张存明

连体垃圾压缩箱翻转架掉桶问题处理

张存明

（江门职业技术学院，广东江门529090）

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。

连体垃圾压缩箱；改善；受力分析；理论

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。

图1 连体箱结构

图2 脱落现象

1 故障的初步分析和解决方案

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。

2 再次改进方案

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]。

图3 挂钩受力图

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。

3 结束语

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。

[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.

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

张存明（1976-），男，山东人，高级工程师，本科，主要研究方向：机械设备加工。