張存明

連體垃圾壓縮箱翻轉(zhuǎn)架掉桶問題處理

張存明

（江門職業(yè)技術學院，廣東江門529090）

連體箱翻轉(zhuǎn)架掉桶會影響其使用性能和安全性能，在使用中不允許出現(xiàn)該現(xiàn)象，本文分析了該故障產(chǎn)生的原因，提出現(xiàn)場解決的方案，并實施驗證。同時通過理論計算，在設計方面對產(chǎn)品進行優(yōu)化，最終完善了產(chǎn)品的性能。

連體垃圾壓縮箱；改善；受力分析；理論

連體垃圾壓縮箱（簡稱連體箱），如圖1所示，是一種收集、壓縮及轉(zhuǎn)運垃圾的新型環(huán)衛(wèi)設備，主要由翻轉(zhuǎn)架和箱體組成，翻轉(zhuǎn)架用來將塑料垃圾桶（簡稱塑料桶）舉升并翻轉(zhuǎn)將垃圾傾倒入箱體內(nèi)，箱體用來壓縮和儲存垃圾。該產(chǎn)品投放市場后出現(xiàn)塑料桶在舉升過程中掉落的現(xiàn)象（見圖2），達到10%左右的概率，屬于批量事故，引起了客戶不滿。本文從產(chǎn)品使用現(xiàn)場解決方案和產(chǎn)品設計兩方面入手，分析其故障產(chǎn)生的原因，提出解決方案，從而完善產(chǎn)品的使用性能，改進產(chǎn)品質(zhì)量。

圖1 連體箱結構

圖2 脫落現(xiàn)象

1 故障的初步分析和解決方案

鑒于此問題屬于第一次出現(xiàn)，無法用類比的方法分析原因，依據(jù)翻轉(zhuǎn)架掉桶的現(xiàn)象，從其結構和運動形式上做初步分析，將可能出現(xiàn)的原因初步列出，如下：

（1）液壓系統(tǒng)不穩(wěn)定，翻轉(zhuǎn)液壓油缸的流量變化大，致使翻轉(zhuǎn)架在翻轉(zhuǎn)時速度不穩(wěn)定，出現(xiàn)增速現(xiàn)象，致使塑料桶沖擊過大。

（2）連體箱掛鉤在使用中磨損較大，致使塑料桶掛不緊，出現(xiàn)脫落。

（3）所使用的塑料桶的原因。

結合以上潛在原因，在使用現(xiàn)場，對出現(xiàn)故障的連體箱進行初步檢測:

（1）用秒表檢測，連體箱翻轉(zhuǎn)架的運行時間為16 s，符合產(chǎn)品要求，液壓系統(tǒng)無故障。

（2）用千分尺檢查連體箱掛鉤的直徑，測出磨損量為0.05 mm，符合產(chǎn)品的要求，聯(lián)體箱掛鉤無故障。

（3）將做試驗用的垃圾桶與使用中的垃圾桶對比，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在使用的桶的把柄比較短，約短15 mm.

根據(jù)以上的檢測，初步判斷：由于塑料桶裝滿垃圾后，重量達200 kg，塑料桶在翻轉(zhuǎn)到位時，塑料桶把柄在掛鉤的空間內(nèi)發(fā)生徑向竄動，導致塑料桶的沖擊力過大，致使塑料桶產(chǎn)生很大的變形，引起桶體發(fā)生很大的軸向變形，致使塑料桶把柄脫離掛鉤，進而使塑料桶脫落。對此，對翻轉(zhuǎn)架進行以下改善：（1）調(diào)節(jié)翻轉(zhuǎn)油缸的流量，降低翻轉(zhuǎn)架的翻轉(zhuǎn)速度，翻轉(zhuǎn)時間由16 s調(diào)整為12 s，降低塑料桶的速度，從而降低塑料桶的軸向變形；（2）改進設計掛鉤，調(diào)整掛鉤間隙，使間隙由22 mm減少為5 mm，減少了塑料桶的活動范圍。

將改進后的連體箱投入市場后，塑料桶脫落的問題有所緩解，但仍有少量塑料桶會脫落，說明引起故障問題的因素還沒有完全排出。

2 再次改進方案

將前后掉桶現(xiàn)象進行比對，發(fā)現(xiàn)改善后的故障的不同之處，即塑料桶脫落時，掛鉤必定發(fā)生旋轉(zhuǎn)而打開。由此可初步推斷，初步改善方案已經(jīng)解決了塑料桶軸向竄動問題。依據(jù)理論力學，如果掛鉤旋轉(zhuǎn)打開，必須有作用力產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)力矩才能使掛鉤旋轉(zhuǎn)，則分析出產(chǎn)生翻轉(zhuǎn)力矩的作用力，即可找到這個問題的根本。

對掛鉤進行受力分析，受力圖如圖3所示[1]。

圖3 掛鉤受力圖

依據(jù)理論力學得知：

公式MG=G×LG，MF=F×L1[2]

由圖3可知，掛鉤受兩個力矩的作用MG和MF，MG為逆時針方向，MF為順時針方向，雖然LG大于L1，但F大于G，故當F比較小時，MF小于MG時，MG有使掛鉤逆時針旋轉(zhuǎn)的趨勢，但由于翻轉(zhuǎn)臂阻擋，掛鉤始終處于自鎖狀態(tài)，掛鉤不能打開，對此，用空桶做試驗，發(fā)現(xiàn)空桶不會掉下來，符合以上的分析。而當F比較大時，MF大于MG時，MF有使掛鉤順時針旋轉(zhuǎn)的趨勢，此時掛鉤可以順時針旋轉(zhuǎn)，并打開，致使塑料桶把柄脫出，這就是塑料桶掉落的原因。

依據(jù)以上分析，對翻轉(zhuǎn)架掛鉤形狀進行改進，使作用力F產(chǎn)生的力臂在旋轉(zhuǎn)點的左下側(cè)，從而作用力F產(chǎn)生的力矩為逆時針方向。即不論作用力F值的大小，均使掛鉤產(chǎn)生自鎖，即掛鉤不能打開，即產(chǎn)生自鎖，而作用力F越大，自鎖力也越大，則塑料桶越牢固。

3 結束語

翻轉(zhuǎn)架改善后，塑料桶脫落現(xiàn)象沒有再出現(xiàn)，產(chǎn)品問題得到徹底解決。綜上所述，在處理產(chǎn)品故障時，不僅要從使用現(xiàn)場的角度考慮，實施簡易解決方案，也要深層次分析產(chǎn)品，找到問題的根源。所以，尋求故障解決方案時應綜合考慮各種因素，方能徹底解決問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

[1]吳宗澤.機械設計實用手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[2]梁炳文.理論力學[M].北京：高等教育出版社，2015.

The Solution Of Garbage Com press Container Lifting Frame

ZHANG Cun-ming
(Jiangmen Polytechnic，Jiangmen Guangdong 529090，China）

It is not allowed to appear in the use of the flip bucket of the flip box，which is not used in the application.This paper analyzes the causes of the failure，and puts forward the solution to the problem，and carries out the verification.At the same time，through theoretical calculation,in the design of the product optimization，and ultimately improve the performance of the product.

garbage compress container；improve；stress analysis；theory

TH248

A

1672-545X（2017）02-0199-02

2016-11-23

張存明（1976-），男，山東人，高級工程師，本科，主要研究方向：機械設備加工。