压缩式垃圾车控制系统设计
压缩式垃圾车技术综述
..}..专用汽车Special Purpose VehiclesThe Summarization of Compressed Garbage Truck TechnologyThis paper summarizes the compressed garbage truck. It also expounds the actualities, the ex- isting problems and corresponding solutions. At last, this paper points out the developing trends of compressed garbage truck in China.编者按:本文阐迷压编式垃圾车的种类,我国压编式垃极牟的现状、存在的问题以及解决办法,我国压编式垃极车的发展趋势,对引导行业发展具有一定的参考价值。
压缩式垃圾车是一种高效收集、转运垃圾的城市环卫专用车辆,在垃圾收集、转运过程中可避免沿途撒漏而造成的二次污染,是城市环卫工作的理想设备,是专用汽车行业“十一五”专项发展规划提出的孟点发展车型之一。
压幼式垃级车的分类及后装式压组机构的工作过程压缩式垃圾车又分为前装压缩式垃圾车(图1)、侧装压缩式垃圾车(图2)和后装压缩式垃圾车(图3)等.目前,后装压缩式垃圾车已成为我国城市生活垃圾收集、运翰的主要工具之一。
压缩式垃圾车采用机电液一体化技术,借助机一电一液联合控制系统,通过车厢坡装器等专用装t,实现垃圾倒入、压碎或压扁和强力装坡,把垃圾挤入车厢并第1阶段:摆动板向上摆动,做好插入松散垃圾内的准备。
第2阶段:导向板带动摆动板向下移动,插入收集箱中的松散垃圾.第3阶段:摆动板向下作圆弧摆动,刮动垃圾使其开始进入主厢中。
第4阶段:导向板带动摆动板向上移动,将垃圾坟装到主厢中去,这样就完成一次城装循环。
压缩式垃圾车具有压力大、密封性好、装载f大、操作方便、环保性好等优点。
基于PLC和MCGS组态的压缩垃圾车控制系统设计
其装载过程如下:垃圾桶的提升翻桶机构将装在垃圾桶中的垃圾倒入填料器,经过填料器中的挤压机构,即通过滑板和刮板的往复运动,将垃圾刮入车箱中,推铲机构提供背压里进行压缩,直至垃圾挤压装满车箱;其卸料过程如下:首先填料器开锁并举起,然后通过推铲将垃圾推出车厢,最后填料器被放下并上锁。
2液压系统设计在压缩垃圾车的装卸作业中,各个动作的执行由电气控制的液压系统来完成,液压系统原理如图2所示,包括液压泵站、溢流阀、电磁换向阀、液压油缸、安全阀、单向阀3PLC和MCGS组态设计压缩垃圾的装卸动作要求高,本设计采用PLC和MCGS组态实时控制结构,控制原理如图3所示。
MCGS组态为上位机,设置于驾驶室内,车辆驾驶员可以通过MCGS组态监视上装的工作状态,并可控制上装的装卸作业;下位机为PLC,负责采集操作按钮和各路传感器信号,按照程序运算并发送指令给各路输出端口,并与MCGS组态实时通讯。
3.1操作控制流程设计操作控制分为自动和手动模式,如图4所示。
在自动模式下,装料功能与卸料功能互锁,选择操作装料功能,点动“自动翻桶”键,垃圾桶内被垃圾提升倒入填料器的动作;点动“一键动作”键,垃圾压缩机构自动执图1压缩垃圾车作业流程图2液压系统原理循环一次。
选择“卸料”功能,点动“一键动作”键,自动顺序执行填料器升、推铲伸、填料器降等3个动作循环一次。
在手动模式下,操作垃圾桶“升”、“降”,刮板“开”、“闭”,滑板“上”、“下”,填料器“升”“降”,推铲“伸”、“缩”十个键,可单独执行相应的动作,为了安全,其动作互锁保护如下:①填料器升起的限位信号不许可,推铲动作指令不响应;②填料器降下降的限位型号不许可,垃圾桶提升翻桶动作、刮板动作、滑板动作均不响应。
3.2操作面板设计车外操作面板如所示,其中1和2位三档自保持旋钮,3和4位自复位按钮,5为急停按钮,6、7、8、9和10为3.3PLC控制设计根据上装的工作流程,控制器选用三菱FX系列或西门子S7系列的小型PLC,其控制方式为闭环式。
压缩垃圾车使用说明书
压缩式垃圾车使用说明书厦工楚胜()专用汽车制造前言后装压缩式垃圾车是用于垃圾收集、转运的环卫专用车。
•装备有密封车厢体、填装器、推铲、液压传动系统和电气控制系统。
•垃圾从车后部填装口倒入, 经破碎、压缩压入车厢,因而装载容量比一般垃圾车大。
装卸垃圾时既不污染环境,又减轻了清洁工人的劳动强度。
本公司生产的后装压缩式垃圾车采用了电脑控制自动操作装置,自动化程度高。
本说明书只介绍专用设备的结构特点、原理、操作方法、保养和故障排除。
车辆底盘的使用保养见底盘使用说明书。
购置楚胜牌汽车获得最佳效益,是我们和您共同追求的目标,但很大程度取决于您对车辆操作的熟练程度和保养的仔细、深浅程度。
我们诚恳地希望您在使用车辆之前,能够通读本手册,并对其中介绍的操作程序做到得心应手。
本手册是车辆的一部分,应与车辆一起保存和使用。
我公司对产品会作不断的改进,改进的情况恕不一一通知您。
因此,有可能出现本手册的介绍与实际结构不同的情况,敬请谅解。
在车辆的使用、保养和调整过程中,请您根据车辆的实际装备情况,按照使用说明书相应容进行。
一.概述采用载重质量3~12吨底盘改装生产的CSC5060ZYS~5250ZYS型系列压缩式垃圾车后装压缩型式,是厦工楚胜()专用汽车制造在吸收多种国外同类产品优点的基础上,自主开发、设计的新一代后装压缩式垃圾车。
该车外形美观,性能优良,操纵控制先进,采用后装压缩和双向压缩技术完成对城镇生活垃圾的收集和转运,装载能力强,装载量大,其综合性能达到国同类产品的先进水平。
底盘采用东风、解放等二类汽车底盘,品质优良,发动机功率强劲,排放达到国(欧)Ⅲ和国(欧)Ⅳ标准。
主要适用于城镇居民区、社区、大型厂矿和机关院校的桶装、袋装和散装生活垃圾的收运。
拥有多种翻桶(斗)机构,适用于不同用户的多种垃圾收集方式。
二.垃圾车外形图(以下几种为任选的代表车型)1.东风天锦后装压缩带摆臂(选装)2.东风福瑞卡后装压缩带挂桶(选装铁桶或塑料桶)3.东风天龙垃圾车三.主要技术参数和性能产品型号CSC5070ZYS4 CSC5082ZYS4 CSC5128ZYSE CSC5161ZYSD12 底盘型号DFA1070SJ35D6 DFA1080SJ12D3 EQ1128GLJ DFL1160BX4 货厢容积m3 6 8 10 12尺寸参数长×宽×高mm 6550X2050X2600 7160X2250X26508150X2480X32508850X2490X3220轴距mm 3300 3800 3950 4500轮距前mm 1506 1770 1880 1880后mm 1466 1586 1800 1860*.以上车型的参数只是列举部分,没有的车型参数以公告为准四.压缩式垃圾车的工作原理1. 垃圾压缩填装过程垃圾压缩填装过程见图一,步骤(1),为起始位置,当填装料斗装满垃圾后,刮板打开,作好插入松散垃圾的准备,步骤(2),滑板带动刮板一起向下移动,插入垃圾中进行破碎和首次压缩。
压缩式垃圾车双动力液压控制系统设计
压缩式垃圾车双动力液压控制系统设计作者:孔德军陈军来源:《专用汽车》 2011年第10期孔德军陈军江苏悦达专用车有限公司江苏盐城224007摘要:为了减少油耗、降低排放、减小噪音不扰民,在8t及16 t的压缩式垃圾车上设计加装了一组电机驱动的动力源,从而实现了垃圾车的双动力控制,提高了使用的经济性及环保性,同时降低了使用时的噪音。
关键词:压缩式垃圾车双动力液压系统电机中图分类号:U469.6+91.02文献标识码:A文章编号:1004-0226(2011)10-0076-021前言压缩式垃圾车是在汽车二类底盘上改装而成的,它主要由汽车底盘、车厢、排出机构、填料器刮板总成及倾倒装置等组成。
压缩车的装填、压缩、卸料等动作都是通过液压控制系统来实现的。
为了满足环卫部门提出的减少油耗、降低排放、减少噪音及不扰民等要求,需在垃圾车底盘上加装了一组由电机直接驱动齿轮泵的动力源。
2压缩式垃圾车的液压系统组成压缩式垃圾车的液压系统主要由动力装置(齿轮泵通过底盘PTO取力驱动)、排出板油缸、上刮板油缸、下刮板油缸、填料器举升油缸、自动锁油缸、多路换向阀、插入二位二通电磁阀及液压油箱、管路、管接头等组成。
液压系统配置如图1所示。
垃圾车底盘加装动车源装置如图2所示,这组动力源与原底盘PTO驱动的动力源并联起来,且为了避免两个动力源之间干涉,在这两组动力源接入系统之前,都加装了一组单向阀,其原理如图3所示。
双动力控制压缩式垃圾车,可使压缩式垃圾车的使用更加灵活、可靠。
当压缩车行驶到配有电源插头的垃圾收集点或垃圾站时,通过驱动电机就可以完成垃圾的收集工作。
此时,底盘可以熄火,这样既实现了零排放,又降低了噪音,解决了扰民问题。
同时双动力控制的压缩式垃圾车也可以通过选择底盘PTO驱动的动力源进行道路边的垃圾收集工作。
整个液压系统工作流程如图4所示。
6结语增加一组电机驱动的动力源后,压缩式垃圾车的使用更加灵活可靠,在选择使用电机驱动的动力源时,能够做到零排放、低噪音,基本解决了扰民的问题。
后压缩式垃圾车工作原理
后压缩式垃圾车工作原理
后压缩式垃圾车是一种新型的垃圾运输设备,主要用于小区、学校、广场、工厂等场所的生活垃圾和建筑垃圾的运输。
后压缩式垃圾车的液压系统、电控系统和机械传动系统组成。
电控系统是由车载电脑(微机)、控制电路和传感器三部分组成,采用微
机控制,可实现对汽车发动机的启、停;油门的控制;点火开关,及多路换向阀的控制;与汽车变速箱或后桥相连接的减速器驱动液压马达,再通过减速器带动车轮转动。
后压缩式垃圾车通过填装器实现生活垃圾的装填,通过密封装置实现对生活垃圾的密封压缩。
主要部件有:车厢、填装器、推板总成、推板油缸和取力器。
工作装置由取力器(或离合器)和动力输出轴及齿轮泵组成;填装器由填装器总成和取力器(或离合器)组成;推板总成由推板总成和取力器(或离合器)组成;推板总成由上箱体和下箱体组成,上体由左右两个箱门组成,下体由左右两个箱门组成。
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基于专用可编程控制器的垃圾车控制系统设计
目前 , 国 内垃 圾 压 缩 车 生 产 厂 家 主 要 通 过 引 进 技 术 进 行 消 化 吸收 , 或依 靠 模 仿 和 适 度 创新 , 成 自己 的 生 产 开 发 能 力 , 形 但 是 垃圾 车 的控 制 系 统 主 要 采 用 的 是 进 口可 编 程 控 制 器 ,使 得 控 制 系统 成 本 较 高 , 不 能 适 应 国 内的 生 产 研 发情 况 。 文 在 已有 且 本 技 术 的基 础 上 , 对 垃 圾 车 控 制 系统 成 本 较 高 的 问题 , 用 一 种 针 采 拥 有 自主知 识 产 权 的 专 用 可 编 程 控 制 器 代 替 原 有 的进 口可 编 程 控 制 器 , 新 设 计 垃 圾 车控 制 系 统 , 低 垃 圾 车 的 成 本 , 时 优 重 降 同 化 程序 , 高 系统 的可 靠 性 。 提 1 垃圾 车专 用 可 编 程 控 制 器 简 介 垃圾 车 专 用 可 编 程 控 制 器 是 针 对 垃 圾 车 应 用 工 况 而 分 析 与 设 计 的 ,硬 件 部 分 是 专 用 可 编 程 控 制 器 区别 于通 用 型 的核 心 部 分。 其输 出模 块 采 用 了两 种 方 案 , 种 是 目前 采 用 较 多 的 汽 车专 一 用 继 电器 方 案 , 由集 成 驱 动 电 路 驱 动 , 种 方 案 技 术 成 熟 , 成 这 但 本 较 高 ; 外 一 种 方 案 采 用 的是 大 功 率 MOS管 , 抗 冲击 电流 另 其
PLC s dpoed t si n r y t . t sgn, as i a t o de gn co tols sem Af de i i h be tsed n gar er t en e t o bag r c . e tu k Key wor : r ge tu ,pe alPL 。 dderdi am dsga ba rcks ci C l a agr
基于适时背压的压缩式垃圾车电液控制系统设计
21 0 0年 第 1期
液 压 与 气动
ห้องสมุดไป่ตู้3 9
排 出 : 垃圾运 输 到 目的地后 , 是 填料 器 与车箱 的锁
钩松 开 , 出板 将垃 圾推 出 , 排 同时举 在空 中的填料 器 进 行二 次动作 , 以清 除夹 在 刮 板 中的 垃 圾 , 出板 从 出 排 口处 向后 返 回 , 位 , 料 器 向 下 轻 缓 回位 , 复 填 自动 锁 钩将 填 料 器 与 车 箱 锁 闭 , 成 工 作 循 环 , 图 2 完 如 b
上 刮板提 升 , 垃圾刮 人车箱 进行压缩 , 将 并根据 需要进
行垃 圾 的计 量 , 至垃圾 装满 车箱 , 图 2 所示 。 直 如 a 这里垃 圾装载 压缩分 为过 程压缩 和垃圾装 载终 了
压缩 。过程 压缩采 用 适 时背 压压 缩 , 以刮板 刮人 垃 即 圾 上升 为主 动作用力 , 垃圾 刮入 车厢后 , 刮板 和排出 在 板 之 间形成作 用力 , 出板 上 的 背压 力是 伴 随 刮板 主 排
保 证 了装 载效 率 。垃圾 装 载终 了压 缩 , 排 出板 已经 是
退 到箱体 未端 , 无法再 向后 移动 , 时仍 向厢 内刮人 垃 此
圾 , 形成 的 压 缩 , 可 以 提 高 装 载 量 , 现 最 大 压 所 这 实
缩率 。
收 稿 日期 :090 - 2 0 -7 8 0
计, 实现 了基 于适 时背压垃圾 压 缩 , 形成 手动及 自动的 双重控制 , 高 了垃圾 车装 运效率 。 提 关键 词 : 缩式 垃圾 车 ; 时背压 ;L 压 适 PC
中图分类 号 : 4 9 6 T 3 文献标识码 : 文章 编号 :0 04 5 (0 0 O -0 80 U 6 . ;H17 B 10 -8 8 2 1 ) 10 3 -3
探究压缩式垃圾车控制系统设计
( 四) 衔接 工序 以及限位 保护 。 实现 限位保 护的一个 重要手 段就 是在控制 系 统 设计 过程 中加入 限位 开 关 , 通 过 加入 限位开 关将 能够 有效达 到 目的 。 设计 过
程 中可 以把 限位开 关设 置在 刮 板、 滑 板 的动作 纤维 出 。 这样 当刮 板及 滑板动 作
质量 , 在 今 后工 作过 程 中就要 加 强这 方面和 自动控 制两 种方 式 。 这 两 种控制 方 式的使 用环 境是 不一样 的 在 平常 工 作过程 中一 旦 出现粗 大物 件卡 滞这 种情 况的 时候就 需要 手动 操作 按钮 来达 到 目的 。 尾箱 内部 的垃 圾过 满 的时候 则 是通 过短 循环 操纵 来达 到 目的 。 ( 二) 紧 急停 止功能 的设 计 。 在实 际运 行过 程 中垃圾 车极有 可 能 出现意 外 情况, 一 旦 出现意外情 况之 后就要保 证垃 圾车 能够立刻 停止 一切动作 从而避 免 造 成人 身 伤害 。 为了达 到 这一 目的 , 在设 计 过程 中就 可 以设 计3 个紧 急停 止按
关还能够有效保证各个动作之间的衔接。 这对于维护控制系统的正常运行无疑
在 我国城 市人 口不 断增 多 , 城镇 化率 快速上 升 的今天 , 城 市垃 圾数 量急 剧
通 常利 用一 个按 钮就 能够 实现 自动 循环 , 手动 控制 则 是要 通过 手 动操 作来 实 现。 在 设计 过程 中就应 该按 照 以上要 求 夹进 行设 计
( 一 )确定 控制 方 式 。 对 于控 制方 式 , 垃 圾车 的 每个 环节 都 应该设 置有 手
本 上 可 以分 为 填装机 构 、 液压 系 统 、 厢体 、 电控系 统 以及卸 载机 构这 五部分 。 填 装机 构是 由刮 板 、 滑板 以及 各 自油缸 组成 的 。 滑板在 设 计过程 中主要是 要沿 着
垃圾压缩站对接式垃圾车使用说明书
垃圾压缩站对接式垃圾车使用说明书一、概述程力专用汽车垃圾压缩站对接式垃圾车又称对接式垃圾车(以下简称垃圾车)是用于城镇垃圾压缩站内的垃圾转运、卸料作业的专用车辆。
该车是由汽车底盘、自卸油缸、后门油缸、附车架、垃圾箱体及后门摆杆等组成。
该车操作由液压控制系统来完成,控制方式可以为手动或电气控。
该车主要用于城乡垃圾压缩站的垃圾清运。
垃圾压缩站对垃圾进行收集、压缩后将箱体垂直举起,并打开压缩箱排泄门,这时垃圾车箱体后门向上旋转开启,垃圾车后门与压缩箱后门对接,之后垃圾块被压缩箱内的推板水平推进到垃圾车箱体内,完成垃圾装载后关闭垃圾车后门,将垃圾运到垃圾处理地进行倾卸。
该车由液压控制系统来完成该车的后门的开启和关闭及自卸功能,降低了工人的劳动强度和改善了工作环境。
该垃圾车的收运方式是目前国内广泛采用的垃圾压缩站垃圾转运方式,可以实现一车多站,大大降低了配备成本和空间等等;其专用装置的功能均以汽车发动机为动力,通过液压机构手动或电控、气控来实现。
车辆的箱体采用优质炭钢板全密封焊接结构,具有强度高、重量轻,不产生二次污染等优点。
垃圾车整车基本性能与原底盘车相同,用户请参阅原底盘车使用手册。
本使用说明书仅介绍专用改装部分的有关操作、检查和维修保养。
在使用车辆前,我们强烈要求您能够通读本说明书,并对其中的操作程序做到得心应手。
我厂对产品将会进一步改进。
产品的改进、性能的提高、结构的不断完善恕不另行通知,从而有某些说明不适用于您的特定车辆,敬请谅解。
二、结构简图三、操作步骤在装载垃圾前,空载运转达到6个标准气压时,挂上取力器(驾驶室内方向盘左下方),检查各部件有无泄漏或异常后,再按照操作指示牌指示位置进行操作;操作手柄指示牌如图:其具体操作步骤如下:垃圾站对接车操作步骤垃圾装载步骤1.将后门操作手柄推至开启位置,箱体左右两侧墙板油缸伸出,使箱体后门先水平推出一段距离后,向上翻起打开,松开操作手柄使其回到中位;如图:步骤2.后门打开后,垃圾车与压缩箱门对接,然后垃圾从压缩箱内水平推到车厢内;待垃圾装载完毕后,将垃圾车脱开对接状态,将后门操作手柄推至关闭位置,箱体左右两侧墙板油缸收回,后门向下翻,最后后门先水平拉回关紧,松开操作手柄使其回到中位。
压缩式垃圾车填塞器数字电液比例液压系统的研究
S u y o gt lElc r ・ y r u i r p rin l d a i t d n Dii e t o h d a l P o o t a a c o Hy r u c l
Ab t a t Hih s e d o - f v le wa d p e o d sg h y r u i s se o l n e i e o a k la i g c mp e s d g r sr c : g -p e n o av sa o td t e in t e h d a l y tm ff l g d v c fb c - d n o r se a - c i i o b g r c . T e e e n ay d a m ff l g d vc y r u i y t m s b i . T r u h c nr l n uy c ce o W M in l t e a et k u h l me tr iga o l n e ie h d a l s s i i c e Wa ul h o g o t l g d t y l fP t oi sg a , h c r ip a e n ft e mu i t av o l e c n r l d S h o t l o t e g r a e t c ’ wo k d v c s r aie . o e d s l c me to h h p e v e c u d b o tol . o t e c n r a b g u kS r e i e i e z d l e ot h r l
压缩式垃圾车工作原理
程力公司生产的垃圾车种类繁多,其中压缩式垃圾车是最先进、最具技术含量的一种,既可运输垃圾,还可以将垃圾压缩成块,运输更多垃圾,更环保,更快捷。
程力威牌后装卸式垃圾车又称压缩垃圾车(以下简称垃圾车)是用于城镇袋装、桶装、散装生活垃圾物的收集、运输、卸料作业的专用车辆。
垃圾被车载垃圾推进器又称负压机构推压入车箱,从而使垃圾较高密度、较均匀地分布在车箱内,直至装满为止;程力威牌垃圾车的收运方式是目前世界上广泛采用的垃圾收运方式,其专用装置的功能均以汽车发动机为动力,通过液压机构手动或电控来实现。
车辆的箱体、装填器又称斗体及污水箱均采用优质炭钢板全密封焊接结构,具有强度高、重量轻、不产生二次污染等优点。
当填料斗装满垃圾后,刮板打开,滑板带动刮板一起向下移动,插入垃圾中进行破碎和首次压缩,刮板向前回转,进一步压实垃圾,刮板到位后随滑板向上移动,将垃圾压实并装填到垃圾箱中,然后回到起始位置。
整个工作过程自动控制,在垃圾连续不断的压填时,推铲在挤压力的作用下,克服背压逐步后退,实现垃圾双向压缩并均匀充满整个垃圾箱。
程力威牌压缩式垃圾车在处理(或填埋)场卸出垃圾时,举起填装器,推铲向后移动,沿水平方向将垃圾箱里的垃圾推出.●框架结构垃圾箱采用加强梁和钢板焊接而成牢固的框架结构,底面为凹型平面,侧面和顶面为圆弧曲面,外形美观,重量轻,受力好,不变形;推铲由钢管骨架和折面板构成,不仅结构轻巧,又能使垃圾均匀分布,卸料干净彻底;填装器主要由填装器壳体、滑板、刮板等构件组成,各构件采用受力良好的梁板或箱型结构,结构牢固,重量轻;●密封处理消除二次污染垃圾在缩装填和运输过程中处于封闭状态,垃圾箱与填装器接合面用特制的橡胶密封条密封,垃圾箱前端有由垃圾箱和推铲后部构成的污水箱其体积达1.35m,填装器下部有体积达0.3m的污水箱,其接水口能接纳在使用过程中因垃圾箱与填装器之间的密封条老化或破损而渗漏的污水,污水箱上安装有气缸控制或人工控制的排污阀,便于在指定地方排放污水。
一种城市垃圾车的智能控制系统设计与开发
一种城市垃圾车的智能控制系统设计与开发作者:张杰周受钦曹广忠来源:《价值工程》2014年第03期摘要:基于城市环卫车产业的高速发展和对智能化的迫切需求,本文提出了一种城市垃圾车的智能控制系统开发方案。
使用的嵌入式控制器和GPS模块,通过CAN总线和MODBUS通讯协议,完成了对车辆状态信息的实时检测和准确显示,最终实现终端用户对作业车辆的远程监控。
Abstract: A development of intelligent control system is proposed for city garbage truck,based on the rapid development of city sanitation truck industry and its urgent needs for intelligence. To achieve the final goal of remote monitoring in working trucks for end-user, the embedded controller and the GPS module monitor the status information of the working vehicle through the CAN bus and MODBUS communication protocol while making it real-time and accurate.关键词:城市环卫车;智能控制系统;CAN、MODBUSKey words: city sanitation truck;intelligent control system;Controller Area Network,MODBUS中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2014)03-0003-031 整体程序流程及设计方案智能控制系统主要功能,是通过智能控制器和GPS模块实现终端用户对现场作业的车辆进行实时检测和下达锁车命令,集群管理、调度联网车辆。
后装压缩式垃圾车液压系统及控制系统设计
测 出在工作阶段 中其线路 是否连通 , 并且通过可控制的编程器 进行输 出信号选择 , 确保垃圾车在刮板和滑板与其他部位发生
碰撞 的时候停 止改动作 , 从而 降低 噪声 , 避免 因为大 动作碰撞
造成机械损坏严重 。
要求执行元件 的容量很大 、 质量重 或者尺寸较 大。 若压 力 比较 大, 那么要求的执行 元件精度更 高 , 此 时在系统在使用 和维 护 的时候也必须具有相应的提高 ,使得容积效率进一步降低。 实
关键 词: 后 装压缩式垃圾 车 ; 液压 系统; 控 制系统 ; 设计
中图分类号: U 4 6 9 . 6 9 1 文献标识码: A 文章编号 : 1 0 0 6 — 8 9 3 7( 2 0 1 5 ) 1 5 — 0 0 1 2 一 O 1
后装压缩式垃圾车随着科技不断进步 , 其发生 了很大的改 革, 从 以前 的手 动控制逐渐转变 为当前 的 自动化控制 。 压力继 电器和 电磁转 向阀等在液压系统 中的广泛应用 , 使得相应 的电 气系统组成 了 自动化控制机制 , 为实现垃圾车 的 自动化控制操 作提供 支持 。 面对 日益进步 的科 学技术 , 不断革新 和改进后装 压缩式 垃圾 车的控制 系统变得可行 , 采用液压控制系统实现垃 圾车的 自动化控制意义重大 , 值得更 多学者的研 究和实践 。
如 果 垃圾 中 有 石 块 、 金属硬物 等出现填装超 载 , 此 时 很 可 能 引
产情况来选取合适的液压转向阀。 作业人员往往在进行作业的 时候 承担着 高强度 的劳动 , 对 于系统的可靠性要 求很高 , 对于 方向控制 的时候设计手动和 自动两种控制模式。 液压转 向阀选 取的时候 , 选 取一种组合形式 的转 向阀 , 阀芯设 置手动控制机 操作柄 , 另外还设 置有 电磁 阀和小气缸 , 然后通 过控制 电磁 阀 来控制气缸 , 再 由气缸推动阀芯。
机械压缩式湿垃圾处理装置设计
等。最后,对机械压缩式湿垃圾处理装置的技术参数进行设计计算,并对其自动控制方案进行设计。所设计的机械压
缩式湿垃圾处理装置将传统的垃圾破碎机与压榨脱水机进行一体化设计,实现了湿垃圾的高效脱水;通过压块装置的
处理,实现了垃圾碎渣的压缩,可有效缓解垃圾运输中的运力紧张、二次污染等问题;经污水处理装置的处理,实现了
Design of mechanical compressive treatment device for wet waste
HU Yu-bo,WANG Shao-feng,XIAO Wen-chao
(College of Engineering and Technology,China University of Geosciences,Beijing 100083,China)
2.1 传送带分拣装置
传送带分拣装置主要用于湿垃圾的初步处理。 湿垃圾先通过提升装置到达入料口处,然后进入传送 带分拣装置,经履带式传送带输送后,湿垃圾进入左 侧的转接料斗。传送带后侧连接传送电机,在传送电 机的驱动下传送带进行输送运动;传送带内部设有磁 铁夹层,能够靠磁力将废旧金属吸附到传送带表面 上,从而将废旧金属从湿垃圾中分离出来;传送带下 方连接收集装置,两者之间设有挡板,挡板沿传送带 前后方向作往复运动,以刮落传送带表面的废旧金 属,使其掉入收集装置。收集装置可伸出机架之外, 将废旧金属送出。传送带外层材料为 PU(polyure‐
压缩式垃圾车液压系统设计
压缩式垃圾车液压系统设计On March 12, 2022, study standards and apply standards.压缩式垃圾车液压系统设计1 绪论压缩式垃圾车的背景介绍及研究意义我国早期城市收集街道、物业小区等地方的垃圾主要是靠人工手推车和普通垃圾运输车;此种垃圾运输方式存在一定弊端:一是手推车等落后的运输方式工作效率低又与现代化城市极不相称,二是在运输过程中易产生二次污染;因此,这种垃圾收运方式已经落后;早在20世纪80年代中期,我国在引进国外技术基础上开发出后装压缩式垃圾车;由于这种垃圾车较其他运输车辆具有垃圾压缩比高、装载量大、密闭运输、消除了垃圾运输过程中的二次污染等优势,而得到快速发展,市场不断扩大,种类和型号逐渐丰富,成为现代城市垃圾收集、清运的重要的专业化运输与作业车辆;压缩式垃圾车由密封式垃圾厢、液压系统和操作系统组成;整车为全密封型,自行压缩、自行倾倒、压缩过程中的污水全部进入污水厢,较为彻底的解决了垃圾运输过程中的二次污染问题,关键部位采用优质的部件,具有压力大、密封性好、操作方便、安全等优点;按照垃圾装载机构的设置部位,垃圾车可分为前装式、侧装式和后装式;按垃圾装载后的状态,垃圾车又可分为压缩式和非压缩式两种;后装式压缩垃圾车又称为压缩式垃圾车,它是收集、中转清运垃圾,避免二次污染的新型环卫车辆,在国外使用最为广泛;利用后装装置与垃圾桶或垃圾斗对接,一起组合成流动垃圾中转站,实现一车多用、垃圾无污染以及收集清运;有效地防止了收集、运输过程中垃圾的散落、飞扬造成的污染;提高劳动效率,减轻劳动强度,是一种新型理想的环卫专用车;压缩式垃圾车借助机、电、液联合自动控制系统、PLC控制系统及手动操作系统;通过车厢、填装器和推板的专用装置,实现垃圾倒入、压碎或压扁、强力装填,把垃圾挤入车厢并压实以及垃圾推卸的工作过程;压缩式垃圾车垃圾收集方式简便、高效;压缩比高、装载量大;压缩式垃圾车作业自动化;动力性、环保性好;压缩式垃圾车上装制作部分大部分采用冲压成型零部件,重量轻,整车利用效率高;具有自动反复压缩以及蠕动压缩功能;压缩式垃圾车垃圾压实程度、垃圾收集、卸料装车和垃圾站占地等方面均优于其他类型垃圾压缩站成套设备;目前国内使用较多的是侧装非压缩式垃圾车,但是,随着垃圾中塑料、纸张等低比重物含量的增加,非压缩的装载方式已显得不经济,一些城市开始使用后装压缩式垃圾车,而且已呈不断上升趋势,有关主管部门也将后装压缩式垃圾车列为今后城市垃圾车发展的方向;国内外研究状况和研究成果国内后装式压缩垃圾车液压系统的控制大多数采用手动和遥控器操作,存在劳动强度大,工作效率底,性价比低,而且容易发生因误操作而导致的垃圾车部件损坏和人身事故等缺点;随着新技术的快速发展,我国已研发出由液压系统及PLC控制系统控制的压缩式垃圾车,该系统由汽车取力器带动的齿轮油泵为液压动力源,进料、卸料均采用液压控制,具有厢体密封性能好,不外漏垃圾和污水,没有二次污染的特点;此压缩式垃圾车的设计有助于提高我国垃圾车的自动化水平;国内,几乎所有的压缩式垃圾车都是采用定型的载货汽车底盘进行改装,如东风牌、解放牌底盘等;国外,超过90%的垃圾车也是使用传统柴油引擎驱动的定型卡车底盘改装的;车厢设计为框架式钢结构,顶板和左右侧板均用槽钢型加强筋加强;采用液压系统助力的装卸机构,双向循环压缩;一般具有手动和自动两个操作系统,并采用液压锁定密封技术,保证操作安全和避免装运垃圾过程中漏水;有的还装有后监视器,油门加速器等;此种压缩式垃圾车通过液压系统和操作控制系统来完成整个垃圾的压缩和装卸过程,其液压系统及操作系统必然对垃圾车的安全性、可靠性和方便性带来影响;因此,改进和完善液压系统及控制系统是设计人员比较关心的问题;同时,采用PLC控制的压缩式垃圾车是目前我国垃圾车实现自动化控制的一个主要途径;在同类产品中,德国FAUN公司生产的压缩式垃圾车采用双向压缩技术;卸料推板推出后并不收回,而是依靠垃圾装填过程中的推力将其压回;同时在推板油缸上设一背压,这样垃圾在开始装填过程中就得到了初步压缩;随着垃圾的不断装入,垃圾逐渐地高密度地、均匀地被压实在车厢中直至装满车厢,这就解决了以前开发的垃圾车在压缩时中部压得较实而前端垃圾较松散的问题;后装压缩式垃圾车集自动装填与压缩、密封运输和自卸为一体,克服了摆臂式、侧装式等型式的垃圾车容量小、可压缩性差和容易产生飘、洒、撒、漏二次污染的缺点,自动化程度高,提高了垃圾运载能力,降低了运输成本,是收集、运输城市生活垃圾的理想工具,是垃圾车的发展趋势;然而我国对于后装压缩式垃圾车的核心部件装填机构的研究较少,产品设计主要是采用经验取值或测绘的方法,在很大程度上限制了产品整体设计水平的提高;后装压缩式垃圾车结构如图所示;1、推板2、厢体3、填料器图后装压缩式垃圾车压缩式垃圾车的液压系统介绍一般压缩式垃圾车中液压系统的工作压力设定为16MPa;为保证系统工作可靠,增加了单向节流阀和单作用平衡阀等安全控制装置;部分阀块可采用模块化集成设计以简化连接管路;根据操纵形式不同可选择手动控制或电动控制;后装压缩式垃圾车液压原理图如图所示;压缩式垃圾车的装填机构工作原理:在液压系统的作用下,通过电控气动多路换向阀的换向,实现滑板的升降和刮板的旋转,控制滑板和刮板的各种动作,将倒入装载箱装填斗的垃圾通过装填机构的扫刮,压实并压入车厢;当压向推板上的垃圾负荷达到预定压力时,由于推板油缸存在有背压,液压系统会使推板自动向车厢前部逐渐移动,使垃圾被均匀地压缩;举升缸采用单作用平衡阀控制填塞器的举升,推铲缸采用单向节流阀来进行流量控制;液压系统中核心元件采用的是电控气动多路换向阀原理如图所示,是用在工程机械中的普通多路换向阀的基础上改进而成的,与传统的油路块集装式电磁阀相比,具有耐颠簸、密封性好以及占地空间小等特点;并且,本电磁多路换向阀加大了中位的卸荷通道,减少了系统的发热;此外该液压系统还具有以下特点:a为了避免油管意外爆破的隐患,提升垃圾斗油缸设置了液压锁,提高了安全性;b举升油缸加长了行程,用来开关填料器与车箱体之间的锁钩,从而使得填料器在降下之后被自动锁紧;c为了实现推板边夹边退的功能,利用液压小孔节流原理,使推板油缸产生反向压力,而反向压力由滑板油路来控制,因此不影响推板油缸的自由进退;d考虑到压缩式垃圾车工作的间歇性,减小了液压油箱体积,常规油箱是油泵流量的10倍,本油箱减少了一半,减少了其液压油的用量;操作控制系统是压缩式垃圾车用来完成垃圾的装卸、压缩以及收运的关键;系统中采用压力继电器来检测各个动作的位置,并控制动作的衔接;采用电动控制系统操作简单,易于实现集成化设计,缺点是电动控制操作采用的是电控气动多路换向阀,价格较高,需要防水;图后装压缩式垃圾车液压原理图目前,压缩式垃圾车主要适用于我国城镇散装、袋装垃圾的集中收集和运输;采用PLC技术应用于压缩式垃圾车的改造,可有效实现整个垃圾装卸过程的自动化,也是提高工作效率、降低成木、减轻工人劳动强度和安全操作的有效途径之一;大力发展压缩式垃圾车将是今后城市环境卫生业的必然趋势;1—换向阀;2,3—溢流阀;4—单向阀;5—连接螺栓图多路换向阀结构原理图2 液压系统的主要设计参数液压缸的工况参数见表表各液压缸的工况参数液压缸名称升降速度mm/s行程mm启、制动时间s 滑板缸12010001刮板缸12010001举升缸15012001推铲缸20020001滑板重 150kg刮板重 200kg推铲重 300kg可载垃圾质量 3000kg厢体容积 8m3填料槽容积填料槽可装垃圾质量 300kg液压系统工作压力 16MPa3 制定系统方案和拟定液压原理图液压系统的组成及设计要求液压传动是借助于密封容器内液体的加压来传递能量或动力的;一个完整的液压系统由能源装置、执行装置、控制调节装置及辅助装置四个部分组成;在本设计系统中,采用液压泵作为系统的能源装置,将机械能转化为液体压力能;采用液压缸作为执行装置,将液体压力能转化为机械能;在它们之间通过管道以及附件进行能量传递;通过各种阀作为控制调节装置进行流量的大小和方向控制;通常液压系统的一般要求是:1 保证工作部件所需要的动力;2 实现工作部件所需要的运动,工作循环要保证运动的平稳性和精确性;3 要求传动效率高,工作液体温升低;4 结构简单紧凑,工作安全可靠,操作容易,维修方便等;同时,在满足工作性能的前提下,应力求简单、经济及满足环保要求;液压油是液压传动系统中传递能量和信号的工作介质,同时兼有润滑、冲洗污染物质、冷却与防锈作用;液压系统运转的可靠性、准确性和灵活性,在很大程度上取决于工作介质的选择与使用是否合理;由于本系统是普通的传动系统,对油液的要求不是很高,因此选用普通矿物油型液压油;本液压系统通过对负载力和流量的初步估算,初步定为中等压系统,即为P=16MPa;制定系统方案在液压系统的作用下,通过电控气动多路换向阀的换向,实现滑板的升降和刮板的旋转,控制滑板和刮板的各种动作,将倒入装载箱装填斗的垃圾通过装填机构的扫刮,压实并压入车厢;当压向推板上的垃圾负荷达到预定压力时,由于推板缸存在有背压,液压系统会使推板自动向车厢前部逐渐移动,使垃圾被均匀地压缩;举升缸采用单作用平衡阀控制填塞器的举升;推铲缸采用单向节流阀来进行流量控制;液压系统中核心元件采用的是电控气动多路换向阀,是用在工程机械中的普通多路换向阀的基础上改进而成的,与传统的油路块集装式电磁阀相比,具有耐颠簸、密封性好以及占地空间小等特点;拟定液压系统原理图通过上述对执行机构、基本回路的设计,将它们有机的结合起来,再加上一些辅助元件,便构成了设计的液压原理图;见图图液压系统原理图此外,由于系统有很多电磁铁的使用,电磁铁工作顺序表如下表 ;表电磁铁顺序动作表DT1DT2DT3DT4DT5DT6DT7DT8DT9DT10滑板缸升起+刮板抬起+滑板落下+刮板收紧+滑板刮板急停++填塞器举起+填塞器复位+推卸垃圾+推铲复位+4 液压缸的受力分析及选择滑板缸的受力分析及选择1.活塞伸出时,受力分析如图—总重力 G 1 = G 刮+G 滑= m 刮+m 滑g = 200+150×10 = 3500N 式中:G 刮—刮板的重力N ;G 滑—滑板的重力N; 滑块与导轨之间的摩擦力f 1f 1 = μG 1cos45; = ×3500×cos45; =式中:f 1—滑块与导轨之间的摩擦力N ;μ—滑块与导轨之间的摩擦因数钢与钢,取μ = ; 活塞惯性加速度 20112.0112.0s m t v v a t I =-=-=活塞伸出时的惯性力F I1F I1 = m 刮+m 滑a I1 = 200+150× = 42N则活塞伸出时,作用在活塞上的合力F 1为F 1 =G 1sin45;+ f 1+ F I1 = 3500×sin45;++42 = 2764N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程为 式中:m η—液压缸的机械效率 由文献1,表—6, 取m η= ;取回油压力P 2 = 0 ,则 m D ηπ2114P F = 所以,mm D m1.119.010*******4P F 4611=⨯⨯⨯⨯==ππη 图 滑板缸活塞伸出时的受力分析 图 滑板缸活塞伸出时的工况分析 2.活塞缩回时,受力分析如图—总重力 G 1’= G 刮+G 滑+ G 垃 = m 刮+m 滑+m 垃 g= 200+150+300×10 = 6500N滑块与导轨之间的摩擦力f 1’ 为f 1’ = μG 1’cos45; = ×6500×cos45; = 460N活塞缩回时的惯性力F I1’ 为F I1’ = m 刮+m 滑+ m 垃a I1 = 200+150+300 × = 78N则活塞缩回时,作用在活塞上的合力F 1’为F 1’ =G 1’sin45;+ F I1’-f 1’ = 6500×sin45;+78-460 = 4214N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程为取回油压力P 2 = 0, 则 m d D η(π)4P F 221'1-= ,所以图 滑板缸活塞缩回时的受力分析图 滑板缸活塞缩回时的工况分析当液压缸的工作压力P>7MPa 时,活塞杆直径d = ,因此,可得D = ;比较活塞伸出和缩回两种情况,取较大者D = ;选取标准液压缸:UY 系列液压缸天津优瑞纳斯油缸有限公司生产UY —40/28,具体参数见表 ;表 UY —40/28参数缸径杆径推力拉力最大行程φ40m mφ28m m12000mm刮板缸的受力分析及选择1.活塞伸出时,受力分析如图—总重力 G 2 = G 刮 = m 刮g = 200×10 = 2000N 式中:G 刮—刮板的重力N; 滑块与导轨之间的摩擦力f 2f 2 = μG 2cos45; = ×2000×cos45; =式中:f 2—滑块与导轨之间的摩擦力N ;μ—滑块与导轨之间的摩擦因数钢与钢,取μ = ; 活塞惯性加速度 20212.0112.0s m t v v a t I =-=-=活塞伸出时的惯性力F I2为F I2 = m 刮a I2 = 200× = 24N则活塞伸出时,作用在活塞上的合力F 2为F 2=G 2sin45;+ F I2-f 2=2000×sin45;+24-=1297N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程为 式中:m η—液压缸的机械效率 由文献1,表—6,取m η= ; 取回油压力P 2 = 0则 m D ηπ2124P F = 所以,mm D m 6.79.010*******4P F 4612=⨯⨯⨯⨯==ππη 图 刮板缸活塞伸出时的受力分析 图 刮板缸活塞伸出时的工况分析 2.活塞缩回时,受力分析如图—总重力 G 2’ = G 刮+ G 垃 = m 刮+m 垃g = 200+300×10 = 5000N 滑块与导轨之间的摩擦力f 2’ 为f 2’ = μG 2’cos45; = ×5000×cos45; =活塞缩回时的惯性力F I2’ 为F I2’ = m 刮+ m 垃a I2 = 200+300× = 60N垃圾与厢壁之间的摩擦力f 垃圾’ 为f 垃圾’ = μ1G 垃’cos45; = ×3000×cos45; =式中:μ1—垃圾与厢壁之间的摩擦因数工程塑料与钢,取μ1 = ; 则活塞缩回时,作用在活塞上的合力F 2’为F 2’ =G 2’sin45;+F I2’ +f 2’+ f 垃圾’= 5000×sin45;+60++ = 4628N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程为 取回油压力P 2 = 0则 m d D η(π)4P F 221'2-= 所以, 当液压缸的工作压力P > 7MPa 时,活塞杆直径d = ;因此,可得D = 20mm; 图 刮板缸活塞缩回时的受力分析 图 刮板缸活塞缩回时的受力分析 比较活塞伸出和缩回两种情况,取较大者D=20mm;选取标准液压缸:UY 系列液压缸 天津优瑞纳斯油缸有限公司生产UY —40/28,具体参数见表;举升缸的受力分析及选择1.活塞伸出时,受力分析如图—;总重力 G 3=G 刮+G 滑+2G 刮缸+2G 滑缸+G 厢板 式中:G 刮—刮板的重力N ;G 滑—滑板的重力N ; G 刮缸—刮板缸的重力N ; G 滑缸—滑板缸的重力N;因为刮板缸和滑板缸都选取的是UY —40/28, 所以估算G 刮缸 = G 滑缸 = 102N 式中:G 厢板—填料器的厢板重N, 估算G 厢板=4150N;G 3 = G 刮+G 滑+2G 刮缸+2G 滑缸+G 厢板= 2000+1500+4×102+4150 = 8058N滑块与导轨之间的摩擦力f 3为f 3 = μG 3cos75; = ×8058×cos75; =式中:f 3—滑块与导轨之间的摩擦力N ;μ—滑块与导轨之间的摩擦因数钢与钢,取μ = ; 活塞惯性加速度 20315.0115.0s m t v v a t I =-=-=活塞伸出时的惯性力F I3为F I3 = m 刮+m 滑+4m 缸+m 厢板a I3=200+150+4×+415× =则活塞伸出时,作用在活塞上的合力F 3为F 3 =G 3sin75;+ F I3 + f 3= 8058×sin75;++ = 8113N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程为 式中:m η—液压缸的机械效率 由文献1,表—6,取m η=; 取回油压力P 2 = 0, 则 m D ηπ2134P F = 所以,mm D m199.010*******4P F 4613=⨯⨯⨯⨯==ππη图举升缸活塞伸出时的受力分析图举升缸活塞伸出时的工况分析2.活塞缩回时,受力分析如图—总重力 G3’= G刮+G滑+4G液压缸+G厢板= 2000+1500+4×102+4150 = 8058N式中:G刮—刮板的重力N;G滑—滑板的重力N;G液压缸—刮板缸和滑板缸的总重力N;因为刮板缸和滑板缸都选取的是UY—40/28, 所以估算G液压缸= 102N式中:G厢板—填料器的厢板重N; 估算G厢板= 4150N滑块与导轨之间的摩擦力f3’为f 3’= μG3’cos75; = ×8058×cos75; =式中:f3’—滑块与导轨之间的摩擦力N;μ—滑块与导轨之间的摩擦因数钢与钢,取μ = ;活塞缩回时的惯性力FI3’为F I3’= m刮+m滑+4m缸+m厢板aI3 =200+150+4×+415× =则活塞缩回时,作用在活塞上的合力F3’为F 3’= G3’sin75;+FI3’-f3’= 8058×sin75;+- = 7696N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程为取回油压力P2 = 0, 则mdDη(π)4PF221'3-=所以,当液压缸的工作压力P>7MPa时,活塞杆直径d = ;因此,可得D = ;比较活塞伸出和缩回两种情况,取较大者D = ;选取标准液压缸:UY系列液压缸天津优瑞纳斯油缸有限公司生产UY—40/28,具体参数见表;图举升缸活塞缩回时的受力分析图举升缸活塞缩回时的工况分析推铲缸的受力分析及选择1.推铲伸出时,受力分析如图—垃圾与厢体间的摩擦力f垃圾为f 垃圾 = μ1G 垃 = ×30000 = 9600N式中:μ1—垃圾与厢体之间的摩擦因数工程塑料与钢,取μ1 = ; 推铲与厢体间的摩擦力f 推铲为f 推铲 = μG 推铲 = ×3000 = 300N式中:μ—推铲与厢体之间的摩擦因数钢与钢,取μ = ; 推铲的惯性加速度 2042.012.0s m t v v a t I =-=-=推铲伸出时的惯性力F I4为F I4 =m 推铲+m 垃圾a I4=300+3000× = 660N则推铲伸出时,作用在活塞上的合力F 4为F 4= f 垃圾+ f 推铲+ F I4=9600+300+660=10560N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程为 式中:m η—液压缸的机械效率 由文献1,表—6,取m η= ; 取回油压力P 2 = 0,则 m D ηπ2144P F = 所以,mm D m6.309.010*******4P F 4614=⨯⨯⨯⨯==ππη 图 推铲缸活塞伸出时的受力分析 图 推铲缸活塞伸出时的工况分析 2.推铲缩回时,受力分析如图 — 推铲与厢体间的摩擦力f 推铲’ 为f 推铲’ = μG 推铲 = ×3000 = 300N式中:μ—推铲与厢体之间的摩擦因数钢与钢,取μ = ; 推铲伸出时的惯性力F I4’ 为F I4’ = m 推铲a I4 = 300× = 60N则推铲伸出时,作用在活塞上的合力F 4为F 4’ = f 推铲’+ F I4’ = 300+60 = 360N由受力分析可列出作用在活塞上的力的平衡方程为取回油压力P 2 = 0, 则 m d D η(π)4P F 221'4-= ,所以可得下式当液压缸的工作压力P>7MPa 时,活塞杆直径d=;因此,可得D=;比较活塞伸出和缩回两者情况,取较大者D=,选取标准液压缸:UY 系列液压缸 天津优瑞纳斯油缸有限公司生产UY —40/28,具体参数见表;图 推铲缸活塞缩回时的受力分析 图 推铲缸活塞缩回时的受力分析5 液压缸的负载循环图和运动循环图图 滑板缸的负载循环图和运动循环图 图 刮板缸的负载循环图和运动循环图 图 举升缸的负载循环图和运动循环图 图 推铲缸的负载循环图和运动循环图6 液压泵的选用在设计液压系统时,应根据液压系统设备的工作情况和其所需要的压力、流量和工作稳定性等来确定泵的类型和具体规格;泵的流量由执行机构的最大流量决定,即max maxmax vV A q η=式中:V max —活塞最大速度 m/s ;q max —液压缸的最大流量 L/min ; A max —最大有效面积 m 3;ηv —容积效率当选用弹性体密封圈时,ηv ≈1; 由于所有的液压缸均采用UY —40/28,则液压缸的最大面积为 因此,由式得式中:q 举升—举升缸的流量L/min; 液压泵的供给流量为 式中:K —泄漏系数,K=;由参考文献7,表, 选用JB 系列径向柱塞泵;参数见表表 1JB—30液压泵的性能参数公称排量额定压力最高压力最高转速输入功率容积效率r32MPa35MPa1000r/min95%7 电动机的选择根据工况,电动机的额定功率Pe>Pz,且电动机额定转速与泵的额定转速必须配合;电动机轴上负载所需功率为Pz=KP驱=×=式中:K—余量系数, K=;P驱—液压泵所需要的输入功率kW;由参考文献1,附表40-1, 选用Y系列电动机,参数见表;表 Y200L1—6电动机性能参数额定功率电流转速效率功率因数最大转矩980r/min%8 液压辅件的选择液压油N46普通液压油 YA—N46原牌号:30,参数见表;表 YA—N46液压油参数运动粘度40℃mm2/s粘度指数凝点℃抗磨性N密度kg/m346≥90≤-10800900油箱焊接件,具体尺寸见第9章;液位计YWZ-150 承受压力:—温度范围:-20—100℃回油过滤器YLH型箱上回油滤油器 YLH—25×15,参数见表;表YLH—25×15回油滤油器参数通径mm流量L/min 过滤精度μm公称压力MPa最大压力损失MPa连接方式滤芯型号152510螺纹H—X25×15空气过滤器EF系列空气过滤器 EF3—40,参数见表;表EF3—40空气过滤器参数加油流量L/min 空气流量L/min油过滤面积cm2油过滤精度μm空气过滤精度μm2118030—40吸油过滤器YLX型箱上吸油过滤器 YLX—25×15,参数见表;表 YLX—25×15吸油过滤器参数通径mm 公称流量L/min过滤精度μm允许最大压力损失MPa连接方式滤芯型号152580螺纹X-X-25×15液压泵JB系列径向柱塞泵1JB—30,参数见表;表 1JB—30径向柱塞泵参数ml/r MPa MPa r/min KW率3235100095%多路换向阀ZFS系列多路换向阀 ZFS101,参数见表;表 ZFS101多路换向阀参数通径mm额定流量L/min 额定压力MPa104016单向节流阀MK系列单向节流阀 ,参数见表;表单向节流阀通径mm最高工作压力MPa 流量调节范围L/min最小稳定流量L/min82—30 2溢流阀直动式溢流阀 DT-02-H-22,参数见表;表 DT-02-H-22直动式溢流阀参数通径in 最大工作压力MPa最大流量L/min调压范围MPa质量kg 2116 —21单作用平衡阀FD系列单作用平衡阀 FD6-A10,参数见表;表 FD6-A10单作用平衡阀参数通径mm 额定流量L/min调压范围MPa控制压力MPa开启压力MPa质量kg640并联多路换向阀组ZFS系列多路换向阀 ZFS101,参数见表|;气缸普通气缸DNC-25-50,参数见表;表 DNC-25-50普通气缸参数活塞直径mm 活塞杆直径mm推力N拉力N许用径向负载N扭矩Nm502548341535两位三通电磁气阀普通两位三通电磁气阀 Q23XD-10-DC24V,参数见表;表 Q23XD-10-DC24V参数工作压力范围MPa 介质温度℃公称通径mm接管螺纹额定流量L/min额定压降KPa0—5—6010M18×2300 15消声器LFU—1/2 安装位置:垂直方向±5°,参数见表;表 LFU—1/2消声器参数气接口额定流量输入压力消声效果安装形in L/min MPa dB式G1/2 6000 0—40螺纹气源处理三联件GC系列三联件 GC300—10MZC,参数见表;空气过滤器 GF300-10 减压阀 GR300-10 油雾器 GL300-10表 GC300—10MZC气源处理三联件参数调压范围MPa 使用温度℃滤水杯容量ml给水杯容量ml滤芯精度μm质量g —604075401300球阀截止阀JZQF20L,参数见表;表 JZQF20L参数公称压力MPa 公称通径mm连接形式2120螺纹电磁换向阀W220-50,参数见表;表 W220-50参数通径 mm额定压力MPa流量L/min52514压力表弹簧管压力表 Y-60 测量范围:0—25MPa微型高压软管接头总成HFP1-H2-P-M18,参数见表;表 HFP1-H2-P-M18参数公称通径mm 工作压力MPa 工作温度℃ 推荐长度mm 螺纹尺寸 1025-30—80320M18×测压接头JB/T966-ZJJ-20-M30 管子外径:20mm球阀截止阀JZQF20L,参数见表;压力继电器柱塞式压力继电器 HED1OA20/35L24,参数见表;表 HED1OA20/35L24参数额定压力MPa 复原压力MPa 动作压力MPa 切换频率次/min 切换精度35小于调压的±1% 液压管路的选择吸油管路的选择查机械设计手册4可知,吸油管内液压油的流速v ≤ —2m/s 取2m/s 吸油管内的流量 q = min = ×10-4m 3/s因为V D VA q 24π== ,所以 mm V q99.16210536.444D 4=⨯⨯⨯==-ππ查表得到标准软管尺寸,见表;表 标准软管尺寸公称内径mm内径mm增强层外径mm成品软管外径mm19— — —压油和回流管路的选择 查机械设计手册4可知,压油管内液压油的流速v ≤ —6m/s 回流管内液压油的流速v ≤ —3m/s 由于所选液压缸均为双作用液压缸,所以压油和回流管路应按最大值选取;1.推铲缸压油管路的选择推铲缸所需流量 min /15/105.2104.042.0VAq 342v L s m =⨯=⨯⨯==-πη取v = 4m/s ,则 mm V q 92.84105.244D 4=⨯⨯⨯==-ππ 查表得到标准软管尺寸,见表;表 标准软管尺寸公称内径mm内径mm 增强层外径mm 成品软管外径mm 10— — — 2.举升缸压油管路的选择举升缸所需流量 min /3.11/1088.1104.0415.0VA q 342vL s m =⨯=⨯⨯==-πη 取v = 3m/s, 则 mm V q 93.831088.144D 4=⨯⨯⨯==-ππ 查表得到标准软管尺寸,见表;3. 滑板缸压油管路的选择滑板缸所需流量 min /9/105.1104.0412.0VA q 342vL s m =⨯=⨯⨯==-πη取v = 3m/s, 则 mm V q 98.73105.144D 4=⨯⨯⨯==-ππ 查表得到标准软管尺寸,见表;4. 刮板缸压油管路的选择刮板缸所需流量 min /9/105.1104.0412.0VA q 342vL s m =⨯=⨯⨯==-πη 取v = 3m/s, 则 mm V q 98.73105.144D 4=⨯⨯⨯==-ππ 查表得到标准软管尺寸,见表;9 油箱的设计油箱在液压系统中除了储油外,还起着散热、分离油液中的气泡、沉淀固体杂质等作用;按照油箱液面与大气是否相通,可分为开式油箱和闭式油箱;开式油箱应用最广,油箱内的液面与大气相通,结构简单,不用考虑油箱充气压力等问题,故本系统采用开式油箱;油箱中应安装相应的辅件,如热交换器、空气滤清器、过滤器以及液位计等; 油箱的有效容积的计算在初步设计时,油箱的有效容量可按公式进行计算;V=mq p式中:V —油箱的有效容量L ;q p —液压泵的流量 L/min ;m —经验系数,工程机械中m = 2~5;所以, V = mq p = 3× = =油箱体积的确定根据现场实际情况,油液一般装满油箱的80%,采用六面体油箱,并且长、宽以及高的比例为1:1:1;即 实际V V 8.0=式中:V —油箱的有效容量m 3;。
吊装式压缩垃圾车技术条件要求
吊装式压缩垃圾车技术条件要求吊装式压缩垃圾车是一种专门用于垃圾收集和压缩的特种车辆。
它通过将收集到的垃圾进行压缩,减少垃圾的体积,提高垃圾处理的效率。
同时,吊装式压缩垃圾车也具备了垃圾运输和倒卸垃圾的功能,能够实现一体化的垃圾处理。
技术条件是吊装式压缩垃圾车设计、制造和使用中需要满足的一系列技术要求。
下面将从车辆结构、压缩系统、液压底盘等方面详细介绍吊装式压缩垃圾车的技术条件要求。
一、车辆结构1.车身结构:吊装式压缩垃圾车车身应采用坚固耐用、防锈蚀、具有一定的强度和刚度的材料。
车身的冷却系统应满足车辆在工作期间产生的热量排放要求。
2.容积和装载能力:车身容积应足够大,能够满足一次工作周期内的垃圾收集和压缩需求。
车辆的装载能力应符合国家相关法规要求。
3.安全设计:车辆应安装防滑设备,以确保工作人员在上下车辆时的安全。
车辆还应配备防撞装置,减少事故发生的可能性。
二、压缩系统1.压缩效果:压缩系统应能够将收集到的垃圾有效地进行压缩,使其体积减少至少50%以上。
压缩过程中应保证垃圾的不二次污染,符合环保要求。
2.压缩方式:压缩系统可以采用液压、机械或其它方式实现。
无论采用何种方式,压缩系统应具备稳定的工作性能,能够长时间连续工作而不产生故障。
3.操作控制:压缩系统的操作控制应简单方便,能够实现自动化操作。
操作员应能够轻松地控制压缩系统的开关、压缩程度等参数。
三、液压底盘1.动力系统:液压底盘应配备动力系统,能够提供足够的动力支持吊装式压缩垃圾车的工作。
动力系统应具备高效、节能、环保的特点。
2.指示仪表:底盘应配备液压油温、油位、压力等指示仪表,以监测底盘工作状态,确保底盘正常运行。
3.安全装置:底盘应配备液压过载保护、防溢流装置,以及行车安全装置,确保底盘在工作过程中的安全性。
总结起来,吊装式压缩垃圾车的技术条件要求主要包括车辆结构、压缩系统和液压底盘等方面。
吊装式压缩垃圾车的设计和制造应满足国家相关法规和标准要求,同时也需要考虑安全性、环保性、工作效率和可靠性等方面的要求。
后装压缩式垃圾车专用装置液压系统反馈控制运动仿真研究
1 1 装 填 机 构 工 作 过 程 . 装 填 垃 圾 时 , 液 压 系统 的作 用 下 , 过 换 向 阀 的换 向 , 在 通
实现 滑板的升 、 降和 刮板的旋 转 , 制 滑板 和刮板 的各 种动 控
作 , 倒入装填厢 的装 填斗 中 的垃圾 通过 装填 机构 的扫 刮 、 将
后装压缩式垃圾车克服 了传 统垃圾 车容量 小 、 可压缩 性
差 和 容 易 产 生 飘 、 、 、 等 二 次 污 染 的缺 点 , 自动 装 填 洒 撒 漏 集 与压 缩 、 封 运 输 和 自卸 为一 体 , 密 自动 化 程 度 高 , 高 了 垃 圾 提
5
运载能力 , 降低 了运输成本 , 避免 了二次 污染 , 得到 了越来 越 广泛地应用 。 目前 国产 后装 压缩 式垃 圾 车 的专用 装置 液压 系统 的设计一 般采取 仿制 、 验取 值 或测绘 的方法 , 经 限制 了
开始清扫动作 , 扒入 垃圾并将 其初 步压 缩 ; 当顺 时针运 动到
下止点时 , 止运动 , 图 3 e 。 停 如 ( ) ( ) 向操 纵 滑 板 油 缸 换 向阀 , 滑 板 向上 运 动 ; 板 上 4反 使 滑
升 , 碎 垃 圾 , 垃 圾 进 行 二 次 压 缩 , 图 3 f ; 板 油 缸 运 研 对 如 () 滑
理 如 图 3所 示 。
, 装填机构 工作原
图 1 XZ I 0 YS型后装压缩式垃圾 车 S 1Z
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1 刮板 2 滑 板 3 刮板 油 缸 4 滑板 油 缸 一 一 一 一
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分类号:TP272密级:公开U D C:单位代码:10424学位论文压缩式垃圾车控制系统设计栾晓梅申请学位级别:硕士学位专业名称:导航制导与控制指导教师姓名:高波职称:副教授山东科技大学二零一零年五月论文题目:压缩式垃圾车控制系统设计作者姓名:栾晓梅入学时间:2007年9月专业名称:导航制导与控制研究方向:现代控制理论及在导航中的应用指导教师:高波职称:副教授论文提交日期:2010年5月论文答辩日期:2010年6月授予学位日期:CONTROL SYSTEM DESIGN OF COMPRESSIONGARBAGE TRUCKA Dissertation submitted in fulfillment of the requirements for the degree ofMASTER OF PHILOSOPHYfromShandong University of Science and Technologyb yLuan XiaomeiSupervisor:Associate Professor Gao BoCollege of Information and Electrical EngineeringMay2010声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文,除了所列参考文献和所公认的文献外,全部是本人在导师指导下的研究成果。
该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。
硕士生签名:日期:AFFIRMATIONI declare that this dissertation,submitted in fulfillment of the requirements for the award of Master of Philosophy in Shandong University of Science and Technology,is wholly my own work unless referenced of acknowledge.The document has not been submitted for qualification at any other academic institute.Signature:Date:摘要后装压缩式垃圾车是城市垃圾车收集及转运的主要工具之一。
压缩式垃圾车通过控制系统控制滑板、刮板、排出板的动作实现垃圾的装载和卸载。
垃圾车的控制系统在经历了手动控制、继电器控制、微电脑控制之后,发展到现在的可编程控制。
目前国内的压缩式垃圾车生产企业大部分虽然已经采用可编程控制,但是其中一些关键部件包括控制器均依靠进口,以中集环境保护有限公司生产的压缩式垃圾为例,其车厢体所使用的钢材、液压系统中油缸、齿轮泵、高性能多控电磁阀及电气装置电子控制均是日本进口产品,价格高昂,使得产品很难适应中国市场。
针对以上问题,提出“垃圾车国产化”的理念。
本文从“控制系统国产化”出发,提出“压缩式垃圾车控制系统设计”的课题。
本论文的研究内容主要包括压缩式垃圾车电气原理设计、执行机构力学分析与仿真及控制系统程序设计三部分。
第一部分简单介绍了垃圾车的基本机构,分析各个机构的工作原理,并据此设计垃圾车作业流程图及控制系统电气原理,对系统所用主要元件进行选型。
第二部分首先对各个执行机构进行受力分析,计算执行机构运动过程中所受阻力,然后运用AMESim软件建立各个执行机构的液压系统模型,根据受力分析适当设置参数并仿真分析装载和卸载时间,以验证系统设计是否可行。
第三部分是根据电气原理及工作流程图,在SWOPC-FXGP/WIN-C环境下设计控制系统的PLC程序,通过实验室和现场的调试最终得到准确的控制系统程序。
本论文的研究,一方面初步实现了压缩式垃圾车控制系统的国产化,为压缩式垃圾车国产化做出应有的贡献,对我国其他行业控制系统国产化有一定的借鉴意义,推动可编程控制技术在环卫车辆中的应用及普及,同时对我国可编程控制技术的研究、发展及应用也具有重要的意义;另一方面为以后工业控制系统设计提供参考。
关键词:压缩式垃圾车,可编程控制器,液压系统仿真,AMESimABSTRACTCompression garbage truck is one of the main tools to collect and transport garbage in pression garbage truck realizes the function of load ing and unload ing by controlling glide-board、sweep-board and push-board.The control system has experienced manual control、relay control and microcomputer control system,now develops to PLC control system.At present,the control system of domestic garbage trucks have adopt PLC control,but some key parts include controllers need import.For example,steel、hydraulic system and electrical system adpotted by CIMC compression garbage truck are improted.The price is costliness,so the truck is difficult to adapt to chinese market.Based on the idea of loc alization of control system,we put forward the subject that is compression garbage truck control system design.The research contents of papers mainly include the design of electrical principle、dynamic simulation and analysis of actuator and program design.At first,basic structure is introduced and working principle are analyzed.According to the principle,working flowchart and electrical principle are designed,then components are selected.Secondly,doing force analysis for actuator,designing hydraulic system model by AMESim,setting up parameters and simulat to obtain the time of loading and unload ing.Finally,according to electrical principle and working flowchart,using SWOPC-FXGP/WIN-C to design PLC program of system.Improving the program by test in lab and field debugging.The research of papers,on the one hand,simply implements domestic production of control system and provides a basis for furture perfection,promote s development of programmable control technology on environmental sanitation field and provides helpful experiences for other industry control system.On the other hand,it can give reference for industrial control system in the future.Keywords:compression garbage truck,PLC,hydraulic system simulation,AMESim目录1绪论..................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................11.1引言...............................................................................................................................11.2课题的提出及研究意义...............................................................................................21.3垃圾车控制系统背景...................................................................................................21.4课题研究内容..............................................................................................................71.5本章小结......................................................................................................................82压缩式垃圾车电气原理设计 (10)102.1压缩式垃圾车结构....................................................................................................102.2垃圾车作业流程框图设计.........................................................................................122.3垃圾车控制系统电气原理设计................................................................................152.4元器件选型................................................................................................................202.5本章小结....................................................................................................................233执行机构的仿真与分析 (24)3.1AMESim 软件介绍 (24)3.2执行机构受力分析....................................................................................................303.3执行机构建模............................................................................................................363.4执行机构模型仿真分析............................................................................................393.5本章小结....................................................................................................................474垃圾车控制系统程序设计. (48)4.1SW0PC-FXGP/WIN-C 介绍......................................................................................484.2压缩式垃圾车控制系统程序编写............................................................................504.3本章小结....................................................................................................................565垃圾车控制系统的调试试验 (57)5.1实验室试验................................................................................................................575.2现场调试....................................................................................................................585.3本章小结....................................................................................................................596总结与展望 (60)致谢 (62)攻读硕士期间的发表的论文 (63)参考文献 (64)Contents1Introduction Introduction (1).11.1Forward…………………………….....………………………………...………………………….11.2Raising of Project and Signficiance of Study………….….…………...………………………….21.3Background of Grbage Truck Control System…………………………………………………....21.4Main Content of this Thesis..................................................................................71.5Summary.......................................................................................................82Electrical Principle Design of Control System System. (10).102.1Structure of Compression Garbage Truck…................................................................…………102.2Working Flowchart Design of Garbage Truck.............................................................................122.3Electrical Principle Design………………………………….……............……………………....152.4Components Selection.............................................................................................202.5Summary. (23)3Design of Information Collecting System..System (24)243.1Introduction of AMESim…………………..……………….……................…………………...243.2Force Analysis of Actuator………………………….…............................……………………....303.3Modeling of Executing Agency……………………......……………….………...………………363.4Simulation and Analysis of Actuator...........................................................................393.5Summary......................................................................................................................474Program Design of Control System System (48)484.1Introduction of SW0PC-FXGP/WIN-C……………………………...….…..…...……………….484.2Program Design of Control System...........................................................................504.3Summary (56)5Control System Test of Garbage Truck (57)..575.1Test in Lab (57)5.2Field Debugging......................................................................................................585.3Summary (59)6Conclusion and Prospect Prospect………………………………………………………………..................………………………………………………………..….………………………………..60..60Thanks Thanks (62)...62Main Work Achievement of the Author during Working on Master Pape Pape……........………………………..........63References References..........................................................................................................................................................................................................................................64. (64)1绪论1.1引言随着社会的发展和不断进步,城市化进程的加快,国民经济的发展和人民生活水平不断提高,垃圾数量日愈增加。