本课题由多位同学分工协作完成，在设计过程中，配合总体设计做了方案论证，满足了后压缩式垃圾车的设计要求。 2 总体方案论证 课题基本前提条件和技术要求 本前提条件 设计装运空间为 12计要求必须符合机动车等设计要求。 术要求 a. 满足装运空间为 12。 b. 结构设计应合理，填料器与箱体应可能连接满足强度要求，自动锁、安全棒等可靠。 c. 排出机构等运动件工作安全、可靠，且便于维修、调整。 d. 尽量使用通用件，以便降低制造成本。 构方案确定 统自卸式垃圾车的结构分析 主要采用侧翼开启、顶盖前后梭动等几种方式，这种车的主要特点是直接收集、 后压缩式垃圾车上装厢体设计 12 转运、不压缩，适用于特定人工方式，操作简单，成本低。缺点是：装载量小、自动化程度低、转运效率低，无法解决转运中流污水的二次污染问题。 垃圾车的结构特点 后装压缩式 垃圾车工作时，填料器有下放和上扬两种布置形式。下放布置如图2料器与厢体相吻合，底部机构联接，以保证密封性能。这样的布置充分考虑了行驶的平稳性和驾驶性能。 图 2 垃圾车填料器下放布置 填料器上扬布置，整个填料器可以绕轴旋转上扬 95 ，如图 2示，这样可以 保证厢体内的垃圾彻底排出。这种布置在填料器上扬时，整车的重心后移，汽车的行驶性能和爬坡能力降低，在不影响装载量的情况下，回转支承应尽量向前布置，使重心前移。这种布置和传统的卸料方式 相比，虽然结构较复杂，但是垃圾的排出比较彻底，同时避免了整车的重心过分后移，而造成翻车事故。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 13 图 2 垃圾车填料器上扬布置 b. 垃圾排卸方式 采用推板推出的方式，和传统车厢上举，靠重力卸料的方式相比，可以避免由于过分压缩的垃圾膨胀堵塞在车厢内，同时还可以防止卸料时重心过于后移而翻车。 圾车载质量利用系数的提高 载质量利用系数的提高将有助于降低车辆的运行成本。后装压缩式垃圾车的载质量利用系数主要由二个方面组成 : a. 底盘的载质量利用系数 在底盘选型时 ,选择技术含量高、动力性好、自重 相对较轻的底盘。 b. 专用装置的自重 后装压缩式垃圾车由于结构复杂 ,自重较大 ,在设计时应尽量采用新材料、新技术、新工艺。主要零部件采用高强度钢板 ,辅助件 (如挡泥板、装饰件、盖板等 ) 采用比重较轻的注塑件。主要构件采用特殊加工工艺方法 ,如 :车厢侧板及顶板采用数控折弯成弧形结构。受力构件采用局部加强法等 ,从而降低专用装置的重量。 圾压缩比的提高 压缩机构中刮板对垃圾的压强将直接影响垃圾的压缩比。当压强增大时 ， 垃圾的压缩比将增大 ； 反之则减小。因而在设计压缩机构时 ， 应努力提高刮板的压强。影响刮板压强 的因素主要有四个方面 : 料方式、垃圾投入量来确定 ， 如能满足使用要求 ， 刮板的面积应尽量小。 后压缩式垃圾车上装厢体设计 14 即在压缩垃圾过程中应使油缸无杆腔作用。 而 ， 在选取滑板滑块与导轨材料时应配对选取相对摩擦系数较小的材料 ； 减小压缩油缸轴线与滑板导轨的夹角 ， 以避免由于压缩油缸安装不当产生的扭力使 减小压缩油缸轴线与滑块中心线的平行偏移量 ， 假如油缸轴线上偏于滑块中心线 ， 将增大 如轴线下偏于滑块中心线 ， 将减小 但结构上很难布置 ， 故通常将压缩油缸置于滑块中心线上。 1越小 ， 则压缩油缸的推力沿车厢长度方向的分力将越大 ， 有利于垃圾填满整个车厢 ， 提高垃圾压缩比。 辆密封 后装压缩式垃圾车由于压缩力大 ， 经压缩后的垃圾产生大量的污水 ， 如不加以控制 ， 将严重影响环境 ， 因而在设计时应从以下三个方面完善车辆密封 ， 即 :在车厢与填塞器之间安装耐用型密封条 ， 并加以压缩、锁紧 ； 车厢底板做成前低后高 ， 将污水控制在车厢内 ； 在填塞器下部安装便于清洗的积污水 槽 ， 用于车厢与填塞器之间滴漏的污水的临时储存。 3 垃圾车厢体设计 理选择卸料方式 厢后倾式卸料方式 其原理是 :在倾卸油缸的作用下 ， 车厢、压缩机构及车厢内的垃圾绕车架尾部的购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 15 回转中心旋转 ， 旋转至一定角度后车厢内的垃圾靠自重下落实现卸料作业。这种卸料方式的优点是结构简单 ， 但在实际使用时存在许多弊端 ， 如 : a. 由于垃圾在车厢内被压实 ， 垃圾与车厢四周存在着较大的膨胀力与磨檫力 ，垃圾不易倒出 ， 严重时垃圾的自重不足以克服摩擦力 ， 产生垃圾胀死现象。 b. 在倾翻作业 时 ， 车厢、压缩机构及垃圾的重心将后移、上升 ， 车辆前桥负荷降低 ， 影响整车纵向稳定性 。 严重时 ， 前桥离地 ， 整车倾翻 (特别在路基较为松散的填埋场 )。 c. 倾翻时 ， 所有重量将集中至车厢回转中心及汽车大梁尾部 ， 将对汽车大梁及后桥产生严重的损坏。 推板卸料方式 其原理是 :在车厢内设置一块面板呈铲形并能沿预定轨道滑行的推板 ， 推板在油缸的推动下 ， 向车厢尾部作水平推挤运动 ， 将垃圾推出车厢 ， 实现卸料作业。这种卸料方式虽结构较为复杂 ， 但卸料不受垃圾压缩比的限制 ， 卸料干净 ， 对车架的载荷分布较为均匀 ， 卸料过程平稳、安全 。同时 ， 可利用推板的阻力实现压缩车双向压缩。因此 ， 推板卸料是后装压缩式垃圾车较为理想的卸料方式。 定厢体设计方案 目前市面上最流行的垃圾车车厢是流线型 （图 3样子比较美观， 顶盖做成弧形结构，可以承受垃圾对它向上的膨胀力。当然也有方型的 （图 3此种结构，造型比较笨重，质量比较大，无形中增加了汽车发动机的功率，造成浪费，已逐渐淘汰，在此不作说明。所以我选用图 3 图 3线型厢体 后压缩式垃圾车上装厢体设计 16 图 3形厢体 根据在江苏悦达专用车有限公司的实习和现场观察以 及课题要求，所设计的垃圾车的车厢容积为 12立方米，所以确定车厢形状和尺寸如图 3 图 3体尺寸图 圾车厢体成形工艺 述 垃圾车厢体是垃圾车的重要部件之一，主要起装载、运输垃圾之用，它由前板、左右侧板、顶板、底板等五项主要零件组成。这些零件由于所处位置不同，受力情况各异，因而结构也不相同，选用的材质虽一致（ 但料厚有差异。对这几项零件的工艺成形方法的选择也完全不一样。在此对厢体零件成形的工艺选择作一分购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 17 析。 响成形工艺选择的因素 下面分析垃圾车车厢成 形工艺选择的主要因素： a. 产品结构 产品结构是决定成形工艺的主要因素。任何一种成形工艺都以满足设计要求为前提，由于该几项零件结构不同，因此它们的成形方法也不一样，如前板为拉伸成形，侧板和顶板为弯曲成形等。 b. 产量和成本 产量和成本是互相联系的，降低成本是工艺工作的核心。当一个新产品投入生产前，应根据该产品的试制总方案设定的批量或年产量，决定该零件的成形方法，工艺装备的选择不宜成本过高，否则将加重产品的附加成本，不利市场的销售。 c. 研制周期 研制周期也是决定零件成形工艺的主要因素， 为适应市场经济，一般要求研制周期越短越好。这就给选择成形工艺带来诸如模具制造、展开件试制等困难。制周期较短。选择工艺成形方法时，就不能选用制造周期长的模具，而选择那种既能保证零件成形质量，制造周期又短的模具。 d. 设备 工厂现有的工艺设备和工艺水平也是选择成形工艺必须考虑的因素。 e. 人员技术水平 操作者的技术水平也是影响成形的因素之一，在考虑工艺方案时需结合本厂操作人员的技术水平。 f. 拼料状态 由于 圾车车厢尺寸为 4360、 2015、 1645长、宽、高），超过一般板料幅面，而大幅面板料的订货又因用量有限受到制约，因而需进行拼焊，拼焊中因设备原因不能都采用对接钨极自动氩弧焊。有的采用垫板接触焊，由于各板焊接方法不同，因此在选择零件成形工艺时还需考虑拼料状态。 形工艺的选择 几种工艺的比较及选择： a. 采用带压边装置的拉伸模拉伸成形，生产的零件尺寸准确，表面质量好，但模具制造成本高，模具毛坯需外协加工，制造周期长，模具结构较复杂，维修困难。该工艺方法实用于大批量生产。 b. 采用铅锌合金模落压成形，模具制造方便，费用较低，制造周期也短。缺点是模 具寿命短，零件外观质量较差，人工修整工作量大，工作环境太差。该方法适宜试制或小批量生产。 c. 采用钢下模、铅上模结构的冲压模，模具制造时按钢模浇铸，模具吻合较好， 后压缩式垃圾车上装厢体设计 18 零件的质量得到保证，制造成本相对较低。缺点是因无压边装置，零件成形过程中有起皱现象，需在转角处增开缺口，成形后采用人工补焊。该方法适于中批量生产。 根据以上几种工艺方法的比较，结合 圾车的中批量生产模式，决定选用最后一种方法作为前板零件的成形工艺方法，做出合格的开口展开件。这样既有利于零件的成形，又避免成形后过多的人工打磨。左右 侧板也采用相同的成形工艺方法，顶板采用压制槽形件，然后在平板上进行焊接的方法成形。 焊工艺 360、 2015、 1645过一般板料的幅面尺寸，大幅面板料的订货因受用量限制而制约，因此寻求一种适于不同加工成形的焊接方法是拼焊的关键。由于受成形方法和料厚的影响，拼焊工艺各异，具体方法简述如下： a. 前板的拼焊 前板零件的成形是拉伸成形，因此焊接渗透性要求较高，又考虑到在拉伸过程中焊缝对模具的影响，要求焊缝光顺平滑无明显的凸起，因此只能选择成本相对高的钨极 自动氩弧焊，从而满足了该零件的拼焊需要。采用该工艺拼焊的板料，满足了零件成形的需要。 b. 侧板、顶板、底板的拼焊 侧板、顶板、底板的拼焊选用加垫块的点焊、滚焊工艺。由于这几块板在零件的成形中仅有弯曲成形（侧板）或不需成形（底板），材料的受力状态较前板好，加之该几项零件都超过了钨极自动氩弧焊的轨道，采用 因热影响区较大，零件的变形也大，需大量手工较形，且不能满足设计要求，因此选用影响区小的点焊、滚焊工艺是较合适的，它既克服了大量的人工劳动，又能满足设计要求。具体拼接如图 3用同牌号同料厚并与焊缝等长的垫板，采用先点焊后滚焊接融焊工艺。 后装压缩式垃圾车由于压缩力大 ,经压缩后的垃圾产生大量的污水 ,如不加以控制 ,将严重影响环境，所以为了满足设计要求，不产生飘、洒、漏等问题，焊前涂点焊密封胶剂，以提高其密封性。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 19 图 3焊图 果分析 经过以上的成形工艺选择和拼焊工艺选择，满足了设计要求，大大缩短了新产品开发研制周期。由于选用的工艺装备合适，不仅满足了工厂的生产需要，而且降低了研制费用。在拼焊中，由于合理选择拼焊工艺，减少了大量人工较形，不仅保证了产品的质量，而且降低了成本，节约了资金。总之在垃圾车车厢的成形方法选择中，由于本着从实际出发，结合现状进行了认真选择，因此所选工艺方法是成熟的，可行 的，真正做到了投资少，见效快。 4 压缩式垃圾车排出油缸安装角及排出板斜度取值 出板的结构及工作情况 目前 ,国内生产的垃圾车主要是后压缩式 ,垃圾装满后 ,填料器举升 ,排出机构将垃圾推出车厢。后压缩式垃圾车的排出机构均采用直面折弯形状结构 ,便于垃圾推卸干净。排出机构与排出油缸一端固定 ,排出机构两端各装两个滑块。推卸垃圾时 ,油缸推动排出机构前 移 ,排出机构滑块沿导轨滑动。排出油缸的安装角度和排出机构折弯斜度各厂取值不同 ,教科书中也未给出取值范围 , 取值大小有何利弊 ? 现对 排出机构进行受力分析 ，确定其取值。 后压缩式垃圾车上装厢体设计 20 出机构的受力分析 图 4力分析示意图 排出机构在推卸垃圾过程中 , 受到排出油缸的推力压缩的垃圾在车厢四壁产生的摩擦阻力 T 、 排出板上方垃圾对排出板的作用力 T 、排出 机构 的重力 W 、垃圾重量和排出 机构 重量在底板上产生的摩擦力轨对排出板 机构 的法向作用力 1N ， 2N 的作用 。排出油缸的布置和排出板折弯斜度的不同 ,排出机构的受力状况也不同。 刚开始移动前的平衡方程为： 0c （ 4 0)(s （ 4 式中： 推卸油缸的安装角度， 为 T 的倾斜角度 从图 中 看 , T 均有水平分力 和向下的垂直分 力 ,水平分力推卸垃圾 ,向下的垂直分力以及排出机构的重力 W , 三个力使排出机构滑块紧压在导轨上 , 产生阻止排出机构前进的摩擦阻力 由 (4式可得 : s 21 t 即 )( 21 = )s （ 4 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 21 式中 ： f 滑动摩擦系数。 排出油缸所需的最小推力 ,由 4 : co s （ 4 值范围的探讨 由 （ 4 4式知 , 排出油缸的推力主要用于克服推卸垃圾的摩擦阻力 , 而摩擦阻力基本是水平力。排出油缸的安装角 越大 , 推力的水平分力越小 , 垂直分力越大 ,即摩擦阻力越大 , 滑块的磨损越快 , 排出机构移动所需的最小推力也越大 , 油缸缸径越大。排出板折弯斜度越大 ,垃圾对排出板的垂直分力越小 ,而排出板对垃圾反作用力的垂直分力 (向上 ) 小 , 顶盖的受力情况改善 ;但垃圾对排出板的水平分力增加。此外 ,开始装垃圾时 ,当滑板上移 ,刮板反转 ,滑板下移 ,垃圾掉下来的多。但排出板折弯斜度也不要小于 38 ,否则垃圾卸不干净。 为了整车垃圾压缩后密度均匀，延长油钢的使用寿命，根据 排出油缸的安装角度应近可能大一点 。 无论怎样，排出油缸的安装角 和排出板折弯斜度只要合理取值 ,垃圾均能全部卸干净 ,不会增加成本和重量 ,还可延长滑块的使用寿命。因此 , 根据实习时的现场观察和结构设计，排出油缸的安装角度 取 62 。排出板折弯斜度不要太大 ,否则开始填装垃圾时 , 垃圾掉下的多 , 填装效率不高 , 过小时垃圾卸不干净 , 一般应在 38 45 之间，因此决定取 45 。此外 ,为使顶盖能承受垃圾对它向上的膨胀力 ,顶盖应做成弧形结构。 5 液压系统设计 定液压系统方案 众所周知 ,后装 压缩式垃圾车主箱中的推板（排出板）油缸有两个作用 :垃圾压缩过程中提供背压力 ,而卸载垃圾时提供推力。目前市场上的产品 ,油缸的摆放有两种方式 :平置 (图 5和斜置 (图 5。表面上看这两种方式在功能上没有什么区别 ,但认真分析 ,却存在很大的差异。 后压缩式垃圾车上装厢体设计 22 图 5推板油缸平置示意图 图 5推板油缸斜置示意图 圾收集时压缩原理 如图 5推板 推置主箱末端。通过填塞箱后压缩机构的提升 ,垃圾不断地被压送到主箱中。在提升垃圾的过程中 ,刮板提升压力作为背压回路远端控制信号通过油口 先导阀 B 打开 ,使得推板油缸无杆腔回油路与背压阀 A 相通 ,当且仅当垃圾挤压力超过推板油缸的背压阀 A 调定的预压力 (图中为 2 时 ,推板油缸无杆腔内的液压油通过背压阀 A 一 部分回油箱。一部分通过单向阀补入有杆腔 ,从而垃圾和推板向主箱前端移动 ,直到推板油缸完全收回 ,垃圾充满整个主箱。 出板油缸推力 排出 板油缸是多级油缸 ,在收缩过程中 ,推力会因为活塞截面积的不同发生阶段性的变化。而且在实际工作中 ,在垃圾挤压的情况下 ,油缸活塞杆由小到大顺序收回 ,所以推力油缸三级油缸为例 , 推力变化趋势与推板后退行程 L 的关系见图 5 油缸F= （ 5 式中 ：油缸F 排出板 油缸推力 P 背压值 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 23 活塞的作用面积 图 5背压油路原理图 图 5的关系 压力 a. 平置油缸 当油缸平置时 (图 5, 背压F= 油缸F,推力油缸从而导致背压力的变化 ,这与用户追求的整车垃圾压缩后密度均匀的效果是向背的 ,意味着被压缩的垃圾是前松后紧 ,而且满载时也会造成整车后桥过重。 b. 斜置油缸 在推板油缸斜置的情况下 ,随着推板向主箱前端移动 , 的增大 , 背压力 (背压F) 逐渐减小 (图 5, 背压F= 油缸F 同时 ,因为活塞截面积阶段性的增大 ,又会在一定程度上弥补因角度变化引起的背压力损失。 图 5平置油缸背压力 图 5斜置油缸背压力 种方式的比较 通过对比 ,我们可以发现排出板油缸斜置方式比较平置方式有以下优点 : a. 节省安装空间 ,提高主箱容积利用率。 b. 有利于垃圾在压缩过程中密度均匀。 后压缩式垃圾车上装厢体设计 24 c. 利于油缸的保护 ,避免主箱内污水损害油缸 体 ,保证使用寿命。 d. 有利于排出机构平稳移动 (防偏转 ) 。 所以，决定选用油缸斜置式放置。 压系统工况分析 根据设计要求，在排卸垃圾时，液压系统能发出足够的力使垃圾排出；在装载垃圾时，为了使压缩后的垃圾密度均匀，提高其装载量，液压系统要提供一定的背压力，使其满足设计要求。所以，液压原理图如图 5 5压原理图 压缸的设计计算 算工作循环中的最大载荷 A. 对排出机构进行受 力分析 ,见图 4得如下方程： 0c （ 5 0)(s （ 5 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 25 式中： 推卸油缸的推力 ，也就是 液压缸的最大载荷 推卸油缸的安装角度 62 T 压缩的垃圾在车厢四壁产生的摩擦阻力 T 排出板上方垃圾对排出板的作用力 为 T 的倾斜角度 45 W 排出板 机构 的重力 垃圾重量和排出板 机构 重量在底板上产生的摩 擦力 1N ， 2N 为导轨对排出板 机构 的法向作用力 由 5 co s （ 5. 排出机构的重量计算 底部钢管： 7575( 式中： A 方管边长 ( s 方管壁厚 ( W 每米钢管重量 ( L 方管长 (m ) 顶部钢管： 7575(m 侧部钢管： 8 7 8 5 m 侧部钢管 1： 8 5 m 侧部钢管 2： 3 2 8 5 m 侧部钢管 3： 8 5 m 此钢板的理论重量为 1，所以，此钢板重量为：)0 7 2 m 后压缩式垃圾车上装厢体设计 26 排出板前板 ： m 所以，排出机构重量 7654321 )(2 因为，一些小零件采取估算的方式以及计算误差 所以，最后取 200M C. 压缩的垃圾在车厢四壁产生的摩擦阻力 T 的计算 2( N 式中： a 厢体的有效长度 )(m b 厢体的有效宽度 )(m c 厢体的有效高度 )(m p 垃圾压缩后对厢体的压力 )(垃圾的单位膨胀力为 6235 3那其对厢体的压力 7 48 2 0126 23 5 p f 垃圾与 车厢壁之间的动摩擦系数，查表取 1.0f D. 排出板上方垃圾对排出板的作用力 T 的计算 20 N 式中： L 排出板 机构底部长度 )(m g 重力加速度 )2 取0r 垃圾压缩后的密度 3450 E. 垃圾重量和排出板机构重量在底板上产生的摩擦力 计算f 0 5488 N 式中： V 厢体的容积 312 f 排出板 机构 与导轨之间的动摩擦系数，查表取 f F. 将上述数据代入式（ 5 则， 62c o s 5 4 8 845c o 4 7 4 9 N 定液压缸参数 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 27 a. 此液压缸为三级液压缸，各级压力和速度可按活塞式液压缸有关公式来计算。 2121211114 26 4 4 2 14 式中： 1D 一级液压缸内径， 2D 二级活塞杆尺寸， 3D 三级活塞杆尺寸 1p 液压缸工作压力，初算时取系统工作压力 2p 液压缸回油腔背压力；为 41 1p 12 活塞杆与液压缸内径之比，液压缸采用差动连接；比值取 0.7 工作循环中最 大的外负载； 液压缸的机械效率，一般 标准的液压缸直径系列取 001 2。根据 12 D 4 02 0 计算的结果在活塞尺寸系列之中，所以取 402 依此类推： 标准的活塞杆尺寸系列圆整为 003 2 根据已取的缸径和活塞杆直径，计算液 压缸实际有效工作面积，无杆腔面积 杆腔面积 222211 222222212 4 232223223 (4 b. 计算液压缸的流量 (4)(4 23222221 )(4 2321 10 00) 22 后压缩式垃圾车上装厢体设计 28 式中： v 排出机构的速度 7.7 c. 液压泵流量 ,压力的计算 液压泵向液压缸输入的最大流量为：若取回路泄漏系数 K
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