一種專用車后門鎖緊機構優化設計

李春 崔龍海 曹晨強 劉權 王瞳瑋

摘 要：文章分析了目前市場上常見的掃路車、洗掃車等專用車后門的鎖緊機構結構形式及存在的缺陷 提出了在后門鎖緊機構增加預緊裝置 插銷（或鉤爪）位置增加鎖緊檢測信號反饋系統的優化解決方案 并進行了特定工況條件下的實例理論分析計算 論證了該方案的可行性。

關鍵詞：后門;鎖緊機構;插銷（鉤爪）;信號;預緊裝置

中圖分類號：U462.1? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）18-55-03

Abstract： This paper analyzes the structure and defects of the rear door form and existing defects of the back door locking mechanism of the special vehicles suck as road sweeper， washing and sweeping vehicle， and puts forward the optimization solution of adding pre tightening device in the rear door locking mechanism and increasing the locking in place signal feedback at the position of the blot （or hook claw）.Theoretical analysis and calculation of an example under specific working conditions are carried out， and the feasibility of the improved scheme is demonstrated.

Keywords： Back Door; Locking Mechanism; Pin （or Hook Claw）; Signal Pre Tightening Device

CLC NO.： U462.1? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）18-55-03

1 前言

隨著國家城鎮化不斷發展 人們生活水平不斷改善 對生活環境的要求不斷提高 承擔城市道路清掃保潔的掃路車、洗掃車等專用車成為必然選擇 其工作原理為通過風機產生負壓 將路面垃圾、樹葉、污水等經過吸嘴吸入箱內儲存 并運輸到指定位置傾倒。在車輛作業過程中 需保持后門關閉 防止污水、垃圾泄漏 到達傾倒位置后 打開后門 將箱體舉起 垃圾卸出后清洗箱體然后關閉后門并鎖緊。后門若不能可靠密封鎖緊會造成垃圾箱內負壓減小嚴重影響整車的清掃吸拾性能 同時會形成污水滴漏對環境二次污染 因此后門的作用至關重要 既要順利開閉 又要密封可靠。

2 現有后門鎖緊機構結構形式

目前市場上掃路車、洗掃車等專用車生產廠家很多 各家后門結構各有不同 但其原理基本相同 都是通過液壓油缸打開和關閉 鎖緊機構結構形式主要有兩種：一種是插銷鎖緊形式 一種是鉤爪鎖緊形式。一般情況下 箱體后框平面與豎直方向設計一定夾角（一般為5°—8°左右） 后門在關閉時 液壓油缸伸出 后門受重力矩繞鉸點轉動 導向銷在滑槽內移動 當后門密封條與垃圾箱后框平面重合時 通過插銷插入鎖緊孔（或鉤爪鉤住鎖緊銷）鎖緊后門。結構如圖1所示。

2.1 現有后門鎖緊機構存在的缺陷及原因分析

通過市場調研用戶反饋：常用的掃路車、洗掃車等專用車輛的后門鎖緊結構存在缺陷 當遇到特殊工況時后門關閉會出現異常 如傾倒卸料場地面不平時（駐車平面與水平面呈仰角）后門無法關閉并鎖緊 如圖2所示。此時不得不重新打開后門 再次關閉時人為增加壓緊力使后門與垃圾箱后框貼合然后鎖緊。另外當駕駛員在駕駛室內操作控制開關 打開后門傾倒垃圾后關閉后門 后門是否鎖緊到位無法得知 需要用戶移動車輛后下車觀察后門鎖緊狀態 該操作麻煩且極不方便 效率很低。

原因分析：當打開后門卸料后 關閉后門時 后門開閉液壓油缸伸出 后門受重力矩繞鉸點轉動 導向銷在滑槽內移動 當后門旋轉至豎直位置時 插銷繼續伸出（或鉤爪繼續轉動） 此時后門受重力保持豎直狀態位置 而油缸繼續伸出產生的關門分力無法使后門與箱體后框平面貼合 出現后門插銷無法插入鎖緊孔（或鉤爪不能勾住鎖緊銷）的現象 從而導致后門鎖緊失敗 如圖2。

3 優化后帶預緊裝置及鎖緊信號檢測反饋后門結構

針對用戶反饋的掃路車、洗掃車等專用車后門存在的缺陷 結合實際使用工況設計了后門預緊裝置 同時在插銷鎖緊（或鉤爪勾住鎖緊銷）位置設置傳感器增加后門鎖緊檢測信號反饋。以插銷鎖緊結構形式為例 如圖3所示 該預緊裝置包括壓縮彈簧、上鎖止環、壓緊墊板、下鎖止環及緊定螺釘等 將壓縮彈簧通過上、下鎖止環固定于后門開閉油缸活塞桿上并施加一定預緊力。當傾倒卸料場地不平（駐車平面與水平面呈仰角）時 卸料完畢關閉后門時 導向銷在液壓油缸作用下沿滑槽向下運動 后門在重力矩作用向下關閉 當后門向下處于豎直位置時 油缸繼續伸出驅動壓縮彈簧通過壓緊墊板壓緊后門 使后門在插銷插入鎖緊孔前與箱體后框平面貼合 起到預緊作用。后門打開時 預緊彈簧自動回彈 被上、下鎖止環固定在油缸活塞桿端 對后門開啟動作無任何影響。當插銷鎖緊到位后傳感器檢測到信號 駕駛室內語音提示操作人員“后門鎖緊到位” 否則提示“后門未鎖緊” 從而避免駕駛員下車查看后門鎖緊狀態 提高了勞動效率。

4 后門預緊裝置設計

4.1 后門受力分析

無預緊力即F=0時 后門在重力矩作用下旋至豎直狀態 此時后門與箱體后框成4°夾角 若油缸繼續伸出 插銷將無法插進銷孔（或鉤爪不能勾住鎖緊銷） 導致后門鎖緊失敗 如圖2所示。增加預緊裝置后 后門在重力矩作用下旋轉至豎直狀態后 油缸繼續伸出通過預緊壓縮彈簧產生預緊力矩克服重力矩使后門與箱體后框面貼合 插銷繼續下行插進插銷孔 鎖緊后門。

后門預緊裝置如圖3所示 通過三維模型可測的后門質量M及質心位置 由作圖法可得后門與箱體后框貼合時后門受力如圖4所示 重力臂L1 預緊力臂L2。重力矩：M1=GL1。預緊力矩：M2=FL2。

6 結束語

根據掃路車、洗掃車等專用車用戶反饋的問題 通過理論分析計算進行了后門鎖緊機構優化設計 優化后增加了后門預緊裝置及鎖緊檢測信號反饋系統。該結構消除了卸料場地不平時后門無法一次鎖緊的風險和在駕駛室內關閉后門時無法得知鎖緊狀態的問題 提高了后門各種工況的適應性及駕駛員的勞動效率 且結構簡單 成本低廉 易于實施。

參考文獻

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