水平垃圾压缩机拉箱机构的改进

中转站 的需求不断增加。垃圾 中转站 的功 能， 是收集垃圾并压
缩垃圾 。 用垃圾车运到垃圾填埋场或焚烧的地方。其 中最主 再 要 的设备 ， 就是垃圾压缩装置 ， 比较常见 的压缩装置 是水平 而
垃 圾 压 缩 机 ｔ ｎ 。
的作用力有拉力Ｆ 液压缸的 和 作用力，Ｉ且， ， ， 产 Ｉ ， ＝ 麓 同时
摘 要： 根据现有 水平垃圾 压缩机的扭箱机 构原理 ， 出拉箱机 构存在的 问题 ， 找 并对 机构进 行 了改进设计 ， 用虚拟样机技 术进行仿 采
真， 得到相关参数 ， 用有限元对改进拉钩进行 了强度验证。
关键词 ： 垃圾压缩机 ； 拉箱机构 ； 改进设计 ； ＤＡ ； Ａ ＭＳＡＮＳ ＹＳ
２ 原 拉 箱机构 存在 的 问题
（ ）拉钩的受力部位是其 端面 ， １ 在受力 分析时 ， 可简 化为
收稿 日期 ：０ ０－ ． ２ ２ １－ ２－ － － ０ ０
同时 ， 只有 一个槽 的设计 ， 比原始 机构 的两个槽 的设计 也 简单 。 而且槽所受的摩擦力也 比原始的受力要小 。 ３的 ａ 图 】 和
３ ８
Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ ｕｐ ｎ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ５， ０ ０ ｎ ｆ ｃｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ． ２ １ ｉ
４２ 改 进 拉 箱机 构 中 的拉 钩 有 限 元 分析 ．
经过上文 的计算可 知 ： 拉钩 的作用力 为 ６００Ｎ， ２ 计算可
得 载荷 为 ３ １ＭＰ 。 ． ａ ０
根据实际情 况 ， 垃圾 压缩 机的材 料是碳 钢 Ｑ ３ ， 这里 ２５在 取 Ｓ ＬＤ ２ 元。它 的断裂应力约 为 ３ ０～ ６ ａ屈 服应 Ｏ Ｉ９ 单 ８ ４ ０ＭＰ ， 力 约为 ２ ５Ｍ ａ 弹性模 量 ２０ Ｅ ｌＰ ， ３ Ｐ ， ． ＋ １ ａ 泊松 比为 ０２ 。网格 ６ ．７
图 ２ 改 进 拉 箱 机构
垃圾 中转站普遍存在 于各 城市中 ，所 以拉箱机构要 满足 尺寸要求 ， 并且要求结构简单 ， 制造成本要低 ， 满足强度要求 。
在受力方面 ， 改进后的拉箱机构类 似于一个二力杆 ， 液压 系统的拉力与拉钩受到 的压力 在同一水平线 上 ，不会产生力
偶， 减少 了力偶对机构的破坏。
验 证 机 构 的强 度 。
图 １ 拉 箱 机 构 受 力 圈
显然 ， 拉钩的变形为拉伸和弯曲的组合变形。 （） ２ 拉钩需要两个槽 配合 ， 才能让 拉钩 向下运 动 ， 把机构
复 杂化 。
（） ３ 支架 的上下槽除 了承受拉钩本身 的重量外 ， 还会受到
较大的约束反力 ， 导致槽 的受力较大 ， 工作中对槽的磨损增大。
ｂ ） 为原拉箱机构的槽与后前轴 和改进拉箱机构槽 与后 前 分别
基 金项 目： 广西 自然 科学 基 金项 目： 城市 生 活垃 圾 压缩 特 性 研究 及 垃圾 压 缩机 构 创 新设 计 （ 科 自 ０２０ １； 西 制 造系 统 与 先进 箭 造 桂 ７８３）广 技术重点实验室主 任课 题基金 （ 桂科能 ０４ ０ ６ ０ ３ Ｚ 。 ８２ ０ ＿ ０ ＿ ） ． 作者简介 ： 蒲明辉（ ９ ４ ， ， １６ 一）男 广西合浦人 ， 教授 ， 硕士生导师 ， 西大 学机械 学院现代工业 设计研究所所 长 。 广 研究方 向： 械 Ｃ ＤＣ Ｍ Ｃ Ｅ 机 Ａ ／Ａ ／Ａ 。 ． ．
构 （ 图 ２所 示 ） 如 。
支架导航
下降低一定 的高度 ， 当转运车厢到达 中转站 后 ， 拉钩开始顺着
导轨与初始时做相反 的运动 ，钩头钩住转运车厢底部 的下横 梁， 并水平拉 回转运车厢。 如图 １ 所示 ， 液压缸与销 Ａ相连 ， 而销 Ａ联接在拉 钩上 ， 销 Ｂ联接 拉钩 ， Ｂ的运动属 于从 动 ， 销 通过 销 Ａ的运 动带 动 销 Ｂ运动 。拉 钩由液压缸驱动前行 与后退 ， 在通过 弯槽 时 ， 拉 钩相应 的会绕 销有一定角度 的旋转 ，达 到了拉 钩钩头降低 高 度 的要求 ， 这样 可以很好地钩住转运车厢 。
ｆ
中图分类 号 ：Ｈ１ ２ Ｔ ２
文献标识码 ： Ａ
一
文章编号 ：６ ２ ５ ５ ２ １ ５ ０ ３ — ３ １ ７ － ４ Ｘ（０ ０Ｊ － ０ ８ Ｏ ０
随着经 济的快速 发展 ， 市生 活垃圾产量不断增加 ， 城 垃圾
个集 中力 ，作用在端 面上 ， 向垂直于端面 。 方 所以拉钩所受
生 一个力偶 肘。受力如 图 １ 所示 。
支絮导航
’ ’ 一 ‘ ‘
，
拉箱机构作为水平垃圾压缩机 的一个重要机 构 ，其设 计 的合理性 、经济性 、可靠性对整个压缩 机起 着至关重要 的作
，
．
．
．
．
，
？ 。 ， ’ 奇 。 一。 ： 《
＾ ／
／
广、
： 蔓 ／ － ：：＝：： ／ ＝：： ：＝：： ：＝ 叠、
且
， ，
用。本文针对现在市场上存在 的水平垃圾压 缩机拉箱机构存
在的问题 ， 设计 了一种新 的拉箱机构 ， 并用 Ａ Ａ Ｄ ＭＳ对 拉箱机 构的设计 方案 建立 了虚拟样机模型 ，并进行 了动力来自百度文库学仿真分 析， 获得 了相关性能指标 ， 并将仿真结果用于指导最终 的设计 和物理样机制作 。最后用 Ａ Ｓ Ｓ对改进拉箱机构进 行分析 ， ＮＹ
Ｅｑ ｉ ｍｅ ｔ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎｏ５， ０ ０ ｕ ｐ ｎ ｎ ｆ ｃ ｒ ｇ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ． ２ １ ｉ
水平垃圾压缩机拉箱机构 的改进
蒲 明辉 ， 洪彪 ， 凯 ， 欧 李 孙 青
（ 广西大学 机械工程学院 ， 广西 南宁 ５ ０ ０ ） ３０ ４
１ 原 拉箱 机构 的原 理
拉箱 机构为水平垃圾压缩机 的重要机构 ，安装 在水平垃 圾压缩机 的前底部。拉箱机构主要依靠拉 钩沿着支架导轨运 动拉 回转 运车厢。拉钩初始时 ， 着导轨运动 ， 顺 拉钩钩头会 向
因此需要对拉箱 机构进行 改进设计 。
３ 改进 方案
为 了使 拉箱机构更加稳 固 ，本 文设 计 了一个新 的拉箱机