玻璃鋼可卸式填裝壓縮垃圾箱的研發(fā)

孫會(huì)全

（南寧八菱科技股份有限公司　廣西　南寧　530007）

玻璃鋼可卸式填裝壓縮垃圾箱的研發(fā)

孫會(huì)全

（南寧八菱科技股份有限公司廣西南寧530007）

介紹了采用高性能輕質(zhì)材料——玻璃鋼實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)的壓縮垃圾箱，具有重量輕、美觀、耐腐蝕，密閉性強(qiáng)的特點(diǎn)，可以有效的減輕自重，減少燃油、鋼材的消耗。

玻璃鋼可卸式填裝壓縮垃圾箱；節(jié)能；創(chuàng)新

1　引言

目前，全球經(jīng)濟(jì)增長引發(fā)的能源消耗達(dá)到了前所未有的程度，面對(duì)日益嚴(yán)峻的能源、環(huán)境問題同經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾，運(yùn)用新型材料發(fā)展輕量化、高效產(chǎn)品，成為環(huán)衛(wèi)機(jī)械產(chǎn)品節(jié)省能源的最重要途徑。通過壓縮垃圾只是提高垃圾的轉(zhuǎn)運(yùn)效率，降低垃圾的運(yùn)輸費(fèi)用，解決垃圾清運(yùn)中的虧載問題，消除了垃圾清運(yùn)中的二次污染，而更進(jìn)一步減少燃料消耗，實(shí)現(xiàn)壓縮垃圾箱輕量化，是節(jié)省能源的最有效途徑之一。采用高性能輕質(zhì)材料是實(shí)現(xiàn)壓縮垃圾箱輕量化，可以有效減輕自重，據(jù)估算，重量每減輕10％，就會(huì)節(jié)省6～8％的燃料。采用設(shè)計(jì)自由度大，成型方便的玻璃鋼為壓縮箱的造型、密閉性提供了有利條件，并減少了對(duì)鋼材的使用。由于壓縮垃圾箱的質(zhì)量減輕，運(yùn)輸車輛的滾動(dòng)阻力減少，進(jìn)而收到降低油耗、節(jié)約能源、減少環(huán)境污染等一系列效能。

2　玻璃鋼可卸式填裝垃圾壓縮箱的性能參數(shù)

玻璃鋼可卸式填裝垃圾壓縮箱如圖1所示。

圖1　玻璃鋼可卸式填裝垃圾壓縮箱總體結(jié)構(gòu)圖

玻璃鋼可卸式填裝垃圾壓縮箱主要由回轉(zhuǎn)填料斗與具有收集、破碎、填裝、壓縮裝置的填塞器和玻璃鋼制垃圾廂體組成，填塞器與垃圾廂聯(lián)體，垃圾廂前端為填塞器，填塞器下部有可回轉(zhuǎn)的凹弧狀填料斗，上部有帶破碎板和壓縮板的填裝壓縮機(jī)構(gòu)，破碎板和壓縮板在液壓油缸的帶動(dòng)下可分別在一定范圍內(nèi)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或沿滑軌做上下運(yùn)動(dòng)，將填料斗內(nèi)垃圾破碎、壓縮推入密封垃圾廂體內(nèi)，垃圾滿廂后，壓縮板與破碎板形成封閉狀態(tài)。

玻璃鋼可卸式填裝垃圾壓縮箱主要性能參數(shù)見表1。

表1　玻璃鋼可卸式填裝垃圾壓縮箱主要參數(shù)

3　玻璃鋼可卸式填裝垃圾壓縮箱設(shè)計(jì)原理

在鋼制可卸式填裝壓縮箱的生產(chǎn)基礎(chǔ)上，采用高性能輕質(zhì)材料——玻璃鋼實(shí)現(xiàn)壓縮垃圾箱輕量化。采用圓形壓力容器的技術(shù)參數(shù)，壓縮箱體外殼結(jié)合“全鋼臺(tái)面汽車衡”下面加強(qiáng)筋技術(shù)，此方案和工作原理的結(jié)構(gòu)特征確保箱體安全不變形。設(shè)計(jì)壓力，設(shè)定箱體頂部的最高壓力，與相應(yīng)的設(shè)計(jì)溫度一起作為設(shè)計(jì)載荷條件，其值不低于工作壓力；計(jì)算壓力，在相應(yīng)設(shè)計(jì)溫度下，用以確定箱體壁厚的壓力，其中包括液柱靜壓力，確定壓縮箱體玻璃鋼厚度；采用Soliworks建立三維實(shí)體模型，網(wǎng)格劃分有限元進(jìn)行受力分析，箱體最大受力區(qū)域位于底面后部靠近卸料門區(qū)域，嚴(yán)格控制模具精度，提高玻璃鋼受力、應(yīng)力集中部位銜接處的耐壓性；玻璃鋼的內(nèi)襯層對(duì)耐壓、耐腐蝕性起決定性作用，內(nèi)襯層使用的樹樹脂是關(guān)鍵材料，其次是增強(qiáng)層樹脂，我們分別選用了三種樹脂，即雙酚A環(huán)氧樹脂、乙烯基酯樹脂、環(huán)氧樹脂與呋喃樹脂混合樹脂為樹脂，試制0.1倍樣品進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，在環(huán)境溫度下進(jìn)行水壓滲透性能試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍，且保持時(shí)間5min，試驗(yàn)結(jié)果顯示，三種內(nèi)襯耐壓性為環(huán)氧樹脂與呋喃樹脂混合樹脂>雙酚A環(huán)氧樹脂>乙烯基酯樹脂，即環(huán)氧樹脂與呋喃樹脂混合樹脂為內(nèi)襯的樣品耐壓性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

在小模型樣品測(cè)試成功后，確定以5mm耐壓玻璃鋼制作廂體，并以邊長為100mm的方鋼制作三條框架形成廂體的加強(qiáng)筋。生產(chǎn)過程采用國內(nèi)先進(jìn)的四步成型法，將乙稀基酯合成樹脂加玻璃纖維表面氈形成富樹脂層，外加不飽和聚酯樹脂和中堿玻璃纖維布作加強(qiáng)層，壓縮垃圾箱一次成型。最終制作的玻璃鋼廂體比全鋼制廂體輕1.48倍，玻璃鋼設(shè)計(jì)自由度大，成型方便，密閉性強(qiáng)，在減輕質(zhì)量的同時(shí)也減少了運(yùn)輸車輛的滾動(dòng)阻力，垃圾運(yùn)輸油耗降低10％，壓縮機(jī)和箱一體化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)緊湊，整機(jī)體積小，采用PLC技術(shù)控制，操作簡單，自動(dòng)化程度高，對(duì)垃圾進(jìn)行破碎、壓縮、壓實(shí)，壓縮比達(dá)到2：1，全封閉運(yùn)輸，確保無污水滲漏和垃圾裸露，無二次污染，符合環(huán)保要求。

4　玻璃鋼可卸式填裝垃圾壓縮箱的技術(shù)特點(diǎn)

（1）采用高性能輕質(zhì)材料——玻璃鋼實(shí)現(xiàn)壓縮垃圾箱輕量化，玻璃鋼的密度在1.7左右，比鋼輕4.5倍，有效減輕自重，燃油耗降低23％，有效減少燃油、鋼材能源的消耗，降低環(huán)境污染，符合國家政策，達(dá)到節(jié)能減排的效果。

（2）壓縮機(jī)和垃圾箱合二為一，在收集、壓縮及轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾過程中不分離，以一體化設(shè)計(jì)達(dá)到壓縮比大，結(jié)構(gòu)緊湊，整機(jī)體積小的目的，實(shí)現(xiàn)全封閉運(yùn)輸，確保無污水滲漏和垃圾裸露，無二次污染，符合環(huán)保要求。

（3）后門裝有整體迷宮式密封橡膠，雙唇結(jié)構(gòu)，具有很好的密封性能，能有效防止污水的滲漏。

（4）對(duì)垃圾進(jìn)行破碎、壓縮、壓實(shí)等功能采用PLC技術(shù)控制，操作簡單，自動(dòng)化程度高。

5　結(jié)束語

經(jīng)過樣機(jī)性能、可靠性試驗(yàn)，并委托廣西汽車拖拉機(jī)研究所進(jìn)行鑒定試驗(yàn)后，于2014年6月通過廣西工信委組織的專家鑒定。該產(chǎn)品填補(bǔ)廣西乃至國內(nèi)空白，而新材料的運(yùn)用有利于節(jié)省資源，保護(hù)環(huán)境，并帶動(dòng)新興工業(yè)的發(fā)展，形成新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，具有較大的推廣價(jià)值。

[1]阮志華.城鎮(zhèn)垃圾壓縮機(jī)的研制[J].機(jī)械工程師，2002，6：59～60.

[2]陳建南.玻璃鋼材料在環(huán)衛(wèi)機(jī)械制造中的應(yīng)用[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2012，8：21～22.

U469.691

A

1673-0038（2015）29-0137-02

2015-7-4

孫會(huì)全（1972-），男，工程師，大專，主要從事裝備設(shè)計(jì)等工作。