后裝壓縮式垃圾車(chē)設(shè)計(jì)

PAGE\*ROMANPAGE\*ROMAN摘要后裝壓縮式垃圾車(chē)是一種垃圾后裝、后卸、用于壓縮收運(yùn)生活垃圾的環(huán)衛(wèi)車(chē)輛，SOLIDWORKSSOLIDWORKS關(guān)鍵詞：壓縮式垃圾車(chē)；壓填機(jī)構(gòu)；卸料機(jī)構(gòu)；上料機(jī)構(gòu)ABSTRACTThepostloadingcompressiongarbagetruckisakindofsanitationvehiclewhichisusedtocompress,collectandtransportdomesticgarbage.Atpresent,therearemanyproblemsinthepostloadingcompressiongarbagetruckinthedomesticmarket:thesewagetreatmentisnotcomplete,whichiseasytocausesecondarypollution;themechanismofcompressingorpushinggarbageiseasytobecorroded.Therefore,thisdesignfocusesonsolvingtheaboveproblems,optimizingthestructuraldesign,improvingthevehiclesealing,anddesigningagoodperformanceafterloadingcompressiongarbagetruck.Inordertoimprovethevehicle'sloadquality,theappropriateloadingangleanddrumshapedcarriageareselectedfromthecarriageandtheballastmechanismtoimprovetheloadquality.Inaddition,inordertoreducethedamageofthemovingmechanismparts,itisnecessarytoInthedesignofthefillingmechanismandtheunloadingmechanism,aguiderailisaddedontheinnersideofthecarriageandtheloadertoreducethefriction;secondly,thestructureoftheloaderisstrengthenedandtheeffectivevolumeoftheloaderisincreased,andthesewagecirculatingtreatmentsystemisdesignedatthebottomtooptimizethesewagetreatment.Atthesametime,theinternalspaceoftheloaderisincreased,sothetravelofthefillingmechanismisincreased,andthescrapingrailisoptimizedThen,themovementofeachmechanismoilcylinderisanalyzed.Inordertoavoidtheinterferenceofmechanismmovement,thestrokeofoilcylinderisplanned,theworkingpressureofhydrauliccomponentsandsystemisdetermined,andthehydraulicoilcircuitdiagramisdrawn.Finally,thebucketturningmechanismisadded,thecoverplateisaddedtotheloader,andthevehiclesealiscompleted.Thethree-dimensionalmodelingofthepartsandtheassemblyofthemovingmechanismarecarriedoutbySolidWorks,andthefiniteelementanalysisofthecarriage,scraperandskateboardiscarriedoutbySolidWorks,soastoensuretheperformanceofthestructureandreducetheproductioncost.PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANKeywords:compressiongarbagetruck;compressionmechanism;unloadingmec-hanism;loadingmechanism全套設(shè)計(jì)+QQ11970985或197216396PAGE\*ROMANPAGE\*ROMAN目錄第一章 緒論 1課題研究的背景和目的 1國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1國(guó)外研究現(xiàn)狀 1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 2壓縮式垃圾車(chē)設(shè)計(jì)的意義及內(nèi)容 2第二章13m3后裝壓縮式垃圾車(chē)整車(chē)設(shè)計(jì) 3整車(chē)技術(shù)參數(shù)確定 3設(shè)計(jì)要求 3整車(chē)技術(shù)參數(shù)確定 3總體方案確定 4底盤(pán)選型 4確定整車(chē)質(zhì)量參數(shù) 42.3.3底盤(pán)型號(hào)確定 8上裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9車(chē)廂設(shè)計(jì) 9卸料方式設(shè)計(jì) 10壓縮系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 14裝填器設(shè)計(jì) 15污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15第三章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17后裝壓縮式垃圾車(chē)主要工作流程分析 17確定其主要參數(shù) 17初選系統(tǒng)工作壓力 17計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 18工況分析 19運(yùn)動(dòng)分析 19動(dòng)力分析 23液壓缸的流量 27繪制液壓系統(tǒng)工況圖 27液壓系統(tǒng)壓力循環(huán)圖 27液壓系統(tǒng)流量循環(huán)圖 29功率循環(huán)圖 30制定液壓系統(tǒng)油路圖 32液壓油路方案圖 32制定總液壓系統(tǒng)油路總圖 34液壓元件的選型 35確定液壓泵型號(hào) 35液壓閥的選擇 36管道尺寸的確定 37管道內(nèi)徑計(jì)算 37PAGE\*ROMANPAGE\*ROMAN3.9油箱容量的確定 38第4章上裝結(jié)構(gòu)分析 39車(chē)廂結(jié)構(gòu)分析 39車(chē)廂建模 394.1.1車(chē)廂有限元分析 40壓填機(jī)構(gòu)分析 42壓填機(jī)構(gòu)零件建模與裝配 42壓填機(jī)構(gòu)零件有限元分析 45卸料機(jī)構(gòu)分析 48推鏟建模并裝配 48推鏟有限元分析 50裝填器 51裝填器建模并裝配 51裝填器有限元分析 54翻桶機(jī)構(gòu) 55總裝配體 56結(jié)論 57參考文獻(xiàn) 58PAGEPAGE第一章 緒論課題研究的背景和目的我國(guó)每年生活垃圾總量居世界前列，目前我國(guó)不同地區(qū)垃圾總量情況不同。410%的速度增國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)外研究現(xiàn)狀國(guó)外生產(chǎn)后裝壓縮式垃圾車(chē)的主要生產(chǎn)廠家較多，其技術(shù)也比較成熟。FAUN目前，后裝壓縮式垃圾車(chē)在國(guó)外被普遍使用，且銷量較高，尤其在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，技術(shù)相對(duì)先進(jìn)，且在機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制方面，完全實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)后裝壓縮式垃圾車(chē)普遍采用液壓電氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)性能穩(wěn)定可壓縮式垃圾車(chē)設(shè)計(jì)的意義及內(nèi)容通過(guò)查找資料對(duì)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上的后裝壓縮式垃圾車(chē)的使用情況進(jìn)行調(diào)查和分析,設(shè)計(jì)的意義:通過(guò)比較和分析數(shù)據(jù)，并充分結(jié)合三維建模軟件進(jìn)行建模與結(jié)構(gòu)分主要內(nèi)容包括：12、3、分析垃圾車(chē)上料、壓縮、舉升、卸料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀況，對(duì)各機(jī)構(gòu)進(jìn)行液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。第二章13m3后裝壓縮式垃圾車(chē)整車(chē)設(shè)計(jì)整車(chē)技術(shù)參數(shù)確定設(shè)計(jì)要求整車(chē)技術(shù)參數(shù)確定通過(guò)對(duì)同類車(chē)型的各組成部分的分析研究，確定整車(chē)的外形尺寸、裝填器的有效容積，通過(guò)對(duì)整車(chē)載質(zhì)量，軸荷的計(jì)算，確定發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)，繼而選擇合適的底盤(pán)，進(jìn)而計(jì)算軸距。各機(jī)構(gòu)一個(gè)循環(huán)所用時(shí)間通過(guò)查閱《壓縮式垃圾車(chē)》CJ/T127—2000的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定。表2-1整車(chē)技術(shù)參數(shù)序號(hào)內(nèi)容參數(shù)1外形尺寸(mm)6960x2200*25702(m)133)0.64發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)/功率(kW)YC4FA130 50/955軸距(mm)33606裝載循環(huán)時(shí)間(s)10-127卸料時(shí)間(s）35-408壓縮循環(huán)時(shí)間(s)15-189污水箱容積(L)35010系統(tǒng)壓力(MPa)1611垃圾桶規(guī)格(L)120、240. 66012 圾實(shí)度(tm) 0.7總體方案確定根據(jù)擬定參數(shù)，確定總體方案：EQ1095SJ8CD21.車(chē)廂；2.底座；3.裝填器（壓填機(jī)構(gòu)）；4.液壓控制系統(tǒng)；5.卸料機(jī)構(gòu)；6.上料機(jī)構(gòu)。底盤(pán)選型

圖2-1總體方案設(shè)計(jì)圖確定整車(chē)質(zhì)量參數(shù)(1)整車(chē)裝載質(zhì)量根據(jù)本次設(shè)計(jì)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)：車(chē)廂容積V=13m3；垃圾壓實(shí)密度ρ的確定取G0.4~0.75，本次設(shè)計(jì)，針對(duì)裝填機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，壓縮比明顯提高，壓實(shí)后的密度也相應(yīng)提高，故取ρ=0.7t/m3m2-1：GmG=V×ρ （2-1）由此可得：m G （2-2）m0m0其中，ηm0為整備質(zhì)量系數(shù)。其取值見(jiàn)表2-2。表2-2汽車(chē)類型 規(guī)格m0m輕量 0.80-1.10貨車(chē)（適用于垃圾車(chē)） 中量 1.20-1.35重量 1.30-1.70根據(jù)上表：(2)整車(chē)總重量:

取 1.2mmm G0m G0m

91001.2

7583kg (2-3)mb乘員體重，駕駛室乘坐兩名人員，平均體重為60kg，總重量mb=120kg，故mmmma 0 g bmmmm910016713

7583kg

120(3)計(jì)算軸荷由于后裝壓縮式垃圾車(chē)重量分布不均，重量集中在車(chē)廂尾部，由于垃圾裝、運(yùn)、卸均由尾部開(kāi)始，且裝填器舉升時(shí)重力集中于車(chē)身尾部，對(duì)運(yùn)行平穩(wěn)性影響極大，裝填器內(nèi)壓填機(jī)構(gòu)本身重量不能忽略，然裝填器底部用于陳放一定質(zhì)量的垃圾及污水混合物。因此，在計(jì)算軸荷時(shí)，可根據(jù)以表2-3計(jì)算：表2-3垃圾車(chē)軸荷分布表汽車(chē)狀態(tài)滿載空載前軸荷27%-30%28%-32%后軸荷70%-73%68%-72%30%70%28%、72%。因此：空載時(shí)：前軸荷=m0×30%=7583×45%=3412.35kg后軸荷=m0×70%=7583×55%=4170.65kg滿載時(shí)：前軸荷=ma×28%=16713×28%=4679.64kg后軸荷=ma×72%=16713×72%=12033.36kg發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)(1)計(jì)算最大功率Pemax及轉(zhuǎn)速np2-4,pb為比功率（即發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率與總質(zhì)量之比），其比值13m3壓縮式垃圾車(chē)為中型載貨汽車(chē),通過(guò)比較，pb9。Pemax

Pm

(2-4)ba可得baPemaxnp,13m3壓縮式垃圾車(chē)為中型載貨汽車(chē)，np=3000r/min.表2-4貨車(chē)動(dòng)力參數(shù)表汽車(chē)類型總質(zhì)量/t最高車(chē)速比功率比扭矩（km/h）(kW/t)(N*m/t)小型m≤1.880-13516-2830-441.≤m6.080-13515-2538-44貨車(chē) 中型6.m14.075-12010-2033-47大型m14.075-1206-2029-50（2）Temaxnr2-5：Tmax=aTP （2-5）其中，a為發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，壓縮式垃圾車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)多用柴油機(jī)，a取值決定于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，取值為1.1-1.25 ，取a=1.15, 由公式2-6:Tmax=aTP=9550×Pemax/P根據(jù)上式，Temax=316.57N.m。一般而言，np/nT1.4-2.0np/nT1.5,由此，np=nT/1.5=2000r/min

(2-6)考慮垃圾車(chē)運(yùn)輸及作業(yè)的實(shí)際情況，其在作業(yè)時(shí)要保證運(yùn)行平穩(wěn)，故不能高速行駛，且垃圾采集點(diǎn)距離不會(huì)太遠(yuǎn)，難免走走停停，要選擇滿足相關(guān)作業(yè)要求發(fā)動(dòng)機(jī)，最終確定為D30TCIF1型發(fā)動(dòng)機(jī)。具體參數(shù)見(jiàn)表2-4：2-4D30TCIF1發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)表序號(hào)內(nèi)容參數(shù)1型號(hào)D30TCIF12廠家云內(nèi)動(dòng)力3全負(fù)荷最低燃油耗率200(g/kW.h)4汽缸排列形式直列5排量3(L)6發(fā)動(dòng)機(jī)形式電控共軌系統(tǒng)HEGR+DOC+DPF+SCR+ASC7最大輸出功率135(kW)8額定轉(zhuǎn)速2800(rpm)9最大馬力170(HP)10最大扭矩500(N.m)11最大扭矩轉(zhuǎn)速1200-2200(rpm)底盤(pán)型號(hào)確定選用時(shí)主要考慮載質(zhì)量需求，同時(shí)對(duì)滿足該車(chē)對(duì)于液壓缸、污水箱等部件空間布置的需求，選用某公司的EQ1095SJ8CD2底盤(pán)。具體參數(shù)見(jiàn)表2-5.表2-5 EQ1095SJ8CD2底盤(pán)參數(shù)表序號(hào)名稱參數(shù)1底盤(pán)型號(hào)EQ1095SJ8CD22底盤(pán)類別二類長(zhǎng)：67253外形尺寸寬：2320高：21804軸 距33085前輪距17456后輪距1586,1630,1650,18007輪胎規(guī)格7.50R168總質(zhì)量91009整備質(zhì)量322010前懸后懸1130/1442,1130/179511最高車(chē)速103(km/h)上裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車(chē)廂設(shè)計(jì)(1)車(chē)廂外形方案選定一般而言，垃圾車(chē)車(chē)廂有以下兩種：矩形車(chē)廂、鼓形車(chē)廂，其具體情況如下：矩形車(chē)廂:該車(chē)廂橫截面為矩形,為加強(qiáng)其結(jié)構(gòu),一般在兩側(cè)面及頂部設(shè)有加強(qiáng)梁2.2.1鼓形車(chē)廂:車(chē)廂橫截面設(shè)計(jì)為鼓形截面,在車(chē)廂側(cè)面通過(guò)沖壓成形出與鼓形截面相連接的加強(qiáng)筋結(jié)構(gòu),以加強(qiáng)其縱向剛度和抗扭矩強(qiáng)度，除此之外，鼓形車(chē)廂可以減小壓縮或者卸料時(shí)垃圾的橫向膨脹力，但此類車(chē)廂制造工藝相對(duì)繁瑣。其外形如圖2-2所示。圖2-2矩形車(chē)廂垃圾車(chē)PAGEPAGE圖2-3鼓形車(chē)廂式垃圾車(chē)為滿足車(chē)廂密封性要求，避免其在作業(yè)及運(yùn)輸時(shí)造成二次污染，將垃圾箱底部、卸料方式設(shè)計(jì)(1)卸料方式后裝壓縮式垃圾車(chē)卸料方式有以下兩種：舉升自卸式卸料:它的工作原理是受液壓油缸把車(chē)廂舉起，靠垃圾自身的重力將損壞。推板推出式卸料方式:他的工作原理是在車(chē)廂前部安裝一個(gè)推鏟，主要靠液壓系(2)推鏟油缸布置方式油缸布置方式主要有以下兩種，平置式如圖2-4和斜置式如圖2-5。油缸斜置：此類油缸在設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮車(chē)廂的載質(zhì)量的提高，占用空間較少，1--推鏟油缸2--推鏟3--車(chē)廂圖2-4推鏟油缸平置1.推鏟油缸；2.推鏟；3.車(chē)廂圖2-4推鏟油缸斜置壓縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)后莊壓縮式垃圾車(chē)的壓縮裝置布置方式主要有這兩種方式2-62-7。圖2-6擺動(dòng)式壓縮機(jī)構(gòu)0圖2-7滑動(dòng)式壓縮機(jī)構(gòu)擺動(dòng)式壓填機(jī)構(gòu)原理：利用擺動(dòng)機(jī)構(gòu)配合刮板，通過(guò)液壓系統(tǒng)控制將垃圾直接刮2-8。1.滑板 2.刮板 3.刮板油缸 4.滑板油缸圖2-8滑動(dòng)式壓填機(jī)構(gòu)原理圖上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2-9。圖2-9垃圾車(chē)的翻桶機(jī)構(gòu)裝填器設(shè)計(jì)2-10，2-11。圖2-10裝填器上揚(yáng)圖2-11裝填器下放閉合污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)2-12l12234，整個(gè)循環(huán)回路[1]。通過(guò)這種污水處理方式，實(shí)現(xiàn)污水不外泄，滿足車(chē)廂密封性能的要求。圖2-12控制器原理圖第三章液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)后裝壓縮式垃圾車(chē)主要工作流程分析壓縮式垃圾車(chē)的液壓裝置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮:盡可能減少流量損失；除去必要部件，避免多次連接；防止油路泄漏；液壓系統(tǒng)工作互不干涉[22]。確定其主要參數(shù)查閱相關(guān)資料，分別確定運(yùn)動(dòng)部件液壓缸工作行程以及運(yùn)動(dòng)時(shí)間[19]。其詳細(xì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3-1.表3-1液壓缸行程及動(dòng)作時(shí)間機(jī)構(gòu)名稱油缸名稱 工作行程（mm）時(shí)間(s)壓填機(jī)構(gòu)滑板油缸 刮板油缸 600,30010,5卸料機(jī)構(gòu)推鏟油缸 300035翻桶機(jī)構(gòu)翻桶油缸 4304舉升機(jī)構(gòu)舉升油缸 65013初選系統(tǒng)工作壓力3-2，初步確定本次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)工作壓力P=13MPa[14]。表3-2各行走機(jī)械壓力一覽表設(shè)備類型 機(jī)床 工程機(jī)械 重型機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門(mén)刨床拉床系統(tǒng)壓力/MPa0.8～23～52～88～1010～1620～32計(jì)算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸缸筒內(nèi)徑D（m）可根據(jù)公式3-1計(jì)算：4FpD 104Fp

（3-1）3-2.

d(1~5

1)D3

（3-2）此處確定d此處確定d1D。2-3缸筒內(nèi)徑尺寸系列（mm）標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑 尺寸系列1050 3201263 160（360）1680 40020（90） 200（450）840 125（280）25100 50032（110） 250注：1.圓括號(hào)內(nèi)尺寸為非優(yōu)先選用者。表2-4活塞桿外徑尺寸系列外徑標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列420561605226318062570200828802201032902501236100280144011032016451253601850140注：直徑上限可擴(kuò)展，按R20優(yōu)先數(shù)系列選用表2-4活塞桿外徑尺寸系列外徑標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列420561605226318062570200828802201032902501236100280144011032016451253601850140注：直徑上限可擴(kuò)展，按R20優(yōu)先數(shù)系列選用.[19]根據(jù)上述公式，求得油缸外徑D、活塞桿直徑d，并選取合理的尺寸。見(jiàn)表2-5表2-5各機(jī)構(gòu)油缸取值表油缸負(fù)載(KN)D(m)d（m）D(mm)d(mm)翻斗油缸100992510025滑板油缸100992510025刮板油缸2001404016040舉升油缸2001404016040推板油16025注：、1、2工況分析運(yùn)動(dòng)分析各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀況主要是分析液壓缸的工作行程以及完成一個(gè)工作循環(huán)的所需3-1(1)繪制翻桶機(jī)構(gòu)油缸位移圖，如圖3-1及速度循環(huán)圖，如圖3-2.PAGEPAGE圖3-1翻桶機(jī)構(gòu)位移循環(huán)圖圖3-2翻桶機(jī)構(gòu)速度循環(huán)圖翻桶油缸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)垃圾桶，故要先使油缸位移增加，到達(dá)相應(yīng)點(diǎn)位后，停頓一段時(shí)間，最后油缸回縮，翻桶機(jī)構(gòu)回到原位。(2)繪制壓填機(jī)構(gòu)刮板油缸位移變化循環(huán)圖，如圖3-3；速度變化循環(huán)圖，如圖3-4.圖3-3刮板位移循環(huán)圖圖3-4刮板速度循環(huán)圖(3)圖3-5滑板位移循環(huán)圖圖3-6滑板速度循環(huán)圖(4)繪制裝填器舉升油缸位移變化循環(huán)圖，如圖3-7；及速度變化循環(huán)圖，如圖3-8.圖3-7舉升油缸位移循環(huán)圖圖3-8舉升油缸速度循環(huán)圖(5)3-93-10.圖3-9推鏟油缸位移循環(huán)圖圖3-10推鏟油缸速度循環(huán)圖動(dòng)力分析F-t。一般情況下，運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)需要克服各種阻力做功，其總負(fù)載為：FFeFfFi

(3-3)執(zhí)行機(jī)構(gòu)部件質(zhì)量及滑動(dòng)摩擦系數(shù)見(jiàn)表3-1表3-1各零件質(zhì)量取值與滑動(dòng)摩擦系數(shù)取值執(zhí)行機(jī)構(gòu) 質(zhì)量（kg） 滑動(dòng)摩擦系數(shù)翻桶機(jī)構(gòu) 支架 30 每桶垃圾 80 0.07壓填機(jī)構(gòu)刮板50滑板1250.07舉升機(jī)構(gòu)裝填器20000.07卸料機(jī)構(gòu)推鏟3500.07參考三維模型，確定其質(zhì)量根據(jù)公式3-3以及表3-2可計(jì)算得各運(yùn)動(dòng)部件負(fù)載如下：（1）翻桶油缸Fem1g309.8294Nf(1N)0.07309.80)20.5821NFi0FFeFfFi2m2g1883N繪制油缸負(fù)載變化曲線如圖3-11所示：圖3-11翻桶油缸負(fù)載循環(huán)圖（2）滑板油缸

Fem1g1259.81225NfN0.07122585.7586NFi0；FFeFfFim2g1801N負(fù)載變化曲線如圖3-12所示：(3)刮板油缸

圖3-12滑板油缸負(fù)載循環(huán)圖Fem1g509.8490NFfFN0.0749034.335NFi0FFeFfFiFLmax181KN刮板油缸負(fù)載變化曲線如圖3-13所示：圖3-13刮板油缸負(fù)載循環(huán)圖(4)舉升油缸

Fem1g20009.819600NfN0.07196001372NFi0NFFeFfFi20972N舉升油缸負(fù)載變化曲線如下圖3-14所示：圖3-14舉升油缸負(fù)載循環(huán)圖(5)推板油缸

Fe130.45103g57330NfN0.073509.8240.1NFi0FFeFfFi57570.1N推鏟油缸負(fù)載變化曲線如圖3-15所示：圖3-15推鏟負(fù)載循環(huán)圖根據(jù)公式3-3，分析并計(jì)算各機(jī)構(gòu)負(fù)載總匯見(jiàn)表3-2.表3-2機(jī)構(gòu)負(fù)載計(jì)算表負(fù)載FeFf慣性負(fù)載Fi總負(fù)載F總負(fù)載放大(N)(N)(N)(N)F(KN)翻桶油缸2942101883100滑板油缸12258601801100刮板油缸490350180000200舉升油缸196001372020972200推鏟油缸57330240.1057570.1180注:在計(jì)算各機(jī)構(gòu)負(fù)載時(shí)，要充分考慮執(zhí)行部件的質(zhì)量，翻桶機(jī)構(gòu)甚至要考慮垃圾桶中盛放垃圾的質(zhì)量。液壓缸的流量流量計(jì)算公式如下：

q1D2V

（3-4）1 4 maxq1(D2d2V

（3-5）2 4 max3-3表3-3液壓缸流量總會(huì)表運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)缸筒內(nèi)徑活塞直徑最大移速q1q2油缸D(mm)d(mm)Vmax(mm/s)×1m3/s)×1m3/s）翻桶油缸100251088.4787.948滑板油缸10025604.714.42刮板油缸160406012.0611.30舉升油缸16040501.0040.942推鏟油缸160405017.2816.98繪制液壓系統(tǒng)工況圖液壓系統(tǒng)壓力循環(huán)圖根據(jù)已有數(shù)據(jù)，分析翻桶機(jī)構(gòu)（翻轉(zhuǎn)板）、壓縮機(jī)構(gòu)（刮板、滑板）、卸料機(jī)構(gòu)（推鏟）、舉升裝置（裝填器）3-163-18、3-17、3-20、3-19。圖3-16翻桶油缸壓力循環(huán)圖圖3-17推鏟油缸壓力循環(huán)圖圖3-18刮板油缸壓力循環(huán)圖圖3-19滑板油缸壓力循環(huán)圖圖3-20舉升油缸壓力循環(huán)圖液壓系統(tǒng)流量循環(huán)圖3-3.分析系統(tǒng)流量與機(jī)構(gòu)一個(gè)動(dòng)作循環(huán)所用時(shí)間的關(guān)系，分別繪制翻桶3-21、3-22、3-23、3-24、3-25.圖3-21翻桶油缸流量循環(huán)圖圖3-22刮板油缸壓力循環(huán)圖PAGEPAGE圖3-23刮板油缸壓力循環(huán)圖圖3-24舉升油缸壓力循環(huán)圖功率循環(huán)圖

圖3-25推鏟油缸壓力循環(huán)圖3-3.分析系統(tǒng)功率與機(jī)構(gòu)一個(gè)動(dòng)作循環(huán)所用時(shí)間的關(guān)系，分別繪制翻桶3-26、3-27、3-28、3-29、3-30.圖3-26翻桶油功率循環(huán)圖（1）滑板油缸圖3-27滑板油缸功率循環(huán)圖（2）刮板油缸圖3-28刮板油缸功率循環(huán)圖(4)舉升油缸圖3-29舉升油缸功率循環(huán)圖（5）推鏟油缸圖3-30推鏟油缸功率循環(huán)圖制定液壓系統(tǒng)油路圖液壓油路方案圖(1)翻桶機(jī)構(gòu)液壓油路設(shè)計(jì)3-3.油路壓力及流量不太大，且油缸低壓慢速運(yùn)動(dòng)，只需使用三位四通電磁換向閥實(shí)現(xiàn)壓油與回油，即可實(shí)現(xiàn)油缸伸縮[11]3-21。圖3-31翻桶機(jī)構(gòu)液壓油路圖(2)壓填機(jī)構(gòu)液壓油路設(shè)計(jì)3-32.圖3-32壓填機(jī)構(gòu)液壓油路圖(3)裝填器開(kāi)合油路設(shè)計(jì)3-33.圖3-33裝填舉升油路圖(4)卸料機(jī)構(gòu)油路設(shè)計(jì)3-34.圖3-34卸料機(jī)構(gòu)油路圖制定總液壓系統(tǒng)油路總圖3-35.缸 缸 缸

推板油缸67

2121 2 3 45 8 911、2、3、4--三位四通電磁換向閥；6、7--順序閥；5、8、9、10、11--溢流閥；12、13、14--調(diào)速閥；15、16、21--單向調(diào)速閥；17、18--單向順序閥；19、20--液控單向閥；22--單向閥。圖3-35總體液壓油路圖液壓元件的選型確定液壓泵型號(hào)（1）pppp1p

（3-6）3-6。p3-4.表3-4p取值參照表管路簡(jiǎn)單、流速相對(duì)較小 p（MPa） 0.2~0.5管路相對(duì)復(fù)雜，進(jìn)口設(shè)置調(diào)速閥 p（MPa） 0.5~1.5=13MPap=1.0MPa。ppp1p14MPa。（2）vp液壓泵輸出流量應(yīng)大于或等于液壓缸或液壓馬達(dá)的最大總流量與系統(tǒng)泄露系數(shù)之和。qVPK(qVmax)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)K=1.1~1.3；而經(jīng)過(guò)計(jì)算液壓缸的最大總流量為：qVmax1.0041030.51041.054103m3/s

（3-7）則qVP1.2648103

m3/s。（3）確定液壓泵的規(guī)格25%~60%的外嚙合單級(jí)齒輪，其額定壓力為：；CBF-F32。液壓閥的選擇給油路圖中的液壓元件匹配相應(yīng)的型號(hào)[22]，見(jiàn)表3-5.表3-5液壓元件選用規(guī)格序號(hào)名稱選用規(guī)格1三位四通電磁換向閥34DF30-E10B2三位四通電磁換向閥34DF30-E16B3三位四通電磁換向閥34DF30-E16B4三位四通電磁換向閥S-DSG-03-3C2-D24-505減壓閥JF-L32H6減壓閥JF-L32H7減壓閥JF-L32H8減壓閥JF-L32H9減壓閥JF-L32H10溢流閥YF-B20H11溢流閥YF-B20B12節(jié)流閥LF-B20C13節(jié)流閥LF-B20C14節(jié)流閥LF-B32C15單向節(jié)流閥LDF-B20C16單向節(jié)流閥LDF-B20C17順序閥XD2F-L20H18順序閥XD2F-L20H19液控單向閥DFY-B20H120液控單向閥DFY-B20H121單向調(diào)速閥QA-H2022單向閥DF-B20K1管道尺寸的確定管道內(nèi)徑計(jì)算管道內(nèi)徑與流量、流速關(guān)系密切，其計(jì)算公式為：4qVvd4qVv首先，評(píng)估管道流速[20]，見(jiàn)表3-8。表3-8管道流速取值范圍管道 流速取值范圍(m/s)液壓泵吸油管道 0.5~1.5，一般常取1以下液壓系統(tǒng)壓油管道 3~6，壓力高，管道短，粘度小，取較大值液壓系統(tǒng)回油管道 1.5~2.6根據(jù)3-9，可根據(jù)公式3-9計(jì)算管道內(nèi)徑d，并選取相當(dāng)規(guī)格的管道見(jiàn)表3-9。表3-9管道內(nèi)徑計(jì)算一覽表油路名稱d（m）型號(hào)d(mm)型號(hào)翻桶油路16.43A19×2S-2315.91A16×6S-27刮板油路19.60A22×6S-2418.97A19×6S-23滑板油路12.25A13×6S-3011.86A13×6S-30舉升油路17.88A19×2S-2319.32A19×2S-23推板油路23.46A25×6S-223.9油箱容量的確定油箱容積由經(jīng)驗(yàn)公式（4-4）計(jì)算：V aq V

（4-4）v式中：q 液壓泵每分鐘排出壓力油的體積（m3）;a為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。av表4-3經(jīng)驗(yàn)系數(shù)a系統(tǒng)類型行走機(jī)械低壓系統(tǒng)中壓系統(tǒng)鍛壓系統(tǒng)冶金機(jī)械a1~22~45~76~1210根據(jù)公式（4-4）可得，V4800032000mL0.32m3。第4章上裝結(jié)構(gòu)分析4.1車(chē)廂結(jié)構(gòu)分析4.1.1車(chē)廂建模13m313m3后裝壓縮式垃圾車(chē)現(xiàn)有車(chē)型的參4-14-2，確定車(chē)廂外形尺寸：圖4-1東風(fēng)天錦垃圾車(chē)表4-2東風(fēng)天錦垃圾車(chē)參數(shù)表產(chǎn)品商標(biāo)程力威牌公告批次306產(chǎn)品名稱壓縮式垃圾車(chē)產(chǎn)品型號(hào)CLV51602TSD5總質(zhì)量(kg)15800（m）13額定載質(zhì)量（kg）5755;5820外形尺寸（mm）8800×2490×3250PAGEPAGE整備質(zhì)量（kg）9850駕駛室準(zhǔn)乘人數(shù)（人）2軸荷（kg）5600/10200最高車(chē)速（km/h）98由此，確定整車(chē)外形尺寸為8800×2590×3250，進(jìn)而除去車(chē)頭、車(chē)廂后端其他機(jī)構(gòu)外形尺寸，最終確定車(chē)廂外形尺寸。參考相關(guān)數(shù)據(jù)，通過(guò)SOLIDWORKS對(duì)車(chē)廂進(jìn)行建模,如圖4-2：圖4-2車(chē)廂建模4.1.1車(chē)廂有限元分析使用SOLIDWORKS進(jìn)行有限元分析的一般步驟為：（1）打開(kāi)目標(biāo)文件，新建算例顧問(wèn)，其名稱為靜力學(xué)應(yīng)力分析；（2）確定零件所用材料，本次設(shè)計(jì)零件多采用合金鋼Q345；（3）點(diǎn)擊夾具顧問(wèn)，選擇固定幾何體，選擇幾何體相應(yīng)的面進(jìn)行固定；（4）加載載荷；（5）點(diǎn)擊運(yùn)動(dòng)算例，生成網(wǎng)格；（6）運(yùn)動(dòng)算例，經(jīng)計(jì)算后顯示得到應(yīng)力云圖、位移云圖、應(yīng)變?cè)茍D。根據(jù)上述步驟，給車(chē)廂側(cè)面、底部、導(dǎo)軌上表面，添加不同的力。顯然，車(chē)廂側(cè)20000N；20000N.最終得到的如下圖所示：圖4-1車(chē)廂網(wǎng)格劃分6.204×1081.704×106圖4-2車(chē)廂應(yīng)力分布云圖4-3車(chē)廂位移云圖壓填機(jī)構(gòu)分析壓填機(jī)構(gòu)零件建模與裝配（1）刮板建模圖4-4刮板建模4-5（2）滑板建模圖4-5滑板建?；逯饕卣鳎夯迨禽o助機(jī)構(gòu)，主要通過(guò)液壓控制刮板刮壓垃圾，而滑板與刮（3）滑板導(dǎo)軌連接件圖4-6滑板導(dǎo)軌連接件建模（4）液壓缸裝配圖4-7液壓缸裝配圖（5）壓填機(jī)構(gòu)裝配圖4-8壓填機(jī)構(gòu)裝配4-9，壓填機(jī)構(gòu)零件有限元分析（1）刮板有限元分析根據(jù)分析結(jié)果：結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。圖4-9刮板網(wǎng)格劃分圖4-10刮板應(yīng)力分布云圖圖4-11刮板位移云圖（2）滑板有限元分析根據(jù)分析結(jié)果：結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計(jì)要求。圖4-12滑板網(wǎng)格劃分圖4-13滑板應(yīng)力分布云圖圖4-14滑板位移云圖卸料機(jī)構(gòu)分析推鏟建模并裝配（1）推鏟建模圖4-15推鏟建模48°，這個(gè)角度的設(shè)計(jì)可以減小垃圾壓縮垃圾或者推卸垃圾所受阻力，在一定程度上可以減少機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)給推鏟和車(chē)廂的磨損和破壞。（2）推鏟車(chē)廂裝配PAGEPAGE圖4-1