一種專用車后門鎖緊機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

李春 崔龍海 曹晨強 劉權(quán) 王瞳瑋

摘 要：文章分析了目前市場上常見的掃路車、洗掃車等專用車后門的鎖緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式及存在的缺陷 提出了在后門鎖緊機構(gòu)增加預(yù)緊裝置 插銷（或鉤爪）位置增加鎖緊檢測信號反饋系統(tǒng)的優(yōu)化解決方案 并進(jìn)行了特定工況條件下的實例理論分析計算 論證了該方案的可行性。

關(guān)鍵詞：后門;鎖緊機構(gòu);插銷（鉤爪）;信號;預(yù)緊裝置

中圖分類號：U462.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）18-55-03

Abstract： This paper analyzes the structure and defects of the rear door form and existing defects of the back door locking mechanism of the special vehicles suck as road sweeper， washing and sweeping vehicle， and puts forward the optimization solution of adding pre tightening device in the rear door locking mechanism and increasing the locking in place signal feedback at the position of the blot （or hook claw）.Theoretical analysis and calculation of an example under specific working conditions are carried out， and the feasibility of the improved scheme is demonstrated.

Keywords： Back Door; Locking Mechanism; Pin （or Hook Claw）; Signal Pre Tightening Device

CLC NO.： U462.1? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）18-55-03

1 前言

隨著國家城鎮(zhèn)化不斷發(fā)展 人們生活水平不斷改善 對生活環(huán)境的要求不斷提高 承擔(dān)城市道路清掃保潔的掃路車、洗掃車等專用車成為必然選擇 其工作原理為通過風(fēng)機產(chǎn)生負(fù)壓 將路面垃圾、樹葉、污水等經(jīng)過吸嘴吸入箱內(nèi)儲存 并運輸?shù)街付ㄎ恢脙A倒。在車輛作業(yè)過程中 需保持后門關(guān)閉 防止污水、垃圾泄漏 到達(dá)傾倒位置后 打開后門 將箱體舉起 垃圾卸出后清洗箱體然后關(guān)閉后門并鎖緊。后門若不能可靠密封鎖緊會造成垃圾箱內(nèi)負(fù)壓減小嚴(yán)重影響整車的清掃吸拾性能 同時會形成污水滴漏對環(huán)境二次污染 因此后門的作用至關(guān)重要 既要順利開閉 又要密封可靠。

2 現(xiàn)有后門鎖緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式

目前市場上掃路車、洗掃車等專用車生產(chǎn)廠家很多 各家后門結(jié)構(gòu)各有不同 但其原理基本相同 都是通過液壓油缸打開和關(guān)閉 鎖緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)形式主要有兩種：一種是插銷鎖緊形式 一種是鉤爪鎖緊形式。一般情況下 箱體后框平面與豎直方向設(shè)計一定夾角（一般為5°—8°左右） 后門在關(guān)閉時 液壓油缸伸出 后門受重力矩繞鉸點轉(zhuǎn)動 導(dǎo)向銷在滑槽內(nèi)移動 當(dāng)后門密封條與垃圾箱后框平面重合時 通過插銷插入鎖緊孔（或鉤爪鉤住鎖緊銷）鎖緊后門。結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.1 現(xiàn)有后門鎖緊機構(gòu)存在的缺陷及原因分析

通過市場調(diào)研用戶反饋：常用的掃路車、洗掃車等專用車輛的后門鎖緊結(jié)構(gòu)存在缺陷 當(dāng)遇到特殊工況時后門關(guān)閉會出現(xiàn)異常 如傾倒卸料場地面不平時（駐車平面與水平面呈仰角）后門無法關(guān)閉并鎖緊 如圖2所示。此時不得不重新打開后門 再次關(guān)閉時人為增加壓緊力使后門與垃圾箱后框貼合然后鎖緊。另外當(dāng)駕駛員在駕駛室內(nèi)操作控制開關(guān) 打開后門傾倒垃圾后關(guān)閉后門 后門是否鎖緊到位無法得知 需要用戶移動車輛后下車觀察后門鎖緊狀態(tài) 該操作麻煩且極不方便 效率很低。

原因分析：當(dāng)打開后門卸料后 關(guān)閉后門時 后門開閉液壓油缸伸出 后門受重力矩繞鉸點轉(zhuǎn)動 導(dǎo)向銷在滑槽內(nèi)移動 當(dāng)后門旋轉(zhuǎn)至豎直位置時 插銷繼續(xù)伸出（或鉤爪繼續(xù)轉(zhuǎn)動） 此時后門受重力保持豎直狀態(tài)位置 而油缸繼續(xù)伸出產(chǎn)生的關(guān)門分力無法使后門與箱體后框平面貼合 出現(xiàn)后門插銷無法插入鎖緊孔（或鉤爪不能勾住鎖緊銷）的現(xiàn)象 從而導(dǎo)致后門鎖緊失敗 如圖2。

3 優(yōu)化后帶預(yù)緊裝置及鎖緊信號檢測反饋后門結(jié)構(gòu)

針對用戶反饋的掃路車、洗掃車等專用車后門存在的缺陷 結(jié)合實際使用工況設(shè)計了后門預(yù)緊裝置 同時在插銷鎖緊（或鉤爪勾住鎖緊銷）位置設(shè)置傳感器增加后門鎖緊檢測信號反饋。以插銷鎖緊結(jié)構(gòu)形式為例 如圖3所示 該預(yù)緊裝置包括壓縮彈簧、上鎖止環(huán)、壓緊墊板、下鎖止環(huán)及緊定螺釘?shù)?將壓縮彈簧通過上、下鎖止環(huán)固定于后門開閉油缸活塞桿上并施加一定預(yù)緊力。當(dāng)傾倒卸料場地不平（駐車平面與水平面呈仰角）時 卸料完畢關(guān)閉后門時 導(dǎo)向銷在液壓油缸作用下沿滑槽向下運動 后門在重力矩作用向下關(guān)閉 當(dāng)后門向下處于豎直位置時 油缸繼續(xù)伸出驅(qū)動壓縮彈簧通過壓緊墊板壓緊后門 使后門在插銷插入鎖緊孔前與箱體后框平面貼合 起到預(yù)緊作用。后門打開時 預(yù)緊彈簧自動回彈 被上、下鎖止環(huán)固定在油缸活塞桿端 對后門開啟動作無任何影響。當(dāng)插銷鎖緊到位后傳感器檢測到信號 駕駛室內(nèi)語音提示操作人員“后門鎖緊到位” 否則提示“后門未鎖緊” 從而避免駕駛員下車查看后門鎖緊狀態(tài) 提高了勞動效率。

4 后門預(yù)緊裝置設(shè)計

4.1 后門受力分析

無預(yù)緊力即F=0時 后門在重力矩作用下旋至豎直狀態(tài) 此時后門與箱體后框成4°夾角 若油缸繼續(xù)伸出 插銷將無法插進(jìn)銷孔（或鉤爪不能勾住鎖緊銷） 導(dǎo)致后門鎖緊失敗 如圖2所示。增加預(yù)緊裝置后 后門在重力矩作用下旋轉(zhuǎn)至豎直狀態(tài)后 油缸繼續(xù)伸出通過預(yù)緊壓縮彈簧產(chǎn)生預(yù)緊力矩克服重力矩使后門與箱體后框面貼合 插銷繼續(xù)下行插進(jìn)插銷孔 鎖緊后門。

后門預(yù)緊裝置如圖3所示 通過三維模型可測的后門質(zhì)量M及質(zhì)心位置 由作圖法可得后門與箱體后框貼合時后門受力如圖4所示 重力臂L1 預(yù)緊力臂L2。重力矩：M1=GL1。預(yù)緊力矩：M2=FL2。

6 結(jié)束語

根據(jù)掃路車、洗掃車等專用車用戶反饋的問題 通過理論分析計算進(jìn)行了后門鎖緊機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 優(yōu)化后增加了后門預(yù)緊裝置及鎖緊檢測信號反饋系統(tǒng)。該結(jié)構(gòu)消除了卸料場地不平時后門無法一次鎖緊的風(fēng)險和在駕駛室內(nèi)關(guān)閉后門時無法得知鎖緊狀態(tài)的問題 提高了后門各種工況的適應(yīng)性及駕駛員的勞動效率 且結(jié)構(gòu)簡單 成本低廉 易于實施。

參考文獻(xiàn)

[1] 徐達(dá).專用汽車構(gòu)造與設(shè)計[M].北京：人民交通出版社，2008.

[2] 成大先.機械設(shè)計手冊第五版[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2007.11.

[3] 東南大學(xué)機械學(xué)學(xué)科組鄭文緯，吳克堅主編，機械原理[M]高等教育出版社，1995.

[4] 何希才.傳感器及其應(yīng)用[M].國防工業(yè)出版社，2001.5.

[5] 薛玉榮，衛(wèi)國防，等.固體廢棄物箱體后門密封結(jié)構(gòu)研究.機械與液壓[J]：2014年11月第42卷第22期.

[6] 劉國舉，耿其東，等.帶密封和鎖緊裝置的垃圾車廂體后門設(shè)計.專用汽車[J]：2015年第10期.