論后裝壓縮式垃圾車(chē)上料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

陳衛(wèi)

摘 要：文章主要介紹了一種后裝壓縮式的垃圾車(chē)，在這種垃圾車(chē)中，垃圾斗上的上料機(jī)構(gòu)有三種各不相同的驅(qū)動(dòng)模式、組成結(jié)構(gòu)以及運(yùn)行原理，文章簡(jiǎn)單介紹了后裝壓縮式垃圾車(chē)上料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)背景與特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)該后裝壓縮式垃圾車(chē)上料機(jī)構(gòu)的基本工作原理進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)，從而為中型和大型的垃圾回收車(chē)發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：后裝壓縮式垃圾車(chē)；上料機(jī)構(gòu)；設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：U469.691 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）15-0016-02

后裝壓縮式垃圾車(chē)通常用在城市當(dāng)中，主要回收城鎮(zhèn)居民的生活及商業(yè)垃圾，在回收之前，需對(duì)垃圾進(jìn)行分類(lèi)和預(yù)處理，確定所收垃圾無(wú)毒無(wú)害。該垃圾車(chē)在運(yùn)行的過(guò)程中不需要建立垃圾站，而且中間環(huán)節(jié)相對(duì)較小，機(jī)械設(shè)備的利用率也很高，所以在許多城市當(dāng)中都得到了十分廣泛的應(yīng)用。但是這種垃圾車(chē)在上料的過(guò)程中不具有較好的通用性，使得各個(gè)地區(qū)對(duì)于垃圾回收的方式存在很大的差別，比如規(guī)格各不相同垃圾收集模式，因此，需針對(duì)各種形式，對(duì)此垃圾車(chē)當(dāng)中的上料結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。如今，垃圾車(chē)的容量越來(lái)越大，尤其是后裝壓縮式垃圾車(chē)，在這種發(fā)展形勢(shì)之下，創(chuàng)新設(shè)計(jì)上料機(jī)構(gòu)以提高工作效率，是非常重要的。

1 后裝壓縮式垃圾車(chē)上料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)背景與特點(diǎn)

1.1 設(shè)計(jì)背景

吊裝式垃圾車(chē)廣泛適用與城市街道學(xué)校垃圾處理，運(yùn)用范圍廣。但是在農(nóng)村地區(qū)，為方便投放垃圾，通常將吊裝斗與垃圾車(chē)分離配備，將吊裝斗置于低于地面一定距離的地坑中，采用垃圾車(chē)收集垃圾時(shí)，需先將吊裝斗吊離地坑，置于地面后再翻轉(zhuǎn)吊裝斗將垃圾導(dǎo)入填裝裝置中，其操控復(fù)雜，需要多人配合操作完成，不能實(shí)現(xiàn)一步操作完成傾倒工作，且要求分布在不同地方的吊裝斗要相同，互換性、通用性差，同時(shí)也存在吊裝斗傾倒角度小，傾倒垃圾不干凈、運(yùn)輸成本高等缺點(diǎn)。基于上述原因，通用性較好的吊裝機(jī)構(gòu)成為環(huán)衛(wèi)市場(chǎng)潛在的需求。

1.2 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

①一步操作完成吊裝斗提升，操作簡(jiǎn)單。主要由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)吊臂機(jī)構(gòu)吊裝吊裝斗，吊臂機(jī)構(gòu)通過(guò)能夠活動(dòng)的轉(zhuǎn)臂組件帶動(dòng)鏈條拉動(dòng)吊裝斗，轉(zhuǎn)臂組件為“V”形結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)地面式和地坑式吊裝吊裝斗，無(wú)需分兩步吊裝地坑式吊裝斗，一步操作完成吊裝斗提升，操作簡(jiǎn)單。

②能夠吊裝不同吊裝斗，互換性強(qiáng)，互換性好，降低成本。在填裝裝置下部安裝有兩個(gè)能夠調(diào)節(jié)活動(dòng)角度的可拆卸的叉臂轉(zhuǎn)座組件，通過(guò)叉臂轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)軸限位板將叉臂轉(zhuǎn)座組件固定于填裝裝置下部開(kāi)口處，當(dāng)?shù)跹b帶有叉口的吊裝斗時(shí)，可以調(diào)節(jié)叉臂轉(zhuǎn)座組件的活動(dòng)角度，叉板另一端開(kāi)有”U”槽，”U”槽一側(cè)斜度≥90 ？觷，使得可以適應(yīng)多種不同叉口的吊裝斗，也可以拆掉叉臂轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)軸限位板卸下叉臂轉(zhuǎn)座組件，使其適用于吊裝無(wú)叉口的吊裝斗，可以實(shí)現(xiàn)吊裝多種吊裝斗，提高了設(shè)備的互換性和通用性，可減少垃圾車(chē)的配套數(shù)量，降低成本。

③吊裝斗傾倒角度大，傾倒垃圾徹底。轉(zhuǎn)臂組件包括滾輪軸、滾輪、能夠擴(kuò)大吊臂擺動(dòng)角度的轉(zhuǎn)臂、滑輪軸和滑輪，滾輪通過(guò)滾輪軸固定于轉(zhuǎn)臂一端外側(cè)，滑輪通過(guò)滑輪軸固定于轉(zhuǎn)臂另一端內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)臂為“V”形結(jié)構(gòu)，吊裝斗最大傾斜角達(dá)到0 ？觷～95 ？觷。吊臂機(jī)構(gòu)為“V”形機(jī)構(gòu)，吊臂機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)角度為0 ？觷～130 ？觷，轉(zhuǎn)臂的擺動(dòng)能夠擴(kuò)大吊臂擺動(dòng)角，進(jìn)而增大吊裝斗傾倒角度，使垃圾傾倒徹底，不滯留在吊裝斗內(nèi)。

2 上料機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

①首先固定一個(gè)回轉(zhuǎn)的支點(diǎn)（在相同的平面內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，在進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)支點(diǎn)的位置不發(fā)生任何變化），將此支點(diǎn)設(shè)置到垃圾車(chē)的集料斗上，由垃圾車(chē)油缸提供驅(qū)動(dòng)，使其固定在集料斗側(cè)的擺臂上，進(jìn)而使垃圾車(chē)集料斗進(jìn)行來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)。這種轉(zhuǎn)動(dòng)模式被稱作液動(dòng)連桿式機(jī)構(gòu)。

②垃圾車(chē)集料斗固定在車(chē)內(nèi)的連桿位置，由垃圾車(chē)的油缸提供驅(qū)動(dòng)，使搖桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)垃圾車(chē)中的連桿，使垃圾車(chē)集料斗進(jìn)行來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)。這種轉(zhuǎn)動(dòng)模式被稱作雙搖桿式機(jī)構(gòu)。

③將回轉(zhuǎn)支點(diǎn)安裝在垃圾車(chē)的集料斗上，由垃圾車(chē)的油缸提供驅(qū)動(dòng)，使擺臂進(jìn)行來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)垃圾車(chē)的拉桿，最后使垃圾車(chē)集料斗進(jìn)行來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)，這種轉(zhuǎn)動(dòng)模式被稱作雙曲柄式機(jī)構(gòu)。

3 工作原理設(shè)計(jì)

3.1 液動(dòng)連桿式機(jī)構(gòu)

該上料機(jī)構(gòu)主要由油缸的底座、油缸、翻轉(zhuǎn)軸承、軸承的底座、擺臂、集料斗以及防風(fēng)罩構(gòu)成。在大規(guī)模的垃圾車(chē)當(dāng)中該機(jī)構(gòu)十分常見(jiàn)。該機(jī)構(gòu)主要是運(yùn)用雙作用形勢(shì)下的單級(jí)油缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，使垃圾車(chē)上的擺臂進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)集料斗進(jìn)行來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)。集料斗的實(shí)際容積在1.6～2.0 m3之間，垃圾在上料的過(guò)程中隨著板車(chē)的深入不斷進(jìn)入集料斗中，依靠集料斗當(dāng)中固定措施使板車(chē)得到固定，在集料斗持續(xù)翻動(dòng)的過(guò)程中，板車(chē)中存有的垃圾會(huì)滑落至集料斗當(dāng)中，然后在由集料斗向填料器當(dāng)中運(yùn)動(dòng)。由于集料斗的頂蓋要比填料器高，所以為有效減少車(chē)輛運(yùn)行的阻力，一般會(huì)在垃圾車(chē)上安裝防風(fēng)裝置。由于該上料機(jī)構(gòu)充分利用液動(dòng)的連桿式機(jī)構(gòu)，垃圾車(chē)擺臂的起始位置所對(duì)應(yīng)的力臂相對(duì)較小，為取得相對(duì)較大的力矩，在系統(tǒng)壓力保持不變的前提下，油缸的尺寸與規(guī)格應(yīng)盡可能大。該機(jī)構(gòu)中集料斗中心與翻轉(zhuǎn)軸的實(shí)際距離較大，導(dǎo)致在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生相對(duì)較大的力矩。所以，在該機(jī)構(gòu)當(dāng)中需運(yùn)用缸徑較大且行程相對(duì)較大的驅(qū)動(dòng)油缸。這樣一來(lái)，機(jī)構(gòu)的自身重量往往變得很大，可以達(dá)到600～700 kg。在機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)到達(dá)合蓋處時(shí)，由于集料斗質(zhì)心處在填料器上端，也就是說(shuō)，質(zhì)心力矩不再是傳統(tǒng)的傾翻力矩，所以在該機(jī)構(gòu)中無(wú)需在設(shè)置新的固結(jié)裝置。

3.2 雙搖桿式機(jī)構(gòu)

雙搖桿式的集料斗機(jī)構(gòu)比較適合中等或小規(guī)模的垃圾收集車(chē)輛。該機(jī)構(gòu)主要由底座、油缸、翻轉(zhuǎn)架臺(tái)、集料斗以及固定設(shè)備構(gòu)成。集料斗安裝在翻轉(zhuǎn)架位置，在該機(jī)構(gòu)當(dāng)中，翻轉(zhuǎn)架臺(tái)實(shí)際上就是一個(gè)連桿，由油缸進(jìn)行驅(qū)動(dòng)擺臂，使得翻轉(zhuǎn)架以及搖桿進(jìn)行來(lái)回?cái)[動(dòng)。在實(shí)際回轉(zhuǎn)的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)與地面上保持的角度進(jìn)行調(diào)整，所以集料斗在進(jìn)行持續(xù)回轉(zhuǎn)的過(guò)程中傾角會(huì)發(fā)生一定變化。由于垃圾堆放存在一定安息角，為了使集料斗當(dāng)中的垃圾能夠全部?jī)A倒出去，機(jī)構(gòu)在閉合時(shí)集料斗的實(shí)際傾角應(yīng)在50 ？觷以上。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要對(duì)機(jī)構(gòu)當(dāng)中桿件的實(shí)際長(zhǎng)度進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)置，使其在回轉(zhuǎn)的過(guò)程中集料斗的傾角可以滿足相關(guān)要求。

4 結(jié) 語(yǔ)

上述提到的幾種上料結(jié)構(gòu)各有利弊，其中液動(dòng)連桿式的集料斗機(jī)構(gòu)比較適合中等或大規(guī)模的垃圾收集車(chē)輛，這種垃圾車(chē)集料斗的容量較大，雖然這種上料方式較為簡(jiǎn)單，但是對(duì)應(yīng)的機(jī)械設(shè)備重量偏大，使得垃圾車(chē)的外觀不夠美觀；雙搖桿式的集料斗機(jī)構(gòu)比較適合中等或小規(guī)模的垃圾收集車(chē)輛，這種垃圾車(chē)集料斗的容量較小，上料機(jī)構(gòu)自身的重量較小，具有相對(duì)較好的通用性，但是在上料的過(guò)程中存在一定不便，美觀性也較為不足。

由此可見(jiàn)，在對(duì)集料機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況與具體的要求，選取適宜的機(jī)構(gòu)方式，從而提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，推動(dòng)垃圾車(chē)的穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王文斌.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012.

[2] 徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版第4卷）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2013.

[3] 徐達(dá)，蔣崇賢.專用汽車(chē)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2013.

[4] 蔣崇賢，何明輝.專用汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，2012.

[5] 鄭培康.壓縮式垃圾車(chē)基本結(jié)構(gòu)型式探索與分析[J].專用汽車(chē)，2012，（1）.

[6] 劉長(zhǎng)虹.后裝壓縮式垃圾車(chē)壓縮機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)[J].專用汽車(chē)，2012，（2）.