【《厨余垃圾周转车的改装设计》8500字（论文）】

厨余垃圾周转车的改装设计摘要本课题是一种厨余垃圾周转车厢的改装。包括车体，立柱，立柱转盘，转向电机，液压泵，伸张臂，举升电机，举升钩爪等。控制员可以通过操纵盘可控制立柱转盘完成360度的转向操作；通过操纵盘控制液压泵完成伸张臂的伸张与收缩以进行举升钩爪的位置选择；通过控制举升电机的正转或反转，进行举升钩爪对厨余垃圾桶的升降操作，通过操纵盘对三种操作相互结合，最终将厨余垃圾箱通过车顶开口摆放入车箱内。本发明的优点在于，三种控制过程覆盖整个垃圾桶的搬运过程，减小了操作者的劳动强度，避免厨余垃圾搬运泄露，改善相关工作人员的工作环境。对厨余垃圾周转车进行设计制造时，由于考虑车辆多在小区等地工作，所以要进行绿色设计，尽量减少对环境的污染，而且还要符合目前市场的基本要求与设计理念，如安全，简易等，来进一步提高车辆的设计制造水平，使产品更加“绿色”。关键词垃圾清运；垃圾车；车辆改装；绿色设计目录摘要TOC\o"1-3"\h\u27264目录 -前言国内厨余垃圾与垃圾车的发展现状国内厨余垃圾现状厨余垃圾是城市生活垃圾的重要组成部分,约占城市生活垃圾总量的30%-60%,目前我国餐厨垃圾总量已超过9000万吨,但由于消费和处置技术的不同,不同地区的餐厨垃圾占城市垃圾总量的比例并不相等,如2001年天津、上海、沈阳、深圳、广州的餐厨垃圾分别为54%、59%,62%,57%和57%对城市垃圾负有责任,同时,厨房垃圾的产生量在空间面积上也随季节有一定的波动。以2002年上海调查数据为例,4月份的产生量为餐厨垃圾占本月垃圾产生总量的63.10%,而7月份的值仅为42.85%,此外,各个行业的食品餐厨垃圾的产生数量也各不相同。机构和学校所产生的各类餐厨垃圾分别约占全市各类餐厨垃圾消费总量的13%、56%、19%和12%,值得注意的一点是,近年来,随着我们的城市居民生活与环境的改善,城市餐厨垃圾消费的形式与组成也发生了较大的变化。餐厨垃圾的数量逐年减少,餐厨垃圾占全市各类垃圾的比例也逐年攀升。这样就会直接导致食品中的致病微生物、真菌等毒素迅速扩散,造成环境污染,如果不及时采取安全的防护措施,餐厨的垃圾在运送和堆放的过程中还可能会对人体产生各种有毒或者无害物质,排放出恶臭的气体,污染饮用水和室内空气,破坏环境与市容。【1】

国外垃圾车的发展历史在20世纪三四十年代,美国就普及了一种覆盖式垃圾车，但还是需要大量劳动力对城市的垃圾进行处理。在1935年,乔治罗比等普斯特设计出了一种全新的开放式的垃圾车,不过经常发生垃圾溢出的情况,并且更是无法控制难闻的气味与粉尘,在夏季污染问题显得尤为严重,所以在人口密集的地区属于一个很严重的问题。所以很快国外就将这种开放式垃圾车淘汰,代替它的应该说这是一种刚刚开始出现于整个欧洲的新型的全覆盖式电动垃圾车。这种特殊类型的电动垃圾车只由一个不容易渗漏水的箱体和一个同时可以使它进行快速举升或者进行倾倒的传动机构所结合组成,虽然其结构设计在当时已经十分新巧,但是用它所装载垃圾依旧可以说真的是一件非常耗时又费力的繁琐事情。图1-1漏斗式垃圾车此后又逐渐出现了一种外部设置漏斗式的电动垃圾车,它的内部垃圾装载物和漏斗装置被分别重新设置安装在了卡车后部,使其所能够携带的垃圾比以前更多，并且装载时比以前更加快捷与方便;不过它的缺点也很明显,例如车上垃圾有可能到处乱飞,装卸垃圾时间依旧较长且无法装卸体积相对较大的垃圾等。后来,一种称为旋转式垃圾车的新概念又由德国人提出设计并且研制出来。这样的垃圾车有些与水泥搅拌机相似,还配备了一台螺旋机构。当我们拥有了这样的螺旋粉碎装置后,诸如家具或者是电视机等这样体积较大的废弃物,也都可以被打碎处理,并且在箱体的前部对粉碎的垃圾进行放置以及后续的处理。可惜的是,这样的垃圾汽车在后来却没有取得很多的成功。图1-2旋转式垃圾车随后在1938年，伍德又研究发展并制造出了一种后装压缩式电动垃圾车。它从外部的传统漏斗式垃圾车上吸取了一定的经验,并且还采用了电动液压机将气缸直接液压带动普通垃圾车底盘,使得后压缩机对普通垃圾的快速输送与压缩能力可以变得更强,而且它的整体承载能力比普通垃圾车大。上世纪50年代后期,这类智能垃圾车已经在分类收集各种用于商业和其他企事业的生活废弃物等应用领域中已经起到了一个关键性的主导作用。图1-3后压缩式垃圾车除了后装压缩式电动垃圾车,与此同时在垃圾市场上还有另外一种侧面式可装卸式电动垃圾车也是广受好评。垃圾被侧面的收集单元运送到车箱体一侧的开口，然后又由一个液压油缸将垃圾推挤运送到箱体后方,一旦装满之后，箱体的后方又可以打开，再由液压油缸将垃圾水平推出。这样的电动垃圾车虽然不能有效处置庞大的生活废物,但却极大地有效节省了人力劳动。图1-4侧装卸式垃圾车随后不久，美国一卡车公司设计并制造了一种前装卸式垃圾车。前装卸式的电动垃圾车里面特别设置了一个类似机械式的手臂,它就是把整个集装箱整个抬起来或者放下,处理垃圾的工作人员的工作量被大大减轻。而且它所能承载的垃圾容量约为35-40立方米,在用于处理各种商业性质的垃圾处理方面就会显得很轻松。图1-5前装卸式垃圾车

国内垃圾车的历史与现况1.1.3国内垃圾车的历史与现况由于我国第一辆垃圾汽车的诞生和发展时间较短,所以我国的第一辆实际意义上的垃圾汽车是在上个世纪八九十年代出现的。很简单并且粗糙,有点像是三轮车，采用的底盘也是三轮车底盘，所以承载能力很小，只有不到3吨，所以装载垃圾也十分依靠人力。最早在国内广泛使用的垃圾车是挂桶式垃圾车，而且在装载垃圾时需要垃圾桶升降系统，而且需要配套规格的垃圾桶才方便使用。但由于装卸与运载垃圾时容易造成二次污染且对能源的消耗较多，这种垃圾车逐渐被弃用了，随着机械化、自动化技术发展，当前应用最广泛的垃圾车是压缩式垃圾车。图1-6后装式压缩式垃圾车近几十年来,压缩式垃圾车已成为我国城镇垃圾清运的主要设备。与其他传统垃圾运输机械化的车辆相比,压缩式垃圾清运车的环境和安全性能极好,在进行垃圾运输作业过程中能很好地控制到污水外溢、臭气外飞、噪音和扰民问题,减少垃圾清运对周围环境和人员的影响。随着国家对环境治理的标准要求对不断提高,压缩式垃圾车制造技术标准和科学管理水平也朝着智能高效、节能环保的方向快速发展。国内的许多企业通过引进改造提高国外垃圾车方面的技术，再自行开发制造新型具有更多优点的环卫车辆如封闭性好、简易方便、满足城市环保标准等，它们在市场上的应用越来越广泛，被大众所接纳，技术也越来越成熟，获得了不错的经济效益。由于新型环卫车辆更加适合市场需求，也有更好的发展，所以逐渐代替了一个侧面带液压升降机构而没有压缩机构,不能做到从一个门到户的包厢式垃圾集运车。【2】目前国内垃圾车生产公司很多，如北京华林、福建龙马、湖北楚胜等。

本课题的研究目的与主要内容近些年，随着经济的增长，使得关于环境保护的产业开始快速发展，环保问题越来越热门，不过与此同时许多关于环境的待解决的问题也暴露出来了，尤其是在垃圾的装载运输和综合处理方面，都是研究解决的重中之重。中国每年城镇居民垃圾人口已经接近13亿,城市居民生活日用垃圾每年的累计总产量都超过1亿吨,并且每年都将以8%的平均数字迅猛快速增长。目前由于我国经济正值到2020年国民经济不断稳固保持高速稳定增长和新型城镇化建设加速深入推进的关键时期阶段,而我国垃圾处理技术工艺行业整体技术水平依旧相对比较低,垃圾处理技术工艺产能综合利用率与发达国家水平相比尚且还存在着很大水平差异。随着中国垃圾处理排放环境污染越来越严重,已经逐渐发展成为了一个中国政府尤其应该高度重视并持续致力于研究解决的一项重大环境社会安全问题。【3】垃圾车主要用于市政及一些厂商的垃圾的运输，本课题尤其适用于小区生活垃圾的运输。尤其是对城市而言，土地有限，人口集中，垃圾生产量较大，而垃圾周转车可以大大减轻工人的劳动强度，并且带动周边行业的发展，提供更多就业机会，达成促进经济发展的作用。

厨余垃圾周转车的工作流程与结构简介厨余垃圾周转车的作用与工作流程厨余垃圾周转车的作用厨余垃圾通常固液混合，长时间不清理易腐败，气味刺鼻。厨余垃圾和生活垃圾相比更易于泄露，且难于清理。导致厨余垃圾回收处理效率变低。故而需要一种厨余垃圾转运设备，将厨余垃圾从垃圾产生场所转运至垃圾清理场时，避免厨余垃圾发生泄露。需要转运设备操作简单，方便于工作人员的操作。

厨余垃圾周转车的工作流程立柱座焊接于车体上，立柱与立柱座焊接，再用四颗钢螺栓进行加固。立柱上端有横向转动盘，转盘由钢索连接转向电机，转向电机放置于滑动立柱与伸张臂右端上部。中空的滑动立柱与转动盘相接，可由转动盘使滑动立柱进行转动。伸张臂右端与伸张臂左端套动连接，下端有液压泵，通过液压泵可控制伸张臂进行伸张或收缩。伸张臂上端有举升电机，举升电机连接钢索，通过伸张臂左端的滚轮，连接举升勾爪。可通过对举升电机进行正转或反转以控制举升勾爪的举升操作。

厨余垃圾周转车的结构简介车厢部分车厢使用侧面打开的方式，相比车厢后部打开可以减少伸长臂所需的工作距离，而且对垃圾周转车辆的停放面积要求较低，节省工作面积。根据市面常见的塑料垃圾桶的尺寸，车厢的大小约为2800*1750*1200mm图2-1车厢

夹持部分图2-2夹持装置我们采用如图的夹持机构，将勾爪勾到塑料垃圾桶的吊耳附近，慢慢提升后，在重力作用下就会自动卡紧，结构简单，操作方便，而且可以适用市面大部分的塑料垃圾桶，材质采用304不锈钢。

伸张部分伸张臂右端与伸张臂左端套动连接，下端有液压泵，通过液压泵可控制伸张臂进行伸张或收缩。采用cbk系列高压齿轮泵,本产品为高压、小排量的齿轮式油泵,由一对带有高强度浮动齿轮,轴套,泵体,前盖,后盖等主要零配件所构成,轴向间隙用高精度浮动轴套进行自动调整和补偿,使cbk齿轮泵在传递时具有很好的机械效率和大容量功能,噪音低,重量功率价格比小。【4】图2-3液压机构

提升部分图2-4电动绞盘利用如图的机构，本身自己有高度调节的功能，同时在伸张臂上端安装电动绞盘，连接钢索，通过伸张臂左端的滚轮，连接举升勾爪，可以大范围的控制勾爪的升降。可通过对绞盘进行正转或反转以控制举升勾爪的举升操作。

旋转部分立柱上端有横向转动盘，转盘由钢索连接如图类似的转向电机，转向电机放置于滑动立柱与伸张臂右端上部。中空的滑动立柱与转动盘相接，可由转动盘使滑动立柱进行转动。旋转式传动轴承该机采用的轴体是单轴转盘式传动轴承,它不仅能够同时保证具有能够承受较大的高速轴向传动负荷、径向传动负载和较大倾覆移动力矩等多种大的综合机械载荷,集成了支承、旋转、传动、固定等多种机械作用于合为一身图2-5转向电机

厨余垃圾周转车的装置选择分析车厢的选择1车辆长度的测定L是从后轴中心线到车辆前端以及从后轴中心线到车辆两端的距离。车辆前端。相对于轮距L，从前轴中心线到行驶外壳的距离L与指定车辆的值a直接相关。a值越大，L值越小。L值越高。由于负荷增加，L值越小，容量越大，越美观。安全。对安全性和车辆配置有要求。大型车辆安全舒适。2车辆宽度b的选择B通常对应驾驶室的最大值,并通过增加宽度来增加载客量,但超出驾驶室宽度的区域,不仅难看而且有不协调的感觉。如果我们选择了带有汽车轴的后桥,其中后桥的总宽度很有可能远远大于驾驶室的总宽度,此时汽车的宽度b必须远远大于驾驶室的总宽度,相反,b的数值太小,后轮就会暴露在车外,不仅不好看,还对汽车行驶产生影响。因此,汽车的宽度和驾驶室的总宽度也是一样的。宽度是否与后桥的两个车轴的末端不一致,因此它的宽度与后轴相同或略大,这样既能保证有效的承载能力,又能提高整车的外观质量。3.相对高度汽车从地面高度向上延伸至地面的路段为h。相对高度。它的大小取决于汽车轮胎直径d和所需的距离b。D的值因轮胎而异。即使B的值相同,h也不同。这个高度是相对的。一般而言,轮胎在跳动过程中所需要的间隙b通常是10-130mm。所以车型选择为型号bj3040d8aba-aa福田瑞沃2.8m自卸车,拥有2950mm的轮距、5.51m的车身长度、1.78m的车体宽度、1.99m的车身高度、1445mm的前轮轮距、1330mm的后轮、2.5t的额定载荷、接近角21°,离去角18°。货箱的长度2.8米,货箱宽度1.7米,货箱高度0.4米

液压泵的选择其各级的运动速度与有效的工作面积成反比，即A（3-1）由于是简单的回路，故取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2500~3000r/m其中齿轮泵的排量，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（3—2）【5】由以上的数据，根据《新编液压工程手册》（上册）表13.55-33齿轮泵的性能可知选用

提升电机的选择提升部分的工作特点：反复短时运行，频繁起、制动和反转。起重时惯性载荷较小，所需的加速转矩很小，只有满载稳定运行转矩的10％一20％，而电动机的平均起动转矩通常为额定转矩的1．6～1．8倍，使得起动时问短。电动机处于断续周期工作制——s3工作制运行。【5】所以在开始考虑选择一台步进电机或者说是伺服驱动电机时,因为步进电机具备最大的电机启动加速频率,一旦电机启动时的频率已经高过某个启动频率电机就无法迅速起动,也就是说,步进电机如果想达到某个最高转速就可能需要经历一个比较久的电机加速启动阶段。相对来说,伺服电机的主要技术特点之一就是在这种低速运转频率下的大运动扭矩使其输出相对来说比较稳定,频繁的正、反转都非常需要一个电机能够具备非常好的运动响应性和极好的其在高速运行时的稳定性,这不是目前步进电机的一个主要强项,恰恰也是伺服电机的一个重要特点。另外,电机的固定轴和转子直接与电机驱动器之间没有直接相互的转子接触,所以并没有可能造成两个回程之间转子间隙的巨大问题,但是频繁地正反向运转,步进式的电机就可能会容易出现转子丢失止步的异常情况。伺服由于内部没有数字编码器难以做出对信号的精确反馈,更适合作为提升电机。所以选择了交流伺服电动机。图3-1交流伺服电动机对照《电动机选型手册》，选用Y80M1-2,额定功率0.75KW，额定电流1.8A，转速2830r/min，功率因数0.84，重量为17KG。

轴承的选择轴承主要类型可以分为轴式滑动旋转轴承、关节轴承、滚动旋转轴承等针对我们所需要的轴承的特殊性要求,我们选择了转盘轴承作为吊机的底座,以支持其在吊机上完成正常的工作。转盘轴承也被称为回转支承,是一种具有较强的能力来承受各种综合作用载荷的中小型轴承,其直径通常在0.4m~10m,有的竟达40m。这种轴承可以同时承受较大的轴向(Fa)、径向(Fr)负荷和倾翻力矩(M)。转盘轴承由以下几个部分组成:有安装气门的孔、内部齿轮或外部的气门、润滑油的孔和密封装置,因而可以使得主机的设计结构紧凑,引导方便,维护容易。图3-2转盘轴承图3-3转盘轴承的尺寸表关于转盘轴承尺寸的选择结合尺寸表的数据采用序号为2即外径为200mm,内径为100mm的型号，使其可以支撑吊机进行正常工作。

厨余垃圾周转车绿色设计人机工程设计振动与噪声控制设计振动和噪音是工业生产的主要危害。振动会使人产生不快感,降低人的视觉和工作效率,增加误操作的概率,尤其是在发生共振时,会直接诱发一个人的各种疾病,噪音也甚至会直接使一个人的身体视觉和脑部听觉系统受到严重的的干扰,注意力不集中,反应迟钝,容易因为疲劳而严重降低其正常工作效率。噪声太大了有时会严重直接影响涉及到我们个人的健康生活状态,例如影响心血管循环系统,消化和内分泌系统等,同时我们在研究设计与生产制造各种垃圾车时,要认真考虑垃圾车的底盘、引擎、装载装置的选择,采用措施来提高系统运动的稳定性,减少噪音,吸收噪音的材料,结构设计应该可以减少振动。并且还要用听起来不让人感到反感的汽笛声。【6】

宜人性设计车辆在正常进行工作时,这些垃圾被运送到车辆上,完全可以由一个人自己来进行操作,人员负责控制着车辆和专用设备的各类工况,车辆装置与工作人员的连接依靠操纵手柄,来进行人车协同。车俩在行驶时是否安全可靠，生产效率是否够高，都与操纵手柄的选择息息相关。如果握力过小，肌肉容易拉伤，如果握力过大，则容易握紧，因此操作杆的结构紧凑、简单、灵活，如果手柄直径为50mm，截面为圆形，则手与手柄的接触面积足够，握力和强度理想。为了防止驾驶人员视觉疲劳，车内指示灯的颜色应柔和、易观察，采用恰当的颜色会给人舒适愉悦的感受，有助于提高工作的质量和效率，如果颜色处理不当，会感到头晕目眩，使操作者不舒服，注意力分散，降低生产效率，在进行垃圾车的设计时，考虑到车辆的工作环境与实际功能，颜色要看起来令人感到舒适安全，尽量从上到下浅，从上到下暗，让操作者清醒，此外，还应融入城市环境，兼顾城市车辆的属性，具有符合人们需求多方面条件。【7】

可回收性设计在考虑汽车的可回收性时，有很多方面问题，比如材料的回收价值、零件结构的可回收性，而且要在尽可能少的影响环境的情况下去进行回收，才能对零件与材料的资源进行更好的利用，同时结构设计要保证易于拆卸，并使用可回收材料，充分利用资源，降低产品成本，来做到“绿色设计”。【8】

底盘的改进设计垃圾车底盘的设计应不断完善车辆结构和配置，满足目前市场的需要，减少驾驶员疲劳，提高驾驶员安全性，提高工作效率，减少工作时间。首先要满足正常行驶的基本要求，其次考虑以下方面的改进。（1）全轮转向。由于垃圾车在城市中工作，在进出小区时往往要在狭窄的地方行驶，全轮转向大大提高了车辆的机动性，减小了旋转半径，在工作时更加灵活（2）提高整车承载能力，垃圾车上路收集运输垃圾，是提高车辆整体承载力的有效途径，为了尽可能提高前桥的承载能力，因此在进行底盘的设计时必须充分考虑前桥的承载能力。（3）驾驶平顺性设计。汽车在道路上行驶收集垃圾时，进入小区时往往要进行转向，所以驾驶平顺性设计是垃圾车的主要组成部分，提高汽车平顺性可以采用合适的轮胎，从轮胎的径向高度和展平能力去考虑。还可以调整悬挂，采用液气悬挂的方式，提高外悬架的刚度，同时降低内悬架的刚度，来保证汽车的平顺性。（4）考虑到车辆在城市内进行垃圾的装载和运输时，要尽量减少对环境的污染，所以在选择汽车底盘时要选择满足噪声小、排放少条件的。制造装配设计生产和装配的目的是生产和装配环境污染少、能源和资源少的产品。设计结果用图形信息表示。扩展的三维图形应用提供了将静态图形性能变成了更为直观，全方位的动态性能，为垃圾车设计合理性和工程实际应用提供一种舒适直观的测试方法，并同时修改设计方案，提高垃圾车的整体设计和应用水平