压缩式垃圾车压缩装置设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)

压缩式垃圾车压缩装置设计毕业设计(论文)(编辑修改稿)内容摘要：

轴转动。 垃圾从装填机构后端的入口处倒入其内 ,并由压缩机构进行压缩 ,将垃圾推入车厢压实。 车厢前端装有油缸驱动的卸料机构。 卸出垃圾时 ,首先由举升油缸将装填机构举起 ,车厢后部呈敞开状 ， 然后由卸料机构将垃圾推出车厢。 装填准备阶段 （ 1）垃圾倾倒机构在双作用液压缸的作用下，倒入装填器。 （ 2）刮板油缸在换向阀的作用下换向收缩，刮板逆时针转动，刮板转至上止点后，（） 大学机械工程学院 13 回转到位。 （ 3）刮板回转到位后，滑板油缸在换向阀的作用下换向伸出，方向与滑板的斜向下的倾角一致。 在滑板油缸带动滑块向下运动到上止点时停止，到此为止准备阶段结束。 装填压缩阶段 （ 4）刮板油缸在换向阀的作用下换向伸出，刮板顺时针转动，开始装填箱内的垃圾清扫动作。 将垃圾从进料口扒入垃圾箱，并将垃圾初步压缩，当垃圾顺时针转动到下止点后，停止运动。 （ 5）换向阀换向，滑板上升。 进料口较 小，滑板上升时，垃圾受到进料口的挤压，垃圾通过后，产生了被研碎的效果。 滑板油缸运动到带动滑块即刮板向上运动到下止点时，刮板回到初始位置，这样，装填机构完成一次循环。 （ 6）推板的支撑点设在车厢的前端，而垃圾推卸完毕后的位置在垃圾箱的后端，运动行程很长，推卸力有很大，用单极缸无法完成这一任务。 这里采用斜置式的多级缸直接驱动，既可配合刮板进行双向压缩，又可实现垃圾的迅速推卸。 当垃圾从进料口进入垃圾箱后，推板位于垃圾箱的后端。 由于推板油缸的回油路上存在一个背压阀，利用小孔节流原理实现对油路的节流作用，一方面防止推 板迅速后退，另一方面形成对推板的推力，实现对垃圾的二次压缩。 卸料准备及卸料阶段： （ 7）锁紧油缸换向阀换向，油缸收缩，锁钩脱离锁孔。 装填器举升油缸换向阀换向，装填器上扬。 油缸回油路上设有一个单向阀，作为安全保护元件。 油缸继续运动到下止点后停止，上扬动作结束。 （ 8）推板油缸开控制阀换向，油缸开始克服垃圾所受到的摩擦将垃圾推出箱体外，知道完全推出，垃圾的卸料过程结束。 下一次循环的准备阶段： （ 9）装填机构油缸在换向阀的作用下换向，在回油路上也安装有背压阀，以确保装填机构下降的速度不至于过快。 油缸运动下止 点，装填器两侧板与垃圾箱的两侧板合缝。 （ 10）锁紧油缸在换向阀的作用下换向伸长，知道油缸运动到上止点，锁钩钩进锁孔内，密封动作完成。 到此为止，装填、压缩及卸料整个一个工作循环完成。 装填机构原理 （） 大学机械工程学院 14 图 装填机构 由刮板、滑板、装填器、滑板油缸、刮板油缸及其他固定连接部件组成。 主要性能是装入垃圾并进行压缩，配合卸料机构卸料，密封。 2． 3 提升机构原理 图 提升机构 垃圾桶的提升只要求在一定角度内转动，所以不要求提升机构作整周的运动，符合这（） 大学机械工程学院 15 种要求的是双摇杆机构。 因此，提升机构的运动由 电机来带动是不理想的，这里采用的是一个双作用油缸来完成整个动作。 底盘上的发动机的运动有变速箱传到液压系统的取力器，带动液压油泵，带动双作用油缸，由油缸带动双摇杆机构的摆臂，实现垃圾桶的往复运动。 当双作用缸完全缩回的时候，垃圾桶处于初始位置（地上）；当双作用缸完全伸出时，垃圾桶处于终了位置，即垃圾完全倒进的位置。 当提升机构在倾倒垃圾的过程中，装填机构的运动已经在进行。 锁紧机构的运动是之前进行的，将在方案选择中进一步说明。 本章小结 通过对比分析，确定了压缩垃圾车的工作原理 车厢固定在底盘车架上 , 装填机 构位于车厢后部 ， 其上角与车厢铰接 ， 可由举升油缸驱动绕铰接轴转动。 垃圾从装填机构后端的入口处倒入其内 ,并由压缩机构进行压缩 ,将垃圾推入车厢压实。 车厢前端装有油缸驱动的卸料机构。 卸出垃圾时 ,首先由举升油缸将装填机构举起 ,车厢后部呈敞开状 ， 然后由卸料机构将垃圾推出车厢。 （） 大学机械工程学院 16 第三 章 压缩式垃圾车压缩装置参数设计 装填角 后装压缩式垃圾车能否达到设计的装载质量，两个最关键的因素分别是：刮板压缩机构的压缩能力和卸料机构的反向挤压力，对于一辆垃圾压缩车来说，其压缩效果的好与坏，是评价后装垃圾压缩车装载质量以及工作 性能的重要指标。 图 装填角 要达到这样的效果，就要改善装填装置，其中最重要的一个因素就是对装填角进行合理的设计。 使垃圾在进入厢体时所受到的压缩力接近水平方向，并保证箱体内的垃圾盛满的情况下还能继续将垃圾压入厢体内，这样，箱内垃圾的压缩比也会有所增加。 装填角的示意图如图 所示，  为垃圾的装填角， 1 为垃圾箱尾端的安装角， 2 为滑板 导轨线与厢体尾端安装斜面的夹角， 12  装填角设计合理的情况下，可保证被压缩的垃圾在进入厢体的时 候受到的刮板的推挤力的水平分量尽可能大，从而使压实的效果达到最佳。 因此，装填角的设计在整车设计中至关重要。 目前，国内后装压缩式垃圾车的装填角的取值大多为比较设计和经验设计，仿照国外同类设备数据，取值在 39176。 到 60176。 之间。 本文采用基于 ADAMS 的装填角度仿真分析研究。 （） 大学机械工程学院 17 ADAMS运动仿真 软件简介 ADAMS 软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创 建完全参数化的 机械系统 几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力 曲线。 ADAMS 软件的仿真可用于预测 机械系统 的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。 ADAMS 一方面是虚拟样机分析的 应用软件 ，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统 进行静力学、运动学和动力学分析。 另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。 ADAMS 软件有两种 操作系统 的版本： UNIX 版和 Windows NT/20xx 版 Adams 是全球运用最为广泛的 机械系统 仿真软件 ，用户可以利用 Adams 在计算机上建立和测试虚拟样机，实现事实再现仿真，了解复杂 机械系统设计 的运动性能。 MD Adams（ MD 代表多学科）是在企业级 MSC SimEnterprise 仿真环境中与 MD Nastran 相互补充，提供了对于复杂的高级工程分析的完整的仿真环境， SimEnterprise 是当今最为完整的集成仿真和分析技术。 MD Adams 的发布完全支持运动 结构耦合仿真，与 MD Nastran 的双向集成可以释放便利地将 Adams 的模型输出到 Nastran 进行更为详细的 NVH 分析或应力恢复，继而进行寿命 /损伤计算。 MD Adams/Car 应用 MD Adams/Car，技术团队可以快速建立和测试整车和子系统的功能化虚拟样车。 这可以帮助在车辆研发过程中节省时间、降低费 用和风险，提升新车设计的品质。 通过 MD Adams/Car 的仿真环境，汽车工程师们可以在 虚拟环境 中对于不同的路面、不同 实际条件反复测试他们的设计，从而得到满意的结果。 MD Adams/Car 包含许多的功能模块用于多学科仿真。 Multidiscipline Value 多学科价值 多学科的价值在于大大地拓广了数字分析的能力， MSC 的 MD 技术是优化的涵盖跨学科 /多学科的集成，可以充分利用现有的高性能计算技术解决大量大规模的问题。 多学科技术聚焦于提升仿真效率、保证设计初期设计的有效性、提升品质、加速产品投放市场。 1. 新的在线帮助系统以及 PDF 格式文件，方便打印 在 MD Adams 中， 引入了一套新的电子在线帮助系统。 MD Adams 和 （） 大学机械工程学院 18 MD Adams/Car 的用户可以使用整个帮助系统。 在帮助系统的目录表中，按照模块进行组织，更方便信息的查找和搜索。 对 MD Adams/View 中的命令语言，新加帮助，对 MD Adams/Vibration 模块新加了新的理论手册。 为方便打印，帮助文档提供了所有帮助文档的PDF 格式。 2. 输出线形模型可用在 NASTRAN 中进行进一步的振动性能分析 MD Adams/Vibration 的一个新功能就是 Adams2Nastran 功能，该功能可以输出线形模型，用于在 NASTRAN 中进行进一步的振动性能分析。 此功能将线性化后的 ADAMS 模型封装为 Nastran 的 DMIG 输入形式。 一旦输出完成，用户能够利用 NASTRAN 强 大的频响分析的功能，对系统进行精确的 NVH 分析和较高频域范围内系统的响应分析。 3. 在 3D 接触分析中，用于处理球体新的分析方法 当模型中存在 3D 的球体接触碰撞时，为了得到更为精确的结果，加强了接触计算的算法，即使用真实的几何来代表球体。 同旧的将球体表面用小平面表示的方法相比，这种算法解算的速度明显加快。 例如，如右图所示的滚珠轴承模型，解算的速度提高 倍。 这种算法的另一个好处是接触载荷计算的精度提高。 右图所示的 曲线 图显示旧的算法 （黑色曲线）和新的算法 （红色曲线）所得到的接触载荷的区别所在。 仿真数据分析 将模型转化为 parasolid 格式，最后导入到 ADAMS 中，建立了压缩式垃圾车的虚拟样机模型。 模型含有垃圾体与装填箱接触、垃圾体与挡板接触、垃圾体与滑板接触、垃圾体与刮板接触，并建立左右挡板垃圾体为一种既有弹性又有塑性的材料，但 ADAMS 一般只能创建刚性模型，因此，在这里用垃圾球代替垃圾体，建模时将球的质量和密度等参数设定为垃圾的特性参数即可。 下面对垃圾球在 45176。 ~60176。 范围内进行仿真，从而确定出装填角的具体数值。 （） 大学机械工程学院 19 图 39176。 时的水平挤压曲线 图 42176。 时的水平挤压曲线 图 45176。 时的水平挤压曲线 （） 大学机械工程学院 20 图 57176。 时的水平挤压曲线 图 60176。 时的水平挤压曲线 由图可知， 45176。 时 的挡板所受到的挤压力是最大的。 各个机构油缸参数 动力分析是分析工作机构在运动过程中的受力情况，也就是分析分析液压缸或液压马达的负载情况，并绘制相应的负载循环图（ Ft）。 工作机构作直线运动时，液压缸所要克服的负载为 ： ife FFFF  式中： Fe— 工作负载； Ff— 摩擦负载； （） 大学机械工程学院 21 Fi— 惯性负载； 1）翻斗油缸 估算翻斗支架质量 m1 为 30Kg，每桶垃圾的质量 m2 为 80Kg，滑动摩擦系数  为。  gmF e N )()( 1  Nf FmF  N 0iF N 其总负载为 18 832 2  gmFFFF ife N。 对总负载放 大留余量，则取 100KN。 20010001002000 5 10 15t/sF/KN 图 翻斗油缸负载循环图 2）滑板油缸 估算滑板支架质量 m1 为 125Kg，刮板质量 m2 为 50Kg，滑动摩擦系数  为。 12  gmF e N，  Nf FF  N， 0iF N， 其总负载 18 012  gmFFFF ife N， 对总负载放大留余量，则取 100KN。 1501005000 5 10 15 20 25 30t/sF/KN 图 滑板油缸负载循环图 （） 大学机械工程学院 22 刮板油缸 刮板质量 m1 为 50Kg，滑动摩擦系数  为。  gmF e N  FNFf  N 0iF N 对推板和刮板作受力分析。 LxF背压FL 图 压缩装置受力分析图 垃圾在填装挤压过程中，在滑板挤压力 FL 作用下，受压垃圾向左方移动，与此同时，厢壁作用在垃圾上的摩擦力 Ff1 方向 与垃圾移动方向相反，其大小为： xfpSFf。