一种经典的周转箱盖启闭机构

马知才 何兴华

MA Zhi-cai et al

常熟华东汽车有限公司 江苏常熟 215500

1 前言

随着社会发展，各种工业废料、散装物料、生活垃圾的运输量快速增加，对相应的专用运输工具提出了更高的要求。较发达地区已对生活垃圾采用压缩式垃圾车直接运输或采用压缩站将垃圾压缩成块后，采用专用的密封式运输车运输，但对建筑垃圾、工业废料及许多中小城市中的各类垃圾还是采用传统敞口的活动周转箱或普通自卸车来完成，这两种箱体的缺点是不密闭，在运输过程中易出现跑、冒、滴、漏现象，造成二次污染。因此，如何提高散装物料的运输效率，减少运输车辆二次污染问题尤为重要。

自卸车目前采用加盖的方式解决敞口问题，其盖的种类多种多样，可以是前后翻、左右翻或前后移动等，技术较为成熟。摆臂式运输车采用周转箱的运输方式，目前国内外市场采用的也是在周转箱上加盖的结构，但周转箱加盖后货物的装卸极为不便，为此，本文介绍一种经典的摆臂式运输车周转箱的箱盖启闭机构，具有方便、密封、安全、环保的特点。

2 机构的技术方案与关键技术

若要保证摆臂式运输车周转箱的高效装卸，仅简单地在箱子上加盖是不可行的，因为简单加盖后采用抓斗这类高效设备装货时会相当不便。设计时，既要避免周转箱在上车、卸车及运输过程中出现货物抖落、飞洒，又要保证卸货方便，箱盖的启闭要做到不受其它物体干扰影响，能够保障箱盖与活动箱之间协调关系。因此，设计了一种能够围绕中间轴转动的，又能随周转箱一起上下运动的箱盖启闭机构。

图1中，箱盖设计为背部相连的一对翼开型式，该对箱盖犹如两瓣相连着的大小一致的蚌壳，包括下横梁、上回转轴、箱盖提升装置、箱盖翻转装置、摆臂、链座、定位导向装置等。

下横梁为箱盖与箱盖翻转装置的连接中枢，下横梁整体构成为龙门架形状，通过设在下横梁两端的轴承座使箱盖与下横梁连接，并通过安装在下横梁中部的箱盖翻转装置，实施对箱盖的翻转并打开。盖的模拟结构如图2所示。

上回转轴为实施箱盖提升与下降的支点，上回转轴与摆臂连接且与下横梁平行，经定位导向装置的作用，将两部件相对位置固定。在上回转轴的两端设有安装在轴承座上的一对箱盖提升装置，通过箱盖提升缸的作用，直接对下横梁进行提升和下降，实现对箱盖的提升与下降。该结构在车辆上周转箱与盖结合的结构图如图3所示。

上回转轴与摆臂连接，保证周转箱盖与周转箱的相对位置不变。上回转轴的两端伸展到装有轴承的上回转轴孔中，并伸出上回转轴孔一段距离与摆臂联接，随着摆臂的回转，上回转轴带动箱盖上部机构一起回转。周转箱运动的结构如图4所示。

在轴承座与摆臂之间的上回转轴上安装链条座，并配置一对长度固定的链条，链条的另一端挂或钩住在周转箱侧部的一对链条挂脚上，链条座通过链条使周转箱与摆臂式运输车之间构成有机连接；链条的摆动中心与箱盖的摆动中心是重合的，只需将箱盖翻转装置的控制液压管路沿摆臂布置，即可保证箱盖摆动与链条摆动同步。设计完整的模拟图如图5所示。

3 机构启闭的原理与使用

3.1 周转箱的平移卸货

周转箱平移卸货时，通过摆臂式运输车的液压泵操作驱动车架后部中央的挂钩动力缸，使挂钩与周转箱分离，此时无需操作箱盖提升缸，保证箱盖及箱盖提升装置、箱盖翻转装置等能够通过轴承座绕上回转轴自由转动即可。

操作车厢尾部的一对支承，微微顶起车轮，使车辆轮胎在整个装卸过程中不受力。操纵摆臂缸，使摆臂绕自身的转轴转动，由于此时挂钩已与周转箱分离，缸座与链条座是可自由转动的，因此在吊运周转箱的过程中，箱盖与周转箱的回转角度是同步的，即箱盖与周转箱呈自由状态，它们的相对位置是固定不变的，既保证了在吊运过程中箱盖与周转箱之间不会发生互相干涉，又保证了箱盖始终盖置在周转箱的箱口上，所以，周转箱开始由车上向地面平移时，箱盖始终伴随于周转箱，实现了箱盖与周转箱自车上吊同步移至地面上。在摆臂油缸作用下二者同步的关系如图6所示。

当将周转箱吊移至地面上后，只需将吊装链条从活动箱的链条挂脚解下，操作摆臂缸，箱盖及吊装链条等可适当提升，收起支承后，驱动车辆离开即完成了周转箱从车辆上的平移卸货。

3.2 周转箱的平移装载

周转箱平移装载时，先驱车开往需要吊装的地点，此时无论车辆处于平移卸货之后还是处在正常的库存状态下，只需保持箱盖为自由状态并能够与摆臂同步摆动，适度操作摆臂缸，即可将箱盖扣在另一个周转箱的箱口上，再将链条扣置到周转箱的链条挂脚上，按前述相反的操作程序就可将周转箱从地坪水平地吊往车辆上。在整个吊装过程中，一对箱盖与周转箱自始至终地盖置在周转箱的箱口部位，不会出现抖落、抛洒。周转箱的平移装载如图7所示。

3.3 周转箱的翻转卸货

将装有货物的车辆开到目的地后，驱动液压泵提供整个系统动力，操作驱动车架后部中央的挂钩动力缸，使挂钩钩住周转箱后部挂钩轴，操作箱盖提升缸，使箱盖提升，通过定位导向装置将箱盖与上回转轴锁止，保证箱盖随上回转轴回转。操作箱盖翻转缸，使活塞杆向缸体内回缩，打开箱盖，展开至最大限度。周转箱的翻转示意如图8所示。

同样，操作车厢尾部的一对支承，微微顶起车轮。操作摆臂，使摆臂围绕自身的转轴转动，由于之前挂钩已钩住了周转箱的挂钩轴，因此当摆臂作向后回转动作时，驱动周转箱翻转，将货物倾卸。在此过程中，由于箱盖已受到上回转轴的限定，所以在倾斜过程中，箱盖与上回转轴的回转角度相同，即箱盖与周转箱的相对位置也是固定不变的，从而既保证了在卸货过程中箱盖不会与周转箱发生干涉，又保证了箱盖的合理开启，且开启时无需考虑空间障碍因素。卸货后，将周转箱回复到原来位置的操作程序与前述相反。用该方式卸货时货物主要从周转箱的下部卸出，可有效避免对活动箱盖的冲击。周转箱的卸货示意如图9所示。

4 对比分析与特点

摆臂式运输车的装卸过程是类同的，但能具备与周转箱一起装卸的、具有活动功能的周转箱盖是首次介绍。

原活动箱上并未设置箱盖(习惯称为吊斗盖)，当装满货物无箱盖的周转箱被吊置于车上的过程及整个运输过程中，会造成各类二次污染。

图10所示为常见的与周转箱相配的活动箱盖启闭机构示意图，它是在车辆的前端箱壁上加装一只由连杆动力缸推动的连杆机构，再由连杆机构推动箱盖，实现箱盖的开启和关闭。这种结构对防止货物在运输途中出现抛洒有良好的作用。但是存在以下缺陷：一是箱盖自身表现为悬梁的结构形式，整个箱盖仅靠铰链与车架箱壁铰接，而启闭机构的连杆跨度大，受侧向力后容易失稳而引发意外；其次，箱盖的启闭必须有足够的空间高度保障，因为在实际的启闭情况下，车辆往往会受到驱车地的其他物体阻碍而难以使箱盖启闭。三是如果周转箱内已装满货物，在打开箱盖后，因箱盖过早地与周转箱分离，在卸货时箱内货物易抖落、飞洒。且在装货过程中，因箱盖并不对周转箱箱口产生管束，同样存在货物的抖漏，会造成二次污染。

另外，在周转箱上直接加盖，由于需要人工翻盖，且盖子翻在箱的顶部，对采用高效装卸装备进行作业十分不便。图11为目前国外较为普通的一种带盖的周转箱。

本文介绍的周转箱盖开启时的高度未超过车辆的总高度，因而启闭箱盖所需的空间几乎可以忽略不计，不会受外界物体之影响。箱盖的分体设计使得箱盖的刚度足够，只需充分考虑与箱的配合，即可适合各种规格的活动箱。工作时，箱盖与摆臂同时动作，动作过程不会失稳。箱盖启闭时箱盖始终与周转箱保持同步，提高了装卸效率。

采用本文介绍的技术研发的一款重型周转箱盖如图12所示，实践证明此种箱盖性能优越，能够满足设计要求。

5 结语

本文所介绍活动箱盖启闭机构突破了常规的设计理念，为摆臂式运输车运送周转箱提供了一种可靠、安全、环保的箱盖技术。本箱盖机构的启闭不会受到其他物体干扰影响，能保证箱盖与周转箱之间同步，避免了装、卸车过程中货物的抖落、飞洒，具有较大的应用推广价值。