垂直式垃圾壓縮裝置總體的設計【含全套CAD圖紙】

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購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設計說明書 題 目： 垂直式垃圾壓縮裝置總體設計 專 業(yè)： 學 號： 姓 名： 指導教師： 完成日期： 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)論文（設計）任務書 論文（設計）題目： 垂直式垃圾壓縮裝置總體設計 學號： 姓名： 專 業(yè)： 指導教師： 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求 查閱相關(guān)文獻資料，熟悉了解大型城市生活垃圾處理壓縮裝置的發(fā)展現(xiàn)狀和工作狀況，并重點觀察垃圾處理壓縮裝置的結(jié)構(gòu)，對垃圾處理壓縮裝置進行整體結(jié)構(gòu)設計及分析。 要求： 1、查閱相關(guān)資料，大致了解本次設計要研究的具體內(nèi)容； 2、相關(guān)參數(shù)：裝機容量 380v， 舉升高度 頂離地 面高）；占地面積 大壓緊力 100t； 系統(tǒng)油壓 25 垃圾塊外形尺寸：寬 1900×長 1650×高 1400 單塊 ； 垃圾壓縮密度大于 /立方米； 3、若干圖紙； 4、撰寫畢業(yè)設計說明書； 5、外文文獻翻譯，字數(shù) 3000 字以上。 二、重點研究的問題 垃圾綜合處理壓縮總體設計 。 三、進度安排 序號 各階段完成的內(nèi)容 完成時間 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 1 查閱資料、調(diào)研 第 12 開題報告、制訂設計方案 第 3周 3 方案（設計） 第 44 垃圾綜合處理壓縮總體設計 第 65 寫出初稿，中期檢查 第 86 修改，寫出第二稿 第 107 寫出正式稿 第 128 答辯 第 14周 四、應收集的資料及主要參考文獻 李國建、趙愛華、張益主編 北京 :科學出版社 2003 寧平主編 固體廢物處理與處置：搞等教育出版社 2007 李傳統(tǒng)主編 現(xiàn)代固體廢物綜合處理處理技術(shù)：東南大學出版社 2000 路甫祥 M]機械工業(yè)出版社 2002 國家環(huán)境保護局 . 21 世紀環(huán)境保護議程 . 北京 :中國環(huán)境科學出版社 1995 徐國華 J]006 重偉 ,劉樹道 J]003 楊先海 D]西安理工大學 2004 張利平 M]化學工 業(yè)出版社 2005 董濤．城市生活垃圾壓縮技術(shù)及設備研究 [D]．淄博：山東理工大學， 2003 A. V. 1998 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)論文（設計）評閱表 學號 姓名 專業(yè) 畢業(yè)論文（設計）題目： 垂直式垃圾壓縮裝置 評價項目 評 價 內(nèi) 容 選題 現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到綜合訓練 的目的； 量是否適當； 研、社會等實際相結(jié)合。 能力 合歸納資料的能力； 究方法和手段的運用能力； 論文 （設計）質(zhì)量 述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴謹合理；實驗是否正確，設計、計算、分析處理是否科學；技術(shù)用語是否準確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 無觀點提煉，綜合概括能力如何； 無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 評閱人： 年 月 日 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)論文（設計）鑒定意見 學號： 姓名： 專業(yè)： 畢業(yè)論文（設計說明書） 頁 圖 表 張 論文（設計）題目： 垂直式垃圾壓縮裝置 內(nèi)容提要 ： 隨著城市生活垃圾數(shù)量的不斷增加，實行生活垃圾壓縮轉(zhuǎn)運勢在必行。垂直式垃圾壓縮裝置是垃圾中轉(zhuǎn)站的關(guān)鍵、核心設備之一，其主要功能是利用液壓系統(tǒng)的驅(qū)動將收集到中轉(zhuǎn)站的垃圾壓縮成塊，實現(xiàn)垃圾減容，能增大轉(zhuǎn)運量，提高轉(zhuǎn)運效率。 本文以垂直 式垃圾壓縮裝置為研究對象，對其進行了結(jié)構(gòu)設計和液壓系統(tǒng)設計。論文的主要工作如下： 1．綜合分析比較各類垃圾中轉(zhuǎn)站的優(yōu)缺點，簡要介紹了本篇論文的研究背景、意義以及目前國內(nèi)外關(guān)于垃圾壓縮裝置的研究現(xiàn)狀及存在的問題，還簡要的分析了幾種類型的垃圾壓縮裝置的對比和本篇論文的主要研究內(nèi)容，確定了本課題的研究對象的工作環(huán)境 —— 垂直式壓縮垃圾中轉(zhuǎn)站； 架、壓力裝置及其液壓系統(tǒng)的液壓缸進行設計．只要工作完成了垃圾壓縮裝置的總體技術(shù)性能設計；垃圾箱總成采用整體式三倉結(jié)構(gòu)，對其進行了整體設計；對機架進行了設計；對壓縮裝置的核心部件—— 壓力裝置進行了設計：確定了三聯(lián)液壓缸的結(jié)構(gòu)，及其液壓缸的工作壓力、缸徑 d、缸壁厚及外徑、工作行程和缸體長度及其結(jié)構(gòu)形式等參數(shù)。 裝置的實際工作要求 ,對各機構(gòu)和整機的液壓系統(tǒng)原理進行了設計 ,選擇與計算了部分元件的關(guān)鍵參數(shù) ,使液壓系統(tǒng)工作可靠、操作簡便。 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 指導教師評語 該生的畢業(yè)設計選題與日常生活緊密相關(guān)，符合當今對垃圾壓縮裝置的要求。選題著重從垃圾壓縮裝置的總體設計與液壓系統(tǒng)的設計二個方面進行分析，嚴格按照標準來進行數(shù)據(jù)計算，在原有的基礎(chǔ)上進行了一定的改造與創(chuàng)新。在平時的設計過程中虛心向老師請教，態(tài)度較好，工作能力強，認真的完成了畢業(yè)設計。 同意其參加答辯，建議成績評定為“ ”。 指導教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 該生畢業(yè)設計內(nèi)容充實且符合相關(guān)標準與要求，對垃圾壓縮裝置的總體設計與液壓系統(tǒng)進行了詳細分析，針對老師所提的問題能夠較好的解答，專業(yè)基礎(chǔ)知識扎實。 根據(jù)答辯情況，答辯小組同意其成績評定為“ ”。 答辯小組組長： 年 月 日 答辯委員會意見 經(jīng)答辯委員會討論，同意該畢業(yè)論文（設計）成績評定為“ ”。 答辯委員會主任： 年 月 日 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 目錄 摘要 ............................................................... 1 ......................................................... 2 第 一章 緒論 ...................................................... 3 ............................................ 3 1． 1． 1垂直式垃圾壓縮裝置 ....................................... 3 1． 1． 2壓裝式垃圾壓縮裝置 ....................................... 3 1． 1． 3小型垃圾壓縮裝置 ......................................... 3 1． 2課題研究背景及意義 ........................................... 4 1． 2． 1課題研究背景 ............................................. 4 1． 2． 2課題研究意義 ............................................. 6 1． 3課題研究現(xiàn)狀及存在問題 ....................................... 6 1． 3． 1研究現(xiàn)狀 ................................................. 6 1． 3． 2存在問題 ................................................. 7 1． 4本文的主要研究內(nèi)容 ........................................... 8 ...................................................... 8 第二章 垂直式垃圾壓縮裝置的結(jié)構(gòu)設計 .......................... 9 2． 1垃圾壓縮裝置形式的確定 ....................................... 9 2． 1． 1城市生活垃圾壓縮裝置的基本類型 ........................... 9 2． 1． 2垃圾壓縮裝置整體方案的確定 .............................. 10 2． 2垂直式垃圾壓縮裝置的總體設計 ................................ 11 2． 3垃圾箱總成的設計 ............................................ 12 2． 4機架的設計 .................................................. 13 2 ． 5壓力裝置的設計 ............................................. 14 2． 6三聯(lián)液壓缸的設計 ............................................ 15 2． 6． 1液壓缸工作壓力的確定 .................................... 16 2． 6． 2液壓缸內(nèi)徑 d 的確定 ........................ 16 2． 6． 3液壓缸壁厚 ? 及外徑1............................. 18 2． 6． 4液壓缸工作行程和缸體長度的確定 .......................... 20 2． 6． 5液壓缸結(jié)構(gòu)形式的確定 .................................... 20 2． 7本章小結(jié) .................................................... 21 第三章 垂直式垃圾壓縮裝置液壓傳動系統(tǒng)的設計 ............... 22 購買設計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 ......................... 22 ............................................. 22 3． 2． 1閥和基本回路 ............................................ 22 3． 2． 2壓頭裝置液壓系統(tǒng)設計 .................................... 23 3． 2． 3推板機構(gòu)液壓系統(tǒng)設計 .................................... 24 3． 2． 4中門機構(gòu)液壓系統(tǒng)設計 .................................... 25 3． 2． 5整個裝置的液壓系統(tǒng) ...................................... 26 3． 3部分參數(shù)的選擇與計算 ........................................ 27 3． 3． 1系統(tǒng)壓力（ p）與流量（ q）的確定 .......................... 27 3． 3． 2系統(tǒng)功率的計算與電動機的選擇 ............................ 27 3． 3． 3液壓泵選擇及排量計算 .................................... 27 3． 4液壓傳動系 統(tǒng)的主要特點 ...................................... 27 3． 5本章小結(jié) .................................................... 28 第四章 全文總結(jié)與展望 ......................................... 29 4． 1全文總結(jié) .................................................... 29 4． 2展望 ........................................................ 29 參考文獻 ........................................................... 30 致謝 ............................................................... 31 附件 ............................................................... 32 1 垂直式垃圾壓縮裝置的設計 摘要 隨著城市生活垃圾數(shù)量的不斷增加，實行生活垃圾壓縮轉(zhuǎn)運勢在必行。垂直式垃圾壓縮裝置是垃圾中轉(zhuǎn)站的關(guān)鍵、核心設備之一，其主要功能是利用液壓系統(tǒng)的驅(qū)動將收集到中轉(zhuǎn)站的垃圾壓縮成塊，實現(xiàn)垃圾減容，能增大轉(zhuǎn)運量，提高轉(zhuǎn)運效率。 本文以垂直式垃圾壓縮裝置為研究對象， 對其進行了結(jié)構(gòu)設計和液壓系統(tǒng)設計。論文的主要工作如下： 1．綜合分析比較各類垃圾中轉(zhuǎn)站的優(yōu)缺點，確定了本課題的研究對象的工作環(huán)境 —— 垂直式壓縮垃圾中轉(zhuǎn)站； 架、壓力裝置及其液壓系統(tǒng)的液壓缸進行設計和計算； 對各機構(gòu)和整機的液壓系統(tǒng)原理進行了設計 ,選擇與計算了部分元件的關(guān)鍵參數(shù) ,使液壓系統(tǒng)工作可靠、操作簡便。 關(guān)鍵詞： 垃圾壓縮裝置，液壓系統(tǒng)，液壓缸 2 F of of is a of is of a on as on s is as of of of of of to of of of of 3 第一章 緒論 垃圾壓縮 裝置 是實現(xiàn)垃圾壓縮減容的主要設備之一，亦是垃圾轉(zhuǎn) 運站的主要處理設備。垃圾壓縮 裝置 是垃圾中轉(zhuǎn)站的主要設備，是一種由液壓系統(tǒng)控制的將收集來的垃圾進行壓縮，以減少垃圾體積的機械。小型垃圾壓縮裝置處理垃圾的效率低。中、大型的垃圾壓縮裝置的壓縮容量雖然大，但是需要建專門的大型卸料平臺，占地面積較大，土建造價也很高。垃圾壓縮裝置分為以下三種。 1． 1． 1垂直式垃圾壓縮 裝置 垂直式垃圾壓縮 裝置 的壓縮力巨大，壓縮徹底，壓縮比率高，主要用于日處理要求很高的大中型垃圾轉(zhuǎn)運站。 垃圾在密封壓縮腔內(nèi)被壓成塊狀，然后一次性或分三次推入垃圾集裝箱。 結(jié)構(gòu)可靠，因摩擦而易損的配件易 于調(diào)整及更換。 液壓 /電氣系統(tǒng)可進行自動或手動控制，操作簡易且易于維修。 垃圾壓縮時不需轉(zhuǎn)運車集裝箱配合，更有效地提高轉(zhuǎn)運效率。 可進行重量及容積的準確控制，控制轉(zhuǎn)運車輛裝載量。 壓縮比大，壓縮效率高，處理垃圾能力非常強。 適合于大中型垃圾轉(zhuǎn)運站配套使用。 1． 1． 2壓裝式垃圾壓縮 裝置 壓裝式垃圾壓縮 裝置 的壓縮能力適中，主要用于日處理要求較高的中型垃圾轉(zhuǎn)運站。 垃圾被壓縮裝置直接推入垃圾集裝箱中壓縮，待垃圾箱中垃圾重量達到預設值，壓縮周期結(jié)束。 結(jié)構(gòu)可靠，因摩擦而易損的配件易于調(diào)整及更換。 液壓 /電氣系統(tǒng) 可進行自動或手動控制，操作簡易且易于維修。 壓縮比大，壓縮效率高，處理垃圾能力非常強。 適合于大中型垃圾轉(zhuǎn)運站配套使用。 1． 1． 3小型垃圾壓縮 裝置 小型垃圾壓縮 裝置 主要用于日處理要求較低的小型垃圾轉(zhuǎn)運站。 4 由垃圾壓縮裝置、垃圾集裝箱組成 ，與專用勾臂車配套使用。 工作運行平穩(wěn)，壓縮比率大，轉(zhuǎn)運效率高。 全密封設計，清潔衛(wèi)生。 采用先進的液壓和電氣控制技術(shù)，自動上料、自動提門、自動鎖箱、自動壓縮，全自動化操作。 設有垃圾滲濾液收排裝置，防止二次污染。 另外一種適合社區(qū)的使用的設備 體形輕巧，操作簡便，安裝靈活。 可另選壓縮裝置移位系統(tǒng)，使換箱高速準確，提高系統(tǒng)運作效率。 適用于住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)，亦可安裝在清潔船上處理水面漂浮物。 上圖中是現(xiàn)有針對小區(qū)、醫(yī)院、大院等較集中人口生活垃圾暫時存儲的設備 ，其工作原理是 內(nèi)螺旋壓縮。 中圖中設備適合社區(qū)小型垃圾轉(zhuǎn)運站 1． 2 課題研究背景及意義 1． 2． 1課題研究背景 城市生活垃圾，是指在城市日常生活中或者為城市日常生活提供服務的活動中產(chǎn)生的固體廢物以及法律、行政法規(guī)規(guī)定視為城市生活垃圾的固體廢物。我國城市生活垃圾主要由廚余物、廢紙、廢塑料、廢織物、廢金屬、廢玻璃陶瓷碎片、 5 磚瓦渣土、糞便，以及廢家具、廢舊電器、庭園廢物組成，受居民生活水平、區(qū)域劃分、氣候反季節(jié)變化等多重因素的影響。 據(jù)統(tǒng)計，我國城市人均年產(chǎn)生活垃圾 440 高于一些歐洲國家的人均垃圾產(chǎn)生，全國生活垃 圾年產(chǎn)量己達 2億 t， 占世界垃圾總產(chǎn)生量的 26． 5％，且以 8～ 9％的率增長，垃圾累計堆存量達 65 億 t，侵占土地約 5億 圾圍城成為一個普遍的象 13,41。簡單堆放的垃圾不僅影響城市景觀，同時滋生病菌，污染土壤、水體、大氣，害人民健康 15J，成為中國城市面臨的棘手的環(huán)境問題。 現(xiàn)階段我國城市生活垃圾的處理方式主要有：衛(wèi)生填埋 (堆肥（ 焚燒 (其中衛(wèi)生填埋法占到全部垃圾處理的70％以上，堆肥占 5％，部分大城市采用焚燒法 161。資料統(tǒng)計截止至 2005年底，全國 661個設市城共建有各類生活垃圾場 479 座，日處理能力 25． 7 萬 t，集中處理量 8108 萬 t，處理率 51． 97％。其中：生活垃圾填埋場 365 座，日處理能力 21． 3 萬 t，處理量為 6924 萬 t；生活垃圾堆肥廠 46 座，日處理能力 1． 18萬 t，處理量為 345 萬 t；生活垃圾焚燒廠 66座，日處理能力 3． 22 萬 t，處理量 780萬 t。 隨著人民生活水平的提高，我國城市垃圾的各組分的比重也在發(fā)生變化，以北京市為例 (見表 1． 1)，比較 1989 年和 2000 年各垃圾組分占垃圾總量的比重的變化可以看出：灰土、磚瓦等比 重高，不易壓縮的成分呈明顯的下降趨勢，而塑料、廢紙、織物、食品、木竹等比重偏低，壓縮系數(shù)較高的成分所占比例明顯升高。這樣就容易造成虧載，導致垃圾轉(zhuǎn)運效率低下。我國幾個大城市的垃圾處理場大都位于遠離市區(qū) 50 般的垃圾收運車噸位較小，不易遠途運輸，加上高額的油價，造成運輸費用的大幅上，同時城市交通道路的限制導致垃圾車的數(shù)目不可能急增。為解決這一矛盾，響應建設部《城市垃圾轉(zhuǎn)運站設計規(guī)范》第 2． 2． 5條規(guī)定：垃圾運輸距離超過 20 設置大、中型垃圾中轉(zhuǎn)站，垃圾中轉(zhuǎn)站正式應運而生，研究壓縮 式垃圾中轉(zhuǎn)站成為一個必然的方向。 表 1． 1北京市 1989年和 2000年生活垃圾組成 (％ ) 垃圾中轉(zhuǎn)站的主要功能是對垃圾進行中轉(zhuǎn)運輸。在中轉(zhuǎn)站將小噸位車輛倒換為大型集裝箱運輸車，并增加垃圾的裝載密度，從而提高運輸效率，減少交通堵塞，降低環(huán)境污染。另外，在有條件的地區(qū)，還可以對垃圾進行分揀和篩分等預 6 處理。 2000年 6月建設部、國家環(huán)境保護總局、科學技術(shù)部聯(lián)合發(fā)文要求：“積極開展垃圾分類收集，垃圾收集和運輸應密閉化，防止暴露、散落和滴漏，鼓勵采用壓縮式垃圾收集處理和運輸方式，盡快淘汰敞開式收集和 運輸方式”。 生活垃圾壓縮裝置作為時代亟需的一個產(chǎn)物而生。它作為壓縮式垃圾中轉(zhuǎn)站的一個核心裝置，固定安裝在垃圾中轉(zhuǎn)站內(nèi)，其工藝流程如圖 1． 1 所示：待收集到中轉(zhuǎn)站的垃圾倒入該機構(gòu)的受圾箱后，經(jīng)過數(shù)次“傾倒一壓縮一再傾倒”的過程，將松散的垃圾壓縮成高密度的塊狀，濾去水分后，用推鏟機構(gòu)將之推入封閉的垃圾運輸車車廂內(nèi)，然后由其轉(zhuǎn)運至垃圾處理廠 (場 )進行處理。這樣既高了單車垃圾裝載量，降低了運輸成本，又避免了垃圾遠途運輸過程中的二次污染，具有重要現(xiàn)實意義。 圖 1． 1 垂直式壓縮垃圾中轉(zhuǎn)站工藝流程示意框圖 1． 2． 2課題研究意義 本課題的研究意義如下： 1．掌握一批先進的設計理論、設計與試驗方法，為垂直式垃圾壓縮的方案設計、參數(shù)選擇、仿真分析等提供科學的依據(jù)； 2．提出具有一定實用價值的相關(guān)結(jié)論，推動我國高性能、高質(zhì)量的垂直式垃圾壓縮裝置的發(fā)展； 3．產(chǎn)生良好的社會效益和經(jīng)濟效益，為我國的環(huán)保事業(yè)做出一定貢獻。 1． 3 課題研究現(xiàn)狀及存在問題 1． 3． 1研究現(xiàn)狀 國外在垃圾中轉(zhuǎn)站設備研制開展較早，已經(jīng)開發(fā)出各種形式的壓縮式垃圾轉(zhuǎn)站垃圾壓縮裝置，技術(shù)成熟。早在 1986 年日本三菱重工株式會社幫助新加坡建 7 造世界上第 1 座日處理 1500 t 的垃圾中轉(zhuǎn)站，其后，歐洲和亞洲相繼建成多座大型垃圾轉(zhuǎn)運兒。目前國內(nèi)市場上主要存在的垃圾中轉(zhuǎn)站是有三種：翻斗地平式中轉(zhuǎn)站、高位倒料式中轉(zhuǎn)站和吊裝式垃圾站，都存在一定問題：翻斗地平式中轉(zhuǎn)站采用翻料裝置，傾倒垃圾過程中易出現(xiàn)二次污染，并且由于無高度落差，倒料時會存在殘留垃圾：高位倒料式中轉(zhuǎn)站，建有 2層平臺來傾倒垃圾，提高高度的同時還需為垃圾收運車修建引道，導致建筑費用增加；吊裝式垃圾站直接采用吊裝，未對垃圾進行壓縮，導致垃圾運轉(zhuǎn)效率低下，同時運費提升。因此，研發(fā)一種工作可靠性高、性能優(yōu)良的壓 縮式城市生活垃圾中轉(zhuǎn)站，成為必要。 國內(nèi)也有部分城市在積極探索垃圾中轉(zhuǎn)站壓縮裝置的研發(fā)，多以引進外國的設備，自己加以模仿改造而成，有的已取得了較好的使用效果。但是引進外國設備價格較高，加上國內(nèi)外的垃圾特性差異較大，不完全適合國內(nèi)的需求，為此研發(fā)適合我國國情的垃圾中轉(zhuǎn)站及其壓縮裝置將帶來較高的社會效益和豐厚的經(jīng)濟效益。同時大力推廣垃圾壓縮是今后環(huán)衛(wèi)處理的一種發(fā)展趨勢，也是環(huán)衛(wèi)機械行業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的一個熱點。 1． 3． 2存在問題 現(xiàn)有的垃圾壓縮裝置一般都采用單油缸的壓縮裝置，壓縮倉、貯存?zhèn)}和推出倉三箱一體的受圾 裝置，如專利號為 0320976． 9(公告號為 中國實用新型專利《垃圾壓縮裝置》，其受圾裝置包括垂直式前門、中門及推鏟機構(gòu)，采用二塊垃圾整體式提升方式裝箱。該類設計存在問題在于垂直式前門容易頂住垃圾中轉(zhuǎn)站的門道，且裝車過程中垃圾容易散落造成二次污染；中門在箱體兩側(cè)中縫內(nèi)移動，垃圾塊推鏟移動過程中容易造成垃圾散入中縫內(nèi)：推板上沒有防圾板，壓縮過程中垃圾容易掉入推出倉內(nèi)；中、前門油缸管道裸露在受圾箱體的外面，增加了油管的易侵蝕性；箱體的后端封閉，不利于推出倉的維修及清理工作；此外保險性能偏弱， 設備運行的可靠性無法得到保障。 國內(nèi)一些設備制造公司已開發(fā)了一些垃圾壓縮裝置，并應用于各垃圾中轉(zhuǎn)站，實現(xiàn)了垃圾中轉(zhuǎn)站的壓縮功能。通過調(diào)研和實地考察發(fā)現(xiàn)目前國內(nèi)垃圾中轉(zhuǎn)站垃圾壓縮裝置主要存在如下一些缺點： 1．垃圾壓縮裝置設備功能相對簡單，并且體積龐大，整機結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)偏低； 2．作業(yè)時工作面未封閉，手工操作與自動控制相混合，容易造成操作人員的失誤引發(fā)安全事故，隱患較多； 3．垃圾中轉(zhuǎn)站的地坑基建成本費用偏高，要求復雜； 4．垃圾壓縮裝置設備運行時產(chǎn)生的噪聲較大，且操作人員需近距離接觸垃 8 圾，工作環(huán)境差； 5．地面以下的裝置較多，維修難度大，垃圾液產(chǎn)生的酸、堿、潮濕環(huán)境對設備的金屬外殼侵蝕嚴重。 1． 4 本文的主要研究內(nèi)容 本文以工程實際應用為背景，以垂直式垃圾壓縮裝置為研究對象，對垂直式垃圾壓縮裝置各個部件進行結(jié)構(gòu)設計、三維實體建模及虛擬裝配，然后對其液壓傳動系統(tǒng)進行了設計。 本論文主要內(nèi)容為以下幾個部分： 1．結(jié)構(gòu)設計部分：為論文的第二章，對垂直式垃圾壓縮裝置的整機結(jié)構(gòu)及垃圾箱總成、機架、壓力裝置及其液壓系統(tǒng)的液壓缸進行設計和計算； 2．液壓系統(tǒng)設計部分：為本論文的第三章，對垂直式垃圾壓縮裝置的各機構(gòu)和整 機的液壓系統(tǒng)原理進行了設計 ,選擇和計算了部分元件參數(shù) ,并分析了該液壓系統(tǒng)的特點。 3. 全文總結(jié)與展望：為本文的最后一章。 本章簡要介紹了本篇論文的研究背景、意義以及目前國內(nèi)外關(guān)于垃圾壓縮裝置的研究現(xiàn)狀及存在的問題，本章還簡要的分析了幾種類型的垃圾壓縮裝置的對比和本篇論文的主要研究內(nèi)容。 9 第二章 垂直式垃圾壓縮裝置的結(jié)構(gòu)設計 2． 1 垃圾壓縮裝置形式的確定 2． 1． 1城市生活垃圾壓縮裝置的基本類型 隨著城市生活垃圾數(shù)量的不斷增加，實行生活垃圾壓縮轉(zhuǎn)運勢在必行 。生活垃圾中轉(zhuǎn)站作為連接垃圾產(chǎn)生源頭和末端處置系統(tǒng)的結(jié)合點，其作用越來越明顯，建立區(qū)域性的、相應規(guī)模的生活垃圾中轉(zhuǎn)站己經(jīng)迫在眉睫。國內(nèi)外生活垃圾壓縮裝置形式多種多樣，根據(jù)垃圾中轉(zhuǎn)站內(nèi)垃圾處理設備的工作原理及處理效果(減容壓實程度 )不同，主要分為以下幾種形式： 1．直接轉(zhuǎn)運式垃圾中轉(zhuǎn)站 上個世紀八、九十年代我國建造的垃圾壓縮裝置大多屬于這種形式。垃圾收集后由人力收集車、小型收運車運至中轉(zhuǎn)站，然后直接傾倒進車廂容積大約為60半拖掛式大型垃圾運輸車集裝箱，最后由牽引車拖帶進行運輸，運輸途中，為防 止垃圾飛揚，敞篷用篷布覆蓋。 此形式的垃圾壓縮裝置工藝流程簡單，幾乎沒有專用的中轉(zhuǎn)垃圾處理設備，投資費用低，但是，中轉(zhuǎn)時未對垃圾進行減容、壓縮處理，致使站內(nèi)垃圾運輸車的車廂 (集裝箱 )體積很大，無法承擔大運量的運輸工作，且中轉(zhuǎn)過程中為非封閉化作業(yè)，運輸途中易發(fā)生撤落，造成二次污染。 2．垂直式垃圾壓縮裝置 預壓縮式垃圾壓縮裝置的工作原理是待垃圾運至中轉(zhuǎn)站后，將垃圾卸入固定在中轉(zhuǎn)站內(nèi)的垃圾受圾箱體內(nèi)，通過垃圾壓縮裝置進行壓縮 (減容并壓實 )成形 (塊 )，然后利用推鏟機構(gòu)一次性將垃圾塊推入對接的封閉垃圾運輸車的箱體內(nèi) ，由運輸車運抵垃圾處理場。 預壓縮式垃圾壓縮裝置的特點如下：垃圾在固定箱體內(nèi)壓縮成塊，壓縮比例可達 3： l，實現(xiàn)了壓實減容；箱體密封，可收集垃圾擠出液，防止二次污染；重量和壓力檢測精確，垃圾壓縮過程不須集裝箱半掛車配合，工作效率高；但是設備結(jié)構(gòu)復雜、造價高，運營費高。 3．直接壓縮式大型垃圾壓縮裝置 直接壓縮式大型垃圾轉(zhuǎn)運站的工作原理為：垃圾收集后運至此中轉(zhuǎn)站，經(jīng)料斗直接卸入由 40 英尺的標準集裝箱改裝而成的半掛運輸車箱體內(nèi)，由固定的水平壓壓縮裝置進行反復多次的壓裝，滿載后由運輸車運輸。配套的車輛可選用車廂一體 式，亦可采用車廂可分離式的拉臂車。 10 其特點如下：設備體積較小，相應的土建設施規(guī)模較小，投資也相對較少；壓裝過程完全自動控制，全封閉作業(yè)，無二次污染；但是，帶壓縮裝置的集裝箱結(jié)構(gòu)復雜，造價較高，與預壓縮式中轉(zhuǎn)站相比，車輛等候時間較長。 經(jīng)過分析比較以上幾種形式的垃圾中轉(zhuǎn)站的優(yōu)缺點，初步選定垂直式垃圾中轉(zhuǎn)站作為研究對象。 2． 1． 2垃圾壓縮裝置整體方案的確定 垃圾壓縮裝置按壓縮裝置的壓縮方式可以分為：垂直壓縮式、水平壓縮式。垂直壓縮式壓縮效率較高便于處理垃圾。但其大多需要專用的運載車輛，成本較高；按垃圾受圾箱 的位置分：地平式、地坑式。地平式需要專門的倒料裝置和相應的土建設施，而地坑式其投料口和地面相平不需專門的倒料裝置，且不影響市容；按垃圾箱和壓縮裝置分：一機多箱式、一機一箱式。一機多箱式適合垃圾裝運量大的大中城市。還有全封閉旋轉(zhuǎn)式垃圾壓縮儲存機等。 從技術(shù)、經(jīng)濟、社會環(huán)境效益等方面綜合考慮，結(jié)合課題組的實際情況，最終確定本論文的研究對象的工作環(huán)境為壓縮方式為垂直壓縮式、受圾箱位置采用地坑式、提升方式為整體提升的地坑式垂直壓縮垃圾壓縮裝置，其主要性能指標如下： 1．垃圾日處理能力： 100 t(按每天工作 7 小時以 上，每年工作 300 天以上計算 )； 2．垃圾處理方式：垂直壓縮裝置進行垂直壓縮，垃圾壓實后，密度達到 0． 9 t／ 3．轉(zhuǎn)運方式：全封閉式自卸垃圾車轉(zhuǎn)運；用全封閉車廂、密封式后門；后門采用全液壓控制，垃圾密封運輸，垃圾和污水在轉(zhuǎn)運過程中無撒漏，杜絕二次污染；垃圾轉(zhuǎn)運車駕駛室須配有原廠冷暖空調(diào)； 4．適用垃圾類別：生活垃圾，固體廢棄物； 5．適用垃圾收集方式：人力車收集、手推車收集和小型機動車收集，可以從二個或三個方向同時進料 6．適用范圍社區(qū)、大廈、醫(yī)院、學校、機關(guān)、商場、賓館、車站、機場等產(chǎn)生大量垃 圾的相關(guān)場所； 7．操作人員及操作方式： 2 人，采用手動、自動控制兩種控制。在設備正常工作時，選用電動自動控制，在設備出現(xiàn)故障的情況下，選用手動控制。即當電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，仍可人工手動操作，繼續(xù)工作； 8．工作噪聲：≤ 60分貝。采用進口雙聯(lián)葉片泵，可靠性高，降低整機噪聲。 11 2． 2 垂直式垃圾壓縮裝置的總體設計 垃圾壓縮裝置是實現(xiàn)垃圾壓縮減容的主要設備之一，亦是垃圾轉(zhuǎn)運站的主要處理設備。垃圾壓縮裝置是垃圾中轉(zhuǎn)站的主要設備，是一種由液壓系統(tǒng)控制的將收集來的垃圾進行壓縮，以減少垃圾體積的機械。 1—— 機架； 2—— 液壓活塞桿； 3—— 活動橫梁； 4—— 壓頭； 5—— 垃圾箱中門； 6—— 推板； 7—— 垃圾箱總成 圖 2直式垃圾壓縮裝置總體結(jié)構(gòu)圖 垂直式垃圾壓縮裝置整機結(jié)構(gòu)組成包括：壓縮系統(tǒng)、垃圾箱總成、液壓系統(tǒng)、防箱體墮落裝置、噴霧沖洗除臭系統(tǒng)、污水收集排放系統(tǒng)、電氣控制和操縱系統(tǒng)、地坑自動沖洗系統(tǒng)、空氣除臭系統(tǒng)，如圖 2． 1所示，其工作原理如下： 壓縮系統(tǒng)由主液壓缸、輔助液壓缸、活動橫梁、壓頭組成，用于對垃圾進行垂直壓縮。主液壓缸和輔助液壓缸的缸筒固定于活動橫梁之上。主液壓缸的活塞桿端部連接于壓頭，輔助液壓缸的活 塞桿固定于機架頂梁上。待散裝垃圾倒入垃圾箱內(nèi) (此時垃圾箱總成箱處于地坑內(nèi) )以后， 壓頭由輔助液壓缸驅(qū)動伸長，到最大工作行程后，固定不動，由主液壓缸驅(qū)動壓頭伸入垃圾箱中進行垃圾壓縮。壓縮完一塊以后，垃圾箱總成的中門提起，由推出倉的液壓缸驅(qū)動將垃圾塊推入儲存?zhèn)}內(nèi)儲存，接著進行第二塊垃圾的壓縮。待兩塊垃圾都壓縮成塊以后，由壓 12 頭上的掛鉤勾住垃圾箱總成上的鉤子，由主液壓缸驅(qū)動將壓頭升起同時提起垃圾箱到與轉(zhuǎn)運車車廂的高度平齊位置。中門升起，由推鏟機構(gòu)將 2塊垃圾塊推鏟入車廂箱體內(nèi)，最后垃圾箱回位。 推出機構(gòu)由推出液壓缸、 推板和推出架等組成，用于將壓縮成塊的垃圾推入垃圾轉(zhuǎn)運車車箱體內(nèi)。推出液壓缸固定于推出架上，其活塞桿前部固定于推板。推出垃圾塊時活塞桿前行時，推板向前運動，把垃圾箱中的垃圾塊推出。 每塊垃圾塊壓縮成型需要經(jīng)歷 3至 4次的“傾倒一壓縮 — 傾倒”的輪番過程，同時每次壓縮到一定程度時進行保壓，確保垃圾壓實成塊。 本設計中垂直垃圾壓縮裝置的總體技術(shù)要求如下： 1．主要結(jié)構(gòu)件：機架采用分裝式，便于拆卸、安裝、轉(zhuǎn)移；壓縮主油缸，采用多節(jié)缸，行程 3350定壓力 25 徑 ? 250 ? 180 證了壓縮油缸同步及安裝要求；四根立柱頂部內(nèi)加裝加強梁，確保大壓力壓縮垃圾時，立柱不產(chǎn)生局部變形。 2．壓頭與立柱之間采用導向裝置，導向裝置必須采用可自由轉(zhuǎn)運的浮動滑塊，確保壓頭偏擺時，滑塊滑動能大面積與立柱接觸，保證立柱不產(chǎn)生局部變形； 3．電器系統(tǒng)采取 縮過程為全自動工程；關(guān)鍵元件 (例如：可編程控制器、斷路器、交流接觸器、擴展模塊、傳感器、穩(wěn)壓電源 )等使用優(yōu)質(zhì)進口件： 4．所有結(jié)構(gòu)件表面經(jīng)噴 丸 (砂 )處理，再噴涂高防腐油漆，提高防腐能力和整機壽命： 5．安全裝置：垂直式垃圾壓縮裝置加裝防箱體墜落裝置的安全鉤裝置，安全鉤油缸裝液壓閥，電氣上設有互鎖，確保提箱后的安全性。安全鉤裝置的開啟與鎖緊須采用液壓油缸控制，采用高強度調(diào)制處理，并實現(xiàn)自動化控制，實現(xiàn)各動作間的互鎖，確保整機安全性； 6．污水收集排放系統(tǒng)：垃圾箱內(nèi)部、中門，推鏟內(nèi)設有專門的污水收集及排放裝置，地坑內(nèi)四周設有導流通道，進入收集池后集中處理排放，保證站內(nèi)環(huán)境。 2． 3 垃圾箱總成的設計 垃圾箱總成 (見圖 2． 1 中 7 所指 )采用整體式垃圾 箱技術(shù)，即壓縮倉、儲存?zhèn)}和油缸推鏟倉一體。包括中門、推板以及附屬液壓缸等組成。推力倉內(nèi)設置有推出裝置，其左端部分為推板，用于將垃圾塊推出至轉(zhuǎn)運車車廂，其頂部設置有 13 防圾板，放置垃圾翻入推出倉；推板和中門所分隔的具有中部空腔作為受圾倉；中門和前門形成的空腔作為貯存?zhèn)}；中門是移動與受圾箱體內(nèi)壁中縫，在中縫中嵌入安裝中縫推板機構(gòu)，解決了垃圾散入中縫的問題。 垃圾箱總成的具體技術(shù)性能如下： 1．結(jié)構(gòu)形式：采用整體式垃圾箱，垃圾壓縮倉、儲存?zhèn)}、推鏟機構(gòu)為整體結(jié)構(gòu)，垃圾箱體選用 30 機采用嚴格的表面防腐 工藝，金屬表面涂裝前進行酸洗磷化處理，以確保箱體在高壓力、高腐蝕、高磨損情況下使用壽命在 5～ 8年以上； 2．箱體前門及中門采用液壓油缸垂直開啟方式，提升過程采用液壓自動掛箱； 3．箱體上卸料裝置 (推鏟 )的油缸應平置，保證全部油缸力用于推卸垃圾，推鏟采用油缸水平控制方式，同時采用側(cè)面、底面雙向滾輪導向，滾輪內(nèi)安裝自潤滑軸承，免維護； 4．推鏟倉的頂部設有垃圾移位、卸料全過程封閉蓋板，防止垃圾從壓縮倉翻入推鏟倉： 5．垃圾箱中門設有限位導向裝置；垃圾箱設有同步提升裝置：分隔垃圾箱分隔門設有定位裝置。 垃圾箱總成 設置有提升機械保險機構(gòu)，該機構(gòu)由滑銷、滑道、彈簧、磁性吸力器組成：滑銷、彈簧及磁性吸力器安裝在導向板上，導向板安裝在受圾箱體外側(cè)，滑道固定在立柱的側(cè)壁上，滑道為鋸齒形式；滑銷起到保險扣的作用；滑銷在彈簧的壓力作用下始終扣住滑道的鋸齒，鋸齒跟隨受圾箱體上升；磁性吸力器的吸力可拔出滑銷，實現(xiàn)受圾箱體的下降動作。此機構(gòu)解決了在受圾箱體保養(yǎng)、維修及地坑清理時的安全問題。 液壓保險機構(gòu)是由防震片、保險油缸、保險鉤、保險鉤座及彈簧組成：保險油缸安裝在立柱大梁上側(cè)面；保險油缸推動保險鉤轉(zhuǎn)動于保險鉤座上，使保險鉤鉤脫壓臺導 向橫梁；彈簧使保險鉤脫鉤復位。 2． 4 機架的設計 機架在垃圾壓縮裝置中起支撐作用， 材料選擇 體結(jié)構(gòu)采用高強度整體式框架，運行穩(wěn)定，壓縮力大而均勻。機架的結(jié)構(gòu)圖如圖 2． 2 所示。整體式框架包括 4 根立柱、 4 根頂部橫梁、 2 根加強橫梁、 2 根壓力裝置固定梁、 4根支撐架等組成。其中，每根立柱、頂部橫梁、加強橫梁均為四塊 30的鋼板焊接而成，截面為箱型。立柱所用鋼板的尺寸為 5000頂部橫梁 14 為 3700 3000× 300× 30(加強橫梁尺寸為 3000 圖 2架結(jié)構(gòu)圖 2 ． 5 壓力裝置的設計 在垃圾壓縮裝置的現(xiàn)有技術(shù)中，主要分為平地式垃圾壓縮裝置和地坑式垃圾壓縮裝置兩種。平地式垃圾壓縮裝置由于沖頭行程大，導致整機安裝高度過高而且填壓、裝運極不方便．所以已經(jīng)逐漸被淘汰：坑式垃圾壓縮裝置能將垃圾在地平線之下坑內(nèi)壓縮．由于整機高度降低、操作更方便．所以日趨受到青睬。 目前地坑式垃圾壓縮裝置的沖頭行程一般大于 3300壓力裝置包括油缸、供油管路、沖頭球座組成，按所用的油缸分類有兩種：一種是單活塞桿長體油缸，其沖頭行程可達 3500體長度 3500成整機的安裝高度 7382一種是套缸式油缸，即采用一根套缸式油缸，其沖頭行程 3500體長度2350成整機的安裝高度 5572者存在壓力不平衡時易造成油缸失穩(wěn)、整機高度過高并引起建筑空間高度超過 6 者缸體長度和組成整機安裝高度雖然減少，但還存在結(jié)構(gòu)復雜、制造精度高、缸體直徑太、維護性差等不之處。 15 A—— 輔助液壓缸； B—— 活動橫梁； C—— 主液壓缸 圖 2力裝置結(jié)構(gòu)圖 壓力裝置的壓縮油缸采用三聯(lián)油 缸．為串聯(lián)油缸壓力裝置，由一根單活塞桿短體油缸 形成壓力：用一個油缸聯(lián)結(jié)粱來固定油缸 的缸體；油缸 缸 該裝置所用主液壓缸 A 推力為 100 t、活塞軒行程為 1975體長度2540助液壓缸 0 t、活塞桿行程為 1375體長度為 1775和 350頭壓力為 100 t。 主液壓缸油缸與壓頭之間采用球頭聯(lián)接。另外，三支液壓缸采用單油路控制，整套油 缸的密封件采用優(yōu)質(zhì)進口密封件。 2． 6 三聯(lián)液壓缸的設計 16 2． 6． 1液壓缸工作壓力的確定 液壓缸的工作壓力主要是根據(jù)液壓設備的類型來確定的，通常對于不同的液壓設備，由于工作條件的不同采用的壓力范圍也不同。表 3． 1 為液壓設備常用的工作壓力。 表 2壓設備常用的工作壓力 本設計中采用的是液壓機，參考上表所給壓力，并結(jié)合初步設計要求，現(xiàn)選擇液壓缸的工作油壓 5 2． 6． 2液壓缸內(nèi)徑 圖 2活塞液壓缸計算示意圖 單活塞桿液壓缸計算示意圖如圖 2— 4所示，由圖 可知， 2 2 212()44 F D d P F??? ? ? ? 2 2 2 2114 ( ) ()D D ? ? ? （ 2— 1） 其中 ，1P—— 液壓缸工作壓力； 2P—— 液壓缸回油腔背壓力； / 活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比； 17 F —— 工作循環(huán)中最大的外負載； 液壓缸密封處摩擦力，其精確度不易求得，常用液壓缸的機械效率行估算。 /fc F ??? （ 2— 2） 其中— 液壓缸的機械效率，一般 將入式 (2可求得 D 221141 1 ( )? ??????????????（ 2— 3） 本設計中，垃圾壓縮裝置的壓縮能力 F=100 t= 61 10? N，液壓缸工作油壓1P=25于高壓系統(tǒng) >16～ 32 算時背壓忽略不計，2P=0；選取機械效率0． 9， 由式 (2— 3)計算得液壓缸直徑： 37． 8 68． 2 液壓缸內(nèi)經(jīng) D 與活塞桿直徑 工作壓力1P>7(， d／ D=O． 7， 則對應活塞桿直徑為： ?O． 7=166． 46 0． 7=117． 74 為了便于采用標準的密封元件，按表 2— 2 將液壓缸內(nèi)徑 D 圓整到相近的標準系列 (徑：50D=180表 2d=1