【车辆工程类】5141后装压缩式垃圾车的总体设计【全套CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】
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【车辆工程类】5141后装压缩式垃圾车的总体设计【全套CAD图纸+毕业论文】【答辩优秀】,车辆,工程,压缩,紧缩,垃圾车,总体,整体,设计,全套,cad,图纸,毕业论文,答辩,优秀,优良
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实 习 报 告 一、 概述 根据学校以及系部关于 2007 届毕业生毕业实习的统一要求，从 3 月 6 日开始以及接下来的两周时间，是我们的毕业实习期。由于我的毕业设计课题是“后装压缩式垃圾车的总体设计”，所以被安排在江苏悦达专用车有限公司，由 黄主任 带队，同组的还有另外 3 名同学。3 月 5 日，也就是实习前 1 天，我们小组开了一个碰头会议，会上 黄主任 就实习期间的任务、目的、预期达到的效果以及需要注意的问题作了详细的说明。他说：“此次实习是你们大学期间的最后一次实习，也是非常关键的一次实习，它直接关系到你们的毕业，因为这次实习是 和你们每个人的毕业设计课题相关，如果实习期间不能做到认真、细致的话，毕业设计工作就很难开展。我要求每一位同学在实习期间能时刻清楚自己实习的任务、目的、要达到的效果以及需要注意的问题。下面我简单的说明一下，我们这组的 4 个同学都是做后装压缩式垃圾车设计的，只是每个人的分工不一样，所以到了公司以后，每个人必须针对自己的课题有所侧重，要求在实习结束之后，对这款垃圾车的制造工艺、制造流程以及它的特点非常熟悉，做到心中有车”，每个人都要求把自己设计部分的草图画出来，以便毕业设计的时候有材料可用，同时大家要注意以下两个 问题，首先是安全问题，大家一定要按照公司的有关规定进行操作，切不可想当然，其次是要遵守公司的规章制度，不泄露公司的技术机密。” 按照 黄主任 的指示，我针对自己的课题作了一份计划，一方面利用这次机会，感受一下工作的氛围，另一方面，也是最主要的，熟悉垃圾车的相关技术和这个产品本身的特点，把总体设计的草图画好。 二、 实习过程 3 月 7 日上午 8 点 30 分，我们在 黄主任 的带领下进入公司技术部，然后 黄主任 亲自给我们播放了后装压缩式垃圾车的宣传短片，片中介绍了世界上目前垃圾车的研究趋向、关键技术以及研究垃圾车技术的必要性，然 后带领我们到生产车间进行熟悉，关照一些安全知识，防止我们自己到车间的时候出现问题。 从 3 月 8 日开始我们由技术部的王部长指导。在王部长的带领下，我们接下来的时间里，前 3 天是由他在车间给我们详细介绍垃圾车的技术，后面的时间就是我们自己针对自己的课题进行草图的绘制和数据的收集。 三、 实习内容 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”问题。然后为了结合短片的内容，我们在 黄主任 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 黄主任 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 进行。 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。我是做总体设计的，所以首先必须对车子的整体画出草图，于是我利用 5 天的时间把草图画完，然后又利用 3 天的时间对车身进行了尺寸的测量，这样草图基本算完工了，接下来的时间我对液压系统研究了一番，主要是结合实物看图纸，彻底弄明白了系统的工作原理。 四、 后装压缩式垃圾车 设计 的分析 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。 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 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。 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。 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 通过这次实习，让我深刻体会到理论与实践的差距，在学习知识的同时也要亲自动手操作。这些日子里通过亲身经历，使在学校所学的理论知识得到很好的实践，而且为我将来的工作带来了很大的帮助，为毕业设计提供了必须的资料和数据。由实习，使我了解了目前世界上垃圾车的设计趋势，关键技术以及垃圾车的整个制造流程和工艺。 毕业实习虽然已经结束了，但真正的工作才开始，我相信只有在不断的学习和挑战中才可以进步。 摘要 为解决城市垃圾运输，减少运输过程中的二次污染问题，提高运输效率、降低工人劳动强度，本课题研究设计了全密封压缩式环保垃圾车。 本课题首先介绍了后装压缩式垃圾车总体设计的 5个原则，然后对这 6个原则依次进行了详细的论证分析，在此基础上与传统的垃圾车机构进行比较，确定了设计方案。在设计计算部分，根据设计要求确定了垃圾车的结构参数，并根据结构参数对垃圾车的发动机进行了选型。根据装载要求，对后装压缩式垃圾车的整体结构参数进行了设计计算，其中包括料斗容积和污水箱容积的计算；汽车底盘主要是二类底盘的选用及其改造 ，根据载荷分布对各轴的负荷进行了细化分配，同时对整车的性能参数也依据标准进行了选用，主要确定了最高车速、燃料经济性参数、机动性参数和通过性参数等；以及对轴距、前后轮距、外廓尺寸等整车尺寸参数的确定；为确保整车性能对车架进行了受力分析和强度校核、液压系统油缸的受力分析与强度校核。 关键词 ：后装；压缩；垃圾车；环保；垃圾运输 n to of in in of to In of of to of is on In on to so to of of of In to of 绿 色 垃 圾 车 越来越多的垃圾运输商开始倾销处理柴油，改用天然气这样的更洁净燃料，这个新发现是由德博朗金 ,杰瑞博德斯基以及杰姆卡龙调查报告的。 摘 要 : 这项研究 ,调查通报了垃圾车对环境、卫生、工人和国家能源安全的影响。我们也介绍了一系列运用当今新兴和主流的燃料以及引擎技术的经验，简要介绍了已经通过测试并运用的先进垃圾车技术和可供选择的燃料。我们研究的动机是为了天然气运用工程、各类车用燃料和技术、车辆加油费用及基建、遇到障碍、职工培训、减少排放和噪音以及运用到新车上等问题。 关键词 : 绿色垃圾 车、洁净燃料、天然气燃料卡车 1 前言 每天清晨 , 垃圾车穿梭于全国的大街小巷，停靠在 七千五百多万个都市和市郊家庭的附近。这些垃圾车一路上不仅收集垃圾还回收废纸、塑料、以及金属，但是这些废料是由超过七百万企业和将近 100,000 州和地方政府所丢弃。搬运废物是一项可以让我们的街道和人行道免于垃圾和鼠害的重要的工作，尽管如此，它仍然没有受到足够地重视。美国是一个垃圾制造数量不断上升的国家，过去 30年来 ,城市人均每天产生的固体废物量倍增，从 计有 136000辆垃圾回收车， 12000辆运输车 以及 31000辆垃圾处理车在带走美国的垃圾。 这支庞大的队伍带来的负面影响是多方面而且广泛的。 90%以上的垃圾车 以及超过 99%的重型载重垃圾车产成空气和噪音的污染。柴油废气威胁市民的健康，有毒有害物质可导致肺癌，噪音会引起严重的听觉疾病。 这项研究 ,调查通报了垃圾车对环境、卫生、工人和国家能源安全的影响。我们也介绍了一系列运用当今新兴和主流的燃料以及引擎技术的经验，简要介绍了已经通过测试并运用的先进垃圾车技术和可供选择的燃料。我们研究的动机是为了天然气运用工程、各类车用燃料和技术、车辆加油费用及基建 、遇到障碍、职工培训、减少排放和噪音以及运用到新车上等问题。在整个过程中我们采访了许多垃圾行业的人士、引擎制造者、燃料供应者、管理者以及其他行业的专家。结论就是这样研究得来的。 2 正文 替代柴油 柴油燃料垃圾车是美国最古老的、最耗燃料的但同时也是最污染环境的车队，他们对环境、社区卫生服务人员，以及操作它们的工人的健康构成很大的威胁。此外，这些车辆几乎完全依赖于石油燃料的化合物，由于这些燃料出口国都是世界上政局不稳定的地方，以至我们国家面临着安全危机。令人欣慰的是这种局面改变了。 19家矿物废料的操纵者 （ 17家在美国，日本、荷兰各 1家）在改用绿色燃料的领导会议上表示，用改进引擎技术，天然气燃料汽车（ 可以实现的、具有商业价值的转变。与此同时 ,越来越多的社区开始考虑引进绿色技术并纳入当地垃圾收集队伍。在这个方向上迈出的每一步都促进了能源安全，提供环境和健康方面利益的即时体现，以及使我们朝氢燃料电池的方向发展，最终实现可持续发展、无污染、可再生的能源和燃料。 建设天然气车队 柴油机垃圾运输车包括在那些排放要求使用清洁能源和使用昂贵技术（ 包括低硫 燃料和 污染控制装置 ， 象粒子过滤器和 氧催化剂 那样 ）重型车辆 中，并于 2004年开始使用该标准。这些技术中有一些但不是全部都和柴油消耗有关联。 替代燃料和先进的推进力系统能 轻易 达到新标准 ，目前已经被推广和广泛运用于商业 主要是使用天然气的发动机。美国通知监督17支垃圾车队和 9支其它车队，共部署了 692辆天然气燃料卡车。 当越来越多的车辆制造商和燃料基础设施提供者 和汽车部门 的发展有利害关系时 ，越来越多的 市政和私人操作者每年把天然气 燃料 卡车增加到他们的 车队中。 下面是关于当今天然气废料收集 队伍 的要点 ，随后是调查发现和 关于干净燃料的综合建议 以及垃圾车队建设的操作： 垃圾车可 以燃烧压缩天然气（ 者液化天然气（ 为目前美国有 100万户以上 ,数以万计的企业和城市的居民提供服务。 1989年纽约市环保局率先使用天然气卡车，目前他们操作着 36辆 垃圾管理公司，垃圾工业最大的运输和处理公司，在天然气卡车的使用上明显是美国工业的领导者，他们拥有 14支车队 380辆卡车，其中 13支在加州，另一支在宾夕法尼亚州。 通过对美国 26支使用 10个是由公共机构操纵， 16个是由根据合同规定隶属市政府的私人公司操纵。 当整个路线对燃料的需求超过车辆本身 所带的压缩天然气的能力时，在近 700辆天然气卡车中， 69%是用液化天然气作动力的， 31%是用压缩天然气作动力。很多时候之所以选择压缩天然气是因为可以和其他的车队共同使用现有的加油站。 尽管目前在商业供应上，天然气垃圾车远低于传统垃圾车 1%。如果所有的公司都计划实施天然气垃圾车工程的话，那么垃圾车的数量将超过 2200 还只是略超过百分之一的美国车队。 许多卡车生产厂家都提供天然气垃圾车，但各种各样的天然气垃圾车仍远远落后于柴油车。 新公司出现在加油设备安装、送天然气燃料上争生意的现象。 调查发现： 使用压缩天 然气和液化天然气的垃圾车减少了二氧化碳排放量 ,减小对空气品质的危害，同时噪音小了，可以减轻对工人健康的威胁。 举了 9个垃圾车操作工人的例子证明使用柴油对他们健康产生负面影响。在纽约环保局工作的司机是最有力的证据，在那里普通卡车按年代作了标记，天然气卡车被优先安排使用。 通过调查荷兰这个广泛采用天然气燃料卡车以减小噪音的国家发现，旁置式燃料系统可以减小 98%的噪音，内置式燃料系统可以减小 90%的噪音，后置式燃料系统可以减小 50%的噪音。 车队的管理人士全面地分析了减小噪音对卡车驾驶员的好处，这些噪音对卡车驾驶 员造成听觉以及交际方面的危害。 调查发现： 压缩天然气和液化天然气在燃料安全方面有一项光辉的记录。 压缩天然气燃料箱顺利通过了耐久性测试，这项测试对全世界范围内压缩天然气箱应用产生的破裂以及泄露问题进行了广泛地调查。数以千计的货运卡车载着液化天然气行驶在美国的高速公路上，但是没有发生一件严重的事故。 1990到 1993年这段时间里， 300辆液化天然气汽车行驶了 600万到 800万英里，其中只发生了 4件事故，并且只对燃料系统造成了很小的损坏。但是天然气燃料不如传统燃料安全的看法仍然存在。 调查发现： 改用压缩天然气 /液化天然气的成本很大。 实现燃料转变工程的首要成本可能是垃圾收集代理商不认同这样的一个改变的重要性，让他们认同并自动改用新燃料会遇到很多挫折。 对美国车队的调查研究显示，天然气燃料垃圾车的价格从 210000美元到 250000美元，这个价格和传统的柴油燃料垃圾车相比要高出 15%到 25%。现有的卡车要实行动力的改变费用在 30000美元到 100000美元之间。 改进现有的垃圾车队到天然气车队的所有成本必须依靠许多厂家，包括系统内各部分燃料的补给、车辆维护成本、设备需求、当地的安全法规、劳力和培训成本、燃料成本以及 必要的经济激励。 调查发现： 国外以及国内动向是产生固体垃圾的工业转向使用更洁净的燃料 部分使用天然气燃料。 车辆部门的官方人员大量的引用了当今的环境规则作为把柴油燃料垃圾车转变为天然气垃圾车的理由。 些规则是专门为重型垃圾清扫卡车设计，用于提高空气质量的。 决策者经常受到经济学的影响。更低的天然气价格、优惠的税收政策、给予项目以及法规方面的特权，使得 美国政府允许 建立一个空气污染的商业市场。 法院发布的命令和市民的投诉导致了天然气垃圾车以及重型天然气发动机的产生和改进。 高层决策者希望成为环境或则可以左右环境组织者的领导。 在垃圾回收行业的竞争领域，一些运输商希望通过使用 决定改换垃圾车的燃料也是为了改善工人的工作状和减少采用柴油燃料带来的健康威胁以及柴油引擎产生的大量噪音。 推 荐： 为了远离使用柴油，走向一个更洁净的，稳固发展的运输业的未来，推荐下列政策和方法： 现在就开展替代柴油燃料垃圾车的活动，避免将来低硫柴油燃料的开支以 及发射控制技术，这些技术面临许多迫切需要解决的 时还涉及到潜在的未来柴油燃料卡车以及燃料法令的问题。对柴油燃料的危害给予高度的重视，并更快地作出调整，那些率先使用诸如天然气这样的替代燃料的垃圾运输商将不会因为现在以及将来的政策法规改变而影响他们的生意。 和燃料供应商、车站以及汽车提供商建立合作伙伴关系有助于实现成本的降低。有效的合作是实现成功地关键因素。 参 考： 以上的文章是绿色垃圾车草稿的摘要：清洁空气的新技术，早在 2003年由 个环境研 究组织建立的纽约城市，这个杂志旨在找到促进交通运输业稳固发展的方法，对于完整的报告副本可以浏览 y . of on We a of s We of of in to up at of 5 by 00,000 is an of it is an 0 in .3 .7 An 36,000 12,000 1,000 s of 0 of 9 of of on We a of s We of of in to we 2 to in to to of in to of on of on of is is 9 17 in at of to a as an of to in us of be be to of as 004. on 7 an a 92 in to a of a in of s of of or of of of 989 by 6 in is in of 80 4 of 3 Of 6 10 by 6 by to a Of 00 69 NG 1 to NG of of an be up of If to do of to ,200 of of of to in NG NG to at of at by of 8 90 0 in to NG a of in or of NG In by 00 990 993, to is as as of NG of an be a to by of a 210,000 250,000, 15 5 of a to an 30,000 100,000. of a to on to in to as to to to up by of to a of in of of of a to be an or to as an In is in to to a to by to of To a to of be to PA of by to as of by to of a in to a a in 003 an of a of 湖南科技大学 毕业设计（论文）任务书 机电工程学 院 机械工程 系（教研室） 系（教研室）主任 : （签名） 年 月 日 学生姓名 : 蔡峥 学号 : 2003181430 专业 : 机械设计制造及其自动化 1 设计（论文）题目及专题： 装压缩式垃圾车的总体设计 2 学生设计（论文）时间： 自 3 月 21 日开始至 5 月 31 日止 1 成大先 . 机械设计手册 M.（ 1 4 册）北京：化学工业出版社， 1993. 2 杨培元，朱福元 . 液压系统设计简明手册 M. 北京： 机械工业出版社， 1994. 3 成大先 . 机械设计手册液压传动 M. 北京： 化学工业出版社， 2004. 4 周诵明，袁惠明 . 液压传动设计指导书 M. 武昌： 华中工学院出版社， 1987. 5 陈家瑞汽车构造（上册） M北京：机械工业出版社， 2005 6 陈家瑞汽车构造（下册） M北京：机械工业出版社， 2005 7 赵学敏 M北京：国防工业出版社， 2003. 8 陈秀宁 M江大学出版社， 2001. 9 汽车工程手册编辑委员会 M：基础篇 . 北京：人民交通出版社， 2001. 10 汽车工程手册编辑委员会 M：设计篇 . 北京：人民交通出版社， 2001. 11 丁继斌 J ,2005,(10): 6512 王生业 . 浅谈 装压缩式垃圾车 J1999， 6(2)： 3313 陈秀梅，王科社，刘苍山 . 垃圾车压缩填装机构的液压油路 J 2003,(10):374 设计（论文）完成的主要内容 ： 课题来源于江苏悦达专用车有限公司，是为适应环境卫生的发展需要，杜绝垃圾 运输过程的跑、冒、滴、漏，提高垃圾的装载能力，进行后压缩式环保型垃圾车的设 计。设计装运空间为 12计要求必须符合机动车等 设计要求。 组织方案论证，进行总体设计，选择底盘； 进行液压原理设计，配合成员进行其它部件的结构设计与强度校核 6 发题时间： 2006 年 3 月 21 日 指导教师（ 签名） ： 学 生（签 名） ： 湖南科技大学 毕业设计（论文）进度表 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 题 目 ： 装 压 缩 式 垃 圾 车 的 总 体 设 计 起止时 间： 生： 蔡峥 （签名） 指导教师： （签名） 系（教研室）主任： （签名） 起讫日期 工作内容 备 注 置任务 下达任务书 查研究，收集资料，熟悉课题 ,毕业实习 体设计，方案论证 件、零件设计阶段 写说明书 业设计预答辩 改整理 查材料 评阅 业答辩 料整理装袋 注：此表一式两份：一份存学院，一份发给学生。 湖南科技大学 毕业设计（论文）指导人评语 主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸） 规范程度，存在的不足等进行综合评价 指导人： （签名） 年 月 日 指导人评定成绩： 湖南科技大学 毕业设计（论文）评阅人评语 主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和 存在的不足等进行综合评价 评阅人： （签名） 年 月 日 评阅人评定成绩： 湖南科技大学 毕业设计（论文）答辩委员会记录 日期： 学生： 蔡峥 学号： 2003181430 班级： 机本 0304 题目： 装压缩式垃圾车的总体设计 提交毕业设计（论文） 答辩委员会下列材料： 1 设计（论文）说明书 共 页 2 设计（论文）图 纸 共 页 3 指导人、评阅人评语 共 页 毕业设计（论文） 答辩委员会 评语： 主要对学生毕业设计 （论文） 的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价 毕业设计（论文） 答辩委员会主任： （签名 ） 委员： （签名） （签名） （签名） （签名） 答辩成绩： 总评成绩： 目录 1 前言 . 2 2 总体方案论证 . 3 高载质量利用系数 . 3 盘的载质量利用系数 . 3 用装置的自重 . 3 化轴荷分布计算 . 3 理选择卸料方式 . 3 厢后倾式卸料方式 . 3 板卸料方式 . 3 高垃圾压缩比 . 4 理选择压缩机构液压控制方式 . 4 动刮板式压缩机构工作步骤 . 4 缩机构液压控制方式 . 5 善车辆密封 . 7 构方案的确定 . 7 统自卸式垃圾车的结构分析 . 7 垃圾车的结构特点 . 7 3 垃圾车总体设计与计算 . 8 圾车质量参数的确定 . 8 载量 . 8 备质量 . 8 车的总质量 . 9 圾车发动机的选型 . 9 动机最大功率及其相应转速 . 9 动机最大转矩及其相应转速 . 9 动机适应性系数 . 10 斗容积与污水箱容积 . 10 盘的改造 . 10 备质量和轴荷分配 . 11 能参数 . 11 寸参数 . 12 架的计算 . 13 压系统设计 . 15 板、刮板油缸受力分析 . 16 湖南科技大学毕业设计说明书 2007 1 升油缸受力分析 . 18 . 19 和活塞杆直径 . 20 径及工作行程的计算 . 21 压缸缸底和缸盖的计算 . 22 . 22 压油缸受力分析与校核 . 23 压缸的主要零件的材料和技术要求 . 23 的计算与选择 . 24 压油箱容积的确定 . 25 . 26 箱设计 . 27 压泵装置 . 29 . 30 4 结论 . 31 参考文献 . 32 致 谢 . 33 附 录 . 34 后装压缩式垃圾车总体设计 2 1 前言 随着城市人口的增加，以及人均生活水平的不断提高，传统的城市垃圾收集运输方式已经远远不能适应社会发展的需要，于是诞生了后装压缩式垃圾车。这是一种全新的垃圾车车型，主要工作部件由填料器和厢体组成，在厢体内设计了 推板机构以排出垃圾。自从后装 压缩式垃圾车诞生以来一直在不断的发展，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： 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。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。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。大件垃圾：指重量超过 5千克或体积超过 0 2立方 米以及长度超过 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。 目前后装压缩式垃圾车越来越受到人们的关注，应用也越来越普遍，并已经显示出了巨大的优越性。其设计思路为： 根据垃圾运输的量确定负荷，由负荷来选择汽车底盘，然后确定垃圾的装载和排出方式，在确定了垃圾的装载和排出方式后，对主要受力零件进行受力分析和运动分析， 以 选择合理的液压 控制系统。 后装压缩式垃圾车的设计，目前基本上 有两种情况：其一是把填料器和厢体结合成一个整体，然后另外设计一个后盖以保证厢体的密封；其二是把填料器和厢体设计成两个独立的部件，填料器和厢体的结合来保证厢体的密封。 本课题来源于悦达专用车有限公司，该厂主要生产的是专用车辆，其中后装压缩式垃圾车是其一个产品。 由于目前国内的垃圾车普遍存在所谓的“跑、冒、滴、漏”问题，对环境造成的二次污染很严重，所以急需在垃圾车的设计上加以改进。 这就是本次设计的目的。 本说明书以垃圾车的总体结构设计为主线，覆盖了液压回路设计。在第 二 章中重点介绍了垃圾车的总体设计思路；第 三 章则重点 对 垃圾车的设计 进行计算和说明 ，在设计说明中，首先和传统的垃圾车设计方案进行了比较，得出了设计方案，然后对负载进行分析计算，选择确定了整车的结构参数，然后根据负载和运动状况进行液压系统的设计。 本课题我 主要 完成的是垃圾车的总体结构设计以及液压回路设计。 在 黄开友教授 的指导下， 我 首先进行了方案论证。经过讨论与研究， 发现垃圾车设计时有 6 项关键技术，所有的设计工作都是围绕这 6个关键技术展开的。 如何提高载质量利用系数 . 如何细化轴荷分布 . 合理选择卸料方式 . 提高垃圾 压缩比 . 合理选择压缩机构液压控制方式， 完善车辆密封。 所设计的液压系统分为 四 部分 ：填装器升降液压系统、 滑台液压系统、推板液压系统、刮板液压系统。 四 个系统采用并联回路设计，工作互不干扰。 本课题新颖实用，在技术上有较大改进， 大大降低了劳动强度，提高了生产率。 湖南科技大学毕业设计说明书 2007 3 2 总体方案论证 高载质量利用系数 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 : 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。 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。 化轴荷分布计算 常规垃圾车设计中 ,计算与测量整车轴荷分布一般只计算车辆在空载和满载状态 下的轴荷分布 ,以判断汽车轴荷分布是否满足法规要求。但由于后装压缩式垃圾车的装载方式及作业特点比较特殊 ,有时一个垃圾收集点的垃圾不能填满整个车厢 ,车辆必须行驶至下一个垃圾收集点或去垃圾处置场卸料 ,此时装载的垃圾多置于车厢尾部 (双向压缩式尤其突出 ) ,从而降低转向轴的载质量 ,影响车辆轴荷分布。因此 ,在计算与测量后装压缩式垃圾车轴荷分布时应将其分割成多个装载段 ,使每个工况都 能 满足法规要求 ,保证车辆行驶安全 ,同时可作为专用装置定位及底盘选取的依据。 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。 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。 后装压缩式垃圾车总体设计 4 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。根据 压缩机构受力可知 ,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 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 N 1 、 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。 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。 动刮板式压缩机构工作步骤 湖南科技大学毕业设计说明书 2007 5 图 2装机构结构图 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。 缩机构液压控制方式 压缩机构的液压系统控制方式主要有电控式、手控式、气控式 (气控式最终的实现形式可归入电控或手控 ) 。 电控式系统对压缩机构的控制需通过发送器传递信号 ,发送器一般采用电器开关或采用 种控制方式操作方便、自动化程度高。但在实际应用时 ,由于垃圾车受垃圾污染严重 ,须经常清洗 ,同时结构磨损 ,车辆震动 ,开关容易失效 ,系统可靠性差 . 如采用 时程序则要求液压油泵供油量稳定 ,但由于发动机特性原因 ,在空载与重载时发动机转速变化较大 ,同时由于油泵效率及管道阻力等差异 ,难以满足供油量要求 ,其结果表现为执行机构要么不到位 ,要么提前到位 ,液压系统长期工作后发热严重 ,影响系统稳定性。 手控式系统工作可靠 ,但要实现压缩机构自动化一般通过液压顺序阀来实现 ,这种形式的液压回路后装压缩式垃圾车总体设计 6 由于液压顺序阀进油口与顺序口压差大 ,尤其空载时压差更大。同时由于控制人员操作时的滞后行为 ,引起液压系统发热严重 ,系统稳定性差。 我们在设计时采用较为先进的自动跳位手动换向阀系统 ,其原理见图 1 这种控制方式不但可以避免人为因素和环境因素的影响 ,同时可以有效地降低液压系统油液温度 ,提高液压系统可靠性。如配以机械远程控制 ,操作更为方便。 图 2压缩机构液压原理图 注：图中的单向发在此处 叫做缓冲补油阀，当油缸动作很快时，瞬间造成液压油吸空时，靠大气压力把油箱中的油通过单向阀补充进来，避免冲击造成速度无法控制和损坏油缸 在液压系统的作用下，通过换向阀的换向，实现滑板的升降和刮板的旋转，控制滑板和刮板的各种动作，将倒入装载厢装填斗的垃圾通过填装机构的扫刮、压实并压入车厢；当 压向推板上的垃圾负荷达到预定的压力时，由于推板油缸存在有背压，液压系统会使推板自动向车厢前部逐渐移动，使垃圾被均匀地压缩，工作过程如下： 将垃圾倒入填装器，启动油泵电机，液压油经过粗滤器、开关和油泵进入液压回路，操作换向阀 3，液压油进入刮板油缸的下腔，推动其活塞向上运动，从而使刮板逆时针转动。当刮板油缸活塞运动到上止点时回转到位；操作换向阀 4，使液压油进入滑板油缸的上腔，推动其活塞向下运动，从而使滑板向下运动，到达下止点时停止。至此装填机构完成工作的准备阶段；反向操作换向阀 3，液压油进入刮板油缸的上腔，推动 其活塞向下运动，使刮板顺时针转动，使刮板开始清扫动作，扒入垃圾，进行初步压缩；当刮板油缸顺时针运动到下止点时，停止运动，此时，操作换向阀 4，使液压油进入滑板油缸的下 腔 ，推动其活塞向上运动，从而使滑板向上运动；滑板上升，研碎垃圾，对垃圾进行再次压缩；湖南科技大学毕业设计说明书 2007 7 由于卸垃圾时，推板在推卸料油缸的作用下，将垃圾推出车厢并由于顺序阀的压力而停止在车厢的后部，当垃圾被推出车厢后，推板受到来自滑板油缸施加给垃圾、并经垃圾传过来的压力，此压力克服平衡阀的背力，在此过程中，垃圾又一次被压缩 并逐步将推板推向前部；滑板油缸运动到上止 点 时停止运动，滑板上升到上止点，即回到初始位置，这样，填装机构完成一次工作 3 循环。卸料时，操作换向阀 1，使举升油缸将装填厢升起，接着操纵换向阀 2，使得推板油缸推挤垃圾，将车厢内的垃圾挤出；垃圾推出车厢后，反向操纵换向阀 1，举升油缸将装填厢回位。由于背压的作用，推板停留在车厢后部。反向操纵换向阀 1 时，举升油缸回位，使装填厢复位锁紧。 善车辆密封 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。 构方案的确定 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 A. 填料器的结构布置 后装压缩式垃圾车工作时，填料器有上 扬和下放两种布置形式。下放布置如图 1示，填料器与厢体相吻合，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 保证厢体内的垃后装压缩式垃圾车总体设计 8 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，而造车翻车事故。 图 2垃圾车填料器 上扬 布置 B. 垃圾排出方式 采用推板推出的方式，和传统的车厢上举 ， 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。 3 垃圾车总体 设计 与计算 圾车质量参数的确定 载量 按课题要求，所设计的垃圾车的车厢容积为 ，以标准垃圾的单位质量进行设计计算，取每立方米的标准垃圾质量为 以： 12 = （ 3 备质量 参考国内外同类型同级别的汽车的装载量与整备质量之比为新车型选择一个适当的整备质量利用系数 0m，然后按其装载量 车设计表 2于为柴油车因此取整备质量利用系数 湖南科技大学毕业设计说明书 2007 9 0m = 所以： 0m (3= 汽车的总质量 载货汽车的总质量包括整备质量 载量 课题的要求，所设计的垃圾车驾驶室为 2个座位，无附加的装备，每人按 65 所以： ma=m0+ (3=圾车发动机的选型 动机最大功率 其相应转速 由汽车设计表 2于垃圾车为中型载货汽车，故取比功率为 9 根据公式： 比功率 =可得： 9 =9 据发动机最大功率 型货车柴油机的 2003400r/ 000r/ 发动机最大转矩 其相应转速 根据式： (3=7019后装压缩式垃圾车总体设计 10 求 发动机的转矩 适应系数 最大功率时的转矩 发动机的 最大功率 应转速 因为车用柴油机的值多在 校正器），所以取 =入上式可得： 019 = 比不宜小于 常取 所以取： (3所以： 2000r/ 发动机适应性系数 根据式： =发动机的转矩适应系数 (3=据以上对发动机参数的要求，选用发动机的型号为： 20 斗容积与 污水箱容积 料斗容积直接反映垃圾车装载垃圾的能力和效果，由于受汽车底盘承载和结构布置的限制，垃圾车的斗容量不宜过大，否则对底盘的承载要求很高，与汽车难以匹配，开发实用价值低。因此，料斗容积适合在 取料斗容积为 1 要 与料斗容积相匹配，污水箱容量可根据用户的要求适当增减，设计时以 250 盘的改造 底盘是保证垃圾车具有机动性好的关键，应选择 质量好、承载能力大的底盘。垃圾车的车架按汽湖南科技大学毕业设计说明书 2007 11 车的工作特性设计，垃圾车的工作特性与汽车的工作特性差异很大，垃圾装载时有较大的工作载荷传给车架，要求车架有较大的刚度支撑。 修改悬架和发动机安装方法，改善操作稳定性和行驶平顺性。更新制动助力系统，产生更好的制动力，而且更加自然。后悬架（所有车型）为了提供更好的平顺性，去掉了后支撑副车架，同时增加了整个车辆的刚度，减轻重量。了改善操纵稳定性，降低了副车架蹄部调整孔的位置，并改变了侧倾特性。增加了高速行驶过程中的直线稳定性，减少了补偿转向。 备质量和轴荷分 配 由前面的计算得整备质量 ： 750荷分配是汽车的重要质量参数，它对汽车的牵引性、通过性、制动性、操纵性和稳定性等主要使用性能以及轮胎的使用寿命都有很大的影响。因此，在总体设计应根据汽车的布置形式、使用条件及性能要求合理地选定其轴荷分配。对垃圾车而言，满载时的前轴负荷多在 28%上下。查汽车设计表 24 2后轮双胎，短头货车在空载时：前轴负荷为： 44% 49%，取 45%；后轴负荷为： 51%56%，取 55%。 所以： 空载时： 前轴轴载质量 =45%=675045%=轴轴载质量 =55%=675055%=载时： 前轴负荷为： 27% 30%，取 ： 28%， 后轴负 荷为： 70% 73%，取： 72% 所以： 满载时前轴轴载质量 =28%=1228028%=载时后轴轴载质量 =72%=1228072%= 性能参数 A. 最高车速 途、道路条件、具备的安全条件和发动机功率的大小等，并以汽车行驶的功率平衡为依据来确定。参见汽车设计表 2圾车的最高车速在 90 120km/h，取为 90km/h B. 燃料经济性参数 参考总质量相近的同类车型的百公里耗油量或单位燃料消耗量来估算。参考汽车设计表 2质量 2 100 ） ,现取为： （ 100 ） C. 机动性参数 后装压缩式垃圾车总体设计 12 最小转弯半径 值可按下式计算： +a (3= m a a a x式中： 最大转角 L 转轴， 4500 主销轴 a 转向轮的转臂 通常 50 400 ，为了减小 50 ，取 00 D. 通过性参数 查汽车设计表 2 最小离第间隙 近角 =350 离去角 =200 纵向通过半径 =5m 寸参数 图 3身尺寸参数 A. 轴距 L 可根据要求的货厢长度及驾驶室 布置尺寸初步确定轴距 L： 湖南科技大学毕业设计说明书 2007 13 L= J+ S 式中： 货厢长度，根据装载量确定： 4620J 前轮中心至驾驶室后壁的距离， 取 15 驾驶室与货厢之间间隙，取 S=500R 后悬尺寸，参考同类型垃圾车取 800=4620+815+5004135. 前后轮距 2根据汽车设计表 2选轮距： 900 850. 外廓尺寸 我国对公路车辆的限制尺寸要求总高不大于 4m；总宽（不包括后视镜）不大于 右后视镜等突出部分的侧向尺寸总共不大于 250长：载货汽车不大于 12m。 取总高为 2710宽为： 2462长 =1170+4135+1800 =7105架的计算 由于车架的纵梁承受的是均匀分布的载荷，车架强度的计算可按下述进行，但需要作一定的假设，即 认为纵梁为支承在前、后轴上的简支梁；空车时簧上负荷 纵梁的全长上，满载时有效载荷 略不计局部扭矩的影响。 2m0 g/3 (3=2 1000： 汽车整备质量 一根纵梁的前支承反力，可求得： Rf=s（ + (3后装压缩式垃圾车总体设计 14 =44100 (5400 ( =16096N 在驾驶室的长度范围内这一段纵梁的弯矩为： x+a） 2 (3驾驶室后端至后轴这一段纵梁的弯矩为： x+a） 2 21 )( (3显然，最大弯矩就发生在这一段梁内。可用对上式中的弯矩 )(导数并令其为零的方法求出最大弯矩发生的位置 x，即： =(2)(2 1=0 (3由此求得： X= )/()(2 1= 1 001500 / )0( = x= 3，即可求出纵梁承受的最大弯矩： 15500 )400) = 如果再考虑到动载荷系数 n=将它们代入式： m a xm a x （ 3 WM dw （ 3 则可求出纵梁的最大弯曲应力，取 n= 1 3 a x w 湖南科技大学毕业设计说明书 2007 15 式 2： W 纵梁在计算断面处的弯曲截 面系数，对于槽形断面的纵梁 W=6 )6( （ 3 式中： h 槽形断面的腹板高 b 翼缘宽 t 梁断面的厚度 按式（ 3得的弯曲应力不应大于纵梁材料的疲劳极限 1 ，对 161 =220 260纵梁受力变形时，翼缘可能会受力破裂，为此可按薄板理论进行校核，由于临界弯曲应力为： M p 50)(2 （ 3 式中： E 材料的弹性模量，对低碳钢 16： E=10 u 泊松比，对低碳钢和 16 u=t 纵梁断面的厚度 b 纵梁槽形断面的翼缘宽度 将 E， 式得： b 压系统设计 根据 液压油缸的一般设计步骤 ： 1）掌握原始资料和设计依据，主要 包括：主机的用途和工作条件；工作机构的结构特点、负载状况、行程大小和动作要求；液压系统所选定的工作压力和流量；材料、配件和加工工艺的现实状况；有关的国家标准和技术规范等。 2）根据主机的动作要求选择液压缸的类型和结构形式。 3）根据液压缸所承受的外部载荷作用力，如重力、外部机构运动磨擦力、惯性力和工作载荷，确定液压缸在行程各阶段上负载的变化规律以及必须提供的动力数值。 4）根据液压缸的工作负载和选定的油液工作压力，确定活塞和活塞杆的直径。 5）根据液压缸的运动速度、活塞和活塞杆的直径，确定液压泵的流量。 6）选择缸筒材料，计算外径。 7）选择缸盖的结构形式，计算缸盖与缸筒的连接强度
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