校用后裝式垃圾收集車壓縮機構(gòu)的技術(shù)改進

李明濤， 韓遠飛

（青島理工大學琴島學院機電工程系， 山東 青島 266106）

引言

生活垃圾是指在城市居民日常生活中或為城市日常生活提供服務的活動中產(chǎn)生的固體廢棄物，主要成分包括：生活廢棄物、廢紙、廢金屬、廢玻璃陶瓷碎片、廢家具等等。它是固、液和氣三部分組成的三相松散體，三者隨著地點、居民生活水平、季節(jié)氣候和溫度的變化而變化[1]。

1 垃圾收集車的基本構(gòu)造

后裝式垃圾收集車[2]是現(xiàn)在社會主流的垃圾收集和運輸工具，其具有裝填自動化、裝載量高、人工配置低、密封性好等特點，尤其是其具有高度靈活性，使其在環(huán)衛(wèi)劃片治理等方面發(fā)揮了重要作用。

后裝式垃圾收集車的工作過程可簡單描述為兩步：提升倒料、壓縮入箱。其中提升倒料實物圖見圖1，工程圖見圖2。

圖1 實物圖

壓縮入箱：垃圾倒入底料槽后再推壓板的作用下反復壓縮，然后被推入車廂內(nèi)。工程圖如圖3所示。

2 學校垃圾的特點

學校垃圾是生活垃圾的一部分，但是和城市生活日常垃圾相比，其又有自己的特性，主要有以下特點：一是因?qū)W校生活的主體是學生，這個群體基本不從事生產(chǎn)活動，故垃圾中基本沒有各種金屬廢棄物、廢家具等固體。二是學校生產(chǎn)的主要垃圾為生活廢棄物、廢紙張、塑料袋和各種飲料塑料瓶。三是學校垃圾的容重較低，且含水量非常低，粒度也較小，成分相對單一，具有較大的壓縮比。

圖2 工程圖

圖3 壓縮工程圖

3 對垃圾收集車壓縮裝置的技術(shù)改進

因生活垃圾含有大量的水分、磚瓦、樹枝等成分，為了盡可能地壓縮垃圾，以加大車的載量，故城市用的垃圾收集車的壓縮裝置一般由液壓驅(qū)動。雖然液壓驅(qū)動提供了較大的推力，但是整個車重較大，易在緊急情況下導致剎車困難，而且龐大的液壓系統(tǒng)導致相同體積下車身的容量較小。而與普通生活垃圾相比，學校垃圾品種較為單一，粒度較小，產(chǎn)生的重量較小且比較容易壓縮，而且學校屬于密集聚集區(qū)，安全工作較為突出。

為了達到降低車重、擴大車廂容積、車輛靈活易操作的要求，故對壓縮系統(tǒng)進行改進。新型的壓縮機構(gòu)不再采用液壓系統(tǒng)提供推力而采用滾珠絲杠系統(tǒng)，具體如圖4所示。

圖4 新型壓縮機構(gòu)圖

新型壓縮機構(gòu)采用電機驅(qū)動，很大程度上降低了車身的重量，且在同等體積下，極大地釋放了車身的空間面積，變相增加了車身的容積。根據(jù)學校所產(chǎn)生的垃圾的特點，滾珠絲杠系統(tǒng)可以提供所需壓縮比的推力。

為了保證十字支撐板的安全性，將在solidworks中建好的三維實體模型導入到ANSYS中進行有限元分析并進行優(yōu)化設計，用以檢驗模型的強度和變形的情況，使其滿足設計要求。具體過程如圖5所示，優(yōu)化后的設計機構(gòu)如圖6所示。

圖5 分析圖

經(jīng)過ANSYS分析后，可知中十字支架的受力相比很大導致地腳螺栓固定支架不太便利，使得推板的可移動性減弱。而經(jīng)過優(yōu)化設計后的支撐結(jié)構(gòu)應力較小，變形較小，而且不存在可移動性問題[3]，壓縮機構(gòu)的新結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖6 優(yōu)化設計結(jié)構(gòu)

圖7 優(yōu)化后結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)語

城市生活垃圾的壓縮減容是提高垃圾的運輸效率、解決垃圾清運過程中的虧載問題，節(jié)省垃圾處理費用的最有效手段，同時，城市生活垃圾的可壓縮性等特性以及力學特性的研究，對研究高效的壓縮設備具有極其重要的意義[4]。新型壓縮機構(gòu)雖然能夠大幅降低車身的重量，但是研究出發(fā)點為學校，本身具有特殊性，而接下來如何在車身上進行優(yōu)化布局將是工作的重點。

參考文獻

[1] 張啟君.國內(nèi)垃圾車市場的情況分析及未來預測[J].商用汽車雜志，2007（2）：89-91.

[2] 李文博，魯曉丹.淺談城市垃圾的處理方法[J].生態(tài)與環(huán)境工程，2009（1）：177.

[3] 蒲明輝，蘇飛，李凱，等.基于ADAMS的后裝式壓縮垃圾車推板機構(gòu)及安裝角優(yōu)化設計[J].機械設計與制造，2011（7）：218-220.

[4] 歐洪彪.生活垃圾壓縮裝置的設計和研究[D].南寧：廣西大學，2010.