【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 軸轉(zhuǎn)動(dòng)。垃圾從裝填機(jī)構(gòu)后端的入口處倒入其內(nèi) ,并由壓縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓縮 ,將垃圾推入車(chē)廂壓實(shí)。車(chē)廂前端裝有油缸驅(qū)動(dòng)的卸料機(jī)構(gòu)。卸出垃圾時(shí) ,首先由舉升油缸將裝填機(jī)構(gòu)舉起 ,車(chē)廂后部呈敞開(kāi)狀 ， 然后由卸料機(jī)構(gòu)將垃圾推出車(chē)廂。 裝填準(zhǔn)備階段 （ 1）垃圾傾倒機(jī)構(gòu)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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，刮板轉(zhuǎn)至上止點(diǎn)后，（） 大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 13 回轉(zhuǎn)到位。 （ 3）刮板回轉(zhuǎn)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(dòng)滑塊向下運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)停止，到此為止準(zhǔn)備階段結(jié)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(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始裝填箱內(nèi)的垃圾清掃動(dòng)作。將垃圾從進(jìn)料口扒入垃圾箱，并將垃圾初步壓縮，當(dāng)垃圾順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)到下止點(diǎn)后，停止運(yùn)動(dòng)。 （ 5）換向閥換向，滑板上升。進(jìn)料口較 小，滑板上升時(shí)，垃圾受到進(jìn)料口的擠壓，垃圾通過(guò)后，產(chǎn)生了被研碎的效果?；逵透走\(yùn)動(dòng)到帶動(dòng)滑塊即刮板向上運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)時(shí)，刮板回到初始位置，這樣，裝填機(jī)構(gòu)完成一次循環(huán)。 （ 6）推板的支撐點(diǎn)設(shè)在車(chē)廂的前端，而垃圾推卸完畢后的位置在垃圾箱的后端，運(yùn)動(dòng)行程很長(zhǎng)，推卸力有很大，用單極缸無(wú)法完成這一任務(wù)。這里采用斜置式的多級(jí)缸直接驅(qū)動(dòng)，既可配合刮板進(jìn)行雙向壓縮，又可實(shí)現(xiàn)垃圾的迅速推卸。當(dāng)垃圾從進(jìn)料口進(jìn)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(gè)背壓閥，利用小孔節(jié)流原理實(shí)現(xiàn)對(duì)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(duì)推板的推力，實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾的二次壓縮。 卸料準(zhǔn)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(yáng)。油缸回油路上設(shè)有一個(gè)單向閥，作為安全保護(hù)元件。油缸繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到下止點(diǎn)后停止，上揚(yáng)動(dòng)作結(jié)束。 （ 8）推板油缸開(kāi)控制閥換向，油缸開(kāi)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(guò)程結(jié)束。下一次循環(huán)的準(zhǔn)備階段： （ 9）裝填機(jī)構(gòu)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(jī)構(gòu)下降的速度不至于過(guò)快。油缸運(yùn)動(dòng)下止 點(diǎn)，裝填器兩側(cè)板與垃圾箱的兩側(cè)板合縫。 （ 10）鎖緊油缸在換向閥的作用下?lián)Q向伸長(zhǎng)，知道油缸運(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)，鎖鉤鉤進(jìn)鎖孔內(nèi)，密封動(dòng)作完成。到此為止，裝填、壓縮及卸料整個(gè)一個(gè)工作循環(huán)完成。 裝填機(jī)構(gòu)原理 （） 大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 14 圖 裝填機(jī)構(gòu) 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(jìn)行壓縮，配合卸料機(jī)構(gòu)卸料，密封。 2． 3 提升機(jī)構(gòu)原理 圖 提升機(jī)構(gòu) 垃圾桶的提升只要求在一定角度內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以不要求提升機(jī)構(gòu)作整周的運(yùn)動(dòng)，符合這（） 大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 15 種要求的是雙搖桿機(jī)構(gòu)。因此，提升機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)由 電機(jī)來(lái)帶動(dòng)是不理想的，這里采用的是一個(gè)雙作用油缸來(lái)完成整個(gè)動(dòng)作。底盤(pán)上的發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)有變速箱傳到液壓系統(tǒng)的取力器，帶動(dòng)液壓油泵，帶動(dòng)雙作用油缸，由油缸帶動(dòng)雙搖桿機(jī)構(gòu)的擺臂，實(shí)現(xiàn)垃圾桶的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)雙作用缸完全縮回的時(shí)候，垃圾桶處于初始位置（地上）；當(dāng)雙作用缸完全伸出時(shí)，垃圾桶處于終了位置，即垃圾完全倒進(jìn)的位置。 當(dāng)提升機(jī)構(gòu)在傾倒垃圾的過(guò)程中，裝填機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)已經(jīng)在進(jìn)行。鎖緊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)是之前進(jìn)行的，將在方案選擇中進(jìn)一步說(shuō)明。 本章小結(jié) 通過(guò)對(duì)比分析，確定了壓縮垃圾車(chē)的工作原理 車(chē)廂固定在底盤(pán)車(chē)架上 , 裝填機(jī) 構(gòu)位于車(chē)廂后部 ， 其上角與車(chē)廂鉸接 ， 可由舉升油缸驅(qū)動(dòng)繞鉸接軸轉(zhuǎn)動(dòng)。垃圾從裝填機(jī)構(gòu)后端的入口處倒入其內(nèi) ,并由壓縮機(jī)構(gòu)進(jìn)行壓縮 ,將垃圾推入車(chē)廂壓實(shí)。車(chē)廂前端裝有油缸驅(qū)動(dòng)的卸料機(jī)構(gòu)。卸出垃圾時(shí) ,首先由舉升油缸將裝填機(jī)構(gòu)舉起 ,車(chē)廂后部呈敞開(kāi)狀 ， 然后由卸料機(jī)構(gòu)將垃圾推出車(chē)廂。 （） 大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 16 第三 章 壓縮式垃圾車(chē)壓縮裝置參數(shù)設(shè)計(jì) 裝填角 后裝壓縮式垃圾車(chē)能否達(dá)到設(shè)計(jì)的裝載質(zhì)量，兩個(gè)最關(guān)鍵的因素分別是：刮板壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮能力和卸料機(jī)構(gòu)的反向擠壓力，對(duì)于一輛垃圾壓縮車(chē)來(lái)說(shuō)，其壓縮效果的好與壞，是評(píng)價(jià)后裝垃圾壓縮車(chē)裝載質(zhì)量以及工作 性能的重要指標(biāo)。 圖 裝填角 要達(dá)到這樣的效果，就要改善裝填裝置，其中最重要的一個(gè)因素就是對(duì)裝填角進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。使垃圾在進(jìn)入廂體時(shí)所受到的壓縮力接近水平方向，并保證箱體內(nèi)的垃圾盛滿(mǎn)的情況下還能繼續(xù)將垃圾壓入廂體內(nèi)，這樣，箱內(nèi)垃圾的壓縮比也會(huì)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(dǎo)軌線與廂體尾端安裝斜面的夾角， 12? ? ???裝填角設(shè)計(jì)合理的情況下，可保證被壓縮的垃圾在進(jìn)入廂體的時(shí) 候受到的刮板的推擠力的水平分量盡可能大，從而使壓實(shí)的效果達(dá)到最佳。因此，裝填角的設(shè)計(jì)在整車(chē)設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。目前，國(guó)內(nèi)后裝壓縮式垃圾車(chē)的裝填角的取值大多為比較設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，仿照國(guó)外同類(lèi)設(shè)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(xué)機(jī)械工程學(xué)院 17 ADAMS運(yùn)動(dòng)仿真 軟件簡(jiǎn)介 ADAMS 軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫(kù)、約束庫(kù)、力庫(kù)，創(chuàng) 建完全參數(shù)化的 機(jī)械系統(tǒng) 幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論中的拉格朗日方程方法，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)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(yù)測(cè) 機(jī)械系統(tǒng) 的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞檢測(cè)、峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等。 ADAMS 一方面是虛擬樣機(jī)分析的 應(yīng)用軟件 ，用戶(hù)可以運(yùn)用該軟件非常方便地對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng) 進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣機(jī)分析開(kāi)發(fā)工具，其開(kāi)放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶(hù)進(jìn)行特殊類(lèi)型虛擬樣機(jī)分析的二次開(kāi)發(fā)工具平臺(tái)。 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(yùn)用最為廣泛的 機(jī)械系統(tǒng) 仿真軟件 ，用戶(hù)可以利用 Adams 在計(jì)算機(jī)上建立和測(cè)試虛擬樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)事實(shí)再現(xiàn)仿真，了解復(fù)雜 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 的運(yùn)動(dòng)性能。 MD Adams（ MD 代表多學(xué)科）是在企業(yè)級(jí) MSC SimEnterprise 仿真環(huán)境中與 MD Nastran 相互補(bǔ)充，提供了對(duì)于復(fù)雜的高級(jí)工程分析的完整的仿真環(huán)境， SimEnterprise 是當(dāng)今最為完整的集成仿真和分析技術(shù)。 MD Adams 的發(fā)布完全支持運(yùn)動(dòng) 結(jié)構(gòu)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(jìn)行更為詳細(xì)的 NVH 分析或應(yīng)力恢復(fù)，繼而進(jìn)行壽命 /損傷計(jì)算。 MD Adams/Car 應(yīng)用 MD Adams/Car，技術(shù)團(tuán)隊(duì)可以快速建立和測(cè)試整車(chē)和子系統(tǒng)的功能化虛擬樣車(chē)。 這可以幫助在車(chē)輛研發(fā)過(guò)程中節(jié)省時(shí)間、降低費(fèi) 用和風(fēng)險(xiǎn)，提升新車(chē)設(shè)計(jì)的品質(zhì)。通過(guò) MD Adams/Car 的仿真環(huán)境，汽車(chē)工程師們可以在 虛擬環(huán)境 中對(duì)于不同的路面、不同 實(shí)際條件反復(fù)測(cè)試他們的設(shè)計(jì)，從而得到滿(mǎn)意的結(jié)果。 MD Adams/Car 包含許多的功能模塊用于多學(xué)科仿真。 Multidiscipline Value 多學(xué)科價(jià)值 多學(xué)科的價(jià)值在于大大地拓廣了數(shù)字分析的能力， MSC 的 MD 技術(shù)是優(yōu)化的涵蓋跨學(xué)科 /多學(xué)科的集成，可以充分利用現(xiàn)有的高性能計(jì)算技術(shù)解決大量大規(guī)模的問(wèn)題。多學(xué)科技術(shù)聚焦于提升仿真效率、保證設(shè)計(jì)初期設(shè)計(jì)的有效性、提升品質(zhì)、加速產(chǎn)品投放市場(chǎng)。 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(xué)機(jī)械工程學(xué)院 18 MD Adams/Car 的用戶(hù)可以使用整個(gè)幫助系統(tǒng)。在幫助系統(tǒng)的目錄表中，按照模塊進(jìn)行組織，更方便信息的查找和搜索。對(duì) MD Adams/View 中的命令語(yǔ)言，新加幫助，對(duì) MD Adams/Vibration 模塊新加了新的理論手冊(cè)。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(jìn)行進(jìn)一步的振動(dòng)性能分析 MD Adams/Vibration 的一個(gè)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(jìn)行進(jìn)一步的振動(dòng)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(hù)能夠利用 NASTRAN 強(qiáng) 大的頻響分析的功能，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行精確的 NVH 分析和較高頻域范圍內(nèi)系統(tǒng)的響應(yīng)分析。 3. 在 3D 接觸分析中，用于處理球體新的分析方法 當(dāng)模型中存在 3D 的球體接觸碰撞時(shí)，為了得到更為精確的結(jié)果，加強(qiáng)了接觸計(jì)算的算法，即使用真實(shí)的幾何來(lái)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(gè)好處是接觸載荷計(jì)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(zhuǎn)化為 parasolid 格式，最后導(dǎo)入到 ADAMS 中，建立了壓縮式垃圾車(chē)的虛擬樣機(jī)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(shí)將球的質(zhì)量和密度等參數(shù)設(shè)定為垃圾的特性參數(shù)即可。 下面對(duì)垃圾球在 45176。 ~60176。范圍內(nèi)進(jìn)行仿真，從而確定出裝填角的具體數(shù)值 。 （） 大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 19 圖 39176。時(shí)的水平擠壓曲線 圖 42176。時(shí)的水平擠壓曲線 圖 45176。時(shí)的水平擠壓曲線 （） 大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 20 圖 57176。時(shí)的水平擠壓曲線 圖 60176。時(shí)的水平擠壓曲線 由圖可知， 45176。時(shí) 的擋板所受到的擠壓力是最大的 。 各個(gè)機(jī)構(gòu)油缸參數(shù) 動(dòng)力分析是分析工作機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的受力情況，也就是分析分析液壓缸或液壓馬達(dá)的負(fù)載情況，并繪制相應(yīng)的負(fù)載循環(huán)圖（ Ft）。 工作機(jī)構(gòu)作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，液壓缸所要克服的負(fù)載為 ： ife FFFF ??? 式中： Fe— 工作負(fù)載； Ff— 摩擦負(fù)載； （） 大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 21 Fi— 慣性負(fù)載； 1）翻斗油缸 估算翻斗支架質(zhì)量 m1 為 30Kg，每桶垃圾的質(zhì)量 m2 為 80Kg，滑動(dòng)摩擦系數(shù) ? 為 。 ????? gmF e N )()( 1 ??????? Nf FmF ? N 0?iF N 其總負(fù)載為 18 832 2 ?????? gmFFFF ife N。 對(duì)總負(fù)載放 大留余量，則取 100KN。 20010001002000 5 10 15t/sF/KN 圖 翻斗油缸負(fù)載循環(huán)圖 2）滑板油缸 估算滑板支架質(zhì)量 m1 為 125Kg，刮板質(zhì)量 m2 為 50Kg，滑動(dòng)摩擦系數(shù) ? 為 。 12 ????? gmF e N， ????? Nf FF ? N， 0?iF N， 其總負(fù)載 18 012 ?????? gmFFFF ife N， 對(duì)總負(fù)載放大留余量，則取 100KN。 1501005000 5 10 15 20 25 30t/sF/KN 圖 滑板油缸負(fù)載循環(huán)圖 （） 大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 22 刮板油缸 刮板質(zhì)量 m1 為 50Kg，滑動(dòng)摩擦系數(shù) ? 為 。 ????? gmF e N ????? FNFf ? N 0?iF N 對(duì)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(guò)程中，在滑板擠壓力 FL 作用下，受壓垃圾向左方移動(dòng)，與此同時(shí)，廂壁作用在垃圾上的摩擦力 Ff1 方向 與垃圾移動(dòng)方向相反，其大小為： xfpSFf