長安微型密封式垃圾車的設計【5張CAD圖紙+PDF圖】

喜歡這套資料就充值下載吧。。。資源目錄里展示的都可在線預覽哦。。。下載后都有，，請放心下載，，文件全都包含在內(nèi)，，【有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763】 ==========================================喜歡這套資料就充值下載吧。。。資源目錄里展示的都可在線預覽哦。。。下載后都有，，請放心下載，，文件全都包含在內(nèi)，，【有疑問咨詢QQ:414951605 或 1304139763】 ==========================================

SY-025-BY-5 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 填表日期 年 月 日 迄今已進行 周剩余 周 學生姓名 李龍生 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程07-5班 指導教師姓名 呂德剛 職稱 講師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 長安微型密封式垃圾車的設計 指 導 教 師 填 寫 畢業(yè) 設計 （論文）工作 進度 已完成主要內(nèi)容 待完成主要內(nèi)容 　 存在問題及努力方向 學生簽字： 指導教師 意 見 　 指導教師簽字： 年 月 日 教研室 意 見 教研室主任簽字： 年 月 日 SY-025-BY-2 畢業(yè)設計（論文）任務書 學生姓名 李龍生 系部 汽車與交通 工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-6 指導教師姓名 呂德剛 職稱 講師 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 長安微型密封式垃圾車的設計 一、設計（論文）目的、意義 垃圾處理工作是城市建設和管理的重要內(nèi)容，與人民生活密切相關。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人 民生活水平的提高，環(huán)衛(wèi)部門需處理的垃圾從數(shù)量到種類都日益增多。無疑，垃圾處理工作量將加大，這樣，垃圾處理的效率問題將是我們面對的一個重要問題。垃圾的處理包括垃圾的收集、運輸及最終處理，其中垃圾運輸是重要的一環(huán)，這不僅因為它的效率直接影響整個垃圾處理工作的效率，而且如運輸工具選擇不慎，會在運輸過程中產(chǎn)生泄漏、廢氣等污染，嚴重影響垃圾處理工作及城市環(huán)境。微型密封垃圾車由于結構簡單，工作穩(wěn)定，為完成上述工作創(chuàng)造了有利的條件。 二、設計（論文）內(nèi)容、技術要求（研究方法） （1）密封式垃圾車不同結構形式的比較； （2）對汽車二類底盤進行參數(shù)確定； （3）對車廂等主要部件進行設計； （4）對液壓舉升機構等部件進行設計； 外型尺寸: 3530×1450×1740 實際容積: 2-3立方 軸距: 2000mm 三、設計（論文）完成后應提交的成果 全部圖紙均要求計算機CAD繪圖；合計圖量A0 3張以上； 提交設計說明書1份，字數(shù)大于1.5萬字；符合規(guī)范要求； 四、設計（論文）進度安排 （1） 第1、2周 調(diào)研、資料收集，完成開題報告 （2） 第3周 對所收集的材料進行整理研究確定設計步驟與設計方法 （3） 第4周 根據(jù)參數(shù)進行車廂主要部件的設計和計算 （4） 第5-6周 液壓舉升機構設計 （5） 第7-10周 液壓舉升機構所能承受最大垃圾密度計算 （6） 第11-13周 使用電腦應用AUTOCAD進行零部件制圖并撰寫說明書完善設計內(nèi)容 （7） 第14周 完成主要設計，進行預答辯 五、主要參考資料 [1] 陳樹勛, 王海波, 應鴻烈. 拉臂式壓縮垃圾車車廂結構的有限元分析與優(yōu)化設計[J]. 裝備制造技術 , 2008, (04) [2] 陳樹勛. 壓縮垃圾車結構的載荷描述與優(yōu)化設計[J]. 機械工程學報 , 2008, (03) [3] 陳樹勛, 孫建熙, 裴少帥. 半掛式散裝水泥車結構分析與優(yōu)化設計[J]. 機械設計 , 2005, (07) 六、備注 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: 長安微型密封式垃圾車的設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛B07-6班 學 生 姓 名: 李龍生 導 師 姓 名: 呂德剛 開 題 時 間: 2011年3月10日 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 開題報告撰寫要求 一、“開題報告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題； 4. 技術路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 李龍生 系部 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛B07-6班 指導教師姓名 呂德剛 職稱 講師 從事 專業(yè) 汽車工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 長安微型密封式垃圾車的設計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 隨著我國城鎮(zhèn)一體化建設速度的加快，城市規(guī)模的擴大，人口數(shù)量的增多，城市生活垃圾也隨之日益增多，城市對垃圾運輸車的需求將越來越大。據(jù)我國環(huán)衛(wèi)信息網(wǎng)統(tǒng)計計算，目前我國城市垃圾年產(chǎn)量已達到1.4億噸，并以每年8%的速度增長。而與此同時，我國城市垃圾的搜集和運輸能力明顯不足，環(huán)衛(wèi)車輛的保有量遠遠未達到建設部《城鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生設施標準》CJJ 27-2005規(guī)定的2.5輛/萬人配置標準要求。目前城鎮(zhèn)居民人口3.75億，若按配置標準要求，保有量缺口達40%。而且現(xiàn)有車輛80%以上都在超負荷工作，遠遠滿足不了實際需要。由此，垃圾車的城市需求量每年都在13000輛以上，而且在逐年的遞增，國家經(jīng)濟發(fā)展快使得人們生活水平高了，在飲食，居住，出行方面要求趨向于健康化，對于環(huán)境也更加的重視了，以往對于生活垃圾的不在意導致的環(huán)境污染給人們帶來的不便，所以，現(xiàn)在人們開始重視環(huán)境的問題，致力于解決環(huán)境問題。眾所周知垃圾是污染環(huán)境的一個重要因素，例如不經(jīng)意扔掉的一次性飯盒會使土地惡化，生活垃圾的亂丟亂放，沒有相關處理的部門來解決這個問題就會導致環(huán)境污染而危害人類。中國是人口大國，城鎮(zhèn)人口巨大，所產(chǎn)生的生活垃圾很多，這些垃圾需要集中處理，而垃圾處理要遠離城市，這就涉及到了垃圾的運輸問題，傳統(tǒng)垃圾車沒有車廂上蓋，一些揮發(fā)性的垃圾會隨著空氣彌漫，發(fā)出難聞的氣味，流動垃圾會隨著傳統(tǒng)垃圾車的運輸遺漏在運輸途中，造成二次污染，垃圾處理率降低。隨著人們環(huán)境保護意識的增強，城市品位的提升，必然會對垃圾運輸車產(chǎn)品自身的環(huán)保度、檔次的要求越來越高。因此，高檔次、密封環(huán)保的垃圾運輸車將得到人們的青睞。所以我選擇此課題的目的正是因為垃圾密封化運輸車是國家政策導向和發(fā)展的迫切需要，城市密封式垃圾運輸車符合國家產(chǎn)業(yè)政策、切合市場需求。 目前全國大多數(shù)中小城市的生活垃圾大都是散裝散運，即使用普通自卸垃圾車的方式運輸方式，其機械化程度低，人工勞動強度大，運輸中的二次污染問題比較嚴重；且未經(jīng)壓縮的垃圾體積大重量輕，運輸效率低，需配備更多的車輛和人員，越來越不適應現(xiàn)代化城市發(fā)展的需求。而我所選課題為長安微型密封式垃圾車從密封性能上看可有效地減少垃圾的二次污染，達到了垃圾車自身環(huán)保的要求。從整車結構上看，長安密封式垃圾車結構緊湊，同時，在二類底盤的基礎上加載密封式車廂，車廂底部增加液壓舉升機構，可輕松地實現(xiàn)垃圾的自卸自動化，有效地提高了使用效率。從車身體積上看，整車為長安微型卡車改造，使用性能和整車經(jīng)濟性都相當不錯，適合大眾化，由于是微型，可用于城市生活垃圾運輸。從使用價值上看，城市自裝卸式垃圾運輸車是與垃圾壓縮站配套使用具有高效收集、轉運垃圾的城市環(huán)衛(wèi)專用車輛。從車廂的形式上看，由于是密封式車廂，在垃圾收集、轉運過程中可避免沿途撒漏而造成的二次污染，是城市環(huán)衛(wèi)工作的理想設備。從有關部門的認定上看，密封式垃圾車是國家專用汽車規(guī)劃重點發(fā)展方向之一，所以微型密封式垃圾車的發(fā)展發(fā)展非常的好。對比傳統(tǒng)的垃圾車，新型密封式垃圾車具有機械化程度大，人工勞動力小，運輸效率高等優(yōu)點。從其人們對于這種密封式垃圾車的需求量上看，隨著這些城市化進程的推進，其對新型垃圾車的潛在需求十分巨大。所以說，新型環(huán)保垃圾車的需求呈上升趨勢，而我所研究的課題“長安微型密封式垃圾運輸車”正是滿足這種需求，整車采用了輕量化設計，提高了中轉清運垃圾的功能，具有一次裝載運輸量大和密閉運輸?shù)奶攸c。液壓系統(tǒng)與車廂體聯(lián)接，安全可靠，并可防止垃圾飄散、異味及污水外溢所造成的城市及街道的二次污染。而且該車具有自裝自卸功能，不需要專門的起重設備，能夠減輕環(huán)衛(wèi)工人勞動強度，改善勞動條件，是一種安全、節(jié)能、環(huán)保型專用垃圾運輸車,必將為人們所喜歡。 垃圾運輸和處理不僅僅在我國是重要的任務在國外也是必不可少的一項任務，發(fā)達國家對于垃圾的運輸和處理問題更加自動化，在歐洲一些發(fā)達國家，垃圾車已經(jīng)成為了城市的另一道風景線，新型密封式垃圾車可裝載垃圾量大，配以優(yōu)良的汽車底盤適合長距離運輸垃圾，在國外是城鄉(xiāng)環(huán)保事業(yè)的最佳選擇。追溯歐洲國家垃圾車的發(fā)展歷史，早在汽車發(fā)明之前就出現(xiàn)過垃圾車了，那是以馬車加一個收集箱組成，是垃圾車的原型，汽車出現(xiàn)以后，這種形式被延續(xù)，上個世紀的二三十年代，人們利用卡車的空壓機，衍生出啟動輔助功能，使垃圾車在運輸中進入了全封閉的狀態(tài)。二戰(zhàn)之后，德國出現(xiàn)了ZOELLER公司，發(fā)明了垃圾桶提升機，并且在普通的卡車上進行改造，添加了液壓系統(tǒng)，使垃圾車的水平顯著提高。隨著德國的發(fā)展，垃圾車的功能越來越多，相比我國垃圾車的發(fā)展，我國現(xiàn)在處于發(fā)展中階段，農(nóng)村人口比率較大，導致了城鄉(xiāng)之間的衛(wèi)生條件差異較大。此外，城鎮(zhèn)與鄉(xiāng)村的距離過遠，導致鄉(xiāng)村垃圾不容易運輸?shù)匠擎?zhèn)集體處理，通常隨意找個地方就丟棄了，這就導致了環(huán)境污染。城市中雖然有明確的垃圾分類，但分類并不徹底，垃圾混裝現(xiàn)象還是比較嚴重，對普通的垃圾車腐蝕比較嚴重，嚴重減少了垃圾車的使用壽命。目前來看，垃圾車的造價比較貴，導致我國垃圾車保有率不高，所以現(xiàn)在我國需要研發(fā)出多種類的垃圾車供環(huán)衛(wèi)部門選擇，降低垃圾車的造價，提升保有率。 目前我國很多廠家已經(jīng)開始自主研發(fā)和生產(chǎn)新型的垃圾車，例如長安密封式垃圾車，形式分為全密封式、上滑蓋式三種，采用液壓控制系統(tǒng)使操作變得十分方便，輕松卸下車廂內(nèi)垃圾，該車的特點是適合大量裝卸垃圾，適合人工或配合裝載機聯(lián)合作業(yè)，大量運輸，同時充分提高了車輛的運輸能力，密封性能好，可防止運輸途中的二次污染，適用于城建、城市街道及大型廠礦部門運載各種垃圾，亦可運輸灰、砂、石、土等散裝建筑材料，也可以在礦山或煤礦中運送礦石或煤。這種垃圾車整車質(zhì)量車身采用了輕量化設計，提高了中轉清運垃圾的功能，具有一次裝載運輸量大和密閉運輸?shù)奶攸c。液壓系統(tǒng)與車廂體聯(lián)接，安全可靠，并可防止垃圾飄散、異味及污水外溢所造成的城市及街道的二次污染，運輸率高，成本低，而且該車具有自裝自卸功能，不需要專門的起重設備，能夠減輕環(huán)衛(wèi)工人勞動強度，改善勞動條件是城市生活垃圾運輸?shù)淖罴堰x擇。是一種安全、節(jié)能、環(huán)保型垃圾專用運輸車，具有較大的市場發(fā)展空間，而且對我國城市垃圾運輸有著巨大的意義。 二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 設計基本內(nèi)容： 1. 長安微型密封式垃圾車的總體布置設計 2. 底盤的選擇 3. 密封式車廂的設計 4. 液壓舉升機構等部件的設計 整車性能分析 1. 解決的主要問題： 2. 底盤的選擇 3. 車廂的密封性 4. 液壓缸選擇 三、技術路線（研究方法） 通過網(wǎng)上搜索、圖書閱覽電子資料搜集相關標準、規(guī)范 選擇底盤，確定整車的總體結構 設計車廂的結構形式，舉升機構的結構形式確定車廂等主要部件和舉升機構部件的設計 使用AUTOCAD軟件完成零部件制圖初步完成設計 初步審核，查找不足之處，修改設計方案 再次復核，最終確定方案，完成整車設計 四、進度安排 （1） 第1、2周 調(diào)研、資料收集，完成開題報告 （2） 第3周 對所收集的材料進行整理研究確定設計步驟與設計方法 （3） 第4周 根據(jù)參數(shù)進行車廂主要部件的設計和計算 （4） 第5-6周 液壓舉升機構設計 （5） 第7-10周 液壓舉升機構所能承受最大垃圾密度計算 （6） 第11-13周 使用電腦應用AUTOCAD進行零部件制圖并撰寫說明書完善設計內(nèi)容 （7） 第14周 完成主要設計，進行預答辯 五、參考文獻 [1] 劉哲義,何明輝.專用汽車構造[M] .武漢工業(yè)大學出版社,1994. [2] 余志生,汽車理論[M] . 北京：機械工程出版社,2006. [3] 徐達,蔣崇賢.專用汽車構造與設計[M]. 北京理工大學出版社,1998. [4] 陳家瑞. 汽車構造（第二版）[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,2005 [5] 蔡興旺. 汽車構造與原理[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,2004 [6] Nigel Driffield. Inward Investment and Host Country Market Structure: The Case of the UK[J].
Review of Industrial Organization , Jun,2001,(4) [7] Jonathan Welsh.? Why Cars Got Angry. ?The Wall Street Journal ,2006,(3) [8] Nick Hull. Interpreting the Faces of Cars. Cardesignnews , 2007,(7) [9] 陳樹勛, 王海波, 應鴻烈. 拉臂式壓縮垃圾車車廂結構的有限元分析與優(yōu)化設計[J]. 裝備制造計術 2008, (04). [10] 陳樹勛. 壓縮垃圾車結構的載荷描述與優(yōu)化設計[J]. 機械工程學報 , 2008, (03) [11] 陳樹勛, 孫建熙, 裴少帥. 半掛式散裝水泥車結構分析與優(yōu)化設計[J]. 機械設計 , 2005, (07) [12] 明平順.汽車運輸專用車輛[M] .北京：人民交通出版社,1996. [13] 中國汽車工程學會專用車分會.專用汽車發(fā)展狀況回顧與展望 (摘要) [J],專用汽車，2005 (5) [14] 崔增輝,王租德.專用汽車發(fā)展趨勢研究[J] . 汽車工業(yè)研究,2006 (3). [15] 張海鷹.3201Z型自卸車舉升機構設計及力學分析[J] .市政技術,2004 (1).22-25. [16] 徐達,陸錦榮.專用汽車工作裝置原理與設計計算[M].北京：北京理工大學出版社,2002.9. [17] 劉敏杰,劉聚德.幾種舉升機構的機構與性能分析[J].專用汽車,1999.2:29-48. 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 本科學生畢業(yè)設計 長安微型密封式垃圾車設計 系部名稱： 汽車工程系 專業(yè)班級： 車輛B07-6班 學生姓名： 李龍生 指導教師： 呂德剛 職 稱： 講 師 黑 龍 江 工 程 學 院 二○一一年六月 The Graduation Design for Bachelor's Degree Changan miniature Sealed the garbageTruck's design Candidate：Li Long sheng Specialty：Cars and Traffic Engineering Institute Class：B07-6 Supervisor：Lecturer Lv Degang Heilongjiang Institute of Technology 2011-06·Harbin 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 摘 要 隨著我國城鎮(zhèn)一體化建設速度的加快，城市規(guī)模的擴大，人口數(shù)量的增多，城市生活垃圾也隨之日益增多，城市對垃圾運輸車的需求將越來越大。據(jù)我國環(huán)衛(wèi)信息網(wǎng)統(tǒng)計計算，目前我國城市垃圾年產(chǎn)量已達到1.4億噸，并以每年8%的速度增長。而與此同時，我國城市垃圾的搜集和運輸能力明顯不足，環(huán)衛(wèi)車輛的保有量遠遠未達到建設部《城鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生設施標準》CJJ 27-2005規(guī)定的2.5輛/萬人配置標準要求。目前城鎮(zhèn)居民人口3.75億，若按配置標準要求，保有量缺口達40%，但現(xiàn)有車輛80%以上都在超負荷工作，滿足不了實際需要。由此，垃圾車的城市需求量每年都在13000輛以上，而且在逐年的遞增，課題所涉及的密封式垃圾車屬于新型專用汽車以其自身環(huán)保性好已經(jīng)在我國已經(jīng)得到廣泛的應用。 文中介紹了微型密封式垃圾車的設計說明，敘述了在設計過程中出現(xiàn)的問題和解決方法，對于不同結構的密封式垃圾車進行比較，合理選用二類底盤，并設計了密封式車廂以及液壓舉升機構，選用正確的液壓缸來保證舉升機構正常行。 關鍵詞：微型密封式垃圾車；密封車廂；專用汽車；液壓舉升；自卸 46 ABSTRACT With China's urban integration to speed up, and the expansion of city scale, population increase, city life rubbish also subsequently increasing and cities on the garbage truck needs will become greater and greater. According to China's environmental sanitation information nets statistical analysis and calculation of urban garbage, at present our country has reached 1.4 million tons annual, and with growing at 8 per cent a year. Meanwhile, China's urban garbage collection and transportation capacity is obviously deficiencies, sanitation vehicle quantities are far from reach construction ministry "urban environment, sanitation standards" CJJ 27-2005 2.5 car/million prescribed standards. Allocation Now urban population, if 375m according to standard requirements, quantities gap, but current vehicles a 40 percent more than 80% are overworked, cannot satisfy the actual needs. Thus, the city garbage every year in demand, and in more than 13,000 car increasing year by year, subject involves the sealed truck belongs to the new special vehicle to its own environmental protection in our country has good have widely application. This paper introduces the design of miniature sealed truck that describes in the design process on the problems and solutions, for different structure comparison, garbage sealed-bid rational selection, and design a second chassis sealed carriage and hydraulic lifting mechanism, choose the correct hydraulic cylinder to ensure the normal operation of lifting mechanism. Keywords: Miniature Sealed Truck; Sealed Carriage; Special Vehicle; Hydraulic Lifter;Tipping 目 錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1微型密封式垃圾車設計的意義和目的 1 1.1.1微型密封式垃圾車的設計意義 1 1.1.2微型密封式垃圾車的設計目的 1 1.2微型密封式垃圾車的研究現(xiàn)狀與發(fā)展 1 1.2.2微型密封式垃圾車的發(fā)展前景 1 1.3密封式垃圾車不同結構形式的比較 2 1.4 設計主要內(nèi)容 2 第2章 長安微型密封式垃圾車的總體設計 4 2.1整車主要參數(shù)的確定 4 2.1.1尺寸參數(shù) 4 2.1.2二類底盤的選擇以及參數(shù)的確定 4 2.2 車廂的總體設計及質(zhì)量參數(shù)確定 5 2.2.1車廂的尺寸確定 5 2.2.2整車質(zhì)量參數(shù)確定 5 2.2.3車廂承載最大垃圾密度 6 2.3副車架的計算 6 2.3.1 縱梁彎曲應力計算 6 2.3.2局部扭轉應力計算 8 2.3.3 車架扭轉時縱梁應力計算 8 2.3.4 車架載荷分析 8 2.3.5車架彎曲強度的計算 9 2.3.6 車架扭轉應力的計算 12 第3章 液壓舉升機構設計 16 3.1 舉升機構設計思路 16 3.2 初步設計 16 3.3舉升機構結構型式的分類及特點 16 3.4舉升機構型式的分析與選擇 18 3.5舉升機構的具體設計 18 3.5.1確定舉升安全系數(shù)確、定車箱的轉軸點、舉升點 18 3.5.2油缸安裝位置的選擇 19 3.5.3 車廂舉升點計算 19 3.5.4 最大舉升角的確定 20 3.5.5油缸總行程L的確定 20 3.5.6連桿組合式舉升機構計算 21 3.6 液壓缸的選擇 26 3.7 車廂加強設計 29 3.8 舉升機構設計小結 29 第4章 取力器的選取 30 4.1 概述 30 4.2取力器的類型及其特點 30 4.3取力器的選取 31 4.4取力器的安裝方式 32 4.5取力器的輸出連接 32 第5章 整車性能分析 34 5.1 概述 34 5.2 汽車動力性能分析 34 5.2.1 基本參數(shù)確定 34 5.2.2 汽車的行駛方程式 35 5.2.3 汽車最高車速的確定 38 5.3燃油經(jīng)濟性計算 40 5.4 整車軸荷分配計算 41 5.5 整車穩(wěn)定性分析 41 5.5.1 穩(wěn)定性分析內(nèi)容 41 5.5.2 空載質(zhì)心高度的計算 41 5.5.3 空載側傾角的計算及最小轉彎直徑的計算 41 5.6 小結 42 結論 44 參考文獻 45 致謝 47 附錄 48 第1章 緒 論 1.1微型密封式垃圾車設計的意義和目的 1.1.1微型密封式垃圾車的設計意義 垃圾處理工作是城市建設和管理的重要內(nèi)容，與人民生活密切相關。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)衛(wèi)部門需處理的垃圾從數(shù)量到種類都日益增多。無疑，垃圾處理工作量將加大，這樣，垃圾處理的效率問題將是我們面對的一個重要問題。垃圾的處理包括垃圾的收集、運輸及最終處理，其中垃圾運輸是重要的一環(huán)，這不僅因為它的效率直接影響整個垃圾處理工作的效率，而且如運輸工具選擇不慎，會在運輸過程中產(chǎn)生泄漏、廢氣等污染，嚴重影響垃圾處理工作及城市環(huán)境。微型密封垃圾車由于結構簡單，工作穩(wěn)定，為完成上述工作創(chuàng)造了有利的條件。 1.1.2微型密封式垃圾車的設計目的 目前全國大多數(shù)中小城市的生活垃圾大都是散裝散運，即使用普通自卸垃圾車的運輸方式，其機械化程度低，人工勞動強度大，運輸中的二次污染問題比較嚴重，垃圾體積大重量輕，運輸效率低，需配備更多的車輛和人員，越來越不適應現(xiàn)代化城市發(fā)展的需求。所以，密封式垃圾車的設計目的就是能夠減輕環(huán)衛(wèi)工人勞動強度，改善勞動條件，解決垃圾在運輸過程中的二次污染。 1.2微型密封式垃圾車的研究現(xiàn)狀與發(fā)展 我國目前有很多種類的垃圾車，例如自卸式垃圾車，壓縮式垃圾車，擺臂式垃圾車，但多數(shù)垃圾車并不具備密封功能，而且多數(shù)垃圾車較大，在垃圾運輸中顯得比較笨拙，由于沒有良好的密封性，垃圾在運輸過程中很容易造成二次污染。微型密封式垃圾車的設計在我國已開展很長時間了，我國很多廠家已經(jīng)開始自主研發(fā)和生產(chǎn)新型的垃圾車，例如長安密封式垃圾車，形式分為全密封式、上滑蓋式三種，采用液壓控制系統(tǒng)使操作變得十分方便，輕松卸下車廂內(nèi)垃圾，該車的特點是適合大量裝卸垃圾，適合人工或配合裝載機聯(lián)合作業(yè)，大量運輸，同時充分提高了車輛的運輸能力，密封性能好，可防止運輸途中的二次污染，適用于城建、城市街道及大型廠礦部門運載各種垃圾，亦可運輸灰、砂、石、土等散裝建筑材料，也可以在礦山或煤礦中運送礦石或煤。 1.2.2微型密封式垃圾車的發(fā)展前景 隨著科學的快速發(fā)展，汽車工業(yè)也隨之壯大，原來笨重的汽車已不多見，現(xiàn)代人們都追求汽車的“迷你”也就是汽車的微型化，微型汽車較原來的汽車首先是車形上的改觀，微型汽車相比傳統(tǒng)汽車十分的小，同時賦予其容易使用的特點；其次是微型車的燃油經(jīng)濟性，相比傳統(tǒng)汽車，微型汽車耗油量小，燃油經(jīng)濟性能提高?，F(xiàn)在的人們經(jīng)濟水平大大提高，豐富的物質(zhì)生活導致了生活垃圾日益增多，如果不能及時處理就會導致環(huán)境污染危害人類，而垃圾需要遠離城市集中處理，所以人們設計了垃圾車來運輸垃圾，建立了垃圾處理點來處理垃圾，但是，這種傳統(tǒng)意義上的垃圾車只能起到運輸垃圾的作用，在運輸垃圾的過程中無法避免垃圾的外漏和飄散，鑒于這種情況，研發(fā)了密封式的垃圾車，有效地減少了垃圾運輸過程中的二次污染，但是這種密封式垃圾車車型較大，使用不方便，所以現(xiàn)在需要一種微型密封式的垃圾車來取代傳統(tǒng)的密封式垃圾車，這種垃圾車整車質(zhì)量車身采用了輕量化設計，提高了中轉清運垃圾的功能，具有一次裝載運輸量大和密閉運輸?shù)奶攸c。液壓系統(tǒng)與車廂體聯(lián)接，安全可靠，并可防止垃圾飄散、異味及污水外溢所造成的城市及街道的二次污染，運輸率高，成本低，而且該車具有自裝自卸功能，不需要專門的起重設備，能夠減輕環(huán)衛(wèi)工人勞動強度，改善勞動條件是城市生活垃圾運輸?shù)淖罴堰x擇。是一種安全、節(jié)能、環(huán)保型垃圾專用運輸車，具有較大的市場發(fā)展空間，而且對我國城市垃圾運輸有著巨大的意義。 1.3密封式垃圾車不同結構形式的比較 密封式垃圾車有多種結構形式，常見的有：壓縮式垃圾車；擺臂式垃圾車；自卸式垃圾車。 下面分析不同結構形式密封式垃圾車 ①壓縮式垃圾車：這種垃圾車是裝備有液壓舉升機構和尾部填塞器，能將垃圾自行裝入、轉運和傾斜的專用自卸汽車，主要用于收集，轉運袋裝生活垃圾。其特點為：能壓縮、破碎垃圾，增大裝載質(zhì)量。經(jīng)壓縮，可將密度為的生后垃圾壓縮到密度為。 ②擺臂式垃圾車：該車裝備有可回轉的其中臂，車斗或集裝垃圾選調(diào)在起重擺臂上，隨起重擺臂回轉、起落，實現(xiàn)垃圾自裝自卸。其特點為：擺臂裝置可以使集裝垃圾箱與汽車的主體分離，實現(xiàn)垃圾箱的自裝卸；擺臂可以使車廂傾翻來自卸垃圾。 1.4 設計主要內(nèi)容 微型密封式垃圾車主要設計的是密封式車廂的結構和液壓舉升機構。其中，車廂的設計包括：車廂尺寸參數(shù)的確定、車廂材質(zhì)的選擇以及車廂內(nèi)壁的防腐處理。液壓舉升機構的設計包括：液壓缸的選擇、舉升機構結構形式選擇、液壓油泵選擇、舉升機構的優(yōu)化設計、整車性能分析。 第2章 長安微型密封式垃圾車的總體設計 2.1整車主要參數(shù)的確定 2.1.1尺寸參數(shù) (1)外廓尺寸 外廓尺寸指的是整車的長、寬、高，由所選的汽車底盤及工作裝置決定，但最大尺寸需要滿足法規(guī)要求。在我國GB1589-93《汽車外廓尺寸的界限》中有明確的規(guī)定。我所設計的長安微型密封式垃圾車根據(jù)其底盤可知該車外形尺寸為：長3530mm，寬1450mm，高1740mm。 (2)軸距 軸距影響到車輛的總長，最小轉向直徑、縱向通過半徑、軸荷分配。綜合設計考慮微型密封式垃圾車軸距選用2000mm。 (3)輪距 輪距影響整車的總寬，橫向通過半徑、轉向時的通道寬度以及車輛的橫向穩(wěn)定性，所以輪距要與車寬相適應，設計的微型密封式垃圾車了的輪距為1200mm左右。 (4)前、后懸 汽車的前、后懸直接影響汽車的接近角和離去角，一般要求在25°以上，最少不 小于20°。所設計汽車需滿足車輛接近角和軸荷分配的要求；后懸應滿足車輛離去角和軸荷分配的要求。確定微型密封式垃圾車的前懸為805mm，后懸為715mm。 2.1.2二類底盤的選擇以及參數(shù)的確定 (1)底盤的選擇 根據(jù)設計要求的外形尺寸選用長安SC1016AA30F底盤作為密封式垃圾車的底盤。 (2)底盤參數(shù) 表一 底盤參數(shù) 類型 依據(jù)標準 軸數(shù) 軸距 輪胎數(shù) 二類 GB-18352-2001 2 2000mm 4 整車外廓 規(guī)格 長 寬 高 SC1016AA30F 底盤參數(shù) 3500mm 1400mm 1715mm 汽車輪距 規(guī)格 前 后 總質(zhì)量 整備質(zhì)量 1215mm 1200mm 1390kg 565kg 前排乘客數(shù) 前懸 后懸 接近角 離去角 2 805mm 695mm 28.4 33 發(fā)動機型號 功率 最高車速 輪胎規(guī)格 彈簧片數(shù) JL462Q3 29kw 94km/h 145R12LT /5 2.2 車廂的總體設計及質(zhì)量參數(shù)確定 2.2.1車廂的尺寸確定 已知車廂的容積為2-3m3，根據(jù)外廓尺寸： 確定密封車廂的尺寸。同時，為了保證良好的密封性能確定密封車廂設計為矩形。初步確定車廂尺寸為長：2279mm：寬：1350mm：高：1027mm。 表二 車廂尺寸 車廂長度/mm 2279mm 車廂寬度/mm 1350mm 車廂高度/mm 1027mm 普通自卸車車廂多數(shù)為矩形，鋼板的厚度多為底8邊4前4后5(mm)由于所涉及的車廂為矩形，所以可選用廂頂與廂底厚度為8mm前端厚度為4mm，后端厚度為5mm。 (2.1) 車廂體積，規(guī)定車廂容積為，而滿足規(guī)定，故車廂尺寸滿足要求。 2.2.2整車質(zhì)量參數(shù)確定 自卸式垃圾車整車整備質(zhì)量是指裝備齊全、加夠燃料、液壓油和冷卻液的空車質(zhì)量。它一般是二類底盤整備質(zhì)量與改裝部分質(zhì)量的總和，是自卸式垃圾車總體設計的重要設計參數(shù)之一。 自卸式垃圾車總質(zhì)量是指裝備齊全，包括駕駛員，并按規(guī)定裝滿貨物的質(zhì)量。其值可按下式確定 (2.2) 式中—自卸式垃圾車總質(zhì)量(kg)； —自卸式垃圾車整車整備質(zhì)量(kg)； —裝載質(zhì)量(kg)； —駕駛員質(zhì)量(kg)，按65kg／人計算。 自卸式垃圾車質(zhì)量利用系數(shù)是指裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量之比該系數(shù)是一項評價汽車設計、制造水平的綜合性指標。因此，新車型設計時，就應力求采用新工藝、新材料、新技術，不斷減輕汽車自身質(zhì)量，提高汽車性能。通常由二類貨車底盤改裝的自卸式垃圾車(<15t)質(zhì)量利用系數(shù)略低于原貨車的質(zhì)量利用系數(shù)，國產(chǎn)自卸式垃圾車的質(zhì)量利用系數(shù)1.O～1.5，國外自卸式垃圾車的質(zhì)量利用系數(shù)l.3～2.0。 自卸式垃圾車的質(zhì)心位置是指滿載或空載時整車質(zhì)量中心位置。自卸式垃圾車的質(zhì)心位置對使用性能(例如汽車的制動性、操縱穩(wěn)定性等)影響很大。因此，自卸式垃圾車總體設計時應盡量使質(zhì)心位置接近原貨車的質(zhì)心位置。根據(jù)二類底盤SC1016AA30F的參數(shù)確定所設計的長安微型密封式垃圾車質(zhì)量參數(shù)為： (2.3) 由表一知：ma=1390kg 即 又 即 即能裝載的最大質(zhì)量為945kg。 2.2.3車廂承載最大垃圾密度 上述計算說明車廂所能承載的最大質(zhì)量為945kg而在車廂設計中得知車廂體積3所以即車廂所能承載最大垃圾密度為315。 2.3副車架的計算 2.3.1 縱梁彎曲應力計算 彎矩M可用彎矩差法或多邊形法求得。對于載重汽車，可假定空車簧上重量Gs均布在縱梁全長上，載重Ge均布在車箱中，空車時簧上負荷 (對4X2貨車可取=2)整備質(zhì)量。 圖2-1縱梁彎曲應力 由上圖得： (2.4) (2.5) a=625mm，b=800mm，=2800mm，L=4225mm，，，。 將已知量代入上式得： =6744.4N =1.24m =7352.03N.m 2.3.2局部扭轉應力計算 相鄰兩橫梁如果都同縱梁翼緣連接,扭矩T作用于該段縱梁的中點,則在開口斷面梁中扇性應力可按下式計算： (2.6) 式中 Iw—扇性慣性矩； W—扇性坐標； 對于槽形斷面 ? (2.7) 由材料力學表B-4熱軋槽鋼（GB/T-707-1988）查得 h=80mm,b=43mm,d=5.0mm,t=8.0mm 則mm 對于工字形斷面 2.3.3 車架扭轉時縱梁應力計算 如橫梁同縱梁翼緣相連，則在節(jié)點附近，縱梁的扇性應力： (2.8) 式中 E—彈性模量，對低碳鋼和16Mn鋼：E=2.06； —車架軸間扭角； L—軸距； 節(jié)點間距； a系數(shù)，當kL=0時，a=6；kL=1~2時，a=5.25。 車架扭轉時，縱梁還將出現(xiàn)彎曲應力，須和相加。 2.3.4 車架載荷分析 汽車靜止時，車架上只承受彈簧以上部分的載荷稱為靜載荷。汽車在行駛過程中，隨行駛條件(車速和路面情況)的變化，車架將主要承受對稱的垂直動載荷和斜對稱的動載荷。 ①對稱的垂直動載荷： 這種載荷是當汽車在平坦道路上以較高車速行駛時產(chǎn)生的，其值取決于作用在車架上的靜載荷及其在車架上的分布，還取決于靜載荷作用處的垂直加速度之值。這種動載荷會使車架產(chǎn)生彎曲變形。 ②斜對稱的動載荷： 當汽車在不平道路上行駛時，汽車的前后幾個車輪可能不在同一平面上，從而使車架連同車身一起歪斜，其值取決于道路不平坦的程度以及車身、車架和懸架的剛度。這種動載荷將會使車架產(chǎn)生扭轉變形。 由于汽車的結構復雜，使用工況多變，除了上述兩種主要載荷的作用外，汽車車架上還承受其他的一些載荷。如汽車加速或制動時會導致車架前后載荷的重新分配；汽車轉向時，慣性力將使車架受到側向力的作用。一般來說，車架主要損壞的疲勞裂紋起源于縱梁和橫梁邊緣處，然后向垂直于邊緣的方向擴展。在縱梁上的裂紋將迅速發(fā)展乃至全部斷裂，而橫梁上出現(xiàn)的裂紋則往往不再繼續(xù)發(fā)展或擴展得很緩慢。根據(jù)統(tǒng)計資料可知，車架的使用壽命主要取決于縱梁抗疲勞損傷的強度。因此，在評價車架的載荷性能時，主要應著眼于縱梁。 2.3.5車架彎曲強度的計算 由于結構的限制，車架必須滿足強度要求和結構設計要求。 ① 受力分析 為簡化計算，設計時做以下幾點假設： 1．縱梁為支撐在前后軸上的簡支梁 2．空車時簧載質(zhì)量均布在左、右縱梁的全長上． 3．所有作用力均通過截面的彎心(局部扭轉的影響忽略不計) 其中=413mm,=910mm,=906mm,=885mm,=835mm, 所以 ②彎矩的計算 總體設計中又知：車載質(zhì)量為=1500kg ，簧上整備質(zhì)量2000kg。 1．所以均布載荷集度q為： 圖2-2 車架載荷示圖 2．求支反力 由平衡方程得： 得： 把車架縱梁分為六段。如圖5-3所示： 圖2-3 縱梁分段受力示圖 當時： 剪力 彎矩 當時： 剪力 彎矩 當時： 剪力 彎矩 1. 變載面處的剪力和彎矩： 當時： 當時： 當時： 當時： 當時： 2. 求最大彎矩： 因為，所以當Q=0時，彎矩最大 即，時，彎矩最大 3.強度驗算： 實驗表明，當車速約40 km／h時，汽車在對稱的垂直動載工況下，其最大彎矩約為靜載荷下的3(卵石路)～4.7(農(nóng)村土路)倍，同時，考慮到動載荷作用下，車架處于受疲勞應力狀態(tài)，如取疲勞安全系數(shù)為1.15～1.4，可求得動載荷下的最大彎矩： 可用下式來校核縱梁的彎曲強度： (2.9) 式中： —— 縱梁的彎曲強度 —— 抗彎模量 如圖可知區(qū)域載面形狀和載面特性，即抗彎截面系數(shù)為： (2.10) ， (2.11) 比較車架全長上受力分析可知： 最大受力可能發(fā)生在最大彎矩處或變載面處，求兩點的受力值加以比較求出安全系數(shù)： (2.12) 其中為材料的屈服應力，取其值為345MPa 綜上所述：車架發(fā)生最大受力時，靜載安全系數(shù)不小于1.43， 按上式求得的彎曲應力不超過縱梁材料的疲勞極限。 2.3.6 車架扭轉應力的計算 ①受力分析： 簡化設計計算，假設牽引橫梁為一根前懸架梁，共有七根主橫梁，分別為前端橫梁，工具箱橫梁，三根方形橫梁，一根矩形橫梁和后端橫梁，間距分別為=413mm, =910mm, =906mm, =885mm, = 835mm, =280mm。反載荷均勻分布在縱 圖2-4 車架在反對稱載荷作用下的受扭情況簡圖 1—6為橫梁；a—e為縱梁的區(qū)段 圖2-4為車架在反對稱載荷作用下的受扭情況簡圖。作用在車架上的四個力R位于前后車輪軸線所在的橫向鉛垂平面內(nèi)。 ②求最大扭矩 這時各橫梁的扭轉角相等。此外，縱橫梁單位長度的扭轉角亦相等。由于扭轉角與扭矩T，扭轉剛度存在以下關系： (2.13) 式中：T——車架元件所受的扭矩，N·mm L——車架元件的長度，mm G——材料的剪切彈性模量，MPa ——車架元件橫斷面的極慣性矩， 因此，作用在車架元件上的扭矩與該元件的扭轉剛度成正比，故有 式中： ——橫梁1，2，…所受的扭矩； ——橫梁1，2，…橫斷面的極慣性矩； ——縱梁在1，2和1，2，…橫梁間所受的扭矩； ——縱梁在1，2和1，2，…橫梁間橫斷面的極慣性矩； 如果將車架由對稱平面處切開見圖5.8，則切掉的一半對尚存的一半的作用相當于在切口橫斷面上作用著扭矩和橫向力。對最右邊的橫梁1取力矩的平衡方程式，則有： (2.14) 由(5-11)式得：；；… ；；… ；… 將上式代入(2.12)，經(jīng)整理后得: (2.15) 式中：n——橫梁數(shù)為6； M——兩橫梁之間的縱梁區(qū)段數(shù)為5； C——車架寬為860mm； L——前后橋的距離為2800mm； 極慣性矩和抗扭截面系數(shù) 第3章 液壓舉升機構設計 3.1 舉升結構設計思路 自卸車舉升機構設計計算涉及油泵、油缸、安裝位置、起始舉升角、最大舉升角、回落角、舉升機構工作時間、油泵油缸液壓系統(tǒng)產(chǎn)生的舉升力計算和車箱系統(tǒng)實際所需的舉升力計算。合理的設計與計算對提高自卸車的安全性、經(jīng)濟性是十分重要的。 本節(jié)擬就設計計算中的一些問題作些探討。 3.2初步設計 初步設計大致分以下幾個步驟: 1.根據(jù)車箱尺寸、裝載質(zhì)量，初步確定舉升系統(tǒng)在車架、車箱上的各支點。 2.根據(jù)舉升質(zhì)量初步確定油缸、油泵的規(guī)格型號。 3.通過計算驗證所選用油缸、油泵以及各支點位置的合理性。 3.3舉升機構結構型式的分類及特點 自動倒泄垃圾結構上,現(xiàn)在廣泛采用液壓舉升機構。根據(jù)油缸與車廂底板的連接方式,常用的舉升機構可以分為直接推動式和連桿組合式兩大類，下面對于這兩類形式進行分析： ①直接推動式舉升機構： 油缸直接作用在車廂底板上的舉升機構稱為直接推動式舉升機構,簡稱直推式舉升機構。按舉升點在車廂底板下表面的位置,該類舉升機構又可分為油缸中置(圖1a)和油缸前置兩種型式。前者油缸支在車廂中部,油缸行程較小,油缸的舉升力較大,多采用雙缸雙柱式油缸。后者的油缸支在車廂前部,油缸的舉升力較小,油缸行程較大,一般用于重型自動倒泄垃圾結構上,油缸則通常采用多級伸縮油缸。 ②連桿組合式舉升機構： 油缸與車廂底板之間通過連桿機構相連接,此種舉升結構稱之為連桿組合式舉升機構。生產(chǎn)實踐表明,連桿組合式舉升機構具有很大的優(yōu)越性。近十幾年來,這種類型的舉升機構發(fā)展較快,已出現(xiàn)了多種型式。根據(jù)油缸的安裝特點,連桿組合式舉升機構又可分為油缸前推(后推)連桿放大式、油缸前推(后推)杠桿平衡式、油缸浮動等多種結構型式。下面對所述連桿式舉升機構的不同結構型式進行分析選?。? ⑴油缸前推連桿放大式(馬勒里式)舉升機構： 該種舉升機構通過三角板與車廂底板相連,車廂的舉升支點較靠近車廂的前部,故車廂受力狀況較好;當達到最大舉升角度時,油缸幾乎處于垂直狀態(tài),車廂上升到最高位置不易傾下,穩(wěn)定性好;油缸最大推力較小,油壓特性好。但整個機構較龐大,油缸在舉升過程中的擺角較大,工作行程也較大。 ⑵油缸前推杠桿平衡式舉升機構： 該種舉升機構通過拉桿與車廂底板相連,舉升支點較靠近車廂的前部,故車廂受力狀況較好;初始時拉桿幾乎是垂直頂起車廂,因此機構啟動性能好。但該機構三角形連桿的幾何尺寸較大,結構不緊湊;油缸擺角較大,工作行程較大,液壓管路不易布置。 ⑶油缸后推連桿放大式(加伍德式)舉升機： 該種舉升機構通過三角板與車底板相連推動車廂,啟動性能較好,并能承受較的偏置載荷;舉升支點在車廂幾何中心附近,車受力狀況較好。但該機構舉升力系數(shù)較大,工作率較低。 ⑷油缸后推杠桿平衡式舉升機構： 該種舉升機構的油缸下鉸點、三角板的固定鉸點、車廂翻轉鉸點幾乎均勻分布在副車架上,減少了車架后部的集中載荷;同時,這種三點支承方式有利于改善機構的整體橫向剛性。舉升過程中油缸擺角小,機構的工作效率也較高,但機構舉升力系數(shù)較大,使相同舉升質(zhì)量所需舉升力較其他舉升機構大。 ⑸油缸浮動式舉升機構： 該種機構油缸的一端直接與車廂底板相連,另一端不是固定在車架上,而是可以隨著車廂的翻轉而運動,故稱為油缸浮動式舉升機構該機構的拉桿也與車廂底板直接相連,舉升支點較靠近車廂的前部,故車廂受力狀況較好,工作效率較高。但該機構幾何尺寸較大,結構不緊湊;舉升過程中油缸擺角較大,使得液壓管路難于布置。連桿組合式舉升機構中,油缸后推式以結構緊湊、油缸擺角小等特點優(yōu)于油缸前推式和油缸浮動式舉升機構,而舉升力較大的缺點則可通過減小舉升質(zhì)量得到一定程度的彌補,故較適合用于中、輕型自動倒泄垃圾結構。例如,QDZ3130型7t級自動倒泄垃圾結構上采用的油缸后推連桿放大式舉升機構就是一種較為典型的油缸后推式舉升機構。該類舉升機構中的另一種型式——油缸后推杠桿平衡式舉升機構也適合用于中、輕型自動倒泄垃圾結構。 3.4舉升機構型式的分析與選擇 在上一章中已經(jīng)對直推式和連桿式液壓舉升機構進行分析，通過分析可知油缸前推式舉升機構具有舉升力系數(shù)小的優(yōu)點,較適用于中、重型自動倒泄垃圾結構,如青島專用自卸車制造廠生產(chǎn)的9 t級QD362型自動倒泄垃圾結構就采用了油缸前推連桿放大式舉升機構。油缸前推式中的杠桿平衡式舉升機構也常用于10~20t級的自動倒泄垃圾結構。油缸浮動式舉升機構具有油缸行程短,機構效率高等優(yōu)點,通常用于雙后橋重型自動倒泄垃圾結構的改裝。該機械現(xiàn)已用在斯太爾QDZ3320S型20t級自動倒泄垃圾結構上。 連桿組合式舉升機構中,油缸后推式以結構緊湊、油缸擺角小等特點優(yōu)于油缸前推式和油缸浮動式舉升機構,而舉升力較大的缺點則可通過減小舉升質(zhì)量得到一定程度的彌補,故較適合用于中、輕型自動倒泄垃圾結構。例如, QDZ3130型7 t級自動倒泄垃圾結構上采用的油缸后推連桿放大式舉升機構就是一種較為典型的油缸后推式舉升機構。該類舉升機構中的另一種型式——油缸后推杠桿平衡式舉升機構也適合用于中、輕型自動倒泄垃圾結構。 從以上的分析可以看出,舉升機構的每一種結構型式都各有利弊。在具體設計時,應因車制宜,合理選用。直推式舉升機構結構簡單,較易于設計。但由于是油缸直接頂起車廂,為了達到一定的舉升角度,往往需采用多級油缸,而為了提高整車的穩(wěn)定性,又常采用雙油缸結構。這樣易導致油缸泄漏或雙缸不同步,進而造成車廂舉升受力不均。目前,該類舉升機構主要用于重型自動倒泄垃圾結構。故本設計中采用連桿式舉升機構結構。通過上述分析比較,可見: 1.直推式舉升機構主要用于重型或有側傾要求的自動倒泄垃圾結構。 2.油缸前推式舉升機構通常用于中、重型自動倒泄垃圾結構。 3.油缸后推式舉升機構適合用于中、輕型自動倒泄垃圾結構。 4.油缸浮動式舉升機構通常用于重型自動倒泄垃圾結構。 在選擇舉升機構時,應從裝載質(zhì)量、油缸行程、機構效率、管路的布置以及經(jīng)濟效益等各方面綜合考慮,采用合適的舉升機構,最大限度地提高自動倒泄垃圾結構的工作性能。 3.5具體設計過程 3.5.1確定舉升安全系數(shù)確、定車箱的轉軸點、舉升點 自卸車設計時應考慮到最惡劣的裝卸條件，因有些物質(zhì)的安息角在靜止或運動情況下都大于450，舉升安全系數(shù)應在裝載質(zhì)量的3倍以上，即舉升安全系數(shù)應大于3。 車廂的轉軸點、舉升點必須處在一個合理的位置，以確保在舉升過程和運輸途中安全平穩(wěn)，一般的選擇如下圖所示(特殊型自卸車除外)。 圖3.5.1 3.5.2油缸安裝位置的選擇 油泵的選擇要能滿足在規(guī)定的時間液壓油充滿油缸體積和達到油缸支承質(zhì)壓力，但不能超過油缸額定理論推力。安裝位置主要指油缸安裝點到轉軸位置，如圖3.5.2所示 圖3.5.2 圖中h的確定就是所提的安裝位置的確定又牽涉最大舉升角、起始舉升角,止回落角(具體計算參看后面的計算方法)。 3.5.3車箱舉升支點計算 車箱自身質(zhì)量和裝載質(zhì)量均勻，舉及其力如圖所示，為轉軸支耳焊接于底板骨架上。由圖3.5.3可以看出: G總=G自+G載 (3.1) 圖3.5.3 式中:G總為總的舉升力，N G自為車箱自身質(zhì)量，kg G載—裝載質(zhì)量，kg 根據(jù)杠桿原理所得，距離越短，舉升力越大。油缸選擇長度可縮短，但初舉升和舉升過程中不穩(wěn)定，選擇5/8L左右的距離值較為合適，可作為設計中參考，后以計算為準。 3.5.4最大舉升角的確定 確定車廂最大舉升角的依據(jù)是傾卸貨物的安息角。常見貨物的安息角如表所列: 常見貨物的安息角 物料 煤 焦炭 鐵礦石 細砂 安息角 27°～45° 50° 40°～45° 30°～45° 物料 粗砂 石灰石 粘土 水泥 安息角 50° 40°～45° 50° 40°～50° 設計時要滿足車廂的最大舉升角大于貨物安息角，才能保證把車廂內(nèi)的貨物卸凈。此外，在最大舉升角。時，車廂后欄板與地面須保持一定的間距H，為了避免車廂傾卸時與底盤縱梁后端發(fā)生運動干涉，故必須大于零。設計時，自動倒泄垃圾結構車廂最大舉升角可在50°～60°之間選取。對于本設計中的自卸車，在這里可以參照普通自卸車的最大舉升角選取其最大舉升角為50°。 3.5.5油缸總行程L的確定 總行程L應滿足最大舉升角的設計要求。總行程L可以根據(jù)余弦定理解出。即： (3.2) 根據(jù)油缸總行程L進而求的或選定伸縮油缸的單節(jié)伸縮工作行程l或伸縮油缸的節(jié)數(shù)n，通常個單節(jié)工作行程是相等的。油缸總行程L或伸縮油缸的節(jié)數(shù)n可參照同類油缸單節(jié)伸縮工作行程的大小、同時考慮伸縮油缸產(chǎn)品的系列化、標準化以及總部置所允許油缸占用的空間等因數(shù)來確定或選取油缸的型號。 本設計中為16870.5㎜ 為1987.5㎜ 為55° 將上述設計中的數(shù)據(jù)代入公式計算得L=1716.8㎜，現(xiàn)初步選定單節(jié)伸縮工作行程為429㎜。 3.5.6連桿組合式舉升機構計算 在3.3中已知連桿組合式舉升機構設計的兩種主要結構形式為后推連桿組合式舉升機構和前推連桿組合式舉升機構。 后推連桿組合式舉升機構又稱D式(或稱加伍德式)舉升機構。它具有后鉸支軸反力較小、舉升力系數(shù)大、活塞行程短、舉升臂放大系數(shù)大等優(yōu)點。前推連桿組合式舉升機構又稱T式(或稱馬勒里式)舉升機構。它具有省力、液壓缸最大推力較小、油壓特性好、液壓系統(tǒng)壓力p隨舉升角變化平緩等優(yōu)點。但是，它也有液壓缸擺角大、液壓缸行程大等缺點。 對裝載質(zhì)量4～8t的自卸式垃圾車，通常采用后推連桿組臺式舉升機構；而裝載質(zhì)量為10～20t的自卸式垃圾車，則多采用前推連桿組合式舉升機構。由于后推連桿組合式舉升機構與前推連桿組合式舉升機構設計的方法和過程相同，因此這里僅以前推連桿組合式舉升機構為倒介紹連桿組合式舉升機構的設計方法，并結合一個具體實例，給出每一步參數(shù)的選擇范圍，所設計的自卸車的主要技術參數(shù)在第二章中所示。 前推連桿組合式舉升機構及工作原理如圖1、圖2所示。該機構主要由舉升液壓缸EB、拉桿AD和三角臂ABC構成。點O是車廂與副粱的鉸接點。工作時液壓缸充油，使液壓缸EB伸長，三角臂ABC和拉桿AD隨著轉動并升高，舉升車廂，使其繞點0傾翻；貨物卸完后，車廂靠自重復位。舉引機構在初始位置所占據(jù)的空間愈小愈好，以保證機構緊湊，各構件不發(fā)生運動干涉，可協(xié)調(diào)運轉。 圖1 前推連桿組臺式舉升機構 1-三角臂2-液壓缸3-拉桿 圖2前推連桿組合式舉升機構工作原理 前推連桿組合式舉升機構計算分為兩個步驟: 第一步：用作圖法初選各鉸支點的坐標以及各構件的幾何尺寸。 (1)車廂與副車架鉸支點0的確定 車廂后鉸支點O應盡量靠近車架大梁的尾端。已知車廂副梁高180mm，長1135mm，兼顧結構安排空間，取水平方向離車廂副梁尾端200mm、垂直方向離副梁下沿90mm處作為車廂后鉸支點，并以車廂后鉸支點作為連桿運動的坐標原點(0，0)。軸平行于副梁的上平面，指向汽車前方。 (2)車廂放平時舉升機構與車廂前鉸支點的確定 車廂前鉸支點的坐標可按經(jīng)驗公式計算。式中，為液壓缸最大工作行程，參考同類車型液壓缸型號，初選液壓缸自由長度=600mm，最大有效工作行程= 240mm, 為車廂最大舉升角，根據(jù)車廂傾卸動作要求和所運物料的安息角，選??；R為經(jīng)驗系數(shù)，根據(jù)尺寸選取=175因此: ，考慮結構安排，。 點的垂直方向應盡量靠近車廂底面，充分利用車廂底部空間，減少液壓缸下支點沉入副粱中的深度。確定距車廂底扳的距離為83mm，已知底板縱粱商180mm，因此點坐標為(840,184)。 (3)液壓缸與副梁鉸支點E的確定 由于液壓缸具有相當大的尺寸，以及開始舉升時，為減少液壓缸的工作壓力，液壓缸必須具有一定數(shù)值的傾斜角，因此，E點相對O點的垂直距離由結構允許的最小值確定，=-14mm。E點z軸坐標由經(jīng)驗公式求得： 根據(jù)結構安排，令為892，則E點坐標為(892，-14)。 (4)車廂放平時三角臂中支點坐標和長度的確定 點即液壓缸上支點。車廂放平時，點應盡量靠近車廂底面，要充分利用上部空間，從而減少液壓缸下支點E沉入副梁中的深度。過點作線，使該線與軸夾角。為結構允許的拉桿與副車架鉸支點D的最高位置，一般>0。取=175mm。再以E為圓心，為半徑畫孤交線于點。連，即為液壓缸中心線在舉升角時的位置。點坐標為(3530，94)，。 (5)車廂放平時拉桿與三角臂鉸接點的確定 連接，并將繞點向上轉50°角轉到點。以為圓心，為半徑畫弧，再以E為圓心，以液壓缸自由長度與最大有效工作行程之和為半徑畫弧，兩弧交于B點，連接EB和BC，作,一般(6°～8°)，又以為頂點，為邊，作，根據(jù)結構允許尺寸，取，連接，，由此確定點的坐標為(3615，-152)，即和分別為和時三角架所處的位置。 (6)拉桿與副梁鉸接點D及拉桿長度的確定 已知所作的垂直平分線交線于D點，調(diào)整D點位置使為整數(shù)，最后確定D點坐標為(2170，75)。拉桿長度=1480mm。 用作圖法初選出各鉸支點位置后，需要對不同舉升角作運動軌跡校核。如果出現(xiàn)點至車廂底板距離小于點至車廂底板距離的情況，則應加大線與軸平行線的夾角的數(shù)值，重新計算各鉸支點參數(shù)值。 第二步：令自變量在0～之間變化，將作圖法的結果代入并用解析法解出一系列液壓缸推力和拉桿的拉力，然后進行比較，選取最大液壓缸推力和拉桿的拉力作為設計液壓系統(tǒng)壓力和拉桿強度計算的依據(jù)，如圖3所示，坐標原點0點為車廂后鉸支點。點、、、為舉升角為零度時三角臂三頂點及液壓缸下鉸支點的位置，它們的坐標值已由第一步得出；點、、為舉升角為任意角時的三角臂三頂點。D是拉桿AD的后鉸支點。其坐標值也由第一步得出。為為零度車廂滿載時質(zhì)心，根據(jù)自卸車結構參數(shù)，可得坐標(1664，879)。 圖3前推連桿組合式舉升機構的受力分析 當舉升角為時，點(三角臂與車廂底部鉸支點)坐標和為： 當舉升角為時，A點坐標值和為： 當舉升角為時，點坐標值和為： 當舉升角為任意角時，舉升質(zhì)量質(zhì)心G點坐標和為： 考慮到機構在初始位置時車廂內(nèi)貨物最多，阻力矩也最大，車廂啟動時又有慣性阻力作用，此時液壓缸推力較大。因此，下面以初始位置為例對液壓缸推力和拉桿掙力的計算過程進行分析 在舉升角=0°時，直線和直線的方程分別為 (3.3) (3.4) 和交點的坐標可以通過聯(lián)立求解式(4-15)和式(4-16)求解，即得=2821,=28。 在舉升角=0°時，點O至直線的距離為 (3.5) 取車廂作為分離體，根據(jù)力矩平衡得 式中——被舉升的重力(N)； ——作用在直線方向的力(N)。 在舉升角=0°時，點至直線的距離為 在舉升角=0°時，點至直線的距離為 取三角臂為分離體，根據(jù)力矩平衡，得 式中，——對應任意舉升角=0°時的液壓缸推力(N)。 在舉升角=0°時,點至直線的距離為 在舉升角=0°時，點至直線的距離為: 取三角臂為分離體，根據(jù)力矩平衡，得: 3.6液壓缸的選擇 自動倒泄垃圾結構用多級液壓缸有TG、TMG和TSG三個系列。其中TG系列為單位用式、TMG系列為末級雙作用式、TSG系列為雙作用式多級液壓缸。適用于工程及礦山用自動倒泄垃圾結構和特種車輛車廂的后卸、側卸和三向卸。 （1）型號說明 4 TG-E 150×1500 EQ ①② ③ ④ ⑤ ⑥ ①伸出級數(shù)：4級 ②液壓缸型式 　TG----單作用式多級液壓缸 　TMG----末級雙作用式多級液壓缸 　TSG----雙作用式多級液壓缸 ③壓力級 E---16Mpa ④伸出套筒最大外徑（mm） ⑤總行程（mm） ⑥安裝方式EQ----上端球鉸，下端耳環(huán)；EE----兩端耳環(huán)；QQ----兩端球鉸；ZQ----上端秋鉸，中部耳軸。 (2)性能參數(shù) 多級液壓缸的套筒(柱塞)外徑分別為60,80,100,120,150,180和210mm共七種；伸出級數(shù)為2～6級；單級行程125～1500mm共16個行程等級(符合國家標準GB2349-80)額定壓力16Mpa。 TG系列多級液壓缸性能參數(shù) 型號 級數(shù) 單級行程 總行程 安裝中心距范圍 全伸后中心距 *TG-E*×*QQ 3 300～500 900～1500 525～740 1425～2240 *TG-E*×*EE 2～5 160～300 320～1500 340～495 660 ～1990 2～6 750～1500 1400～7200 1040～1950 2440～9150 3 400～630 1200～1890 670～940 1870～2830 2～6 700～1500 1400～7200 1060～1980 2460～9180 *TG-E*×*ZQ 2～5 160～300 320～1500 125～160 445～1660 *TG-E*×*EQ 2～6 700～1500 1400～7200 1050～1960 2450～9160 *TG-E*×*QQ 3 300～630 900～1890 650～1010 1550～2900 *TG-E*×*EE 2～3 400～800 800～2400 760～1350 1560～3750 根據(jù)上表選定液壓缸為3TG-1170-EE,該液壓缸全伸夠中心距為1700 mm，安裝中心距為530.其三級行程分別為400 mm、385 mm、385 mm。 油缸舉升力P的確定自卸車的油缸舉升力必須保證最大舉升質(zhì)量時所需的舉升力矩。 油缸推力P對貨箱翻轉中心產(chǎn)生的舉升力矩Mp與舉升總質(zhì)量m對翻轉中心的阻力矩Mw應取得平衡。即： (3.6) 則油缸舉升力矩： (3.7) 而最大舉升阻力矩： (3.8) 故油缸舉升力： (3.9) 式中： ----舉升總質(zhì)量，為最大裝載質(zhì)量和貨箱之和 ----質(zhì)心至翻轉中心的水平坐標 ----油缸中心與底座的夾角，在舉升過程中它為變量，因此油缸舉升力也隨之成為變量。 上述質(zhì)心至翻轉軸中心的水平坐標是歲車廂舉升角變化而變化的函數(shù)。實際上，在舉升開始階段由于各鉸鏈支點靜摩擦力矩較大，所以車廂的最大阻力矩發(fā)生在車廂即將被舉起時刻，為最大值，此時的P為最大值。 對直推式舉升機構進行受力分析和設計計算時，還應考慮力矩比，即當任意一節(jié)伸縮油缸套筒將要伸出時，舉伸機構提供的舉伸力矩與阻力矩之比。 油缸直徑的確定： 油缸推力與第一節(jié)油缸直徑的關系為： (3.10) 式中：p----液壓系統(tǒng)工作壓力，Mpa 本設計中液壓工作系統(tǒng)的壓力為10 Mpa。 可求得第一節(jié)油缸的最小直徑： (3.11) (3.12) 按上式計算出各級油缸的最小直徑和各界油缸的舉升力。 在本設計中，，再結合上述表格的標準，代入上述公式計算可以得到三節(jié)的油缸直徑分別為100 mm、80 mm、60 mm。各級推力分別為： 。 3.7 車廂加強及鉸鏈機構的設計 根據(jù)經(jīng)驗，往往把車廂設計成裝有加強筋的鋼板式結構，車廂是用于裝載和傾卸貨物。它一般是由前欄板、左右側欄板，典型后傾式車廂結構的底板橫剖面呈矩形。為避免裝載時物料下落碰壞駕駛室頂孟，通常在車廂前欄板加做向上前方延伸的防護擋板；車廂底板固定在車廂底架之上，車廂的側欄板、前后欄板外側面通常布置有加強筋以保證車廂的牢固。座的結構形式鉸鏈座的底板有6個為M13的螺栓孔，底板的厚度為10毫米，兩側支座的高度為78毫米，厚和寬分別為20、32毫米?？讖降臉藴逝c銷的直徑相符合。銷的結構和尺寸都是由機械手冊查得，均有相關標準。 3.8舉升機構設計小結 舉升機構是自動倒泄垃圾結構的重要工作系統(tǒng)之一,其設計質(zhì)量直接影響自動倒泄垃圾結構的使用性能。隨著自動倒泄垃圾結構產(chǎn)品技術的發(fā)展,舉升機構的結構型式也不斷增多。若能將不同類型的舉升機構其各自的特點配備到與之相適應的自動倒泄垃圾結構則無論是自動倒泄垃圾結構的工作性能,還是舉升機構的使用效率,都會得到很大的改善。  第4章 取力器的選取