畢業(yè)設(shè)計YD5141SYZ后壓縮式垃圾車的上裝箱體設(shè)計說明書

1、目目 錄錄1 前言 .12 總體方案論證 .22.1 本課題基本前提條件和技術(shù)要求 .22.2 結(jié)構(gòu)方案確定 .23 垃圾車廂體設(shè)計 .53.1 合理選擇卸料方式 .53.2 確定廂體設(shè)計方案 .53.3 垃圾車廂體成形工藝 .74 壓縮式垃圾車排出油缸安裝角及排出板斜度取值 .104.1 排出板的結(jié)構(gòu)及工作情況 .104.2 排出機(jī)構(gòu)的受力分析 .104.3 取值范圍的探討 .115 液壓系統(tǒng)設(shè)計 .125.1 確定液壓系統(tǒng)方案 .125.2 液壓缸的設(shè)計計算 .155.3 油箱設(shè)計 .235.4 液壓泵裝置 .235.5 輔助元件的選用 .246 結(jié)論 .25參考文獻(xiàn) .26致 謝 .27

2、附 錄 .281 前言目前我國城市生活垃圾(msw) 年總產(chǎn)生量已達(dá)1. 8 億噸，而且仍在不斷增長，年增長率為8 %10 %。隨著城市建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和人們生活水平的不斷提高，一方面，城市生活垃圾的成份發(fā)生了很大變化，其變化的主要特點(diǎn)是：垃圾密度不斷降低，可壓縮性增加。如果繼續(xù)采用常規(guī)的垃圾運(yùn)輸方式，容易造成垃圾清運(yùn)中的虧載，使垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)效率降低；另一方面，近郊可利用來填埋垃圾的洼地越來越少，人們不得不考慮在遠(yuǎn)離市區(qū)的郊區(qū)建立垃圾處理處置場所。 據(jù)統(tǒng)計國內(nèi)幾個大城市的垃圾處理廠距離市區(qū)均在50km 以上，運(yùn)輸費(fèi)用占垃圾處理費(fèi)用的比例較高。 在一些發(fā)達(dá)國家運(yùn)輸費(fèi)用已占垃圾處理費(fèi)用的80 %以上

3、。 所以，降低垃圾清運(yùn)費(fèi)用是降低整個城市垃圾處理處置費(fèi)用的關(guān)鍵。 垃圾壓縮可以解決垃圾運(yùn)輸中的虧載問題，降低垃圾的運(yùn)輸費(fèi)用，是城市生活垃圾集運(yùn)的發(fā)展方向。 因此壓縮式垃圾車的優(yōu)勢日漸明顯，高效的垃圾壓縮運(yùn)輸方式有了長足的發(fā)展。后壓縮式垃圾車便是其中的一種常見結(jié)構(gòu)形式，它由汽車底盤、填料器、上裝廂體和排出板機(jī)構(gòu)等組成。其發(fā)展方向是：提高垃圾的裝載量；改善車輛的密封性；垃圾的分類處理。垃圾的分類越細(xì)對于環(huán)境的保護(hù)效果就越好，目前城市垃圾主要可以分為4類： a.濕垃圾：主要指廚房產(chǎn)生的廚余、果皮等含水率較高的食物性垃圾。b. 干垃圾（可回收利用垃圾）：主要指廢紙張、廢塑料、廢金屬、廢玻璃等可用于直接

4、回收利用或再生后循環(huán)使用的含水率較低的垃圾。c.有害垃圾：指對人體健康或者環(huán)境造成現(xiàn)實(shí)危害或者潛在危害的廢棄物，同時也包括對人體健康有害的重金屬或有毒物質(zhì)廢棄物。d. 大件垃圾：指重量超過5千克或體積超過0.2立方米以及長度超過1米的廢舊家具、辦公用具、廢舊電器，以及包裝箱、籮筐等大型的、耐久性的固體廢棄物，是因體積較大等因素混入城市一般生活垃圾一起清運(yùn)有困難的特殊的生活垃圾。垃圾如何進(jìn)行分類處理是目前垃圾運(yùn)輸中急待解決的難題，這對于環(huán)境的保護(hù)意義重大。本次設(shè)計的課題為 yd5141syz 后壓縮式垃圾車上裝廂體設(shè)計，來源于江蘇悅達(dá)專用車有限公司。本次設(shè)計主要是針對垃圾車車廂設(shè)計和排出機(jī)構(gòu)液壓

5、設(shè)計。車廂是垃圾車的重要部件之一，主要起裝載、運(yùn)輸垃圾之用。在運(yùn)輸過程中，不得產(chǎn)生飄、灑、漏等現(xiàn)象，避免造成二次污染。根據(jù)設(shè)計要求，確定了廂體形狀和主要尺寸參數(shù)，重點(diǎn)考慮它的密封性。排出機(jī)構(gòu)主要是用來排卸垃圾以及在垃圾裝載時提供一定的背壓力，使壓縮后的垃圾密度均勻。它采用液壓為動力裝置，實(shí)現(xiàn)作業(yè)自動化，大大降低勞動強(qiáng)度，提高工作效率。本課題由多位同學(xué)分工協(xié)作完成，在設(shè)計過程中，配合總體設(shè)計做了方案論證，滿足了后壓縮式垃圾車的設(shè)計要求。2 總體方案論證2.1 本課題基本前提條件和技術(shù)要求2.1.12.1.1 基本前提條件基本前提條件設(shè)計裝運(yùn)空間為 12m3，設(shè)計要求必須符合機(jī)動車等設(shè)計要求。2.

6、1.22.1.2 技術(shù)要求技術(shù)要求a. 滿足裝運(yùn)空間為 12m3車。b. 結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)合理，填料器與箱體應(yīng)可能連接滿足強(qiáng)度要求，自動鎖、安全棒等可靠。c. 排出機(jī)構(gòu)等運(yùn)動件工作安全、可靠，且便于維修、調(diào)整。d. 盡量使用通用件，以便降低制造成本。2.2 結(jié)構(gòu)方案確定2.2.12.2.1 傳統(tǒng)自卸式垃圾車的結(jié)構(gòu)分析傳統(tǒng)自卸式垃圾車的結(jié)構(gòu)分析主要采用側(cè)翼開啟、頂蓋前后梭動等幾種方式，這種車的主要特點(diǎn)是直接收集、轉(zhuǎn)運(yùn)、不壓縮，適用于特定人工方式，操作簡單，成本低。缺點(diǎn)是：裝載量小、自動化程度低、轉(zhuǎn)運(yùn)效率低，無法解決轉(zhuǎn)運(yùn)中流污水的二次污染問題。2.2.22.2.2 本垃圾車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)本垃圾車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)a

7、.填料器的擺放布置 后裝壓縮式垃圾車工作時，填料器有下放和上揚(yáng)兩種布置形式。下放布置如圖 2-1 所示，填料器與廂體相吻合，底部機(jī)構(gòu)聯(lián)接，以保證密封性能。這樣的布置充分考慮了行駛的平穩(wěn)性和駕駛性能。 圖 2-1 垃圾車填料器下放布置 填料器上揚(yáng)布置，整個填料器可以繞軸旋轉(zhuǎn)上揚(yáng) 95，如圖 2-2 所示，這樣可以保證廂體內(nèi)的垃圾徹底排出。這種布置在填料器上揚(yáng)時，整車的重心后移，汽車的行駛性能和爬坡能力降低，在不影響裝載量的情況下，回轉(zhuǎn)支承應(yīng)盡量向前布置，使重心前移。這種布置和傳統(tǒng)的卸料方式相比，雖然結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但是垃圾的排出比較徹底，同時避免了整車的重心過分后移，而造成翻車事故。 圖 2-2 垃

8、圾車填料器上揚(yáng)布置b. 垃圾排卸方式采用推板推出的方式，和傳統(tǒng)車廂上舉，靠重力卸料的方式相比，可以避免由于過分壓縮的垃圾膨脹堵塞在車廂內(nèi)，同時還可以防止卸料時重心過于后移而翻車。2.2.32.2.3 垃圾車載質(zhì)量利用系數(shù)垃圾車載質(zhì)量利用系數(shù)的提高的提高載質(zhì)量利用系數(shù)的提高將有助于降低車輛的運(yùn)行成本。后裝壓縮式垃圾車的載質(zhì)量利用系數(shù)主要由二個方面組成:a. 底盤的載質(zhì)量利用系數(shù)在底盤選型時,選擇技術(shù)含量高、動力性好、自重相對較輕的底盤。b. 專用裝置的自重后裝壓縮式垃圾車由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,自重較大,在設(shè)計時應(yīng)盡量采用新材料、新技術(shù)、新工藝。主要零部件采用高強(qiáng)度鋼板,輔助件(如擋泥板、裝飾件、蓋板等)

9、 采用比重較輕的注塑件。主要構(gòu)件采用特殊加工工藝方法,如:車廂側(cè)板及頂板采用數(shù)控折彎成弧形結(jié)構(gòu)。受力構(gòu)件采用局部加強(qiáng)法等,從而降低專用裝置的重量。2.2.42.2.4 垃圾壓縮比垃圾壓縮比的提高的提高壓縮機(jī)構(gòu)中刮板對垃圾的壓強(qiáng)將直接影響垃圾的壓縮比。當(dāng)壓強(qiáng)增大時，垃圾的壓縮比將增大；反之則減小。因而在設(shè)計壓縮機(jī)構(gòu)時，應(yīng)努力提高刮板的壓強(qiáng)。影響刮板壓強(qiáng)的因素主要有四個方面:a.刮板的壓縮面積根據(jù)使用場合、投料方式、垃圾投入量來確定，如能滿足使用要求，刮板的面積應(yīng)盡量小。b.壓縮油缸的安裝形式應(yīng)能充分利用油缸的最大能力，即在壓縮垃圾過程中應(yīng)使油缸無桿腔作用。c.滑板與導(dǎo)軌的摩擦力將有助于提高垃圾壓

10、縮力。因而，在選取滑板滑塊與導(dǎo)軌材料時應(yīng)配對選取相對摩擦系數(shù)較小的材料；減小壓縮油缸軸線與滑板導(dǎo)軌的夾角，以避免由于壓縮油缸安裝不當(dāng)產(chǎn)生的扭力使n1 、n2增大；減小壓縮油缸軸線與滑塊中心線的平行偏移量，假如油缸軸線上偏于滑塊中心線，將增大n1 、n2的值，如軸線下偏于滑塊中心線，將減小n1 、n2的值，但結(jié)構(gòu)上很難布置，故通常將壓縮油缸置于滑塊中心線上。d.壓縮油缸與地面的水平夾角1越小，則壓縮油缸的推力沿車廂長度方向的分力將越大，有利于垃圾填滿整個車廂，提高垃圾壓縮比。2.2.52.2.5 車輛密封車輛密封后裝壓縮式垃圾車由于壓縮力大，經(jīng)壓縮后的垃圾產(chǎn)生大量的污水，如不加以控制，將嚴(yán)重影響

11、環(huán)境，因而在設(shè)計時應(yīng)從以下三個方面完善車輛密封，即:在車廂與填塞器之間安裝耐用型密封條，并加以壓縮、鎖緊；車廂底板做成前低后高，將污水控制在車廂內(nèi)；在填塞器下部安裝便于清洗的積污水槽，用于車廂與填塞器之間滴漏的污水的臨時儲存。3 垃圾車廂體設(shè)計3.1 合理選擇卸料方式3.1.1 車廂后傾式卸料方式車廂后傾式卸料方式其原理是:在傾卸油缸的作用下，車廂、壓縮機(jī)構(gòu)及車廂內(nèi)的垃圾繞車架尾部的回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)至一定角度后車廂內(nèi)的垃圾靠自重下落實(shí)現(xiàn)卸料作業(yè)。這種卸料方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，但在實(shí)際使用時存在許多弊端，如:a. 由于垃圾在車廂內(nèi)被壓實(shí)，垃圾與車廂四周存在著較大的膨脹力與磨檫力，垃圾不易倒出，

12、嚴(yán)重時垃圾的自重不足以克服摩擦力，產(chǎn)生垃圾脹死現(xiàn)象。b. 在傾翻作業(yè)時，車廂、壓縮機(jī)構(gòu)及垃圾的重心將后移、上升，車輛前橋負(fù)荷降低，影響整車縱向穩(wěn)定性。嚴(yán)重時，前橋離地，整車傾翻(特別在路基較為松散的填埋場)。c. 傾翻時，所有重量將集中至車廂回轉(zhuǎn)中心及汽車大梁尾部，將對汽車大梁及后橋產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞。3.1.2 推板卸料方式推板卸料方式其原理是:在車廂內(nèi)設(shè)置一塊面板呈鏟形并能沿預(yù)定軌道滑行的推板，推板在油缸的推動下，向車廂尾部作水平推擠運(yùn)動，將垃圾推出車廂，實(shí)現(xiàn)卸料作業(yè)。這種卸料方式雖結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但卸料不受垃圾壓縮比的限制，卸料干凈，對車架的載荷分布較為均勻，卸料過程平穩(wěn)、安全。同時，可利用推

13、板的阻力實(shí)現(xiàn)壓縮車雙向壓縮。因此，推板卸料是后裝壓縮式垃圾車較為理想的卸料方式。3.2 確定廂體設(shè)計方案目前市面上最流行的垃圾車車廂是流線型（圖3-1），樣子比較美觀，頂蓋做成弧形結(jié)構(gòu)，可以承受垃圾對它向上的膨脹力。當(dāng)然也有方型的（圖3-2），此種結(jié)構(gòu)，造型比較笨重，質(zhì)量比較大，無形中增加了汽車發(fā)動機(jī)的功率，造成浪費(fèi)，已逐漸淘汰，在此不作說明。所以我選用圖3-1這種廂體流線型設(shè)計方案。圖 3-1 流線型廂體圖 3-2 方形廂體根據(jù)在江蘇悅達(dá)專用車有限公司的實(shí)習(xí)和現(xiàn)場觀察以及課題要求，所設(shè)計的垃圾車的車廂容積為12立方米，所以確定車廂形狀和尺寸如圖3-3。圖 3-3 廂體尺寸圖3.3 垃圾車廂體

14、成形工藝3.3.1 概述概述垃圾車廂體是垃圾車的重要部件之一，主要起裝載、運(yùn)輸垃圾之用，它由前板、左右側(cè)板、頂板、底板等五項(xiàng)主要零件組成。這些零件由于所處位置不同，受力情況各異，因而結(jié)構(gòu)也不相同，選用的材質(zhì)雖一致（q235） ，但料厚有差異。對這幾項(xiàng)零件的工藝成形方法的選擇也完全不一樣。在此對廂體零件成形的工藝選擇作一分析。3.3.2 影響成形工藝選擇的因素影響成形工藝選擇的因素下面分析垃圾車車廂成形工藝選擇的主要因素：a. 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是決定成形工藝的主要因素。任何一種成形工藝都以滿足設(shè)計要求為前提，由于該幾項(xiàng)零件結(jié)構(gòu)不同，因此它們的成形方法也不一樣，如前板為拉伸成形，側(cè)板和頂板為彎曲成

15、形等。b. 產(chǎn)量和成本產(chǎn)量和成本是互相聯(lián)系的，降低成本是工藝工作的核心。當(dāng)一個新產(chǎn)品投入生產(chǎn)前，應(yīng)根據(jù)該產(chǎn)品的試制總方案設(shè)定的批量或年產(chǎn)量，決定該零件的成形方法，工藝裝備的選擇不宜成本過高，否則將加重產(chǎn)品的附加成本，不利市場的銷售。 yd5141syz 屬中批量生產(chǎn)。c. 研制周期研制周期也是決定零件成形工藝的主要因素，為適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，一般要求研制周期越短越好。這就給選擇成形工藝帶來諸如模具制造、展開件試制等困難。yd5141syz 型垃圾車從方案論證到樣車鑒定，研制周期較短。選擇工藝成形方法時，就不能選用制造周期長的模具，而選擇那種既能保證零件成形質(zhì)量，制造周期又短的模具。d. 設(shè)備工廠現(xiàn)有

16、的工藝設(shè)備和工藝水平也是選擇成形工藝必須考慮的因素。e. 人員技術(shù)水平操作者的技術(shù)水平也是影響成形的因素之一，在考慮工藝方案時需結(jié)合本廠操作人員的技術(shù)水平。f. 拼料狀態(tài)由于 yd5141syz 垃圾車車廂尺寸為 4360、2015、1645mm（長、寬、高） ，超過一般板料幅面，而大幅面板料的訂貨又因用量有限受到制約，因而需進(jìn)行拼焊，拼焊中因設(shè)備原因不能都采用對接鎢極自動氬弧焊。有的采用墊板接觸焊，由于各板焊接方法不同，因此在選擇零件成形工藝時還需考慮拼料狀態(tài)。3.3.33.3.3 成形工藝的選擇成形工藝的選擇幾種工藝的比較及選擇：a. 采用帶壓邊裝置的拉伸模拉伸成形，生產(chǎn)的零件尺寸準(zhǔn)確，表

17、面質(zhì)量好，但模具制造成本高，模具毛坯需外協(xié)加工，制造周期長，模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，維修困難。該工藝方法實(shí)用于大批量生產(chǎn)。b. 采用鉛鋅合金模落壓成形，模具制造方便，費(fèi)用較低，制造周期也短。缺點(diǎn)是模具壽命短，零件外觀質(zhì)量較差，人工修整工作量大，工作環(huán)境太差。該方法適宜試制或小批量生產(chǎn)。c. 采用鋼下模、鉛上模結(jié)構(gòu)的沖壓模，模具制造時按鋼模澆鑄，模具吻合較好，零件的質(zhì)量得到保證，制造成本相對較低。缺點(diǎn)是因無壓邊裝置，零件成形過程中有起皺現(xiàn)象，需在轉(zhuǎn)角處增開缺口，成形后采用人工補(bǔ)焊。該方法適于中批量生產(chǎn)。根據(jù)以上幾種工藝方法的比較，結(jié)合 yd5141syz 垃圾車的中批量生產(chǎn)模式，決定選用最后一種方法作為

18、前板零件的成形工藝方法，做出合格的開口展開件。這樣既有利于零件的成形，又避免成形后過多的人工打磨。左右側(cè)板也采用相同的成形工藝方法，頂板采用壓制槽形件，然后在平板上進(jìn)行焊接的方法成形。3.3.43.3.4 拼焊工藝拼焊工藝yd5141syz 垃圾車車廂尺寸為 4360、2015、1645mm，超過一般板料的幅面尺寸，大幅面板料的訂貨因受用量限制而制約，因此尋求一種適于不同加工成形的焊接方法是拼焊的關(guān)鍵。由于受成形方法和料厚的影響，拼焊工藝各異，具體方法簡述如下：a. 前板的拼焊前板零件的成形是拉伸成形，因此焊接滲透性要求較高，又考慮到在拉伸過程中焊縫對模具的影響，要求焊縫光順平滑無明顯的凸起，

19、因此只能選擇成本相對高的鎢極自動氬弧焊，從而滿足了該零件的拼焊需要。采用該工藝拼焊的板料，滿足了零件成形的需要。b. 側(cè)板、頂板、底板的拼焊 側(cè)板、頂板、底板的拼焊選用加墊塊的點(diǎn)焊、滾焊工藝。由于這幾塊板在零件的成形中僅有彎曲成形（側(cè)板）或不需成形（底板） ，材料的受力狀態(tài)較前板好，加之該幾項(xiàng)零件都超過了鎢極自動氬弧焊的軌道，采用 co2 焊因熱影響區(qū)較大，零件的變形也大，需大量手工較形，且不能滿足設(shè)計要求，因此選用影響區(qū)小的點(diǎn)焊、滾焊工藝是較合適的，它既克服了大量的人工勞動，又能滿足設(shè)計要求。具體拼接如圖 3-4，選用同牌號同料厚并與焊縫等長的墊板，采用先點(diǎn)焊后滾焊接融焊工藝。后裝壓縮式垃圾