固體廢棄物箱體后門(mén)密封結(jié)構(gòu)研究

薛玉榮，衛(wèi)國(guó)防

(1.山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西長(zhǎng)治046011;2.長(zhǎng)治清華機(jī)械廠，山西長(zhǎng)治046000)

國(guó)內(nèi)固體廢棄物運(yùn)輸主要采用車(chē)輛密閉箱體進(jìn)行，到達(dá)填埋場(chǎng)或處理站后傾卸倒料。因此，傾卸倒料所需的密閉箱體開(kāi)門(mén)成為運(yùn)輸過(guò)程中固體廢棄物中留存的液體滲漏滴漏的薄弱環(huán)節(jié)，箱體開(kāi)門(mén)密封的可靠性成為運(yùn)輸過(guò)程中能否避免二次污染的主要環(huán)節(jié)。

目前，密封裝置普遍采用平面橡膠密封，通過(guò)螺絲或鑲嵌固定安裝在箱體開(kāi)門(mén)上，使用液壓油缸壓緊。由于與開(kāi)門(mén)結(jié)合的箱體表面在制造過(guò)程中造成的高低不平，這種密封裝置對(duì)防止固體廢棄物運(yùn)輸過(guò)程中的污水滴漏所造成的二次污染效果不佳;另外，由于密封條壓緊全靠液壓油缸，一旦液壓系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，同樣無(wú)法保證密封的有效性?，F(xiàn)在已經(jīng)有生產(chǎn)廠家采用開(kāi)門(mén)、鎖緊分別采用兩種液壓油缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，鎖緊油缸加裝液壓鎖來(lái)解決上述問(wèn)題，但同時(shí)又帶來(lái)液壓系統(tǒng)復(fù)雜、執(zhí)行元件增加、制造成本增加等不利因素。

文中要解決的問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種箱體后門(mén)密封裝置，在保證僅使用一種液壓缸基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)執(zhí)行箱體開(kāi)門(mén)關(guān)閉、鎖緊順序動(dòng)作后，對(duì)箱體開(kāi)門(mén)處進(jìn)行有效密封，徹底杜絕固體廢棄物運(yùn)輸過(guò)程中的污水滴漏可能造成的二次污染。同時(shí)，在方案設(shè)置中考慮了由于方案本身帶來(lái)的密封條使用壽命降低的情況。

1 影響后門(mén)密封可靠性原因分析

1.1 現(xiàn)有箱體后門(mén)密封結(jié)構(gòu)型式

固體廢棄物箱體后門(mén)密封裝置，國(guó)內(nèi)普遍采用平面橡膠密封，通過(guò)螺絲或鑲嵌固定安裝在箱體后門(mén)與箱體尾部框架接觸處，通過(guò)手動(dòng)棘輪、彈簧或液壓油缸等外力將橡膠密封條進(jìn)行壓緊壓縮，達(dá)到后門(mén)與箱體接觸面的密封，杜絕運(yùn)輸過(guò)程中污水滴漏所造成的二次污染。

到達(dá)垃圾填埋場(chǎng)，通過(guò)手動(dòng)棘輪或液壓油缸等外力將后門(mén)打開(kāi)，通過(guò)車(chē)輛專用裝置將箱體垃圾傾卸，隨后再通過(guò)手動(dòng)棘輪或液壓油缸等外力將后門(mén)鎖緊，密封條壓縮到預(yù)定要求，達(dá)到密封目的。

1.2 現(xiàn)有后門(mén)密封結(jié)構(gòu)問(wèn)題分析

目前，實(shí)際使用的固體廢棄物箱體后門(mén)上采用了各種密封形式，使用效果都不理想，主要有以下幾方面因素:

(1)采用手動(dòng)棘輪等人工干預(yù)的方式，鎖緊可靠，但自動(dòng)化程度低，操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率低，目前屬于逐步淘汰技術(shù)。普通的采用液壓油缸鎖緊的方式，由于密封條壓緊全靠液壓油缸，一旦液壓系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，同樣無(wú)法保證密封的有效性?，F(xiàn)在已經(jīng)有生產(chǎn)廠家采用開(kāi)門(mén)、鎖緊分別采用兩種液壓油缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，鎖緊油缸加裝液壓鎖來(lái)解決上述問(wèn)題，但同時(shí)又帶來(lái)液壓系統(tǒng)復(fù)雜、執(zhí)行元件增加、制造成本增加等不利因素。

(2)目前，還有一種采用一種液壓油缸、箱體后門(mén)和箱體連接處采用豎直長(zhǎng)孔的機(jī)構(gòu)，開(kāi)門(mén)時(shí)首先在豎直長(zhǎng)孔的限制下后門(mén)向上運(yùn)動(dòng)，使后門(mén)脫離鎖緊狀態(tài)，隨后在油缸推動(dòng)下后門(mén)繞豎直長(zhǎng)孔上端旋轉(zhuǎn)打開(kāi)。關(guān)閉后門(mén)時(shí)，在油缸帶動(dòng)下后門(mén)繞豎直長(zhǎng)孔上端旋轉(zhuǎn)關(guān)閉，之后在豎直長(zhǎng)孔的限制下后門(mén)向下運(yùn)動(dòng)，使后門(mén)達(dá)到鎖緊狀態(tài)。這種機(jī)構(gòu)的弊端在于每次后門(mén)的開(kāi)啟和閉合過(guò)程中，密封條都在受壓情況下與箱體尾部框架端面進(jìn)行頻繁搓動(dòng)，導(dǎo)致密封條磨損嚴(yán)重，密封條的使用壽命大大縮短，密封效果也難以持久。

(3)部分固體廢棄物箱體后門(mén)密封裝置中使用的密封條截面形狀設(shè)置不合理，導(dǎo)致密封條彈性較差，在由于焊接變形引起的不平處，局部密封效果較差。

(4)部分固體廢棄物箱體后門(mén)密封裝置中安裝密封條的結(jié)構(gòu)存在缺陷，在豎直和水平連接拐角處采用直角結(jié)構(gòu)，局部出現(xiàn)棱角，安裝和使用過(guò)程中密封條容易在拐角處被棱角切割斷開(kāi)，成為垃圾液泄漏點(diǎn)。

2 確定目標(biāo)要求，提出解決技術(shù)方案

2.1 提出主要解決問(wèn)題

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有多種固體廢棄物箱體后門(mén)密封裝置主要影響密封可靠性和壽命的因素進(jìn)行分析后，確定如下解決目標(biāo):

(1)重新設(shè)計(jì)固體廢棄物箱體后門(mén)密封裝置中后門(mén)的開(kāi)啟、閉合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，解決密封條在后門(mén)的開(kāi)啟和閉合過(guò)程中被頻繁搓動(dòng)的問(wèn)題，提高密封條的使用壽命和密封效果。

(2)采用新結(jié)構(gòu)，重新設(shè)計(jì)密封條的截面形狀，增加密封條的彈性，提高密封效果。

(3)改變安裝密封條的結(jié)構(gòu)中豎直和水平連接拐角處的形狀，使其適應(yīng)密封條，徹底杜絕密封條在拐角處被棱角切割斷開(kāi)。

2.2 制定對(duì)應(yīng)的解決方案

根據(jù)確定的分析、解決目標(biāo)要求，分別制定解決方案如下:

(1)將固體廢棄物箱體尾部上方箱體后門(mén)和箱體連接處確定為圓孔，杜絕開(kāi)關(guān)門(mén)運(yùn)動(dòng)對(duì)密封條的損壞。同時(shí)增加鎖門(mén)機(jī)構(gòu)，通過(guò)液壓油缸的驅(qū)動(dòng)，用于對(duì)車(chē)門(mén)的鎖緊和密封條的壓緊。

選取合適運(yùn)動(dòng)節(jié)點(diǎn)和連桿機(jī)構(gòu)，確定整體方案以及鎖門(mén)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，確保后門(mén)開(kāi)閉、鎖緊可靠。增加鎖門(mén)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，對(duì)箱體、后門(mén)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行設(shè)計(jì)確定。

確定整體方案以及鎖緊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程后，改變開(kāi)門(mén)油缸安裝距、行程，對(duì)開(kāi)門(mén)油缸設(shè)計(jì)圖進(jìn)行確定。

制定后門(mén)對(duì)應(yīng)鎖緊方式，改用鎖止銷結(jié)構(gòu)。對(duì)后門(mén)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行確定。鎖門(mén)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

圖1 后門(mén)鎖門(mén)機(jī)構(gòu)圖

(2)在截面中增加適當(dāng)大小圓孔，密封條中空，為密封條壓縮變形提供空間，增加密封條彈性變形能力。

(3)改變后門(mén)上安裝密封條的結(jié)構(gòu)中豎直和水平連接拐角處的形狀，把原來(lái)的直角結(jié)構(gòu)改為大圓角結(jié)構(gòu)，使密封條在拐角處平滑過(guò)渡，徹底杜絕密封條在拐角處被棱角切割斷開(kāi)現(xiàn)象。后門(mén)拐角處局部設(shè)計(jì)圖如圖2所示。

圖2 后門(mén)拐角處局部設(shè)計(jì)圖

3 結(jié)論

提出了一種箱體開(kāi)門(mén)密封裝置，在保證僅使用一種液壓缸基礎(chǔ)上，通過(guò)機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)執(zhí)行箱體開(kāi)門(mén)關(guān)閉、鎖緊順序動(dòng)作后，對(duì)箱體開(kāi)門(mén)處有效密封，徹底杜絕固體廢棄物運(yùn)輸過(guò)程中的污水滴漏可能造成的二次污染。同時(shí)，在方案設(shè)置中考慮由于方案本身帶來(lái)的密封條使用壽命降低的情況。

文中所提出的改進(jìn)方案在某型號(hào)固體廢棄物運(yùn)輸車(chē)箱體上進(jìn)行了驗(yàn)證，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用以及產(chǎn)品生產(chǎn)完成后的試驗(yàn)確認(rèn)，達(dá)到了預(yù)期效果，能夠有效地提高垃圾車(chē)后門(mén)密封可靠性和壽命。

［1］曾婷，楊世文，李曉靜，等.后裝壓縮式垃圾車(chē)提筒機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)［J］.工程機(jī)械，2010(1):34-38，8.

［2］丁繼斌.后裝壓縮式垃圾車(chē)專用裝置液壓系統(tǒng)反饋控制仿真研究［J］.機(jī)床與液壓，2011，39(14):72-75.

［3］吳宏，劉德仿，王斌周，等.基于知識(shí)的后裝壓縮式垃圾車(chē)智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)研究［J］.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2011(9):109-111.