CN112025222A - 一种餐厨垃圾车轻量化罐体制造工艺 - Google Patents

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Abstract

一种餐厨垃圾车轻量化罐体制造工艺，先根据油耗和排放下降要求确定罐体体积，从而确定罐体设计厚度，而后根据罐体设计厚度确定罐体材料的材质，在制造时，根据罐体的规格确定钢板的数量和规格，并将规划好的钢板进行拼焊，拼焊好的钢板在滚弯机上滚压成圆形筒节件，利用自动焊接机对圆形筒节件进行拼焊，得到最终的罐体。本发明可以减少罐体焊接次数及焊缝数量、提高生产效率、降低成本。

Description

一种餐厨垃圾车轻量化罐体制造工艺
技术领域
本发明涉及专用车技术领域，具体涉及一种餐厨垃圾车轻量化罐体制造工艺。
背景技术
餐厨垃圾车是城市环卫车中的一种，主要用于收集和运输生活垃圾、食品等垃圾，广泛应用于餐饮行业；按照罐体形状可分为箱体和罐体，按照功能可分为带压缩功能和不带压缩功能。餐厨垃圾车罐体作为垃圾车的重要结构部件，主要由前封头、后盖板以及罐体侧身组成，其性能的好坏会直接影响到垃圾的收集和转运。近年来随着人们生活水平的日益提高，加上我国餐饮业的发展，每天产生的餐厨垃圾数量十分庞大，因此以餐厨垃圾为对象的餐厨垃圾车得到了快速发展，市场需求量较大。随着环境污染和能源消耗问题的不断加剧，对于汽车行业来说，车辆轻量化是降低能源消耗，减少排放的最有效的措施之一，而目前汽车轻量化技术在餐厨垃圾车上发展较为缓慢，特别是在罐体新材料上的应用上存在欠缺。
目前餐厨垃圾车罐体存在的问题：
（1）目前罐体所用材料主要为低碳钢Q235系列，厚度在5mm及以上，自重较大。
（2）在罐体成形工艺上，由于罐体长度较长，一般钢板的宽度无法满足罐体长度要求，从而对罐体筒节分开成形，最终进行筒节的拼焊。这种工艺成形后罐体长度方向上存在较多的纵向环形焊缝，并且在每一节圆形筒节又需要增加横向焊缝，导致焊缝数量增多，生产效率低，焊接难度大。罐体焊缝数目的增多无疑给罐体结构带来不利影响，罐体在长期使用过程中，由于厨余垃圾的腐蚀性较强，造成钢板生锈，加上罐体内部垃圾推板的压力，导致罐体焊缝位置的开裂，引发垃圾泄露，污染环境。
发明内容
本发明的目的是克服现技术的缺陷和不足，提供一种可以减少罐体焊接次数及焊缝数量、提高生产效率、降低成本的餐厨垃圾车轻量化罐体制造工艺。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种餐厨垃圾车轻量化罐体制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）、确定罐体的体积，根据油耗和排放下降要求，计算体积
Figure 269954DEST_PATH_IMAGE002
，由
Figure 300227DEST_PATH_IMAGE004
计算罐体设计厚度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
，其中，D为罐体截面直径，L为罐体长度，罐体截面直径和罐体长度不变；
2）、根据步骤1）计算的罐体设计厚度
Figure 209408DEST_PATH_IMAGE005
来选择罐体材料，
当罐体直径小于1800 时，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
+0.5，
当罐体直径大于1800 时，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
+0.5，
上式中
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
分别为材料的抗拉强度下限值和材料的断后伸长率；
3）、根据罐体直径D，由公式
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
计算罐体横截面周长
Figure DEST_PATH_IMAGE015
，根据罐体截面的周长
Figure 294914DEST_PATH_IMAGE016
和钢板的宽度规格
Figure 222418DEST_PATH_IMAGE018
确定所需钢板的块数，根据罐体长度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE019
确定每块钢板的长度，钢板长度方向上利用剪板机进行剪切，与罐体长度
Figure 361276DEST_PATH_IMAGE019
保持一致，接着利用自动焊接机对钢板进行拼焊；
4）、将拼焊后的钢板推至滚弯机轧辊相接触，接着上辊进行下压，两个下辊旋转，在摩擦力作用下带动板材前进，形成圆形筒节件，利用自动焊接机对圆形筒节件进行拼焊，得到最终的罐体。
在现有材料基础上，根据厂商对车辆油耗或排放下降值的要求，计算体积的减少，从而计算罐体所需设计厚度。汽车质量每下降10%，油耗下降8.8%，排放下降4%。
所述步骤1）中体积
Figure 757753DEST_PATH_IMAGE020
遵循以下公式：
根据油耗下降，
Figure 7469DEST_PATH_IMAGE022
，其中
Figure 55059DEST_PATH_IMAGE024
分别为原始罐体体积、罐体所需设计体积，A为所需油耗下降值。
所述步骤1）中体积
Figure 364818DEST_PATH_IMAGE020
遵循以下公式：
根据排放下降，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
，其中
Figure 750056DEST_PATH_IMAGE026
分别为原始罐体体积、罐体所需设计体积，
Figure DEST_PATH_IMAGE027
为所需排放下降值。
所述步骤4）中上辊的下压量S的计算公式为
Figure 803463DEST_PATH_IMAGE028
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE029
为回弹前板材中性层的半径，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
为两下辊的半径，
Figure DEST_PATH_IMAGE033
为两个下辊的中心距。
本发明在设计环节，根据油耗和排放下降情况设计罐体的厚度以及罐体的制造材料，这样可以在前期设计时就规划好所有的细节，可以在制造时明确目标，有效降低原料的损耗，降低生产成本；在制作过程中板材经过拼接焊、滚弯后焊缝的数量可以显著减少，消除了纵向环形焊缝，提高了罐体的机械强度。
附图说明
图1是本发明中钢板的拼接结构示意图。
图2是本发明中上下辊滚压钢板的结构示意图。
图3是本发明中两下辊与圆形筒节件的位置关系示意图。
图4是本发明中上下辊位置关系示意图。
图5是本发明中罐体焊接完成后的示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种餐厨垃圾车轻量化罐体制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）、确定罐体的体积，当需要根据油耗下降值计算体积
Figure 518609DEST_PATH_IMAGE002
时，使用公式
Figure 999269DEST_PATH_IMAGE034
（其中
Figure DEST_PATH_IMAGE035
分别为原始罐体体积、罐体所需设计体积，A为所需油耗下降值），当需要根据排放下降值
Figure 354027DEST_PATH_IMAGE002
，计算公式为
Figure 211124DEST_PATH_IMAGE025
（其中
Figure 216995DEST_PATH_IMAGE035
分别为原始罐体体积、罐体所需设计体积，
Figure 868557DEST_PATH_IMAGE027
为所需排放下降值），由
Figure 913873DEST_PATH_IMAGE004
计算罐体设计厚度
Figure 371399DEST_PATH_IMAGE005
，其中，D为罐体截面直径，L为罐体长度，罐体截面直径和罐体长度不变；
2）、根据步骤1）计算的罐体设计厚度
Figure 920192DEST_PATH_IMAGE005
来选择罐体材料，
当罐体直径小于1800 时，
Figure 8234DEST_PATH_IMAGE036
+0.5，
当罐体直径大于1800 时，
Figure DEST_PATH_IMAGE037
+0.5，
上式中
Figure 88317DEST_PATH_IMAGE038
分别为材料的抗拉强度下限值和材料的断后伸长率；
3）、根据罐体直径D，由公式
Figure 287217DEST_PATH_IMAGE013
计算罐体横截面周长
Figure 752833DEST_PATH_IMAGE015
，根据罐体截面的周长
Figure 11776DEST_PATH_IMAGE016
和钢板的宽度规格
Figure 80620DEST_PATH_IMAGE018
确定所需钢板的块数，根据罐体长度
Figure 817631DEST_PATH_IMAGE019
确定每块钢板的长度，钢板长度方向上利用剪板机进行剪切，与罐体长度
Figure 341017DEST_PATH_IMAGE019
保持一致，接着利用自动焊接机对钢板进行拼焊，拼焊后的结构参见图1；
4）、将拼焊后的钢板推至滚弯机轧辊相接触，接着上辊进行下压，下压量
Figure DEST_PATH_IMAGE039
,其中
Figure 833178DEST_PATH_IMAGE029
为回弹前板材中性层的半径，
Figure 622274DEST_PATH_IMAGE031
为两下辊的半径，
Figure 162976DEST_PATH_IMAGE033
为两个下辊的中心两个下辊旋转，在摩擦力作用下带动板材前进，形成圆形筒节件，利用自动焊接机对圆形筒节件进行拼焊，得到最终的罐体，参见图5所示。
步骤4）中下压量S的推导过程如下：
由图2-图4的几何关系可知，下压量
Figure 806447DEST_PATH_IMAGE040
可得：
Figure 203930DEST_PATH_IMAGE042
（1）
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE043
的长度为两个下辊的半径
Figure 932852DEST_PATH_IMAGE031
。
Figure DEST_PATH_IMAGE045
（2）
在三角形O 1 BO 2 中，由勾股定理可得
Figure 323251DEST_PATH_IMAGE047
（3）
将
Figure 883545DEST_PATH_IMAGE049
代入到式（2）中得
Figure 389613DEST_PATH_IMAGE051
（4）
所以下压量
Figure 605831DEST_PATH_IMAGE053
（5）
其中上式（5）中
Figure 301385DEST_PATH_IMAGE055
为上辊下压量，
Figure 653869DEST_PATH_IMAGE031
为两下辊的半径，
Figure 658734DEST_PATH_IMAGE057
为回弹前板材中性层的半径，
Figure 96669DEST_PATH_IMAGE033
为两个下辊的中心距。

Claims (4)

1.一种餐厨垃圾车轻量化罐体制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1）、确定罐体的体积，根据油耗和排放下降要求，计算体积
Figure 949958DEST_PATH_IMAGE001
，由
Figure 900596DEST_PATH_IMAGE002
计算罐体设计厚度
Figure 783102DEST_PATH_IMAGE003
，其中，D为罐体截面直径，L为罐体长度，罐体截面直径和罐体长度不变；
2）、根据步骤1）计算的罐体设计厚度
Figure 313747DEST_PATH_IMAGE003
来选择罐体材料，
当罐体直径小于1800 时，
Figure 256295DEST_PATH_IMAGE004
+0.5，
当罐体直径大于1800 时，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
+0.5，
上式中
Figure 631913DEST_PATH_IMAGE006
分别为材料的抗拉强度下限值和材料的断后伸长率；
3）、根据罐体直径D，由公式
Figure DEST_PATH_IMAGE007
计算罐体横截面周长
Figure 52530DEST_PATH_IMAGE008
，根据罐体截面的周长
Figure DEST_PATH_IMAGE009
和钢板的宽度规格
Figure 712050DEST_PATH_IMAGE010
确定所需钢板的块数，根据罐体长度
Figure DEST_PATH_IMAGE011
确定每块钢板的长度，钢板长度方向上利用剪板机进行剪切，与罐体长度
Figure 763183DEST_PATH_IMAGE011
保持一致，接着利用自动焊接机对钢板进行拼焊；
4）、将拼焊后的钢板推至滚弯机轧辊相接触，接着上辊进行下压，两个下辊旋转，在摩擦力作用下带动板材前进，形成圆形筒节件，利用自动焊接机对圆形筒节件进行拼焊，得到最终的罐体。
2.根据权利要求1所述的餐厨垃圾车轻量化罐体制造工艺，其特征在于，所述步骤1）中体积
Figure 688414DEST_PATH_IMAGE001
遵循以下公式：
Figure 912722DEST_PATH_IMAGE012
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE013
分别为原始罐体体积、罐体所需设计体积，A为所需油耗下降值。
3.根据权利要求1所述的餐厨垃圾车轻量化罐体制造工艺，其特征在于，所述步骤1）中体积
Figure 161169DEST_PATH_IMAGE001
遵循以下公式：
Figure 445520DEST_PATH_IMAGE014
，其中
Figure 795730DEST_PATH_IMAGE013
分别为原始罐体体积、罐体所需设计体积，
Figure 823729DEST_PATH_IMAGE015
为所需排放下降值。
4.根据权利要求1所述的餐厨垃圾车轻量化罐体制造工艺，其特征在于：所述步骤4）中上辊的下压量S的计算公式为
Figure 192262DEST_PATH_IMAGE016
，其中
Figure 381935DEST_PATH_IMAGE017
为回弹前板材中性层的半径，
Figure 281758DEST_PATH_IMAGE018
为两下辊的半径，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为两个下辊的中心距。
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