后门锁紧机构的几种形式及机理分析

孙智勇，车 璐，张骏方，崔惠峰

(山西航天清华装备有限责任公司，山西 长治 046000)

0 引言

后门锁紧机构[1-3]是车厢可卸式垃圾车、后装垃圾压缩车、流动式垃圾站等垃圾转运类产品中重要的锁紧部件，其主要功能是在车辆运输途中保持后门严格密封关闭，以防在运输途中因密封不严导致垃圾泄漏产生二次污染[4-5]。

后门锁紧机构有棘轮式后门锁紧机构、油缸驱动式后门锁紧机构、防开式后门锁紧机构和连杆式后门锁紧机构等多种形式，本文对这几种后门锁紧机构的工作机理以及优、缺点进行分析，为类似产品的后门锁紧机构设计提供参考。

1 棘轮式后门锁紧机构

棘轮式后门锁紧机构是一种手动锁紧机构，主要由手柄1、动杆2和5、定杆3、螺旋拉杆4、旋转销轴6、压紧销轴7和锁钩8组成，压紧销轴7固定在后门0上，如图1所示。

0-后门；1-手柄；2，5-动杆；3-定杆；4-螺旋拉杆；6-旋转销轴；7-压紧销轴；8-锁钩

操纵手柄1使定杆3旋转，定杆3的旋转使动杆2和5同时旋入或旋出，以改变螺旋拉杆4的长度，从而驱动锁钩8绕旋转销轴6旋转，进而使得锁钩松开或钩住压紧销轴7，实现后门的开合动作。螺旋拉杆变长，后门打开；螺旋拉杆变短，后门锁住。手柄处设置棘轮装置不仅可以使得操作省力还可以实现自锁，防止螺旋拉杆长度非人为因素变化。

棘轮式锁紧机构的优点是：①结构简单；②成本低；③密封效果好。缺点是：①效率低，费时费力；②操作人员易受垃圾场等恶劣环境的侵害；③后门的锁紧程度易受人为因素影响。

2 油缸驱动式后门锁紧机构

油缸驱动式后门锁紧机构是由棘轮式后门锁紧机构改进而成，由油缸驱动代替棘轮驱动，将手动变为自动，其结构可分为形式I和形式II两种，形式I为锁紧油缸伸出时后门锁紧，收回时后门打开，形式II与之相反。油缸驱动式后门锁紧机构主要由锁紧油缸1、锁钩2、旋转销轴3和压紧销轴4组成，压紧销轴4固定在后门0上，如图2所示。

0-后门；1-锁紧油缸；2-锁钩；3-旋转销轴；4-压紧销轴

操纵液压阀组，使锁紧油缸1伸长或缩短，从而驱动锁钩2绕旋转销轴3转动，进而使得锁钩松开或钩住压紧销轴4，实现后门的开合。油缸驱动式后门锁紧机构的优点是：①结构及工作原理简单；②自动化程度较高；③省时省力；④锁紧效率高。缺点是：①需要连接外部油源，油源连接、转换需人工操作；②无法实现全自动化；③液压锁出现内泄时锁紧功能失效。

3 防开式后门锁紧机构

防开式后门锁紧机构是一种可以防止后门因外力因素而自行打开的锁紧机构，主要由上压紧销轴1、上旋转销轴2、上限位块3、上锁钩4、锁紧油缸5、下限位块6、下旋转销轴7、下锁钩8和下压紧销轴9组成，上压紧销轴1和下压紧销轴9固定在后门0上，如图3所示。

0-后门；1-上压紧销轴；2-上旋转销轴；3-上限位块；4-上锁钩；5-锁紧油缸；6-下限位块；7-下旋转销轴；8-下锁钩；9-下压紧销轴

锁紧油缸作为该机构的动力源驱动上、下锁钩做回转运动，从而锁紧或开启后门。锁紧油缸5的活塞杆收回，带动上锁钩4绕上旋转销轴2逆时针回转，上锁钩4压紧上压紧销轴1，当上锁钩4碰到上限位块3时，活塞杆受阻不再收回，在液压系统压力作用下缸筒向上运动，带动下锁钩8绕下旋转销轴7顺时针回转，下锁钩8压紧下压紧销轴9，从而锁紧后门0。反之，锁紧油缸5的活塞杆伸出时，上、下锁钩松开，后门开启。当后门锁紧后，下锁钩左侧杆接触地面，防止锁紧油缸液压锁紧失效，意外打开锁钩而使后门锁紧失效，为后门锁紧起到保险作用。

防开式后门锁紧机构的优点是：①自动化程度较高；②省时省力；③锁紧可靠性高。缺点是：①结构较复杂；②需要连接外部油源，油源连接、转换需人工操作；③无法实现全自动化。

4 连杆式后门锁紧机构

连杆式后门锁紧机构是利用车厢倾倒垃圾过程的运动特性实现后门的自动开启和锁紧，主要由限位块1、转臂2、撑杆3、弹簧4、锁钩5和压紧销轴6组成，撑杆3分别与转臂2和锁钩5铰接，压紧销轴6固定在后门0上，如图4所示。

0-后门；1-限位块；2-转臂；3-撑杆；4-弹簧；5-锁钩；6-压紧销轴

当车厢前端倾斜升起时，转臂2随车厢抬高，转臂左端轮被限位块1挡住后，右端便绕旋转点逆时针转动，由于转臂2的拉动，撑杆3拉动锁钩5绕固定点顺时针转动，打开后门。锁紧后门时，运动过程相反，弹簧4在后门锁紧过程中起到了延时作用，使得后门完全为水平状态时才锁紧后门。

连杆式后门锁紧机构的优点是：①可实现完全自动化；②可使后门“早开晚锁”；③可防止后门被垃圾顶死打不开；④锁紧可靠性高；⑤操作省时省力且不受环境影响。

5 结语

介绍了棘轮式后门锁紧机构、油缸驱动式后门锁紧机构、防开式后门锁紧机构、连杆式后门锁紧机构的机构组成以及各自的工作机理与优缺点，为车厢可卸式垃圾车、流动式垃圾站等垃圾转运类产品后门锁紧机构的设计提供了选择依据，同时为类似产品的创新设计提供了参考。