专业汽车结构与设计大作业
    题目：自装卸垃圾汽车设计
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自装卸垃圾汽车设计
摘要：自装卸垃圾车是搜集分散在城市垃圾点上的桶装生活垃圾，并运转到垃圾处理厂的专业汽车。目前，国产自装卸垃圾汽车一般是在二类汽车基础上改装而成的侧装式自装卸垃圾汽车。具有集装速度快、二次污染少、操作方便、结构简单等的优点。本文主要对自装卸垃圾汽车的举升机构和液压系统进行介绍和设计。
关键词：自装卸垃圾汽车、举升机构、液压系统、工作效率、环保。
正文：近年来，由于社会经济的快速发展和城市人口的急速增长，城市固体废弃物的数量和种类也随着迅速增加，环保已经成为了一个非常重要的问题。一方面是因为大量的城市垃圾对人们优美舒适的工作、学习和生活造成了极其恶劣的影响；另一方面，大量的城市垃圾严重威胁着人类赖以生存的环境。从长远发展来看，垃圾车是环卫工作的重要装备，有着广阔的发展前景。所以，设计出环保、工作效率高的自装卸垃圾车便显得尤为重要。
    本文所设计的自装卸垃圾车是由EQ1091货车改装而成，改装后的车身装载质量为4500kg。
卸载采用的是普通自卸汽车额后倾自卸形式，装载采用的是右前侧吊装形式，吊装机构布置在车厢右前侧。
 
    确定车厢尺寸：参考自卸车相关资料，选用车厢的尺寸为长3600mm，宽2100mm，高1580mm。
确定最大举升角：自卸机构必须保证车厢自动举升和倾斜，最大举升角一般设计等于或大于48°，本文选取最大举升角为50°。
一、 举升机构的选择
（一） 举升机构的作用
举升机构是自卸汽车的重要组成部分，它直接关系着自卸车使用性能和整体布置，决定了自卸汽车的优劣。装有举升机构的自卸式垃圾汽车可实现垃圾的快速搜集运输，很大程度上节省了垃圾倾倒时间和劳动力，缩短了运输周期，提高了工作效率，改善了工人的劳动环境。因此，举升机构的选择对自卸式垃圾车有着极其重要的作用。
（二） 举升机构形式的选择
举升机构分为两类：直推式和连杆组合式。
直推式举升机构利用液压缸直接作用与车厢，有布置简单、结构紧凑、举升效率高、设计容易等的优点。举升过程是通过油箱直接 顶起车厢，一般采用双油缸结构来提高整车的稳定性，但是容易导致油缸泄漏或双杠不同步，进而造成车厢举升力不均，损坏油缸，甚至造成车厢变形的严重后果。从整车稳定性来考虑，直推式举升机构适用于重型自卸汽车。
                举升机构原理图
       
二、车厢的设计
   
车厢箱体内横剖面为圆弧过渡等的矩形断面，由横钢和U型冲压件组焊而成的外框骨架，在减轻车厢质量的同时，又提高了车厢的强度和刚度。
车箱容积  为
式中：  为自装卸垃圾汽车的装载质量（kg）；  为车箱容积利用系数，       
  为垃圾密度，可取平均值          。
   
三、液压系统的设计
1、 油缸直径和工作行程的确定
（1） 吊升油缸直径和工作行程的确定
吊升油缸的外门架、液压缸、中门架、链条安装在同一平面上。因此，可以认为，吊升垃圾桶的过程中，油缸所需要的推力  由下式决定
式中  为过载系数，取      ；  为满载时垃圾桶的重力，一般取     
           
      当垃圾桶提升至最高点，翻转倾斜时，油缸所需的推力    可用下列方法来确定。
        对支点O取矩        ，得
     
式中：  为O点到翻转铰支点的水平距离（m）；L为翻转过程中，垃圾桶质心到翻转铰支点的最大水平距离（m）。
可以近似的认为链条3受到的拉力和上式求得的R等值。故在整个翻转过程中，油缸所需提供的最大推力    为
显然，      ，因此应取    作为选用油缸的计算载荷。
液压系统压力  通常设定为      。故油缸推力    为
式中：  为液压系统压力    ；  为液压系统效率，    ；D为油缸直径。
吊升油缸直径    为
求出    的值，按GB/T2348-1993系列标准选取油缸
式中：  为吊升理论高度（m）；    汽车构造图为翻转时油缸所需的行程（m）。
（2）举升倾卸油缸直径和工作行程的确定
举升倾卸油缸直径和工作行程的确定应按普通自卸式汽车举升油缸直径和工作行程的方法来确定。操纵方式有机械操纵式、液压操纵式和气动操纵式。由于本文所涉及的自卸式垃圾汽车属于轻、中型自卸式汽车，所以选用较为合适的机械操纵式。
（3）拉耙油缸直径和工作行程的确定
拉耙时所需的推力较小，故油缸直径也较小。若设拉耙时油缸所需的推力为  ，则油缸直径可按下式计算
拉耙油缸的工作行程    应按所布置位置和所需拉耙的最大工作行程来确定。
2、 各缸所需流量的计算
（1）吊升油缸所需的流量    ，即
式中    为吊升时间，一般
（2）举升倾卸油缸所需的流量    ，即
式中：  为举升时间，        ；  为举升油缸的工作行程（m）；  为举升油缸的直径（m）。
3、 油泵主要参数的确定
液压系统中油泵的最大流量    由下式确定

                                    液压系统原理图
式中：  为效率系数，取      ；    为    和    中的较大者，即 
所以
油泵的额定工作压力应根据液压系统设定的额定压力确定
油泵的排量    由下式来确定
式中：  为油泵的额定工作转速（r/min）。
结论
  本文是针对自装卸垃圾汽车举升机构和液压系统设计的，在设计时考虑了其使用状况，工作时尽可能稳定可靠，满足设计要求。随着城市建设规模的不断扩大和人们生活水平的逐步提高，生产和生活垃圾的种类和数量也快速增加。所以，本文中的密封运输和自卸为一体，自动化程度高，提高了垃圾车的运载能力，降低了成本。
参考文献
 
【1】陈家瑞    汽车构造    机械工程出版社  2009
【2】成大先    机械设计手册-液压传动  化学工业出版社  2004