液壓式垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站摘要：隨著城市建設(shè)的發(fā)展及居民生活水平的提高,城市生活垃圾產(chǎn)量也在迅速增加。在處置和處理過程中,不僅占用大量的土地,而且會(huì)污染環(huán)境,對(duì)居民健康也造成了嚴(yán)重的影響,城市生活垃圾綜合處理已成為世界各國城市共同面臨的一個(gè)嚴(yán)重問題。垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站是垃圾運(yùn)輸過程中的一個(gè)環(huán)節(jié),是否設(shè)置轉(zhuǎn)運(yùn)站,是決定一個(gè)城市環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要因素。本文在分析國內(nèi)外液壓垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上根據(jù)其工作原理，確定了垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的總體方案，完成了液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算、機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及連接件的校核，并用AutoCAD2012繪制了相關(guān)的零件圖和總裝圖，從而實(shí)現(xiàn)了垃圾運(yùn)輸?shù)姆忾]化,同時(shí)提高了長途運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞：垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站，液壓系統(tǒng)，機(jī)械機(jī)構(gòu)，連接件校核HydraulicrefusetransferstationAbstract：Withthedevelopmentofurbanconstructionandtheimprovementoflivingstandardsofresidents,citylifegarbageoutputarealsoincreasingrapidly.Intheprocessofdisposalandtreatment.Theurbandomesticwastenotonlytakesupalotofland,butalsopollutestheenvironment,whilealsocausedseriouseffectontheresidents'health.Thecomprehensivetreatmenthasbecomeaseriousproblemoftheworld.Refusetransferstationisalinkintheprocessofwastetransportation.Whethertosetupthetransferstationisanimportantfactorindeterminingthequalityofacityenvironment.Basedontheanalysisofthepresentsituationofhydraulicrefusetransferstationathomeandabroad,accordingtoitsworkingprinciple.Thearticledeterminedtheoverallschemeoftherefusetransferstation,completedthedesignofthehydraulicsystemandcheckingcalculation,mechanicalstructuredesignandfitting,andIusedtheAutoCAD2012mappedtherelateddetaildrawingandgeneralassemblydrawing,whilerealizetherubbishtransportautarky,atthesametime,improvetheeconomicbenefitofthelong-distancetransportation.Keywords:refusetransferstation,hydraulicsystem,Mechanism,Fittingcheck目錄HYPERLINK\l"_Toc390291817"1緒論 1HYPERLINK\l"_Toc390291818"1.1垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的概述 1HYPERLINK\l"_Toc390291819"1.1.1國內(nèi)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的現(xiàn)狀 1HYPERLINK\l"_Toc390291820"1.1.2國外垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的現(xiàn)狀 2HYPERLINK\l"_Toc390291821"1.2液壓式垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的應(yīng)用及前景 2HYPERLINK\l"_Toc390291822"1.2.1液壓式垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的應(yīng)用 2HYPERLINK\l"_Toc390291823"1.2.2國內(nèi)外市場(chǎng)壓縮式垃圾車應(yīng)用現(xiàn)狀 3HYPERLINK\l"_Toc390291824"1.2.3液壓式垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的發(fā)展趨勢(shì) 3HYPERLINK\l"_Toc390291825"1.3垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站存在的問題及環(huán)保措施 4HYPERLINK\l"_Toc390291826"2液壓式垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的方案選定及總體設(shè)計(jì) 6HYPERLINK\l"_Toc390291827"2.1方案與原理的選擇 6HYPERLINK\l"_Toc390291829"2.2.設(shè)計(jì)原理及工作過程 9HYPERLINK\l"_Toc390291830"3液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 11HYPERLINK\l"_Toc390291831"3.1制定液壓系統(tǒng)的基本方案 11HYPERLINK\l"_Toc390291832"3.2確定壓縮液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 12HYPERLINK\l"_Toc390291833"3.3確定液壓缸的主要參數(shù) 15HYPERLINK\l"_Toc390291834"3.3.1初選液壓缸工作壓力 15HYPERLINK\l"_Toc390291835"3.3.2計(jì)算壓縮液壓缸的主要尺寸 16HYPERLINK\l"_Toc390291839"3.3.3計(jì)算壓縮液壓缸的最大流量 19HYPERLINK\l"_Toc390291840"3.3.4液壓缸的選擇 19HYPERLINK\l"_Toc390291841"3.4液壓回路的設(shè)計(jì) 20HYPERLINK\l"_Toc390291842"3.4.1擬定原理圖 20HYPERLINK\l"_Toc390291845"3.4.2組成元件設(shè)計(jì) 23HYPERLINK\l"_Toc390291846"4機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其連接件的校核 27HYPERLINK\l"_Toc390291847"4.1垃圾集裝箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27HYPERLINK\l"_Toc390291848"4.2舉升架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 27HYPERLINK\l"_Toc390291849"4.3壓縮裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28HYPERLINK\l"_Toc390291850"4.4連接件的校核 29HYPERLINK\l"_Toc390291851"4.4.1舉升液壓缸銷軸的校核 29HYPERLINK\l"_Toc390291852"4.4.2壓縮液壓缸銷軸的校核 31HYPERLINK\l"_Toc390291853"4.4.3鎖門銷的校核 32HYPERLINK\l"_Toc390291854"4.4.4工字梁鉸鏈連接處的校核 32HYPERLINK\l"_Toc390291855"總結(jié) 34HYPERLINK\l"_Toc390291858"參考文獻(xiàn) 35HYPERLINK\l"_Toc390291859"致謝 361緒論環(huán)境問題是當(dāng)今人們關(guān)注的焦點(diǎn)問題，隨著人們生活水平的日益提高，城市化進(jìn)程的不斷加快，城市人口的日益增加，生活垃圾成倍的增多，在郊區(qū)隨處可見堆積如山的垃圾。垃圾清運(yùn)是城市環(huán)衛(wèi)部門工作中的重中之重，從而使得垃圾中轉(zhuǎn)站成為城市生活垃圾清運(yùn)工作中重要的設(shè)施之一。隨著中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，多種形式的現(xiàn)代化垃圾中轉(zhuǎn)站的建設(shè)在國內(nèi)逐漸增多，設(shè)備性能結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，自動(dòng)化程度越來越高。設(shè)備技術(shù)狀態(tài)的好壞直接影響轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)的數(shù)量、質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。生活垃圾是整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)、分配、消費(fèi)再循環(huán)過程各環(huán)節(jié)必然的產(chǎn)物，與所有社會(huì)成員均密切相關(guān)，與城市的現(xiàn)代化進(jìn)程和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)，生活垃圾既是有害的，有時(shí)可以變害為利的永續(xù)資源，生活垃圾治理的“減量化、資源化、無害化”水平的提高是改變城市生活環(huán)境，保證和促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)條件之一。研究解決城市垃圾收集、運(yùn)轉(zhuǎn)、處理技術(shù)，改變現(xiàn)有城市垃圾管理體制，合理分配城市垃圾物流調(diào)配系統(tǒng)，切實(shí)提高城市垃圾減量化、無害化、資源化水平是提高我國城市生活環(huán)節(jié)水平的關(guān)鍵，這對(duì)于提高城市形象，改變?nèi)司迎h(huán)境狀況提高人民生活水平，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著很大的作用。城市生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站(以下簡稱轉(zhuǎn)運(yùn)站)是生活垃圾收運(yùn)物流系統(tǒng)的樞紐。垃圾經(jīng)轉(zhuǎn)運(yùn)站不僅實(shí)現(xiàn)了垃圾運(yùn)輸?shù)姆忾]化,而且提高了長途運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性,減少了車流量。近年來,轉(zhuǎn)運(yùn)站已逐漸成為城市重要的環(huán)衛(wèi)設(shè)施。利用一套先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法、為垃圾壓縮裝置的方案設(shè)計(jì)、參數(shù)選擇和仿真優(yōu)化等提供科學(xué)的依據(jù)?，F(xiàn)有的一些垃圾中轉(zhuǎn)站舉升裝置由于設(shè)計(jì)不合理,穩(wěn)定性差,功耗大,主要件易損壞,設(shè)備維修不方便,時(shí)常導(dǎo)致垃圾不能及時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn),造成環(huán)境污染。因此，研究開發(fā)一種工作可靠、性能優(yōu)良的中轉(zhuǎn)站舉升裝置是非常有必要的。1.1垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的概述1.1.1國內(nèi)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的現(xiàn)狀主城區(qū)目前各社區(qū)、街道的四百多個(gè)樓式垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站,其中僅30座為符合環(huán)保要求的密閉式壓縮站和集裝箱垃圾站,占總數(shù)的61.4%,其余439座是開敞式垃圾站,市民堆放的生活垃圾發(fā)酵產(chǎn)生的臭氣和垃圾中的污水使垃圾站成為城市又一污染源,嚴(yán)重影響市民生活環(huán)境,應(yīng)進(jìn)行改建或拆除,并需新建一定數(shù)量垃圾站。新建的垃圾站均采用壓縮式、容器或集裝箱式?，F(xiàn)有的環(huán)保型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站具有以下特點(diǎn):采用密封式大容積自壓縮垃圾集裝箱,收集、壓實(shí)和儲(chǔ)運(yùn)垃圾,避免壓縮與集裝箱分離而造成的二次污染,每次傾倒完垃圾后,進(jìn)料門立即關(guān)閉,使垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的垃圾完全密封存放;垃圾在自壓縮垃圾集裝箱中直接高壓減容,增大了箱體的裝載量,一個(gè)地埋式垃圾站可日處理垃圾100t;自壓縮垃圾集裝箱沉入地下和移走都能完全確?？涌诜忾],確保了行人和工作人員的安全。已建的環(huán)保垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站:江北龍頭寺、渝中區(qū)東水門、儲(chǔ)奇門、通遠(yuǎn)門、王家坡、九龍坡毛線溝、石橋鋪交易城、龍溪鎮(zhèn)、沙坪壩區(qū)勞動(dòng)路、磁器口、大渡口文體路、渝北兩路等。1.1.2國外垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的現(xiàn)狀目前國外主要城市及城區(qū)應(yīng)用最多且發(fā)展最廣的是地理式垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站，國外各大城區(qū)垃圾處理狀況比較良好，但環(huán)境問題依然十分嚴(yán)峻，加強(qiáng)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的研究與城市生活垃圾的處理仍然是國外城市需要解決的問題之一1.2液壓式垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的應(yīng)用及前景1.2.1液壓式垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的應(yīng)用國家“十一五”期間，各城市將確定合理的生活垃圾收運(yùn)模式，優(yōu)化轉(zhuǎn)運(yùn)方式的組合形態(tài)，推行生活垃圾分類、集裝、壓縮運(yùn)輸。將按標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)一批與處理、處置設(shè)施相配套的大中型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站，實(shí)施城鎮(zhèn)生活垃圾收集系統(tǒng)全覆蓋通過環(huán)衛(wèi)裝備的升級(jí)換代，實(shí)現(xiàn)固體廢物收運(yùn)車輛“全密閉、壓縮化、高運(yùn)能”。全密封壓縮環(huán)保型垃圾車不僅有助于實(shí)現(xiàn)固體廢物收運(yùn)車輛“全密閉、壓縮化、高運(yùn)能”。而且此項(xiàng)技術(shù)的廣泛使用將徹底改變我國傳統(tǒng)的城市生活垃圾清運(yùn)方式，將對(duì)城市生活廢棄物的分類減量、無害化轉(zhuǎn)運(yùn)處理及資源化利用起到促進(jìn)作用。改垃圾房（站）為密封垃圾桶，且收集地點(diǎn)可轉(zhuǎn)移，無臭氣、污水、噪音、蚊蠅擾民的新型模式；壓縮式垃圾車超強(qiáng)的壓縮性能，可使車載垃圾容量縮小至1／4，水份含量減少3／4，大大降低垃圾焚燒（或填埋）時(shí)的能源消耗（污水滲漏），減少了政府相關(guān)部門按重量給予垃圾處理補(bǔ)貼的財(cái)政支出；良好穩(wěn)定的操控性能對(duì)垃圾進(jìn)行高效壓縮收集，大大減少了環(huán)衛(wèi)工人數(shù)量和勞動(dòng)強(qiáng)度；全密封結(jié)構(gòu)特性，從根本上改變垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)過程中“跑、冒、滴、漏所造成的二次污染。1.2.2國內(nèi)外市場(chǎng)壓縮式垃圾車應(yīng)用現(xiàn)狀20世紀(jì)40年代，壓縮式垃圾車在德國、荷蘭、奧地利、美國等國家開始使用；50－60年代開始，壓縮式垃圾車在亞洲的日本、韓國、新加坡等國家和地區(qū)開始運(yùn)營；此后非洲有南非、埃及等國家相繼開始使用。80～90年代，世界上發(fā)達(dá)國家和地區(qū)已經(jīng)普遍使用壓縮式垃圾車轉(zhuǎn)運(yùn)城市垃圾。進(jìn)入21世紀(jì)，環(huán)保性能好的后壓縮式垃圾車得到廣泛使用，已占到垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車輛的95%以上。我國是在1990年，因在北京舉行第十一屆亞洲運(yùn)動(dòng)會(huì)，日本富士重工業(yè)株式會(huì)社通過紅十字會(huì)向北京、上海、杭州等城市陸續(xù)贈(zèng)送了40臺(tái)后壓縮式垃圾車，此時(shí)中國環(huán)衛(wèi)部門才正式接觸到后壓縮式垃圾車。然而到90年代末期，中國包括北京、上海在內(nèi)的城市，98%以上都在用非壓縮式垃圾車轉(zhuǎn)運(yùn)城市垃圾。21世紀(jì)初，上海部分路段仍使用垃圾船在蘇州河轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾。據(jù)2007年中國車輛管理所統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)大約只有53個(gè)城市使用后壓縮式垃圾車轉(zhuǎn)運(yùn)部分城市垃圾，國產(chǎn)和進(jìn)口的后壓縮式垃圾車總量為4867輛，僅占整個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車輛的5%左右。1.2.3液壓式垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的發(fā)展趨勢(shì)液壓式垃圾車必將成為垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)中的主流備。隨著我國垃圾處理產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，壓“縮式垃圾車必將成為垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)中的主流收集、貯設(shè)備?！吨腥A人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》第十七條規(guī)定“收集、貯存、運(yùn)輸、利用、處置固體廢物的單位和個(gè)人，必須采取防揚(yáng)散、防流失、防滲漏或其他防止污染環(huán)境的措施”。建設(shè)部、環(huán)?？偩?、科技部共同發(fā)布的《城市生活垃圾處理及污染防治技術(shù)政策》中明確要求垃圾收集和運(yùn)輸應(yīng)密閉化，防止暴露、散落和滴漏；鼓勵(lì)采用壓縮式收集和運(yùn)輸方式，盡快淘汰敞開式收集和運(yùn)輸方式。國家“十一五”規(guī)劃將全密封壓縮式垃圾車（站）作為垃圾收集和轉(zhuǎn)運(yùn)發(fā)展的重點(diǎn)。為適應(yīng)城市垃圾分類收集，垃圾處理收費(fèi)、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)及環(huán)保低排放的發(fā)展趨勢(shì)，未來垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備需進(jìn)一步加大以下幾方面的研發(fā)力度：開發(fā)系列壓縮式垃圾車的自清潔、節(jié)能、減噪雙動(dòng)力裝置和適用于垃圾分類的多倉壓縮收集裝置。將產(chǎn)品裝載容積范圍從5立方擴(kuò)展到24立方系列車型，動(dòng)力類型從柴油為動(dòng)力、ＬＮＧ、混合燃料動(dòng)力及電動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)等，形成容積為5—24ｍ

３

等系列及多動(dòng)力類型的壓縮式垃圾車，以滿足歐Ⅲ、歐Ⅳ及零排放的要求。同時(shí)進(jìn)行壓縮垃圾車的功能與多用途擴(kuò)展性設(shè)計(jì)，根據(jù)壓縮垃圾車裝載對(duì)象特點(diǎn)，研究垃圾車自身清潔問題，攻克死角區(qū)域中的污垢清除；另一方面，尤其在夏秋之時(shí)，垃圾車?yán)锏奈孟壡鍦绲入y題。進(jìn)行雙動(dòng)力（行駛時(shí)用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)；小區(qū)內(nèi)垃圾收集時(shí)用電能或太陽能）技術(shù)研究，以減小在小區(qū)垃圾收集裝載過程中的噪音，推進(jìn)垃圾車自身的綠色環(huán)保。同時(shí)，根據(jù)中國垃圾的混、雜、濕的特點(diǎn)，研究針對(duì)不同垃圾對(duì)象，進(jìn)行壓縮力調(diào)節(jié)技術(shù)研究，以提高裝載量和裝載效果：另一方面，通過分箱形成分倉式壓縮垃圾車，初步實(shí)現(xiàn)對(duì)生活垃圾、廢紙、廢塑料、廢玻璃、廢電池以及包括醫(yī)療垃圾在內(nèi)的危險(xiǎn)品等垃圾的分類收集，以實(shí)現(xiàn)一車多用；利用垃圾壓縮原理，進(jìn)行如學(xué)校、工廠、機(jī)關(guān)、醫(yī)院、餐飲、大型商場(chǎng)、超市的專用垃圾車或移動(dòng)式垃圾站的研究。1.3垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站存在的問題及環(huán)保措施由于在轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)垃圾收集車的卸料、裝箱過程中會(huì)產(chǎn)生灰塵,垃圾因發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生臭氣,所以要求垃圾收集車卸料作業(yè)和裝箱作業(yè)均應(yīng)在室內(nèi)或半封閉狀態(tài)下進(jìn)行,減少對(duì)周圍環(huán)境的影響,但是對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)區(qū)內(nèi)的小環(huán)境影響還是較大的,采取的措施主要有:1嚴(yán)格遵守日轉(zhuǎn)日清的轉(zhuǎn)運(yùn)工藝,不許垃圾在站內(nèi)過夜;o轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)區(qū)、垃圾車行駛道路等處,每班清洗一次,保持環(huán)境清潔。這些措施可使卸料作業(yè)區(qū)的臭氣等級(jí)低于GB14554-93《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》2級(jí),轉(zhuǎn)運(yùn)站周邊臭氣濃度的廠界值小于20。轉(zhuǎn)運(yùn)站產(chǎn)生的污水主要來源有:職工的生活污水;車輛、設(shè)備、場(chǎng)地的清洗污水;垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)裝箱過程中產(chǎn)生的滲瀝液;雨水。雨水與其他污水分流制,雨水通過站內(nèi)雨水管道排放到城市下水管道。清洗污水和生活污水經(jīng)沉淀處理后排放。轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)污水治理主要是滲瀝液,因此應(yīng)盡量減少滲瀝液的產(chǎn)生量。垃圾滲瀝液隨著垃圾成分、季節(jié)的變化而變化,因垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)工藝不同,產(chǎn)生量也有較大的變化。由于垃圾在轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)停留時(shí)間較短,其滲瀝液污染指標(biāo)較高,總量較小,目前國內(nèi)外較常用的、經(jīng)濟(jì)的處理方法有:稀釋排放、集中治理和專業(yè)達(dá)標(biāo)治理。經(jīng)比較,采用收集后集中治理的方式既經(jīng)濟(jì)又合理。轉(zhuǎn)運(yùn)站的噪聲主要來自車輛進(jìn)出站時(shí)的行駛噪聲及轉(zhuǎn)運(yùn)處理垃圾設(shè)備的作業(yè)噪聲。治理措施:對(duì)作業(yè)設(shè)備和液壓系統(tǒng)的泵及驅(qū)動(dòng)電機(jī)座、泵及風(fēng)機(jī)的機(jī)座設(shè)置減震墊;選用低噪聲風(fēng)機(jī)或帶消音裝置的風(fēng)機(jī);對(duì)泵站、液壓站、風(fēng)機(jī)站等建筑采用隔音門窗;墻壁鋪設(shè)吸音板等措施,將轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)區(qū)噪聲控制在80dB以下由于收集車的卸載和轉(zhuǎn)運(yùn)裝箱均是在室內(nèi)進(jìn)行,所以蚊蠅孽生受到一定環(huán)境限制。但為防止站內(nèi)蚊蠅孽生,每班工作結(jié)束后,必須進(jìn)行場(chǎng)地及轉(zhuǎn)運(yùn)車輛等的清洗,同時(shí)定期對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)區(qū)、站內(nèi)清洗。

2液壓式垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的方案選定及總體設(shè)計(jì)2.1方案與原理的選擇方案的選擇此次設(shè)計(jì)方案為液壓式垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)計(jì)，根據(jù)以上提出的技術(shù)性能及要求，初步確定以下幾個(gè)方案：方案1如圖2-1。方案1的具體實(shí)現(xiàn)過程如下：液壓缸頂住中桶，中桶上安有滑輪，鋼絲繩繞過滑輪，一端與內(nèi)桶底端相連，另一端與外桶頂端相連。當(dāng)液壓缸頂起中桶時(shí)，由于外桶是固定不動(dòng)的，所以桶內(nèi)會(huì)以兩倍于外桶的速度上升。這種舉升方式中的內(nèi)桶承受的壓力N等于起重平臺(tái)施加的壓力N，也等于鋼絲繩的拉力，所以滑輪的壓力等于2N，因此液壓缸的推動(dòng)力為2N，約為10t，這個(gè)載荷相當(dāng)大，導(dǎo)致了整個(gè)系統(tǒng)的功耗大。這種結(jié)構(gòu)制造成本較高，長時(shí)間使用容易出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，不利于維修?；喕嗕摻z繩內(nèi)筒中筒外筒液壓缸圖2.1方案1示意圖

方案2如圖2.2。連接集裝箱連接集裝箱連桿固定支架小連桿導(dǎo)向?qū)к変摻z繩圖2.2方案2示意圖方案2的實(shí)現(xiàn)過程：設(shè)與鋼絲繩相連的連桿長度為l=0.5m，α是此兩連桿之間的夾角，考慮到具體結(jié)構(gòu)的限制，α的取值范圍是16°≤α≤160°，則起重平臺(tái)能舉升的理論高度為h=4×2×0.5×(sin80°-sin8°)=3.38m，能夠滿足舉升高度的要求。這種裝置的鋼絲繩拉力T等于起重平臺(tái)施加給舉升裝置的壓力N與舉升裝置的重量之和，鋼絲繩的拉力并不大。與鋼絲繩相連的兩根連桿是二力桿，其受力簡單。在剛舉升時(shí)基本處于水平方向(即α很小)，所以連桿的受力相當(dāng)大，這就要求連桿的截面尺寸能夠保證強(qiáng)度要求，在舉升過程中逐漸減小，舉升到最高點(diǎn)時(shí)(即α接近于160°)連桿受力最小。此裝置還要求有一導(dǎo)軌導(dǎo)向，導(dǎo)軌不能露出地面以上，在舉升裝置達(dá)到最高位移時(shí)舉升裝置的大部分不能被導(dǎo)向，穩(wěn)定性不宜保障。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)較大的直線位移，而且鋼絲繩的載荷較小，動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)易滿足要求。但是裝置關(guān)節(jié)及連桿尺寸較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以這種裝置實(shí)現(xiàn)起來也不經(jīng)濟(jì)。方案3如圖2.3。垃圾箱在極限位置1——最低處，由壓縮液壓缸對(duì)垃圾進(jìn)行壓縮處理。在對(duì)垃圾進(jìn)行幾次壓實(shí)處理后，壓縮液壓缸停止工作。舉升液壓缸舉起垃圾箱到達(dá)極限位置2——最高處，把垃圾箱推出，然后退回地坑完成一次轉(zhuǎn)運(yùn)。極限位置由限位槽來確定。方案3的實(shí)現(xiàn)過程：該機(jī)構(gòu)由兩個(gè)并列的剪式升舉臂和位于該兩個(gè)剪式升舉臂之間的升舉液壓油缸組成，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述兩升舉臂的前臂腳同支持件相鉸接而后臂腳裝有滑輪且所述滑輪位于相應(yīng)的水平限位導(dǎo)槽中，底座的前端兩側(cè)分別同所述兩升降臂的前臂上端相鉸接而該兩升舉臂的后臂上端分別裝有滑輪且所述滑輪分別位于所述底座后部相應(yīng)兩側(cè)的限位導(dǎo)槽中。方案3的優(yōu)點(diǎn)是：（1）結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，運(yùn)行平穩(wěn)可靠。（2）水平限位槽決定了垃圾箱的最終運(yùn)動(dòng)位置，實(shí)現(xiàn)了垃圾箱的垂直運(yùn)動(dòng)。圖2.3方案3示意圖圖2.3方案3示意圖經(jīng)過對(duì)以上三種設(shè)計(jì)方案的綜合考慮與分析，方案3可行性更好。該方案舉升臂采用工字梁，工字梁具有質(zhì)量輕、承受力矩大等優(yōu)點(diǎn)。舉升液壓缸采用雙作用多級(jí)液壓缸，液壓缸的布置方式如圖所示。2.2.設(shè)計(jì)原理及工作過程此方案主要由兩部分組成。一部分是壓縮裝置，一部分是舉升裝置。壓縮裝置由垃圾箱、壓縮液壓缸等組成。其原理是當(dāng)舉升裝置位于最低位置時(shí)，液壓缸對(duì)垃圾進(jìn)行壓縮，壓縮次數(shù)一般為四次，最終的壓縮比為3：1。垃圾壓實(shí)后，舉升裝置把垃圾箱升舉到最高位置，液壓缸把垃圾箱推出，實(shí)現(xiàn)一次壓縮循環(huán)。舉升裝置的設(shè)計(jì)原理如下：兩組連桿通過相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)連接在一起，各連桿圍繞連桿的連接處轉(zhuǎn)動(dòng)，四個(gè)連桿的上半部分或下半部分組成平行四邊形機(jī)構(gòu)。連桿的一個(gè)關(guān)節(jié)在固定支架處固定，另一連桿的最下端與限位輪連接。當(dāng)液壓缸推動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)時(shí)，另一連桿帶動(dòng)限位輪在限位槽中實(shí)現(xiàn)水平滾動(dòng)，由于平行四邊形的原理，同時(shí)帶動(dòng)其他連桿以鉸鏈中心為基點(diǎn)向上移動(dòng)，液壓缸將垃圾集裝箱垂直舉起。其具體實(shí)現(xiàn)過程如圖2.4、2.5所示：圖2.4極限位置——壓縮在圖2.4位置處，即舉升裝置位于最低極限位置此時(shí)連桿與水平夾角為15°此時(shí)壓縮液壓缸進(jìn)行壓縮，完成壓縮功能。壓縮過程液壓缸所受負(fù)載為變載，采用的雙作用多級(jí)液壓缸。圖2.5位置為舉升裝置的最高極限位置。此時(shí)連桿與水平夾角為60°。垃圾已被壓實(shí)處理，然后經(jīng)液壓缸推出垃圾箱。舉升過程中壓力角逐漸變小，所需力也減小。舉升液壓缸采用雙作用多級(jí)液壓缸。圖2.5極限位置——推出

3液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算3.1制定液壓系統(tǒng)的基本方案（1）確定執(zhí)行元件的形式液壓執(zhí)行元件大體分為液壓缸或液壓泵。前者實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)，后者完成回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，二者的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合見下表1。表3.1執(zhí)行元件的類型、特點(diǎn)與應(yīng)用表3.1執(zhí)行元件的類型、特點(diǎn)與應(yīng)用名稱特點(diǎn)適用場(chǎng)合雙活塞桿液壓缸雙向?qū)ΨQ雙作用往復(fù)運(yùn)動(dòng)單活塞桿液壓缸有效工作面積大、雙向不對(duì)稱往返不對(duì)稱的直線運(yùn)動(dòng)，差動(dòng)連接可實(shí)現(xiàn)快進(jìn)，A1=2A2往返速度相等柱塞缸結(jié)構(gòu)簡單單向工作，靠重力或其他外力返回?cái)[動(dòng)缸單葉片式轉(zhuǎn)角小于360度雙葉片式轉(zhuǎn)角小于180度小于360度的擺動(dòng)小于180度的擺動(dòng)齒輪泵結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格便宜高轉(zhuǎn)速低扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)葉片泵體積小，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小高轉(zhuǎn)速低扭矩動(dòng)作靈敏的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)擺線齒輪泵體積小，輸出扭矩大低速，小功率，大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軸向柱塞泵運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)扭矩大、轉(zhuǎn)速范圍寬大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)徑向柱塞泵轉(zhuǎn)速低結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輸出大扭矩低速大扭矩的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)注：A1——無桿腔的活塞面積A2——有無桿腔的活塞面積對(duì)于本設(shè)計(jì)只需要實(shí)現(xiàn)簡單直線運(yùn)動(dòng)，因此可以采用雙作用多級(jí)液壓缸。根據(jù)主機(jī)的運(yùn)動(dòng)要求，選擇液壓缸的類型為：直線運(yùn)動(dòng)單活塞桿雙作用緩沖式液壓缸。其特點(diǎn)：活塞雙向運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生推、拉力。（2）確定液壓缸的安裝方式工程液壓缸均為雙作用單活塞式液壓缸，安裝方式多采用耳環(huán)型。由于本設(shè)計(jì)中舉升液壓缸與壓縮液壓缸在作用過程中是一端固定，一端在垂直面上自由擺動(dòng)的形式，因此選擇液壓缸的安裝方式為：尾部耳環(huán)聯(lián)接。而鎖銷液壓缸與后門液壓缸分別采用頭部擺動(dòng)式與腳架固定式。液壓源系統(tǒng)液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)完全由液壓源提供，液壓源的核心是液壓泵。在無其他輔助油源的情況下，液壓泵的供油量要大于系統(tǒng)的需油量，多余的油經(jīng)過溢流閥回油箱，溢流閥同時(shí)起到開展并穩(wěn)定油源壓力的作用。為節(jié)省能源并提高效率，液壓泵的供油量要盡量于系統(tǒng)所需流量相匹配。對(duì)于本設(shè)計(jì)，由于工作周期短，循環(huán)次數(shù)少，供油量可以適當(dāng)減少以節(jié)省能源，采用單泵供油即可，不需蓄能器儲(chǔ)存能量油液的凈化裝置在液壓源中是必不可少的。一般泵的入口要裝有濾油器，為防止系統(tǒng)中雜質(zhì)流回油箱，可在回油路上設(shè)置磁過濾或其他形式濾油器。3.2確定壓縮液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)垃圾的收集過程需要壓縮裝置中的壓縮頭往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使垃圾在每一次傾倒后就壓縮一次，直至垃圾集裝箱裝滿。箱體的長決定了液壓缸的行程較長，為了有效實(shí)現(xiàn)垃圾的壓縮，故本設(shè)計(jì)采用了雙作用的伸縮式多級(jí)液壓缸來驅(qū)動(dòng)壓縮頭。由于多級(jí)液壓缸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，較粗的伸縮套筒先伸出，工作過程為：第一級(jí)壓縮→第二級(jí)壓縮→第三級(jí)壓縮→第四級(jí)壓縮→返回。這樣重復(fù)若干次后待集裝箱裝滿開始將垃圾推出到垃圾車上，整個(gè)工作過程所需行程約為3000mm，工作負(fù)載在壓縮過程中為變載，最大工作負(fù)載為350KN，壓縮一次往返時(shí)間不超過90秒。第一次壓縮過程中，各級(jí)壓縮時(shí)間為：27s，16s，10s，7s。各級(jí)加減速的時(shí)間為0.05s。隨著垃圾的裝滿，第二級(jí)、第三級(jí)、第四級(jí)伸出長度變短，最后一次壓縮只有第一級(jí)最粗的活塞桿工作，且此時(shí)壓縮力達(dá)到最大值。（1）各級(jí)壓縮平均速度第一級(jí)第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)（2）摩擦負(fù)載啟動(dòng)時(shí)摩擦負(fù)載即為壓縮頭滾輪與導(dǎo)軌的摩擦阻力，查有關(guān)資料知，摩擦系數(shù)為0.005，經(jīng)估算，壓縮頭重量為1500N。靜摩擦阻力動(dòng)摩擦阻力鑒于摩擦阻力很小，忽略其引起的阻力負(fù)載。[1]（3）慣性負(fù)載第一級(jí)第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)表3.2液壓缸各階段的負(fù)載和推力圖取液壓缸的機(jī)械效率=0.9，得出液壓缸在各工作階段的負(fù)載，如表2所列。表3.2液壓缸各階段的負(fù)載和推力圖工況負(fù)載組成液壓缸負(fù)載F/KN第一級(jí)啟動(dòng)加速摩擦、慣性負(fù)載0.092第一級(jí)壓縮摩擦、垃圾阻力0.092-350第二級(jí)啟動(dòng)加速摩擦、慣性負(fù)載0.061第二級(jí)壓縮摩擦、垃圾阻力0.061-240-203第三級(jí)啟動(dòng)加速摩擦、慣性負(fù)載0.092第三級(jí)壓縮摩擦、垃圾阻力0.092-160第四級(jí)啟動(dòng)加速加速摩擦、慣性負(fù)載0.122第四級(jí)壓縮摩擦、垃圾阻力0.122-90暫停垃圾、箱門阻力350各級(jí)返回摩擦負(fù)載0.061-0.122負(fù)載循環(huán)圖和速度循環(huán)圖，如下圖所示。返回圖3.1液壓缸的負(fù)載循環(huán)圖第三級(jí)第二級(jí)第一級(jí)第四級(jí)T(s)F(N)返回圖3.1液壓缸的負(fù)載循環(huán)圖第三級(jí)第二級(jí)第一級(jí)第四級(jí)T(s)F(N)3.3確定液壓缸的主要參數(shù)3.3.1初選液壓缸工作壓力壓力的選擇要根據(jù)載荷大小、設(shè)備類型、結(jié)構(gòu)要求和技術(shù)水平而定。還要考慮執(zhí)行元件的裝配空間、經(jīng)濟(jì)條件及元件供應(yīng)情況等的限制。在載荷一定的情況下，工作壓力低，勢(shì)必要加大執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸，對(duì)某些設(shè)備來說，尺寸要受到限制，從材料消耗角度看也不經(jīng)濟(jì)；反之，壓力選的太高，對(duì)泵和、缸、閥等元件的材質(zhì)、密封、制造精度也要求很高，必然提高設(shè)備成本。一般來說，對(duì)于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選的低一些，行走機(jī)械重型設(shè)備壓力要選的高一些。系統(tǒng)工作壓力高，省材料，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，是液壓的發(fā)展方向，但要注意防漏、噪聲控制和可靠性問題的妥善處理。對(duì)于本設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)，考慮到負(fù)載比較大，屬于小型機(jī)械，根據(jù)表3、表4、表5，初選液壓缸的系統(tǒng)壓力p1=16MPa，背壓力p2=0.2MPa。[2]表3按負(fù)載選擇工作壓力表3按負(fù)載選擇工作壓力負(fù)載/KN<55-1010-2020-3030-50>50工作壓力/MPa<0.8-11.5-22.5-33-44-5≥5圖3.2液壓缸的速度循環(huán)圖V(m/s)T(s)圖3.2液壓缸的速度循環(huán)圖V(m/s)T(s)表3.4各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力圖表3.4各種機(jī)械常用的系統(tǒng)工作壓力圖機(jī)械類型機(jī)床農(nóng)業(yè)機(jī)械小型工程機(jī)械建筑機(jī)械液壓鑿巖機(jī)液壓機(jī)大中型挖掘機(jī)重型機(jī)械起重運(yùn)輸機(jī)械磨床組合機(jī)床龍門刨床拉床工作壓力/MPa0.8-23-52-88-1010-1820-32表3.5執(zhí)行元件背壓力表3.5執(zhí)行元件背壓力系統(tǒng)類型背壓力/MPa簡單系統(tǒng)或輕載節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)0.2-0.5回油路帶調(diào)速閥的系統(tǒng)0.4-0.6回油路設(shè)置有背壓閥的系統(tǒng)0.5-1.5用補(bǔ)油泵的閉式回路0.8-1.5回油路較復(fù)雜的工程機(jī)械1.2-3回油路較短且直接回油可忽略不計(jì)3.3.2計(jì)算壓縮液壓缸的主要尺寸(1)液壓缸直徑計(jì)算鑒于壓縮機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)及結(jié)構(gòu)簡單，且行程大，因此，考慮選用選雙作用多級(jí)活塞桿式液壓缸，無桿腔為工作腔。列力學(xué)平衡方程：（3-1）式中、——液壓缸工作腔、回油腔壓力；、——工作腔、回油腔有效作用面積；D——液壓缸內(nèi)徑；d——活塞桿直徑；F——最大外負(fù)載，F(xiàn)=350KN；——液壓缸機(jī)械效率，一般取0.9—0.97，取0.9。表3.6液壓缸桿頸比與速度比關(guān)系表3.6液壓缸桿頸比與速度比關(guān)系d/D0.550.620.7i31.461.612工作腔、回油腔有效作用面積：=（3-2）=（3-3）力學(xué)平衡方程為：（3-4）則：=177.4mm根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，活塞桿伸出時(shí)無輔助導(dǎo)向元件，故應(yīng)使活塞桿直徑稍大一些，以保證剛度和穩(wěn)定性。查手冊(cè)液壓缸缸筒直徑系列，初選缸筒直徑D=180mm。所選液壓缸的型號(hào)為4HSTG180x3000[3]，缸徑和柱塞的直徑分別為180、150、120、90和165、125、105、75。最末級(jí)活塞桿直徑為75mm。(2).強(qiáng)度計(jì)算活塞桿受軸向載荷F=350KN，活塞桿直徑應(yīng)滿足（3-5）式中——活塞桿直徑；——液壓缸的最大推力，F(xiàn)=350KN；——材料的屈服強(qiáng)度，45號(hào)鋼的屈服強(qiáng)度=360Mpa；——安全系數(shù)，一般取=2—4，取3。帶入數(shù)值經(jīng)計(jì)算得：=75mm>=61.2mm所以d=75mm滿足強(qiáng)度要求[4]。(3).壓桿穩(wěn)定性計(jì)算當(dāng)活塞桿全部伸出時(shí)，活塞桿端和負(fù)載的連接點(diǎn)到液壓缸支撐點(diǎn)間的距離假設(shè)為LB，當(dāng)LB10d時(shí)，活塞桿須進(jìn)行壓桿穩(wěn)定性計(jì)算。根據(jù)本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，由于采用四級(jí)液壓缸，總行程為3000mm，LB=750mm。LB=750mm，d=75mm，LB=750mm=10d所以，須進(jìn)行壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算。按歐拉公式計(jì)算：（3-6）則：式中——活塞桿彎曲失穩(wěn)臨界載荷；——活塞桿材料的彈性模數(shù)，45鋼彈性模量=210GPa；——活塞桿橫截面慣性矩，圓截面；——活塞桿最大工作負(fù)載，=350KN；——安裝及導(dǎo)向系數(shù)；——安裝距，LB=750mm；——安全系數(shù)，一般取=3.5。根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，液壓缸工況如圖所示，為兩端鉸支的形式，查手冊(cè)得其安裝及導(dǎo)向系數(shù)K=1。經(jīng)計(jì)算得：=5714139N 350KN==1632KN所以滿足壓桿穩(wěn)定性的要求[5]。3.3.3計(jì)算壓縮液壓缸的最大流量壓縮液壓缸的最大流量為：3.3.4液壓缸的選擇（1）推門液壓缸基本尺寸計(jì)算選擇液壓缸的背壓為0.5MPa，列力學(xué)平衡方程：（3-7）機(jī)械效率取0.9，本系統(tǒng)對(duì)液壓缸無具體速度要求，綜合考慮，初選d=0.55D。工作腔、回油腔有效作用面積為：==（3-8）列力學(xué)平衡方程為：（3-9）則：=2.8mm 經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)查，一般液壓缸生產(chǎn)廠家的液壓缸規(guī)格，最小缸徑為D=40mm，小于40mm的須提前定做。在滿足負(fù)載性能的情況下，考慮生產(chǎn)成本因素，查手冊(cè)液壓缸缸筒直徑系列，取缸筒直徑D=40mm，得d=28mm。（2）活塞桿直徑強(qiáng)度驗(yàn)算活塞桿受軸向最大載荷為=300N，活塞桿直徑應(yīng)滿足（3-10）式中——活塞桿直徑；——液壓缸的最大推力，=300N；——材料的屈服強(qiáng)度，45號(hào)剛得屈服強(qiáng)度=360Mpa；——安全系數(shù)，一般取=2—4，取3。帶入數(shù)值計(jì)算：=28mm>=1.8mm所以d=28mm滿足強(qiáng)度要求。[6]（3）計(jì)算液壓缸的最大流量3.4液壓回路的設(shè)計(jì)3.4.1擬定原理圖（1）壓縮裝置液壓回路選擇壓縮過程中，功率較大，負(fù)載為阻力負(fù)載，且為變載，采用回油節(jié)流調(diào)速回路，為了使壓縮缸快速返回，用調(diào)速閥進(jìn)行調(diào)速。為了使液壓缸在壓縮時(shí)達(dá)到最大壓力時(shí)停止壓縮并返回，在進(jìn)油路上安裝壓力繼電器，當(dāng)達(dá)到調(diào)定壓力時(shí)，壓力繼電器控制換向閥動(dòng)作，從而使液壓缸剛停止前進(jìn)并返回。如圖3.2所示：（2）舉升裝置液壓回路選擇舉升過程中，兩個(gè)雙作用伸縮液壓缸必須同步運(yùn)動(dòng)，故采用進(jìn)油路安裝節(jié)流閥的同步運(yùn)動(dòng)回路，并串聯(lián)一個(gè)單向閥，使舉升暫停時(shí)保持壓力不變?；赜吐飞系墓?jié)流閥作用時(shí)使集裝箱以一定速度緩慢下降，防止沖擊。如圖3.3所示：3YA4YA2YA1YA3YA4YA2YA1YA 圖3.3舉升回路設(shè)計(jì)圖 圖3.4壓縮回路設(shè)計(jì)圖（3）開門裝置液壓回路選擇開門裝置安裝有兩個(gè)同時(shí)執(zhí)行動(dòng)作的液壓缸，故需采用同步運(yùn)動(dòng)回路，根據(jù)此動(dòng)作的特點(diǎn)，選擇回油路安裝節(jié)流閥的同步運(yùn)動(dòng)回路，并聯(lián)單向閥的目的時(shí)在關(guān)門時(shí)實(shí)現(xiàn)快速運(yùn)動(dòng)。（4）換向與速度換接回路選擇根據(jù)各個(gè)組成部分液壓缸的動(dòng)作特點(diǎn)，為了保證各部分動(dòng)作實(shí)現(xiàn)互不干擾，各裝置的換向均采用O型機(jī)能的電磁換向閥，其中鎖門裝置回路與推門回路采用二位二通電磁換向閥，其余均為三位四通電磁換向閥。根據(jù)壓縮過程的壓力變化特點(diǎn)，其中壓縮裝置回路的換向閥還受到壓力繼電器的控制。6YA5YA6YA5YA圖3.5開門回路設(shè)計(jì)圖（5）液壓系統(tǒng)油源形式選擇各執(zhí)行部分液壓缸的運(yùn)動(dòng)相對(duì)對(duì)立，高壓小流量工況及低壓大流量工況不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，故采用單泵供油的定量泵即可。（6）壓力控制回路選擇在液壓泵出口并聯(lián)一溢流閥，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的溢流定壓。液壓系統(tǒng)有不同功能的基本控制回路組成，若干個(gè)基本回路的有機(jī)組合形成了具有一定控制功能的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的功能，設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的原理圖如圖3.6所示。液壓系統(tǒng)包括動(dòng)力源、執(zhí)行元件、控制元件和液壓輔助元件組成。此液壓系統(tǒng)包括舉升回路、壓縮回路、鎖門回路和鎖銷回路。此液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作是依次壓縮——收回——舉升——推出——收回——下降。其中壓縮——收回過程有幾次循環(huán)，其中各個(gè)電磁閥采用PLC進(jìn)行控制，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行按鈕操作。液壓系統(tǒng)的動(dòng)作順序表如表2[7]所示：在舉升——推出動(dòng)作順序中，包含了鎖銷開、推門這兩個(gè)動(dòng)作，這兩個(gè)動(dòng)作由PLC控制，不在動(dòng)作順序表中。8YA7YA6YA5YA4YA3YA2YA9YA1YA8YA7YA6YA5YA4YA3YA2YA9YA1YA圖3.6液壓系統(tǒng)原理圖表3.8液壓系統(tǒng)動(dòng)作順序表表3.8液壓系統(tǒng)動(dòng)作順序表1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA9YA壓縮+++--收回-+++--舉升--+--++--推出+-+-+--++收回-++--++-+下降+-++--3.4.2組成元件設(shè)計(jì)(1)液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)計(jì)算與選定=1\*GB3①液壓泵的最高工作壓力計(jì)算由前述計(jì)算得到的數(shù)據(jù)可知，壓縮及舉升過程的最高工作壓力分別為16MPa，且兩個(gè)工作過程相互獨(dú)立，泵可在不同階段分別供油。壓縮過程中壓力繼電器的調(diào)整壓力應(yīng)比液壓缸最高工作壓力大0.5MPa。此時(shí)壓縮缸的輸入流量較小，且進(jìn)油路元件較少，故泵至缸間的進(jìn)油路壓力損失估取為，則泵的最高工作壓力為②液壓泵的流量計(jì)算液壓泵的最大供油流量按液壓缸的最大輸入流量0.00076進(jìn)行估算。去泄漏系數(shù)K=1.1，則=3\*GB3③確定液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的規(guī)格根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果及其工作狀況，選用CB-F型定量齒輪泵。查相關(guān)手冊(cè)，根據(jù)所選用的液壓泵類型，選用牌號(hào)為L—HH32油液，其運(yùn)動(dòng)粘度為32。由各裝置液壓缸的計(jì)算結(jié)果可知，最大功率出現(xiàn)在壓縮液壓缸工作階段，查有關(guān)資料取泵的總效率為，則所需電機(jī)功率為（3-11）查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選用規(guī)格相近的Y180M-4型封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，其額定功率為18.5KW，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min。根據(jù)所選擇的液壓缸規(guī)格及系統(tǒng)工作情況，可算出液壓缸在個(gè)階段的實(shí)際進(jìn)、出流量，運(yùn)動(dòng)速度和持續(xù)時(shí)間。表3.9壓縮液壓缸在各階段的實(shí)際進(jìn)出流量、運(yùn)動(dòng)速度和持續(xù)時(shí)間工作階段流量（L/min）速度（m/s）時(shí)間（s）無桿腔有桿腔第一級(jí)壓縮457.1=0.03=27第二級(jí)壓縮458.5=0.05=16第三級(jí)壓縮4510.5=0.08=10第四級(jí)壓縮4513.7=0.12=7表3.10舉升液壓缸在各階段的實(shí)際進(jìn)出流量、運(yùn)動(dòng)速度和持續(xù)時(shí)間工作階段進(jìn)油腔流量（L/min）速度（m/s）時(shí)間（s）第一級(jí)舉升15=0.02=25第二級(jí)舉升15=0.03=17第三級(jí)舉升15=0.05=10(2)液壓控制閥和液壓輔助元件的選擇根據(jù)系統(tǒng)工作壓力與通過各液壓控制閥及部分輔助元件的最大流量，查產(chǎn)品樣本所選擇的元件型號(hào)規(guī)格如表11所列，其中液壓閥均采用板式安裝。管件尺寸由選定的標(biāo)準(zhǔn)元件油口尺寸確定。油箱容量按式計(jì)算。式中，為油箱的有效容積，為液壓泵的總額定流量，為與系統(tǒng)有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)高壓系統(tǒng)取10到12，對(duì)于本設(shè)備，經(jīng)驗(yàn)系數(shù)取12。經(jīng)計(jì)算得油箱容量為：（3-12）表11液壓系統(tǒng)中控制閥和部分輔助元件的型號(hào)規(guī)格序號(hào)名稱通過流量L/min額定流量L/min額定壓力MPa額定壓降MPa型號(hào)規(guī)格1過濾器60601.60.07WU-631802壓力表開關(guān)--20-4K-F16D-13壓力表--0-20-Y-604溢流閥106016DB/DBW105二位四通電磁閥606020-24EO1-F16D6三位四通電磁閥606020-34EO1-F16D7單向閥606031.5<0.2S10P8調(diào)速閥3060160.52FRM169單向閥606031.5<0.2S10P10液控單向閥606031.5<0.2SV1011兩位兩通電磁閥606020-22EO1-F16D12液位計(jì)13壓力繼電器--16-PD-Ff16D-A-1

4機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其連接件的校核4.1垃圾集裝箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)該垃圾集裝箱采用焊接結(jié)構(gòu)，以10號(hào)槽鋼[8]焊接為骨架，然后再布置2mm鋼板進(jìn)行集裝箱壁的焊接。槽鋼之間的對(duì)接，與鋼板與槽鋼之間的焊接采用手工電弧角焊。焊接過程是一種不均勻的加熱和冷卻的過程，容易造成構(gòu)件產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而引起變形，從而會(huì)影響焊接質(zhì)量。影響焊接質(zhì)量有很多因素，包括焊接方法、焊接材料、焊接參數(shù)及過程控制等。例如藥芯焊材或?qū)嵭竞覆牡倪x用、焊接預(yù)熱溫度、焊接電流、層間溫度等都可導(dǎo)致質(zhì)量問題。為了減小焊接件內(nèi)應(yīng)力和變形，可應(yīng)用反變形法焊接，反變形法是根據(jù)預(yù)測(cè)的焊接變形大小和方向進(jìn)行對(duì)裝，焊接后焊接殘余變形抵消了預(yù)變形量，使工件正好恢復(fù)到設(shè)計(jì)要求的幾何形狀尺寸。垃圾集裝箱的總體結(jié)構(gòu)如圖所示。圖4.1垃圾集裝箱4.2舉升架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)舉升架設(shè)計(jì)成剪式的鉸鏈結(jié)構(gòu)，各連接桿均為工字梁。計(jì)算自由度：自由度：(4-1)其中n為活動(dòng)構(gòu)件的數(shù)目，為低副的個(gè)數(shù)，為高副的個(gè)數(shù)。由圖3可知：n=7，=9，=2，代入(1)得：經(jīng)計(jì)算得自由度為1，所以系統(tǒng)應(yīng)該有一個(gè)動(dòng)力源，所以只需設(shè)置一個(gè)液壓缸，但是由于在舉升過程中承受的力非常大，為了提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度，設(shè)了兩個(gè)同步運(yùn)動(dòng)的液壓缸以滿足受力不均的問題，兩個(gè)同步運(yùn)動(dòng)的液壓缸看做是一個(gè)動(dòng)力源，故該方案結(jié)構(gòu)上可行。圖4.2機(jī)構(gòu)簡化圖舉升架的舉升臂選用尺寸為160*88*6的工字梁為主體[9]，采用工字梁做架體可大大降低設(shè)備重量，節(jié)約成本。鉸鏈連接由銷軸和耐磨銷軸套以及開口銷組成，耐磨套的作用是防止舉升架頻繁工作后對(duì)銷軸產(chǎn)生過度磨損減少其承載能力，耐磨套采用銅合金材料，磨損到一定程度后需要定期更換。開口銷的作用是防止銷軸的軸向移動(dòng)。由于液壓缸的固定銷也是頻繁活動(dòng)的部分，所以在液壓缸固定座上也要配以耐磨套。液壓缸采用雙作用活塞缸，為了滿足舉升的高度，需要采用伸縮式多級(jí)液壓缸。4.3壓縮裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)壓縮裝置是壓縮工作的主要執(zhí)行部件，必須能夠承受很大的力，且往返運(yùn)動(dòng)不能有卡阻現(xiàn)象，為此，壓縮頭用10號(hào)槽鋼和鋼板焊接而成，兩側(cè)布置兩對(duì)滾輪，滾輪及軌道布置在兩側(cè)有助于減少垃圾對(duì)壓縮頭往返運(yùn)動(dòng)的干擾。4.4連接件的校核4.4.1舉升液壓缸銷軸的校核（1）作彎矩圖，求最大彎矩MF（N）s（m）s（m）MF（N）s（m）s（m）圖4.3剪力與彎矩圖（2）強(qiáng)度條件（4-2）式中——最大彎矩，==5100；——橫截面的抗彎截面系數(shù)，對(duì)于圓截面=；——材料的許用彎曲應(yīng)力，=600MPa。經(jīng)計(jì)算=408MPa（4-3）故滿足彎曲強(qiáng)度要求。剪切強(qiáng)度的校核強(qiáng)度條件（4-4）式中——切應(yīng)力；——剪切面上的剪力；——剪切面面積；——材料的許用切應(yīng)力，==360MPa。經(jīng)計(jì)算=43.3MPa（4-5）故滿足剪切強(qiáng)度要求。[10]擠壓強(qiáng)度的校核強(qiáng)度條件（4-6）式中——擠壓應(yīng)力；——擠壓面上的擠壓力；——擠壓面面