吳春艷

摘 要：高壓清掃器具有清洗效率高、運(yùn)行方式多樣化等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于各種城市道路、高速公路，可對(duì)市政道路、隔離墻、路緣等進(jìn)行除塵、降塵。高壓清掃器主要包括底盤、動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、垃圾箱、清掃盤、吸嘴等裝置。其中，垃圾箱主要用于收集高壓清洗后的垃圾和污水。因此，垃圾箱的設(shè)計(jì)決定了整車的連續(xù)工作時(shí)間。本文從垃圾箱的整體結(jié)構(gòu)入手，對(duì)垃圾箱的上、下、后門進(jìn)行了分析，并對(duì)過濾裝置和后門鎖緊裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，提高了垃圾箱在工作狀態(tài)下的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：高壓洗掃車;垃圾箱;結(jié)構(gòu)優(yōu)化;設(shè)計(jì)

1 產(chǎn)能要求及任務(wù)

洗掃車生產(chǎn)線初步確定為產(chǎn)量為：1輛份/3天，生產(chǎn)規(guī)模為小批量生產(chǎn)，車間廠房由原型材車間半跨廠房改建而成，廠房面積80*24=1920m2。

洗掃車生產(chǎn)車間主要完成本公司洗掃車產(chǎn)品垃圾箱體、吸嘴、清水箱、污水箱和其他支架類小件的焊接，以及動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、垃圾箱體、水、電、氣管路等底盤附件的裝配，同時(shí)還承擔(dān)成品和半成品零部件的板料以及毛坯存放。

2 生產(chǎn)工藝布局原則

生產(chǎn)線工藝布局要求在確保洗掃車產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能采用市場(chǎng)上普遍使用的、成熟的生產(chǎn)工藝，設(shè)計(jì)中要盡可能地做到精確和細(xì)致，力爭(zhēng)在設(shè)備投入、人員配置、工序連接等方面做到經(jīng)濟(jì)高效。

3 工藝流程和布局情況

3.1 工序分析

3.1.1 下料工序

洗掃車零部件材料主要以鋼板、型材（矩管）為主。鋼板和型材主要材質(zhì)為不銹鋼板06Cr19Ni10、冷板DC01、Q355、Q235、NM400等，目前與公司垃圾車產(chǎn)品材質(zhì)基本相同，矩形、方形零部件可在剪板機(jī)上進(jìn)行剪切，板材異型件可在等離子上進(jìn)行割型，成型工序主要在數(shù)控折彎?rùn)C(jī)進(jìn)行;型材主要以鋸床切割方式進(jìn)行加工。板料和型材均可在原生產(chǎn)車型下料車間進(jìn)行下料加工，故生產(chǎn)布局時(shí)，對(duì)洗掃車的零部件下料工序不用單獨(dú)考慮。

3.1.2 焊接工序

（1）小件焊接工位：主要完成，清水箱、污水箱、掃盤、刷架及附件焊接、吸嘴體焊接等6種零件及分總成的焊接，其中清水箱按3天/套進(jìn)行核算，焊接占用面積26m2，吸嘴體按2天/套核算，占用面積6m2，其余零部件焊接占地面積均小于2m2，焊接時(shí)間均小于一天，配備焊工8人，打磨工2人，焊機(jī)8臺(tái)，總占地面積149.6m2;

（2）垃圾箱焊接1工位：主要完成小副車架點(diǎn)固及焊接，根據(jù)小副車架外形尺寸，分為兩個(gè)焊接區(qū)（15m2），一個(gè)材料存放區(qū)（25m2），和一個(gè)成品存放區(qū)（15m2），配備焊工2人，打磨工1人，焊機(jī)2臺(tái)，總占地面積108.6m2;

（3）垃圾箱焊接2工位：主要完成前后骨架分總成焊接，分為兩個(gè)焊接區(qū)（12m2），一個(gè)材料存放區(qū)（26.5m2），配備焊工2人，焊機(jī)2臺(tái)，總占地面積94.2m2;

（4）垃圾箱焊接3工位：主要完成骨架分總成焊接，分為一個(gè)焊接區(qū)（21m2），一個(gè)材料存放區(qū)（26.5m2），配備焊工1人，打磨工1人，焊機(jī)1臺(tái)，總占地面積83.5m2。

3.1.3 裝配工序

（1）分裝1工位：主要完成垃圾箱及副車架總成分裝，分為2個(gè)副車架分裝區(qū)，2個(gè)垃圾箱分裝區(qū)，一個(gè)材料存放區(qū)（6m2），配備焊工1人，裝配工4人，焊機(jī)1臺(tái)，總占地面積114.4m2;

（2）裝配1工位：主要完成后防護(hù)及低壓水路裝配，有一個(gè)裝配區(qū)（23.5m2），配備焊工1人，裝配工2人，焊機(jī)1臺(tái)，總占地面積103m2;

（3）裝配2工位：主要完成動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)總成裝配，分為1個(gè)裝配區(qū)（23.5m2），1個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)分裝區(qū)（9m2），2個(gè)存放區(qū)（5m2），配備焊工1人，裝配工3人，焊機(jī)1臺(tái)，總占地面積103m2;

（4）裝配3工位：主要完成吸嘴體及掃盤總成裝配，分為1個(gè)裝配區(qū)（3.5m2），1個(gè)吸嘴體分裝區(qū)（9m2），3個(gè)存放區(qū)（7.5m2），配備焊工1人，裝配工3人，焊機(jī)1臺(tái)，總占地面積103m2;

（5）裝配4工位：主要完成垃圾箱及清水箱總成裝配，有一個(gè)裝配區(qū)（23.5m2），配備焊工1人，裝配工3人，焊機(jī)1臺(tái)，總占地面積103m2。

3.2 設(shè)備能力分析

本文僅對(duì)生產(chǎn)過程中的焊接設(shè)備和起重設(shè)備進(jìn)行分析，其他設(shè)備如風(fēng)板等未進(jìn)行分析。

3.2.1 焊接設(shè)備

焊機(jī)總計(jì)20臺(tái)，焊工只有15人，能夠滿足要求。

3.2.2 起重設(shè)備

（1）搭裝工位：5T橋式起重機(jī)一臺(tái)。需要在全車間吊運(yùn)的分總成約有19種，每件吊運(yùn)4次，每次按5min計(jì)算，起吊總時(shí)間為：19*5*4=380min，設(shè)備每天按10H計(jì)算可用時(shí)間為：10*60=600min，設(shè)備利用率：380/600=0.63，屬合理范圍;

（2）焊接工位：兩臺(tái)3T起重機(jī)。需要吊運(yùn)的零部件約有45種，每件吊運(yùn)4次，每次按5min計(jì)算，起吊總時(shí)間為：44.7*5*4=900min，設(shè)備每天按10H計(jì)算可用時(shí)間為：10*2*60=1200min，設(shè)備利用率：900/1200=0.75，屬合理范圍。

3.3 涂裝工序

洗掃車涂裝工序主要以空氣噴涂為主，吸嘴、清水箱和支架類小件噴涂，目前只有涂裝線1條。洗掃車中最大零部件為垃圾箱，其尺寸5528*2485*2255，符合涂裝線最大涂裝零部件尺寸9600*3600*3500要求，故現(xiàn)有涂裝線可滿足洗掃車產(chǎn)品的涂裝要求，使用涂裝線對(duì)洗掃車進(jìn)行涂裝，所以涂裝工序也不用進(jìn)行單獨(dú)考慮。

3.4 生產(chǎn)布局

洗掃車生產(chǎn)線在80*24米的場(chǎng)地上，采用從西向東的物流方向，布置垃圾箱裝焊線1條，底盤搭裝線1條，各4個(gè)工位，按3天/臺(tái)的產(chǎn)能進(jìn)行布置。

4 垃圾箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

洗掃車的垃圾箱主要分為上部垃圾桶箱和下部清水箱及污水箱。上垃圾池和下清水池通常用隔板隔開，形成一個(gè)獨(dú)立的空間，以保證垃圾產(chǎn)生的污水不會(huì)污染清水池內(nèi)的水。

垃圾箱一般設(shè)計(jì)為單層不銹鋼結(jié)構(gòu)，箱體底部?jī)A斜，便于傾倒垃圾和污水。當(dāng)垃圾箱液位達(dá)到一定高度時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警，停止運(yùn)行，及時(shí)排放污水。在排放污水時(shí)，在安裝在車上的液壓缸升起將垃圾桶吊起之前，應(yīng)打開卸料保護(hù)裝置，防止傾倒和卸載過程中液壓作用的不安全事故。打開保護(hù)裝置后，垃圾箱后門由液壓缸打開、關(guān)閉和鎖定。傾倒后，應(yīng)關(guān)閉保護(hù)裝置，然后垃圾才能回到原來的位置。

4.1 垃圾箱頂部設(shè)計(jì)

頂板上安裝有密封板，密封板覆蓋在大氣缸孔上。目的是觀察風(fēng)扇的運(yùn)行狀況。因此，為了防止碎屑掉落，密封板上設(shè)有手柄，便于開啟和關(guān)閉。在前清水池對(duì)應(yīng)的頂板上安裝兩個(gè)90度彎頭。其目的是為了在加水時(shí)，排除前水箱內(nèi)的空氣，防止水箱內(nèi)壓力過大而導(dǎo)致側(cè)板變形。頂板設(shè)有四個(gè)吊環(huán)，與四個(gè)吊環(huán)相對(duì)應(yīng)的頂板下焊接不銹鋼管。箱體由吊環(huán)上的吊環(huán)螺栓吊起，防止箱體在起吊過程中變形或撕裂。

4.2 箱體底部設(shè)計(jì)

風(fēng)機(jī)口焊板與風(fēng)機(jī)口通過密封圈相連接，避免漏氣。車輛前水箱兩邊均設(shè)有溢流管，可操控清水箱的水量。當(dāng)水量超限時(shí)，水會(huì)自動(dòng)溢出，起到及時(shí)報(bào)警的效果。廢物箱中的廢物經(jīng)過設(shè)備在底板兩邊的吸入管來完成。吸入管與中心吸嘴上的吸入管銜接。吸入管上端伸入垃圾箱，與垃圾箱底板成60°角。其意圖是避免垃圾出吸管口后在重力效果下吸入管。給水設(shè)備由球閥、濾水器、消火栓組成，完成加、排水。升降油缸底座焊接在兩個(gè)主梁之間，銜接固定在副車架上的升降油缸。

4.3 箱體后門規(guī)劃

垃圾箱后門的開關(guān)由液壓缸完成。液壓缸上端與后板上的固定座銜接。液壓缸的伸縮可以操控后門的開關(guān)。油缸下端裝有楔形導(dǎo)向設(shè)備。當(dāng)后門關(guān)閉時(shí)，楔形設(shè)備上的導(dǎo)塊經(jīng)過導(dǎo)向缸進(jìn)入固定在底板上的條帶座并鎖緊。后門上有一個(gè)排水管，排水管前面裝有過濾器。當(dāng)垃圾箱中的污水達(dá)到一定高度后，污水可在作業(yè)前經(jīng)過污水管排放。

5 垃圾箱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化規(guī)劃

5.1 過濾設(shè)備優(yōu)化

污水箱內(nèi)的過濾設(shè)備是為了避免垃圾箱內(nèi)的垃圾經(jīng)過箱體側(cè)板前的風(fēng)口吸入風(fēng)機(jī)，造成風(fēng)機(jī)口阻塞。如果側(cè)板上的風(fēng)機(jī)口過小，風(fēng)機(jī)的動(dòng)態(tài)功能將得不到充分發(fā)揮。因而，應(yīng)盡可能增大橫截面積。同時(shí)，因?yàn)殚L(zhǎng)期接觸垃圾等物品，大量塵埃和雜物會(huì)吸附在過濾設(shè)備上，造成過濾設(shè)備阻塞?？紤]到以上問題，為提高污水箱的除塵功能，可將過濾設(shè)備規(guī)劃成楔形鎖緊過濾設(shè)備。該設(shè)備由兩塊濾板組成。每個(gè)濾板頂部焊接有活動(dòng)銷，可完成定期分離和清洗。

5.2 導(dǎo)向鎖緊設(shè)備優(yōu)化

因?yàn)槲鬯浜蟀迳系膶?dǎo)向設(shè)備是單支點(diǎn)固定的，如果有加工差錯(cuò)和設(shè)備差錯(cuò)，導(dǎo)向設(shè)備上的導(dǎo)管和尾板上的條形座就不能很好地定位和設(shè)備，不能起到引導(dǎo)和固定后門的效果。因而，導(dǎo)向設(shè)備可在尾板上用三個(gè)支點(diǎn)導(dǎo)向固定，在一根鋼管上均勻安置三個(gè)有斜度的吊鉤，可調(diào)鋼管焊接在底板上三個(gè)吊鉤的相應(yīng)方位，并用吊鉤固定。當(dāng)后門液壓缸收縮時(shí)，三個(gè)掛鉤將脫離相應(yīng)的鋼管，翻開后門。當(dāng)液壓缸伸出時(shí)，三個(gè)吊鉤伸入底板，用相應(yīng)的鋼管鉤住。只要能鉤住底板上的固定管，后門就可以鎖上。這種規(guī)劃在提高導(dǎo)向設(shè)備鎖緊功能的同時(shí)，也提高了規(guī)劃的穩(wěn)定性。

6 結(jié)論

通過對(duì)垃圾箱結(jié)構(gòu)的分析和過濾裝置、導(dǎo)向鎖緊裝置的優(yōu)化，進(jìn)一步提高了垃圾箱的除塵性能，提高了后門導(dǎo)向裝置的鎖緊性能，為垃圾桶的整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化奠定了良好的基礎(chǔ)，為試生產(chǎn)提供了依據(jù)。

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