壓縮式垃圾車的機械設計改進

蔣丹

摘 要：筆者經過長時間的實踐證明和對壓縮式垃圾車的設計分析得知，如果在車輛本身自重、能量消耗、裝料壓縮比例、密封性能上進一步提升效果，將會使整車在經濟性、可靠性、密封性上取得更大的實用價值。本文在以上幾個方面重點闡述在設計階段需要考慮的一些問題，并對所提問題進行對策剖析，從而得出壓縮式垃圾車在機械設計上面的一些改進措施。

關鍵詞：壓縮式垃圾車 機械設計 改進

中圖分類號：U469.6+91 TH248 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）03（b）-0113-01

隨著生活質量的提高，居民生活垃圾的數量呈迅猛態勢不斷增加，如何快速有效無害化的處理這些垃圾成為保證居民生活環境清潔、提升城市文明形象的迫切要求。壓縮式垃圾車具有現代化設計特點，其工作效率高、勞動強度低、安全性好、能夠有效避免再次污染等優點，贏得了我國許多大城市及鄉鎮的青睞，成為目前綠色環保行業中的佼佼者。但在機械設計方面，我們有必要對其自重、工作中能量消耗、裝料壓縮比例、密封性能等進行更深入的鉆研，通過分析壓縮式垃圾車在設計和使用中會出現的各種問題，從而提出相應的改進措施，提高車輛使用中的經濟性、可靠性、密封性、安全性等。

1 減輕自重增加車體垃圾裝載量

在設計之初，整個車體的結構布局大小直接由選擇的汽車底盤型號所決定，與之相對應的關鍵參數就是底盤軸距。當選擇高級別底盤型號時軸距變大，車輛能夠承受總載荷隨著增加，但是車體本身自重也會越來越大。而我們現在考慮的問題是當軸距相等，總承載量一定時如何減少車輛自重來相應增加垃圾裝載量。由m=ρv可以顯而易見的看出，在體積一定時要想減少重量，直接有效的辦法只有選擇密度較小的材料。所以，在垃圾車設計階段，除了車廂以外，卸料和填入壓縮機構、裝料系統、其他裝飾部分零件均可選用強度高、質量輕的新型材料，例如關鍵零部件使用高強度16Mn鋼板制作。除此以外利用先進生產技術、生產工藝仍然可以達到減輕車輛自重的目的，從而增加車體垃圾載入重量，既提高了工作效率又降低了運行成本。

2 合理選擇裝卸料方式減小能量消耗

目前壓縮式垃圾車裝料壓縮方式分為舉板和推板壓縮方式、油缸支臂聯接式壓縮方式和框架式填料壓縮方式等種類。經過比較，最后一種收集垃圾壓縮辦法具有結構簡單、生產成本低、操作方便、一次完成裝載，所以這種方式效率高，不會因為垃圾倒退二次裝載浪費能量，在實際應用中應當盡可能選擇框架式裝料壓縮方式。

垃圾車卸料分為后翻式卸料和推板卸料兩種型式。后翻式卸料工作原理同工程施工中使用的翻斗車卸車原理相同，通過車廂整體向后翻轉一定角度，利用垃圾本身巨大的自重完成卸車過程，但由于垃圾采用的是壓縮方式裝載，很容易與車廂內部發生粘結不易滑出出現堵塞現象，更有可能發生重心失衡車輛傾翻事故，并且在翻轉時要克服整個車體大部分結構的作用力，消耗能量大。而推板式卸料只需克服車廂內垃圾與車廂摩擦所產生的功，因此能量消耗小，根據物理學知識進行受力分析，尋求卸料油缸與底盤夾角α和最小推力F之間的關系，此時建立數學三角形列出數學方程，求得卸料油缸與底盤夾角α最佳值，最終又通過α最佳值得到最小推力F的值。滿足此種條件的推板卸料機構做功最少。這種卸車方式不僅能量損失小，而且不會產生重心偏移帶來的傾翻事故，安全性能大大提升。

3 提高裝料后壓縮率

壓縮系統的功率對裝料后垃圾壓縮率起到直接作用。我國居民生活垃圾較國外發達國家相比，壓縮后的相對密度偏大。我們仍然可以通過m=ρv得知，在裝載量和車廂體積固定的限制下，我們可以選擇壓縮系統功率相對偏低的型號，壓縮后垃圾壓縮率減小，垃圾密度不會過大，這樣對車輛運輸安全和使用壽命有一定好處。相反地，若車廂體積固定，裝載量能力較強時，我們就要選擇壓縮功率較大的系統用來提高垃圾壓縮率，盡可能的發揮車廂內部空間最大使用率和運輸量。

值得注意的是，選擇大功率壓縮系統并不是唯一的提高壓縮率的途徑，還有許多其他辦法同樣可以達到目的。例如卸料推板和壓縮系統共同壓縮，這種辦法的原理是在車輛卸完垃圾后，推板暫時停留在外，當裝料壓縮后利用壓縮機構對垃圾進行壓縮時的推力，逐步使推板恢復到最初位置，這樣垃圾在車廂內受到兩側作用力的作用，同樣增加了壓縮比例。

4 加強密封性能杜絕重復污染

作為清潔環境消滅垃圾的清道夫，更應該在環保理念上有積極表率，倘若身為一個環境衛士對環境造成了更惡劣的破壞，很顯然所有其他的努力都會顯得是得不償失。所以，壓縮式垃圾車在整個工作流程中都必須做到綠色環保。而事實上，壓縮式垃圾車在工作過程中不可能實現全封閉，這就要求在裝運和壓縮環節里要采取可靠的密封型式，使垃圾清理時產生的臟水、油污等易泄露的液體垃圾得到妥善處置。在工業生產發展過程中，許多優秀的密封結構和方式先后出現并被人們優化改進利用到實際生產和生活需要當中，其中高質量橡膠型密封條用處頗廣。壓縮式垃圾車工作中許多環節都要有密封處理措施，這些環節包括壓縮機構與車廂間動摩擦密封、各種機構間連接處密封、運輸時封閉車廂的靜密封。所有以上密封部位均可采用密封條進行密封，但是經過長時間損傷密封條很容易失去密封效果，因此在設計時要盡量選擇壓緊力均勻適中，密封條移動距離小的結構型式。另外，為了收集壓縮時和密封失效后泄露的臟水、油污，可在車廂底部加裝接污箱，配合車廂內引水管、導污槽等結構讓液體垃圾全部儲存到接污箱內，到達指定地點后才進行排污。

5 結語

生態環境惡化給人類正常的社會生活帶來的諸多問題已經受到世界的廣泛關注，如何高效綠色環保的處理掉數量龐大的垃圾已成為一個需要長期解決的戰略問題，也是在社會文明發展與環境惡化之間取得平衡成為保證人類現在及將來能否繼續生存的重要問題。相信隨著科學技術的不斷進步，垃圾處理方式和裝備一定會出現更先進的設計理念和結構設計，經過長期的優化和改進，使不同環境下的各種類型垃圾都能得到良好的解決處理。

參考文獻

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