垃圾汽车车厢倾斜机构的比较与研究

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摘　要：以垃圾汽车车厢的倾斜机构为研究对象，确定了三种可行的倾斜机构，它们是：单缸直推式倾斜机构，双液压错位式倾斜机构，Z字型翻转机构。通过对这几个机构特点的分析和研究，并且通过软件建模仿真，分析得到各个机构的优缺点，确定出各个机构适合的场合，这对于垃圾车的发展有着重要意义。

关键词：垃圾车　单缸直推　双液压错位　Z字型翻转

中图分类号：U272

文献标识码：A

文章编号：1007-3973（2012）008-055-02

目前，我国城市生活垃圾年总产生量已达1.8亿吨，而且在不断地增长。垃圾的成分也发生了很大变化，主要表现在垃圾密度不断降低、可压缩性增加，常规的垃圾运输方式使垃圾运输效率降低，造成能源的浪费。随着城市的不断发展与人民生活的不断提高，环保成为我国经济快速发展时期必须面临的问题。每天都有数以万计的垃圾被排出，这也是造成环境污染的一个重要因素。高效的垃圾处理与垃圾运输可以很好解决这个问题。目前，后装式倾斜垃圾汽车是一种常见的结构形式。通过对国内外垃圾车的分析，传统的垃圾汽车在机构设计方面有很多不足之处，会造成能量的浪费以及垃圾处理费用的提高。所以，设计一种高效且可靠的机构是非常必要的。垃圾车在倾倒垃圾的时候，为了使垃圾更好地清理出去，车厢倾斜的角度至少是40度，为了使油压缸受力均匀，液压缸举升时的传动角大于或等于30度。据此，有三种可行的车厢倾斜机构。

1 单缸直推式倾斜机构

单缸直推式倾斜机构是目前垃圾车常用的机构，由一个液压缸组成。液压缸下端一般与垃圾车底盘用铰链连接，上端与车厢底用铰链连接，两处铰链均可以实现转动副的功能，利用对液压缸的行程的改变实现对车厢倾斜角度的改变。

1.1 缺点

(1)车厢倾斜角度确定的前提下，单缸直推式要想达到所期望的功能，设计时，它的行程必须足够大，行程过大会造成所需要的级数多，会增加其处理成本。

(2)对其进行受力分析，在液压缸运动过程中，它所受到的横向力越来越大，因为液压缸对于横向力的承受能力只有比较低的限度，所以它横向的强度差。

(3)垃圾进入车厢以后，垃圾在车厢各个部位的密度以及质量不同，车厢对液压缸的作用力方向不只是在一条直线上，由于液压缸相对于车厢底部的面积很小，这样容易导致车厢的三面倾斜。

1.2 优点

结构简单，紧凑，在进行机械设计尺度综合时，所需要的技术知识不是很高，另外，油缸所需要的功率比较少。

1.3 在其它机械上的运用

单缸直推式机构在其它他机械有着很广泛的应用，如叉车的倾斜机构，高位自卸车的车厢倾斜机构，受电弓的风缸驱动机构，自卸车车厢的卸货板机构，挖掘机的转向机构等等。

2 双液压错位式倾斜机构

双液压错位式倾斜机构油两个液压缸组成，第一个液压缸在车厢前端与车箱用铰链连接，另一个液压缸在车厢尾端与车厢用铰链连接。设计时，前油缸的行程要比后油缸的行程大，从而实现车厢的翻转。此机构可以通过改变两个油压缸之间的距离和前油缸的行程来改变车厢倾斜的角度。

2.1 缺点

(1)油压缸对于轴向力的强度高，但是对横向力的强度差。车厢翻转倾泻垃圾时，会对后油缸造成很大的压力，而此压力在横向的分压力比较大，长时间适用容易造成后油缸的损坏，从而造成机构的失效。

(2)由于是两个油压缸的作用来实现运动，所以两个油缸是否同步是是否能达到运动要求的决定因素。所以对于两个油缸的动作具有很严密的要求。

2.2 优点

此机构可以适用于一些特定的场合，因为它不仅可以实现翻转的功能，还能一定情况下实现举升的功能，假如所要倾倒垃圾的场地比较高，需要先举升再倾倒，此时，这个机构再适合不过了。

2.3 在其它机械上的应用

由于它的性能与特点，高位自卸车的车厢倾斜机构广泛运用此机构，另外，大型工场的升降台，拖拉机升降机构，汽车举升机等等也会广泛运用到此机构。

3 Z字型翻转机构

Z字型翻转机构由一个油压缸和两个连杆组成，油压缸底部与车底盘用铰链连接，顶部与连杆1用铰链连接，连杆1底部与车厢底盘连接，顶部与连杆2用铰链连接，连杆2与车厢顶部用铰链连接。连杆1与连杆2的尺寸以及油压缸与连杆1相连的位置决定了车厢的翻转角度。可通过改变这些尺寸来改变车厢所需的翻转角度。

3.1 缺点

它在运动过程中，如果没有很好地控制油压缸的行程，会使得连杆1和连杆2运动过程中行程死角，造成机构失效，所以解决好这个问题是是否能够很好地运用此机构的关键。

3.2 优点

(1)此机构在运动过程中，连杆2相当于二杆机构，具有很好的受压能力。连杆1、连杆2与油油压缸共同承受车厢以及车厢内垃圾的重量，所以具有很好的承受能力，不易造成机构的损坏。

(2)与单缸直推式相比，Z字型翻转机构的油压缸在行程很小的情况下就可以实现车厢较大角度地翻转，所以它的举升性能十分好。

(3)由于所需要的构件比较简单，所以它安装比较方便。

3.3 在其它机械上的运用

Z字型翻转机构优良的功能与特点除了运用于现代垃圾车，还运用于机械手的转向机构，垃圾中转站的翻转机构，翻转粉碎机，广告牌翻转，理发椅的举升机构等等。

4 结束语

机构是一个机器是否能高效地实现所要求功能的重要关键，通过对这三个垃圾车翻转机构的总结与分析，可以得出：单缸直推式由于自身的缺陷性，不宜适用于垃圾密度较高、车厢箱体大的场合，但对于一些小型的垃圾车来说，这是十分合适的。双液压错位式倾斜机构虽然可以很好地实现翻转功能，并且适用与一些特定的场所，但考虑到耐用性与承压性，普通的垃圾车一般不选用。Z字型翻转机构具有很好的承压能力，并且举升性很好，可以适用与一些大型的垃圾车，并且在大城市里可以广泛应用。在经济发展非常迅速，城市生活节奏迅速加快的当今，垃圾车作为一种清洁工具，对节能和环保起到了极大的作用，研究出更加高效，更加节省能源的新型机构是垃圾车在今后的发展方向。

参考文献：

[1]　郑培康.压缩式垃圾车基本结构形式探索和分析[J].专用汽车,1995(1).

[2]　陈秀宁.机械优化设计[M].杭州:浙江大学出版社,2001.