1、压缩式垃圾车的工作流程
压缩式垃圾车车厢配有推送装置、强力压缩装置、提升装置和垃圾自卸装置。提升和自卸装置的工作流程主要分装载和卸载。装载时由垃圾桶提升机构先把垃圾倒入填料器内,再通过刮板、滑板进行压缩;装满垃圾后运到填埋场或焚烧场卸载。垃圾桶提升机构是压缩式垃圾车的重要组成之一,其设计的好坏直接影响垃圾收运的效率,若垃圾掉在地板上还会造成二次污染。
2、垃圾桶提升机构的设计
提供的垃圾桶与国内结构大不一样,垃圾车填料器内宽接近2100mm,整个垃圾桶可放在填料器里面,而我公司生产的垃圾车填料器内宽才1670mm,所以整个垃圾桶提升机构完全不一样,需重新设计该机构。提升机构与填料器投入口的高度及尺寸有很大关系,现根据对方提供的底盘参数,上装部分组装后图形大致如图1。
垃圾桶提升机构要完成挂桶、钩紧、提升等动作来实现装载。
图1垃圾箱与压缩式垃圾车关系图
2.1垃圾车挂桶结构的设计
根据垃圾桶的参数,参考垃圾车挂桶结构。初定挂桶结构(翻转架)如图2。
2.2垃圾桶的钩紧方式及其结构的设计
根据该垃圾桶的结构及支撑方式,参考垃圾车机构,垃圾桶的钩紧方式采用钩板,其结构如图3。
图3钩板
2.3提升机构的设计
完成垃圾桶的提升动作,其结构是多样的。根据公司的实际生产、设备、制作情况,设计一套平面四连杆机构来实现垃圾桶的提升动作。提升机构是把地板上的垃圾桶举升到某个位置,使垃圾全部倒入填料器内,倒完垃圾后再把垃圾桶放回地板。根据提升动作及其规律等要求该机构无需非常高的设计精度,用几何作图法即可。这种方法只需该机构的起始、终了两个位置进行设计,设计方法较直观,求解速度快,符合企业要求。
2.3.1翻转架起始、终了位置确定
垃圾桶支撑轴离地高为1157mm,挂桶时垃圾桶支撑轴必须落在翻转架的叉子上,垃圾桶才会被提升。根据经验及垃圾车的结构定翻转架的翻转轴中心B1离填料器后部距离为150mm、离地面高为851mm,这样翻转架叉子离地高为1124mm,比垃圾桶支撑轴低33mm保证垃圾桶会挂入翻转架。
图5四连杆铰接点结构图
图7提升机构终了位置图
因为生活垃圾均为袋装,垃圾桶提升到位后即可把垃圾倒干净。所以定翻转架的翻转轴中心B2离填料器后部距离为352mm、离地面高为1274mm,这样垃圾桶提升到位时,垃圾桶与填料器后端的距离为38mm,保证垃圾桶不会与填料器干涉。这样就定好垃圾桶的起始、终了位置,如图4所示。
2.3.2四连杆机构固定铰链和机构尺寸的确定连杆中心为B点、C点,B点同时也是翻转轴的中心。按翻转架起始、终了位置连接B1、B2;C1、C2并分别作出它们的垂直平分线nb、nc;在nb线上任选一点为固定铰链A,在nc线上任选一点为固定铰链D,则AB1C1D即为机构在第一位置时的运动简图。显然,此时可作出无数多个机构,我们只要取其中一个即可。根据我公司生产的垃圾车结构,取摇杆CD长为210mm,以C1或C2为圆心,半径为210mm画圆,该圆与nc的交点为D(靠填料器一侧);以B1或B2为圆心,半径为550mm画圆,该圆与nB的交点为A(靠填料器一侧),如图5所示。这样就定出四连杆机构的固定铰链A和D,得出机架AD=344.6mm,至此铰链四连杆机构尺寸全部得出,分别为机架AD=344.6mm;连杆BC=120mm;摆臂AB=550mm;摇杆CD=210mm。其中最短杆连杆(BC=120mm)与最长杆摆臂(AB=550mm)之和为670mm;其余两杆长度之和为554.6mm。即铰链四连杆机构中的最短杆与最长杆长度之和大于其余两杆长度之和,则该机构只能为双摇杆机构。所以该机构一定不能由电机直接驱动,我们选择双作用液压伸缩油缸来驱动,达到整个提升机构只能在一定角度范围内作往复摆动的要求。
2.3.3提升机构动力输出及其附件的确定
综合考虑提升机构的举升能力、垃圾车的结构、现有的工装、设备,选择液压油缸,其缸径为φ85mm、安装距为510mm、行程为230mm。确立了机构简图及驱动油缸,由此设计出整套垃圾桶提升机构。即底盘发动机通过变速箱、取力器、液压油泵驱动油缸带动摆臂使整个提升机构作往复摆动,当油缸完全缩回时,提升机构处于起始位置,如图6所示;当油缸伸出到位后,提升机构处于终了位置,如图7所示。试验表明整个机构动作顺畅,符合装载要求。
3结束语
整个垃圾桶提升机构经过试制、试验,并得到该产品进口国环卫系统部门的认可。公司国际化战略实现了突破,进一步提升国际影响力和竞争力。