垃圾運(yùn)輸車中的拉臂式垃圾車：

拉臂式垃圾車是一種車箱可卸式垃圾車，它同時(shí)具有垃圾自卸和箱體自動(dòng)裝卸的功能，而且兩種功能由同一個(gè)車載工作裝完成。由于它具備自動(dòng)裝卸箱體功能，裝料時(shí)一般均將箱體卸下，降低裝料高度，裝滿料后，則將箱體自動(dòng)裝車并運(yùn)輸，該車工作效優(yōu)選法高，且一輛裝有這種工作裝置的車輛可服務(wù)于多個(gè)垃圾箱體。這種車于80年代引入國內(nèi)，目前使用廣泛，但我國對(duì)這種車輛特別是工作裝置的研究甚少，產(chǎn)品設(shè)計(jì)主要是采用測繪或經(jīng)驗(yàn)取值的方法，限制了產(chǎn)品性能的進(jìn)一步提高，此文章將對(duì)其工作裝置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以求從根本上改善這種車輛工作性能。

 

 

圖1為拉臂式垃圾車整車工況圖，車箱實(shí)線部分表示垃圾車進(jìn)行裝卸車箱操作時(shí)的車箱狀態(tài)，虛線部分表示垃圾車的進(jìn)行卸料操作時(shí)的車箱狀態(tài)。

圖2為拉臂式垃圾車工作裝置簡圖，該工作裝置由拉臂1、翻轉(zhuǎn)架2和液壓缸3及可更換式垃圾裝運(yùn)車箱4（簡稱車箱）組成。

1、拉臂2、翻轉(zhuǎn)架3、液壓缸、4、車箱裝卸車箱作業(yè)時(shí)，翻轉(zhuǎn)架2處于靜止?fàn)顟B(tài)，液壓缸3推動(dòng)拉臂I繞O點(diǎn)作定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

卸料作業(yè)時(shí)，翻轉(zhuǎn)架2與車箱鎖定，從而也與拉臂1相對(duì)固定，液壓缸3伸縮使拉臂1、翻轉(zhuǎn)架2和箱體一起繞E點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖3、圖4、分別表示在裝卸車箱和卸料工況下工作裝置的幾何尺寸簡圖。 

根據(jù)方向盤輸出的脈沖數(shù)，按車輛轉(zhuǎn)向時(shí)各軸車輪間和左右側(cè)車輪之間應(yīng)保持的關(guān)系計(jì)算各輪軸的理論轉(zhuǎn)角，從旋轉(zhuǎn)電位器反饋的信號(hào)計(jì)算車輪實(shí)際轉(zhuǎn)角，由理論轉(zhuǎn)角與實(shí)際轉(zhuǎn)角的差計(jì)伺服閥控制信號(hào)的大小，為了快速，穩(wěn)定，準(zhǔn)確地使車輪轉(zhuǎn)到理論轉(zhuǎn)角位置，在伺服閥控制信號(hào)的計(jì)算中采用了PID控制算法。

A點(diǎn)為液壓缸在垃圾車車架上的支點(diǎn)；B點(diǎn)為拉臂與液壓缸的鉸點(diǎn)；C點(diǎn)為拉臂上鉤子對(duì)車箱的吊點(diǎn)；O點(diǎn)為拉臂與翻轉(zhuǎn)架的鉸點(diǎn); D點(diǎn)表示車架上用于支撐垃圾集裝箱的滑輪支點(diǎn)；D點(diǎn)表示車架上用于支撐垃圾集裝箱的滑輪支點(diǎn)(因?yàn)榛�輪尺寸與工作裝置整體尺寸相比很小，計(jì)算時(shí)可簡化為一個(gè)占為）；E點(diǎn)為翻轉(zhuǎn)架與垃圾車車架的鉸點(diǎn),卸料時(shí)整個(gè)工作裝置以E點(diǎn)為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)。F點(diǎn)為車箱后滾輪與車箱的鉸點(diǎn)。為了簡化結(jié)構(gòu)，便于布置，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)通常將D點(diǎn)與E點(diǎn)設(shè)為一點(diǎn)。圖3中h為O點(diǎn)離地面的距離。

（圖3）裝卸車箱工況時(shí)工作裝置幾何尺寸簡圖

（圖4）卸料工況時(shí)工作裝置幾何尺寸簡圖

 

工作裝置的優(yōu)化目標(biāo)為：工作裝置在有效運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)，要求其運(yùn)動(dòng)盡量平穩(wěn)；液壓系統(tǒng)的壓力波動(dòng)盡量小。

工作裝置運(yùn)動(dòng)分析：

裝卸車箱作業(yè)時(shí)，拉臂繞O點(diǎn)作定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速與液壓缸伸縮速度的速比I1為：

 

卸料時(shí)，拉臂與翻轉(zhuǎn)架一起繞E點(diǎn)作定點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)速與液壓缸伸縮速度的速比I2為：

式 中 A E、B ’E 為結(jié) 構(gòu) 尺寸：

裝箱作業(yè)時(shí)工作裝置受力分析： 

1、箱體底梁未接觸到導(dǎo)向滑輪（D點(diǎn)）時(shí)的情況（圖5）

（圖5）箱體底梁未接觸到導(dǎo)向滑輪時(shí)的工作裝置受力分析

圖中 F cx、凡Y為箱體對(duì)拉臂鉤的作用力,G為箱體重力。F rx、凡Y為箱體后滾輪受地面 的作用力。此時(shí)液壓缸 A B 所受作用力 P l 為：

2、箱體底梁靠到導(dǎo)向滑輪而箱體后滾輪離開地面的情況（圖6）

（圖6）箱體底梁與導(dǎo) 向滑輪接觸 而箱體后滾輪離開地面時(shí)的工作裝置受力分析

此時(shí)液壓缸 所受作用力P2 為：

 

F2：箱體底梁與導(dǎo)向滑化的摩擦系數(shù)，FD1、FD2：導(dǎo)向滑輪D對(duì)箱體的作用力，液壓缸的受力P3為：

（圖7）卸料時(shí)工作裝置受力分析

 

 

卸料作業(yè)時(shí)工作裝置受力分析 (圖 7）

 

式中B ’E、A E 為結(jié)構(gòu)尺寸。

程力專用汽車股份有限公司垃圾車廠家生產(chǎn)銷售的拉臂式垃圾車附車架：箱體可卸式拉臂垃圾車車附車架采用16號(hào)低合金槽鋼、20號(hào)方管與8mm、5mm、4mm、16Mn鋼板焊接而成，翻轉(zhuǎn)架與活動(dòng)拉臂垃圾車動(dòng)作設(shè)計(jì)合理可靠，實(shí)現(xiàn)拉箱、鎖緊、放箱和自卸操作簡單方便。拉臂式垃圾車箱拉到附車架上時(shí)，有側(cè)向?qū)�向塊定位及鎖緊鉤鎖緊定位，拉臂垃圾車行駛中箱體無歪斜現(xiàn)象，安全可靠。車架前端設(shè)有水箱，便于操作人員及時(shí)清理污物，保持干凈整潔。

垃圾運(yùn)輸車中的拉臂式垃圾車的箱體：采用10號(hào)低合金槽鋼、16號(hào)方管與12mm、8mm、5mm、4mm鋼板等焊接而成，箱體上端設(shè)計(jì)為斜角并帶有蓋板，便于裝放拉臂垃圾車及裝滿后的密封，同時(shí)箱體為整體密封式結(jié)構(gòu)，防止箱體移動(dòng)時(shí)造成二次污染。

垃圾運(yùn)輸車中的拉臂式垃圾車的液壓系統(tǒng)：采用手動(dòng)液壓多路閥控制，液壓多路閥控制油缸動(dòng)作。操作簡單可靠，便于維修。拉臂式垃圾車液壓系統(tǒng)由油箱及過濾系統(tǒng)、油泵、多路換向閥、單向節(jié)流閥、油缸、油管等組成。系統(tǒng)的動(dòng)力來源于發(fā)動(dòng)機(jī)，通過取力器將動(dòng)力分出，取力器帶動(dòng)齒輪泵工作。拉臂式垃圾車齒輪泵經(jīng)吸油濾油器將液壓油箱中的液壓油吸入，多路閥（位于駕駛室外后、車箱前部）供油。拉臂垃圾車多路閥工作時(shí)使拉臂油缸、鎖緊油缸產(chǎn)生動(dòng)作，液壓油缸不工作時(shí)，液壓油經(jīng)過多路閥直接回油箱。