后門鎖緊機構(gòu)的幾種形式及機理分析

孫智勇，車 璐，張駿方，崔惠峰

(山西航天清華裝備有限責任公司，山西 長治 046000)

0 引言

后門鎖緊機構(gòu)[1-3]是車廂可卸式垃圾車、后裝垃圾壓縮車、流動式垃圾站等垃圾轉(zhuǎn)運類產(chǎn)品中重要的鎖緊部件，其主要功能是在車輛運輸途中保持后門嚴格密封關(guān)閉，以防在運輸途中因密封不嚴導(dǎo)致垃圾泄漏產(chǎn)生二次污染[4-5]。

后門鎖緊機構(gòu)有棘輪式后門鎖緊機構(gòu)、油缸驅(qū)動式后門鎖緊機構(gòu)、防開式后門鎖緊機構(gòu)和連桿式后門鎖緊機構(gòu)等多種形式，本文對這幾種后門鎖緊機構(gòu)的工作機理以及優(yōu)、缺點進行分析，為類似產(chǎn)品的后門鎖緊機構(gòu)設(shè)計提供參考。

1 棘輪式后門鎖緊機構(gòu)

棘輪式后門鎖緊機構(gòu)是一種手動鎖緊機構(gòu)，主要由手柄1、動桿2和5、定桿3、螺旋拉桿4、旋轉(zhuǎn)銷軸6、壓緊銷軸7和鎖鉤8組成，壓緊銷軸7固定在后門0上，如圖1所示。

0-后門；1-手柄；2，5-動桿；3-定桿；4-螺旋拉桿；6-旋轉(zhuǎn)銷軸；7-壓緊銷軸；8-鎖鉤

操縱手柄1使定桿3旋轉(zhuǎn)，定桿3的旋轉(zhuǎn)使動桿2和5同時旋入或旋出，以改變螺旋拉桿4的長度，從而驅(qū)動鎖鉤8繞旋轉(zhuǎn)銷軸6旋轉(zhuǎn)，進而使得鎖鉤松開或鉤住壓緊銷軸7，實現(xiàn)后門的開合動作。螺旋拉桿變長，后門打開；螺旋拉桿變短，后門鎖住。手柄處設(shè)置棘輪裝置不僅可以使得操作省力還可以實現(xiàn)自鎖，防止螺旋拉桿長度非人為因素變化。

棘輪式鎖緊機構(gòu)的優(yōu)點是：①結(jié)構(gòu)簡單；②成本低；③密封效果好。缺點是：①效率低，費時費力；②操作人員易受垃圾場等惡劣環(huán)境的侵害；③后門的鎖緊程度易受人為因素影響。

2 油缸驅(qū)動式后門鎖緊機構(gòu)

油缸驅(qū)動式后門鎖緊機構(gòu)是由棘輪式后門鎖緊機構(gòu)改進而成，由油缸驅(qū)動代替棘輪驅(qū)動，將手動變?yōu)樽詣?，其結(jié)構(gòu)可分為形式I和形式II兩種，形式I為鎖緊油缸伸出時后門鎖緊，收回時后門打開，形式II與之相反。油缸驅(qū)動式后門鎖緊機構(gòu)主要由鎖緊油缸1、鎖鉤2、旋轉(zhuǎn)銷軸3和壓緊銷軸4組成，壓緊銷軸4固定在后門0上，如圖2所示。

0-后門；1-鎖緊油缸；2-鎖鉤；3-旋轉(zhuǎn)銷軸；4-壓緊銷軸

操縱液壓閥組，使鎖緊油缸1伸長或縮短，從而驅(qū)動鎖鉤2繞旋轉(zhuǎn)銷軸3轉(zhuǎn)動，進而使得鎖鉤松開或鉤住壓緊銷軸4，實現(xiàn)后門的開合。油缸驅(qū)動式后門鎖緊機構(gòu)的優(yōu)點是：①結(jié)構(gòu)及工作原理簡單；②自動化程度較高；③省時省力；④鎖緊效率高。缺點是：①需要連接外部油源，油源連接、轉(zhuǎn)換需人工操作；②無法實現(xiàn)全自動化；③液壓鎖出現(xiàn)內(nèi)泄時鎖緊功能失效。

3 防開式后門鎖緊機構(gòu)

防開式后門鎖緊機構(gòu)是一種可以防止后門因外力因素而自行打開的鎖緊機構(gòu)，主要由上壓緊銷軸1、上旋轉(zhuǎn)銷軸2、上限位塊3、上鎖鉤4、鎖緊油缸5、下限位塊6、下旋轉(zhuǎn)銷軸7、下鎖鉤8和下壓緊銷軸9組成，上壓緊銷軸1和下壓緊銷軸9固定在后門0上，如圖3所示。

0-后門；1-上壓緊銷軸；2-上旋轉(zhuǎn)銷軸；3-上限位塊；4-上鎖鉤；5-鎖緊油缸；6-下限位塊；7-下旋轉(zhuǎn)銷軸；8-下鎖鉤；9-下壓緊銷軸

鎖緊油缸作為該機構(gòu)的動力源驅(qū)動上、下鎖鉤做回轉(zhuǎn)運動，從而鎖緊或開啟后門。鎖緊油缸5的活塞桿收回，帶動上鎖鉤4繞上旋轉(zhuǎn)銷軸2逆時針回轉(zhuǎn)，上鎖鉤4壓緊上壓緊銷軸1，當上鎖鉤4碰到上限位塊3時，活塞桿受阻不再收回，在液壓系統(tǒng)壓力作用下缸筒向上運動，帶動下鎖鉤8繞下旋轉(zhuǎn)銷軸7順時針回轉(zhuǎn)，下鎖鉤8壓緊下壓緊銷軸9，從而鎖緊后門0。反之，鎖緊油缸5的活塞桿伸出時，上、下鎖鉤松開，后門開啟。當后門鎖緊后，下鎖鉤左側(cè)桿接觸地面，防止鎖緊油缸液壓鎖緊失效，意外打開鎖鉤而使后門鎖緊失效，為后門鎖緊起到保險作用。

防開式后門鎖緊機構(gòu)的優(yōu)點是：①自動化程度較高；②省時省力；③鎖緊可靠性高。缺點是：①結(jié)構(gòu)較復(fù)雜；②需要連接外部油源，油源連接、轉(zhuǎn)換需人工操作；③無法實現(xiàn)全自動化。

4 連桿式后門鎖緊機構(gòu)

連桿式后門鎖緊機構(gòu)是利用車廂傾倒垃圾過程的運動特性實現(xiàn)后門的自動開啟和鎖緊，主要由限位塊1、轉(zhuǎn)臂2、撐桿3、彈簧4、鎖鉤5和壓緊銷軸6組成，撐桿3分別與轉(zhuǎn)臂2和鎖鉤5鉸接，壓緊銷軸6固定在后門0上，如圖4所示。

0-后門；1-限位塊；2-轉(zhuǎn)臂；3-撐桿；4-彈簧；5-鎖鉤；6-壓緊銷軸

當車廂前端傾斜升起時，轉(zhuǎn)臂2隨車廂抬高，轉(zhuǎn)臂左端輪被限位塊1擋住后，右端便繞旋轉(zhuǎn)點逆時針轉(zhuǎn)動，由于轉(zhuǎn)臂2的拉動，撐桿3拉動鎖鉤5繞固定點順時針轉(zhuǎn)動，打開后門。鎖緊后門時，運動過程相反，彈簧4在后門鎖緊過程中起到了延時作用，使得后門完全為水平狀態(tài)時才鎖緊后門。

連桿式后門鎖緊機構(gòu)的優(yōu)點是：①可實現(xiàn)完全自動化；②可使后門“早開晚鎖”；③可防止后門被垃圾頂死打不開；④鎖緊可靠性高；⑤操作省時省力且不受環(huán)境影響。

5 結(jié)語

介紹了棘輪式后門鎖緊機構(gòu)、油缸驅(qū)動式后門鎖緊機構(gòu)、防開式后門鎖緊機構(gòu)、連桿式后門鎖緊機構(gòu)的機構(gòu)組成以及各自的工作機理與優(yōu)缺點，為車廂可卸式垃圾車、流動式垃圾站等垃圾轉(zhuǎn)運類產(chǎn)品后門鎖緊機構(gòu)的設(shè)計提供了選擇依據(jù)，同時為類似產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計提供了參考。