翻轉(zhuǎn)式生活垃圾裝載機(jī)構(gòu)尺度綜合研究

目前城市生活垃圾壓縮車(chē)在各大中城市得到了廣泛應(yīng)用，大多數(shù)壓縮車(chē)的垃圾裝載都依靠人工完成，裝載速度慢，環(huán)境污染嚴(yán)重。目前針對(duì)生活垃圾壓縮車(chē)使用的垃圾裝載設(shè)備國(guó)內(nèi)外研究不多，僅有的幾種裝載設(shè)備存在著造價(jià)高、垃圾纏繞、使用維修不方便等缺點(diǎn)，因此未能大面積推廣使用。設(shè)計(jì)一種成本低廉、使用安全方便、裝載效率高的新型裝載設(shè)備是一個(gè)亟待解決的課題。本文在對(duì)翻轉(zhuǎn)式生活垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)現(xiàn)給定軌跡的裝載機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析與綜合，并優(yōu)化了整體結(jié)構(gòu)。 
1翻轉(zhuǎn)式生活垃圾裝載機(jī)構(gòu)的工作原理 
翻轉(zhuǎn)式生活垃圾裝載機(jī)構(gòu)主要由翻斗導(dǎo)引液壓缸1、垃圾翻斗2、地下垃圾坑3、液壓式垃圾推板4、鉸接式轉(zhuǎn)斗液壓缸5組成。其工作原理是：翻轉(zhuǎn)式生活垃圾裝載設(shè)備不工作時(shí)，垃圾翻斗2緊貼地下垃圾坑3底部，需要裝運(yùn)垃圾時(shí)，液壓式垃圾推板4開(kāi)始動(dòng)作，將生活垃圾推入垃圾翻斗2，推板4退回；翻斗導(dǎo)引液壓缸1開(kāi)始動(dòng)作，盛滿垃圾的翻斗2按預(yù)定的軌跡前推一段距離后，裝卸翻斗底部鉸接的液壓缸5開(kāi)始動(dòng)作，垃圾翻斗2翻轉(zhuǎn)至適當(dāng)?shù)慕嵌龋度雺嚎s車(chē)。翻斗導(dǎo)引液壓缸1回位后轉(zhuǎn)斗液壓缸5回位，垃圾翻斗2回到初始位置，完成一個(gè)循環(huán)，如圖1所示。 

 
圖1翻轉(zhuǎn)式生活垃圾裝載機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖 
2裝載機(jī)構(gòu)運(yùn)行軌跡分析與綜合 
在設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)式生活垃圾裝載機(jī)構(gòu)時(shí)，要防止垃圾翻斗下積壓殘余垃圾。為了避免這種情況的出現(xiàn)，需要確定轉(zhuǎn)斗油缸和翻斗導(dǎo)引油缸合適的尺寸參數(shù)和安裝位置，從而得到合理的運(yùn)動(dòng)軌跡。 
在本課題中需要垃圾翻斗實(shí)現(xiàn)P1至P5段的運(yùn)行軌跡，如圖2所示，相關(guān)位置的坐標(biāo)分別為： 
P1（0，0.1），P2（0.1，0.03），P3（0.2，0） 

 
圖2翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)示示意圖 
2.1翻斗導(dǎo)引液壓缸的綜合 
1）導(dǎo)引液壓缸鉸鏈點(diǎn)B1的軌跡圓確定 
導(dǎo)引液壓缸鉸鏈點(diǎn)B1的確定與垃圾翻斗的位移密切相關(guān)，作平面運(yùn)動(dòng)的剛體從位置1運(yùn)動(dòng)至位置j時(shí)的位移矩陣為[Dij]， 
 
其中θij為垃圾翻斗從位置i運(yùn)行至位置j時(shí)所轉(zhuǎn)過(guò)的角度，θ12≈100°，θ13≈150°。 
利用式（1）可求得垃圾翻斗在運(yùn)行軌跡尸P1P3過(guò)程中各段的位移矩陣 

 
其中dikj為位移矩陣[Dlj」中第i行k列的元素。 
翻斗導(dǎo)引液壓缸與垃圾翻斗和機(jī)架分別組成轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副，給定垃圾翻斗的若干個(gè)位置∑1，∑2，…，∑j，液壓缸與垃圾翻斗的鉸接點(diǎn)B的相應(yīng)位置為B1，B2，…，Bj，這一系列點(diǎn)必在同一直線上，該直線代表翻斗導(dǎo)引液壓缸與機(jī)架構(gòu)成移動(dòng)副的方位線，從而B(niǎo)，B2，…，Bj中每?jī)牲c(diǎn)的連線的斜率相等，翻斗導(dǎo)引液壓缸的位移約束方程為 


3）求翻斗導(dǎo)引液壓缸的傾角（與X軸正向夾角）α及導(dǎo)引液壓缸鉸鏈點(diǎn)的第二、三位置B2，B3的坐標(biāo)。 2.2轉(zhuǎn)斗液壓缸的綜合 
求轉(zhuǎn)斗液壓缸動(dòng)鉸鏈點(diǎn)A，的位置坐標(biāo)a1x，a1y。 
轉(zhuǎn)斗液壓缸與垃圾翻斗和機(jī)架組成兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，轉(zhuǎn)斗液壓缸相當(dāng)于R-R導(dǎo)引桿，給定垃圾翻斗的若干個(gè)位置∑1，∑2，…，∑j，轉(zhuǎn)斗液壓缸動(dòng)鉸接點(diǎn)A的相應(yīng)位置為A1，A2，…，Aj，這一系列點(diǎn)必在以A0為圓心的圓上，如圖2所示，由此可得轉(zhuǎn)斗液壓缸的位移約束方程為 
 
A0為固定鉸鏈點(diǎn)，A1，A2，A3分別是動(dòng)鉸鏈點(diǎn)的3個(gè)位置，第二、第三位置與第一位置有關(guān)系式 

 

 
3結(jié)束語(yǔ) 
翻轉(zhuǎn)式生活垃圾裝載機(jī)構(gòu)是在滿足生活垃圾壓縮車(chē)使用條件基礎(chǔ)上所做的創(chuàng)新設(shè)計(jì)產(chǎn)品，它具有成本低、效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傾倒垃圾方便、無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。利用機(jī)構(gòu)綜合的方法進(jìn)行了裝載機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，與圖解法相比結(jié)果更精確，所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)可使垃圾翻斗的鏟點(diǎn)按照預(yù)定運(yùn)行軌跡將垃圾鏟起并裝入垃圾壓縮車(chē)，避免了殘余垃圾積壓在翻斗底部的情況。特殊的結(jié)構(gòu)避免了某些裝載設(shè)備中垃圾纏繞和堵塞的問(wèn)題，有效提高了垃圾的裝載效率。 
參考文獻(xiàn)：略