和经济效益，还需要做深入的研究与探讨。国内外研究现状与存在问题垃圾中转装置的研究现状不同国家由于经济发展水平不同以及垃圾组分有很大差异，在处理垃圾的方法上也各不相同，这是导致各国垃圾集运方式不同的个重要原因。世界上许多发达国家对垃圾减量化和提高垃圾回收利用率的意识比中国要早，以芬兰和日本为代表的几个国家根据本国国情，在垃圾分类回收和减量化方面做得较为突出，其垃圾收运设备多为废品分类回收站，附近地区的居民和企业可以将汽车直接开上回收站的垃圾分类平台，并根据分类提示牌上的标志，将垃圾放入相应的回收拖车箱内。以美国为代表的机械化水平高度发达的国家，在垃圾收集清理的过程中就己经基本实现机械自动化，般由垃圾收集车直接收集清扫垃圾后运往垃圾处理厂进行处理，有的城市建立了城市管道真空收集系统或大型垃圾转运站，其封闭性好，对环境无污染，自动化程度高，减轻了工人的劳动强度，但投资大，运行费用较高，暂时还不适合我国国情。目前我国的环卫装备水平远远不能满足城市发展的需求，在环卫装备技术方面的研究也尚处于起步阶段。我国应用最多的是中小型垃圾中转装置。随着我国垃圾产量的逐年增加，如何及时方便地收集储存清运生活垃圾已引起全国各级环卫部门的高度重视，城市生活垃圾中转装置的研制与改进也尤为迫切。城市生活垃圾中转装置是生活垃圾收运物流系统的枢纽。垃圾经转运站不仅实现了垃圾运输的封闭化，而且提高了长途运输的经济性，减少了车流量。近年来，垃圾中转装置己逐渐成为城市重要的环卫设施。第二章地平式垃圾举升机构的类型综合及方案优选举升机构的设计目标及要求概述举升机构是垃圾中转装置的重要工作模块之，直接影响到垃圾中转装置的使用性能。随着垃圾中转装置产品技术的发展，举升机构的结构型式也不断增多。目前应用较广的举升方式主要有链条式举升方案液压式举升方案连杆式举升方案组合机构式举升方案等。其中链条式举升方案结构紧凑易损件少可靠性高，得到较广的推广应用，但是链条式举升方案挖坑深度约为米，在地下水位较高城市的推广使用受到限制。若能将垃圾中转装置配备合适的举升机构，则不仅适用性增强，其工作性能也将会得到很大的改善。因此，举升机构的设计成为地平式垃圾中转装置设计中的首要问题。举升机构的设计目标根据对市场上现有生活垃圾中转装置的调查研究，提出地平式生活垃圾中转装置举升机构的设计要求如下举升装置应满足定转角要求，举升轨迹应保证垃圾箱中垃圾无撒落。经过调研分析，设计方案采用无汽车托板形式，举升机构在举升过程中完成垃圾箱装车，因此在选定运动轨迹时必须保证举升过程无垃圾撒落，避免二次污染。驱动装置具有足够的承载能力，工作可靠，稳定性高。为保证中转站中转垃圾的能力，垃圾箱满载重量般在吨左右，无论选用何种驱动装置，必须保证承载情况下工作可靠运行平稳。结构布置合理，挖坑深度低，制造成本低。能够实现垃圾箱平稳装车，要求合理布置各构件，运动过程中避免干涉现象发生，同时举升机构的设计要满足挖坑较浅这要求，使中转装置在地下水位较高的城市也适用。结构简单，工作可靠，易于维护，对周围环境影响少。结构复杂势必加大成本。同时，若机构中存在易损件，工作过程中就会经常出现故障，这样不仅增加了维修费用，给客户带来经济负担，而且会影响垃圾转运。所以举升装置应该皮实可靠坚固耐用。垃圾举升过程应尽量平稳，避免振动冲击和噪声影响周围居民休息。选择结构尽量简单的方案并保证中转站具有良好的性能也是个重要的设计要求。举升机构的类型综合及方案优选根据上述设计目标及要求，对举升装置进行机构类型综合，寻找并设计合乎要求的举升装置。所谓机构类型综合，广义是指机构设计时的选型，如齿轮凸轮连杆和间歇机构等的选择，在本章研究中仅指连杆机构的类型综合，又称为数综合，是指把定数量的构件和运动副如何进行排列搭配以组成机构的综合过程既润。可以实现垃圾集装箱的举升装卸的装置有很多种，在工程机械领域连杆机构以其承载能力大结构简单制造容易工作可靠等优点有着广泛的应用，对于生活垃圾举升这样的中低速场合连杆机构更为适用，所以在本课题的研究中举升工作装置选择连杆机构的组成形式。在连杆机构中，根据杆数的不同自由度的不同运动链类型及构件应用功能的不同可以分为很多类型在众多类型之中能够实现生活垃圾举升功能的连杆机构也有很多种，对符合设计目标的连杆机构进行类型综合是获取最佳设计方案的基石出。由于平面四杆机构是最简单的种机构，现从四杆机构入手进行分析。平面四杆机构的般化运动链只有种形式。平行四边形举升方案结构的铰链四杆机构作为举升装置时，需采用连架杆托起垃圾集装箱，并要求连架杆在运动中要尽量保持水平，因此考虑用平行四边形机构来实现运动要求。平行四边形机构有以下两个运动特性两曲柄转速相等连架杆始终与机架平行浏。根据举升转角及举升平稳性要求，设计垃圾坑左右两旁对称分布平行四边形结构，圾集装箱运动过程进行了详细分析，确定了整个举升过程中液压缸举升力的变化趋势，分析了斜面运动轨迹存在的缺陷，并提出曲面运动轨迹的设计方案，合理确定关键点坐标值。选择牛顿插值法求解装箱曲面曲线方程，根据曲线方程利用绘制出曲面曲线，为液压斜拉式垃圾中转装置的设计制作提供了基本的数据参数。利用曲面曲线方程，对导向轨迹曲面设计结果进行分析，通过对轨迹设计前后液压缸上举升力数值和运行平稳性的比较，分析出垃圾集装箱在曲面上运动较在斜面上运动的优点及不足。山东理工大学硕士学位论文第五章斜拉装箱机构运动仿真及动力优化第五章斜拉装箱机构运动仿真及动力优化第四章举升机构的建模及运动仿真问题的描述前面章节利用户，对生活垃圾中转装置举升机构进行了尺寸优化，确定了液压缸与摆臂最佳铰接点，并设计出垃圾箱后轮的合理运动轨迹。在垃圾箱后轮运动轨迹发生变化以后，为使液压缸油压特性尽量稳定最大举升力尽量降低，液压缸与地面的铰接点必然要进行精确设计。本章将对举升机构进行运动学仿真，并通过结构的参数化设计确定液压缸与地面合适铰接位置，在此基础上对垃圾箱的运动学及动力学特性进行分析，对设计方案进行改进，使液压缸油压特性较为稳定。山东理工大学硕士学位论文第五章斜拉装箱机构运动仿真及动力优化举升机构模型的建立建模准备工作及几何建模建模前需要做以下准备工作首先，显示工作栅格平面。绘制的物体平行于当前的工作栅格平面，显示工作栅格平面有利于绘图其次，显示坐标窗口，以便可以了解点的坐标值再次，确认当前单位设置是否符合要求最后，确定当前几何形体属于新的构件向现有构件添加的几何形体向地基上添加的几何形体。朋提供了丰富的实体建模工具，可以产生四种类型的几何体刚性形体柔性形体点质量和地基形体。刚性形体的特点是在任何时候都不会发生变形，具有质量和惯性矩柔性形体在外力的作用下会发生变形点质量的体积为零，它仅有质量而没有惯性矩地基形体没有速度和质量，其自由度为零，在任何时候都保持静止。产生几何体时，自动地为几何体取个名称，取名的规则是根据几何体的类型和序号。例如当产生第个点质量时，命名为。砍。产生第二个点质量时，命名为。放。将各种形状的刚性形体统视为构件，用命名。用户可以根据需要，对构件和几何形体重新命名。要注意和几何形体的关系，个可以包括几个不同的几何实体，具有个质心和统的转动惯量。不同的又组成了个模型，每个模型可以单独的进行仿真分析，几个模型又可以组成个数据库，数据库是中的个项目，后缀为，是个二进制的文件。命令可以保存整个数据库，而命令只能输出个模型。每个新产生的几何体都设有个参考坐标，即基建构架坐标系。在仿真分析过程中，几何体的尺寸和形状相对于该几何体参考坐标静止不变，几何体参考坐标在地面坐标系中的位置和方向，确定了几何体所在的位置和方向洲闹。模型拓扑结构图创建液压斜拉式生活垃圾中转装置举升机构模型，必须清楚各组成部分之间的联结关系。该机构主要应包括摆臂物左右液压缸活塞杆左右液压缸几垃圾集装箱形垃圾集装箱轮子及位于地面上的装箱导向曲面。整个举升装置结构关键位置参数的初步确定及几何建模由模型拓扑结构图及提供的实体建模工具，根据经验初步确定举升机构几何模型建立的关键点如下摆臂与地面铰接点，摆臂与液压缸活塞杆铰接点，液压缸与地面铰接点，液压缸上端点，垃圾箱顶点。此外，垃圾箱后轮的位置垃圾箱与摆臂铰接点等也要根据箱体的位置及实际尺寸合理选择。以上九个关键点的坐标值如表所示。几何建模中根据确定出的曲线上九个关键点作出闭合的曲线，然后拉伸出与地面相连的实体。整个举升装置的材料为钢结构，变形很小，可以把主体结构看作刚体。在不影响仿真效果的前提下，尽量简化模型的外形，前轮在举升过程中与地面无接触，建模时直接将其与箱体连为个整体。后轮在整个举升过程中沿装箱导向曲面运动，是联结地面与垃圾箱体的关键，因此后轮须作为个的构件，并根据实际尺寸对其建模。建模后主要构件属性如表所示。山东理工大学硕士学位论文第五章斜拉装箱机构运动仿真及动力优化除几何形状以外，仿真分析时所需的构件特性还包括质量转动惯量和惯性积初始速度，初始位置和方向等。几何建模时，程序根据设置的默认值自动确定构件的有关特性，可以通过构件特性修改对话框对其特性进行修改。垃圾集装箱及后轮的重量是直接影响举升力的大小，建模中应将垃圾箱默认质量值修改为护，单位是千克，此外后轮质量也应根据实际质量进行适当调整。表主要构件属性表物理模型的建立根据模型拓扑结构图，通过对几何模型添加相应的约束和力可以生成物理模型，然后通过定的运动关系把相关的运动副联系起来。模型中有处铰接副上。其中后轮与垃圾集装箱之间的铰接副为虚约束，属局部自由度，在机械设计当中局部自由度应当排除不计。但在举升装置的建模当中，由于后轮与地面之间属滚动摩擦，设计成转动副对仿真结果更为有利。后轮与装箱导向曲面之间的高副通过施加接触力来实现，山东理工大学硕士学位论文第五章斜拉装箱机构运动仿真及动力优化合理设置接触力参数，可将后轮约束于装箱导向曲面上。沿液压缸活塞杆与液压缸之间的移动副施加个运动阿，通过定义其运动规律将会实现预期的运动。添加运动副如表所示。限制两个转动三个移动限制两个转动三个移动限制三个转动两个移动限制两个转动三个移动限制两个转动三个移动限制两个转动三个移动限制三个转动两个移