一种专用车后门锁紧机构优化设计

李春 崔龙海 曹晨强 刘权 王瞳玮

摘 要：文章分析了目前市场上常见的扫路车、洗扫车等专用车后门的锁紧机构结构形式及存在的缺陷 提出了在后门锁紧机构增加预紧装置 插销（或钩爪）位置增加锁紧检测信号反馈系统的优化解决方案 并进行了特定工况条件下的实例理论分析计算 论证了该方案的可行性。

关键词：后门;锁紧机构;插销（钩爪）;信号;预紧装置

中图分类号：U462.1  文献标识码：A  文章编号：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

隨着国家城镇化不断发展 人们生活水平不断改善 对生活环境的要求不断提高 承担城市道路清扫保洁的扫路车、洗扫车等专用车成为必然选择 其工作原理为通过风机产生负压 将路面垃圾、树叶、污水等经过吸嘴吸入箱内储存 并运输到指定位置倾倒。在车辆作业过程中 需保持后门关闭 防止污水、垃圾泄漏 到达倾倒位置后 打开后门 将箱体举起 垃圾卸出后清洗箱体然后关闭后门并锁紧。后门若不能可靠密封锁紧会造成垃圾箱内负压减小严重影响整车的清扫吸拾性能 同时会形成污水滴漏对环境二次污染 因此后门的作用至关重要 既要顺利开闭 又要密封可靠。

2 现有后门锁紧机构结构形式

目前市场上扫路车、洗扫车等专用车生产厂家很多 各家后门结构各有不同 但其原理基本相同 都是通过液压油缸打开和关闭 锁紧机构结构形式主要有两种：一种是插销锁紧形式 一种是钩爪锁紧形式。一般情况下 箱体后框平面与竖直方向设计一定夹角（一般为5°—8°左右） 后门在关闭时 液压油缸伸出 后门受重力矩绕铰点转动 导向销在滑槽内移动 当后门密封条与垃圾箱后框平面重合时 通过插销插入锁紧孔（或钩爪钩住锁紧销）锁紧后门。结构如图1所示。

2.1 现有后门锁紧机构存在的缺陷及原因分析

通过市场调研用户反馈：常用的扫路车、洗扫车等专用车辆的后门锁紧结构存在缺陷 当遇到特殊工况时后门关闭会出现异常 如倾倒卸料场地面不平时（驻车平面与水平面呈仰角）后门无法关闭并锁紧 如图2所示。此时不得不重新打开后门 再次关闭时人为增加压紧力使后门与垃圾箱后框贴合然后锁紧。另外当驾驶员在驾驶室内操作控制开关 打开后门倾倒垃圾后关闭后门 后门是否锁紧到位无法得知 需要用户移动车辆后下车观察后门锁紧状态 该操作麻烦且极不方便 效率很低。

原因分析：当打开后门卸料后 关闭后门时 后门开闭液压油缸伸出 后门受重力矩绕铰点转动 导向销在滑槽内移动 当后门旋转至竖直位置时 插销继续伸出（或钩爪继续转动） 此时后门受重力保持竖直状态位置 而油缸继续伸出产生的关门分力无法使后门与箱体后框平面贴合 出现后门插销无法插入锁紧孔（或钩爪不能勾住锁紧销）的现象 从而导致后门锁紧失败 如图2。

3 优化后带预紧装置及锁紧信号检测反馈后门结构

针对用户反馈的扫路车、洗扫车等专用车后门存在的缺陷 结合实际使用工况设计了后门预紧装置 同时在插销锁紧（或钩爪勾住锁紧销）位置设置传感器增加后门锁紧检测信号反馈。以插销锁紧结构形式为例 如图3所示 该预紧装置包括压缩弹簧、上锁止环、压紧垫板、下锁止环及紧定螺钉等 将压缩弹簧通过上、下锁止环固定于后门开闭油缸活塞杆上并施加一定预紧力。当倾倒卸料场地不平（驻车平面与水平面呈仰角）时 卸料完毕关闭后门时 导向销在液压油缸作用下沿滑槽向下运动 后门在重力矩作用向下关闭 当后门向下处于竖直位置时 油缸继续伸出驱动压缩弹簧通过压紧垫板压紧后门 使后门在插销插入锁紧孔前与箱体后框平面贴合 起到预紧作用。后门打开时 预紧弹簧自动回弹 被上、下锁止环固定在油缸活塞杆端 对后门开启动作无任何影响。当插销锁紧到位后传感器检测到信号 驾驶室内语音提示操作人员“后门锁紧到位” 否则提示“后门未锁紧” 从而避免驾驶员下车查看后门锁紧状态 提高了劳动效率。

4 后门预紧装置设计

4.1 后门受力分析

无预紧力即F=0时 后门在重力矩作用下旋至竖直状态 此时后门与箱体后框成4°夹角 若油缸继续伸出 插销将无法插进销孔（或钩爪不能勾住锁紧销） 导致后门锁紧失败 如图2所示。增加预紧装置后 后门在重力矩作用下旋转至竖直状态后 油缸继续伸出通过预紧压缩弹簧产生预紧力矩克服重力矩使后门与箱体后框面贴合 插销继续下行插进插销孔 锁紧后门。

后门预紧装置如图3所示 通过三维模型可测的后门质量M及质心位置 由作图法可得后门与箱体后框贴合时后门受力如图4所示 重力臂L1 预紧力臂L2。重力矩：M1=GL1。预紧力矩：M2=FL2。

6 结束语

根据扫路车、洗扫车等专用车用户反馈的问题 通过理论分析计算进行了后门锁紧机构优化设计 优化后增加了后门预紧装置及锁紧检测信号反馈系统。该结构消除了卸料场地不平时后门无法一次锁紧的风险和在驾驶室内关闭后门时无法得知锁紧状态的问题 提高了后门各种工况的适应性及驾驶员的劳动效率 且结构简单 成本低廉 易于实施。

参考文献

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