后装压缩式垃圾车专用装置设计与研究【5张图/13500字】【优秀机械毕业设计论文】

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A0-垃圾车总图.dwg

A1-压实油缸图.dwg

A1-推卸油缸.dwg

A1-液压原理图.dwg

A1-清扫油缸图.dwg

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关键词：: 压缩紧缩垃圾车专用装置设计研究钻研优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份，38页，13500字左右。
任务书一份。
外文翻译一份。

图纸共5张，如下所示
A0-垃圾车总图.dwg
A1-压实油缸图.dwg
A1-推卸油缸.dwg
A1-液压原理图.dwg
A1-清扫油缸图.dwg

[摘要]：
本课题是对后装压缩式垃圾车的各专用装置进行分析与研究，从而设计出合理的专用装置，并对垃圾车进行了绿色设计与人机工程方面的研究。
XZ5110ZYS后装压缩式垃圾车专用装置由车厢、推挤卸料机构、装填机构、举升机构和液压系统等部分组成。车厢大多采用骨架式结构，车厢的纵截面一般为直角梯形，该车推挤面断面选择了矩形横截面的型式，推板的结构型式为折面型。
XZ5110ZYS型压缩式垃圾车专用装置的工作由专门设计的一套液压系统提供动力，从而实现对垃圾的清扫、压实和推卸以及举升后装压缩机构等基本功能。
使用绿色设计的方法对后装压缩式垃圾车进行设计与制造，考虑到了垃圾车是一种城市车辆，体现了对人（包括使用者和周围的人群）的关心尊重和对环境的保护，符合当代机械产品设计安全、舒适、可靠、满足用户需求的设计理念，使得垃圾车的设计水平得到了进一步提高，使产品容易实现系列化、标准化、模块化，有利于提高产品的“绿色度”。

[关键词]：
后装压缩垃圾车液压系统人机工程绿色设计

Abstract:
The topic of the paper is the analyzing of the special mechanism of the back-up compression garbage truck, designing the suitable special mechanism, the green design and human engineering.
XZ5110ZYS back-up compression garbage truck special mechanism consists of compartment equip-pack fill organization; shove organization; put-up mechanism and hydraulic system. Most compartments of the back-up compression garbage trucks choose the structure of the frame, and the vertical section of compartment is angled trapezium. Its shoving section uses the rectangle patter.
The power of equip-pack fill organization of XZ5110ZYS back-up compression garbage truck is provided by a set of hydraulic system. It completes the fundamental function of cleaning, pressing, lifting and pushing.
The method of green design is a advanced way. Considering the garbage truck is a civic truck, it is necessary to design and machine the green back-up compression garbage truck. It shows we respect the people’s everyday life and environment protect is the greatest desire. It suits the safe, comfortable and reliability machinery production desire. The level of the design of the garbage truck is quickly developed at same time.

Key words:
back-up compression garbage truck hydraulic system
human engineering green design

目录
第一章前言 ……………………………………………………………………… 1
1.1 国内垃圾车发展与现状………………………………………………… 1
1.2 本课题研究的目的和主要内容………………………………………… 3
第二章 XZ5110ZYS型后装压缩式垃圾车的专用装置原理分析与选择…………4
2.1 XZ5110ZYS型后装压缩式垃圾车的专用装置简介………………………4
2.2 XZ5110ZYS型后装压缩式垃圾车的专用装置原理分析与选择…………5
2.2.1车厢的选择……………………………………………………………5
2.2.2推板及其驱动方式的选择……………………………………………6
2.2.3 装填机构的选择…………………………………………………… 7
2.2.4 推挤卸料机构的选择……………………………………………… 11
2.2.5 压缩机构极其控制系统的选择…………………………………… 12
2.3 本章小结 ……………………………………………………………… 13
第三章 XZ5110ZYS型后装压缩式垃圾车专用装置液压系统设计……………… 14
3.1液压系统总体方案设计……………………………………………………… 14
3.2选择液压缸…………………………………………………………………… 18
3.2.1液压缸的设计计算………………………………………………………… 18
3.2.2选择推板液压缸……………………………………………………… 23
3.2.3选择压实液压缸……………………………………………………… 24
3.3 选择液压元件………………………………………………………………… 25
3.3.1选择液压泵…………………………………………………………… 25
3.3.2选择阀类元件及辅助元件…………………………………………… 26
3.3 液压系统故障分析…………………………………………………………… 27
3.4 本章小结 …………………………………………………………………… 30

第四章 XZ5110ZYS型后装压缩式垃圾车绿色设计………………………………31
4.1 人机工程设计…………………………………………………………… 31
4.1.1液压系统的可靠性设计…………………………………………… 31
4.1.2 振动与噪声控制…………………………………………………… 31
4.1.3宜人性设计………………………………………………………… 32
4.2 可回收性以及可拆卸性及设计………………………………………… 32
4.3 面向制造与装配设计…………………………………………………… 33
4.4 底盘设计………………………………………………………………… 33
4.5本章小结………………………………………………………………… 34
结论………………………………………………………………………………… 35
后记………………………………………………………………………………… 36
参考文献…………………………………………………………………………… 37
一、设计题目：
XZ5110ZYS后装压缩式垃圾车专用装置设计与研究

二、设计任务要求及主要原始资料：
设计任务要求：
1、垃圾车发展的历史与现状
2、专用装置原理分析与选择
3、专用装置液压系统设计
4、人机工程及绿色设计
主要原始资料：
1.后装压缩式垃圾车绿色设计，丁继斌. 城市车辆，2003.4
2.对接式压缩垃圾车的功能和结构, 李金显. 专用汽车，2002.3
3.浅谈QG5101ZLJ后装压缩式垃圾车, 王生业. 青海科技，1999.2
4.城市垃圾车用液压控制系统, 秦四成，戴培清. 重型汽车，2001.2

后装压缩式垃圾车专用装置设计与研究[R][汽车]

内容简介：: 徐州师范大学毕业 (论文 ) 任务书一、设计题目：装压缩式垃圾车专用装置设计与研究二、设计任务要求及主要原始资料：设计任务要求： 1、垃圾车发展的历史与现状 2、专用装置原理分析与选择 3、专用装置液压系统设计 4、人机工程及绿色设计主要原始资料：继斌 . 城市车辆，李金显 . 专用汽车，装压缩式垃圾车 , 王生业 . 青海科技，秦四成，戴培清 . 重型汽车，、设计时间： 2004 年 4 月 5 日至 2004 年 6 月 10 日指导老师：丁继斌系（部）主任：邢邦圣工学院技术教育学院徐州师范大学毕业论文论文题目后装压缩式垃圾车专用装置设计与研究系（部）：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化班级： 00 机制 41 学生：庄为山 2004 年 4 月 5 日至 2004 年 6 月 10 日工学院技术教育学院徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 38 参考文献继斌 . 城市车辆，郑培康 . 专用汽车，李金显 . 专用汽车，装压缩式垃圾车 , 王生业 . 青海科技，秦四成，戴培清 . 重型汽车，王承基 . 专用汽车，少萍 . 北京：北京航空航天出版社，元章 . 北京：机械工业出版社，夏志新 . 北京：机械工业出版社，郭青山，汪元辉 . 天津：天津大学出版社，盛金良，顾炜 . 工程机械，胡宁，范俊清 . 专用汽车， 3. 列后装压缩式垃圾车提升机构的改进 , 李宇峰 . 广西交通科技， 1997 4. 徐州特种汽车总厂，后装压缩式垃圾车设计计算书 15. 徐州特种汽车总厂，后装压缩式垃圾车说明书雷天觉 . 北京：北京理工大学出版社，朱龙根 . 北京：机械工业出版社，章宏甲 . 北京：机械工业出版社，庞志成 . 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，庞志成 . 南京：江苏科学技术出版社， 1993.7 徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 - - 37 后记在本次毕业论文完成过程中，我得到了徐州师范大学工学院机械系领导和老师的大力支持。我要对机械工程系的各位领导对此次毕业设计的重视表示衷心的感谢。同时，对系里的各位老师，特别是几任班主任郭玉琴老师，丁继斌老师，郭永环老师，在大学四年的学习生活中，给了我很多的帮助和指导。正是他们的关心和帮助，使我成长为一名合格的大学毕业生，为我今后踏上工作岗位奠定了坚实的基础。本文是在尊敬的导师丁继斌老师的精心指导和悉心关怀下完成的。他以其渊博的知识、严谨的治学态度、开拓进取的精神和高度的责任心，给我的学习、工作、生活以很大的影响，使我终生难忘，并将永远激励我奋发向上。值此学位论文完成之际，谨向敬爱的导师表示衷心的感谢，并致以崇高的敬意！感谢同组的成振琴、倪辉和嵇余燕同学，在整个毕业设计期间，大家亲密合作，发挥团队精神，使得毕业论文顺利完成。同时，感谢所有给我帮助的其他老师和同学。摘要：本课题是对后装压缩式垃圾车的各专用装置进行分析与研究，从而设计出合理的专用装置，并对垃圾车进行了绿色设计与人机工程方面的研究。装压缩式垃圾车专用装置由车厢、推挤卸料机构、装填机构、举升机构和液压系统等部分组成。车厢大多采用骨架式结构，车厢的纵截面一般为直角梯形，该车推挤面断面选择了矩形横截面的型式，推板的结构型式为折面型。压缩式垃圾车专用装置的工作由专门设计的一套液压系统提供动力，从而实现对垃圾的清扫、压实和推卸以及举升后装压缩机构等基本功能。使用绿色设计的方法对后装压缩式垃圾车进行设计与制造，考虑到了垃圾车是一种城市车辆，体现了对人（包括使用者和周围的人群）的关心尊重和对环境的保护，符合当代机械产品设计安全、舒适、可靠、满足用户需求的设计理念，使得垃圾车的设计水平得到了进一步提高，使产品容易实现系列化、标准化、模块化，有利于提高产品的“绿色度”。关键词：后装压缩垃圾车液压系统人机工程绿色设计 of is of of of of of of is of is by a of It of of is a is a it is to It we s is It of of is at 录第一章前言 1 内垃圾车发展与现状 1 课题研究的目的和主要内容 3 第二章后装压缩式垃圾车的专用装置原理分析与选择 4 后装压缩式垃圾车的专用装置简介 4 后装压缩式垃圾车的专用装置原理分析与选择 5 厢的选择 5 板及其驱动方式的选择 6 填机构的选择 7 挤卸料机构的选择 11 缩机构极其控制系统的选择 12 章小结 13 第三章后装压缩式垃圾车专用装置液压系统设计 14 压系统总体方案设计 14 择液压缸 18 压缸的设计计算 18 择推板液压缸 23 择压实液压缸 24 择液压元件 25 择液压泵 25 择阀类元件及辅助元件 26 压系统故障分析 27 章小结 30 第四章后装压缩式垃圾车绿色设计 3 1 机工程设计 31 压系统的可靠性设计 31 动与噪声控制 31 人性设计 32 回收性以及可拆卸性及设计 32 向制造与装配设计 33 盘设计 33 章小结 34 结论 35 后记 36 参考文献 37 徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 1 第一章前言内垃圾车发展与现状随着城市规模的不断扩大，城市化水平不断提高，作为城市环保课题之一的垃圾收运问题就越显突出。据国家权威部门预计： “ 九五期间自动装卸压缩式垃圾车需求量约为 6000，并且向密封化、自动化、大型化发展，需要引进国外先进技术和样车 ” 。自上世纪八十年代以来，为跟上这一形势，国外各大专用汽车生产厂家纷纷开发省时、省力、能防止二次污染的、高效的垃圾车。主要车型有：敞开式垃圾车、加盖式垃圾车、集装箱式垃圾车、侧装式垃圾车、后装式垃圾车、活动底板式垃圾车、液压推顶式垃圾车和拉臂式垃圾车 46。随着生活的改变，垃圾的比重不断加大，据报道，的生活垃圾。这些生活垃圾大部分用城市垃圾车运走，因此，用重型汽车改装的大装载容积的城市垃圾车应运而生。从此我国环卫车辆开始发生质的变化，许多企业经过自主开发，引进和消化国外先进技术，生产出快速高效、全封闭、可防止二次污染，符合现代城市建设环保要求的各种环卫车辆，得到越来越广泛的应用，其市场迅速扩大，在不断的探索中，逐渐成熟化并取得很好的社会效益。适应当前市场需求和今后发展方向，得到迅速普及和推广使用，并逐步代替了带侧面液压提升机构而无压缩机构，不能到门到户的厢式垃圾集运车。目前，国内垃圾车制造行业的主要有：中韩合资北京市华材特装车有限公司（ “ 华材牌 ” ）；上海市环境工程设计科学研究所；中日合资南京晨光航天应用技术股份有限公司（晨光牌）；辽宁抚顺起重机总厂；徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 2 徐州特种汽车总厂（华风牌）；中国第一汽车集团四川专用汽车厂（远达牌）；济南哈勒汽车制造有限公司（哈勒牌）；武汉九通汽车厂（九通牌）；南宁专用汽车厂（象力牌）等课题研究的目的和主要内容近年来，环保逐渐成为一个热门话题，经济的增长加速了我国环保产业的升温，环保方面存在的急待解决的众多问题同时也暴露出来，其中垃圾的处理属于重中之重，垃圾的运输问题成为研究的焦点。中国人口近十三亿，城市垃圾年产量达一亿吨以上，每年以八个百分点递增。我国现又处在国民经济持续快速增长和城市化加速发展时期，而垃圾处理技术整体水平仍然较低，垃圾无害化水平与发达国家还有较大差距。垃圾污染日益严重，已经成为中国政府高度重视和致力解决的重大社会问题之一。根据我国城市车辆过多、交通不畅的状况，以及发展压缩效率高、大吨位垃圾收集的成熟经验，都应以大型垃圾车为主。特别是垃圾处理场，离城市市区较远，平均约为 30区往垃圾场送垃圾使用大吨位垃圾车相对来说是经济的，并且有较好的社会效益，适合当前市场需求和今后发展方向，市场前景是相当广阔的。而近年来垃圾的收集运输主要以摆臂式自装卸车，侧装式垃圾车，由于自身存在的飘，洒，撒，漏等二次污染，容量小，可压缩性差等性能缺点，已经不能适应环保发展的需求，后装式垃圾车将是垃圾收集运输的理想工具。同样随着人们生活水平的不断提高，高层建筑和住宅小区不断增多，城市垃圾的成份发生了很大变化，其变化特点是：密度不断下降，可压缩性增强，压缩后的垃圾为原来体积的 1/3，对垃圾车车的压缩需求越来越大。为提高垃圾车的装载功能和收运容量，加强对城市垃圾收运车的研制和推广，大力发展徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 3 后装式压缩式垃圾车，是我国城市垃圾收集的主要手段，也是迫切需求。同时它还对是对实现环卫放射线学机械化，现代化，减轻工人劳动强度，保持城市洁净美观将起到极为重要的作用，本课题的研究目的是通过对专用装置的分析与研究，最终设计出造型优美、合乎市场化的高效绿色垃圾车。这样一来不仅使垃圾车环保，而且美观实用。其主要内容有：第一章前言国内垃圾车现状，本课题研究的目的及主要内容；第二章后装压缩式垃圾车的专用装置原理分析与选择；第三章后装压缩式垃圾车专用装置液压系统设计；第四章后装压缩式垃圾车绿色设计；最后是本文的结论。徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 14 第三章后装压缩式垃圾车专用装置液压系统设计后装压缩式垃圾车产品的专用装置液压系统是整个专用装置系统的重要组成部分，液压系统性能的优劣直接影响到垃圾车功能能否顺利实现。为此，我们需要设计一套结构简单，性能可靠，操作方便的专用装置液压系统。压系统总体方案设计 (a) 举升油缸（ b）推板油缸（ c）清扫油缸（ d）压实油缸图 3装压缩式垃圾车液压原理图 ( a )( b ) ( c ) ( d )徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 15 溢流阀 1）溢流阀的作用是：调节泵的出口压力，把多余的液压油引入油箱。使液压系统液压输出压力保持恒定的压力值。一般用于有定量泵的液压系统，阀口常开。 2）溢流阀一般用作溢流阀、安全阀、背压阀和远程调压、系统卸荷使用。与安全阀的相同点：符号与安全阀相同。与安全阀的区别：安全阀的作用是当系统压力超过规定值时，进行卸载，阀口常闭。溢流阀一般用于定量泵，安全阀一般用于变量泵。如图 3示，溢流阀使液压系统液压输出压力保持恒定的压力值，图3示为推板油缸部分的可调溢流阀。 (a) (b) (c) (d) (a) (b) (c) (d)图 3统溢流阀图 3板油缸溢流阀举升油缸 (a)(b) (c) (d)图 3压系统举升部分徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 16 三位四通电磁阀的弹簧采用自动复位，目的是使在扳动操纵手柄后，当操作人员松开手柄后，举升油缸能使得装填厢停止在任意位置。工作过程：手柄向左扳动，控制阀在 (a) (b) (c) (d)的位置，液压油进入举升油缸下腔，活塞伸出，使装填厢举起。手柄向右扳动，控制阀在 (a) (b) (c) (d)的位置，液压油进入举升油缸上腔，活塞回缩，使装填厢下落。单向节流阀的作用是控制举升油缸的下降速度，使装填厢恒速下降，以防止装填厢下降速度太快，增强安全性。使用液控单向阀的目的是能通过液控单向阀回油。推板油缸 (a)(b) (c) (d)图 3压系统推卸料部分工作过程：手柄向右扳动，控制阀在 (a) (b) (c) (d)的位置，进油口进油。液压油进入举升油缸下腔，活塞伸出，使推卸料油缸活塞前伸，推动推板，将垃圾推出车厢。手柄向左扳动，控制阀在 (a) (b) (c) (d)的位置，推板油缸停留在车厢的最后端，当装填机构的压实油缸将垃圾压入车厢时，由于有背压的作用，活塞逐渐回缩，直至推板回到车厢的最前端。徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 17 清扫油缸 (a)(b) (c) (d)图 3压系统清扫部分三位四通电磁阀的弹簧采用手动复位，目的是使在扳动操纵手柄后，当操作人员松开手柄后，清扫油缸能继续工作，直到相应的止点为止。工作过程：手柄向右扳动，控制阀在 (a) (b) (c) (d)的位置，液压油进入清扫油缸上腔，活塞回缩，使清扫油缸逆时针旋转，准备进行清扫垃圾。手柄向左扳动，控制阀在 (a) (b) (c) (d)的位置，液压油进入清扫油缸下腔，活塞伸出，使清扫油缸顺时针旋转，清扫垃圾（对垃圾进行第一次压缩）。旋转到位后，保持在终点状态。压实油缸 (a)(b) (c) (d)图 3压系统压实部分徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 18 三位四通电磁阀的弹簧采用手动复位，目的是使在扳动操纵手柄后，当操作人员松开手柄后，压实油缸能继续工作，直到相应的止点为止。工作过程：手柄向右扳动，控制阀在 (a) (b) (c) (d)的位置，液压油进入压实油缸上腔，活塞回缩，使压实油缸下降（同时带动清扫油缸下降），准备在清扫油缸工作完毕之后，对垃圾进行二次压缩。手柄向左扳动，控制阀在 (a) (b) (c) (d)的位置，液压油进入压实油缸下腔，活塞伸出，使压实油缸上升（同时带动清扫油缸上升），压实垃圾（对垃圾进行二次压缩），并最终将垃圾推入车厢。当垃圾被压入车厢后，由于推板液压油路的背压阀有背压作用，将推板厢前推动一段距离。择液压缸由于在推卸料时，推卸料油缸主要克服垃圾与底板和内壁产生的摩擦力，因此，计算推力时，应考虑的垃圾与底板的摩擦力、垃圾内壁的摩擦力等因素。由于在卸料开始时刻所需卸料油缸液压推杆推力最大，而此时卸料油缸推杆又处于最不发力位置，因此，在分析推料油缸和推板的受力时，应求出其在卸料开始时刻时的受力情况，并以此为依据，进行相关的计算，选择推卸料油缸、压实油缸初始尺寸 59。压缸的设计计算垃圾与底板的摩擦力根据有关材料，非金属的静摩擦系数大致如表 3 垃圾车推卸料机构及其受力情况如图 3 3示，取垃圾与钢板的静摩擦系数 0 求最佳角和最小 F 值。徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 19 表 3擦系数表图 3卸料机构示意图图 3卸料受力分析图摩擦副材料静摩擦系数（ 0）石金属金属）；）土土土）；）木石木车厢轮廓推板四级油缸 0 徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 20 0 1 201 根据受力平衡条件有： 0s o 解得： 0)s i n(co s 01 （ 3 于是： s 001 （ 3 显然，当最大值时，值最小。为此，用数学方法构造一个三角形，来求得最佳值，其配方如图 3 图 3擦系数配方图 )c 1)s c s s （ 3 显然，当时， 1) ，获得最大值。此时： 2002000011)c o s (1s o s （ 3 （ 3 （ 3 徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 21 A F 1F 2W 2 , 故： , 所以： 0 （ 3 由 0 得： r c t a na r c t a n 00 （ 3 故当只计算垃圾与底板的摩擦时，需要的最小推力为： 8421s o s o s 00001 （ 3 垃圾与车厢左、右侧壁和上壁的摩擦力斜置的推板受力情况如图 3示，推板通过 A 处的导槽和 B 点的导轮支持，可在车厢侧围上滑动。若车厢的长、宽、高分别为 a、 b、 h，车厢内受挤压的垃圾产生的压强为 p。图 3 推板受力图卸料过程中，压缩的垃圾在车厢左、右侧壁和上壁产生的摩擦阻力徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 22 )2()2(2 （ 3 式中： f 垃圾与车厢壁之间的静摩擦系数； p 受挤压的垃圾产生的压强。所需要推卸料油缸的最小力由上述 1、 2 知，推料油缸所需要的最小力为：（ 3 压实油缸推力计算在车厢即将装满时，所需要的压实油缸的压实力的水平分量最大，因此，压实油缸的选择应以在车厢即将装满时为设计依据。可以认为，此时压实油缸压实力的水平分量满足大于或等于推卸料油缸在卸料开始时刻的推力的水平分量，就可以将垃圾完全地压进车厢，达到设计要求。后装压缩式垃圾车初始设计参数 14： 1）推料板的倾角为： 073 ； 2）车厢有效的长、宽、高： 1 6 9 52 1 6 03 2 1 2 3）垃圾与车厢左、右侧壁和上壁的摩擦系数取为： 1.0f ； 4）推板自重： 8561 ； 5）装载质量： 500 ； 6）卸料推板尺寸： 6 9 52 1 6 0 ； 7）受挤压的垃圾产生的压强 p ：由于装填机构将垃圾压入以及推卸料机构驱动推板将垃圾推出时，垃圾的密度的不确定性，因此，垃圾在传递压实力和推c 1 徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 23 力时既不是固体传递，也不是液体传递，在长度方向上垃圾与车厢左、右侧壁和上壁产生的摩擦力也不相等，鉴于此，根据相关文献，取 p =11503N/ 8）由上述 7）的分析以及表 3垃圾与车厢左、右侧壁和上壁的摩擦系数为： 1.0f ；于是： 8421s i (s i nc 由于此时清扫油缸压力固定，因此在压实油缸动作时，可以把清扫油缸与清扫板视为一个刚体。显然，此时压实油缸推杆的推力水平分量应大于等于推板卸料油缸推杆推力的水平分量，即： F C 从而求得：（ 3 式中为装填角，当确定以后，就可以根据式 1算出择推板液压缸后装压缩式垃圾车采用东风二类底盘，配套6105柴油发动机，为液压系统的提供最大工作压力为 14板液压缸总行程为 32101618 初选液压缸为 4210（其中缸径分别为 140， 115， 90， 63。行程分别为 750， 785， 820， 855） 14044 2 562 徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 24 取垃圾与钢板的摩擦系数为 7.0f，假定垃圾对车厢的压力分布为线性，则摩擦力 r = N F 推出力在起始水平分力为 F 1 o s ，远大于擦阻力。第二节油缸开始工作时，已卸去 1/3 的垃圾了，而第二节油缸的水平作用分力也大于擦力，故这油缸足够。择压实液压缸由第二章分析可知，一般取 45 ，据式（ 3 12）所以 727945c o o o sc o s 对于单活塞杆液压缸，液压缸的有效工作面积按下式计算： 9;机械效率液压缸的工作压力，；液压缸的推力，液压缸的有效工作面积式中：)(80442所以根据新编液压工程手册（下册）表 10车辆用液压缸性能参数可知：压实油缸选用杆径为 45州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 25 其无杆侧面积为 22 杆侧面积为 . 由于清扫油缸与举升缸的强度受力远远要比压实油缸低，为了垃圾车的经济性 ,可靠性及实用性，清扫油缸和举升油缸都选用择液压元件择液压泵对于伸缩式油缸，其各级的运动速度与有效的工作面积成反比，即（ 3 故其流量为 )/(10750101404/ 34362 3垃圾时间为总的动作时间，某一级缸的行程，容积效率；度，某一级液压缸的运动速某一级液压缸的面积，式中：由于是简单的回路，故 .1(取 )/(44m a x 根据系统所需流量和初选的齿轮泵的转速计算排量，由于泵直接取力于汽车发动机，故其转速为 25003000r/m (1000341 其中 9.0,m i n,m i n 1 为容积效率，一般取单位是单位是 vv 齿轮泵的排量，转速和工作压力确定以后，可以根据下式计算确定以后，确定驱动功率徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 26 )()m i n()(6034左右。总效率，可在工作压力（式中（ 3 14）由以上的数据，根据新编液压工程手册（上册）表轮泵的性能可知选用 10。驱动功率为总效率为容积效率为（允许用户长期使用）最高转速为额定转速为最高压力为额定压力其中理论排量为.0;0,1610择阀类元件及辅助元件根据阀类元件及辅助元件所在油路的最大工作压力和通过该元件的最大实际流量，可选出这些液压元件的型号及规格见表 3 表 3件的型号及规格序号元件名称估计通过量 /（ L 额定流量 /（ L 额定压力 /（额定压降 /（型号、规格 1 齿轮泵 6 p=10ml/r 2 三位四通换向阀（自动） 0 16 三位四通换向阀（手动） 5 16 013 液流阀 2 40 16 平衡阀 40 14 州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 27 6 滤油器 19 40 16 U 100 可调节流阀 0 16 液控单向阀 0 16 压系统故障分析后装压缩式垃圾车产品的液压系统的高故障率已经成为了该产品的致命伤 ,提高产品的可靠性 ,首当其冲地要解决这个问题 7。在液压系统中 ,故障又大多表现为卡阀 ,所以又可以说更为突出的是要解决阀的问题。后装压缩式垃圾车具有实现基本运动的四组油缸 ,分别用四个主换向阀来控制。要减少甚至避免卡阀 ,提高油液的清洁度固然是必要的 ,但是在垃圾车的使用条件下 , 油液很难保证任何时候都不受污染。在这种情况下 ,解决问题的思路有两条 :一是提高换向阀阀芯的换向力来克服卡阻 ,二是一旦发生了卡阀的现象时用手柄操作来排除故障。在后装压缩式垃圾车上 ,一般用作换向阀的是电磁阀或电液阀。出于上述思路 ,第一 ,应采用多路阀；第二 ,用气缸驱动液压阀换向。就是说 ,在标准多路阀的每一单元上加装汽车缸驱动装置 ,经过这样改装 , 液压阀芯的换向力可达上千牛顿 ,保证了换向可靠。这一点已在长期使用中得到证实气动两用多路阀。手动操作的功能不仅可以用来排除阀本身引起的故障 ,也可以用来排除其他原因造成的故障和处理事故 ,还给安装 ,调试和维修工作提供了方便。可靠性大大提高。垃圾车工作环境恶劣，垃圾中的各种污染物从各种途径侵蚀液压系统，影响液压系统的工作。由于滤油器效果不佳，常出现平衡阀堵塞，回油管损坏现象，使液压系统无力，不能正常工作的现象。由于液压介质污染使液压系统元件磨损加剧，使用寿命缩短更是经常存在的问题，为此应加装两级滤清装置。液压系统使用环境恶劣，液压介质的污染物除其系统制造安装时带进的污徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 28 染物，运行时装置内产生的污染物外，主要还有装置露出部分浸入的垃圾中的各种成分。液压介质污染物主要可分为以下几类： (1)制造安装或维修时带进的污染物：金属粉粒，锈屑，涂料片，密封材料，纤维，其它液体； (2)从装置露出部分如液压缸进入的污染物：灰尘，垃圾颗粒，水，液体溶液和纤维； (3)装置内产生的污染物：金属粉粒，锈屑，油变物质，密封材料。液压系统的污染控制贯穿于液压系统的设计、制造、安装、使用和维护等整个过程。我们可采用以下方法控制污染： a 清洗系统。系统安装前用汽油清洗管道，系统交付使用前用液压油循环清洗系统； b 优化油路布局； c 实行两级过滤，加装精滤器，以防止堵塞各种阀。液压系统的常见故障、产生故障的原因以及排除方法如表 3 3压系统的常见故障、产生原因以及排除方法故障模式产生故障的原因排除方法下液压缸不动作主阀芯运动正常之运动正常成油路之中有空气，使液压油路压力降低油尺刻度上限换密封件徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 29 部泄漏过大或更换换向阀成端面大量泄漏中出现震动及噪声液流动受阻除故障压泵转速过高压油流动不畅入大量空气限不均匀有爬行现象出空气件之间的运动阻力较大部件之间的间隙和装填厢上升和下落时速度明显加快能逐渐关小主阀芯运动正常 21. 液控平衡阀弹簧折断，主阀芯不能回位过程中有冲击现象能逐渐关小主阀芯运动正常 23. 液控单向阀弹簧折断，主阀芯不能回位徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 30 下液压缸不能动作溢流阀回油口常开主阀芯运动正常洗油路柄后，不能连贯完成刮板开启、滑板下行、刮板搂料以及滑板上行等一系列动作推位换向阀阀杆作用的弹簧变形、失效形、锁紧螺母松动等原因造成调整间隙变大紧锁紧螺母章小结本章通过对液压缸、液压泵、阀类元件及辅助元件的选择，确定了一套完整的液压系统。同时，对设计的液压系统进行了故障分析，介绍了常见故障、产生故障的原因以及排除方法等。徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 4 第二章后装压缩式垃圾车的专用装置原理分析与选风” 底盘，经加装封闭式车厢、填塞装置、推卸料机构、举升油缸等专用工作装置，而组成的新型城市生活垃圾收集运输车。其在装载过程中具有对垃圾的压缩能力，使用推板卸载，则使卸载过程平稳、安全，机械化作业程度高、装载量大、操作方便、外形美观大方等优点，是一种较理想的城市生活垃圾运载工具 31416。后装压缩式垃圾车的专用装置简介塞器总成、推板、锁紧装置、取力操纵机构、液压系统等组成。垃圾从车尾部倒入填装器后，被自动破碎压缩，挤入封闭车厢。垃圾被运到处理场后，填装器被举起而敞开车厢后部，在车厢内一个巨大的刮板由前向后运动，把垃圾推出车外。现将垃圾车各装置分别简介如下： (1) 车厢车厢为焊接机构，由前后框架、底架和若干个构件组成；侧顶板用钢板焊接而成，车厢前部安置推板油缸，后部通过销轴悬挂填塞器总成，形成一封闭的厢形载货空间，在车厢前部还安装了液压阀组，油箱及操纵阀。 (2) 填塞器总成填塞器总成用销轴联接悬挂在车厢后部，是车厢内填装垃圾的工作装置。它由料斗、压实板、填塞板、油缸等组成，垃圾倒入料斗后，填塞板和压实板在液压油缸的驱动下分别作摆动和直线运动，将垃圾刮起，并压入车厢，车辆卸载时，填塞器总成由举升油缸举起，即可进行卸载作业。 (3) 推板装置徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 5 本装置是车辆的卸载工作装置，推板面板呈铲形，在推板油缸的推动下，推板向后作水平推挤运动，将垃圾推出车厢。推板两侧底部设有尼龙滑块，保证推板导轨作水平运动。 (4) 锁紧装置锁紧装置是由销轴、锁紧钩等零件组成的连杆机构。在卸载作业及车辆在运行状态时，本装置呈锁紧状态，保持填塞器与车厢间紧密贴合；车辆卸载时，装置呈脱钩状态，填塞方可举起，装置不同的状态是靠举升油缸的伸出、缩回来实现。 (5) 取力操纵装置取力器安装在底盘变速箱的右侧部位。取力器输出轴与油泵轴靠方向联轴节连接。当取力器主动齿轮与变速箱中间轴上的取力齿轮啮合时，齿轮泵即从发动机取得机械动力。取力器与变速箱间的齿轮啮合拟用动拉杆挂档，操纵位置在驾驶员位置左侧。 (6) 液压系统该系统由柴油发动机通过变速器、取力器、联轴节带齿轮油泵供给动力，由齿轮油泵通过溢流阀、多路换向阀使各执行元件实现所需动作。整个液压系统的动作由手动控制。后装压缩式垃圾车的专用装置原理分析与选择厢的选择后装压缩式垃圾车的车厢大多采用骨架式结构 11。车厢的纵截面一般为直角梯形。车厢后端的斜角有利于装载厢以一定角度把垃圾送入车厢。车厢安装在车架上时，应与车架上平面保持 1 左右向后的倾角，以便车厢内的污水能从后端排除。车厢的横截面一般有矩形（图 2鼓形（图 2种。从受力角度分析，鼓形截面不仅能承受较大的垃圾横向膨胀力，而且由于徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 6 形成了顶面、左侧面和右侧面 3 个纵向柱面，使得车厢的纵向刚度和扭转刚度得到明显的增强。因此在中小型垃圾车上多采用这种截面，除车厢前后两端外，中部几乎不再需要布置加强梁。但由于鼓形横截面的厢壁成形工艺性较差，因此本后装压缩式垃圾车仍然采用矩形横截面的型式。车厢的高度和宽度应使整个外廓尺寸符合法则要求。 (a) (b) (a) 矩形 (b) 鼓形图 2厢的横截面板及其驱动方式的选择后装压缩式垃圾车的系列化一般是按车厢横截面大小分档。即某一规格的横截面适应一定车厢装载容积范围。在同一容积范围内采用同一规格的推板和装载厢。由于车厢内的垃圾车受到强烈的挤压，垃圾的反弹膨胀力作用于厢壁而形成了阻碍厢内垃圾移动的摩擦力，故垃圾不易以车厢倾斜的方式自动卸出，而必须采用强力推卸的方法使垃圾推出厢外。推板的驱动方式一般有两种，徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 7 (a) (b) (a)油缸水平布置（ b）油缸斜向布置图 2油缸直接驱动方式一种是多级油缸直接驱动方式。油缸为一般水平布置，以获得较高的驱动效率并简化结构 ,如图 2果油缸水平布置受到纵向尺寸的限制，则可斜向布置如图 2这样布置不但增加了构件受力，而且驱动力的垂直分力作用在导轨上，从而降低了驱动效率。另一种推板驱动方式是通过连杆机构放大驱动行程来驱动推板。如果设计合适，在车厢垃圾排空时，推板停留在车厢后部，而且在填装力达到一定值时，推板方可被推动向车厢前部退缩，这样可使车厢内的垃圾受压均匀，同时也避免了车厢“填不满”的情况发生。本车采用后一种推板驱动方式。填机构的选择装载厢总成是由装载厢体和内部的压缩机构组成。其作用是把垃圾填装到装载厢内进行压碎压实处理，然后再向车厢内挤压。 a. 压缩机构一般的压缩机构有复合连杆式压缩机构、带弧形板复合式压缩机构和滑板式压缩机构三种，而我们所用的是滑板式压缩机构。滑板式压缩机构的工作原理如图 2 滑板 1由油缸驱动，并沿装载厢侧壁上的导轨作斜向直线往复移动。刮板 2及与它铰接的刮板驱动油缸均铰接在滑板上，因此刮板既可随滑板一起作往复徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 8 1 2 移动又可绕固定在滑板上的铰接中心转动，它与上述的两种压缩机构比较。由于装载厢底部靠车厢的下半段为一与滑板运动方向平行的平面 ,因而在由状态 g 时，驱动油缸的全部有效功率将垃圾向车厢内压实，在这个过程中刮板施力方向始终保持不变。 ( a ) ( b ) ( c ) ( d ) ( e ) ( f ) ( g ) 实板）扫板）扫油缸）（压实油缸）图 2板式压缩机构 b. 填装角滑板式压缩机构是以一个固定的角度来施加斜向挤压力的。如图 2示。称为垃圾填装角。 1 是前述的车厢后端的安装斜角。 2 而则是滑板导轨轴线与装配结合面的夹角。因此 = 1 - 2 。填装角一般选取 45左右。 3 4 徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 9 图 2 垃圾车的装填角 c. 填装斗容积垃圾由装载厢入口倒入其下腔的填装斗后，呈自然堆积状态。其截面如图2中为垃圾的安息角。因此填装斗容积大小的确定应考虑以下几方面因素：使用条件（即斗内倾倒垃圾的方式）。如果垃圾车主要用来收集分散垃圾或袋装垃圾，则填装斗容积可以小些。若主要用来收集桶装垃圾、斗装垃圾或手推车装垃圾、就要考虑一次装一桶还是图 2填装斗容积两桶（或斗、车）等等，总之填装容积应与此相适应。填装斗容积还应与车厢徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 10 总容积相协调，大厢小斗会降低装载效率；小厢大斗则造成材料和动力的浪费。此外还应能满足整车总布置和道路条件的要求。 d. 装载厢在车厢上的锁紧装填垃圾时，垃圾对装载厢的反作用力将使装载厢向后顶起而与车厢分离，导致填装作业无法进行。所以当垃圾卸毕装载厢落座后必须将其下部锁紧在车厢上，这是填装作业的需要，也是汽车行驶时防止装载厢跳动的需要。最简单的锁紧方法是采用螺栓锁紧。即在车厢后端下部装一活节螺栓螺母机构。装载用落座后，把活节螺栓插入装载厢的相应的槽口内，拧紧螺母即可锁紧装载厢。在需要举升装载厢时，则先松开螺母，并把活节螺栓抽出槽口即可。这种机构虽然简单，但操作并不便，并与整个专用装置的自动化操作脱节，同时也容易产生误操作。第二种锁紧方法是采用销、契或钩子进行锁紧。活动紧固件的动作可由单独油缸或气缸驱动。该油缸必须与举升油缸联锁，即开锁举升，以及落下锁紧，避免产生误操作。如果把举升油缸行程设计得稍微靠前一些，利用这一超前的行程来驱动活动紧固件，也可以获得同样的效果。第三种锁紧方法：把装载厢和车厢的铰接设计成销子和长槽连接。举升油缸的下支座焊接在车厢上，上支座焊接在装载厢侧壁上，当举升油缸刚伸出时，由于焊接在装载厢侧壁下端的销子卡在焊接在车厢上的槽口内，因此装载厢不能转动。结果，举升油缸顶起整个装载厢，使其沿斜向贴合面向上平移一段距离。与此同时铰接处的销子（固定在装载厢上）从长槽（固定在车厢上）下端逐渐移动到上端。一旦销子从槽口内脱出（即表示装载厢下部与车厢脱离约束，装载厢即可在举升油缸继续作用下，绕上铰接销转动。当油缸回缩时，因装载厢质心在油缸支座的后侧（右侧），因此销子与长槽仍继续保持原来接触位置，装载厢绕销子转动，落下并与车厢结合面相贴合，油缸继续回缩，装载厢即沿贴合面下移，上铰接处销子回到起始位置，同时下部销子又进入槽口内，并将徐州师范大学工学院机械设计制造及其自动化专业毕业论文 11 装载厢锁住在车厢上。挤卸料机构的选择由于车厢内的垃圾受到强烈的挤压，垃圾的反弹膨胀力作用于厢壁而形成了阻碍厢内垃圾移动的摩

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