長安微型密封式垃圾車的設計【5張CAD圖紙+PDF圖】

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According to Chinas 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, Chinas 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IAbstractII第1章 緒論11.1微型密封式垃圾車設計的意義和目的11.1.1微型密封式垃圾車的設計意義11.1.2微型密封式垃圾車的設計目的11.2微型密封式垃圾車的研究現狀與發(fā)展11.2.2微型密封式垃圾車的發(fā)展前景11.3密封式垃圾車不同結構形式的比較21.4 設計主要內容2第2章 長安微型密封式垃圾車的總體設計42.1整車主要參數的確定42.1.1尺寸參數42.1.2二類底盤的選擇以及參數的確定42.2 車廂的總體設計及質量參數確定52.2.1車廂的尺寸確定52.2.2整車質量參數確定52.2.3車廂承載最大垃圾密度62.3副車架的計算62.3.1 縱梁彎曲應力計算62.3.2局部扭轉應力計算82.3.3 車架扭轉時縱梁應力計算82.3.4 車架載荷分析82.3.5車架彎曲強度的計算92.3.6 車架扭轉應力的計算12第3章 液壓舉升機構設計163.1 舉升機構設計思路163.2 初步設計163.3舉升機構結構型式的分類及特點163.4舉升機構型式的分析與選擇183.5舉升機構的具體設計183.5.1確定舉升安全系數確、定車箱的轉軸點、舉升點183.5.2油缸安裝位置的選擇193.5.3 車廂舉升點計算193.5.4 最大舉升角的確定203.5.5油缸總行程L的確定203.5.6連桿組合式舉升機構計算213.6 液壓缸的選擇263.7 車廂加強設計293.8 舉升機構設計小結29第4章 取力器的選取304.1 概述304.2取力器的類型及其特點304.3取力器的選取314.4取力器的安裝方式324.5取力器的輸出連接32第5章 整車性能分析345.1 概述345.2 汽車動力性能分析345.2.1 基本參數確定345.2.2 汽車的行駛方程式355.2.3 汽車最高車速的確定385.3燃油經濟性計算405.4 整車軸荷分配計算415.5 整車穩(wěn)定性分析415.5.1 穩(wěn)定性分析內容415.5.2 空載質心高度的計算415.5.3 空載側傾角的計算及最小轉彎直徑的計算415.6 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容，與人民生活密切相關。隨著我國經濟的發(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，但多數垃圾車并不具備密封功能，而且多數垃圾車較大，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，我國很多廠家已經開始自主研發(fā)和生產新型的垃圾車，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濟性，相比傳統(tǒng)汽車，微型汽車耗油量小，燃油經濟性能提高?，F在的人們經濟水平大大提高，豐富的物質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的特點。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的最佳選擇。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，增大裝載質量。經壓縮，可將密度為的生后垃圾壓縮到密度為。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在起重擺臂上，隨起重擺臂回轉、起落，實現垃圾自裝自卸。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：車廂尺寸參數的確定、車廂材質的選擇以及車廂內壁的防腐處理。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整車主要參數的確定2.1.1尺寸參數(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的確定(1)底盤的選擇根據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)底盤參數表一 底盤參數類型依據標準軸數軸距輪胎數二類GB-18352-200122000mm4整車外廓規(guī)格長寬高SC1016AA30F底盤參數3500mm1400mm1715mm汽車輪距規(guī)格前后總質量整備質量1215mm1200mm1390kg565kg前排乘客數前懸后懸接近角離去角2805mm695mm28.433發(fā)動機型號功率最高車速輪胎規(guī)格彈簧片數JL462Q329kw94km/h145R12LT/52.2 車廂的總體設計及質量參數確定2.2.1車廂的尺寸確定已知車廂的容積為2-3m3，根據外廓尺寸： 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/mm2279mm車廂寬度/mm1350mm車廂高度/mm1027mm普通自卸車車廂多數為矩形，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整車質量參數確定自卸式垃圾車整車整備質量是指裝備齊全、加夠燃料、液壓油和冷卻液的空車質量。它一般是二類底盤整備質量與改裝部分質量的總和，是自卸式垃圾車總體設計的重要設計參數之一。 自卸式垃圾車總質量是指裝備齊全，包括駕駛員，并按規(guī)定裝滿貨物的質量。其值可按下式確定 (2.2)式中自卸式垃圾車總質量(kg)； 自卸式垃圾車整車整備質量(kg)； 裝載質量(kg)； 駕駛員質量(kg)，按65kg人計算。 自卸式垃圾車質量利用系數是指裝載質量與整車整備質量之比該系數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(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(68)，又以為頂點，為邊，作，根據結構允許尺寸，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，調整D點位置使為整數，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值，重新計算各鉸支點參數值。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，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心，根據自卸車結構參數，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，舉升質量質心G點坐標和為：考慮到機構在初始位置時車廂內貨物最多，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 1501500 EQ 伸出級數：4級液壓缸型式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壓力級 E-16Mpa伸出套筒最大外徑（mm）總行程（mm）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；伸出級數為26級；單級行程1251500mm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型號級數單級行程總行程安裝中心距范圍全伸后中心距*TG-E*QQ3300500900150052574014252240*TG-E*EE251603003201500340495660 199026750150014007200104019502440915034006301200189067094018702830267001500140072001060198024609180*TG-E*ZQ2516030032015001251604451660*TG-E*EQ267001500140072001050196024509160*TG-E*QQ33006309001890650101015502900*TG-E*EE234008008002400760135015603750根據上表選定液壓缸為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量時所需的舉升力矩。油缸推力P對貨箱翻轉中心產生的舉升力矩Mp與舉升總質量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： -舉升總質量，為最大裝載質量和貨箱之和 -質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。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經驗，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。孔徑的標準與銷的直徑相符合。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