湖北程力集團(tuán)通過(guò)多年研究并結(jié)合后裝壓縮式垃圾車(chē)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn):如在結(jié)構(gòu)減重、載荷分布、卸料機(jī)構(gòu)、壓縮機(jī)構(gòu)、液壓控制方式及密封等方面設(shè)計(jì)不當(dāng)將直接影響車(chē)輛的裝載量、密封性、穩(wěn)定性、作業(yè)可靠性及行駛安全性。

1、提高載質(zhì)量利用系數(shù)

載質(zhì)量利用系數(shù)的提高將有助于降低車(chē)輛的運(yùn)行成本。后裝壓縮式垃圾車(chē)的載質(zhì)量利用系數(shù)主要由二個(gè)方面組成:

1.1 、底盤(pán)的載質(zhì)量利用系數(shù)

在底盤(pán)選型時(shí),選擇技術(shù)含量高、動(dòng)力性好、自重相對(duì)較輕的底盤(pán)。

1.2、 專(zhuān)用裝置的自重

后裝壓縮式垃圾車(chē)由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,自重較大,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量采用新材料、新技術(shù)、新工藝。主要零部件采用高強(qiáng)度鋼板 ,輔助件(如擋泥板、裝飾件、蓋板等)采用比重較輕的注塑件。主要構(gòu)件采用特殊加工工藝方法 ,如:車(chē)廂側(cè)板及頂板采用數(shù)控折彎成弧形結(jié)構(gòu)。受力構(gòu)件采用局部加強(qiáng)法等 ,從而降低專(zhuān)用裝置的重量。

2、細(xì)化軸荷分布計(jì)算

常規(guī)垃圾車(chē)設(shè)計(jì)中,計(jì)算與測(cè)量整車(chē)軸荷分布一般只計(jì)算車(chē)輛在空載和滿(mǎn)載狀態(tài)下的軸荷分布 ,以判斷汽車(chē)軸荷分布是否滿(mǎn)足法規(guī)要求。但由于后裝壓縮式垃圾車(chē)的裝載方式及作業(yè)特點(diǎn)比較特殊 ,有時(shí)一個(gè)垃圾收集點(diǎn)的垃圾不能填滿(mǎn)整個(gè)車(chē)廂 ,車(chē)輛必須行駛至下一個(gè)垃圾收集點(diǎn)或去垃圾處置場(chǎng)卸料 ,此時(shí)裝載的垃圾多置于車(chē)廂尾部(雙向壓縮式尤其突出),從而降低轉(zhuǎn)向軸的載質(zhì)量 ,影響車(chē)輛軸荷分布。因此,在計(jì)算與測(cè)量后裝壓縮式垃圾車(chē)軸荷分布時(shí)應(yīng)將其分割成多個(gè)裝載段 ,使每個(gè)工況都能滿(mǎn)足法規(guī)要求 ,保證車(chē)輛行駛安全 ,同時(shí)可作為專(zhuān)用裝置定位及底盤(pán)選取的依據(jù)。

3、合理選擇卸料方式

3.1、 車(chē)廂后傾式卸料方式

其原理是:在傾卸油缸的作用下,車(chē)廂、壓縮機(jī)構(gòu)及車(chē)廂內(nèi)的垃圾繞車(chē)架尾部的回轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)至一定角度后車(chē)廂內(nèi)的垃圾靠自重下落實(shí)現(xiàn)卸料作業(yè)。這種卸料方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但在實(shí)際使用時(shí)存在許多弊端 ,如:

a、由于垃圾在車(chē)廂內(nèi)被壓實(shí) ,垃圾與車(chē)廂四周存在著較大的膨脹力與磨檫力,垃圾不易倒出,嚴(yán)重時(shí)垃圾的自重不足以克服摩擦力,產(chǎn)生垃圾脹死現(xiàn)象。

b、在傾翻作業(yè)時(shí),車(chē)廂、壓縮機(jī)構(gòu)及垃圾的重心將后移、上升,車(chē)輛前橋負(fù)荷降低,影響整車(chē)縱向穩(wěn)定性,嚴(yán)重時(shí),前橋離地,整車(chē)傾翻(特別在路基較為松散的填埋場(chǎng))。

c、 傾翻時(shí),所有重量將集中至車(chē)廂回轉(zhuǎn)中心及汽車(chē)大梁尾部,將對(duì)汽車(chē)大梁及后橋產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞。

3.2 推板卸料方式

其原理是:在車(chē)廂內(nèi)設(shè)置一塊面板呈鏟形并能沿預(yù)定軌道滑行的推板,推板在油缸的推動(dòng)下,向車(chē)廂尾部作水平推擠運(yùn)動(dòng),將垃圾推出車(chē)廂,實(shí)現(xiàn)卸料作業(yè)。這種卸料方式雖結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,但卸料不受垃圾壓縮比的限制,卸料干凈,對(duì)車(chē)架的載荷分布較為均勻,卸料過(guò)程平穩(wěn)、安全。同時(shí),可利用推板的阻力實(shí)現(xiàn)壓縮車(chē)雙向壓縮。因此,推板卸料是后裝壓縮式垃圾車(chē)較為理想的卸料方式。

4、提高垃圾壓縮比

壓縮機(jī)構(gòu)中刮板對(duì)垃圾的壓強(qiáng)將直接影響垃圾的壓縮比。當(dāng)壓強(qiáng)增大時(shí),垃圾的壓縮比將增大;反之則減小。因而在設(shè)計(jì)壓縮機(jī)構(gòu)時(shí),應(yīng)努力提高刮板的壓強(qiáng)。根據(jù)壓縮機(jī)構(gòu)受力示意圖(圖1)可知，

影響刮板壓強(qiáng)的因素主要有四個(gè)方面:

a、 刮板的壓縮面積根據(jù)使用場(chǎng)合、投料方式、垃圾投入量來(lái)確定,如能滿(mǎn)足使用要求,刮板的面積應(yīng)盡量小。

b、壓縮油缸的安裝形式應(yīng)能充分利用油缸的最大能力 ,即在壓縮垃圾過(guò)程中應(yīng)使油缸無(wú)桿腔作用。

c、滑板與導(dǎo)軌的摩擦力將有助于提高垃圾壓縮力。因而 ,在選取滑板滑塊與導(dǎo)軌材料時(shí)應(yīng)配對(duì)選取相對(duì)摩擦系數(shù)較小的材料;減小壓縮油缸軸線與滑板導(dǎo)軌的夾角 ,以避免由于壓縮油缸安裝不當(dāng)產(chǎn)生的扭力使N1、N2增大;減小壓縮油缸軸線與滑塊中心線的平行偏移量,假如油缸軸線上偏于滑塊中心線,將增大N1、N2的值,如軸線下偏于滑塊中心線,將減小N1、N2的值,但結(jié)構(gòu)上很難布置,故通常將壓縮油缸置于滑塊中心線上。

d、壓縮油缸與地面的水平夾角θ1越小,則壓縮油缸的推力沿車(chē)廂長(zhǎng)度方向的分力將越大,有利于垃圾填滿(mǎn)整個(gè)車(chē)廂,提高垃圾壓縮比。

圖 1 　 壓縮機(jī)構(gòu)受力示意圖

5、合理選擇壓縮機(jī)構(gòu)液壓控制方式

壓縮機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)會(huì)直接影響液壓系統(tǒng)的可靠性,因而合理選擇壓縮機(jī)構(gòu)液壓控制方式將對(duì)后裝壓縮式垃圾車(chē)的性能起到至關(guān)重要的作用。

5.1、 滑動(dòng)刮板式壓縮機(jī)構(gòu)工作步驟

壓縮機(jī)構(gòu)每一工作循環(huán)有以下四個(gè)步驟:

a、刮板開(kāi)－當(dāng)垃圾倒入填塞器裝料斗后,操作刮板油缸控制閥 ,使刮板油缸活塞桿回縮,刮板向外翻轉(zhuǎn)。

b、滑板下－當(dāng)刮板油缸活塞桿回縮到位后,操作滑板油缸控制閥使滑板油缸活塞桿回縮,滑板帶動(dòng)刮板沿軌道向下運(yùn)動(dòng) ,刮板壓向裝料斗內(nèi)的垃圾。

c、刮板進(jìn)－當(dāng)滑板油缸活塞桿回縮到位后,反向操作刮板油缸控制閥使刮板油缸活塞桿外伸,刮板向內(nèi)翻轉(zhuǎn),將裝料斗內(nèi)的垃圾刮起,盛于刮板上。

d、滑板上－ 當(dāng)刮板油缸活塞桿外伸到位后,反向操作滑板油缸控制閥使滑板油缸活塞桿外伸,滑板帶動(dòng)刮板沿軌道向上運(yùn)動(dòng),將垃圾推入壓實(shí)到車(chē)廂內(nèi)。
5.2 、壓縮機(jī)構(gòu)液壓控制方式

壓縮機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)控制方式主要有電控式、手控式、氣控式(氣控式最終的實(shí)現(xiàn)形式可歸入電控或手控) 。

電控式系統(tǒng)對(duì)壓縮機(jī)構(gòu)的控制需通過(guò)發(fā)送器遞信號(hào),發(fā)送器一般采用電器開(kāi)關(guān)或采用PC延程序。這種控制方式操作方便、自動(dòng)化程度高。在實(shí)際應(yīng)用時(shí),由于垃圾車(chē)受垃圾污染嚴(yán)重,須經(jīng)清洗,同時(shí)結(jié)構(gòu)磨損,車(chē)輛震動(dòng),開(kāi)關(guān)容易失效,系可靠性差.如采用PC延時(shí)程序則要求液壓油泵油量穩(wěn)定,但由于發(fā)動(dòng)機(jī)特性原因,在空載與重載發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化較大,同時(shí)由于油泵效率及管道力等差異,難以滿(mǎn)足供油量要求,其結(jié)果表現(xiàn)為執(zhí)機(jī)構(gòu)要么不到位,要么提前到位,液壓系統(tǒng)長(zhǎng)期工后發(fā)熱嚴(yán)重,影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。手控式系統(tǒng)工作可靠,但要實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)構(gòu)自化一般通過(guò)液壓順序閥來(lái)實(shí)現(xiàn),這種形式的液壓路由于液壓順序閥進(jìn)油口與順序口壓差大,尤其載時(shí)壓差更大。同時(shí)由于控制人員操作時(shí)的滯后為,引起液壓系統(tǒng)發(fā)熱嚴(yán)重,系統(tǒng)穩(wěn)定性差。

圖 2 　 壓縮機(jī)構(gòu)液壓原理圖

我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)采用較為先進(jìn)的自動(dòng)跳位手動(dòng)換向閥系統(tǒng),其原理見(jiàn)圖2。工作過(guò)程是:同時(shí)操作兩聯(lián)換向閥,將閥芯推至A位,閥芯定位器將閥芯定位,此時(shí)刮板油缸液壓回路通,油缸有桿腔進(jìn)油,活塞桿回縮,實(shí)現(xiàn)刮板開(kāi)啟。當(dāng)刮板油缸活塞桿回縮到位后,有桿腔壓力升高,定位器控制壓力將定位器頂開(kāi),換向閥閥芯在彈簧的作用下自動(dòng)彈至中位,刮板油缸回路斷開(kāi)。高壓油 P2通向滑板油缸液壓回路,油缸有桿腔進(jìn)油,活塞桿回縮,實(shí)現(xiàn)滑板下降。當(dāng)滑板油缸活塞桿回縮到位后,有桿腔壓力升高,定位器控制壓力將定位器頂開(kāi),換向閥閥芯在彈簧的作用下自動(dòng)彈至中位,滑板油缸回路斷開(kāi)。反向同時(shí)操作兩聯(lián)換向閥,將閥芯拉至B位,則可自動(dòng)順序完成刮板刮進(jìn)及滑板上升。這種控制方式不但可以避免人為因素和環(huán)境因素的影響,同時(shí)可以有效地降低液壓系統(tǒng)油液溫度,提高液壓系統(tǒng)可靠性。如配以機(jī)械遠(yuǎn)程控制 ,操作更為方便。

6、完善車(chē)輛密封

后裝壓縮式垃圾車(chē)由于壓縮力大,經(jīng)壓縮后的垃圾產(chǎn)生大量的污水,如不加以控制,將嚴(yán)重影響環(huán)境,因而在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從以下三個(gè)方面完善車(chē)輛密封即:在車(chē)廂與填塞器之間安裝耐用型密封條,并加以壓縮、鎖緊;車(chē)廂底板做成前低后高,將污水控制在車(chē)廂內(nèi);在填塞器下部安裝便于清洗的積污水槽,用于車(chē)廂與填塞器之間滴漏的污水的臨時(shí)儲(chǔ)存。