【導(dǎo)讀】垃圾車(chē)在現(xiàn)代生活中起到的作用越來(lái)越大，越來(lái)越被人們的重視。離，致使高消費(fèi)的垃圾專(zhuān)用車(chē)的消費(fèi)量較小。本設(shè)計(jì)從市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)需求角度。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)。滑蓋的密封型廂斗，并且后廂板帶有鉸接裝置，實(shí)現(xiàn)垃圾的傾卸更快捷，有望成為擺臂式垃圾車(chē)密封型車(chē)廂的新產(chǎn)品。改革開(kāi)放以來(lái)，隨著中國(guó)的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，城市數(shù)量及人口顯著增加，城市規(guī)模和范圍不斷擴(kuò)大。隨著城市化進(jìn)程的加快，中國(guó)城市生活垃圾產(chǎn)。市垃圾處理已變的刻不容緩。的全程密閉，是現(xiàn)代垃圾車(chē)最基本的要求。式垃圾車(chē)、車(chē)廂可卸式垃圾車(chē)以及壓縮式垃圾車(chē)。財(cái)政撥款，資金成為又一不利因素。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。臂通過(guò)鏈條相連的廂斗被帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng),完成廂斗的裝與卸。時(shí),支腿打開(kāi),支撐到地面上,穩(wěn)定車(chē)身；

　　

【正文】 內(nèi)最大彎矩截面彎矩值； zW — 抗彎截面模量； zI — 梁截面對(duì)中性軸的慣性矩； maxy — 最大彎矩截面距中性軸最遠(yuǎn)處。 圖 4—— 22 擺臂等效懸臂梁剪力及彎矩 圖 對(duì)于矩形擺臂截面，截面慣性矩 zI 2322112hhzI by dy bh???? (4—— 11) 帶入擺臂最小截面，即有： ? ?3m a x 333 90 101100 10 180 1012 mN m mm????? ? ??? ? ? ? ? 擺臂截面為對(duì)稱(chēng) 矩形，其截面的上下邊緣最大抗拉應(yīng)力 t? 與最大抗哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 壓應(yīng)力 c? 相等，即有： ? ? ? ?m a x m a x m a x 1 2 8 . 7 7tc M P a? ? ?? ? ?500MPa 在所選材料的許用應(yīng)力范圍內(nèi)。 支腿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 擺臂支腿由擺臂支腿的上半部分和擺臂支撐腳構(gòu)成，其設(shè)計(jì)及尺寸計(jì)算數(shù)據(jù)如下： ： 參考同類(lèi)擺臂垃圾車(chē)產(chǎn)品，設(shè)計(jì)選用擺臂垃圾車(chē) U型鋼板最低點(diǎn)到地面的高度距離為 490mm，即有支腿的高度 h為： 4 9 0 3 0 1 0 0 3 0 6 5 0h m m? ? ? ? ? 支腿寬度數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)為 95mm，支腿鋼板厚度選為 5mm. ： 支腿支撐腳尺寸設(shè)計(jì)為： 長(zhǎng)： 100mm 寬： 135mm 高： 129mm 與支腿鉸接孔直徑： 67mm 鋼板厚度： 5mm ： 由上，擺臂支腿上半部分的高度： 650 32 = 618m m－ 支腿上半部分鉸接固定端削孔直徑尺寸： 100mm 支腿上半部分鉸接固定邊角度尺寸： 85 度 支腿上半部分鉸接固定端邊緣長(zhǎng)度尺寸： 618 85 mm? 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） 38 支腿上半部分液壓缸鉸接端削孔直徑尺寸： 100mm 支腿上半部分液壓缸鉸接邊角度尺寸： 80 度 支腿上半部分液壓缸鉸接端邊緣長(zhǎng)度尺寸： 618 80 mm? 支腿上半部分下端半圓弧直徑： 127mm 支腿上半部分下端鉸接孔直徑： 40mm 支腿上半部分上端長(zhǎng)度尺寸： 55 4. 5 55 4 , 512 7 27 285 80 mmtgn tgn? ? ? 本章小結(jié) 本章針對(duì) 上一章設(shè)計(jì)的擺臂式垃圾車(chē) 副車(chē)架、車(chē)廂、擺臂、廂斗及液壓缸支腿的形式，進(jìn)行了相關(guān)尺寸的選用設(shè)計(jì)、確定計(jì)算及一部分部件的強(qiáng)度校核、剛度校核、彎曲的應(yīng)力及變形的校核，得到了相關(guān)設(shè)計(jì)零部件的最終尺寸 。 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） 39 第 5 章 擺臂式 垃圾 車(chē) 的 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 擺臂 式垃圾 車(chē)采用的液壓泵、液壓缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高度標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化且由專(zhuān)業(yè)化液壓元件廠集中生產(chǎn)供應(yīng)。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。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 。 液壓系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 擺臂舉升液壓缸的選型 液壓缸作為液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件，以直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)三種形式為主，將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能輸出。液壓缸種類(lèi)繁多。按供油方式可分為單作用缸和雙作用缸。單作用缸只往缸的 一側(cè)輸入壓力油，活塞僅作單向出力運(yùn)動(dòng)、靠外力使活塞桿返回。雙作用缸則分別向缸的兩側(cè)輸入壓力油，活塞的正反向運(yùn)動(dòng)均靠液壓來(lái)完成。 按結(jié)構(gòu)形式可以分為活塞式液壓缸、柱塞式液壓缸和伸縮式套筒液壓缸。 按活塞桿形式可以分為單活塞桿和雙活塞桿兩種。 為了經(jīng)濟(jì)性并且滿足使用要求，選用單活塞桿雙作用液壓缸。 液壓缸內(nèi)徑 d 的計(jì)算： 由 24dpF ?? 4Fd p?? (5—— 1) 式中 F —— 是在舉升廂斗過(guò)程中由外荷決定的液壓缸最大推力，由前面的計(jì)算，帶入 F＝ 120xx0N； p —— 是液壓缸中液壓油工作壓力，參照同類(lèi)產(chǎn)品，選用 14MPa 。 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） 40 4 1 2 0 0 0 0 1 0 4 .4 614d m m????? 參照液壓缸的設(shè)計(jì)，選 125d mm? 。 液壓缸最大工作行程： 在擺臂最大轉(zhuǎn)角的計(jì)算中計(jì)算出擺臂轉(zhuǎn)過(guò)的角度 ?? ，由擺臂支點(diǎn)與擺臂鉸接繞點(diǎn)距離為 800mm，可近似計(jì)算出擺臂在旋轉(zhuǎn) ? 中擺臂伸出量 S 為： 1 2 1 . 8 9 72 8 0 0 s i n 1 3 9 8 . 6 92S m m??? ? ? ????? 參照液壓缸設(shè)計(jì)，選 1600S mm? 。 由以上，擺臂液壓缸選用 DG 型車(chē)輛用單活塞桿雙作用、耳環(huán)安裝式結(jié)構(gòu)。型號(hào)為 1125DG J C E E??。 擺臂舉升油泵的選型 一般常用的液壓泵分為齒輪泵、柱塞泵、葉片泵、螺桿泵。按泵的流量特性，可分為定量泵和變量泵兩種。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)節(jié)，可使具有不同的流量。齒輪泵一般為定流量式，葉片泵和柱塞泵有定量式及變量式兩種。對(duì)變量泵，按輸 油 方式，又可分為單向變向泵和雙向變量泵。前者工作時(shí)，輸由方向不可變，后者工作時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)，可以改變輸出油流 動(dòng) 的方向。 齒輪泵分為外嚙合及內(nèi)嚙合中兩種。前者構(gòu)造簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，工作可靠，維護(hù)方便， 對(duì)沖擊負(fù)荷適應(yīng)性好，旋轉(zhuǎn)部分慣性小，多用于速度中等，作用力不大的簡(jiǎn)單液壓系統(tǒng)中，應(yīng)用廣泛。后者制造復(fù)雜，應(yīng)用于飛機(jī)等重量要求很輕的機(jī)器上。 由以上，選用單級(jí)齒輪泵。 液壓泵額定流量： VQ t??? (5—— 2) 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） 41 式 中 △V —— 是液壓工作 容積； 22 73125 1600 1044dLV mm?? ??? ? ? ? ?； t —— 是舉升時(shí)間 ,取 40ts? ； ? —— 是液壓系統(tǒng)效率 ,取 ?? 。 即有： 10 /40 L s???? 液壓泵排量 60BeQq n?? (5—— 3) 式中 Ben —— 泵額定轉(zhuǎn)速，取 20 00 minBenr? 即 有： 0 . 5 7 1 4 6 0 1 7 . 1 4 220xxq m L r??? 液壓泵工作壓力 ： 610Fp A? ? (5—— 4) 式中 F —— 為擺臂在舉升過(guò)程中的最大推力，帶入 120xx0FN? ； A —— 為液壓缸的工作截面面積， 24dA ?? 。 即有： 2 66120xx0 9. 77 84125 10 104p M P a??????? 由以上，液壓泵選擇單級(jí)齒輪泵，型號(hào)為 1016CB G? .由于支腿工作需要的液壓力較小，其泵體工作壓力也較擺臂泵體需要的工作液壓力小，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） 42 也將擺臂泵體的型號(hào)作為液壓系統(tǒng)的所用泵體，即液壓系統(tǒng)的液壓泵型號(hào)為 1016CB G? 。 支腿油缸選型 由支腿的設(shè)計(jì)計(jì)算中知道支腿的轉(zhuǎn)角 145?? ，可近似計(jì)算出支腿在旋轉(zhuǎn)中的伸出量 S 為： 30 30272 160 80S tgn tgn? ? ? ? ? 考慮到支腿液壓缸只起到支出和回收支腿的作用，需要的力也較小，參照支腿的伸出行程量，選用 DG 型車(chē)輛用單活塞桿雙作用、耳環(huán)安裝式結(jié)構(gòu)，型號(hào)為 140DG J C E E??。 油箱 容積與油管內(nèi)徑的計(jì)算 液壓系統(tǒng)油箱容積計(jì)算 ： 液壓系統(tǒng)的用途主要是儲(chǔ)油和散熱。如果容量過(guò)大，占地增加，增加了設(shè)備重量，而且操作不變；過(guò)小，則油溫升高會(huì)超過(guò)許用值，誘掖將會(huì)溢出油箱 。液壓系統(tǒng)的油箱容積應(yīng)滿足一下要求： （ 1）設(shè)備停止運(yùn)行時(shí)，液壓油液能夠靠重力作用返回油箱； （ 2）操作時(shí)，油面保持適當(dāng)高度位置； （ 3）能散發(fā)操作時(shí)產(chǎn)生的熱量； （ 4）能夠分離出油中的空氣和雜物等。 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??。 6 5 2 6 0 3V L V? ? ? ? ? ? 即油箱選擇 2876 81GB ? 系列中 63公稱(chēng)容量。 液壓管路內(nèi)徑的計(jì)算 ： 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） 43 由計(jì)算公式 6 2 3110 1060 4TQ d V?? ? ? ? (5—— 6) 可以計(jì)算出高壓管路內(nèi)徑 1 TQd V?? (5—— 7) 式中 TQ —— 是油泵的理論流量，取 14 /TQ L s? ； 1V —— 高壓管中油液的流速， 1 /V m s? ，取 1 5/V m s? 。 即有 41 30 . 5 7 1 4 1 02 1 . 2 2 2 2 . 6 75 1 0d m m?? ? ?? 取用 23mm 。 低壓管路內(nèi)徑 2 TQd V?? 式中， 2V 是低壓管路系統(tǒng)中液壓油的流速， 2 /V m s? ，取 2 2/V m s? 。 即有 42 30 . 5 7 1 4 1 02 1 . 2 2 3 5 . 8 62 1 0d m m?? ? ?? 取用 2 36d mm? 。 方向控制閥的選型 方向控制閥是用來(lái)使液壓系統(tǒng)中的油路通斷或改變油液的流動(dòng)方向，從而控制液壓執(zhí)行元件的起動(dòng)或停止，改變其運(yùn)動(dòng)方向的閥類(lèi)。包括單向閥、換向閥、壓力表開(kāi)關(guān)等。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)。換向閥是利用閥心和閥體相對(duì)位置的不同，來(lái)變換閥體上各主油口的哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 44 通斷關(guān)系，實(shí)現(xiàn)各油路連通切斷或改變液流方向的閥類(lèi)。換向閥在液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最多，按結(jié)構(gòu)特點(diǎn) ，分為滑閥型、錐閥型和轉(zhuǎn)閥型；按換向閥的工作位置和控制的通道數(shù)，可分為二位二通、二位三通、二位四通、三位四通、三位五通等；按換向閥的操縱方式，可分為手動(dòng)、機(jī)動(dòng)、電磁、液動(dòng)、電動(dòng)和氣動(dòng)。 根據(jù)擺臂垃圾車(chē)使用與要求，選用通用性強(qiáng)可靠性好，維修方便的三位四通手動(dòng)換向閥。 操縱方式的選擇 液壓系統(tǒng)的操縱方式分為以下幾種： 機(jī)械操縱式可靠性好、通用性強(qiáng)、維修方便，但是它的桿件較多，同時(shí)布置復(fù)雜； 液壓式操縱方式借助于手動(dòng)閥控制油壓，以實(shí)現(xiàn)關(guān)閉或打開(kāi)舉升方向控制，實(shí)現(xiàn)擺臂的舉升與下落 。它是通過(guò)切斷動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)工作進(jìn)程的停止，便于遠(yuǎn)距離控制，操縱可靠，缺點(diǎn)是反應(yīng)較慢； 依靠汽車(chē)貯氣筒壓縮空氣，通過(guò)控制操縱氣控液壓換向閥，控制油路方向?qū)崿F(xiàn)擺臂的舉升下降。該系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、功能齊全、結(jié)構(gòu)較為先進(jìn)，適用于中重型車(chē)。缺點(diǎn)是氣動(dòng)轉(zhuǎn)化成液動(dòng)需要兩套管路。 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。 液壓系統(tǒng)原理 在擺臂垃圾車(chē)的設(shè)計(jì)中，擺臂兩側(cè)的兩個(gè)液壓缸和起到支撐作用的兩個(gè)支腿液壓缸用到了液壓，屬于液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)范疇。具體設(shè)計(jì)方案 如 圖5—— 1所示 液壓系統(tǒng)中用到了 1016CB G? 單級(jí)齒輪泵， 1125DG J C E E??型和哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 45 140DG J C E E??型液壓缸， DB 型二級(jí)同心先導(dǎo)溢流閥，三位四通手動(dòng)換向閥，溢流節(jié)流閥，及濾油器、油箱、高低壓油管等液壓元器件，由它們共同構(gòu)成了液壓系統(tǒng)，完成指定的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)擺臂垃圾車(chē)的功能要求。 要進(jìn)行提升裝載著垃圾貨物廂斗的工作過(guò)程時(shí)，先將控制支腿液壓缸的三位四通手動(dòng)換 向閥向上推起，液壓油液由液壓管路進(jìn)入垃圾車(chē)尾部?jī)蓚?cè)支腿液壓缸，推動(dòng)支腿完成支腿的擺動(dòng)，支腳接觸地面后，