环卫压缩式垃圾车总体设计及刮板机构设计开题报告

 2022-01-07 21:17:06

全文总字数:16186字

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1研究目的

随着社会的发展,人们产生的垃圾也多样化,同时垃圾产生的数量也较大。人们日常生活和城市工业制造等所制造的垃圾也和人口数量成正比所增加。垃圾作为一种重要的物质循环的重要环节,需要被有效、清洁且有序的被回收从而达到改善人类环境、优化城市面貌和维持可持续化发展的目的。目前垃圾的回收过程主要分为以下流程。先是通过家庭回收或者工厂垃圾积累将垃圾有序的收集在相应地点的垃圾桶中,然后由垃圾车进行收集,在将垃圾打包和分类以后运送到相关的工厂进行材料的重复利用或者出口到海外。

其中垃圾车是不可缺少的一环,在集中运输垃圾起到至关重要的作用。而又由于我国人口众多,是生活垃圾产生的大国。目前我国每年城市生活垃圾产生量已经超过2亿吨,县城垃圾产生量大约0.7亿吨,估计农村生活垃圾产生量在1.3亿吨以上。因此,我国每年的生活垃圾产生量已超过4亿吨[2]。并且由于我国社会经济的逐年发展,“垃圾围城”、“垃圾上山下乡”现象频发,城乡生活垃圾污染问题已经严重的影响到了中国的可持续发展道路[3]。本文将专注于垃圾车刮板的设计,重点分析目前市面垃圾车刮板所具有的特点,并选择其中一种刮板进行相应的尺寸和结构设计。此外,在刮板的改造之上进行相匹配的总体布置的设计。

1.2研究意义

由于随着人们生活水平的提高,和城市建设的规模的不断扩张。人们产生的生活垃圾的成分与过去相比发生了较大的变化。其中,垃圾的密度有下降的趋势,而其中的有机成分逐渐增多,与此同时垃圾的可压缩性增加[12]。

垃圾车不仅可以解决城市的垃圾问题还可以有效的缓解清洁环卫部门的压力。其具有装载能力强、密封效果好、二次污染少,处理垃圾成本低、自动化程度高等特点[4]。更是在一定程度上达到了促进经济发展的目的。而其中,后装压缩式垃圾车则是将各种散装形式的垃圾在经过装填机构进行破碎、压缩后填入车厢。根据研究表示,日常生活垃圾是一种力学形式很不确定的混合物质 [5]。所以对垃圾车的刮板的设计就很重要,需要合理的结构从而保证受力不超过最大限度。本文研究的垃圾车刮板和其相应的总体布置,将为该领域的制造业提供一定有意义的制造和创新的思路,更是为了城市环卫和世界环境做出一份贡献。

1.3国内外研究现状

1.3.1国外研究现状

在国外,压缩式垃圾车根据装卸机构的安装位置的不同可以细分为前装式、侧装式、后装式以及车厢与车体可分离等多种形式的垃圾车[6]。

国外的垃圾车制造企业主要有:英国特伯格梅特(TerbergMatec)公司、丹尼斯依格(Dennis Eagle)公司、吉圣柯诺巴(Gessink Norba)以及黑尔(Heil)公司等[7]。下面主要介绍英国特伯格梅特(Terberg Matec)和美国黑尔(Heil)的两个公司。

特伯格梅特是国外比较著名的垃圾车制造公司。根据数据截止到2017年为止,主要生产了ABUV型垃圾收集车、Toploader型垃圾收集车、ABP Toploader型垃圾车以及Kerbside型垃圾车。ABUV型垃圾车属于小型垃圾收集车,它可以与360L的垃圾桶配合使用,而它的最主要的特点就是具有在启动和终止时具有缓冲功能,可以在工作过程中有效的避免对垃圾桶和垃圾车的损坏;Toploader型垃圾收集车的装载量相比于ABUV型更大,更是可以匹配1280L的垃圾桶进行垃圾收集的工作,同时它的最显著有点就是可以同时收集两个垃圾桶的垃圾,从而大大的提高了工作的效率减小了工作时间;ABP Toploader型垃圾车的装载量相比于上述两种型号的垃圾车更大,甚至可以装载需要的牛羊这种动物;Kerbside型垃圾车是到2017年为止欧洲使用比较广泛的路边垃圾收集车[8]。

美国的黑尔(Heil)公司研发生产的垃圾车,其特点是在装备有侧装机构的同时拥有后装机构,可以完成对两种不同类型的垃圾进行收集,而且两者没有干涉和冲突。而这两种装配垃圾的仓库也是相对独立的,可以在一定的程度上提高垃圾的压缩比,增大可收容的垃圾量[9]。

综上所诉,国外的垃圾车生产技术以及非常先进,而垃圾桶的提升部分也由机器进行自动化运动,从而驾驶员无需出驾驶室就能实现垃圾收集的全部工作,方便且高效。

1.3.2国内研究现状

我国市场上的压缩式垃圾车主要是按照有效容积而进行分类的,它们分别为6.5m、10m、12.5m、20m等,它们各自队形的有效载质量分别为3吨、5吨、8吨、12吨。而这些容量的垃圾车所运用的主要原理完全相同,主要由“垃圾箱、填装器、填压机构、卸料机构、上料机构、液压电控系统等构成”。目前国内主要生产压缩式垃圾车的厂家有:中联重科、福建龙马、北汽福田、航天晨光、青岛中集等。

很多生产企业不仅持续提高压缩式垃圾车的研发标准外,还对解决车辆在运输过程中的二次污染问题做了深入调查、研究和实验。其中,为了防止垃圾车运输垃圾的图中散发臭味,提高了对车辆的蜜蜂性能要求;为了提高车辆的装载量,在保证车辆可靠性的前提下进行了轻量化的设计。此外,各个厂家也深入与垃圾车的辅助功能,如中联重科所生产的ZLJ5160ZYSE5型垃圾车就增加了车载称重功能、作业监控功能等;而福建龙马生产的FLM5070ZYSQ5车型则设计了整体塑料护照,提高了产品的外表可观性。

综上所述,国内的压缩式垃圾车不仅在产品性能、功能等方面有很大提高,在外观方面也有明显进步。但是就目前的水平和国外的先进技术相比,我国生产的垃圾车的功能和性能相对落后[7],但是我国垃圾车行业发展迅速,在各大垃圾车生产厂家中具有一席之地。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

一.后装式垃圾车刮板操纵系统仿真研究

二.装填机构的工作过程

三.刮板部分的力学模型和受力情况

四.垃圾车刮板运动过程中可能与垃圾进行的干涉和异常状况

五.后装式垃圾车刮板的尺寸设计

六.后装式垃圾车刮板与整车的布置和相对位置

2.2设计的目标

垃圾车主要运用于运输各种垃圾,尤其适用于处理在小区中的生活垃圾。垃圾车的诞生和发展对于城市来说是一种伟大的创造。由于城市的人口集中,每天将产生数量可观的垃圾。但是由于城市的土地资源有限,及时的处理垃圾而避免垃圾的长时间堆放是很重要的。

而垃圾车的产生对垃圾的处理系统具有重大意义,垃圾压缩能够降低对垃圾的运输费用[13]。本文研究的目的,就是要通过在不断的受力分析的实验的尝试中,在相关软件如ANSYS、CATIA的运动学分析的基础上,运用唯一变量的实验方法和图像分析的手段,来解决在设计过程中遇到的刮板与整车的干涉问题和刮板收集和压缩垃圾过程中的受力变化过大的问题,最终达到一个较合理的后装式垃圾车刮板的尺寸设计、结构设计和相对应的整车布置设计。

2.3拟采用的技术方案和措施

一.文献研究法:搜集和整理相关的研究资料,为研究做准备。

二.比较分析法:比较国内外的垃圾车刮板布置和结构,并比较垃圾车和其他型车辆的相似结构,从而进行类比和设计。

三.唯一变量实验法:在设计的过程中,在初步设计完成后,在相关软件如CATIA,SOLIDWORKS等上,只改变某一长度或角度数据,反复进行受力分析,直到获得一个较为合理的结果。

总体来说,就是主要以传统的文献检索手段为主,辅以数据库网络、非研究性网站视频等手段,开展资源调查。随后利用相关软件对所设计的模型的细节进调试和修整。

2.4参考文献

[1]章正刚. 后装压缩式垃圾车设计与分析研究[D].长沙理工大学,2012.

[2]张一刚.固体废物处理处置技术问答.化学工业出版社,2016,48(6):26-28.

[3]Xinmi Y E,KatsuhikoO,Kuniyasu K.Impact of food waste disposers on the generation rate andcharacteristic of municipal solid waste.Journal of Material Cycles and WasteManagemen.2010,4:17-24.

[4]李崇明,万淑敏,崔弘,等. 压缩式垃圾车推板有限元分析[J] .环境卫生工程,2005, 13( 4) :43-45.

[5]继斌.基于AMESim垃圾车刮板操纵系统仿真研究[J].专用汽车,2009(11):53-55.

[6]张后亮,徐白晓. 欧洲经典的厨余垃圾收集车[J]. 专用汽车,2010(5):43-45.

[7]朱倩. 侧装压缩式垃圾车执行机构的设计与研究[D].山东科技大学,2017.

[8]肖海波. 基于PLC的餐余垃圾车投排料控制系统的设计及实现[D]. 湖南大学,2011.

[9]Zhang X L, De-Feng W U.Kinematic Simulation and Analysis of Double Pendulum Rod Angel AmplificationMechanism Based on SolidWorks[J]. Mechanical ResearchApplication,2014.

[10]中国路面机械网,中联重科ZLJ5160TCAE4餐厨垃圾收运及处理图片。网站:https://zj.lmjx.net/lajiche/zoomlion/zlj5160tcae4/photo/.查看时间:2020.03.03.

[11]湖北欣力专用汽车销售有限公司,福田3方压缩垃圾车。网站:http://www.5idfc.com/prodview577.html.查看时间:2020.03.03.

[12]金庆焕.天然气水合物-未来的新能源[J] .中国工程科学,2000,(11):29~34

[13]蒋国盛,王达等.天然气水合物的勘探与开发[M] .武汉:中国地质大学出 版社,2002(1)

3. 研究计划与安排

3.1进度安排细节表

周次(时间)

工作内容

备注

1-2(2.24-3.2)

方案构思、文献检索

初步了解垃圾车刮板的运作原理,了解现有技术

2(3.2-3.8)

完成开题报告

整合所查资料,进行整合和编写,完成报告

3(3.9-3.15)

外文翻译、资料再收集

完成学校下达的翻译任务,同时完善资料的收集

4(3.16-3.22)

开题答辩

5(3.23-3.39)

初步的外形确定

设计刮板和相关结构的基本外形和各尺寸间的大致比例

5(3.23-3.39)

中期报告

在设计的过程中记录设计过程,完成第一阶段中期报告

6(3.30-4.2)

尺寸设计

根据受力分析结果进行尺寸的细节修改,并确定最终尺寸

6(4.2-4.5)

草图绘制

细节再次修改,再次阅览之前查阅的文献找出设计的不足

6(3.30-4.5)

中期报告

在设计的过程中记录设计过程,完成第二阶段中期报告

7(4.6-4.9)

刮板图样绘制

进行刮板的2D和3D图样的初步绘制,并导出文件

7(4.9-4.12)

其它图样绘制

进行刮板其它相关部分的2D和3D图样的初步绘制,并导出文件

8-9(4.13-4.26)

编写论文初稿

整理和记录设计的过程,经过润色和修改后编写论文初稿

7-9(4.6-4.26)

中期报告

在设计的过程中记录设计过程,完成第三阶段中期报告

10-11(4.27-5.3)

图样整理

听取导师意见,进行图样的修改并完成

11-13(5.4-5.17)

论文整理

听取导师意见,进行论文的修改并完成

14(5.17-5.24)

参与答辩

4. 参考文献(12篇以上)

4.1 邹震,郑文标.后装压缩式垃圾车刮板的轻量化设计研究[J].专用汽车,2018(09):84-88.

压缩机构总成如图1所示,在孔1处,刮板通过销轴与油缸相连,在孔2处通过销轴与滑板相连;当压缩垃圾时,油缸伸出,推动刮板绕孔2旋转,实现刮板压下的动作,刮板压下到位后,滑板上行,将垃圾压入箱体;经多次循环后,将垃圾压实压满。

为解决传统后装压缩式垃圾车设计过程中存在材料浪费、设计周期长、刚度不足等缺陷,以某后装压缩式垃圾车刮板为研究对象,运用有限元法对刮板进行动、静态分析和结构优化,在保证刮板强度的前提下,进行刮板关键尺寸的灵敏度分析,对刮板性能影响较大的尺寸进行优化取值,筛选出最佳优化方案。结果表明,运用此方法优化后,刮板减重达9.5%,刮板的强度和模态频率均有不同程度的提高,达到了刮板轻量化设计的目标,为后装压缩式垃圾车轻量化设计提供了理论基础和指导。

4.2 翟世轩,贾方,朱壮瑞,王琪.后装压缩式垃圾车下刮板刚柔耦合分析及优化[J].机床与液压,2008(05):355-356 367.

下刮板是后装压缩式垃圾车的主要工作部件,它的性能对垃圾车有着重要的影响。后尾填料器是垃圾车的主要工作部件, 其中下刮板是直接的工作部分, 它的受力变形等特性对整个填料装置的性能有决定性的影响。下刮板是一个运动部件,在受到各种载荷的同时,其位置、姿势及其受力的方向大小也在变化,因此需要在动态过程中找到其最坏工作条件,针对这些最坏工况进行分析才有更现实的意义。下刮板的仿真的运动是:(1)下刮板抬起;(2)滑动板带动下刮板一起下移;(3)下刮板刮压垃圾;(4)滑动板带动下刮板上移把垃圾压入车厢。

4.3 高翔,奚炜,王琪,王成生.环保垃圾车刮板有限元分析及轻量化设计[J].拖拉机与农用运输车,2009,36(04):88-90.

城市化的快速发展加速了生活垃圾的产生, 传统的垃圾收集方式已不能满足绿色、节能、环保的社会要求。环保垃圾车集垃圾收集、压缩、转运于一体, 大大提高了垃圾的处理量和收集效率, 是城市垃圾收集的趋势之一。刮板是环保垃圾车收集垃圾的主要工作部件。刮板在运动过程中受到的载荷包括液压缸的推力,滑动板的反力,刮板正面垃圾的压力以及刮板与槽体之间的摩擦力。带有自动垃圾收集和自动压缩功能的环保垃圾车是城市垃圾收集的趋势之一。在钢材料大幅涨价的背景下,对环保垃圾车进行轻量化设计是很有现实意义的。

4.4 蒲明辉,李凯,殴洪彪,苏飞.基于ADAMS与ANSYS的后装垃圾车压缩刮板的研究[J].机械设计与制造,2011(02):101-103.

刮板作为后装式垃圾压缩车的关键部件,它的性能对压缩过程有着重要的影响。运用ADAMS柔性体理论,对刮板机构建立刚柔耦合模型,得到其载荷信息并转入ANSYS中进行结构有限元分析,对其在三种工况下的受力进行了静力学分析,获得了该结构的应力及变形分布,为后装式压缩垃圾车的结构改进与优化设计打下了基础。后装垃圾车压缩机构的工作原理是首先将垃圾投放如落料槽中,通过刮板的转动将垃圾刮起,并对大件垃圾产生破碎、剪切的作用,然后通过油缸使滑板斜向上提升,从而带动刮板将垃圾挤压装入车厢。其工作步骤为:滑板下移,刮板逆时针合上,滑板上移,刮板顺时针打开,最后重复以上动作。

4.5 丁继斌.基于AMESIM的XZ5110型垃圾车刮板操纵系统仿真[J].交通科技与经济,2010,12(02):118-121.

刮板在装填机构的工作过程中起到对垃圾收集、破碎与初次压缩的作用, 其工作环境相当恶劣, 其受力情况如图2所示。由于现有装填机构的液压系统为开环系统,由人工控制换向阀的正反向,当垃圾中存在硬质垃圾时( 如石块),刮板将会抖动,严重时硬质垃圾还会对刮板起到一个突然的反作用力,损坏刮板和液压系统。

当出现刮板抖动或不能工作时,由人发现情况并且操纵换向阀反向或停止运动来排除故障,大大降低了装填机构使用寿命和工作效率。如将现有操纵系统进行适当地改进,使刮板的工况反馈到液压系统,形成闭环控制系统,则可改善装填机构的工作状况。

4.6 刘同举,潘新福,王伟.基于ANSYS的后装压缩式垃圾车刮板有限元分析[J].盐城工学院学报(自然科学版),2017,30(02):42-45.

刮板是后装压缩式垃圾车用于收集垃圾的主要工作部件,其受力变形问题对整车的工作性能影响较大。为了实现轻量化设计,在分析刮板受力的基础上,利用 NX 和 ANSYS 软件,建立简化模型、划分网格、添加载荷与约束,得到刮板的应力应变云图;通过分析应力应变云图,得出刮板的最大应变出现在刮板下半部分的中部,最大应力出现在零件间接缝处的结论。因此,通过采取筋板不均匀布置、刮板两侧减重、增强压板接缝处的焊接质量,对刮板结构优化,进而节约企业成本、提高竞争力有较大的好处。

4.7 宋传涛. 7 m~3压缩式垃圾车设计与开发[D].山东大学,2019.

压缩式垃圾车是一种用于收集、压缩及运输生活垃圾的环卫车辆,随着国家城乡环境卫生一体化建设的推进国内乡村垃圾收运也开始需求压缩式垃圾车。目前国内的压缩式垃圾车主要是针对城市生活垃圾收运进行设计开发,没有考虑乡村垃圾渣土多、密度大甚至掺杂部分建筑垃圾等实际情况,导致目前行业内的压缩式垃圾车在乡村使用时出现故障频发、结构件损坏等诸多问题。现有的压缩式垃圾车还存在夏秋雨水较多时不能满足污水存储要求,液压系统易污染堵塞,填装器后盖开启操作性差等问题。通过新型压缩式垃圾车的研究与开发,打破目前国内传统压缩式垃圾车无法适应乡镇及农村使用需求的局面,促进了国内产品的发展。

4.8 朱倩. 侧装压缩式垃圾车执行机构的设计与研究[D].山东科技大学,2017.

人们对环境质量的要求越来越严格,我国政府对环境的保护力度也在不断加强,在短时间内环保产业依然会是个热门话题。人们对生活质量要求的提高,就愈加急迫地要求更舒适、更美妙的工作、学习环境,然而日益增多的城市垃圾直接威胁着人类以及动植物每日生存的自然环境。因此,为了让地球的动物

能够正常、快乐的繁衍,以及人类的可持续发展,必须迅速有效地处理生活垃圾,避免其对自然环境造成的危害。压缩式垃圾车能够完全弥补拉臂式垃圾车的不足,因此压缩式垃圾车愈来愈受到人们的青睐。在这种情形下,压缩式垃圾车应运而生。压缩式垃圾车按照提升机构安装位置的不同分为前装式垃圾车、后装式垃圾车以及侧装式压缩垃圾车。前装压缩式垃圾车一般来说操作比较复杂,而后装压缩式垃圾车相对来说价格较贵,且占用空间较大,并且不利于提高汽车行驶安全性。本文研究的这种垃圾车能很好地弥补这两个不足,同时也符合新阶段背景下垃圾车的发展趋势,在满足性能要求的前提下,适应大多数买家的要求。

4.9 章正刚. 后装压缩式垃圾车设计与分析研究[D].长沙理工大学,2012.

后装压缩式垃圾车因其压缩容量大、密封性好、装料方便、自动化程度高等优点而日益成为环卫垃圾收集运输的主要车种。我国的几个大城市中,垃圾处理厂距离市中心在50Km以上。按人均产生0.5kg垃圾来计算,千万人口的城市将日产5000吨左右, 10吨的垃圾运输设备需要运输500次左右,这个任务是相当艰巨的。然而, 目前我国城市中高性能的垃圾车还不普遍,非压缩式垃圾车采用敞开式垃圾车、加盖式垃圾车等非压缩式垃圾车,拉臂压缩式垃圾车的使用较多。主要原因是我国的垃圾运输设备发展的时间不长,国家投入不多。

4.10 李春杰,王玉林,王炳超,郝希阳.后装压缩式垃圾车压缩机构差动方案油路设计[J].科技风,2016(07):154-155.

后装压缩式垃圾车压缩机构由两个刮板油缸、两个滑板油缸、一个刮板和一个滑板组成。其工作步骤按时间先后分为刮板上翻、滑板下降、刮板下挖、滑板上升四个阶段。如图1所示。初始状态下,垃圾车可能处于停车或者运输等非工作状态, 此时刮板油缸为伸长状态,滑板油缸为收缩状态。当垃圾车装载垃圾时,启动控制开关,三位六通阀接通左位,刮板油缸的有杆腔进油,刮板上翻;当刮板上翻到顶后,进油路压力升高,滑板无杆腔进油,滑板下滑;滑板到达底部后,触碰行程开关,三位六通阀换向,右位接通,刮板无杆腔进油,刮板下挖将垃圾挖起;刮板下挖到底后,液压油进入滑板有杆腔,滑板上升。当滑板上升到顶触碰行程开关,三位六通阀换向回到中位,装填压缩垃圾结束。

4.11 李春杰,王玉林,郝希阳,李志明,王炳超,陈鹏飞,汤金沁.后装压缩式垃圾车压缩机构顺序阀方案设计[J].农业装备与车辆工程,2016,54(06):53-56.

后装压缩式垃圾车是目前城市中应用最为广泛的一种垃圾车。它是一种集收集、运输、自卸为一体的垃圾处理车辆,具有密闭的车厢,很大程度上减少了垃圾运输过程中的二次污染问题。国内现有的后装式压缩垃圾车的操控大多都是人工操作,劳动强度相比较大,工作效率低,需要的工作人员多,人工成本高。设计液压阀和电控液压阀(顺序阀方案)的油路方案,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,根据执行机构的工作条件,完成液压阀的设计。滑板下行这个空行程过程中,无需加大发动机的转速来加快滑板的下行,实现智能化一键操控的目的。

4.12 田亚忠.弧型厢压缩式垃圾车车厢改进设计研究[D].青岛理工大学,2019.

压缩式垃圾车作为垃圾收集和转运的专用车辆,已广泛地应用于各座城市之间。传统的方厢压缩式垃圾车存在结构设计与材料选择的缺陷,容易出现车厢底板与边板的焊缝开裂等问题。压缩式垃圾车目前主要有五大机构和两大系统,五大机构为:垃圾存储机构、压缩装载机构、举升卸料机构、锁紧密封机构、辅助上料机构;两大系统为液压动力系统和电气控制系统。随着科技发展和智能化技术的进步,智能化控制系统也将逐步在压缩式垃圾车中应用。

4.13 李硕,姜美莲,洪灿,林卫国.压缩式垃圾车翻桶机构的设计与优化[J].机械制造,2018,56(03):14-16 19.

城市现行清运垃圾的主要工具是压缩式垃圾车,它能收集大量生活垃圾,减轻环卫工作者的劳动强度,并且能解决垃圾运输过程中的二次污染问题,避免对市容市貌造成不良影响。但是,目前压缩式垃圾车翻桶装置中的压紧垃圾桶机构多为随动机构,没有专用机械结构对垃圾桶受到的压力和抬升运动进行控制,且不同型号的垃圾桶存放的垃圾量不同,在翻转时受到的力也不同,会产生垃圾桶易损坏和效率低等问题。翻桶机构是压缩式垃圾车将垃圾桶内生活垃圾倾倒入垃圾车内压缩储存的执行机构,合适的托架尺寸有助于减少和避免翻倒过程中垃圾的散落,改善垃圾桶的受力情况,使压缩式垃圾车工作性能更 好。

4.14 Xu W H, Zhang C S, Wang S Y. Design and simulating analysis ofcompressed garbage transport truck lifting mechanism based on ADAMS[J].Applied Mechanics and Materials. 2012, 215-216: 1224-1227.

The rear-loadedcompressed garbage transport trucks are mainly used in the waste collectionand transportation of wastes in the cities and commerce and the no-toxic,non-corrosive and non-radioactive wastes. Garbage transport trucks have beenused widely in the cities and towns waste collection and transportation because they not only do not need the plants but also have smaller intermediate way and high device availabilities. But lifting device of rear-loaded compressed garbagetruck is less common because of the different collection types. The barrels collection is applied more widely for its simple andefficient process and can avoid secondary population.

Because the design of the transport trucks’ mechanisms is different, the analysis and comparison of different lifting devices have been carried out. Therefore, actual and practical conclusion is arrived at through the analysis of the impact of vehicle performance of characters and parameters, which will be useful to reduce blindness and repetition of design and experimental work to lower the cost of designand experiment.

后置压缩垃圾运输车主要用于城市和商业的垃圾收集和运输,以及无毒、无腐蚀性、无放射性的垃圾。垃圾运输车在城镇垃圾收集和运输中得到了广泛的应用,因为它不仅不需要工厂,而且具有较小的中间路线和较高的设备利用率。但由于回收方式的不同,后置压缩垃圾车的提升装置较少。由于工艺简单、效率高,避免了二次填充,因此得到了广泛的应用。由于运输车辆的机构设计不同,对不同的起重装置进行了分析和比较。

因此,通过分析车辆特性和参数对整车性能的影响,得出具有实际意义和实用价值的结论,有助于减少设计和试验工作的盲目性和重复性,降低设计和试验的成本

4.15 ZubovV V, Domnitskiy A A, Kargin R V. Calculation and choice of grip parametersfor garbage truck manipulator[J]. Procedia Engineering, 2015, 129: 896-902.

Aroundthe world the issue related to municipal solid waste (MSW) management rankssecond in urban economy system. For the most part the actual researches dealwith the improvement of MSW recycling, neutralization, utilization andburying processes. The garbage trucks are initial unit in a processing chainof MSW utilization. As to the garbage trucks operation management issues theresearches are carried out on the enhancement of designs, maintenance andrepair system, models and methods of work route schedules development. Thefree oscillations of the vehicle frame are not taken into account in thefundamentals of garbage trucks engineering design.

全球城市固体废物管理问题在城市经济体系中居第二位。大部分的实际研究涉及到垃圾回收、中和、利用和掩埋工艺的改进。垃圾车是城市生活垃圾处理链中的初始单元。针对垃圾车作业管理中存在的问题,进行了加强设计、维护维修系统、制定工作路线计划的模型和方法等方面的研究。在垃圾车工程设计的基础中,没有考虑车架的自由振动。

4.16 Duan J, Zhou Z, Ji K, et al. Optimization control of PTO in hybridcompression garbage truck[C]. 2014 IEEE Conference and Expo TransportationElectrification Asia-Pacific (ITEC Asia-Pacific). IEEE, 1-4.

Recently, as China’surbanization accelerating, large numbers of municipal solid wastes haveincreased rapidly. How to dispose so many rubbishes timely and rapid becomesan ur- gent issue. Traditional sanitation garbage trucks plays an im- portantrole in collecting and transiting rubbishes, but the tradi- tional sanitationgarbage trucks have lots of disadvantages while PTO(Power take off) working,suchas low energy efficiency, harsh noises.

Since sanitation truck needs small loadto take power off, how to improve the efficiency of energy becomes veryimportant for hybrid powertrain. According to the power transmission route ofhybrid, the main factors that affect theefficiency of the system are the following, efficiency of engine and motor, efficiencies of different gears of AMT, and pumpefficiency.

近年来,随着我国城市化进程的加快,城市生活垃圾大量增加。如何及时、快速地处理这么多的垃圾成为一个亟待解决的问题。传统的环卫垃圾车在垃圾的收集和转运中起着重要的作用,但传统的环卫垃圾车在动力起飞工作时存在着能量利用率低、噪音大等缺点。

由于环卫车需要较小的负荷来取电,如何提高能源利用效率成为混合动力系统的重要课题。根据混合动力传动方式,影响系统效率的主要因素有:发动机和电机效率、AMT不同齿轮效率、泵效率。

4.17KarginR V, Yakovlev I A, Shemshura E A. Modeling of workflow in thegrip-container-grip system of body garbage trucks[J]. Procedia Engineering,2017, 206: 1535-1539.

To provide for the environmental safety of urban areas the problems ofcollection, disposal and utilization of municipal solid. To provide for theenvironmental safety of urban areas the problems of collection, disposal andutilization of municipal solid waste (MSW) are widely considered. The initialunit in the processing chain of MSW utilization is represented byspecializedpurpose vehicles, garbage trucks. To increase the capacity ofvehicles for collection and disposal of MSW the designs of garbage truckmanipulators and grippers compatible with different types of containers,ensuring less spillage in the process of loading waste, higher capacity anddurability are developed and patented. As a part of the fulfilled researchmodeling of operational process for new designs of body garbage trucks withmechanized side loading is carried out. It is established that the combineduse of the new gripper design and certain arrangement of the manipulator liftmotion allows bringing to naught the total torque in the grip-container-grip system and to increase thereliability of the manipulator in general.

为城市地区的环境安全提供市政固体的收集、处置和利用问题。为了保障城市地区的环境安全,城市固体废物的收集、处置和利用问题得到了广泛的关注。都市固体废物处理链的最初单位是专用车辆,即垃圾车。为提高车辆收集及处置都市固体废物的能力,我们研发了与不同类型容器兼容的垃圾车操作手及抓手,以确保在装载废物过程中较少溅出废物,并取得更高的容量及耐用性。作为新设计的机械化侧装式垃圾车运行过程建模研究的一部分。新的夹具设计和机械手提升运动的某些安排的结合使用,使得夹具-容器-抓手系统的总扭矩为零,并总体上提高了机械手的可靠性。

4.18 ShupingZ, Zengjie Y, Lei X. Research on the Topology Optimization of the rocker armof compression garbage truck based on Rigid-Flexible coupling[C]//IOPConference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing, 2018,423(1): 1-7.

Theflip barrel system is an important part of compression garbage truck, and itis shown in figure 1. The main function is to grab the trash barrel and turnit so that the garbage can is dumped into the garbage truck. The flip barrelsystem mainly includes support, flip oil cylinder, rocker arm, pull rod, anddump rack. The flip oil cylinder will be outstretched driving the trashbarrel to rotate counterclockwise around point A and dump the garbage intothe compression garbage truck in working condition. The garbage barrel isreturned to its original position when the flip oil cylinder is retracted. Itis difficult to determine the working conditions of the rocker arm, which isthe key structure and has complex forces, since the flip barrel system is afour-link mechanism. The analogy method is often used in the traditionaldesign process. Although the reliability of the parts has been improved, thematerials have been wasted and the components are bulky with this method. Italso adds to the weight of the garbage truck and reduces the rated load inthis way.

翻转桶系统是压缩垃圾车的重要组成部分,如图1所示。它的主要功能是抓住垃圾桶,把它翻转过来,这样垃圾桶就可以倒进垃圾车里了。翻转桶系统主要包括支架、翻转油缸、摇臂、拉杆、自卸架等。翻转油缸伸出,带动垃圾桶绕A点逆时针旋转,工作状态下将垃圾倒入压缩垃圾车。当翻转油缸缩回时,垃圾桶又回到原来的位置。摇臂是摇臂的关键结构,其受力复杂,由于摇臂系统是四连杆机构,所以很难确定摇臂的工作状态。在传统的设计过程中,常采用类比法。这种方法虽然提高了零件的可靠性,但也造成了材料的浪费和零件体积的增大。它还增加了垃圾车的重量,并以这种方式减少了额定负载。

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