带挂桶的压缩式垃圾车毕业设计

摘要

本次设计课题来源于江苏悦达专用车有限公司，主要根据总体结构设计的要求对垃圾车车厢和排出机构液压系统进行了设计。车厢是垃圾车的重要部件之一，主要起装载、运输垃圾之用。运输过程中，不良机构容易造成二次污染。根据设计要求，确定了厢体形状和主要尺寸参数，重点考虑它的密封性；排出机构主要是用来排卸垃圾以及在垃圾装载时提供一定的背压力，使压缩后的垃圾密度均匀；在设计过程中，首先计算液压缸的外部载荷，然后根据结果计算出液压缸的主要参数，进而一步步确定液压系统中其他元件的参数。

关键词：垃圾车；改装车；上装；压缩式；

Abstract

This design topic is from Jiangsu Y ueda Special V ehicles Co.,Ltd. According to the total design requirements, it is mainly aims at the garbage truck compartment and vehicle discharge mechanism design. The compartment is one of the important parts mainly for the loading, transportation trash. In the transport process, bad structure is easy to result in secondary pollution. According to the design requirements, the compartment’s shape and the main size are designed. However main focus into its undergo. The discharge mechanism is mainly used to provide the certain backpressure which compresses the garbage density evenly. In the design process, the hydraulic tank external load is first calculated. Then the main hydraulic tank parameters are calculated. Thus the following parameters are defined.

Key words:garbage truck; modified cars; upload; compression type;

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目录

摘要 .................................................................... I ABSTRACT ................................................................ I I 第1章绪论.. (1)

1.1概述 1

第2章总体方案设计 (3)

2.1本课题基本前提条件和技术要求 3

2.1.1 基本前提条件 3

2.1.2 技术要求 3

2.2结构方案确定 3

2.2.1 传统自卸式垃圾车的结构分析 3

2.2.2 本垃圾车的结构特点 3

2.2.3 垃圾车载质量利用系数提高 4

2.2.4 垃圾车压缩比提高 4

2.2.5 合理选择压缩机构液压控制方式 5

2.2.6 车辆密封 6

第3章垃圾车的整体设计 (7)

3.1垃圾车质量参数确定7

3.1.1 装载质量 7

3.1.2 整备质量 7

3.1.3 汽车总质量7

3.2垃圾车发动机选型8

3.2.1 发动机最大功率及其相应转速 8

3.2.2 发动机最大转矩及其相应转速 8

3.2.3 发动机适应性系数9

3.3料斗容积与污水箱容积9

3.4底盘改造9

3.4.1 整备质量和轴荷10

3.4.2 性能参数 10

3.4.3 垃圾车挂桶的选配12

3.4.4 举升液压缸的选配12

3.4.5 尺寸参数 13

第4章垃圾车厢体设计 (15)

4.1合理选择卸料方式15

4.1.1车厢后倾式卸料方式15

4.1.2 推板卸料方式15

4.2确定厢体设计方案15

4.3垃圾车厢体成形工艺17

4.3.1 概述17

4.3.2 影响成形工艺选择的因素17

4.3.3 成形工艺选择18

4.3.4 拼焊工艺 18

4.3.5 结果分析 19

第5章带挂桶的压缩式垃圾车排出油缸安装角及排出板斜度取值 (20)

5.1排出板结构及工作情况20

5.2排出结构的受力分析20

5.3取值范围的探讨21

第6章液压系统设计 (23)

6.1确定液压系统方案23

6.1.1垃圾收集时压缩原理24

6.1.2排出板油缸推力24

6.1.3背压力24

6.1.4两种方式的比较25

6.1.5液压系统工况分析 25

6.2液压缸的设计计算26

6.2.1计算工作循环中的最大载荷26

6.2.2确定液压缸参数29

6.2.3确定管道直径 31

6.2.4液压油的选择 31

6.2.5液压缸壁厚、外径及工作行程的计算31

6.2.6液压缸缸底和缸盖的计算33

6.2.7液压缸进出油口尺寸的确定33

6.2.8液压缸结构设计33

6.2.9液压缸主要零件的材料和技术要求 34

6.2.10选择各类控制阀35

6.3液压泵装置 36

6.3.1液压泵的安装方式 36

3

6.3.2液压泵与电机的连接36

6.4辅助元件的选用37

6.4.1滤油网37

6.4.2油位指示器、温度计的选用37

结论 (38)

致谢 (39)

参考文献 (40)

第1章绪论

1.1 概述

目前我国城市生活垃圾(MSW) 年总产生量已达1. 8 亿吨，而且仍在不断增长，年增长率为8 %～10 %。随着城市建设规模的不断扩大和人们生活水平的不断提高，一方面，城市生活垃圾的成份发生了很大变化，其变化的主要特点是：垃圾密度不断降低，可压缩性增加。如果继续采用常规的垃圾运输方式，容易造成垃圾清运中的亏载，使垃圾转运效率降低；另一方面，近郊可利用来填埋垃圾的洼地越来越少，人们不得不考虑在远离市区的郊区建立垃圾处理处置场所。据统计国内几个大城市的垃圾处理厂距离市区均在50km 以上，运输费用占垃圾处理费用的比例较高。在一些发达国家运输费用已占垃圾处理费用的80 %以上。所以，降低垃圾清运费用是降低整个城市垃圾处理处置费用的关键。垃圾压缩可以解决垃圾运输中的亏载问题，降低垃圾的运输费用，是城市生活垃圾集运的发展方向。因此压缩式垃圾车的优势日渐明显，高效的垃圾压缩运输方式有了长足的发展。

带挂桶的压缩式垃圾车便是其中的一种常见结构形式，它由汽车底盘、填料器、上装厢体、排出板机构和挂桶等组成。其发展方向是：提高垃圾的装载量；改善车辆的密封性；垃圾的分类处理。垃圾的分类越细对于环境的保护效果就越好，目前城市垃圾主要可以分为4类：

1. 湿垃圾：主要指厨房产生的厨余、果皮等含水率较高的食物性垃圾。

2. 干垃圾（可回收利用垃圾）：主要指废纸张、废塑料、废金属、废玻璃等可用于直接回收利用或再生后循环使用的含水率较低的垃圾。

3. 有害垃圾：指对人体健康或者环境造成现实危害或者潜在危害的废弃物，同时也包括对人体健康有害的重金属或有毒物质废弃物。

4. 大件垃圾：指重量超过5千克或体积超过0.2立方米以及长度超过1米的废旧家具、办公用具、废旧电器，以及包装箱、箩筐等大型的、耐久性的固体废弃物，是因体积较大等因素混入城市一般生活垃圾一起清运有困难的特殊的生活垃圾。

垃圾如何进行分类处理是目前垃圾运输中急待解决的难题，这对于环境的保护意义重大。

本次设计的课题为带挂桶的压缩式垃圾车设计，来源于江苏悦达专用车有限公司。本次设计主要是针对垃圾车车厢设计和排出机构液压设计。车厢是垃圾车的重要部件之一，主要起装载、运输垃圾之用。在运输过程中，不

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得产生飘、洒、漏等现象，避免造成二次污染。根据设计要求，确定了厢体形状和主要尺寸参数，重点考虑它的密封性。排出机构主要是用来排卸垃圾以及在垃圾装载时提供一定的背压力，使压缩后的垃圾密度均匀。它采用液压为动力装置，实现作业自动化，大大降低劳动强度，提高工作效率。

第2章总体方案论证

2.1本课题基本前提条件和技术要求

2.1.1 基本前提条件

设计装运空间为12m3，设计要求必须符合机动车等设计要求。

2.1.2 技术要求

1. 满足装运空间为12m3车。

2. 结构设计应合理，填料器与箱体应可能连接满足强度要求，自动锁、安全棒等可靠。

3. 排出机构等运动件工作安全、可靠，且便于维修、调整。

4. 尽量使用通用件，以便降低制造成本。

2.2 结构方案确定

2.2.1 传统自卸式垃圾车的结构分析

主要采用侧翼开启、顶盖前后梭动等几种方式，这种车的主要特点是直接收集、转运、不压缩，适用于特定人工方式，操作简单，成本低。缺点是：装载量小、自动化程度低、转运效率低，无法解决转运中流污水的二次污染问题。

2.2.2 本垃圾车的结构特点

1.填料器的摆放布置

后装压缩式垃圾车工作时，填料器有下放和上扬两种布置形式。下放布置时，填料器与厢体相吻合，底部机构联接，以保证密封性能。这样的布置充分考虑了行驶的平稳性和驾驶性能。填料器上扬布置，整个填料器可以绕轴旋转上扬70 ，这样可以保证厢体内的垃圾彻底排出。这种布置在填料器

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上扬时，整车的重心后移，汽车的行驶性能和爬坡能力降低，在不影响装载量的情况下，回转支承应尽量向前布置，使重心前移。这种布置和传统的卸料方式相比，虽然结构较复杂，但是垃圾的排出比较彻底，同时避免了整车的重心过分后移，而造成翻车事故。

2. 垃圾排卸方式

采用推板推出的方式，和传统车厢上举，靠重力卸料的方式相比，可以避免由于过分压缩的垃圾膨胀堵塞在车厢内，同时还可以防止卸料时重心过于后移而翻车。

2.2.3垃圾车载质量利用系数的提高

载质量利用系数的提高将有助于降低车辆的运行成本。后装压缩式垃圾车的载质量利用系数主要由二个方面组成:

1. 底盘的载质量利用系数

在底盘选型时,选择技术含量高、动力性好、自重相对较轻的底盘。

2. 专用装置的自重

后装压缩式垃圾车由于结构复杂,自重较大,在设计时应尽量采用新材料、新技术、新工艺。主要零部件采用高强度钢板,辅助件(如挡泥板、装饰件、盖板等) 采用比重较轻的注塑件。主要构件采用特殊加工工艺方法,如:车厢侧板及顶板采用数控折弯成弧形结构。受力构件采用局部加强法等,从而降低专用装置的重量。

2.2.4 垃圾压缩比的提高

压缩机构中刮板对垃圾的压强将直接影响垃圾的压缩比。当压强增大时，垃圾的压缩比将增大；反之则减小。因而在设计压缩机构时，应努力提高刮板的压强。影响刮板压强的因素主要有四个方面:

1.刮板的压缩面积根据使用场合、投料方式、垃圾投入量来确定，如能满足使用要求，刮板的面积应尽量小。

2.压缩油缸的安装形式应能充分利用油缸的最大能力，即在压缩垃圾过程中应使油缸无杆腔作用。

3.滑板与导轨的摩擦力将有助于提高垃圾压缩力。因而，在选取滑板滑块与导轨材料时应配对选取相对摩擦系数较小的材料；减小压缩油缸轴线与滑板导轨的夹角，以避免由于压缩油缸安装不当产生的扭力使N1 、N2增大；

减小压缩油缸轴线与滑块中心线的平行偏移量，假如油缸轴线上偏于滑块中心线，将增大N1 、N2的值，如轴线下偏于滑块中心线，将减小N1 、N2的值，但结构上很难布置，故通常将压缩油缸置于滑块中心线上。

4.压缩油缸与地面的水平夹角θ1越小，则压缩油缸的推力沿车厢长度方向的分力将越大，有利于垃圾填满整个车厢，提高垃圾压缩比。

2.2.5合理选择压缩机构液压控制方式

压缩机构的控制系统会直接影响液压系统的可靠性,因而合理选择压缩

机构液压控制方式将对后装压缩式垃圾车的性能起到至关重要的作用。滑动刮板式压缩机构工作步骤如图2-1

(a) 刮板开启（b）滑板下滑

（c）破碎搂起（d）压缩

图2-1滑动刮板式压缩机构图

1 .滑板 2.刮板 3.刮板油缸 4.滑板油缸

图2-2填装机构结构图

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