餐厨车压缩机构的仿真分析与轻量化设计

张 猛，沈 辉，孙明珠，殷 超

（扬州大学机械工程学院，江苏 扬州 225127）

0 引 言

餐厨车作为专用车辆，重要性与日俱增。樊智敏[1]等对车厢可卸式垃圾车拉臂系统建立刚柔耦合仿真系统并准确找到拉臂系统危险工况；王金刚[2]等采用ADAMS 对垃圾车翻桶结构建立了虚拟样机模型，并对其进一步优化设计；韩以伦[3]等对垃圾车提升机构进行过ADAMS 和MATLAB 软件下联合仿真研究，解决了传统设计中机械系统与控制系统的不匹配。但目前对于垃圾车压缩机构的研究还比较薄弱，特别是压缩机构轻量化这一方向重视不够、研究较少。

本文设计一款餐厨车压缩机构，并进行动力学与静力学分析研究，获得其受力曲线、位移和应力云图。根据仿真分析结果，采用惩罚函数法对压缩机构关键部件进行轻量化设计，提高压缩机构的工作可靠性、经济性。

1 压缩机构工作原理

压缩机构结构如图1 所示，主要由油缸、耳板、转轴、拨爪、刮板五部分组成，机箱焊接总成是其工作场所。当提料机构将垃圾倒入压缩仓后，压缩机构开始工作。工作时动力传递路线依次沿油杆、耳板、转轴、拨爪，最终传递到刮板。刮板首先清空压缩仓垃圾，然后保压3 s 再重新回到初始位置，回程时油杆做收缩运动，动力传递路线不变。

图1 压缩机构结构

2 压缩机构仿真分析

2.1 压缩机构动力学分析

在CATIA 中建立压缩机构总成模型，并导入ADAMS 软件，对各部件设置材料属性，建立运动副；在油缸圆柱副处施加驱动，驱动函数为：STEP（time,0，0，24，390）；……