論后裝壓縮式垃圾車上料機構的設計

陳衛

摘 要：文章主要介紹了一種后裝壓縮式的垃圾車，在這種垃圾車中，垃圾斗上的上料機構有三種各不相同的驅動模式、組成結構以及運行原理，文章簡單介紹了后裝壓縮式垃圾車上料機構的設計背景與特點，并在此基礎上對該后裝壓縮式垃圾車上料機構的基本工作原理進行全面的設計，從而為中型和大型的垃圾回收車發展打下堅實的基礎。

關鍵詞：后裝壓縮式垃圾車；上料機構；設計

中圖分類號：U469.691 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）15-0016-02

后裝壓縮式垃圾車通常用在城市當中，主要回收城鎮居民的生活及商業垃圾，在回收之前，需對垃圾進行分類和預處理，確定所收垃圾無毒無害。該垃圾車在運行的過程中不需要建立垃圾站，而且中間環節相對較小，機械設備的利用率也很高，所以在許多城市當中都得到了十分廣泛的應用。但是這種垃圾車在上料的過程中不具有較好的通用性，使得各個地區對于垃圾回收的方式存在很大的差別，比如規格各不相同垃圾收集模式，因此，需針對各種形式，對此垃圾車當中的上料結構進行設計。如今，垃圾車的容量越來越大，尤其是后裝壓縮式垃圾車，在這種發展形勢之下，創新設計上料機構以提高工作效率，是非常重要的。

1 后裝壓縮式垃圾車上料機構的設計背景與特點

1.1 設計背景

吊裝式垃圾車廣泛適用與城市街道學校垃圾處理，運用范圍廣。但是在農村地區，為方便投放垃圾，通常將吊裝斗與垃圾車分離配備，將吊裝斗置于低于地面一定距離的地坑中，采用垃圾車收集垃圾時，需先將吊裝斗吊離地坑，置于地面后再翻轉吊裝斗將垃圾導入填裝裝置中，其操控復雜，需要多人配合操作完成，不能實現一步操作完成傾倒工作，且要求分布在不同地方的吊裝斗要相同，互換性、通用性差，同時也存在吊裝斗傾倒角度小，傾倒垃圾不干凈、運輸成本高等缺點。基于上述原因，通用性較好的吊裝機構成為環衛市場潛在的需求。

1.2 設計特點

①一步操作完成吊裝斗提升，操作簡單。主要由驅動機構驅動吊臂機構吊裝吊裝斗，吊臂機構通過能夠活動的轉臂組件帶動鏈條拉動吊裝斗，轉臂組件為“V”形結構，能夠實現地面式和地坑式吊裝吊裝斗，無需分兩步吊裝地坑式吊裝斗，一步操作完成吊裝斗提升，操作簡單。

②能夠吊裝不同吊裝斗，互換性強，互換性好，降低成本。在填裝裝置下部安裝有兩個能夠調節活動角度的可拆卸的叉臂轉座組件，通過叉臂轉軸和轉軸限位板將叉臂轉座組件固定于填裝裝置下部開口處，當吊裝帶有叉口的吊裝斗時，可以調節叉臂轉座組件的活動角度，叉板另一端開有”U”槽，”U”槽一側斜度≥90 ？觷，使得可以適應多種不同叉口的吊裝斗，也可以拆掉叉臂轉軸和轉軸限位板卸下叉臂轉座組件，使其適用于吊裝無叉口的吊裝斗，可以實現吊裝多種吊裝斗，提高了設備的互換性和通用性，可減少垃圾車的配套數量，降低成本。

③吊裝斗傾倒角度大，傾倒垃圾徹底。轉臂組件包括滾輪軸、滾輪、能夠擴大吊臂擺動角度的轉臂、滑輪軸和滑輪，滾輪通過滾輪軸固定于轉臂一端外側，滑輪通過滑輪軸固定于轉臂另一端內側，轉臂為“V”形結構，吊裝斗最大傾斜角達到0 ？觷～95 ？觷。吊臂機構為“V”形機構，吊臂機構旋轉角度為0 ？觷～130 ？觷，轉臂的擺動能夠擴大吊臂擺動角，進而增大吊裝斗傾倒角度，使垃圾傾倒徹底，不滯留在吊裝斗內。

2 上料機構驅動設計

①首先固定一個回轉的支點（在相同的平面內進行轉動，在進行轉動時支點的位置不發生任何變化），將此支點設置到垃圾車的集料斗上，由垃圾車油缸提供驅動，使其固定在集料斗側的擺臂上，進而使垃圾車集料斗進行來回轉動。這種轉動模式被稱作液動連桿式機構。

②垃圾車集料斗固定在車內的連桿位置，由垃圾車的油缸提供驅動，使搖桿進行轉動，進而帶動垃圾車中的連桿，使垃圾車集料斗進行來回轉動。這種轉動模式被稱作雙搖桿式機構。

③將回轉支點安裝在垃圾車的集料斗上，由垃圾車的油缸提供驅動，使擺臂進行來回轉動，帶動垃圾車的拉桿，最后使垃圾車集料斗進行來回轉動，這種轉動模式被稱作雙曲柄式機構。

3 工作原理設計

3.1 液動連桿式機構

該上料機構主要由油缸的底座、油缸、翻轉軸承、軸承的底座、擺臂、集料斗以及防風罩構成。在大規模的垃圾車當中該機構十分常見。該機構主要是運用雙作用形勢下的單級油缸進行驅動，使垃圾車上的擺臂進行轉動，從而帶動集料斗進行來回轉動。集料斗的實際容積在1.6～2.0 m3之間，垃圾在上料的過程中隨著板車的深入不斷進入集料斗中，依靠集料斗當中固定措施使板車得到固定，在集料斗持續翻動的過程中，板車中存有的垃圾會滑落至集料斗當中，然后在由集料斗向填料器當中運動。由于集料斗的頂蓋要比填料器高，所以為有效減少車輛運行的阻力，一般會在垃圾車上安裝防風裝置。由于該上料機構充分利用液動的連桿式機構，垃圾車擺臂的起始位置所對應的力臂相對較小，為取得相對較大的力矩，在系統壓力保持不變的前提下，油缸的尺寸與規格應盡可能大。該機構中集料斗中心與翻轉軸的實際距離較大，導致在翻轉過程中產生相對較大的力矩。所以，在該機構當中需運用缸徑較大且行程相對較大的驅動油缸。這樣一來，機構的自身重量往往變得很大，可以達到600～700 kg。在機構翻轉到達合蓋處時，由于集料斗質心處在填料器上端，也就是說，質心力矩不再是傳統的傾翻力矩，所以在該機構中無需在設置新的固結裝置。

3.2 雙搖桿式機構

雙搖桿式的集料斗機構比較適合中等或小規模的垃圾收集車輛。該機構主要由底座、油缸、翻轉架臺、集料斗以及固定設備構成。集料斗安裝在翻轉架位置，在該機構當中，翻轉架臺實際上就是一個連桿，由油缸進行驅動擺臂，使得翻轉架以及搖桿進行來回擺動。在實際回轉的過程中，應根據與地面上保持的角度進行調整，所以集料斗在進行持續回轉的過程中傾角會發生一定變化。由于垃圾堆放存在一定安息角，為了使集料斗當中的垃圾能夠全部傾倒出去，機構在閉合時集料斗的實際傾角應在50 ？觷以上。在設計的過程中，需要對機構當中桿件的實際長度進行科學合理的設置，使其在回轉的過程中集料斗的傾角可以滿足相關要求。

4 結 語

上述提到的幾種上料結構各有利弊，其中液動連桿式的集料斗機構比較適合中等或大規模的垃圾收集車輛，這種垃圾車集料斗的容量較大，雖然這種上料方式較為簡單，但是對應的機械設備重量偏大，使得垃圾車的外觀不夠美觀；雙搖桿式的集料斗機構比較適合中等或小規模的垃圾收集車輛，這種垃圾車集料斗的容量較小，上料機構自身的重量較小，具有相對較好的通用性，但是在上料的過程中存在一定不便，美觀性也較為不足。

由此可見，在對集料機構進行設計的過程中，應結合實際情況與具體的要求，選取適宜的機構方式，從而提高設計質量，推動垃圾車的穩定發展。

參考文獻：

[1] 王文斌.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2012.

[2] 徐灝.機械設計手冊（第二版第4卷）[M].北京：機械工業出版社，2013.

[3] 徐達，蔣崇賢.專用汽車結構與設計[M].北京：北京理工大學出版社，2013.

[4] 蔣崇賢，何明輝.專用汽車設計[M].武漢：武漢工業大學出版社，2012.

[5] 鄭培康.壓縮式垃圾車基本結構型式探索與分析[J].專用汽車，2012，（1）.

[6] 劉長虹.后裝壓縮式垃圾車壓縮機構控制系統[J].專用汽車，2012，（2）.