【正文】 由于機(jī)械操縱式的可靠性好、通用性強(qiáng)、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)中的液壓操作系統(tǒng)均采用機(jī)械操作式。單向閥又稱(chēng)止回閥，只允許液流沿著一個(gè)方向通過(guò)，而反向液流被截止的方向閥，又包括普通單向閥和液控單向閥兩類(lèi)。 油箱容積 V 一般不小于全部工作液壓缸容積 V? 的三倍，即 VV?? 221 2 5 1 6 0 0 4 0 1 0 4 344VV ????? ? ? ?? ? ? ? ????? (5—— 5) ? 擬設(shè)定液壓系統(tǒng)油箱尺寸為 6 0 5 0 2 0mm mm mm??。 由以上，選用單級(jí)齒輪泵。按泵的流量特性，可分為定量泵和變量泵兩種。 按活塞桿形式可以分為單活塞桿和雙活塞桿兩種。因此在擺臂車(chē)改裝設(shè)計(jì)中只需要進(jìn)行液壓元件選型計(jì)算。 圖 4—— 21 壓縮桿件軸力圖 即最大軸力 maxF m a x sin sinF G F C?? ? ? ? 式中 5 0 0 0 9 .8 4 9 0 0 0G m g N? ? ? ?—— 是垃圾貨物和廂斗的重力； F—— 是液壓缸的推力，由于液壓缸的推力由負(fù)荷決定，即有： co sco sG OCF c OA????＝ c o s 2 7 3 1 .7 8 2 0 8 32 2 5 2 3 0 0 8 0 0G tg n? ?? ? ?? ? ? ? 所以有 maxF s i n c o s 2 7 3 1 . 7 8 2 0 8 3s i n 2 2 5 2 3 0 0 8 0 0GG tg n??? ?? ? ? ??? ? ? ? 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 4 9 0 0 0 c o s s i n 2 7 3 1 . 7 8 2 0 8 34 9 0 0 0 s i n2 2 5 2 3 0 0 8 0 0tg n??? ?? ? ? ??? ? ? ? 在 ? ?46 ~ ，將角 a用帶入法，得出最大桿件軸力 maxF 的變化規(guī)律，求得當(dāng) a 角為 46 度時(shí)桿件軸力的最大值的近似值 maxF ＝ 擺臂等效桿件壓縮時(shí)桿件強(qiáng)度及剛度校核 ： 對(duì)壓縮壓桿的強(qiáng)度條件： ? ?maxFA???? (4—— 8) 式中 maxF — 是擺臂最大等效軸應(yīng)力值，由上知 maxF ＝ ； A— 是擺臂等效軸的橫截面面積，帶入擺臂軸的最小截面面 3 3 2 21 0 0 1 0 1 8 0 1 0 1 . 8 1 0Am? ? ? ?－ － －小 ＝ ＝。 圖 4—— 17 擺臂受力簡(jiǎn)圖 將廂斗及垃圾貨物的重力 G 分解為與擺臂平行的 1G 和與擺臂相垂直的 2G ，即有： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 1 sinG G b?? 2 cosG G b?? 將液壓油缸的推力 F 分解為與擺臂平行的 1F 和與擺臂相垂直的 2F ，有： 1 sinF F c?? 2 cosF F c?? 由上面分析，可將擺臂受力等效為直桿壓縮（ 如 圖 4—— 18 所示 ） 圖 4—— 18 擺臂受力等效的直桿壓縮部分 和懸臂梁的彎曲變形（ 如 圖 4—— 19 所示 ）的組合。 直線(xiàn) AB和 OA 垂直相交，即有 AB 的斜率 K為： K = ? ? 9 6 461 8 01 ??? ootgn 且 AB 過(guò) A 點(diǎn) (? , )，有直線(xiàn) AB 為： 0 .9 6 6 1 1 1 2 .3 0 2 0yx? ? ? 直線(xiàn) BC為車(chē)廂鋼板表面所在的直線(xiàn)，由前面的參數(shù)選擇，有 BC 所在的直線(xiàn)方程： 1 2 7 5 1 0 5 0 2 2 5y ? ? ? 聯(lián)立直線(xiàn) AB，求 B點(diǎn)坐標(biāo) (X,Y)為： ?? 225Y? 在直角坐標(biāo)中 ,求得支點(diǎn)臂長(zhǎng)度 AB為： ? mm 取 507mm。 擺臂式 垃圾車(chē) 車(chē)廂主要參數(shù)的設(shè)計(jì) 車(chē)廂長(zhǎng)度： 4546mm（不包括 U型鋼板尾部多出副車(chē)架的部分） 車(chē)廂寬度： 2350mm 車(chē)廂厚度： 5mm （用于盛放廂斗的車(chē)廂部分） 擋板肋高度： 1051mm （下端部分分別于車(chē)廂大梁、車(chē)廂板和 U型鋼板焊接） 擋板鋼板厚度： 5mm 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 擋板寬度： 2350mm 擋板肋寬度： 15mm 擋板肋厚度： 15mm 擺臂式 垃圾車(chē) 廂斗主要參數(shù)的設(shè)計(jì) 與同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行比較， EQ1092F19DJ 底盤(pán)垃圾車(chē)廂斗載重容積約為10~6 立方米之間，擬定長(zhǎng) ? 寬 ? 高為 3500? 1940? 1305，即其容積為： ? ? ? ? ? ? 3 0 51 9 4 03 5 0 0 mmmmmmmV ???? 在常用容積之內(nèi)，即廂斗的長(zhǎng)，寬，高選為： 廂斗長(zhǎng)度： 3500mm 廂斗寬度： 1940mm 廂斗高度： 1305mm 廂斗鋼板厚度： 5mm 廂斗加強(qiáng)肋厚度： 20mm 廂斗加強(qiáng)肋寬度： 30mm 廂斗上擺臂鏈結(jié)點(diǎn)尺寸確定： 廂斗鏈結(jié)點(diǎn)尺寸： 鏈結(jié)點(diǎn)距前后廂斗尺寸： 542mm 鏈結(jié)點(diǎn)高度： 887mm（距離廂板高度） 擺臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 擺臂傾斜角，是擺臂在未工作的情況下，擺臂和車(chē)廂水平面之間的角度。 可以列方程組： 圖 4—— 9 副車(chē)架等效簡(jiǎn)支梁簡(jiǎn)圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 BCFOCFACG ????? 20 BOFOCFAOG ????? 23 可求得： OC BCFACGF ???? 20 4716 ??????? ? 即 0F 大小為 ，方向與設(shè)定的方向相同。 圖 4—— 6 連接支架 1上托架； 2下托架； 3 螺栓 3) U 型夾緊螺栓 當(dāng)選用其它連接裝置有困難時(shí)，可采用 U 型夾緊螺栓。 對(duì)于鋼 質(zhì) 副車(chē)架： 0 5 ~ 7h mm? ； 0 20 0 ~ 30 0l mm? 對(duì)于硬本質(zhì)副車(chē)架； 0 5 ~ 10h mm? ； 0lH? 圖 4—— 4 副車(chē)架前端簡(jiǎn)易形狀 （ a） 剛質(zhì)副車(chē)架 ；（ b） 硬木質(zhì)副車(chē)架 副車(chē)架與主車(chē)架的連接常采用如下幾種形式。 圖 3—— 7 支腿示意圖 在參考同類(lèi)車(chē)型支腿材料選用的基礎(chǔ)上，考慮到支腿的受力，選用Q235 作為支腿材料。 擺臂的設(shè)計(jì) 擺臂呈工字型，擺臂的兩側(cè)下端與 U 型鋼板絞接，上部用 橫梁 將兩側(cè)哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 擺臂連接，在略低于 橫梁 處的擺臂上安置能夠隨著廂斗的翻轉(zhuǎn)而跟隨著連接在其上 的鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)的滑動(dòng)軸，在擺臂的中部安置用于卸料并帶有鏈條的掛環(huán)。 廂斗的選材 在遵循滿(mǎn)足使用性能要求，較好工藝性和較好經(jīng)濟(jì) 性的前提下，廂斗哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 選用選用 Q235 工程用鋼材。 廂斗的密封與開(kāi)合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 廂斗上部采用柔性滑蓋，實(shí)現(xiàn)運(yùn)送中的密閉。 車(chē)廂的設(shè)計(jì) 車(chē)廂在運(yùn)輸中起到承載的作用，其由兩部分組成。其形狀同主車(chē)架，主副車(chē)架用 U 型螺栓進(jìn)行加固連接。由上面的敘述知道，本設(shè)計(jì)的垃圾車(chē)輛額定載質(zhì)量定位 4500 kg。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 二類(lèi)底盤(pán)的選取 選取 二類(lèi)底盤(pán)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)工作是整車(chē)總體布置和有 特殊工作需求的裝置的設(shè)計(jì)，對(duì)底盤(pán)僅作輔助的性能分析和必要的強(qiáng)度校核，確保改裝后的整車(chē)性能在基本山與底盤(pán)接近，達(dá)到合理的匹配。 所選用的各總成工作應(yīng)可靠，出現(xiàn)故障的 幾率 少，零部件要有足夠的強(qiáng)度和壽命，同一車(chē)型各總成零部件的壽命應(yīng)趨于均衡。 以數(shù)字化裝備理念對(duì)傳統(tǒng)環(huán)衛(wèi)車(chē)輛進(jìn)行技術(shù)改造和創(chuàng)新，是 垃圾車(chē) 裝備現(xiàn)代化發(fā)展的一種創(chuàng)新理念。 擺臂式自卸汽車(chē)的發(fā)展方向和前景 現(xiàn)代環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，對(duì)垃圾處理車(chē)的要求也越來(lái)越高。當(dāng)作為 垃圾車(chē)時(shí)，可廣泛適用與城市街道學(xué)校垃圾處理，適用全國(guó)通用垃圾斗，可一車(chē)配多個(gè)垃圾斗，各個(gè)垃圾點(diǎn)放置多個(gè)垃圾斗，帶自卸功能，液壓操作，傾倒方便。 擺臂式 垃圾車(chē) 定義以及組成功用 擺臂式垃圾車(chē)是 在二類(lèi)汽車(chē)底盤(pán)上裝有使車(chē)廂或貨斗具有裝卸功能的擺臂裝置的專(zhuān)用汽車(chē)。壓縮式垃圾車(chē)收集垃圾 的 方式簡(jiǎn)便、高效、壓縮比高 、裝載量大，特別是其突出的密閉性好、更環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是垃圾車(chē)的主要發(fā)展趨勢(shì)。 Suspending Arm。 本設(shè)計(jì) 從市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)需求角度出發(fā)，看重實(shí)際， 把設(shè)計(jì)功能較完善合理，充分滿(mǎn)足功能要求作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。在設(shè)計(jì)中 ,積極使用新型材料、降 低 成本 價(jià)格 ,以期生產(chǎn)出 占有市場(chǎng)優(yōu)勢(shì) ,功能全，價(jià)格 低，市場(chǎng)需求 量較 多的實(shí)用型擺臂 式 垃圾車(chē)。 Suspport Leg。但是我國(guó)大多城市現(xiàn)有的垃圾收集是定點(diǎn)收集方式，要變固定方式為流動(dòng)方式，不僅要改變?nèi)藗兊牧?xí)慣，還要耗費(fèi)大量人力物力重建垃圾收集站。 主要由二類(lèi)貨車(chē)底盤(pán) 、 擺臂機(jī)構(gòu) 、 車(chē)廂及廂斗 、 液壓操作系統(tǒng) 及其他輔助機(jī)構(gòu)組成。 國(guó)內(nèi)外擺臂式自卸汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀 20 世紀(jì) 80 年代末以來(lái)，我國(guó) 垃圾 車(chē)的研發(fā)機(jī)構(gòu)、改裝生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，加快了國(guó)產(chǎn) 垃圾 車(chē)新產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，使國(guó)產(chǎn) 垃圾 車(chē)的技術(shù)裝備水平得到較快發(fā)展和很大提高，改變了傳統(tǒng)的 垃圾裝運(yùn) 作業(yè)方式，由人工作業(yè)向機(jī)械化、半機(jī)械化方向發(fā)展， 垃圾 車(chē)的裝備技術(shù)由簡(jiǎn)易型向技術(shù)密集型方向發(fā)展。 現(xiàn)代 垃圾 車(chē)輛 的 裝備技術(shù) 必須 與生態(tài)型、現(xiàn)代化國(guó)際大都市發(fā)展相適應(yīng)，具有國(guó)際先進(jìn)、技術(shù)創(chuàng)新的裝備特征 ,必須 從滿(mǎn)足單一的普通作業(yè)需求，向滿(mǎn)足文明作業(yè)、環(huán)境保護(hù)、質(zhì)量監(jiān)管、城市容貌等作業(yè)和管理需求方向發(fā)展。 以上特征要求也正是擺臂式垃圾車(chē)的發(fā)展和努力優(yōu)化的方向。 所選用的底盤(pán)，應(yīng)使整車(chē)在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、制動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性，行駛平順性及通過(guò)性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類(lèi)車(chē)型的先進(jìn)水平。 選用的底盤(pán)主要參數(shù) 根據(jù)以上，本設(shè)計(jì)所用底盤(pán)主要從東風(fēng)汽油與柴油擺臂垃圾車(chē)底盤(pán)中選用。 整車(chē)整備質(zhì)量也是擺臂垃圾車(chē)的重要性能參數(shù)。 副車(chē)架外形的設(shè)計(jì) 副車(chē)架示意簡(jiǎn)圖 如 圖 3—— 1 所示 。一部分用于盛放垃圾廂斗，將其設(shè)計(jì)成平面，底部與車(chē)廂大梁焊接；另一部分用于約束和放置擺臂液壓缸、支撐約束擺臂，放置支腿和支腿液壓缸，將其設(shè)計(jì)成兩片平行鋼板通過(guò)點(diǎn)焊聯(lián)結(jié)后再分別與車(chē)廂大梁和車(chē)廂側(cè)壁焊接，實(shí)現(xiàn)兩部分的一體 (在本設(shè)計(jì)中稱(chēng)為 U型鋼板 )。其結(jié)構(gòu) 如 圖 3—— 3所示 。 擺臂式垃圾車(chē)舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 擺臂式垃圾車(chē)的舉升機(jī)構(gòu)均采用車(chē)廂兩側(cè)雙杠舉升，采用液壓驅(qū)動(dòng)。如 圖 3—— 6所示 。 以上對(duì)擺臂式垃圾車(chē)車(chē)廂各結(jié)構(gòu)形狀的設(shè)計(jì)說(shuō)明，進(jìn)行優(yōu)化組合后，可得整車(chē)形狀結(jié)構(gòu)， 如圖 3—— 8 所示 。 1) 止推連接板 如 圖 4—— 5 所示 是斯泰爾重型專(zhuān)用汽車(chē)所采用的止推連接板的結(jié)構(gòu)形狀及其安裝方式。但在車(chē)架受扭轉(zhuǎn)載荷最大的范圍內(nèi)不允許采用 U型螺栓。 可求得： OC BOFAOGF ???? 23 4716 ??????? ?? 即 3F 大小為 ，方向與設(shè)定的方向相反。由同類(lèi)產(chǎn)品類(lèi)比，選取擺臂的傾斜角度參數(shù)為 46 度 。 擺臂鏈條長(zhǎng)度計(jì)算 ： 擺臂鏈條長(zhǎng)度的計(jì)算可以參照示意簡(jiǎn)圖 如圖 4—— 15 所示 。然后分別進(jìn)行最大軸力下桿件壓縮的強(qiáng)度、剛度校核和最大剪力、彎矩下的彎曲強(qiáng)度、剛度及彎曲變形校核。 即有： 621 1 5 9 9 9 . 8 9 6 . 4 4 4 4 3 8 5 8 1 01 . 8 1 0 Pa? ?? ? ?? 對(duì)壓縮桿件的剛度條件： ? ?maxFEA???? ? ? ? (4—— 9) 即有： 31 1 2843 102. 1 10 1. 8 10??????? ? ? ? 30 .0 8 7 2 4 5 4 1 9 9 1 1 0 m??? 擺臂等效懸臂梁的最大彎矩的計(jì)算 ： 由上面的計(jì)算過(guò)程知，當(dāng)擺臂轉(zhuǎn)角為 46 度時(shí)有最大的軸力，同時(shí)有最大的剪力。其主要內(nèi)容包括液壓缸直徑與行程、液壓泵工作壓力、流量、功率以及油箱容積與內(nèi)徑等 。 為了經(jīng)濟(jì)性并且滿(mǎn)足使用要求，選用單活塞桿雙作用液壓缸。前者在泵轉(zhuǎn)速不變時(shí)，不能調(diào)節(jié)流量，后者當(dāng)泵轉(zhuǎn)速不變時(shí)，通過(guò)變量機(jī)構(gòu)的調(diào)