垃圾车车厢和排出机构液压系统设计(含源文件)
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of is is of a or by to an 808, is a of it is a of In an is A) to of # 2000 is of to 7 to by 1to a is to a of a or be is of of we 4. be of .A 1a, is to is of a 1b, an 5, is a is by of an is as 1c. on a no of 6. by is 1e. It is is to in of is or 0 808), no or of of 9, is by a a as 1d. is in an in 1f. be or or a it on of is is on of in of 03 (2000) 135140* 852 9240/$ 2000 S 09240)00402to a is to of 4 a of 1g a in of of is is in of is at NA in a to a of of of NA be in of 4 of to as 2ac. As to to a a , be No 1. (a) NA (b) by (c) (d) (e) by a (f) by a g) by NA a 2. 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M. of 7 (1984) 228235.7 A to , 9 (1961) 724746.8 1986.9 A of 3 (1984) 317 03 (2000) 135140运用紧凑相邻法则对非规则零件图样进行大规模编排 香港 九龙 泰奇大道 香港城市大学 制造及管理工程系 摘要 目前广泛应用的典型编排方法是对单个零件图样的几何倾斜式编排，或者把图样自其初始位置到旋转 180 一步一步地逐个选择式编排。例如直交排布式。然而，这是一种对最佳原材料布置方法的盲目性探索。从几何方面来说，当参与排样的图样有多个时，该方法就变得毫无效率可言。它也不怎么适合处理具有一系列方向约束的零件图样。在本论文中，提出了一种结合紧凑 相邻法则（ 遗传运算法则（ 优化大规模编排工艺的运算方法，该方法同时还考虑到了多方面的初始位置约束。 关键词：原材料的切断问题；编排；紧凑相邻运算法则；遗传算法；初始位置约束 1简介 原材料切断问题在许多工业领域是一个有趣的问题，如服装业，纸张工业，船体制造业各钢铁材料工业。 先开始研究运用线性程序平解决原材料的矩形切断问题。对于原材料的不规则形状切断问题， 试运用一种对我们来说具有启发示的方法来解决。他把这个问题分为两个从属的问题。即所谓的串 丛式和筑巢式编排。串丛式编排是详细地说明选择的零件图样适合于给定的原材料，而巢式编排在其后进行。巢式或串丛式编排可以大概地分为两个大的种类，即，大规模与小规模编排。它们之间的不同在于对给定原材料能编排的零件图样数量的级别。在小规模编排中，只需找到串丛编排和给定原材料的内在方向关系。然而，这个问题在大规模巢式编排时变得非常复杂，因为同时还要考虑到编排的各个相同图样内在的空间关系。根据传统的方法，有两种基本的方法普遍运用于处理这种类型的编排。它们分别是：“相似六边形”方法和“直交编排”方法。 在此，选择了一个典 型的零件图样来解说这两种技术方法。如图 1a 所示，该零件同时具有外凸和内凹的特征。在数字转换器的帮助下得到了零件的轮廓形状，如图 1b 所示。其面积（ 为 平方单位。在 似六边形”法则中，该零件最初以一个外凸的多边形来近似表达，然后，进一步地以包含更少图形要素的外凸多边形来表达，直到得到一个包住零件的六过形，如图 1c 所示。然后，在给定的原村料上，互相不重叠地辅上这个六 图 1.（ a）所选的用于示范 法工作原理的平 板形图样。（ b） c）相近多边形。（ d）相近直角图形。 (e)用相近六边形法则得到的布局图，材料利用率为 （ f） 用正交相近算法得到的布局图，村料利用率为 (g)用 法得到的布局图，材料利用率为 边形图样。用这种方法产生的最终布局图如图 1e 所示。委容易证明，由于这种较差的相近表达原因，尤其是对于某些不规则零件图样，这种方法没有较高的效率。加一个问题是零件的图样或串丛图样只能采取两个位置方向（ 0 或 180 ），因而没有开发的余地或考虑其它允许的编排方向。 在 使用的第二种方法中，通过一个矩形来近似表达单个的零件或串丛图形而得到编排方法，如图 1d 所示。然后，这个矩形以正交的方式复制，得到的最终布局图如图 1f 所示。当零件图样没有或只有部分方向约束时，这种方法应用起来非常容易，例如，单个零件或串丛图形能在某个确定的角度转动，从而适合于原材料的编排。和“相近六边形”法则相似，这种方法的主要不足之处是正交排列在很大程度上依赖于零件的形状。更多的是，在有多 个方向约束的情况下，确定一个适合的旋向往往需要花费更多的时间。 为了增加编排的正确度及速度， 提出了一种紧凑相邻法则（ 该法则考虑到相邻图样的数量关系及它们之间的共同空间。图 1g 所示为由 法产生的布局图，和相似六边形及正交法则相比，在相同区域该方法具有更高的布置密度。然而，从目前形式来看， 要设计用于编排具有完全方向约束的零件图样，对于零件图样有更多的自由度时达不到理想的要求。 本文探索的目的在于通过合并零件图样在初始方向具有的可能自由度和符合普通规则的遗传算法来提高 适应性。优化布局图的生成。这种新的方法被转化输入用面对对象语言编写的 C+计算机程序。这种算法能处理包括有任意直线和圆弧形状的零件的两个方向的平面巢编问题。通过一个有帮助的典型例子，可以看到，在本文中， 重要作用和相关的计算机程序将处于决定性的地位。 2紧凑相邻法则的描述 当零件被移动而形成不同的排列时， 踪变化的相邻零件图样的特征，如图2示简要示意图。当剪切位移面增加时，上面及下面的相邻特征趋向于破坏，这是由于结晶化的方向发生了改变。最后，得到一个该材料的最大紧凑结构和相关数 值。即得到所谓的“全体紧凑利用率”（ 。不论零件能够旋转与否， 出了任何所选材料的最高屈服极限，因而可作为编排过程中一个临界标准指数。找到紧凑相邻的主要步骤包括：（ 1）产生一个“自滑移路径”或者一个非适多边形（ 如图 3a 所示，来引导两个非重叠零件图样的运动关系。 图 2 圆形图样的典型相邻相结图 （ a）正交直角排布形成的单元，216r 。（ b）由于层 的剪切导致的剪切正交排布。（ c）六边形排布的最凑结构单元，236 r 。其中； 示单体的面积； r 表圆形图样的半径； （ 2）定义结晶化方向，如图 3b 所示，在大规模编排中提供基本的数据来建造充满所给材料的全部相邻图样。 3大规模编排的建议算法 本单元 论述通过利用遗传算法而使所提及的 术得到加强。一个平面零件图样可以被分为直线和元弧要素。多边形表示法可以将外凸或内凹的元弧以直线代替。确切的直线段数目决定于所要求的精确度。清除或偏移生成也是一个有助于 术成功的必不可少的过程。一种算法产生所要求的偏移，称作“三点岛屿跟踪”方法，已经与目前的编排系统结合在一起。 图 3 （ a）以自滑移路径方式产生相邻结构时所包含的步骤。（ b）以六边形排布得到的优化相邻结构单元， 到 于大规模编排 在前述章节，已经涉 及到得到最紧凑相邻编排所包括的一些基本步骤。如图3b 所示。接下来的重点是确定一个最适位置来放置第一个图样并扩展这种结构，使其充满整个原材料。编排全方位约束的零件图样时，只需确定一个“编排向量来定认相邻图样的放置位置。然而，当偏排有限的或完全没有约束的图样时，由于要考虑到可能的连接方式，这个问题变得非常复杂。在这种情况下，第一步是根据原始位置限制进行球形布排或不依靠原始位置约束而在原材料内部区域随意确定相邻图样位置。例如，定义一个向量后，确定“编排方向因而就确定了一个适宜相邻图样排布生长的方向。全部所需的几何计算如图 4 的简括。优化们最终决定一个最紧凑相邻结构。有理由相信，没有某种独特的数学方法来计算这些参数。另外，我们并不能得到一个彻底的研究结果因为计算时间上的限制，尤其是编排某些具有许多要素和外凸特征的零件及要花费太长的时间用于计算的零件。因此，在本文论述中 ，应用了一种目前普遍流行的优化方法，即 的主要原理如下节所述。 图 4 根据前个定义位置，以编排向量3 2 于优化布局 处理预见性问题时保持着流行的趋势。基于其性能，这些问题的最适解决方法不仅存在，而且类似于有性繁殖，通过与其它的候选方法交换信息而形成的新的一代。在进行任何遗传操作之前，须定义最适宜功能和偏码方法。如前所提及的，对零件进行编排的目的 在于通过配合串丛图样而使它们占据一最小的面积从而减少废料。为了表示一个详细布局的紧凑性，可以确信最直接的方式就是使它和原材料的区域发生某种联系。 ),(在此， x 是给定原材料的面积， y 是从给定的原材料上切下的所有零件图样的面积总和。 编码可以直接或间接地影响优化过程，这是因为我们的重点是确定转换位置（例如：偏排向量旋转角度（如：偏排 角度此它们被选作偏码参数来引导交叠和遗传操作的交换待征。 3 3 遗传算法 该方法最初由 出， 目的在于通过模仿自然界的进化过程优化解决相关问题的方法。和人类的进化相似，一个典型的 法包括以下的遗传待征。 3 3 1 初始化 首先，通过随意选取所有参数的值产生第一次遗传操作结果。在实际工作应用中，经常出现限制自由级转的情况，在级进模设计中，由于设置一致的导向装置，减少随意后进行的薄板冲压时的弯曲角和相似装置有较高的费用。用此有许多 原始位置区域限制。图 5 所示为两个具有不同约束和非约束区域的典型零件，结果，可以假设零件被限制折当前情形下的两个极限角度位置。因此。任意产生一个偏排角度 面的不等式被证明满足条件： , （ )1,1,在此， N 和如：21 ,）和零件 图 5 旋转约束和第一个无约束区域的次级限制关系（ a）固定图样（ 1P ）： 01 , 1 ,1=30 ； 1702,1 1902,1 （ b）活动图样（ 2P ）： 01 , 2 601,2 2002,2 ， 2302,2 。 3 3 2 适值计算 根据适宜原理，每一次产生的布局 (i )和适宜值（定着的布局的紧凑性。这个值在随后操作中用来决定将地繁殖步骤选用的候选值。 3 3 3 复制 根据最适值 P，每一分体有一个会被选用于随后的宽度随意选择过程。好的个体，例如 高的 P 值，比低的适合值具有最多的机会被选用，这一点很重要。 3 3 4 叠合 这是决定 F 一代成员的最重要的一步。繁殖的个体称作布局 i 和 j 在叠合操作中交差了，叠合操作有助于利用其偏排角度一个新的 3 3 5 转变 事实上，有多种方法可以完成这种操作。在当前系统中，通过在 15 范围 内随意旋转相邻图样， i+可能性外基本上是成功的。 3 4 多零件图样的大规模编排 对于多零件图样的切断问题，前述的运算法则仍然是有效的。为了增大点大的研究空间，一种丛串过程首先用于收集零件。例如图 6 所示的 8 个零件用技术收集面一种串丛如图 6 所示： 串排以后，有一些操作用于移去所有内部边界。因而在随后的操作中达到更快的计算速度。通过重复上述步骤，最后最终可得到最佳紧凑相邻结构如图 6在该法已适合于大规模的偏排。 为了测验所提示的技术用于大规模偏排的效率，把所得到后结果与传统偏排技 术如正相似法，由于使用的方法在材料利用方面进行比较。在此使用 200有任何位置限制在零件的偏排方面。一个由正交相近法产生的典型布局和两个由所提出的技术得到的布局如图 7 所示。相应的，就如所阅述的，本文年出的技术可以给出一个更加好的解决方法比传统的方法。此外，这种方法经过几次传代可得到更优化的组合。当材料的尺寸更大时更时如此。当材料尺寸增大时，运用 法优化偏排向量 图 6 解决多图样编排时原材料切断问题所涉及的方法 （ a）需编排或串丛的图样。（ b）采用平移方法生成的串丛图样。（ c）以 法产生的六边形排样单元 4 个案研究 为了测验所提出的技术用于大规模编排时的效率，把所得到的结果与传统编排技术如正交相似法（由 先所使用的方法）在材料利用率方面进比较。在此使用 200位的原材料，在零件的编排方面没有任何位置限制。由正交相近法产生的典型排样图和两个由本文中提及的方法得到的排样图如图 7 所示。就如前所阐述的，本文提及的方法比传统的方法能给出 一个更加好的解决方案。此外，这种方法经过几次遗传操作可以得到一个最优的组合。当材料的尺寸较大时更是如此。当材料的尺寸增大时，运用 法优化编排向量 图 7 （ a）以直交相近法则得到的布局，材料利用率为 （ b）以 法经过首次生成得到的最佳布局，材料利用率为 （ c）以 法经过 5 次遗传算法后得到的最佳布局图，材料利用率为 5 结论 对 提高编排过程的效率进行了一次尝试，考虑到零件的初始位置约束，提出了一种对于完全位置约束的零件进行编排的方法（ 有望发展成解决多零件编排 法，它以 导用户获得近似的优化布局。结合 使用，可得到数学上的最佳解决方法。该方法适合应用于大规模的编排过程。在材料的利用方面，证实了本文提出的方法的可行性。 湖南工业大学 毕业实习报告院 （系）： 机械工程学院专 业 ：机械设计制造及其自动化 实习报告一、 概述读万卷书，行万里路。在学校，我们是以理论指导实践；而在工作中，我们则要以实践来证明理论。毕业实习是一门专业实践课，是机械类各专业学生学习了各门专业课程之后，在进行毕业设计或毕业论文时必不可少的实践教学环节。它对于培养我们的动手能力有很大的意义，而且可以使我们了解传统的机械制造工艺和现代机械制造技术。 我们机械制造及自动化专业所学习的重点在于各种机械成型设备，本次实习就是为了让我们能够对于我们所学过的各种仪器、设备有一个感性的直观的认识，从而把书本上的理论和现实中的传统技术和已经被应用于实际的最新发展的高新技术联系与结合起来。二、 实习过程我国现行的教育体制，使得通过高考而进入大学的大学生的动手实践能力比较薄弱。因此，处于学校和社会过渡阶段的大学就承担了培养学生实践能力的任务。毕业实习就是培养学生实践能力的有效途径。通过教研组老师的有效组织，我们克服了：实习厂家数量有限、设备种类有限、师资力量相对薄弱等缺陷，化短为长，使同学们进行分期分批的实习，达到了理想的效果。我们小组的实习过程是：3月6日去了湖北程力专用汽车有限公司，并在里面进行了为期两周的现场实习。三、 实习内容湖北程力专用汽车有限公司-国际贸易站，国家发改委定点生产各类专用汽车的专业厂家，大型专用汽车制造厂。国内知名园林绿化、石油化工、市政环卫专用汽车制造商。注册商标“程力威”牌，国家产品代码：“CLW”和“SNJ”。东风、解放公司的重要合作伙伴，主要从事各类专用汽车的生产制造业务. 湖北程力公司技术力量雄厚，检测手段完备，拥有国内外先进的生产的设备，产品质量稳定，经营方式灵活，程力公司已率先全面通过ISO9001-2000国际质量体系认证，产品全部通过3国际强制产品认证，并通过出口产品的各项认证。第一天上午我们看了垃圾车的宣传短片，我们了解到目前世界上每天产生大量的垃圾，其中有生活垃圾，也有工业垃圾，如果这些垃圾不加以处理的话，将对环境造成很大的破坏，而如何去处理这么多的垃圾呢？这其中面临的一个问题就是垃圾的运输，于是垃圾车就诞生了。片中还简要介绍了垃圾车设计的时候要解决的“跑、冒、滴、漏”等问题。然后为了结合短片的内容，我们在王老师的带领下去了车间，结合实物进行讲解，这是我第一次这么近距离的研究一辆垃圾车，我发现这种后装压缩式垃圾车的结构很精巧，为了方便环卫工人的操作，它的操作面板全部设置在车箱的尾部，面板上有4个按钮，分别是启动、暂停、点动、点动回程，我们在王老师的要求下，每人进行了一次操作。然后工人为我们打开了车厢，看了里面的结构，这时候我们才发现，原来填料器和车厢是独立的两个部分，填料器在卸料的时候可以上翻，进料和压缩是靠一个刮板进行的，所有的动作依靠一套液压系统来实习，采用电控的方式。仔细看完了整个车之后，第二天开始就由技术部的王部长指导我们进行数据和资料的收集工作。我是做垃圾车上装箱体设计的，所以首先必须对其有一个整体的印象，画出草图，于是我利用5天的时间把草图画完，然后又利用3天的时间对箱体进行了尺寸的测量，这样草图基本算完工了，接下来的时间我对液压系统和电气系统研究了一番，主要是结合实物看图纸，彻底弄明白了箱体内部的工作原理。四、 后装压缩式垃圾车设计的分析1.合理选择卸料方式（1）车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摩擦力，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。（2）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。2.提高垃圾压缩比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:a、刮板的压缩面积根据使用场合、投料方式、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。b、压缩油缸的安装形式应能充分利用油缸的最大能力，即在压缩垃圾过程中应使油缸无杆腔作用。c、滑板与导轨的摩擦力将有助于提高垃圾压缩力。因而，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N1、N2；增大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N1、N2的值，如轴线下偏于滑块中心线，将减小N1 、N2的值，但结构上很难布置，故通常将压缩油缸置于滑块中心线上。d、压缩油缸与地面的水平夹角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。3.合理选择压缩机构液压控制方式压缩机构的控制系统会直接影响液压系统的可靠性，因而合理选择压缩机构液压控制方式将对后装压缩式垃圾车的性能起到至关重要的作用。滑动刮板式压缩机构工作步骤压缩机构每一工作循环有以下四个步骤:a、刮板开当垃圾倒入填塞器装料斗后，操作刮板油缸控制阀，使刮板油缸活塞杆回缩，刮板向外翻转。b、滑板下当刮板油缸活塞杆回缩到位后，操作滑板油缸控制阀使滑板油缸活塞杆回缩，滑板带动刮板沿轨道向下运动，刮板压向装料斗内的垃圾。c、刮板进当滑板油缸活塞杆回缩到位后，反向操作刮板油缸控制阀使刮板油缸活塞杆外伸，刮板向内翻转，将装料斗内的垃圾刮起，盛于刮板上。d、滑板上当刮板油缸活塞杆外伸到位后，反向操作滑板油缸控制阀使滑板油缸活塞杆外伸，滑板带动刮板沿轨道向上运动，将垃圾推入压实到车厢内。五、 实习感想通过实习，使的我们认识了自身的不足和差距，让我们感到沉重的压力！我们要学习的还很多，需要更多得强化组织协调能力，专业工作能力，检查指导能力，参谋咨询能力、文字表达能力和熟练使用各种自动化设备的技能，努力提高自身素质，加强世界观的改造，成为政治过硬，业务精通的合格专业人才。实习期间，除了浅层次地学习了专业技能外，我还感受和体会到了很多技能之外的东西。首先是工人的敬业和那种生机蓬勃的工作氛围。走进这些的集体中，你的脚步会不由自主地跟着大家快起来，而你的工作态度更会变得努力、认真，再认真一些，再努力一点。也许，这就是一个集体的凝聚力，这就是工作的魅力！另外，作为实习生的年轻人，劳动纪律的概念也很淡薄。刚踏入社会，还没有对“劳动纪律”这个概念引起足够的重视，把大学里自由散漫的习惯带到了工作岗位上，这是很不合适的毕业实习初涉职场需补上“劳动纪律”这一课。以上是我的实习报告。不妥之处，请老师指正。实习日记 2007期 二 今天是我们到公司报到的日子，一大早我们就到公司门口集合。到八点半时，公司的人事文员，就带我们这些新进员工到公司指定的医院常平人民医院进行体检。体检的内容主要包括验血和透视，大约到 10点钟我们就体检完了。下午 1：30 时我们 公司的会议室开始做进厂前的相关培训 ,由公司行政部的培训专员为我们讲解公司的厂纪厂规 、各项规章制度 和一些 安全 生产和消防 方面的 知识 。 然后对培训的内容进行考试 。 在这些通过之后 ,公司为我们发放厂牌 和分配宿舍 ,并带我们参观了解公司的一些基本情况 ,让我们了解公司的各生 产车间和各部门的办公地点 。 以及让我们了解用餐 的相关事项 。 200星期二 晴 今天我们开始正式上班 ,早上 八点半 ,我们准时到公司指定的会议室 ,等待公司人事部门为我们每个人分配到各个部门 ,我被分配到了 即是新项目导入工程部 。 随后 ,我们几个安排到工程部的人又被带到工程部办公室 ,再由工程部分到各个小组去 ,并为我们每个人指定一个工程师带我们做 ,带我的工程师叫陈果 ,四川人 。 我了解到他在富裕公司也只有三个月 。 刚开始 ,我们只是在一旁看着学习 ,向工程师们请教一些关于工作上的一些事项 ,如每天都需要做些什么 ,该如何做 ,目前公司有哪些项目 ,哪些客户 ,有哪些资料需要学习等等 。 这些问题 ,工程师们都一一详细的做了解答 。 这对我尽快熟悉工作有很大的帮助 。 通过一天的工作 ,我渐渐熟悉了一些工作上的事 ,知道自己还有很多东西要学 ,因此 ,我要更加努力才行 。 我提醒自己要保持谦虚学习的心态 ,好好的在公司做 ,为公司做出自己的贡献 。 2007星期三 晴 上午 ,带我的工程师陈果 ,带我到各个生产车间去看了一下 ,我们先是到了注塑车间 ,看塑料颗粒是如何通过注塑机制成塑胶件的 。 我看到车间里 ,有很多的注塑机 ,但操作的工人却不多 ,因为公司的注塑机 ,自动化程度很高 ,机器一开动便会自动工作 ,送料 ,取料都是自动的 ,只要几个人 切掉水口并 检查产品是否合格 就行了 ,一个加工周期非常短 ,只要三十秒左右就可完成一产品的生产 ,可以说是非常的快。整个过程都井然有序。我们边看 ,陈 师傅 一边为我解说。 目录 第一章 前言 2 第二章 总体方案论证 4 课题基本前提条件和技术要 4 构方案确定 4 第三章 垃圾车厢体设计 7 理选择卸料方式 7 8 圾车厢体 成型工艺 9 第四章 压缩式垃圾车排出油缸安装角及排出板斜度取值 13 出板的结构及工作情况 13 出板的受力分析 13 值范围的探讨 14 第五章 液压系统的设计 15 定液压系统方案 15 压缸设计计 算 18 箱的设计 28 压泵的装置 29 压元件的选用 30 第六章 结论 32 参考文献 33 本科生毕业设计（论文） 1 致谢 34 附录 1 35 附录 2 36 本科生毕业设计（论文） 2 第一章 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： 主要指厨房产生的厨余、果皮等含水率较高的食物性垃圾。 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。 a. 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。 b. 大件垃圾 ： 指重量超过 5千克或体积超过 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。 本次设计的课题为上装厢体设计，来源于湖北程力汽车有限公司。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，本科生毕业设计（论文） 3 满足了后压缩式垃圾车的设计要求。 本科生毕业设计（论文） 4 第二章 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 2911圾车技术条件要求。 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、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。 本科生毕业设计（论文） 5 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。 图 2 垃圾车填料器上扬布置 b. 垃圾排卸方式 本科生毕业设计（论文） 6 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。 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。 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。 本科生毕业设计（论文） 7 第三章 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。 本科生毕业设计（论文） 8 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案。 图 3线型厢体 图 3形厢体 根据在 湖北程力汽车有限公司 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 本科生毕业设计（论文） 9 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析。 响成形工艺选择的因素 本科生毕业设计（论文） 10 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。 东风多利卡后压缩式垃圾车属中批量生产。 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。东风多利卡后压缩式垃圾车从方案论证到样车鉴定，研制周期较短。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 由于东风多利卡后压缩式垃圾车车厢尺寸为 4360、 2015、 1645、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。 成形工艺的选择 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。缺点本科生毕业设计（论文） 11 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，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，结合东风多利卡后压缩式垃圾车的中批量生 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 东风多利卡后压缩式垃圾车车厢尺寸为 4360、 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。 本科生毕业设计（论文） 12 图 3焊图 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。 本科生毕业设计（论文） 13 第四章 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。 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： 本科生毕业设计（论文） 14 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 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。 本科生毕业设计（论文） 15 第五章 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。 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 ,推板油缸无杆腔内本科生毕业设计（论文） 16 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= P （ 5 式中 ：油缸F 排出板 油缸推力 P 背压值 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。 本科生毕业设计（论文） 17 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。 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 亘据设计要求，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科生毕业设计（论文） 18 图 5压原理图 压缸的设计计算 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 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 本科生毕业设计（论文） 19 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 排出板前板： m 本科生毕业设计（论文） 20 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 本科生毕业设计（论文） 21 定液 压缸参数 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 本科生毕业设计（论文） 22 )(4 2321 1 00 0) 22 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= 则泵的流量： q= 液压缸的最大工作压力为 1p =进油路上的压力损失一般为 取 液压泵的最高工作压力： M P 2(0 根据计算出的泵的流量和工作压力，由作总体设计人员参考。 d. 计算电 动机的驱动功率 310（ 5 式中： p 液压泵的出口压力（ 其值等于液压缸的进口压力与泵到液压缸这段管路压力损失之和，压力损失取 102 ； q 液压泵输出流量 ( )， q=10s； 液压泵的效率，取 3 所以： e. 液压缸的设计计算 22221121 )(44 122221121 4 FD （ 5 = （ 5 式中： 液压缸密封处摩擦力 由式 5D 为 本科生毕业设计（论文） 23 2121211114（ 5 详细计算见 ， 001 ， 402 ， 003 定管道直径 管道的材料一般推荐采用 10号、 20号的薄壁无缝钢管、和拉制紫铜管。钢管承受的工作压力较高，价廉，所以本系统主要采用钢管。 油管直径尺寸一般可参照选用的液压元件接口尺寸而定，也可按管路允许流速进行计算。 油管的内径 （ 5 式中： d 管道直径（ ； q 液体流量（ L/； v 允许流速，按金属管内油液推荐流速值选用，吸油管路取 v 2m/s,压油管路取 v 6m/s。 管道的壁厚可根据工作压力由下式计算 得出： 2 5 式中： p 工作压力，取工作压力为 d 油管内径（ ； 许用应力（ ，对于钢管 于铜管 25 本系统主油路流量 取差动连接时流量 q = ,允许流速按压油管路取v = 4m/s, 则管道内径为： 油管的壁厚： 82 可选用外径 4的 10号冷拉无缝钢管。 吸油管按式 5 5 本科生毕业设计（论文） 24 壁厚 ： 82 故可选用外径 D 为 650号冷拉无缝钢管。 钢管弯曲半径不能太小，其最小曲率半径 R 3D，油管 经弯曲后，弯曲处侧壁厚的减薄不应超过油管壁厚的 20%，弯曲处内侧不应有明显的锯齿行波纹、扭伤或压坏，弯曲处的椭圆度不应超过 15%。 压油的选择 该系统为一般液压传动 ,所以在环境温度为 C 35 一般选用 20号或 30号液压油 0号机械油 ,热天用 30 号机械油。 由与本系统容量较大，故不必进行系统温升的验算。 压缸壁厚、外径及工作行程的计算 a. 中低压液压系统中，液压缸的壁厚 一般不做计算，按经验选取，则缸筒外径 210 （ 5 按标准 列选取液压缸的外径为 240。 缸筒壁厚的校核，液压缸的内径 ( 001 )与其壁厚 （ =40=20比值 1D =10，故可用薄壁圆筒的壁厚计算公式进行校核 2 1 5 式中： 液压缸壁厚（ ； 试验压力，一般取最大工作压力的（ 倍（ 缸筒材料的许用应力，无缝钢管 =100 110 2 11002 =20以所选壁厚满足要求。 b. 液压缸工作行程长度，可根据执行机构实际工作的最大行程来确定，所选的执行机构即液压滑台的工作行程为 合液压缸活塞行程参数系列确定液压缸的工作行程为 3600 压缸缸底和缸盖的计算 在中低压系统中，液压缸的缸底和缸盖一般是根据结构需要进行设计，不需进行强度计算。 本科生毕业设计（论文） 25 压缸进出油口尺寸的确定 液压缸的进出油口尺寸，是根据油管内的平均速度来确定的，要求压力管路内的最大平均 流速控制在 4 5m/大会造成压力损失剧增，而使回路效率下降，并会引起气蚀、噪音、振动等，因此油口不宜过小，一般可按文献 2选用，本系统选用进出油口 2的螺纹接头。 根据以上计算及选用的参数综合为表 5 液压缸结构设计 (1)缸体与缸盖的连接形式 法兰连接 优点：（ 1）结构简单，成本低 （ 2）强度较大，能承受高压 缺点：（ 1）径向尺寸较大 （ 2）用钢管焊上法兰，工艺过程复杂 螺纹连接 优点：（ 1）外型尺寸小（ 2）重量较轻 缺点：端部结构复杂，工艺要求较高 外半环连接 优 点：（ 1）结构较简单（ 2）加工装备方便 缺点：（ 1）外型尺寸较大（ 2）缸筒开槽，削弱了强度，需增加缸筒壁厚 内半环连接 优点：（ 1）外型尺寸小（ 2）结构紧凑，重量较轻 缺点：（ 1）缸筒开槽，削弱了强度（ 2）端部进入缸体内较长，安装时密封圈易被槽口檫伤 综合以上，确定液压缸体与缸盖的连接结构选用外螺纹连接 4。 (2)活塞和活塞杆的连接结构 焊接结构 结构简单，比较牢固 本科生毕业设计（论文） 26 螺纹连接 结构简单，在振动的工作条件下容易松动，必须用锁紧装置 半环连接 结构简单，拆装方便，不易松动，但会出现轴向间隙 锥销连接 结构可靠，用锥销连接，销孔必须配铰 活塞与活塞杆的接结构采用螺纹纹接，这种结构连接稳固，活塞与活塞杆之间无公差要求。 （ 3）活塞杠导向部分的结构 活塞杠导向部分的结构，包括活塞杆与端盖 导向套的结构，以及密封 防尘和锁紧装置等。导向套的结构可以做成端盖整体式直接导向，也可以做成与端盖分开的导向套结构。后者导向套磨损后便于更换，所以应用较普遍。导向套的位置可安装在密封圈的内侧，也可以装在外侧。 结构形式 特点 端盖直接导向 （ 1）端盖与活塞杆直接接触导向，结构简单，但磨损后只能更换整个端
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