【文章內容簡介】 軸轉動。垃圾從裝填機構后端的入口處倒入其內 ,并由壓縮機構進行壓縮 ,將垃圾推入車廂壓實。車廂前端裝有油缸驅動的卸料機構。卸出垃圾時 ,首先由舉升油缸將裝填機構舉起 ,車廂后部呈敞開狀 ， 然后由卸料機構將垃圾推出車廂。 裝填準備階段 （ 1）垃圾傾倒機構在雙作用液壓缸的作用下，倒入裝填器。 （ 2）刮板油缸在換向閥的作用下?lián)Q向收縮，刮板逆時針轉動，刮板轉至上止點后，（） 大學機械工程學院 13 回轉到位。 （ 3）刮板回轉到位后，滑板油缸在換向閥的作用下?lián)Q向伸出，方向與滑板的斜向下的傾角一致。在滑板油缸帶動滑塊向下運動到上止點時停止，到此為止準備階段結束。 裝填壓縮階段 （ 4）刮板油缸在換向閥的作用下?lián)Q向伸出，刮板順時針轉動，開始裝填箱內的垃圾清掃動作。將垃圾從進料口扒入垃圾箱，并將垃圾初步壓縮，當垃圾順時針轉動到下止點后，停止運動。 （ 5）換向閥換向，滑板上升。進料口較 小，滑板上升時，垃圾受到進料口的擠壓，垃圾通過后，產(chǎn)生了被研碎的效果?；逵透走\動到帶動滑塊即刮板向上運動到下止點時，刮板回到初始位置，這樣，裝填機構完成一次循環(huán)。 （ 6）推板的支撐點設在車廂的前端，而垃圾推卸完畢后的位置在垃圾箱的后端，運動行程很長，推卸力有很大，用單極缸無法完成這一任務。這里采用斜置式的多級缸直接驅動，既可配合刮板進行雙向壓縮，又可實現(xiàn)垃圾的迅速推卸。當垃圾從進料口進入垃圾箱后，推板位于垃圾箱的后端。由于推板油缸的回油路上存在一個背壓閥，利用小孔節(jié)流原理實現(xiàn)對油路的節(jié)流作用，一方面防止推 板迅速后退，另一方面形成對推板的推力，實現(xiàn)對垃圾的二次壓縮。 卸料準備及卸料階段： （ 7）鎖緊油缸換向閥換向，油缸收縮，鎖鉤脫離鎖孔。裝填器舉升油缸換向閥換向，裝填器上揚。油缸回油路上設有一個單向閥，作為安全保護元件。油缸繼續(xù)運動到下止點后停止，上揚動作結束。 （ 8）推板油缸開控制閥換向，油缸開始克服垃圾所受到的摩擦將垃圾推出箱體外，知道完全推出，垃圾的卸料過程結束。下一次循環(huán)的準備階段： （ 9）裝填機構油缸在換向閥的作用下?lián)Q向，在回油路上也安裝有背壓閥，以確保裝填機構下降的速度不至于過快。油缸運動下止 點，裝填器兩側板與垃圾箱的兩側板合縫。 （ 10）鎖緊油缸在換向閥的作用下?lián)Q向伸長，知道油缸運動到上止點，鎖鉤鉤進鎖孔內，密封動作完成。到此為止，裝填、壓縮及卸料整個一個工作循環(huán)完成。 裝填機構原理 （） 大學機械工程學院 14 圖 裝填機構 由刮板、滑板、裝填器、滑板油缸、刮板油缸及其他固定連接部件組成。主要性能是裝入垃圾并進行壓縮，配合卸料機構卸料，密封。 2． 3 提升機構原理 圖 提升機構 垃圾桶的提升只要求在一定角度內轉動，所以不要求提升機構作整周的運動，符合這（） 大學機械工程學院 15 種要求的是雙搖桿機構。因此，提升機構的運動由 電機來帶動是不理想的，這里采用的是一個雙作用油缸來完成整個動作。底盤上的發(fā)動機的運動有變速箱傳到液壓系統(tǒng)的取力器，帶動液壓油泵，帶動雙作用油缸，由油缸帶動雙搖桿機構的擺臂，實現(xiàn)垃圾桶的往復運動。當雙作用缸完全縮回的時候，垃圾桶處于初始位置（地上）；當雙作用缸完全伸出時，垃圾桶處于終了位置，即垃圾完全倒進的位置。 當提升機構在傾倒垃圾的過程中，裝填機構的運動已經(jīng)在進行。鎖緊機構的運動是之前進行的，將在方案選擇中進一步說明。 本章小結 通過對比分析，確定了壓縮垃圾車的工作原理 車廂固定在底盤車架上 , 裝填機 構位于車廂后部 ， 其上角與車廂鉸接 ， 可由舉升油缸驅動繞鉸接軸轉動。垃圾從裝填機構后端的入口處倒入其內 ,并由壓縮機構進行壓縮 ,將垃圾推入車廂壓實。車廂前端裝有油缸驅動的卸料機構。卸出垃圾時 ,首先由舉升油缸將裝填機構舉起 ,車廂后部呈敞開狀 ， 然后由卸料機構將垃圾推出車廂。 （） 大學機械工程學院 16 第三 章 壓縮式垃圾車壓縮裝置參數(shù)設計 裝填角 后裝壓縮式垃圾車能否達到設計的裝載質量，兩個最關鍵的因素分別是：刮板壓縮機構的壓縮能力和卸料機構的反向擠壓力，對于一輛垃圾壓縮車來說，其壓縮效果的好與壞，是評價后裝垃圾壓縮車裝載質量以及工作 性能的重要指標。 圖 裝填角 要達到這樣的效果，就要改善裝填裝置，其中最重要的一個因素就是對裝填角進行合理的設計。使垃圾在進入廂體時所受到的壓縮力接近水平方向，并保證箱體內的垃圾盛滿的情況下還能繼續(xù)將垃圾壓入廂體內，這樣，箱內垃圾的壓縮比也會有所增加。裝填角的示意圖如圖 所示， ? 為垃圾的裝填角， 1? 為垃圾箱尾端的安裝角， 2? 為滑板 導軌線與廂體尾端安裝斜面的夾角， 12? ? ???裝填角設計合理的情況下，可保證被壓縮的垃圾在進入廂體的時 候受到的刮板的推擠力的水平分量盡可能大，從而使壓實的效果達到最佳。因此，裝填角的設計在整車設計中至關重要。目前，國內后裝壓縮式垃圾車的裝填角的取值大多為比較設計和經(jīng)驗設計，仿照國外同類設備數(shù)據(jù)，取值在 39176。到 60176。之間。本文采用基于 ADAMS 的裝填角度仿真分析研究 。 （） 大學機械工程學院 17 ADAMS運動仿真 軟件簡介 ADAMS 軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng) 建完全參數(shù)化的 機械系統(tǒng) 幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動力學理論中的拉格朗日方程方法，建立系統(tǒng)動力學方程，對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力 曲線 。 ADAMS 軟件的仿真可用于預測 機械系統(tǒng) 的性能、運動范圍、碰撞檢測、峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。 ADAMS 一方面是虛擬樣機分析的 應用軟件 ，用戶可以運用該軟件非常方便地對虛擬機械系統(tǒng) 進行靜力學、運動學和動力學分析。另一方面，又是虛擬樣機分析開發(fā)工具，其開放性的程序結構和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進行特殊類型虛擬樣機分析的二次開發(fā)工具平臺。 ADAMS 軟件有兩種 操作系統(tǒng) 的版本： UNIX 版和 Windows NT/20xx 版 Adams 是全球運用最為廣泛的 機械系統(tǒng) 仿真軟件 ，用戶可以利用 Adams 在計算機上建立和測試虛擬樣機，實現(xiàn)事實再現(xiàn)仿真，了解復雜 機械系統(tǒng)設計 的運動性能。 MD Adams（ MD 代表多學科）是在企業(yè)級 MSC SimEnterprise 仿真環(huán)境中與 MD Nastran 相互補充，提供了對于復雜的高級工程分析的完整的仿真環(huán)境， SimEnterprise 是當今最為完整的集成仿真和分析技術。 MD Adams 的發(fā)布完全支持運動 結構耦合仿真，與 MD Nastran 的雙向集成可以釋放便利地將 Adams 的模型輸出到 Nastran 進行更為詳細的 NVH 分析或應力恢復，繼而進行壽命 /損傷計算。 MD Adams/Car 應用 MD Adams/Car，技術團隊可以快速建立和測試整車和子系統(tǒng)的功能化虛擬樣車。 這可以幫助在車輛研發(fā)過程中節(jié)省時間、降低費 用和風險，提升新車設計的品質。通過 MD Adams/Car 的仿真環(huán)境，汽車工程師們可以在 虛擬環(huán)境 中對于不同的路面、不同 實際條件反復測試他們的設計，從而得到滿意的結果。 MD Adams/Car 包含許多的功能模塊用于多學科仿真。 Multidiscipline Value 多學科價值 多學科的價值在于大大地拓廣了數(shù)字分析的能力， MSC 的 MD 技術是優(yōu)化的涵蓋跨學科 /多學科的集成，可以充分利用現(xiàn)有的高性能計算技術解決大量大規(guī)模的問題。多學科技術聚焦于提升仿真效率、保證設計初期設計的有效性、提升品質、加速產(chǎn)品投放市場。 1. 新的在線幫助系統(tǒng)以及 PDF 格式文件，方便打印 在 MD Adams 中， 引入了一套新的電子在線幫助系統(tǒng)。 MD Adams 和 （） 大學機械工程學院 18 MD Adams/Car 的用戶可以使用整個幫助系統(tǒng)。在幫助系統(tǒng)的目錄表中，按照模塊進行組織，更方便信息的查找和搜索。對 MD Adams/View 中的命令語言，新加幫助，對 MD Adams/Vibration 模塊新加了新的理論手冊。為方便打印，幫助文檔提供了所有幫助文檔的PDF 格式。 2. 輸出線形模型可用在 NASTRAN 中進行進一步的振動性能分析 MD Adams/Vibration 的一個新功能就是 Adams2Nastran 功能，該功能可以輸出線形模型，用于在 NASTRAN 中進行進一步的振動性能分析。此功能將線性化后的 ADAMS 模型封裝為 Nastran 的 DMIG 輸入形式。一旦輸出完成，用戶能夠利用 NASTRAN 強 大的頻響分析的功能，對系統(tǒng)進行精確的 NVH 分析和較高頻域范圍內系統(tǒng)的響應分析。 3. 在 3D 接觸分析中，用于處理球體新的分析方法 當模型中存在 3D 的球體接觸碰撞時，為了得到更為精確的結果，加強了接觸計算的算法，即使用真實的幾何來代表球體。同舊的將球體表面用小平面表示的方法相比，這種算法解算的速度明顯加快。例如，如右圖所示的滾珠軸承模型，解算的速度提高 倍。 這種算法的另一個好處是接觸載荷計算的精度提高。右圖所示的 曲線 圖顯示舊的算法 （黑色曲線）和新的算法 （紅色曲線）所得到的接觸載荷的區(qū)別所在 。 仿真數(shù)據(jù)分析 將模型轉化為 parasolid 格式，最后導入到 ADAMS 中，建立了壓縮式垃圾車的虛擬樣機模型。 模型含有垃圾體與裝填箱接觸、垃圾體與擋板接觸、垃圾體與滑板接觸、垃圾體與刮板接觸，并建立左右擋板垃圾體為一種既有彈性又有塑性的材料，但 ADAMS 一般只能創(chuàng)建剛性模型，因此，在這里用垃圾球代替垃圾體，建模時將球的質量和密度等參數(shù)設定為垃圾的特性參數(shù)即可。 下面對垃圾球在 45176。 ~60176。范圍內進行仿真，從而確定出裝填角的具體數(shù)值 。 （） 大學機械工程學院 19 圖 39176。時的水平擠壓曲線 圖 42176。時的水平擠壓曲線 圖 45176。時的水平擠壓曲線 （） 大學機械工程學院 20 圖 57176。時的水平擠壓曲線 圖 60176。時的水平擠壓曲線 由圖可知， 45176。時 的擋板所受到的擠壓力是最大的 。 各個機構油缸參數(shù) 動力分析是分析工作機構在運動過程中的受力情況，也就是分析分析液壓缸或液壓馬達的負載情況，并繪制相應的負載循環(huán)圖（ Ft）。 工作機構作直線運動時，液壓缸所要克服的負載為 ： ife FFFF ??? 式中： Fe— 工作負載； Ff— 摩擦負載； （） 大學機械工程學院 21 Fi— 慣性負載； 1）翻斗油缸 估算翻斗支架質量 m1 為 30Kg，每桶垃圾的質量 m2 為 80Kg，滑動摩擦系數(shù) ? 為 。 ????? gmF e N )()( 1 ??????? Nf FmF ? N 0?iF N 其總負載為 18 832 2 ?????? gmFFFF ife N。 對總負載放 大留余量，則取 100KN。 20010001002000 5 10 15t/sF/KN 圖 翻斗油缸負載循環(huán)圖 2）滑板油缸 估算滑板支架質量 m1 為 125Kg，刮板質量 m2 為 50Kg，滑動摩擦系數(shù) ? 為 。 12 ????? gmF e N， ????? Nf FF ? N， 0?iF N， 其總負載 18 012 ?????? gmFFFF ife N， 對總負載放大留余量，則取 100KN。 1501005000 5 10 15 20 25 30t/sF/KN 圖 滑板油缸負載循環(huán)圖 （） 大學機械工程學院 22 刮板油缸 刮板質量 m1 為 50Kg，滑動摩擦系數(shù) ? 為 。 ????? gmF e N ????? FNFf ? N 0?iF N 對推板和刮板作受力分析。 LxF背壓FL 圖 壓縮裝置受力分析圖 垃圾在填裝擠壓過程中，在滑板擠壓力 FL 作用下，受壓垃圾向左方移動，與此同時，廂壁作用在垃圾上的摩擦力 Ff1 方向 與垃圾移動方向相反，其大小為： xfpSFf