摘 要擺臂式垃圾車(chē)是裝備有可回轉(zhuǎn)的起重?cái)[臂，車(chē)斗或集裝垃圾懸吊在起重?cái)[臂上,隨起重?cái)[臂回轉(zhuǎn)、起落、實(shí)現(xiàn)垃圾自裝自卸的專(zhuān)業(yè)自卸汽車(chē)。發(fā)展擺臂式垃圾車(chē)具有節(jié)約資源,保護(hù)環(huán)境和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等諸多優(yōu)點(diǎn)。目前，擺臂式垃圾車(chē)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，垃圾運(yùn)輸己經(jīng)影響到我們生活的每一部分，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要的意義。文中介紹了擺臂式垃圾車(chē)的改裝設(shè)計(jì)說(shuō)明。對(duì)車(chē)廂、擺臂裝置、副車(chē)架、液壓系統(tǒng)和附屬機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)不同方案進(jìn)行了比較分析，保證了擺臂式垃圾車(chē)的先進(jìn)性及實(shí)用性。敘述了在改裝擺臂式垃圾車(chē)過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題及相關(guān)專(zhuān)用設(shè)備的工作原理，并對(duì)整車(chē)性能進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：專(zhuān)用汽車(chē)；液壓系統(tǒng)；垃圾運(yùn)輸；擺臂裝置；附屬機(jī)構(gòu)ABSTRACTSwinging arm type truck is equipped with can turn around lifting swinging arm, the car fight or containers junk is suspensory on lifting swinging arm, with lifting swinging arm again, taking off and landing from the pack of MSW dump professional dump trucks.Development of swing arm garbage trucks with saving resources, protecting the environment and reduce labor intensity, and many other advantages. At present, swinging arm type truck has a wide range of applications, garbage transportation already affected every part of our lives for the development of national economy, has an important significance.This paper introduces the modification of swing arm garbage design explains. For car, swinging arm device, hydraulic system and affiliates carried on the detailed design, and the different schemes are compared and analyzed, and guarantee the swing arm advanced and practical roll-off garbage trucks. Describes the modification process of roll-off garbage trucks swing arm of the problems and related to the working principle of special equipment, and the vehicle performance is analyzed.Key words: Special Vehicle；Hydraulic system ；Junk transportation ；Swinging arm device ；Subsidiary body 目 錄摘 要 IAbstract .II第 1 章 緒論 11.1 擺臂式垃圾車(chē)的目的和意義 11.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展前景 11.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 11.2.2 擺臂式垃圾車(chē)的發(fā)展前景 11.3 國(guó)外專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品的特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì) 21.3.1 國(guó)外專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品的特點(diǎn) 21.3.2 國(guó)外專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) 31.4 課題主要內(nèi)容 3第 2 章 方案設(shè)計(jì)分析與整車(chē)總布置 .52.1 方案設(shè)計(jì)與分析 52.2 整車(chē)總布置 52.2.1 車(chē)廂廂體布置及副車(chē)架外型尺寸的確定 52.2.2 擺臂形式的選取與布置 52.2.3 液壓裝置的布置 52.3 二類(lèi)底盤(pán)選型 72.3.1 二類(lèi)底盤(pán)初選 72.3.2 二類(lèi)底盤(pán)裝載質(zhì)量的初步校核 72.4 本章小結(jié) 8第 3 章 車(chē)廂裝置及副車(chē)架設(shè)計(jì)計(jì)算 .93.1 車(chē)廂外形尺寸設(shè)計(jì) 93.1.1 初步確定車(chē)廂尺寸及材料 93.1.2 車(chē)廂的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸確定 9I3.2 副車(chē)架的設(shè)計(jì) 93.2.1 副車(chē)架的截面形狀及尺寸 .103.2.2 加強(qiáng)板的布置 .103.2.3 副車(chē)架前端形狀及尺寸 .113.2.4 縱梁與橫梁的連接設(shè)計(jì) .133.3 本章小結(jié) 15第 4 章 液壓系統(tǒng) .164.1 液壓油缸的選擇 174.2 舉升能力的校核 174.2.1 初始位置狀態(tài)的校核 .174.2.2 液壓油缸舉升狀態(tài)的校核 .174.3 液壓泵及控制閥的選擇 184.3.1 液壓泵及流量確定 .194.3.2 液壓原理及液壓控制閥的確定 .204.4 本章小結(jié) 21第 5 章 擺臂的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)計(jì)算 .225.1 吊裝工況受力分析 .225.2 傾卸時(shí)的受力分析 .235.3 本章小結(jié) .24第 6 章 輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì) .246.1 取力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選型 246.2 液力馬達(dá)的選型 256.3 本章小結(jié) 27結(jié)論 28參考文獻(xiàn) .29致謝 30附錄 310第 1 章 緒 論1.1 擺臂式垃圾車(chē)的目的和意義垃圾處理工作是城市建設(shè)和管理的重要內(nèi)容，與人民生活密切相關(guān)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，環(huán)衛(wèi)部門(mén)需處理的垃圾從數(shù)量到種類(lèi)都日益增多。無(wú)疑，垃圾處理工作量將加大，這樣，垃圾處理的效率問(wèn)題將是我們面對(duì)的一個(gè)重要問(wèn)題。垃圾的處理包括垃圾的收集、運(yùn)輸及最終處理，其中垃圾運(yùn)輸是重要的一環(huán)，這不僅因?yàn)樗男手苯佑绊懻麄€(gè)垃圾處理工作的效率，而且如運(yùn)輸工具選擇不慎，會(huì)在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生泄漏、廢氣等污染，嚴(yán)重影響垃圾處理工作及城市環(huán)境。擺臂式垃圾車(chē)由于裝載量大，工作穩(wěn)定，性能可靠，裝載能力強(qiáng)，為完成上述工作創(chuàng)造了有利的條件。1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展前景1.2.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)，我國(guó)垃圾車(chē)輛的研發(fā)機(jī)構(gòu)、改裝生產(chǎn)企業(yè)通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，加快了對(duì)國(guó)產(chǎn)垃圾車(chē)產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)，使國(guó)產(chǎn)垃圾車(chē)的技術(shù)裝備水平得到了較快發(fā)展和很大提高。經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展，垃圾車(chē)產(chǎn)品的類(lèi)型、功能己能基本滿足一般的作業(yè)需求，技術(shù)己經(jīng)相對(duì)成熟，主要表現(xiàn)在:優(yōu)化的車(chē)廂填充角度設(shè)計(jì)，可使垃圾最大壓實(shí)密度提高;液壓、電氣控制系統(tǒng)同時(shí)具備全自動(dòng)、半自動(dòng)、電手動(dòng)、純手動(dòng)功能;針對(duì)城市生活垃圾采用的專(zhuān)門(mén)技術(shù)可大幅度降低裝載、壓縮時(shí)的油耗，減少運(yùn)行成本;密封設(shè)計(jì)技術(shù)可杜絕二次污染。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率較大的擺臂式垃圾車(chē)生產(chǎn)廠家有江蘇悅達(dá)、南京晨光、青海新路、煙臺(tái)海德和中聯(lián)中標(biāo)等企業(yè)。與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品相比，我國(guó)垃圾車(chē)的性能和功能還存在一定差距，低端產(chǎn)品特征明顯，整車(chē)性能較差，大部分國(guó)產(chǎn)擺臂式垃圾車(chē)是以模仿進(jìn)口車(chē)功能為基礎(chǔ)來(lái)研制生產(chǎn)的，缺乏具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和概念創(chuàng)新的產(chǎn)品。在液壓裝置、機(jī)械作業(yè)裝置、測(cè)量計(jì)一量裝置、自動(dòng)控制裝置、安全防護(hù)裝置的技術(shù)水平上與國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品還存在著一定的差距。1.2.2 擺臂式垃圾車(chē)的發(fā)展前景我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家, 目前國(guó)內(nèi)垃圾運(yùn)輸水平還比較低,垃圾監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在擺臂式垃圾車(chē)工作過(guò)程中，垃圾車(chē)的垃圾裝載情況是管理者所關(guān)心的。垃圾車(chē)負(fù)載變化及垃圾1廂內(nèi)垃圾是否填滿，在一般情況下都是很難監(jiān)測(cè)的。通過(guò)加載垃圾監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能隨時(shí)隨地檢測(cè)車(chē)輛負(fù)載的變化情況及垃圾是否填滿，為垃圾車(chē)司機(jī)和管理者提供參考。提高垃圾車(chē)作業(yè)的科學(xué)性和行車(chē)的安全性，同時(shí)也可以減少工作人員工作量，提高工作效率。液壓控制裝置，垃圾車(chē)液壓裝置應(yīng)具有以下特征:按照需要提供流量;較小的節(jié)流損失;減少管路連接工作;無(wú)泄漏;可與其它液壓功能組合，如裝載機(jī)構(gòu)泵可以向番組桶等系統(tǒng)供油。綠色視覺(jué)效果，車(chē)輛的外觀造型及彩化已越來(lái)越受到環(huán)衛(wèi)部門(mén)的重視，一些適合不同城市品味的彩化擺臂式垃圾車(chē)輛已成為城市的一道亮麗的風(fēng)景。通過(guò)對(duì)車(chē)輛外形和性能的改進(jìn)，消除或減輕視覺(jué)污染，避免或減少作業(yè)時(shí)對(duì)周?chē)h(huán)境和人員的影響，使垃圾車(chē)輛與作業(yè)環(huán)境相協(xié)調(diào)。除臭滅菌，除臭滅菌技術(shù)在垃圾車(chē)上的運(yùn)用也是發(fā)展方向，杜絕細(xì)菌傳播，減少臭氣污染已成為當(dāng)務(wù)之急。目前一些臭氧除臭除菌技術(shù)己在該類(lèi)產(chǎn)品上成功運(yùn)用。分隔車(chē)廂垃圾車(chē)車(chē)身內(nèi)部結(jié)構(gòu)可按一定比例劃分為幾部分，這種劃分結(jié)構(gòu)使得擺臂式垃圾車(chē)可在同一次作業(yè)時(shí)同時(shí)收集并且分隔幾種不同類(lèi)型的垃圾，可以最優(yōu)化垃圾收集路線，這也為垃圾回收物流提供更多的可能性。垃圾車(chē)物料監(jiān)測(cè)研究，擺臂式垃圾車(chē)物料監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要用于在作業(yè)的過(guò)程中對(duì)所裝垃圾量進(jìn)行計(jì)量。擺臂式垃圾車(chē)在作業(yè)中往往需要對(duì)所裝的垃圾進(jìn)行稱(chēng)量，由于工作場(chǎng)所、作業(yè)特點(diǎn)與作業(yè)要求所限，這種稱(chēng)量不可以采用固定的衡器也不可以讓擺臂式垃圾車(chē)停下來(lái)進(jìn)行靜態(tài)的稱(chēng)量，而必須采用車(chē)載等其它設(shè)備進(jìn)行間接測(cè)量。物料監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可對(duì)裝載的垃圾量累計(jì)計(jì)算，并用顯示儀表加以顯示，校準(zhǔn)簡(jiǎn)便，能清楚地顯示出所裝的垃圾量及需要再裝的垃圾量，從而使工作人員心中有數(shù)，以防止過(guò)載或欠載，減少無(wú)效跑車(chē)次數(shù)，節(jié)省作業(yè)時(shí)間，提高工作效率。國(guó)內(nèi)目前只有少數(shù)廠家引進(jìn)國(guó)外技術(shù)在后裝擺臂式垃圾車(chē)上裝有車(chē)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，自主研發(fā)的或者具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品較少。1.3 國(guó)外專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品的特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢(shì)1.3.1 國(guó)外專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品的特點(diǎn)多品種、小批量是西方工業(yè)先進(jìn)國(guó)家組織專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)的一個(gè)主要特點(diǎn)。如英國(guó)約克公司能生產(chǎn)牲畜運(yùn)輸車(chē)、保溫車(chē)、冷藏車(chē)、自卸車(chē)、市政工程車(chē)、粉粒物料散裝車(chē)等品種。日本東急車(chē)輛制造株式會(huì)社是日本最大的專(zhuān)用車(chē)公司，專(zhuān)用車(chē)產(chǎn)品以掛車(chē)、罐車(chē)為主，其中粉粒物料運(yùn)輸車(chē)占有較大比例。此外該公司還生產(chǎn)廂式車(chē)、自卸車(chē)、高空作業(yè)車(chē)、消防車(chē)、環(huán)衛(wèi)車(chē)等品種；2廠家多、規(guī)模小是國(guó)外專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)行業(yè)的又一特點(diǎn)。例如英國(guó)專(zhuān)營(yíng)和兼營(yíng)專(zhuān)用汽車(chē)的廠家有 600～700 家，其中 70%的工廠職工人數(shù)在 30 人以下;根據(jù)美國(guó) 1981年有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，專(zhuān)用車(chē)廠有 900 多家，而職工不足 20 人的有 500 多家。據(jù) 1988年資料，日本生產(chǎn)專(zhuān)用汽車(chē)的公司約有 128 家，工廠近 200 家；零部件專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)。國(guó)外大部分專(zhuān)用汽車(chē)廠實(shí)質(zhì)是一個(gè)總裝廠。其產(chǎn)品按結(jié)構(gòu)分工或組織專(zhuān)業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)，如副車(chē)架、罐體、懸架等，自卸車(chē)油缸、工程車(chē)輛的關(guān)鍵專(zhuān)用設(shè)備等均由各專(zhuān)業(yè)廠集中生產(chǎn)。1.3.2 國(guó)外專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)歐洲的專(zhuān)用汽車(chē)主要是重型專(zhuān)用汽車(chē)，且絕大多數(shù)產(chǎn)品為不同規(guī)格尺寸和不同承載量的低貨臺(tái)貨車(chē)、掛車(chē)和半掛車(chē)，最多的是適宜運(yùn)輸建筑機(jī)械的最大總質(zhì)量為30t 或 40t 的低貨臺(tái)貨車(chē)。國(guó)外專(zhuān)用汽車(chē)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，具有重型化、散裝水泥車(chē)的列車(chē)化、一車(chē)多用化、以及新材料、新技術(shù)和微電腦的應(yīng)用等特點(diǎn)，其中專(zhuān)用底盤(pán)專(zhuān)業(yè)化趨勢(shì)最為明顯。如日本豐田等大汽車(chē)公司的專(zhuān)用底盤(pán)均已實(shí)現(xiàn)系列化、專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)。近年來(lái)，國(guó)外不少汽車(chē)廠專(zhuān)門(mén)從事專(zhuān)用汽車(chē)底盤(pán)生產(chǎn)，尤其重視專(zhuān)用底盤(pán)的系列化、專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，滿足專(zhuān)用車(chē)的特殊需要。1.4 課題主要內(nèi)容擺臂式垃圾車(chē)是通過(guò)安裝在車(chē)上的液壓控制系統(tǒng)控制擺臂回轉(zhuǎn)，擺臂式垃圾車(chē)是裝備有可回轉(zhuǎn)的起重?cái)[臂，車(chē)斗或集裝垃圾懸吊在起重?cái)[臂上，隨起重?cái)[臂回轉(zhuǎn)、起落、實(shí)現(xiàn)垃圾自裝自卸的專(zhuān)業(yè)自卸汽車(chē)。參考我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)情可見(jiàn)，在國(guó)家大力推行節(jié)能減排的政策指導(dǎo)下，垃圾車(chē)具有廣大的市場(chǎng)前景和可觀的收益回報(bào)，因此本文只對(duì)擺臂式垃圾車(chē)進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容。1、二類(lèi)底盤(pán)選擇；2、專(zhuān)用汽車(chē)的總體布置，繪制總布置草圖；3、箱體總成的設(shè)計(jì)；4、擺臂的設(shè)計(jì)；5、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；6、輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；7、整車(chē)性能計(jì)算分析。設(shè)計(jì)時(shí)盡量滿足以下四點(diǎn):1、按照技術(shù)指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)一種擺臂式樣垃圾車(chē)，滿足專(zhuān)用車(chē)相關(guān)設(shè)計(jì)要求；2、正確根據(jù)給定東風(fēng)二類(lèi)底盤(pán)選擇主要參數(shù)，進(jìn)行車(chē)輛的總體布置，用總布置 3草圖表達(dá)主要底盤(pán)部件和重要工作裝置的布置；3、對(duì)車(chē)廂進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成部部件設(shè)計(jì)選型；4、擺臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4第 2 章 方案設(shè)計(jì)分析與整車(chē)總布置 2.1 方案設(shè)計(jì)與分析專(zhuān)用汽車(chē)總體布置的任務(wù)是正確選定整車(chē)參數(shù)，合理布置工作裝置和附件。使取力裝置、專(zhuān)用工作裝置、其它附件與所選定的汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)成相互協(xié)調(diào)和匹配的整體，達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)所提出的整車(chē)基本性能和專(zhuān)用性能的要求。1. 汽車(chē)底盤(pán) 2. 副車(chē)架 3. 液壓系統(tǒng) 4. 擺臂 5. 支腿圖 2.12.2 整車(chē)總布置2.2.1 車(chē)廂廂體的布置及副車(chē)架外型尺寸的確定為使前后軸荷分配合理，整車(chē)質(zhì)量分配均勻，車(chē)輛重心低穩(wěn)定性高，廂體的位置為封頭前端面距駕駛室前端 3400mm 處，底面與副車(chē)架接觸，副車(chē)架外型尺寸為 2896 1705 200mm，材料型號(hào)為 20 的熱軋槽鋼（GB/T707-1988） ，中間設(shè)置加強(qiáng)梁。?2.2.2 擺臂形式的選取與布置目前, 在自卸車(chē)行業(yè)有多種結(jié)構(gòu)型式。舉升機(jī)構(gòu)的型式目前國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的有: 三角架放大舉升機(jī)構(gòu)( F 式、 T 式)、雙缸舉升、前頂舉升和雙面?zhèn)确Ｆ渲?中輕型自卸汽車(chē)多采用結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、布置尺寸較小的舉升機(jī)構(gòu), 如加伍德機(jī)構(gòu)(D 式)；5中、大型自卸汽車(chē)多采用油壓特性曲線較好的舉升機(jī)構(gòu), 如馬勒里機(jī)構(gòu)(T 式)；大型自卸汽車(chē)多采用舉升力系數(shù)較小的舉升機(jī)構(gòu)，如浮動(dòng)油缸連桿放大組合式(F 式和Z 式)或者前頂舉升式。其中國(guó)際上尤其是歐美等國(guó)大都采用前舉升自卸方式。這種自卸方式2003年在國(guó)內(nèi)也得到了許多應(yīng)用, 如解放的CA3260- 8×4、重汽的ZZ3382- 8×4、川汽的CQ3300- 8×4 等車(chē)型先后問(wèn)世 , 在市場(chǎng)也得到了用戶的認(rèn)可。1．結(jié)構(gòu)組成。擺臂式垃圾汽車(chē)主要是由二類(lèi)底盤(pán)、上裝副車(chē)架、車(chē)廂及多級(jí)油缸等組成, 結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單。2．結(jié)構(gòu)性能優(yōu)點(diǎn)。1）整車(chē)重心低, 行車(chē)穩(wěn)定性好 , 只要后擋不干涉 , 副車(chē)架縱梁可以做得很低, 最小可以與載貨車(chē)相同。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、車(chē)廂底板與主車(chē)架上平面的閉合高度可以很小, 整車(chē)穩(wěn)定性好, 液壓系統(tǒng)壓力較?。?）在機(jī)構(gòu)式自卸汽車(chē)設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)發(fā)生機(jī)構(gòu)與底盤(pán)橫梁干涉, 從而需對(duì)底盤(pán)橫梁改制,很麻煩。而前擺臂方式則不必考慮上裝與底盤(pán)干涉的問(wèn)題,因而設(shè)計(jì)者不必再費(fèi)勁地做很多的校核圖了,大大地提高了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)速度；3）現(xiàn)在的用戶對(duì)車(chē)廂的要求越來(lái)越大,垃圾車(chē)的軸距也較原來(lái)大,傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu)式舉升無(wú)法將較長(zhǎng)車(chē)廂舉升到能卸貨的角度,除非將副車(chē)架縱梁和車(chē)廂底盤(pán)縱梁的高度做得很大,才能布置下加大加強(qiáng)的機(jī)構(gòu)。但這樣整車(chē)的重心必然提高了, 重心越高, 行車(chē)尤其是在調(diào)整或轉(zhuǎn)彎時(shí)很不穩(wěn)定, 存在安全隱患；4）傳統(tǒng)的T 式機(jī)構(gòu)一般應(yīng)用在載重8t或以下的裝卸汽車(chē)中, F式機(jī)構(gòu)應(yīng)用在15t左右的裝卸汽車(chē)中。這種機(jī)構(gòu)的裝卸汽車(chē)在超載時(shí)由于液壓系統(tǒng)的壓力過(guò)大, 經(jīng)常發(fā)生燒油泵、密封件損壞和根本不舉升等問(wèn)題, 而垃圾擺臂汽車(chē)不需將油缸的推力放大到舉升架和拉桿上便可以將車(chē)廂舉升起來(lái)。因而前擺臂的油壓特性非常好。液壓元件不會(huì)因壓力過(guò)高而損壞, 液壓系統(tǒng)的使用壽命更長(zhǎng), 液壓系統(tǒng)的故障比很低；5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 安裝維護(hù)較方便。機(jī)構(gòu)式擺臂由臂桿、吊鏈、舉升油缸及其安裝聯(lián)接的座和軸組成, 結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜, 前舉升是一種用多級(jí)油缸直推車(chē)廂前部從而達(dá)到卸貨的一種方式只有油缸而無(wú)其它零部件。這種結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單, 制造成本低, 工藝性好 [7]。隨著技術(shù)發(fā)展，今年來(lái)國(guó)內(nèi)的前頂舉升機(jī)構(gòu)也得到較大發(fā)展，其中的代表是已國(guó)產(chǎn)的荷蘭海沃整機(jī)系統(tǒng)，其成本也趨于合理?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)并參考國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品，本設(shè)計(jì)的舉升系統(tǒng)采用前置前頂舉升機(jī)構(gòu)。其底座與副車(chē)架連接，液壓缸通過(guò)焊接在6廂體前端的支架鉸接在一起，隨舉升位置不同而轉(zhuǎn)動(dòng)。2.3 二類(lèi)底盤(pán)選型2.3.1 二類(lèi)底盤(pán)初選根據(jù)上裝廂體尺寸參數(shù)及產(chǎn)品日常使用維護(hù)保養(yǎng)方便，再綜合考慮產(chǎn)品造價(jià)，初步選擇東風(fēng)牌EQ1092F19DJ型二類(lèi)地盤(pán)，其詳細(xì)參數(shù)如表 2.1。結(jié)合上裝實(shí)際，需要對(duì)二類(lèi)地盤(pán)尺寸進(jìn)行修改。 考慮到動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及滿足環(huán)保法規(guī)的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)選用東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司生產(chǎn)的 C26020 型柴油增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其參數(shù)見(jiàn)表 2.2。變速器選擇 DF6S750，六檔手動(dòng)變速器，該采用雙桿遠(yuǎn)距離操縱，傳動(dòng)比見(jiàn)表 2.3。表 2.1 東風(fēng) EQ1092F19DJ 參數(shù)外型尺寸 (長(zhǎng) 寬 高)(mm)?7185×2 470×3015車(chē)廂尺寸 (長(zhǎng) 寬 高)(mm) 2780×1678×1365總質(zhì)量(Kg) 9765整備質(zhì)量(kg) 5570額定載質(zhì)量(kg) 4000接近角/離去角(°) 29/15前懸/后懸(mm ) 1065/2170軸距(mm) 3950軸數(shù) 2最高車(chē)速 (km/h ) 90發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) EQB140-20發(fā)動(dòng)機(jī)功率(kw) 103發(fā)動(dòng)機(jī)排量 3920發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商 東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司底盤(pán)依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB3847-1999 GB17691-2001輪胎 9.00R202.3.2 二類(lèi)底盤(pán)裝載質(zhì)量的初步校核東風(fēng) EQ1092F19DJ 裝載質(zhì)量為 4000kg，由于廂體材料 16MnR 的密度為 7900 kg/m3，則廂體直段質(zhì)量 m 。 1m = dLh1??7=479.837kg由《JB-T4737-95 橢圓形封頭標(biāo)準(zhǔn)》得封頭質(zhì)量 m 。2m =2 275.59kg?=551.18kg則整個(gè)廂體的質(zhì)量 M= m + m =1 531.017kg。12初步計(jì)算裝載質(zhì)量為 14 000+1 531.017=15 531.017kg，東風(fēng) EQ1092F19DJ 二類(lèi)底盤(pán)滿足要求。表 2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)型式 直列六缸、四沖程水冷柴油增壓發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) C26020額定轉(zhuǎn)速 r/min 2 200額定功率 KW (2200r/m) 191最大轉(zhuǎn)矩 N·M(1400r/min) 1 025最低燃油消耗率 g/(KW·h) 200缸徑 ×沖程 mm 114×135排量 L 8壓縮比 17.3：1工作順序 1-5-3-6-2-4燃油：夏季：0 號(hào)輕柴油：冬季：根據(jù)氣溫選用合適的輕柴油表 2.3 變速器傳動(dòng)比一檔 二檔 三檔 四檔 五檔 六檔10.31 7.33 5.21 3.77 2.13 1.942.4 本章小結(jié)本章對(duì)整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析對(duì)比，確定了整車(chē)方案設(shè)計(jì)分析與整車(chē)的布置、車(chē)廂廂體體的形式、擺臂選型、尺寸參數(shù)、裝載質(zhì)量及制造材料，以及廂體的舉升形式和副車(chē)架的布置。選定了專(zhuān)用車(chē)的二類(lèi)底盤(pán)，并詳細(xì)介紹了二類(lèi)底盤(pán)及動(dòng)力總成的參數(shù)，為下一步整車(chē)總布置做好準(zhǔn)備。8第 3 章 車(chē)廂裝置副車(chē)架設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 車(chē)廂外形尺寸設(shè)計(jì)3.1.1 初步確定箱體尺寸及材料 根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，需設(shè)計(jì)裝載質(zhì)量大于 6t 的擺臂式垃圾車(chē)。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中對(duì)長(zhǎng)距離大質(zhì)量運(yùn)輸?shù)囊?，考?guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品及材料性能，廂體材料選擇 16MnR。廂體尺寸如圖 3.1 所示。圖 3.1 廂體3.1.2 車(chē)廂的設(shè)計(jì)規(guī)范及尺寸確定將全金屬焊接車(chē)廂設(shè)計(jì)成等剛度體車(chē)廂是專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)的重點(diǎn).但是很難既能保證高強(qiáng)度又能保證輕量化。就整車(chē)而言，可以看成由車(chē)輪、前軸、后橋殼、懸架、車(chē)架、車(chē)廂及其橡膠緩沖塊等不同剛度單元組合而成的彈性體，受力時(shí)，將按照各自的剛度產(chǎn)生各自的變形，其變形量與剛度成反比，吸收的能量與剛度成正比。車(chē)廂剛度，無(wú)論是彎曲剛度還是扭轉(zhuǎn)剛度，都會(huì)增加車(chē)架的相應(yīng)剛度，兩者的剛度是相輔相成、互相補(bǔ)償?shù)?。?dāng)汽車(chē)前后左右車(chē)輪處于高差較大的路面，車(chē)架扭曲較大時(shí)，車(chē)廂應(yīng)該有一定的扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)性。如果車(chē)相的扭轉(zhuǎn)剛度過(guò)大，當(dāng)車(chē)架扭轉(zhuǎn)到一定程度時(shí)，車(chē)廂前支承緩沖塊相應(yīng)的一側(cè)壓到極限位置，車(chē)廂縱梁的另一側(cè)可能離開(kāi)緩沖塊，車(chē)廂前端的一大部分重量轉(zhuǎn)移到一側(cè)的車(chē)架縱梁上，縱梁可能超載損壞。如果9車(chē)廂扭轉(zhuǎn)剛度過(guò)小，能與車(chē)架扭轉(zhuǎn)隨動(dòng)，當(dāng)車(chē)架產(chǎn)生較大扭曲時(shí)，車(chē)廂可能因變形過(guò)大而早期損壞。全金屬焊接等剛度車(chē)廂設(shè)計(jì)的規(guī)范化的定量的設(shè)計(jì)計(jì)算方法并不是很完善，根據(jù)一些經(jīng)驗(yàn)，可以知道一些設(shè)汁規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：車(chē)廂底板和側(cè)梁斷面應(yīng)小些，布置應(yīng)密集，這樣易于形成等剛度。垃圾汽車(chē)的車(chē)架斷面系數(shù)也應(yīng)比同級(jí)噸位的貨車(chē)車(chē)架大一倍。對(duì)于兩軸載質(zhì)為 6t 的車(chē)廂，車(chē)架按 1.5t 整體重物從 lm 高處落人車(chē)廂的沖擊負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，車(chē)廂底板厚度應(yīng)不小于 10mm，其選材強(qiáng)度等級(jí)大于 60kg 級(jí)。5 t 自卸汽車(chē)的車(chē)廂底板厚度應(yīng)不小于 6mm，本文所設(shè)計(jì)的垃圾車(chē)，其額定載荷為 4.5t，故其車(chē)廂底板厚度取 8mm。車(chē)廂的內(nèi)部形狀應(yīng)為簸箕形，底板前窄后寬，單邊角度 1°～1.5° ，橫端面下窄上寬，單邊角度 1°～1.5° 。這樣，當(dāng)車(chē)廂傾卸時(shí)，貨物不易在車(chē)廂內(nèi)卡住，易于傾卸。由此，確定出 EQ1092F19DJ 車(chē)廂的尺寸如表 3.1：表 3.1 EQ1092F19DJ 車(chē)廂主要尺寸長(zhǎng)(mm) 寬(mm) 高(mm) 底板厚(mm)2896 1857 960 8側(cè)板厚(mm) 底板傾斜角度(°) 側(cè)板傾斜角度(°)8 1 13.2 副車(chē)架的設(shè)計(jì)在專(zhuān)用汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)，為了改善主車(chē)架的承載情況，避免集中載荷，同時(shí)也為了不破壞主車(chē)架的結(jié)構(gòu)，一般多采用副車(chē)架(副梁)過(guò)渡。本車(chē)在工作中受較大的彎曲應(yīng)力。因此，本車(chē)副車(chē)架縱梁采用兩根抗彎性能較好的平直槽行梁，材料為 16MnReL。在增加副車(chē)架的同時(shí)，為了避免由于副車(chē)架剛度的急劇變化而引起主車(chē)架上的應(yīng)力集中，所以對(duì)副車(chē)架的形狀、安裝位置及與主車(chē)架的連接方式都有一定的要求。3.2.1 副車(chē)架的截面形狀及尺寸專(zhuān)用汽車(chē)副車(chē)架的截面形狀一般和主車(chē)架縱梁的截面形狀相同，多采用如圖 3.2所示的槽形結(jié)構(gòu)，其截面形狀尺寸取決于專(zhuān)用汽車(chē)的種類(lèi)及其承受載荷的大小。對(duì)于隨車(chē)起重運(yùn)輸車(chē)的副車(chē)架來(lái)說(shuō)，在安裝起重裝置的范圍內(nèi)，應(yīng)按如圖 3.3 和圖 3.4 所示的方式用一塊腹板將副車(chē)架截面封閉起來(lái)，以提高副車(chē)架的抗扭和抗彎能力。參照國(guó)內(nèi)外總質(zhì)量相近車(chē)型的副車(chē)架縱梁端面尺寸，確定副車(chē)架縱梁端面尺寸為100、80、6mm。10圖 3.2 副車(chē)架的截面形狀 圖 3.3 加強(qiáng)后的副車(chē)架截面形狀1-副車(chē)架；2-腹板圖 3.4 加強(qiáng)腹板的位置3.2.2 加強(qiáng)板的布置車(chē)架中部(液壓舉升機(jī)構(gòu)位置)所受彎曲、扭曲最大，因此在這一區(qū)域應(yīng)加加強(qiáng)板，考慮到零件的工藝性，由于下翼板所受彎曲應(yīng)力較大，因此，加強(qiáng)板緊貼下翼板，為了避免下翼板由于鉆孔而導(dǎo)致抗彎強(qiáng)度下降，除與后加強(qiáng)板重疊部位，該加強(qiáng)板主要與腹板連接。在縱梁上加上加強(qiáng)板，加強(qiáng)板端頭區(qū)域車(chē)架容易產(chǎn)生集中應(yīng)力。為了降低應(yīng)力集中，加強(qiáng)板端頭形狀有三種設(shè)計(jì)方式，見(jiàn)圖 3.5。圖 3.5 加強(qiáng)板的三種設(shè)計(jì)方式本副車(chē)架為了批量生產(chǎn)時(shí)工藝簡(jiǎn)單，采用了圖 3.5（b）角型的端頭形狀。3.2.3 副車(chē)架的前端形狀及安裝位置1) 在保證使用可靠的前提下，為了提高撓曲性，減小副車(chē)架剛度，應(yīng)盡量減少副車(chē)架的橫梁，以減少對(duì)縱梁的扭轉(zhuǎn)約束。2) 副車(chē)架油缸支承橫梁與翻轉(zhuǎn)軸橫梁形成框架。油缸支承橫梁應(yīng)盡量靠近后懸11架前支承處的橫梁，最好能位于后框架之內(nèi)。因?yàn)檫@段主車(chē)架變形小，所以副車(chē)架對(duì)其扭轉(zhuǎn)約束力也相應(yīng)減弱，同時(shí)保證了舉升機(jī)構(gòu)的幾何特性。3) 在副車(chē)架結(jié)構(gòu)要求剛性較高時(shí)，可在主、副車(chē)架中間增加一層橡膠墊，當(dāng)主車(chē)架變形時(shí)以彈性橡膠的變形來(lái)減弱副車(chē)架對(duì)主車(chē)架的約束。4) 副車(chē)架與主車(chē)架連接如圖 3.6 所示。圖 3.6 副車(chē)架與主車(chē)架的連接A-A 處是截面突變點(diǎn)，在受沖擊載荷時(shí)，此處出現(xiàn)應(yīng)力集中，嚴(yán)重時(shí)造成主車(chē)架斷裂。這就要求副車(chē)架的前端結(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)成漸變截面，以減緩應(yīng)力集中(見(jiàn)圖 3-7)圖 3.7 副車(chē)架的前端結(jié)構(gòu)副車(chē)架前端形狀常有三種形狀(見(jiàn)圖 3.8)。對(duì)于這三種不同形狀的副車(chē)架前端，在其與主車(chē)架縱梁相接觸的翼面上部加工有局部斜面，其斜而尺寸如圖 3.8(c)所示： ； 。01hm?05~2lm（a）U 形；（b）角形；（c）L 形圖 3.8 副車(chē)架的三種前端形狀如果加工上述形狀困難時(shí)，可以采用如圖 3.9 所示的副車(chē)架前端簡(jiǎn)易形狀，此時(shí)12斜面尺寸較大。對(duì)于鋼質(zhì)副車(chē)架： ；05~7hm?02~3lm?對(duì)于硬本質(zhì)副車(chē)架； ；1H副車(chē)架在汽車(chē)底盤(pán)上布置時(shí)，其前端應(yīng)盡可能地往駕駛室后圍靠近。圖 3.10 為某散裝水泥運(yùn)輸車(chē)的罐體、副車(chē)架相對(duì)于汽車(chē)底盤(pán)的安裝位置。在滿足軸荷分配的前提下，其中 A 不宜過(guò)大，留足空壓機(jī)的位置即可； B 為副車(chē)架的前增離主車(chē)架拱形橫粱的距離，一般在 100 mm 之內(nèi)； C 為固定副車(chē)架的前面第一個(gè) U 型螟栓距拱形橫梁的距離，一般控制在 500-800 mm 的范圍內(nèi)。（a）剛質(zhì)副車(chē)架 ；（b）硬木質(zhì)副車(chē)架圖 3.9 副車(chē)架前端簡(jiǎn)易形狀 圖 3.10 副車(chē)架的安裝位置3.2.4 縱梁與橫梁的連接設(shè)計(jì)橫梁與縱梁的連接方式主要有三種，見(jiàn)圖 3.101-縱梁；2-連接板；3-橫梁圖 3.10 橫梁與縱梁的連接圖 3.10（a）橫梁與縱梁上下翼板連接，該種連接方式優(yōu)點(diǎn)是利于提高縱梁的抗扭剛度。缺點(diǎn)是當(dāng)車(chē)架產(chǎn)生較大扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，縱梁上下翼面應(yīng)力將大幅度增加，易引起縱梁上下翼面的早期損壞。由于車(chē)架前后兩端扭轉(zhuǎn)變形較小，因此本車(chē)架前后兩端采用了該種連接方式，為了提高縱梁的扭轉(zhuǎn)剛度采用了縱向連接尺寸較大的連接板。橫梁僅固定在腹板上圖 3.10（b）橫梁僅固定在腹板上，這種連接形式連接剛度較差，允許截面產(chǎn)生自由蹺曲，可以在車(chē)架下翼面變形較大區(qū)域采用，以避免縱梁上下翼面早期損壞。13圖 3.10（c）橫梁同時(shí)與縱梁的腹板及上或下翼板相連，此種連接方式兼有以上兩種方式連接的特點(diǎn)，但作用在縱梁上的力直接傳遞到橫梁上，對(duì)橫梁的強(qiáng)度要求較高。由于該車(chē)平衡懸架的推力桿與平衡懸架支架上的兩根橫梁連接，因此，這兩根橫梁與縱梁共同承受平衡懸架傳遞過(guò)來(lái)的垂直力(反)和縱向力(牽引力、制動(dòng)力)。綜合以上考慮，本副車(chē)架的縱梁與橫梁的連接采用第 3 種方式，即橫梁同時(shí)與縱梁的腹板及上或下翼板相連，同時(shí)為了降低成本和適于批量生產(chǎn)，本車(chē)架縱梁和橫梁的連接方式采用鉚接。3.2.5 副車(chē)架與主車(chē)架的連接設(shè)計(jì)副車(chē)架與主車(chē)架的連接常采用如下幾種形式。1) 止推連接板綜合考慮三種連接方式的特點(diǎn)，以及裝配工藝性，本文設(shè)計(jì)的 EQ1092F19DJ 主副車(chē)架之間采用止推連接板式。圖 3.11 是斯泰爾重型專(zhuān)用汽車(chē)所采用的止推連接板的結(jié)構(gòu)形狀及其安裝方式。連接板上端通過(guò)焊接與副車(chē)架固定，而下端則利用螺栓與主車(chē)架縱梁腹板相連接。止推板的優(yōu)點(diǎn)在于可以承受較大的水平載荷，防止副車(chē)架與主車(chē)架縱梁產(chǎn)生相對(duì)水平位移。相鄰兩個(gè)推止推連接板之間的距離在 500～1000 mm 范圍內(nèi)。1-副車(chē)架；2-止推連接板；3-主車(chē)架縱梁圖 3.11 止推連接板的結(jié)構(gòu) 2) 連接支架連接支架由相互獨(dú)立的上、下托架組成，上、下托架均通過(guò)螺栓分別與副車(chē)架和主車(chē)架縱梁的腹板相固定，然后再用螺栓將上、下托架相連接，見(jiàn)圖 3-12 所示。由于上、下托架之間留有間隙，因此連接支架所能承受的水平載荷較小，所以連接支架應(yīng)和止推連接板配合使用。一般布置是在后懸架前支座前用連接支架連接，在后懸架前支座后用止推連接板連接。141-上托架；2-下托架；3-螺栓圖 3.12 連接支架 3.2.6 副車(chē)架的強(qiáng)度校核如果已知車(chē)架在危險(xiǎn)工況下，危險(xiǎn)截面的彎矩為 ，則可計(jì)算出副車(chē)架在危險(xiǎn)maxM截面的彎矩 ，即:2maxM??max2ax12JJ??副車(chē)架最大彎曲應(yīng)力 滿足以下強(qiáng)度條件:2?????maxax12HMJ???式中: H—副車(chē)架截面高度；—許用彎曲應(yīng)力(可查有關(guān)手冊(cè))。???以上所得出的副車(chē)架彎矩計(jì)算和強(qiáng)度校核公式完全可以用于設(shè)計(jì)計(jì)算和指導(dǎo)副車(chē)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。自卸汽車(chē)車(chē)廂在舉升過(guò)程中，舉升力隨著舉升角度的變化和貨物下卸量的變化而變化。為了確定油缸最大舉升力和其他支承件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，必須了解車(chē)廂在整個(gè)舉升過(guò)程中力的變化規(guī)律，可以用解析法或作圖法求得。一般情況下，用作圖法比較方便。從靜止開(kāi)始，每隔 5°求一次舉升力。作圖方法如下:車(chē)廂舉升時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)力平衡系統(tǒng)?？筛鶕?jù)平衡體三力匯交原則作出力圖(見(jiàn)圖 3-13a)。已知條件:貨廂與貨物總質(zhì)量以及質(zhì)心作用點(diǎn) A;油缸支承點(diǎn)以及 BB'方向;車(chē)廂翻轉(zhuǎn)軸對(duì)翻轉(zhuǎn)軸套的作用點(diǎn) C;假設(shè)車(chē)廂；滿載不卸貨，即 G 為定值。作圖步驟:第一，取力的比例尺度;第二，作出重力 AA';第三，作 BB'平行線交于 A 點(diǎn);第四，作 CA 平行線過(guò) A'點(diǎn)交于創(chuàng)點(diǎn);第五，得力平衡三角形 AA'創(chuàng)，按力的比例量出力的大小和方向。A' C'為翻轉(zhuǎn)軸對(duì)車(chē)廂翻轉(zhuǎn)軸套的反力，C“A 為油缸對(duì)車(chē)15廂支承點(diǎn)的推力，方向如圖 3-13 所示。第六，車(chē)廂舉升每隔 5°重復(fù)以上步驟，將數(shù)據(jù)填入表格，即可得到舉升力的變化規(guī)律。這種方法簡(jiǎn)單、快速、較準(zhǔn)確，能夠指導(dǎo)設(shè)計(jì)。圖 3.13 舉升力的作圖法經(jīng)過(guò)計(jì)算，得出： 2max4.35/kg??去疲勞系數(shù)為 1.4，考慮到自卸汽車(chē)的使用條件較差，取動(dòng)荷系數(shù)為 4.7，則最大動(dòng)應(yīng)力為： 2max4.351.728.63/kgm???縱梁材料額 16MnReL 的屈服極限需用應(yīng)力： 2ax/?從計(jì)算結(jié)果可知，本車(chē)架能夠安全的承受載荷。3.3 本章小結(jié)本章對(duì)車(chē)廂的裝置、副車(chē)架進(jìn)行選材設(shè)計(jì)。其中車(chē)廂的設(shè)計(jì)主要包括車(chē)廂外型尺寸設(shè)計(jì)，初步確定廂體的尺寸及材料，對(duì)車(chē)廂的設(shè)計(jì)規(guī)范化及尺寸的確定。副車(chē)架的設(shè)計(jì)內(nèi)容有副車(chē)架的截面形狀及尺寸、加強(qiáng)板的布置、副車(chē)架的前端形狀及安裝位置，縱梁與橫梁的連接設(shè)計(jì)。16第 4 章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1 液壓油缸的選取42max??idPF??（4.1） 式中: ——液壓油缸最大壓力；maxP——系統(tǒng)效率，取 0.8；?——各級(jí)舉升油缸相對(duì)應(yīng)的活塞直徑。idL——舉升缸最大工作行程。(4.2)0maxSL??式中: ——舉升缸在舉升角最大時(shí)兩鉸點(diǎn)的距離；maxS——舉升角為 0 時(shí)兩鉸點(diǎn)的距離。0根據(jù) 、 確定的舉升角度，可計(jì)算出舉升油缸的工作行程。ax根據(jù)本設(shè)計(jì)的具體情況初步選擇荷蘭海沃前頂舉升系列油缸 FC129-3-3900 型號(hào)，荷蘭海沃公司是全球領(lǐng)先的前頂舉升液壓產(chǎn)品生產(chǎn)商，其產(chǎn)品性能穩(wěn)定、可靠性高、維修保養(yǎng)方便。由產(chǎn)品手冊(cè)得其舉升角為 0 時(shí)兩鉸點(diǎn)間距離的初始值 =343mm。具0S體的性能參數(shù)如表 4.1 所示。表 4.1 液壓缸性能參數(shù)性能參數(shù) 第一級(jí) i=1 第二級(jí) i=2 第三級(jí) i=3 合計(jì)活塞直徑 d mm 129 110 91行程 L mm 1 400 1 300 1 200 3 900工作壓力 P MPa 19 19 194.2 舉升能力的校核由于選擇的舉升油缸為多級(jí)油缸，每一級(jí)油缸的有效直徑不同，則油缸的最大舉17升力也不相同，考慮到當(dāng)?shù)诙?jí)或第三級(jí)油缸升出時(shí)，水泥由于安息角的關(guān)系可能傾卸的不多或者沒(méi)有傾卸，因此要對(duì)每一級(jí)油缸升出時(shí)的推舉能力進(jìn)行校核。4.2.1 初始位置狀態(tài)時(shí)的校核此時(shí)廂體內(nèi)的垃圾最多，阻力臂也最大（相對(duì)于翻轉(zhuǎn)點(diǎn)），廂體在啟動(dòng)時(shí)還有慣性阻力的作用，需要的油缸推力也最大。根據(jù)力矩平衡原理（如圖 4.2） ，舉升缸所需的舉升推力為 141LGF??=5 721.8517N根據(jù)公式(4.1)計(jì)算出第一級(jí)油缸產(chǎn)生的最大舉升力 為max1F42max??idPF??198 560.412N因?yàn)?，所以舉升缸在初始狀態(tài)下滿足要求。1maxF?4.2.2 第二和第三級(jí)油缸舉升狀態(tài)時(shí)的校核由于油缸的有效直徑降低，此時(shí)的受力情況如圖 4.3 所示。根據(jù)力矩平衡原理，此時(shí)的舉升推力為或 (4.3)652LGF??653L??式中: ——第二節(jié)油缸伸出時(shí)廂體和物料的重量；2G——第三節(jié)油缸伸出時(shí)廂體和物料的重量；3——第三節(jié)油缸伸出時(shí)，車(chē)廂重心至翻轉(zhuǎn)軸的距離；5L——舉升缸推力至翻轉(zhuǎn)軸的垂直距離；6——第二級(jí)油缸伸出時(shí)所需的舉升推力；2F——第三級(jí)油缸伸出時(shí)所需的舉升力。3同理，根據(jù)公式（4.1）可分別計(jì)算出第二級(jí)和第三級(jí)油缸所產(chǎn)生的最大舉升力和 。一般情況下，最?lèi)毫拥那闆r是最后一節(jié)油缸伸出的時(shí)侯，因此在校核max2ax3時(shí)，只要考慮最后一節(jié)油缸伸出時(shí)的情況即可。 423max3ax3??dPF??98 808.892N18653LGF??=2 292.2727N由于 ，所以舉升油缸滿足舉升要求 [12、13、18、19] 。3maxF?4.3 液壓泵及液壓控制閥的選擇舉升油缸確定后需要對(duì)舉升液壓泵及液壓控制閥進(jìn)行選擇。選擇時(shí)需要進(jìn)行液壓泵流量和排量的計(jì)算。4.3.1 液壓泵流量及排量的確定液壓缸的容積，用 來(lái)表示。V?(4.4)623104???iidS?式中: ——各級(jí)油缸的工作行程， = ；iSimax?——各級(jí)油缸的活塞直徑。id 621 1045.3796.???V=4.656 10 ml622.83.=2.697 10 ml?4623 109.5.1??V=1 10 ml432V??=8.353 10 ml?4液壓泵額定流量 Q 應(yīng)滿足下式要求。(4.5)vtQ??式中: t——擺臂回轉(zhuǎn)時(shí)間，一般在 12～22s 之間，本設(shè)計(jì)預(yù)定為 20s；——液壓系統(tǒng)的容積效率，一般取 0.8～0.85，本設(shè)計(jì)中為 0.85。v?85.02134??39Q19取 Q 為 5 ml/s。310?當(dāng)液壓泵流量 Q 確定以后，液壓泵排量 q 可由下式確定。(4.6)60??BEnQ式中: q——液壓泵排量，ml/r；n ——液壓泵轉(zhuǎn)速，設(shè)計(jì)采用外嚙合齒輪泵，轉(zhuǎn)速為 2 000r/min。BE 602153??q=150ml/r根據(jù)以上條件，參照《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)—液壓傳動(dòng)與控制單行本》中的相關(guān)內(nèi)容，選取由阜新市液壓件廠生產(chǎn)的 CBF-E125 型外嚙合雙聯(lián)齒輪泵，該產(chǎn)品具有外形尺寸較小，技術(shù)成熟，質(zhì)量穩(wěn)定，維護(hù)保養(yǎng)方便，成本低等優(yōu)點(diǎn)。其技術(shù)規(guī)格如下表 4.2中所示。表 4.2 液壓泵參數(shù)排量/mL r?1? 125壓力/MPa 額定 16 最高 20轉(zhuǎn)速/r min?1額定 2 000 最高 2 500容積效率（%）不小于 93總效率（%）不小于 85驅(qū)動(dòng)功率/kW 76質(zhì)量/kg 10.54.3.2 液壓原理及液壓控制閥的確定當(dāng)進(jìn)行卸料過(guò)程時(shí)，液壓系統(tǒng)開(kāi)始工作。首先進(jìn)行液壓缸舉升過(guò)程，此時(shí)液壓泵提供的高壓油頂開(kāi)單向閥經(jīng)雙向節(jié)流閥后到達(dá)多級(jí)液壓缸，完成舉升工作。此時(shí)電磁換向閥接通使液力馬達(dá)工作，液力馬達(dá)帶動(dòng)空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。液壓系統(tǒng)工作原理見(jiàn)圖4.4。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，選擇 GRPO-70-PK-3 型雙向節(jié)流閥，HA-1/8-QS-4 型單向閥，HCG-03-A1-22 型電磁換向閥， BG-03-32 型溢流閥， HY37-50 型網(wǎng)式過(guò)濾器，GSNJ-06-01 型液壓油箱。201-油箱 2-粗過(guò)濾器 3-單向定量液壓泵 4-溢流閥 5-溢流閥 6-換向閥 7-單向順序閥 8-擺臂液壓缸 9-雙向液壓鎖圖 4.4 液壓系統(tǒng)工作原理4.4 本章小結(jié)本章系統(tǒng)的對(duì)液壓舉升系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核，液壓油缸的選取、初始位置狀態(tài)時(shí)的校核、液壓泵及液壓控制閥的選擇、液壓泵流量及排量的確定、舉升缸、與驗(yàn)證等方面完成了液壓舉升系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。3421第 5 章 擺臂裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算5.1 擺臂的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算擺臂用鋼板焊接成箱形截面構(gòu)件具有足夠的剛度和強(qiáng)度。擺臂上端安裝吊鏈軸，下端裝在擺臂軸上，擺臂軸固定在副車(chē)架上，應(yīng)保證擺臂運(yùn)動(dòng)自如。擺臂上安裝的傾卸軸是車(chē)斗傾翻時(shí)的土電，在運(yùn)輸過(guò)程中電起固定車(chē)斗作用；在吊裝、吊卸時(shí)傾卸軸對(duì)車(chē)斗的約束自動(dòng)解除。擺臂的受力分析可按吊裝(吊卸)和傾卸兩種工況進(jìn)行討論。5.1.1 吊裝(吊卸)工況受力分析如圖 5.1 所示，0 點(diǎn)為液壓缸與副車(chē)架的鉸支點(diǎn)，A 為液壓缸與擺臂的鉸支點(diǎn)。5.1 吊裝、吊卸工況擺臂受力分析當(dāng)?shù)跹b車(chē)斗時(shí)，取擺臂為分離體，由 0??pM得01211??xexayaxBGAF式中 Fax、Fay——液壓缸作用力在 x 軸、y 軸上的投影。x1， y——液壓缸上鉸支點(diǎn)的 x、y 的坐標(biāo)值；e——吊裝重力；xB1——點(diǎn) B 的 x 坐標(biāo)值。22上式也可寫(xiě)作： 021sincos1 ??xexaa BGAyFy整理得 xayaxea 11sinco2?（ 5.1 ） 由式(5.1) 計(jì)算得出的 Fa 值，將為選用液壓缸和擺臂的剛度和強(qiáng)度計(jì)算提供負(fù)載依據(jù)。當(dāng) Fa 計(jì)算值為正時(shí)，液壓缸對(duì)擺臂作用力為推力；反之，為拉力。擺臂式垃圾車(chē)在吊裝和吊卸過(guò)程中擺臂受力分析有兩個(gè)典型上況：其一是當(dāng) B點(diǎn)位于 B1 時(shí)( 1??)，擺臂從下極限位置吊裝車(chē)斗；其二是 B 點(diǎn)處于 B。時(shí)( 0??)，擺臂從副車(chē)架上吊卸車(chē)斗。在總布置初確定情況后，Ax 、Ay 、ya。對(duì)不同的角口可通過(guò)幾何關(guān)系確定，則由式(5.1）可求得兩個(gè)典型工況下的液壓缸作用力 1??F和 0? 。5.1.2 傾卸時(shí)的受力分析由于傾卸時(shí)所需的液壓缸推力和拉力遠(yuǎn)小于吊裝(卸)工況，所以對(duì)液壓缸的推力和擺臂的受力可不作討論，只需通過(guò)分析計(jì)算，求得吊鏈所受的最大拉力，對(duì)吊鏈進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，如圖（5.2）所示。5.2 傾卸工況吊鏈?zhǔn)芰Ψ治?在傾卸初始時(shí)劃左吊鏈?zhǔn)芰镻ELGFeDz21?式中，PE 和 L，由結(jié)構(gòu)尺寸決定。23當(dāng)車(chē)斗傾卸到最大傾翻角時(shí)，右吊鏈?zhǔn)芰镻FLGmeDy21?式中，PF 和 Lm 由結(jié)構(gòu)尺寸決定。通常左、右吊鏈取相同尺寸，因此在設(shè)計(jì)時(shí)只要取較大值作為選取吊鏈的依據(jù)，并進(jìn)行強(qiáng)度校核。5.2 本章小結(jié)本章對(duì)擺臂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，擺臂的選材，厚度、以及加工方式，加工軸的位置，吊耳的焊接位置，其中主要分兩部分內(nèi)容，吊裝工況的受力分析，傾卸時(shí)的受力分析，并對(duì)傾卸工況時(shí)擺臂極限位置的校核計(jì)算。24第 6 章 輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.1 取力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選型二類(lèi)底盤(pán)所配變速器型號(hào)為 DF6S750，六檔手動(dòng)變速器。根據(jù)此變速器型號(hào)選取 4205KBA-010B 型取力器。其主要技術(shù)參數(shù)如表 6.1 所示。表 6.1 4205KBA-010B 型取力器參數(shù)取力器型號(hào) 4205KBA-010B速比 1.3輸出旋轉(zhuǎn)方式 與發(fā)動(dòng)機(jī)相反輸出方式 法蘭最大輸出扭矩 （Nm） 450操縱方式 遠(yuǎn)距離電控氣操作變速器取力齒輪參數(shù)見(jiàn)表 6.2。表 6.2 變速器取力齒輪參數(shù)齒數(shù) 30法向模數(shù) 4.25壓力角 20 ?螺旋角 23.5徑向變位系數(shù) +0.3齒輪旋向 右旋齒寬 28變速器取力窗口尺寸如圖 6.1。取力器安裝位置如圖 6.2，尺寸見(jiàn)表 6.3。表 6.3 取力器尺寸參數(shù)A B C D E224.5mm 130mm 287mm 265mm 459.5mm6.2 液力馬達(dá)的選型由于空壓機(jī)需要外接動(dòng)力來(lái)驅(qū)動(dòng)，考慮到整個(gè)系統(tǒng)的性能需要、布置條件及制造成本，決定采用液力馬達(dá)為空壓機(jī)提供動(dòng)力。其中液力馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩通過(guò)皮帶傳遞給空25壓機(jī)。參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選取 CM 型齒輪馬達(dá)，型號(hào)為 CM-D70C，其具體技術(shù)參數(shù)如表 6.4。圖 6.1 變速器取力窗口尺寸圖 6.2 取力器安裝位置示意圖表 6.4 齒輪馬達(dá)參數(shù)壓力 /MPa 轉(zhuǎn)速/r 1min??排量/mL r?1?額定 最高 額定 最高轉(zhuǎn)矩/N m?70.8 10 14 1 800 2 400 112.7