校用后裝式垃圾收集車壓縮機構(gòu)的技術(shù)改進

李明濤， 韓遠飛

（青島理工大學琴島學院機電工程系， 山東 青島 266106）

引言

生活垃圾是指在城市居民日常生活中或為城市日常生活提供服務(wù)的活動中產(chǎn)生的固體廢棄物，主要成分包括：生活廢棄物、廢紙、廢金屬、廢玻璃陶瓷碎片、廢家具等等。它是固、液和氣三部分組成的三相松散體，三者隨著地點、居民生活水平、季節(jié)氣候和溫度的變化而變化[1]。

1 垃圾收集車的基本構(gòu)造

后裝式垃圾收集車[2]是現(xiàn)在社會主流的垃圾收集和運輸工具，其具有裝填自動化、裝載量高、人工配置低、密封性好等特點，尤其是其具有高度靈活性，使其在環(huán)衛(wèi)劃片治理等方面發(fā)揮了重要作用。

后裝式垃圾收集車的工作過程可簡單描述為兩步：提升倒料、壓縮入箱。其中提升倒料實物圖見圖1，工程圖見圖2。

圖1 實物圖

壓縮入箱：垃圾倒入底料槽后再推壓板的作用下反復(fù)壓縮，然后被推入車廂內(nèi)。工程圖如圖3所示。

2 學校垃圾的特點

學校垃圾是生活垃圾的一部分，但是和城市生活日常垃圾相比，其又有自己的特性，主要有以下特點：一是因?qū)W校生活的主體是學生，這個群體基本不從事生產(chǎn)活動，故垃圾中基本沒有各種金屬廢棄物、廢家具等固體。二是學校生產(chǎn)的主要垃圾為生活廢棄物、廢紙張、塑料袋和各種飲料塑料瓶。三是學校垃圾的容重較低，且含水量非常低，粒度也較小，成分相對單一，具有較大的壓縮比。

圖2 工程圖

圖3 壓縮工程圖

3 對垃圾收集車壓縮裝置的技術(shù)改進

因生活垃圾含有大量的水分、磚瓦、樹枝等成分，為了盡可能地壓縮垃圾，以加大車的載量，故城市用的垃圾收集車的壓縮裝置一般由液壓驅(qū)動。雖然液壓驅(qū)動提供了較大的推力，但是整個車重較大，易在緊急情況下導(dǎo)致剎車困難，而且龐大的液壓系統(tǒng)導(dǎo)致相同體積下車身的容量較小。而與普通生活垃圾相比，學校垃圾品種較為單一，粒度較小，產(chǎn)生的重量較小且比較容易壓縮，而且學校屬于密集聚集區(qū)，安全工作較為突出。

為了達到降低車重、擴大車廂容積、車輛靈活易操作的要求，故對壓縮系統(tǒng)進行改進。新型的壓縮機構(gòu)不再采用液壓系統(tǒng)提供推力而采用滾珠絲杠系統(tǒng)，具體如圖4所示。

圖4 新型壓縮機構(gòu)圖

新型壓縮機構(gòu)采用電機驅(qū)動，很大程度上降低了車身的重量，且在同等體積下，極大地釋放了車身的空間面積，變相增加了車身的容積。根據(jù)學校所產(chǎn)生的垃圾的特點，滾珠絲杠系統(tǒng)可以提供所需壓縮比的推力。

為了保證十字支撐板的安全性，將在solidworks中建好的三維實體模型導(dǎo)入到ANSYS中進行有限元分析并進行優(yōu)化設(shè)計，用以檢驗?zāi)Ｐ偷膹姸群妥冃蔚那闆r，使其滿足設(shè)計要求。具體過程如圖5所示，優(yōu)化后的設(shè)計機構(gòu)如圖6所示。

圖5 分析圖

經(jīng)過ANSYS分析后，可知中十字支架的受力相比很大導(dǎo)致地腳螺栓固定支架不太便利，使得推板的可移動性減弱。而經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后的支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)力較小，變形較小，而且不存在可移動性問題[3]，壓縮機構(gòu)的新結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖6 優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)

圖7 優(yōu)化后結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)語

城市生活垃圾的壓縮減容是提高垃圾的運輸效率、解決垃圾清運過程中的虧載問題，節(jié)省垃圾處理費用的最有效手段，同時，城市生活垃圾的可壓縮性等特性以及力學特性的研究，對研究高效的壓縮設(shè)備具有極其重要的意義[4]。新型壓縮機構(gòu)雖然能夠大幅降低車身的重量，但是研究出發(fā)點為學校，本身具有特殊性，而接下來如何在車身上進行優(yōu)化布局將是工作的重點。

參考文獻

[1] 張啟君.國內(nèi)垃圾車市場的情況分析及未來預(yù)測[J].商用汽車雜志，2007（2）：89-91.

[2] 李文博，魯曉丹.淺談城市垃圾的處理方法[J].生態(tài)與環(huán)境工程，2009（1）：177.

[3] 蒲明輝，蘇飛，李凱，等.基于ADAMS的后裝式壓縮垃圾車推板機構(gòu)及安裝角優(yōu)化設(shè)計[J].機械設(shè)計與制造，2011（7）：218-220.

[4] 歐洪彪.生活垃圾壓縮裝置的設(shè)計和研究[D].南寧：廣西大學，2010.