徐州徐工环境技术有限公司 江苏徐州 221000
摘要：伴随城市化进程的不断加快，城市人口数量呈直线上升，对城市生活垃圾的运输也提出更高要求。本文对压缩式垃圾设备的翻转装置、压缩装置、压缩腔、垃圾腔、后门锁紧装置等部分进行分析，探讨压缩式垃圾设备车厢锁紧机构原理，找出车厢锁紧机构使用过程中存在的相应问题，结合设计原理，提出相应的改进措施，对垃圾车压缩设备的锁紧机构进行优化设计。
关键词：垃圾压缩设备；车厢锁紧结构；改进措施；优化设计
随着生活水平的提高，居民生活垃圾的数量也日益增长，对城市生活和环境产生很大的影响。快速、有效无害化的处理垃圾成为清洁生活环境、提升城市文明形象的主要目标之一。压缩式垃圾车具有现代化设计特点，不仅工作效率高、劳动强度低、安全性好，而且能够有效避免二次污染等情况，受到大部分城市建设部门以及环保部门的关注，成为绿色环保垃圾清理的首选方式之一。但在机械设计方面，我们有必要对其结构、设计安装、装料压缩比例、密封性能等方面进行深入研究[1]，通过分析压缩式垃圾车在设计和使用中会出现的各种问题，从而提出相应的改进措施，提高车辆使用的安全性以及无污染性。
一、原车厢锁紧结构概述
垃圾压缩设备中原车厢锁紧机构主要由连杆、支架、油缸、支座以及锁紧钩等部件组成如表1所示
表1：垃圾压缩设备锁紧机构示意图
当推压机构对垃圾进行压缩时，锁紧油缸连带活塞杆绕原点位置处进行顺时针转动，在连杆推动的作用下，锁紧钩进行闭合锁紧。待压缩完毕后，举升机将箱体进行上升操作，实现与垃圾车对接工作，这时锁紧机构压缩油缸，使其绕着支点逆时针旋转，拉开锁紧钩，松开出料门[2]。
二、垃圾压缩设备车厢锁紧机构存在的缺陷
经长时间使用，发现压缩式垃圾车车厢锁紧机构存在底部漏水、底板磨损严重等现象。其具体表现如下：（1）压缩腔底部出现局部磨穿漏水、侧板磨损变形突出等状况，这在一定程度上影响了车厢锁紧结构的使用效率；（2）推压机构中的压缩头底部与压缩腔底板摩擦严重，阻力逐渐加大，对底板易造成损害；（3）在垃圾压缩过程中，因压缩头左右阻力不均，压缩头在压缩过程中的初始和末端位置易发生蛇形前行和后退，压缩头两侧板前后端摩擦增大，进而对压缩腔侧板造成挤压，增加压缩程度，从而对压缩腔侧板造成严重影响，导致在使用过程中易出现变形的情况；（4）压缩头与压缩腔两侧存在缝隙导致压缩头出现上下或者左右窜动，使小颗粒的硬物如沙子等会被夹在底部和两侧的缝隙中，加快钢板磨损程度。这些因素都在很大程度上对垃圾压缩锁紧机构工作产生重要影响，阻碍垃圾压缩和清理工作的顺利进行[3]。
例如：某W型压缩头在压缩腔内前后运动。压缩头由两根交叉油缸推动，缸径110mm，系统压力20MPa，油缸初始位置与水平夹角16°，最大行程位置夹角52°。 通过上述分析，结合实际使用经验，该结构在使用过程中极易发生压缩头顶板与底板磨损情况，锁紧机构压缩效率低下。
三、改进垃圾压缩设备中车厢锁紧机构的优化设计
（一）改进举措
为减少原有机构磨损易出现的不足，对压缩设备中的导轨和滑块都进行链接处理在压缩腔两侧处将导轨进行衔接，同时在压缩头两侧切口端安装C型尼龙滑块。待改进后摩擦副只有导轨和压缩头尼龙滑块接触。这在一定程度上对压缩头左右窜动和上下跳动进行约束，同时通过加工工艺优化，设计工装等措施，减小推头与压缩腔间隙，减少细小颗粒物掉入其中的概率，减少压缩头与间隙之间的摩擦力和阻力。此外，选用高强度耐磨钢，并且推头和压缩腔采用不同材质，这样磨损率较小。
（二）开启过程的优化
将液压缸来作为锁紧钩的推动结构，使锁紧钩能够按照导向槽1、2水平运动，锁轴1在沿着导向槽1轨迹进行运动；同时，锁轴2 会以锁轴1为圆心进行旋转，最后实现锁紧头水平以及旋转方向的运动[4]。如表2所示。
表2：开启过程优化设计图
（三） 锁紧机构改进
锁紧就是开启过程的反方向操作。为解决上述问题，对锁紧机构进行一定改进，将紧座他、与填塞器铰链座分开，并将填塞器挂接在铰链座上的销轴、焊接在车箱后框架两侧的腰形孔中，举升锁紧油缸、移杆、锁杆、焊接在车箱上的锁杆导向定位套以及焊接在填塞器上的锁眼等部件构成。如下面表3所示。
表3：锁紧机构改进图
下例为开启过程与锁紧过程的示例图，如表4所示。
表4：锁紧机构改进后的开启和锁紧状态示意操作图
例如：下面的实验验证。对压缩式垃圾原有的锁紧机构进行压力试验[5]，压缩头空载推出时的压力在3.5MPa左右（油温30°，当油温达到45°以上时，空载压力稳定在2.8MPa～3MPa之间），即17.5%左右的功率是消耗在克服摩擦力和管路损失等，实际作用在压缩垃圾的最大推力只有不到250kN。
对改进过的设备进行检验，经试验后发现，压缩头空载推出时的压力由原来3.5MPa减少到2MPa以下；系统使用效能要多于原有的锁紧机构能耗，垃圾的压实密度得到稳步提升。
改进设计后的锁紧机构经过大量的使用证实，12立方的设备在改进后平均可以多装载0.5t左右，压缩比稳定在0.75t/m3以上，压缩头尼龙滑块的寿命在两年左右。压缩机构整体寿命预计可达到免维护6年以上。
结束语
随着人口加剧，日益严重的生态污染在对居民身边环境造成破坏的同时，也在一定程度上影响居民的身心健康。因此，如何高效、绿色环保的对数量庞大的垃圾进行处理已成为各国、各城市、各区域之间急需解决的问题。相关管理单位及设计者，通过对压缩式垃圾车厢锁紧机构使用情况进行调查，分析致使锁紧机构出现问题的主要原因，并对其进行优化、合理的改进设计，以此来提高垃圾压缩设备的使用效率，提升城市垃圾分类处理能力，减少环境污染。
参考文献
[1]刘渊博.沥青路面施工中离析问题的应对措施[J].交通世界,2017(13):20-21.
[2]张福燕.基于ADAMS与ANSYS的垃圾压缩机锁紧机构协同优化设计[J].机械工程师,2017(12):150-152.
[3]林如阳.垃圾压缩设备中密封结构与压缩机构的改进[J].中国新技术新产品,2017(15):37-38.
[4]朱健尧.基于Adams的人员闸门锁紧机构建模与仿真[J].机械研究与应用,2017(6):42-45.
[5]李希铸.关于城市生活垃圾压缩装置的研究现状分析及发展探讨[J].科技展望,2017(17).
论文作者:王丹丹,朱邦龙,顾晓彤,刘宏超
论文发表刊物:《基层建设》2018年第10期
论文发表时间:2018/6/11
标签：机构论文; 垃圾论文; 车厢论文; 设备论文; 垃圾车论文; 磨损论文; 结构论文; 《基层建设》2018年第10期论文;