连体垃圾压缩箱翻转架掉桶问题处理

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连体垃圾压缩箱翻转架掉桶问题处理

张存明

【摘 要】连体箱翻转架掉桶会影响其使用性能和安全性能,在使用中不允许出现该现象,本文分析了该故障产生的原因,提出现场解决的方案,并实施验证.同时通过理论计算,在设计方面对产品进行优化,最终完善了产品的性能. 【期刊名称】《装备制造技术》 【年(卷),期】2017(000)002 【总页数】2页(P199-200)

【关键词】连体垃圾压缩箱;改善;受力分析;理论 【作 者】张存明

【作者单位】江门职业技术学院,广东江门529090 【正文语种】中 文 【中图分类】TH248

连体垃圾压缩箱（简称连体箱），如图1所示，是一种收集、压缩及转运垃圾的新型环卫设备，主要由翻转架和箱体组成，翻转架用来将塑料垃圾桶（简称塑料桶）举升并翻转将垃圾倾倒入箱体内，箱体用来压缩和储存垃圾。该产品投放市场后出现塑料桶在举升过程中掉落的现象（见图2），达到10%左右的概率，属于批量事故，引起了客户不满。本文从产品使用现场解决方案和产品设计两方面入手，分析其故障产生的原因，提出解决方案，从而完善产品的使用性能，改进产品质量。 鉴于此问题属于第一次出现，无法用类比的方法分析原因，依据翻转架掉桶的现象，


从其结构和运动形式上做初步分析，将可能出现的原因初步列出，如下： （1）液压系统不稳定，翻转液压油缸的流量变化大，致使翻转架在翻转时速度不稳定，出现增速现象，致使塑料桶冲击过大。

（2）连体箱挂钩在使用中磨损较大，致使塑料桶挂不紧，出现脱落。 （3）所使用的塑料桶的原因。

结合以上潜在原因，在使用现场，对出现故障的连体箱进行初步检测:

（1）用秒表检测，连体箱翻转架的运行时间为16 s，符合产品要求，液压系统无故障。

（2）用千分尺检查连体箱挂钩的直径，测出磨损量为0.05 mm，符合产品的要求，联体箱挂钩无故障。

（3）将做试验用的垃圾桶与使用中的垃圾桶对比，发现现在使用的桶的把柄比较短，约短15 mm.

根据以上的检测，初步判断：由于塑料桶装满垃圾后，重量达200 kg，塑料桶在翻转到位时，塑料桶把柄在挂钩的空间内发生径向窜动，导致塑料桶的冲击力过大，致使塑料桶产生很大的变形，引起桶体发生很大的轴向变形，致使塑料桶把柄脱离挂钩，进而使塑料桶脱落。对此，对翻转架进行以下改善：（1）调节翻转油缸的流量，降低翻转架的翻转速度，翻转时间由16 s调整为12 s，降低塑料桶的速度，从而降低塑料桶的轴向变形；（2）改进设计挂钩，调整挂钩间隙，使间隙由22 mm减少为5 mm，减少了塑料桶的活动范围。

将改进后的连体箱投入市场后，塑料桶脱落的问题有所缓解，但仍有少量塑料桶会脱落，说明引起故障问题的因素还没有完全排出。

将前后掉桶现象进行比对，发现改善后的故障的不同之处，即塑料桶脱落时，挂钩必定发生旋转而打开。由此可初步推断，初步改善方案已经解决了塑料桶轴向窜动问题。依据理论力学，如果挂钩旋转打开，必须有作用力产生翻转力矩才能使挂钩


旋转，则分析出产生翻转力矩的作用力，即可找到这个问题的根本。 对挂钩进行受力分析，受力图如图3所示[1]。 依据理论力学得知：

公式MG=G×LG，MF=F×L1[2]

由图3可知，挂钩受两个力矩的作用MG和MF，MG为逆时针方向，MF为顺时针方向，虽然LG大于L1，但F大于G，故当F比较小时，MF小于MG时，MG有使挂钩逆时针旋转的趋势，但由于翻转臂阻挡，挂钩始终处于自锁状态，挂钩不能打开，对此，用空桶做试验，发现空桶不会掉下来，符合以上的分析。而当F比较大时，MF大于MG时，MF有使挂钩顺时针旋转的趋势，此时挂钩可以顺时针旋转，并打开，致使塑料桶把柄脱出，这就是塑料桶掉落的原因。

依据以上分析，对翻转架挂钩形状进行改进，使作用力F产生的力臂在旋转点的左下侧，从而作用力F产生的力矩为逆时针方向。即不论作用力F值的大小，均使挂钩产生自锁，即挂钩不能打开，即产生自锁，而作用力F越大，自锁力也越大，则塑料桶越牢固。

翻转架改善后，塑料桶脱落现象没有再出现，产品问题得到彻底解决。综上所述，在处理产品故障时，不仅要从使用现场的角度考虑，实施简易解决方案，也要深层次分析产品，找到问题的根源。所以，寻求故障解决方案时应综合考虑各种因素，方能彻底解决问题，提高产品质量。



【相关文献】

[1]吴宗泽.机械设计实用手册[M].北京：化学工业出版社，2010. [2]梁炳文.理论力学[M].北京：高等教育出版社，2015.

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