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1、目 录1 前言12 总体方案论证22.1 本课题基本前提条件和技术要求22.2 结构方案确定23 垃圾车厢体设计53.1 合理选择卸料方式53.2 确定厢体设计方案53.3 垃圾车厢体成形工艺74 压缩式垃圾车排出油缸安装角及排出板斜度取值104.1 排出板的结构及工作情况104.2 排出机构的受力分析104.3 取值范围的探讨115 液压系统设计125.1 确定液压系统方案125.2 液压缸的设计计算155.3 油箱设计235.4 液压泵装置235.5 辅助元件的选用246 结论25参考文献26致 谢27附 录281 前言目前我国城市生活垃圾(MSW) 年总产生量已达1. 8 亿吨，而且仍在
2、不断增长，年增长率为8 %10 %。随着城市建设规模的不断扩大和人们生活水平的不断提高，一方面，城市生活垃圾的成份发生了很大变化，其变化的主要特点是：垃圾密度不断降低，可压缩性增加。如果继续采用常规的垃圾运输方式，容易造成垃圾清运中的亏载，使垃圾转运效率降低；另一方面，近郊可利用来填埋垃圾的洼地越来越少，人们不得不考虑在远离市区的郊区建立垃圾处理处置场所。 据统计国内几个大城市的垃圾处理厂距离市区均在50km 以上，运输费用占垃圾处理费用的比例较高。 在一些发达国家运输费用已占垃圾处理费用的80 %以上。 所以，降低垃圾清运费用是降低整个城市垃圾处理处置费用的关键。 垃圾压缩可以解决垃圾运输中
3、的亏载问题，降低垃圾的运输费用，是城市生活垃圾集运的发展方向。 因此压缩式垃圾车的优势日渐明显，高效的垃圾压缩运输方式有了长足的发展。后压缩式垃圾车便是其中的一种常见结构形式，它由汽车底盘、填料器、上装厢体和排出板机构等组成。其发展方向是：提高垃圾的装载量；改善车辆的密封性；垃圾的分类处理。垃圾的分类越细对于环境的保护效果就越好，目前城市垃圾主要可以分为4类： a. 湿垃圾：主要指厨房产生的厨余、果皮等含水率较高的食物性垃圾。b. 干垃圾（可回收利用垃圾）：主要指废纸张、废塑料、废金属、废玻璃等可用于直接回收利用或再生后循环使用的含水率较低的垃圾。c. 有害垃圾：指对人体健康或者环境造成现实危
4、害或者潜在危害的废弃物，同时也包括对人体健康有害的重金属或有毒物质废弃物。d. 大件垃圾：指重量超过5千克或体积超过0.2立方米以及长度超过1米的废旧家具、办公用具、废旧电器，以及包装箱、箩筐等大型的、耐久性的固体废弃物，是因体积较大等因素混入城市一般生活垃圾一起清运有困难的特殊的生活垃圾。垃圾如何进行分类处理是目前垃圾运输中急待解决的难题，这对于环境的保护意义重大。本次设计的课题为YD5141SYZ后压缩式垃圾车上装厢体设计，来源于江苏悦达专用车有限公司。本次设计主要是针对垃圾车车厢设计和排出机构液压设计。车厢是垃圾车的重要部件之一，主要起装载、运输垃圾之用。在运输过程中，不得产生飘、洒、漏
5、等现象，避免造成二次污染。根据设计要求，确定了厢体形状和主要尺寸参数，重点考虑它的密封性。排出机构主要是用来排卸垃圾以及在垃圾装载时提供一定的背压力，使压缩后的垃圾密度均匀。它采用液压为动力装置，实现作业自动化，大大降低劳动强度，提高工作效率。本课题由多位同学分工协作完成，在设计过程中，配合总体设计做了方案论证，满足了后压缩式垃圾车的设计要求。2 总体方案论证2.1 本课题基本前提条件和技术要求2.1.1 基本前提条件设计装运空间为12m3，设计要求必须符合机动车等设计要求。2.1.2 技术要求a. 满足装运空间为12m3车。b. 结构设计应合理，填料器与箱体应可能连接满足强度要求，自动锁、安
6、全棒等可靠。c. 排出机构等运动件工作安全、可靠，且便于维修、调整。d. 尽量使用通用件，以便降低制造成本。2.2 结构方案确定2.2.1 传统自卸式垃圾车的结构分析主要采用侧翼开启、顶盖前后梭动等几种方式，这种车的主要特点是直接收集、转运、不压缩，适用于特定人工方式，操作简单，成本低。缺点是：装载量小、自动化程度低、转运效率低，无法解决转运中流污水的二次污染问题。2.2.2 本垃圾车的结构特点a.填料器的摆放布置 后装压缩式垃圾车工作时，填料器有下放和上扬两种布置形式。下放布置如图2-1所示，填料器与厢体相吻合，底部机构联接，以保证密封性能。这样的布置充分考虑了行驶的平稳性和驾驶性能。 图2
7、-1 垃圾车填料器下放布置 填料器上扬布置，整个填料器可以绕轴旋转上扬95，如图2-2所示，这样可以保证厢体内的垃圾彻底排出。这种布置在填料器上扬时，整车的重心后移，汽车的行驶性能和爬坡能力降低，在不影响装载量的情况下，回转支承应尽量向前布置，使重心前移。这种布置和传统的卸料方式相比，虽然结构较复杂，但是垃圾的排出比较彻底，同时避免了整车的重心过分后移，而造成翻车事故。 图2-2 垃圾车填料器上扬布置b. 垃圾排卸方式采用推板推出的方式，和传统车厢上举，靠重力卸料的方式相比，可以避免由于过分压缩的垃圾膨胀堵塞在车厢内，同时还可以防止卸料时重心过于后移而翻车。2.2.3垃圾车载质量利用系数的提高
8、载质量利用系数的提高将有助于降低车辆的运行成本。后装压缩式垃圾车的载质量利用系数主要由二个方面组成:a. 底盘的载质量利用系数在底盘选型时,选择技术含量高、动力性好、自重相对较轻的底盘。b. 专用装置的自重后装压缩式垃圾车由于结构复杂,自重较大,在设计时应尽量采用新材料、新技术、新工艺。主要零部件采用高强度钢板,辅助件(如挡泥板、装饰件、盖板等) 采用比重较轻的注塑件。主要构件采用特殊加工工艺方法,如:车厢侧板及顶板采用数控折弯成弧形结构。受力构件采用局部加强法等,从而降低专用装置的重量。2.2.4 垃圾压缩比的提高压缩机构中刮板对垃圾的压强将直接影响垃圾的压缩比。当压强增大时，垃圾的压缩比将
9、增大；反之则减小。因而在设计压缩机构时，应努力提高刮板的压强。影响刮板压强的因素主要有四个方面:a.刮板的压缩面积根据使用场合、投料方式、垃圾投入量来确定，如能满足使用要求，刮板的面积应尽量小。b.压缩油缸的安装形式应能充分利用油缸的最大能力，即在压缩垃圾过程中应使油缸无杆腔作用。c.滑板与导轨的摩擦力将有助于提高垃圾压缩力。因而，在选取滑板滑块与导轨材料时应配对选取相对摩擦系数较小的材料；减小压缩油缸轴线与滑板导轨的夹角，以避免由于压缩油缸安装不当产生的扭力使N1 、N2增大；减小压缩油缸轴线与滑块中心线的平行偏移量，假如油缸轴线上偏于滑块中心线，将增大N1 、N2的值，如轴线下偏于滑块中心
10、线，将减小N1 、N2的值，但结构上很难布置，故通常将压缩油缸置于滑块中心线上。d.压缩油缸与地面的水平夹角1越小，则压缩油缸的推力沿车厢长度方向的分力将越大，有利于垃圾填满整个车厢，提高垃圾压缩比。2.2.5 车辆密封后装压缩式垃圾车由于压缩力大，经压缩后的垃圾产生大量的污水，如不加以控制，将严重影响环境，因而在设计时应从以下三个方面完善车辆密封，即:在车厢与填塞器之间安装耐用型密封条，并加以压缩、锁紧；车厢底板做成前低后高，将污水控制在车厢内；在填塞器下部安装便于清洗的积污水槽，用于车厢与填塞器之间滴漏的污水的临时储存。3 垃圾车厢体设计3.1 合理选择卸料方式3.1.1 车厢后倾式卸料方
11、式其原理是:在倾卸油缸的作用下，车厢、压缩机构及车厢内的垃圾绕车架尾部的回转中心旋转，旋转至一定角度后车厢内的垃圾靠自重下落实现卸料作业。这种卸料方式的优点是结构简单，但在实际使用时存在许多弊端，如:a. 由于垃圾在车厢内被压实，垃圾与车厢四周存在着较大的膨胀力与磨檫力，垃圾不易倒出，严重时垃圾的自重不足以克服摩擦力，产生垃圾胀死现象。b. 在倾翻作业时，车厢、压缩机构及垃圾的重心将后移、上升，车辆前桥负荷降低，影响整车纵向稳定性。严重时，前桥离地，整车倾翻(特别在路基较为松散的填埋场)。c. 倾翻时，所有重量将集中至车厢回转中心及汽车大梁尾部，将对汽车大梁及后桥产生严重的损坏。3.1.2 推
12、板卸料方式其原理是:在车厢内设置一块面板呈铲形并能沿预定轨道滑行的推板，推板在油缸的推动下，向车厢尾部作水平推挤运动，将垃圾推出车厢，实现卸料作业。这种卸料方式虽结构较为复杂，但卸料不受垃圾压缩比的限制，卸料干净，对车架的载荷分布较为均匀，卸料过程平稳、安全。同时，可利用推板的阻力实现压缩车双向压缩。因此，推板卸料是后装压缩式垃圾车较为理想的卸料方式。3.2 确定厢体设计方案目前市面上最流行的垃圾车车厢是流线型（图3-1），样子比较美观，顶盖做成弧形结构，可以承受垃圾对它向上的膨胀力。当然也有方型的（图3-2），此种结构，造型比较笨重，质量比较大，无形中增加了汽车发动机的功率，造成浪费，已逐渐
13、淘汰，在此不作说明。所以我选用图3-1这种厢体流线型设计方案。图3-1 流线型厢体图3-2 方形厢体根据在江苏悦达专用车有限公司的实习和现场观察以及课题要求，所设计的垃圾车的车厢容积为12立方米，所以确定车厢形状和尺寸如图3-3。图3-3 厢体尺寸图3.3 垃圾车厢体成形工艺3.3.1 概述垃圾车厢体是垃圾车的重要部件之一，主要起装载、运输垃圾之用，它由前板、左右侧板、顶板、底板等五项主要零件组成。这些零件由于所处位置不同，受力情况各异，因而结构也不相同，选用的材质虽一致（Q235），但料厚有差异。对这几项零件的工艺成形方法的选择也完全不一样。在此对厢体零件成形的工艺选择作一分析。3.3.2
14、影响成形工艺选择的因素下面分析垃圾车车厢成形工艺选择的主要因素：a. 产品结构产品结构是决定成形工艺的主要因素。任何一种成形工艺都以满足设计要求为前提，由于该几项零件结构不同，因此它们的成形方法也不一样，如前板为拉伸成形，侧板和顶板为弯曲成形等。b. 产量和成本产量和成本是互相联系的，降低成本是工艺工作的核心。当一个新产品投入生产前，应根据该产品的试制总方案设定的批量或年产量，决定该零件的成形方法，工艺装备的选择不宜成本过高，否则将加重产品的附加成本，不利市场的销售。 YD5141SYZ属中批量生产。c. 研制周期研制周期也是决定零件成形工艺的主要因素，为适应市场经济，一般要求研制周期越短越好
15、。这就给选择成形工艺带来诸如模具制造、展开件试制等困难。YD5141SYZ型垃圾车从方案论证到样车鉴定，研制周期较短。选择工艺成形方法时，就不能选用制造周期长的模具，而选择那种既能保证零件成形质量，制造周期又短的模具。d. 设备工厂现有的工艺设备和工艺水平也是选择成形工艺必须考虑的因素。e. 人员技术水平操作者的技术水平也是影响成形的因素之一，在考虑工艺方案时需结合本厂操作人员的技术水平。f. 拼料状态由于YD5141SYZ垃圾车车厢尺寸为4360、2015、1645mm（长、宽、高），超过一般板料幅面，而大幅面板料的订货又因用量有限受到制约，因而需进行拼焊，拼焊中因设备原因不能都采用对接钨极
16、自动氩弧焊。有的采用垫板接触焊，由于各板焊接方法不同，因此在选择零件成形工艺时还需考虑拼料状态。3.3.3 成形工艺的选择几种工艺的比较及选择：a. 采用带压边装置的拉伸模拉伸成形，生产的零件尺寸准确，表面质量好，但模具制造成本高，模具毛坯需外协加工，制造周期长，模具结构较复杂，维修困难。该工艺方法实用于大批量生产。b. 采用铅锌合金模落压成形，模具制造方便，费用较低，制造周期也短。缺点是模具寿命短，零件外观质量较差，人工修整工作量大，工作环境太差。该方法适宜试制或小批量生产。c. 采用钢下模、铅上模结构的冲压模，模具制造时按钢模浇铸，模具吻合较好，零件的质量得到保证，制造成本相对较低。缺点是
17、因无压边装置，零件成形过程中有起皱现象，需在转角处增开缺口，成形后采用人工补焊。该方法适于中批量生产。根据以上几种工艺方法的比较，结合YD5141SYZ垃圾车的中批量生产模式，决定选用最后一种方法作为前板零件的成形工艺方法，做出合格的开口展开件。这样既有利于零件的成形，又避免成形后过多的人工打磨。左右侧板也采用相同的成形工艺方法，顶板采用压制槽形件，然后在平板上进行焊接的方法成形。3.3.4 拼焊工艺YD5141SYZ垃圾车车厢尺寸为4360、2015、1645mm，超过一般板料的幅面尺寸，大幅面板料的订货因受用量限制而制约，因此寻求一种适于不同加工成形的焊接方法是拼焊的关键。由于受成形方法和
18、料厚的影响，拼焊工艺各异，具体方法简述如下：a. 前板的拼焊前板零件的成形是拉伸成形，因此焊接渗透性要求较高，又考虑到在拉伸过程中焊缝对模具的影响，要求焊缝光顺平滑无明显的凸起，因此只能选择成本相对高的钨极自动氩弧焊，从而满足了该零件的拼焊需要。采用该工艺拼焊的板料，满足了零件成形的需要。b. 侧板、顶板、底板的拼焊 侧板、顶板、底板的拼焊选用加垫块的点焊、滚焊工艺。由于这几块板在零件的成形中仅有弯曲成形（侧板）或不需成形（底板），材料的受力状态较前板好，加之该几项零件都超过了钨极自动氩弧焊的轨道，采用CO2 焊因热影响区较大，零件的变形也大，需大量手工较形，且不能满足设计要求，因此选用影响区
19、小的点焊、滚焊工艺是较合适的，它既克服了大量的人工劳动，又能满足设计要求。具体拼接如图3-4，选用同牌号同料厚并与焊缝等长的垫板，采用先点焊后滚焊接融焊工艺。后装压缩式垃圾车由于压缩力大,经压缩后的垃圾产生大量的污水,如不加以控制,将严重影响环境，所以为了满足设计要求，不产生飘、洒、漏等问题，焊前涂点焊密封胶剂，以提高其密封性。 附 录1 整车图 LJC00.00.00 A0 2 车身组合件 LJC02.00.00 A0 3 排出板组合 LJC02.03.00 A1 4 排出板前板 LJC02.03.01 A25 侧部钢管 LJC02.03.02 A3 6 侧部钢管 LJC02.03.03 A47 角撑板 LJC02.03.04 A38 角撑板 LJC02.03.05 A4 9 紧固板 LJC02.03.07 A410 液压缸座 LJC02.03.10 A3
