后門鎖緊機構的幾種形式及機理分析

孫智勇，車 璐，張駿方，崔惠峰

(山西航天清華裝備有限責任公司，山西 長治 046000)

0 引言

后門鎖緊機構[1-3]是車廂可卸式垃圾車、后裝垃圾壓縮車、流動式垃圾站等垃圾轉運類產品中重要的鎖緊部件，其主要功能是在車輛運輸途中保持后門嚴格密封關閉，以防在運輸途中因密封不嚴導致垃圾泄漏產生二次污染[4-5]。

后門鎖緊機構有棘輪式后門鎖緊機構、油缸驅動式后門鎖緊機構、防開式后門鎖緊機構和連桿式后門鎖緊機構等多種形式，本文對這幾種后門鎖緊機構的工作機理以及優、缺點進行分析，為類似產品的后門鎖緊機構設計提供參考。

1 棘輪式后門鎖緊機構

棘輪式后門鎖緊機構是一種手動鎖緊機構，主要由手柄1、動桿2和5、定桿3、螺旋拉桿4、旋轉銷軸6、壓緊銷軸7和鎖鉤8組成，壓緊銷軸7固定在后門0上，如圖1所示。

0-后門；1-手柄；2，5-動桿；3-定桿；4-螺旋拉桿；6-旋轉銷軸；7-壓緊銷軸；8-鎖鉤

操縱手柄1使定桿3旋轉，定桿3的旋轉使動桿2和5同時旋入或旋出，以改變螺旋拉桿4的長度，從而驅動鎖鉤8繞旋轉銷軸6旋轉，進而使得鎖鉤松開或鉤住壓緊銷軸7，實現后門的開合動作。螺旋拉桿變長，后門打開；螺旋拉桿變短，后門鎖住。手柄處設置棘輪裝置不僅可以使得操作省力還可以實現自鎖，防止螺旋拉桿長度非人為因素變化。

棘輪式鎖緊機構的優點是：①結構簡單；②成本低；③密封效果好。缺點是：①效率低，費時費力；②操作人員易受垃圾場等惡劣環境的侵害；③后門的鎖緊程度易受人為因素影響。

2 油缸驅動式后門鎖緊機構

油缸驅動式后門鎖緊機構是由棘輪式后門鎖緊機構改進而成，由油缸驅動代替棘輪驅動，將手動變為自動，其結構可分為形式I和形式II兩種，形式I為鎖緊油缸伸出時后門鎖緊，收回時后門打開，形式II與之相反。油缸驅動式后門鎖緊機構主要由鎖緊油缸1、鎖鉤2、旋轉銷軸3和壓緊銷軸4組成，壓緊銷軸4固定在后門0上，如圖2所示。

0-后門；1-鎖緊油缸；2-鎖鉤；3-旋轉銷軸；4-壓緊銷軸

操縱液壓閥組，使鎖緊油缸1伸長或縮短，從而驅動鎖鉤2繞旋轉銷軸3轉動，進而使得鎖鉤松開或鉤住壓緊銷軸4，實現后門的開合。油缸驅動式后門鎖緊機構的優點是：①結構及工作原理簡單；②自動化程度較高；③省時省力；④鎖緊效率高。缺點是：①需要連接外部油源，油源連接、轉換需人工操作；②無法實現全自動化；③液壓鎖出現內泄時鎖緊功能失效。

3 防開式后門鎖緊機構

防開式后門鎖緊機構是一種可以防止后門因外力因素而自行打開的鎖緊機構，主要由上壓緊銷軸1、上旋轉銷軸2、上限位塊3、上鎖鉤4、鎖緊油缸5、下限位塊6、下旋轉銷軸7、下鎖鉤8和下壓緊銷軸9組成，上壓緊銷軸1和下壓緊銷軸9固定在后門0上，如圖3所示。

0-后門；1-上壓緊銷軸；2-上旋轉銷軸；3-上限位塊；4-上鎖鉤；5-鎖緊油缸；6-下限位塊；7-下旋轉銷軸；8-下鎖鉤；9-下壓緊銷軸

鎖緊油缸作為該機構的動力源驅動上、下鎖鉤做回轉運動，從而鎖緊或開啟后門。鎖緊油缸5的活塞桿收回，帶動上鎖鉤4繞上旋轉銷軸2逆時針回轉，上鎖鉤4壓緊上壓緊銷軸1，當上鎖鉤4碰到上限位塊3時，活塞桿受阻不再收回，在液壓系統壓力作用下缸筒向上運動，帶動下鎖鉤8繞下旋轉銷軸7順時針回轉，下鎖鉤8壓緊下壓緊銷軸9，從而鎖緊后門0。反之，鎖緊油缸5的活塞桿伸出時，上、下鎖鉤松開，后門開啟。當后門鎖緊后，下鎖鉤左側桿接觸地面，防止鎖緊油缸液壓鎖緊失效，意外打開鎖鉤而使后門鎖緊失效，為后門鎖緊起到保險作用。

防開式后門鎖緊機構的優點是：①自動化程度較高；②省時省力；③鎖緊可靠性高。缺點是：①結構較復雜；②需要連接外部油源，油源連接、轉換需人工操作；③無法實現全自動化。

4 連桿式后門鎖緊機構

連桿式后門鎖緊機構是利用車廂傾倒垃圾過程的運動特性實現后門的自動開啟和鎖緊，主要由限位塊1、轉臂2、撐桿3、彈簧4、鎖鉤5和壓緊銷軸6組成，撐桿3分別與轉臂2和鎖鉤5鉸接，壓緊銷軸6固定在后門0上，如圖4所示。

0-后門；1-限位塊；2-轉臂；3-撐桿；4-彈簧；5-鎖鉤；6-壓緊銷軸

當車廂前端傾斜升起時，轉臂2隨車廂抬高，轉臂左端輪被限位塊1擋住后，右端便繞旋轉點逆時針轉動，由于轉臂2的拉動，撐桿3拉動鎖鉤5繞固定點順時針轉動，打開后門。鎖緊后門時，運動過程相反，彈簧4在后門鎖緊過程中起到了延時作用，使得后門完全為水平狀態時才鎖緊后門。

連桿式后門鎖緊機構的優點是：①可實現完全自動化；②可使后門“早開晚鎖”；③可防止后門被垃圾頂死打不開；④鎖緊可靠性高；⑤操作省時省力且不受環境影響。

5 結語

介紹了棘輪式后門鎖緊機構、油缸驅動式后門鎖緊機構、防開式后門鎖緊機構、連桿式后門鎖緊機構的機構組成以及各自的工作機理與優缺點，為車廂可卸式垃圾車、流動式垃圾站等垃圾轉運類產品后門鎖緊機構的設計提供了選擇依據，同時為類似產品的創新設計提供了參考。