压缩式垃圾车的机械设计改进

蒋丹

摘 要：笔者经过长时间的实践证明和对压缩式垃圾车的设计分析得知，如果在车辆本身自重、能量消耗、装料压缩比例、密封性能上进一步提升效果，将会使整车在经济性、可靠性、密封性上取得更大的实用价值。本文在以上几个方面重点阐述在设计阶段需要考虑的一些问题，并对所提问题进行对策剖析，从而得出压缩式垃圾车在机械设计上面的一些改进措施。

关键词：压缩式垃圾车 机械设计 改进

中图分类号：U469.6+91 TH248 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（b）-0113-01

随着生活质量的提高，居民生活垃圾的数量呈迅猛态势不断增加，如何快速有效无害化的处理这些垃圾成为保证居民生活环境清洁、提升城市文明形象的迫切要求。压缩式垃圾车具有现代化设计特点，其工作效率高、劳动强度低、安全性好、能够有效避免再次污染等优点，赢得了我国许多大城市及乡镇的青睐，成为目前绿色环保行业中的佼佼者。但在机械设计方面，我们有必要对其自重、工作中能量消耗、装料压缩比例、密封性能等进行更深入的钻研，通过分析压缩式垃圾车在设计和使用中会出现的各种问题，从而提出相应的改进措施，提高车辆使用中的经济性、可靠性、密封性、安全性等。

1 减轻自重增加车体垃圾装载量

在设计之初，整个车体的结构布局大小直接由选择的汽车底盘型号所决定，与之相对应的关键参数就是底盘轴距。当选择高级别底盘型号时轴距变大，车辆能够承受总载荷随着增加，但是车体本身自重也会越来越大。而我们现在考虑的问题是当轴距相等，总承载量一定时如何减少车辆自重来相应增加垃圾装载量。由m=ρv可以显而易见的看出，在体积一定时要想减少重量，直接有效的办法只有选择密度较小的材料。所以，在垃圾车设计阶段，除了车厢以外，卸料和填入压缩机构、装料系统、其他装饰部分零件均可选用强度高、质量轻的新型材料，例如关键零部件使用高强度16Mn钢板制作。除此以外利用先进生产技术、生产工艺仍然可以达到减轻车辆自重的目的，从而增加车体垃圾载入重量，既提高了工作效率又降低了运行成本。

2 合理选择装卸料方式减小能量消耗

目前压缩式垃圾车装料压缩方式分为举板和推板压缩方式、油缸支臂联接式压缩方式和框架式填料压缩方式等种类。经过比较，最后一种收集垃圾压缩办法具有结构简单、生产成本低、操作方便、一次完成装载，所以这种方式效率高，不会因为垃圾倒退二次装载浪费能量，在实际应用中应当尽可能选择框架式装料压缩方式。

垃圾车卸料分为后翻式卸料和推板卸料两种型式。后翻式卸料工作原理同工程施工中使用的翻斗车卸车原理相同，通过车厢整体向后翻转一定角度，利用垃圾本身巨大的自重完成卸车过程，但由于垃圾采用的是压缩方式装载，很容易与车厢内部发生粘结不易滑出出现堵塞现象，更有可能发生重心失衡车辆倾翻事故，并且在翻转时要克服整个车体大部分结构的作用力，消耗能量大。而推板式卸料只需克服车厢内垃圾与车厢摩擦所产生的功，因此能量消耗小，根据物理学知识进行受力分析，寻求卸料油缸与底盘夹角α和最小推力F之间的关系，此时建立数学三角形列出数学方程，求得卸料油缸与底盘夹角α最佳值，最终又通过α最佳值得到最小推力F的值。满足此种条件的推板卸料机构做功最少。这种卸车方式不仅能量损失小，而且不会产生重心偏移带来的倾翻事故，安全性能大大提升。

3 提高装料后压缩率

压缩系统的功率对装料后垃圾压缩率起到直接作用。我国居民生活垃圾较国外发达国家相比，压缩后的相对密度偏大。我们仍然可以通过m=ρv得知，在装载量和车厢体积固定的限制下，我们可以选择压缩系统功率相对偏低的型号，压缩后垃圾压缩率减小，垃圾密度不会过大，这样对车辆运输安全和使用寿命有一定好处。相反地，若车厢体积固定，装载量能力较强时，我们就要选择压缩功率较大的系统用来提高垃圾压缩率，尽可能的发挥车厢内部空间最大使用率和运输量。

值得注意的是，选择大功率压缩系统并不是唯一的提高压缩率的途径，还有许多其他办法同样可以达到目的。例如卸料推板和压缩系统共同压缩，这种办法的原理是在车辆卸完垃圾后，推板暂时停留在外，当装料压缩后利用压缩机构对垃圾进行压缩时的推力，逐步使推板恢复到最初位置，这样垃圾在车厢内受到两侧作用力的作用，同样增加了压缩比例。

4 加强密封性能杜绝重复污染

作为清洁环境消灭垃圾的清道夫，更应该在环保理念上有积极表率，倘若身为一个环境卫士对环境造成了更恶劣的破坏，很显然所有其他的努力都会显得是得不偿失。所以，压缩式垃圾车在整个工作流程中都必须做到绿色环保。而事实上，压缩式垃圾车在工作过程中不可能实现全封闭，这就要求在装运和压缩环节里要采取可靠的密封型式，使垃圾清理时产生的脏水、油污等易泄露的液体垃圾得到妥善处置。在工业生产发展过程中，许多优秀的密封结构和方式先后出现并被人们优化改进利用到实际生产和生活需要当中，其中高质量橡胶型密封条用处颇广。压缩式垃圾车工作中许多环节都要有密封处理措施，这些环节包括压缩机构与车厢间动摩擦密封、各种机构间连接处密封、运输时封闭车厢的静密封。所有以上密封部位均可采用密封条进行密封，但是经过长时间损伤密封条很容易失去密封效果，因此在设计时要尽量选择压紧力均匀适中，密封条移动距离小的结构型式。另外，为了收集压缩时和密封失效后泄露的脏水、油污，可在车厢底部加装接污箱，配合车厢内引水管、导污槽等结构让液体垃圾全部储存到接污箱内，到达指定地点后才进行排污。

5 结语

生态环境恶化给人类正常的社会生活带来的诸多问题已经受到世界的广泛关注，如何高效绿色环保的处理掉数量庞大的垃圾已成为一个需要长期解决的战略问题，也是在社会文明发展与环境恶化之间取得平衡成为保证人类现在及将来能否继续生存的重要问题。相信随着科学技术的不断进步，垃圾处理方式和装备一定会出现更先进的设计理念和结构设计，经过长期的优化和改进，使不同环境下的各种类型垃圾都能得到良好的解决处理。

参考文献

[1]王晓燕，齐志强.压缩式垃圾车改用清洁燃料技术研究[J].中国城市环境卫生，2010（4）：9-12.

[2]黄有林，李自光，苏文明.后装压缩式垃圾车液压系统及控制系统设计[J].专用汽车，2011（4）：60-61.

[3]刘同举，王琪，袁明新.压缩式垃圾车压缩性能影响参数的研究[J].商用汽车，2011（20）：54-57.