城市拉臂钩式环卫车结构设计的分析探讨
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作者:高攀
摘 要：随着城市化进程的不断加剧，城市的环卫工作量也越来越大。环卫车作为城市环卫工作中不可或缺的设备，对城市的环境维护发挥了至关重要的作用。拉臂钩式环卫车是今天应用最为广泛的环卫车类型，其结构的设计对于环卫车的功能、质量和效率都有非常重要的影响。基于此，本文将以某拉臂钩式环卫车为例，对其拉臂、车架、翻转架、以及锁止机构进行简要的介绍，以帮助相关工作者对其有更深入的了解。
关键词：拉臂钩式环卫车 结构设计 运行原理
中图分类号：U469 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2020）01（a）-0095-02
改革开放以来，我国的社会经济一直保持着高速发展，其中城市的发展更是日新月异。城市化进程，为人们带来生活便利的同时，也带来了诸多新的问题。城市人口数量的居高不下，使得生活垃圾的处理成为了一个非常重要的问题。大量的人口，每天产生数量惊人的生活垃圾，这些垃圾如果没有及时处理，不仅对市容市貌造成影响，而且会对环境造成污染，对人们的健康有严重影响。然而，城市生活垃圾数量多，分布广，种类多，处理难度非常高。当前，我国环卫工作中普遍使用的拉臂钩式环卫车，对于提高环卫工作的效率，有很大的帮助。深入研究、探讨和改善环卫车的结构，以进一步提升垃圾处理效率，对于改善城市环境有非常重要的现实意义。
1 城市拉臂钩式环卫车简介
城市拉臂钩式环卫车，是一种在城市环卫工作中，应用非常广泛的一种环卫车类型。这种环卫车能够非常高效、便捷地完成垃圾或垃圾箱的自动装载和卸载工作，这对于提升环卫效率无疑起到了至关重要的作用。
与其他类型的环卫车相比，拉臂钩式环卫车具有诸多优势，包括结构简单、操作便捷、工作效率高、自动化程度高、人工作业少等等。人们有时候也将其称之为可卸式环卫车、钩臂式垃圾车，是因为这种环卫车的基本原理，就是通过运用一种能够伸缩的钩臂装置，进而实现垃圾的吊装作业的。
拉臂钩式环卫车最早在20世纪70年代，就已经出现在西方国家;我国指导20世纪90年代，才开始讲这种产品应用于城市环卫工作中。然而，尽管我国的起步较晚，但是经过20多年的发展，我国已经掌握了较为设计制造拉臂钩式环卫车的相关技术，也使得我国的环卫制造水平得到了极大的提升。然而，就当前我国的环卫车使用现状来看，在设计理念方面，很多地方还缺乏足够的原创精神，大部分设计都是借鉴外国产品[1]。所以这也使得我国的拉臂钩式环卫车未来发展还需要在设计方面继续深入研究。
2 拉臂钩式环卫车结构分析
本文中，我们将以1T拉臂钩式环卫车为例，就其结构做简要介绍。该类型环卫车通常在小心城市中有较为广泛的应用。
首先，通过如图1所示，我们先大致了解一下该环卫车拉臂上装的基本结构构成;从图中我们可以看出，主要包括了三大部分，分别是拉臂、翻转架以及副车架。
2.1 拉臂结构设计
在拉臂结构中，本环卫车的设计，使用了不可伸缩直角折弯式通用结构，这一结构事实上在各种机械设计中也较为常见。在拉臂底部，分别设计了三个销轴安装孔，在拉臂前端位置，将其与拉臂油缸活塞杆端铰接在一起;中间的轴心则与翻转架前端轴心铰接，这样就构成了整个结构中拉臂的回转轴心;最后再使后端与锁止油缸无杆端铰接。这样就构成了整个拉臂结构系统[2]。
2.2 副车架结构设计
该车型中的副车架部分，底框构建设计成为一张板整体成型结构;传统小型拉臂装置中，常常采用的方式是通过几块板料实施拼接，或者以矩管对其实施焊接构成底框。与传统设计方式相比，这种新设计方式有着非常显著的优势，一是其结构强度有明显的提升，二是美观度有了很大的改善，也更符合城市环卫工作的要求。副车架的底框与后横梁，设计为对接焊接模式，这样能够让整个车架的强度得到有效保障，因为能够降低由于焊接变形而造成的负面影响。这样的设计还有另外的一个优势就是，将副车架底框、后横梁将的板料，直接改装成为底框的加强筋，能够有效加强副车架强度的同时，材料上也得到了合理利用，从而一定程度上降低了成本。
此外，副车架前段与拉臂油缸固定端实施铰接，进而形成整个架构的拉臂油缸回转中心;副车架后端、翻转架后端采用铰接的形式，并且将其轴心置于副车架后端铰支点位置，从而构成了联动架回转轴心。
2.3 翻转架结构设计
该1T拉臂钩式环卫车的翻转架设计为框架式结构，中间部分为镂空设计，翻转架地板架，同样设计为整板成型的设计模式。可参见图2所示。通过加强梁将翻转架与地板连接起来，这样一方面能够让翻转架的结构强度满足环卫车的功能需求，另一方面这样的设计模式的美观度也符合城市环卫工作的需要;同时这种设计模式也符合当前环卫车设计的轻量化趋势[3]。翻转架前轴段与拉臂中间，采用铰接方式连接，后端与副车架后端铰接，这样就是的翻转架具有了翻转时所必备的回转轴心。
2.4 锁止结构结构设计
该1T拉臂钩式环卫车的锁止结构主要包括了三大部分，一为锁止油缸，二为锁止轴，三为锁止轴套。具体可参见图2所示。锁止油缸无杆端与拉臂后端，锁止油缸与锁止轴，均为铰接连接;锁止轴在锁止轴套内部，只能直线运动。拉臂则基于连接板实现与锁止轴套的连接。对于锁止机构来说，就是锁止轴的伸缩直到翻转架底部，拉臂就会引发翻转架一起旋转，这样就让翻转架与拉臂锁成为了一体化，进而完成了锁止的效果[4]。此外，该结构中锁止轴与翻转架接触的地方，采用平面设计，是为了让二者的接触面积能够尽量大一些。
3 拉臂上装运行原理
本文中我们探讨的该1T拉臂钩式环卫车，主要的功能动作有两种，一种是换箱作业，一种是倾卸作业。
当环卫车需要执行换箱作业时，首先通过机构的拉臂油缸活塞杆，使得拉臂被举起，然后拉臂会以铰支点为中心做顺时针转动，这样就会带动拉臂钩后移。如果副车架上有车厢，那么车厢就会被送至地面;当地面的车箱需要被送上车架，首先以拉钩对车箱吊环实施固定，然后在通过活塞杆收缩，拉臂就会以中间的铰支点做逆时针转动，最后使车箱被提起到车架并放平[5]。
当环卫车需要执行倾卸作业時，首先打开箱体后门，然后将锁止邮箱启动开，使得锁止轴钱箱翻转架底部，让翻转架与拉臂锁成为了一体化。最后在拉臂装置的作用下，就会使得翻转架和环卫箱旋转，进而将上面的垃圾倒出。
4 结语
就该1T拉臂钩式环卫车的设计结构来看，其结构设计相对简单。但是就该车的设计方法来看，有颇多较为新颖的地方。比如副车架的整板成型设计，既能够使得环卫车的整体强度得到保障，又能够使整车质量降低，满足了环卫车辆轻量化需求，有很强的借鉴意义。就我国国内拉臂钩式环卫车的设计和制造来看，高端产品依然被国外产品所垄断，另外国产产品的自主设计能力也有一定差距，这些都需要相关工作者的持续深入的努力。
参考文献
[1] 吴涛，李浩斐，牛其东.拉臂式垃圾车的发展现状分析[J].现代国企研究，2016（8）：190.
[2] 周敏.拉臂式垃圾车拉臂架装置结构设计要点[J].专用汽车，2007（12）：40-42.
[3] 李永湘.垃圾车拉臂装置的有限元分析与结构优化[J].现代机械，2010（1）：32-34.
[4] 陈志伟，温玉霜，刘庆娟，等.车厢可卸式垃圾车拉臂钩工作装置的高效整体结构分析[J].徐州工程学院学报：自然科学版，2013，28（4）：122-124.
[5] 辛立刚，闫泽双，张桂昌.拉臂式垃圾车拉臂机构外载荷测试[J].工程机械，50（2）：35-41.
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