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笔直式垃圾压缩装配总体的策画【含全套CAD图纸

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  购买设计文档后加 Q--1459919609 免费领取图纸毕业设计说明书题 目:垂直式垃圾压缩装置总体设计专 业: 学 号: 姓 名: 指导教师: 完成日期: 购买设计文档后加 Q--1459919609 免费领取图纸毕业论文(设计)任务书论文(设计)题目: 垂直式垃圾压缩装置总体设计 学号: 姓名: 专业: 指导教师: 系主任: 一、主要内容及基本要求 查阅相关文献资料,熟悉了解大型城市生活垃圾处理压缩装置的发展现状和工作状况,并重点观察垃圾处理压缩装置的结构,对垃圾处理压缩装置进行整体结构设计及分析。 要求: 1、查阅相关资料,大致了解本次设计要研究的具体内容; 2、相关参数:装机容量 380v,7.5kw; 举升高度 3.0m(箱顶离地面高);占地面积 6.2m*3.3m;最大压紧力 100t;系统油压 25MPa ;垃圾块外形尺寸:宽 1900×长 1650×高 1400 mm /单块 ; 垃圾压缩密度大于 0.92 吨/立方米; 3、若干图纸; 4、撰写毕业设计说明书; 5、外文文献翻译,字数 3000 字以上。 二、重点研究的问题 垃圾综合处理压缩总体设计。 三、进度安排 购买设计文档后加 Q--1459919609 免费领取图纸序号 各阶段完成的内容 完成时间1 查阅资料、调研 第 1-2 周2 开题报告、制订设计方案 第 3 周3 方案(设计) 第 4-5 周4 垃圾综合处理压缩总体设计 第 6-7 周5 写出初稿,中期检查 第 8-9 周6 修改,写出第二稿 第 10-11 周7 写出正式稿 第 12-13 周8 答辩 第 14 周四、应收集的资料及主要参考文献李国建、赵爱华、张益主编.城市垃圾处理工程.北京:科学出版社 2003 宁平主编 固体废物处理与处置:搞等教育出版社 2007 李传统主编 现代固体废物综合处理处理技术:东南大学出版社 2000 路甫祥.液压气动技术手册[M].北京:机械工业出版社 2002 国家环境保护局. 21 世纪环境保护议程. 北京:中国环境科学出版社 1995 徐国华.城市垃圾问题及处理对策[J].环境科学与管理 2006 重伟,刘树道.全液压垃圾破碎机液压系统的设计[J].机床与液压 2003 杨先海.城市生活垃圾压缩和分选技术及机械设备研究[D].西安:西安理工大学 2004张利平.液压传动系统及设计[M].北京,化学工业出版社 2005 董涛.城市生活垃圾压缩技术及设备研究[D].淄博:山东理工大学,2003 Bridgewater, A. V. Refuse composition projection and recycling technology. Retour and Conservation, 1998 购买设计文档后加 Q--1459919609 免费领取图纸毕业论文(设计)评阅表学号 姓名 专业 毕业论文(设计)题目: 垂直式垃圾压缩装置 评价项目评 价 内 容选题1.是否符合培养目标,体现学科、专业特点和教学计划的基本要求,达到综合训练的目的;2.难度、份量是否适当;3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力;2.是否有综合运用知识的能力;3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力;4.是否具备一定的外文与计算机应用能力;5.工科是否有经济分析能力。论文(设计)质量1.立论是否正确,论述是否充分,结构是否严谨合理;实验是否正确,设计、计算、分析处理是否科学;技术用语是否准确,符号是否统一,图表图纸是否完备、整洁、正确,引文是否规范;2.文字是否通顺,有无观点提炼,综合概括能力如何;3.有无理论价值或实际应用价值,有无创新之处。综合评 价评阅人: 年 月 日 购买设计文档后加 Q--1459919609 免费领取图纸毕业论文(设计)鉴定意见 学号: 姓名: 专业: 毕业论文(设计说明书) 页 图 表 张论文(设计)题目: 垂直式垃圾压缩装置 内容提要: 随着城市生活垃圾数量的不断增加,实行生活垃圾压缩转运势在必行。垂直式垃圾压缩装置是垃圾中转站的关键、核心设备之一,其主要功能是利用液压系统的驱动将收集到中转站的垃圾压缩成块,实现垃圾减容,能增大转运量,提高转运效率。本文以垂直式垃圾压缩装置为研究对象,对其进行了结构设计和液压系统设计。论文的主要工作如下: 1.综合分析比较各类垃圾中转站的优缺点,简要介绍了本篇论文的研究背景、意义以及目前国内外关于垃圾压缩装置的研究现状及存在的问题,还简要的分析了几种类型的垃圾压缩装置的对比和本篇论文的主要研究内容,确定了本课题的研究对象的工作环境垂直式压缩垃圾中转站; 2.对垂直式垃圾压缩装置的整机结构及垃圾箱总成、机架、压力装置及其液压系统的液压缸进行设计.只要工作完成了垃圾压缩装置的总体技术性能设计;垃圾箱总成采用整体式三仓结构,对其进行了整体设计;对机架进行了设计;对压缩装置的核心部件压力装置进行了设计:确定了三联液压缸的结构,及其液压缸的工作压力、缸径 D 及活塞杆直径 d、缸壁厚及外径、工作行程和缸体长度及其结构形式等参数。 3.根据垃圾压缩装置的实际工作要求,对各机构和整机的液压系统原理进行了设计,选择与计算了部分元件的关键参数,使液压系统工作可靠、操作简便。 购买设计文档后加 Q--1459919609 免费领取图纸指导教师评语该生的毕业设计选题与日常生活紧密相关,符合当今对垃圾压缩装置的要求。选题着重从垃圾压缩装置的总体设计与液压系统的设计二个方面进行分析,严格按照标准来进行数据计算,在原有的基础上进行了一定的改造与创新。在平时的设计过程中虚心向老师请教,态度较好,工作能力强,认真的完成了毕业设计。同意其参加答辩,建议成绩评定为“ ”。指导教师: 年 月 日答辩简要情况及评语该生毕业设计内容充实且符合相关标准与要求,对垃圾压缩装置的总体设计与液压系统进行了详细分析,针对老师所提的问题能够较好的解答,专业基础知识扎实。 根据答辩情况,答辩小组同意其成绩评定为“ ”。答辩小组组长: 年 月 日答辩委员会意见经答辩委员会讨论,同意该毕业论文(设计)成绩评定为“ ”。答辩委员会主任: 年 月 日 购买设计文档后加 Q--1459919609 免费领取图纸目录摘要 ...............................................................1ABSTRACT ..........................................................2第一章 绪论 ......................................................31.1 垃圾压缩装置的简介 ............................................31.1.1 垂直式垃圾压缩装置 ....................................... 31.1.2 压装式垃圾压缩装置 ....................................... 31.1.3 小型垃圾压缩装置 ......................................... 31.2 课题研究背景及意义 ...........................................41.2.1 课题研究背景 ............................................. 41.2.2 课题研究意义 ............................................. 61.3 课题研究现状及存在问题 .......................................61.3.1 研究现状 ................................................. 61.3.2 存在问题 ................................................. 71.4 本文的主要研究内容 ...........................................81.5 本章小结 ......................................................8第二章 垂直式垃圾压缩装置的结构设计 ..........................92.1 垃圾压缩装置形式的确定 .......................................92.1.1 城市生活垃圾压缩装置的基本类型 ........................... 92.1.2 垃圾压缩装置整体方案的确定 .............................. 102.2 垂直式垃圾压缩装置的总体设计 ................................112.3 垃圾箱总成的设计 ............................................122.4 机架的设计 ..................................................132 .5 压力装置的设计..............................................142.6 三联液压缸的设计 ............................................152.6.1 液压缸工作压力的确定 .................................... 162.6.2 液压缸内径 D 及活塞杆直径 d 的确定 ........................ 162.6.3 液压缸壁厚 及外径 的计算 ............................. 18 1D2.6.4 液压缸工作行程和缸体长度的确定 .......................... 202.6.5 液压缸结构形式的确定 .................................... 202.7 本章小结 ....................................................21第三章 垂直式垃圾压缩装置液压传动系统的设计 ...............22 购买设计文档后加 Q--1459919609 免费领取图纸3.1 垂直式垃圾压缩装置液压系统的基本要求 .........................223.2 液压系统原理设计 .............................................223.2.1 阀和基本回路 ............................................ 223.2.2 压头装置液压系统设计 .................................... 233.2.3 推板机构液压系统设计 .................................... 243.2.4 中门机构液压系统设计 .................................... 253.2.5 整个装置的液压系统 ...................................... 263.3 部分参数的选择与计算 ........................................273.3.1 系统压力(p)与流量(q)的确定 .......................... 273.3.2 系统功率的计算与电动机的选择 ............................ 273.3.3 液压泵选择及排量计算....................................273.4 液压传动系统的主要特点 ......................................283.5 本章小结 ....................................................28第四章 全文总结与展望 .........................................294.1 全文总结 ....................................................294.2 展望 ........................................................29参考文献...........................................................30致谢...............................................................31附件...............................................................32 0垂直式垃圾压缩装置的设计摘要随着城市生活垃圾数量的不断增加,实行生活垃圾压缩转运势在必行。垂直式垃圾压缩装置是垃圾中转站的关键、核心设备之一,其主要功能是利用液压系统的驱动将收集到中转站的垃圾压缩成块,实现垃圾减容,能增大转运量,提高转运效率。本文以垂直式垃圾压缩装置为研究对象,对其进行了结构设计和液压系统设计。论文的主要工作如下:1.综合分析比较各类垃圾中转站的优缺点,确定了本课题的研究对象的工作环境垂直式压缩垃圾中转站;2.对垂直式垃圾压缩装置的整机结构及垃圾箱总成、机架、压力装置及其液压系统的液压缸进行设计和计算;3.根据垃圾压缩装置的实际工作要求,对各机构和整机的液压系统原理进行了设计,选择与计算了部分元件的关键参数,使液压系统工作可靠、操作简便。 关键词:垃圾压缩装置,液压系统,液压缸 1VERTICAL OF PRESSURE-TYPE GARBAGE COMPACTORSABSTRACTWith the increasing number of municipal solid waste, the implementation of domestic refuse compression transfer is a must. Pre-press type garbage compactors are vertically compressed rubbish transfer station key, one of the core facilities, its main feature is the use of hydraulic system driven rubbish compressed into blocks that are collected into a transit point, achieving the waste volume reduction, can increase transit capacity, improving transit efficiency.Based on the vertical pre-loading type garbage compressor as the research object, on the structure design and hydraulic system design. Papers main work is as follows:Firstly, the comprehensive analysis and comparison of the advantages and disadvantages of all kinds of waste transfer station, determine the research object of this topic work environment - pit vertical compression pre-loading type transferring waste transfer station;Secondly, for vertical pre-loading type rubbish compressor machine structure and the assembly, frame, pressure device and the hydraulic system of hydraulic cylinder design and calculation;Thirdly, according to the actual work requirements of garbage compressor, the institutions and the machine hydraulic system principle of design, selection and calculation of some components of the key parameters, make the hydraulic system reliable operation, easy operation.KEY WORDS:the refuse compactor, the hydraulic system, the hydraulic cylinder 2第一章 绪论1 1.1 垃圾压缩装置的简介垃圾压缩装置是实现垃圾压缩减容的主要设备之一,亦是垃圾转运站的主要处理设备。垃圾压缩装置是垃圾中转站的主要设备,是一种由液压系统控制的将收集来的垃圾进行压缩,以减少垃圾体积的机械。小型垃圾压缩装置处理垃圾的效率低。中、大型的垃圾压缩装置的压缩容量虽然大,但是需要建专门的大型卸料平台,占地面积较大,土建造价也很高。垃圾压缩装置分为以下三种。1 1 .1 1 .1 1 垂直式垃圾压缩装置垂直式垃圾压缩装置的压缩力巨大,压缩彻底,压缩比率高,主要用于日处理要求很高的大中型垃圾转运站。垃圾在密封压缩腔内被压成块状,然后一次性或分三次推入垃圾集装箱。结构可靠,因摩擦而易损的配件易于调整及更换。液压/电气系统可进行自动或手动控制,操作简易且易于维修。垃圾压缩时不需转运车集装箱配合,更有效地提高转运效率。可进行重量及容积的准确控制,控制转运车辆装载量。压缩比大,压缩效率高,处理垃圾能力非常强。适合于大中型垃圾转运站配套使用。1 1 .1 1 .2 2 压装式垃圾压缩装置压装式垃圾压缩装置的压缩能力适中,主要用于日处理要求较高的中型垃圾转运站。垃圾被压缩装置直接推入垃圾集装箱中压缩,待垃圾箱中垃圾重量达到预设值,压缩周期结束。结构可靠,因摩擦而易损的配件易于调整及更换。液压/电气系统可进行自动或手动控制,操作简易且易于维修。压缩比大,压缩效率高,处理垃圾能力非常强。适合于大中型垃圾转运站配套使用。1 1 .1 1 .3 3 小型垃圾压缩装置小型垃圾压缩装置主要用于日处理要求较低的小型垃圾转运站。 3由垃圾压缩装置、垃圾集装箱组成,与专用勾臂车配套使用。工作运行平稳,压缩比率大,转运效率高。全密封设计,清洁卫生。采用先进的液压和电气控制技术,自动上料、自动提门、自动锁箱、自动压缩,全自动化操作。设有垃圾渗滤液收排装置,防止二次污染。另外一种适合社区的使用的设备体形轻巧,操作简便,安装灵活。可另选压缩装置移位系统,使换箱高速准确,提高系统运作效率。适用于住宅区、商业区,亦可安装在清洁船上处理水面漂浮物。上图中是现有针对小区、医院、大院等较集中人口生活垃圾暂时存储的设备,其工作原理是内螺旋压缩。中图中设备适合社区小型垃圾转运站1 1 .2 2 课题研究背景及意义1 1 .2 2 .1 1 课题研究背景城市生活垃圾,是指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物。我国城市生活垃圾主要由厨余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃陶 4瓷碎片、砖瓦渣土、粪便,以及废家具、废旧电器、庭园废物组成,受居民生活水平、区域划分、气候反季节变化等多重因素的影响。据统计,我国城市人均年产生活垃圾 440 kg(已高于一些欧洲国家的人均垃圾产生,全国生活垃圾年产量己达 2 亿 t, 占世界垃圾总产生量的 26.5%,且以 8~9%的率增长,垃圾累计堆存量达 65 亿 t,侵占土地约 5 亿 m2,垃圾围城成为一个普遍的象 13,41。简单堆放的垃圾不仅影响城市景观,同时滋生病菌,污染土壤、水体、大气,害人民健康 15J,成为中国城市面临的棘手的环境问题。现阶段我国城市生活垃圾的处理方式主要有:卫生填埋(Landfill)、堆肥(Composting)和焚烧(Incineration)。其中卫生填埋法占到全部垃圾处理的70%以上,堆肥占 5%,部分大城市采用焚烧法 161。资料统计截止至 2005 年底,全国 661 个设市城共建有各类生活垃圾场 479 座,日处理能力 25.7 万t,集中处理量 8108 万 t,处理率 51.97%。其中:生活垃圾填埋场 365 座,日处理能力 21.3 万 t,处理量为 6924 万 t;生活垃圾堆肥厂 46 座,日处理能力 1.18 万 t,处理量为 345 万 t;生活垃圾焚烧厂 66 座,日处理能力 3.22万 t,处理量 780 万 t。随着人民生活水平的提高,我国城市垃圾的各组分的比重也在发生变化,以北京市为例(见表 1.1),比较 1989 年和 2000 年各垃圾组分占垃圾总量的比重的变化可以看出:灰土、砖瓦等比重高,不易压缩的成分呈明显的下降趋势,而塑料、废纸、织物、食品、木竹等比重偏低,压缩系数较高的成分所占比例明显升高。这样就容易造成亏载,导致垃圾转运效率低下。我国几个大城市的垃圾处理场大都位于远离市区 50 km 以上的郊区阴,一般的垃圾收运车吨位较小,不易远途运输,加上高额的油价,造成运输费用的大幅上,同时城市交通道路的限制导致垃圾车的数目不可能急增。为解决这一矛盾,响应建设部《城市垃圾转运站设计规范》第 2.2.5 条规定:垃圾运输距离超过 20 km时,应设置大、中型垃圾中转站,垃圾中转站正式应运而生,研究压缩式垃圾中转站成为一个必然的方向。表 1.1 北京市 1989 年和 2000 年生活垃圾组成(%)垃圾中转站的主要功能是对垃圾进行中转运输。在中转站将小吨位车辆倒换为大型集装箱运输车,并增加垃圾的装载密度,从而提高运输效率,减少交 5通堵塞,降低环境污染。另外,在有条件的地区,还可以对垃圾进行分拣和筛分等预处理。2000 年 6 月建设部、国家环境保护总局、科学技术部联合发文要求:“积极开展垃圾分类收集,垃圾收集和运输应密闭化,防止暴露、散落和滴漏,鼓励采用压缩式垃圾收集处理和运输方式,尽快淘汰敞开式收集和运输方式”。生活垃圾压缩装置作为时代亟需的一个产物而生。它作为压缩式垃圾中转站的一个核心装置,固定安装在垃圾中转站内,其工艺流程如图 1.1 所示:待收集到中转站的垃圾倒入该机构的受圾箱后,经过数次“倾倒一压缩一再倾倒”的过程,将松散的垃圾压缩成高密度的块状,滤去水分后,用推铲机构将之推入封闭的垃圾运输车车厢内,然后由其转运至垃圾处理厂(场)进行处理。这样既高了单车垃圾装载量,降低了运输成本,又避免了垃圾远途运输过程中的二次污染,具有重要现实意义。图 图 1 1 .1 1 垂直式压缩垃圾中转站工艺流程示意框图1 1 .2 2 .2 2 课题研究意义本课题的研究意义如下:1.掌握一批先进的设计理论、设计与试验方法,为垂直式垃圾压缩的方案设计、参数选择、仿真分析等提供科学的依据;2.提出具有一定实用价值的相关结论,推动我国高性能、高质量的垂直式垃圾压缩装置的发展;3.产生良好的社会效益和经济效益,为我国的环保事业做出一定贡献。1 1 .3 3 课题研究现状及存在问题1 1 .3 3 .1 1 研究现状国外在垃圾中转站设备研制开展较早,已经开发出各种形式的压缩式垃圾 6转站垃圾压缩装置,技术成熟。早在 1986 年日本三菱重工株式会社帮助新加坡建造世界上第 1 座日处理 1500 t 的垃圾中转站,其后,欧洲和亚洲相继建成多座大型垃圾转运儿。目前国内市场上主要存在的垃圾中转站是有三种:翻斗地平式中转站、高位倒料式中转站和吊装式垃圾站,都存在一定问题:翻斗地平式中转站采用翻料装置,倾倒垃圾过程中易出现二次污染,并且由于无高度落差,倒料时会存在残留垃圾:高位倒料式中转站,建有 2 层平台来倾倒垃圾,提高高度的同时还需为垃圾收运车修建引道,导致建筑费用增加;吊装式垃圾站直接采用吊装,未对垃圾进行压缩,导致垃圾运转效率低下,同时运费提升。因此,研发一种工作可靠性高、性能优良的压缩式城市生活垃圾中转站,成为必要。国内也有部分城市在积极探索垃圾中转站压缩装置的研发,多以引进外国的设备,自己加以模仿改造而成,有的已取得了较好的使用效果。但是引进外国设备价格较高,加上国内外的垃圾特性差异较大,不完全适合国内的需求,为此研发适合我国国情的垃圾中转站及其压缩装置将带来较高的社会效益和丰厚的经济效益。同时大力推广垃圾压缩是今后环卫处理的一种发展趋势,也是环卫机械行业开发新产品的一个热点。1 1 .3 3 .2 2 存在问题现有的垃圾压缩装置一般都采用单油缸的压缩装置,压缩仓、贮存仓和推出仓三箱一体的受圾装置,如专利号为 0320976.9(公告号为 N2633817Y)的中国实用新型专利《垃圾压缩装置》,其受圾装置包括垂直式前门、中门及推铲机构,采用二块垃圾整体式提升方式装箱。该类设计存在问题在于垂直式前门容易顶住垃圾中转站的门道,且装车过程中垃圾容易散落造成二次污染;中门在箱体两侧中缝内移动,垃圾块推铲移动过程中容易造成垃圾散入中缝内:推板上没有防圾板,压缩过程中垃圾容易掉入推出仓内;中、前门油缸管道裸露在受圾箱体的外面,增加了油管的易侵蚀性;箱体的后端封闭,不利于推出仓的维修及清理工作;此外保险性能偏弱,设备运行的可靠性无法得到保障。国内一些设备制造公司已开发了一些垃圾压缩装置,并应用于各垃圾中转站,实现了垃圾中转站的压缩功能。通过调研和实地考察发现目前国内垃圾中转站垃圾压缩装置主要存在如下一些缺点:1.垃圾压缩装置设备功能相对简单,并且体积庞大,整机结构的安全系数偏低;2.作业时工作面未封闭,手工操作与自动控制相混合,容易造成操作人员的失误引发安全事故,隐患较多; 73.垃圾中转站的地坑基建成本费用偏高,要求复杂;4.垃圾压缩装置设备运行时产生的噪声较大,且操作人员需近距离接触垃圾,工作环境差;5.地面以下的装置较多,维修难度大,垃圾液产生的酸、碱、潮湿环境对设备的金属外壳侵蚀严重。1 1 .4 4 本文的主要研究内容本文以工程实际应用为背景,以垂直式垃圾压缩装置为研究对象,对垂直式垃圾压缩装置各个部件进行结构设计、三维实体建模及虚拟装配,然后对其液压传动系统进行了设计。本论文主要内容为以下几个部分:1.结构设计部分:为论文的第二章,对垂直式垃圾压缩装置的整机结构及垃圾箱总成、机架、压力装置及其液压系统的液压缸进行设计和计算;2.液压系统设计部分:为本论文的第三章,对垂直式垃圾压缩装置的各机构和整机的液压系统原理进行了设计,选择和计算了部分元件参数,并分析了该液压系统的特点。3. 全文总结与展望:为本文的最后一章。5 1.5 本章小结本章简要介绍了本篇论文的研究背景、意义以及目前国内外关于垃圾压缩装置的研究现状及存在的问题,本章还简要的分析了几种类型的垃圾压缩装置的对比和本篇论文的主要研究内容。 8第二章 垂直式垃圾压缩装置的结构设计2 2 .1 1 垃圾压缩装置形式的确定2 2 .1 1 .1 1 城市生活垃圾压缩装置的基本类型随着城市生活垃圾数量的不断增加,实行生活垃圾压缩转运势在必行。生活垃圾中转站作为连接垃圾产生源头和末端处置系统的结合点,其作用越来越明显,建立区域性的、相应规模的生活垃圾中转站己经迫在眉睫。国内外生活垃圾压缩装置形式多种多样,根据垃圾中转站内垃圾处理设备的工作原理及处理效果(减容压实程度)不同,主要分为以下几种形式:1.直接转运式垃圾中转站上个世纪八、九十年代我国建造的垃圾压缩装置大多属于这种形式。垃圾收集后由人力收集车、小型收运车运至中转站,然后直接倾倒进车厢容积大约为 60---80 m3 的半拖挂式大型垃圾运输车集装箱,最后由牵引车拖带进行运输,运输途中,为防止垃圾飞扬,敞篷用篷布覆盖。此形式的垃圾压缩装置工艺流程简单,几乎没有专用的中转垃圾处理设备,投资费用低,但是,中转时未对垃圾进行减容、压缩处理,致使站内垃圾运输车的车厢(集装箱)体积很大,无法承担大运量的运输工作,且中转过程中为非封闭化作业,运输途中易发生撤落,造成二次污染。2.垂直式垃圾压缩装置预压缩式垃圾压缩装置的工作原理是待垃圾运至中转站后,将垃圾卸入固定在中转站内的垃圾受圾箱体内,通过垃圾压缩装置进行压缩(减容并压实)成形(块),然后利用推铲机构一次性将垃圾块推入对接的封闭垃圾运输车的箱体内,由运输车运抵垃圾处理场。预压缩式垃圾压缩装置的特点如下:垃圾在固定箱体内压缩成块,压缩比例可达 3:l,实现了压实减容;箱体密封,可收集垃圾挤出液,防止二次污染;重量和压力检测精确,垃圾压缩过程不须集装箱半挂车配合,工作效率高;但是设备结构复杂、造价高,运营费高。3.直接压缩式大型垃圾压缩装置直接压缩式大型垃圾转运站的工作原理为:垃圾收集后运至此中转站,经料斗直接卸入由 40 英尺的标准集装箱改装而成的半挂运输车箱体内,由固定的 9水平压压缩装置进行反复多次的压装,满载后由运输车运输。配套的车辆可选用车厢一体式,亦可采用车厢可分离式的拉臂车。其特点如下:设备体积较小,相应的土建设施规模较小,投资也相对较少;压装过程完全自动控制,全封闭作业,无二次污染;但是,带压缩装置的集装箱结构复杂,造价较高,与预压缩式中转站相比,车辆等候时间较长。经过分析比较以上几种形式的垃圾中转站的优缺点,初步选定垂直式垃圾中转站作为研究对象。2 2 .1 1 .2 2 垃圾压缩装置整体方案的确定垃圾压缩装置按压缩装置的压缩方式可以分为:垂直压缩式、水平压缩式。垂直压缩式压缩效率较高便于处理垃圾。但其大多需要专用的运载车辆,成本较高;按垃圾受圾箱的位置分:地平式、地坑式。地平式需要专门的倒料装置和相应的土建设施,而地坑式其投料口和地面相平不需专门的倒料装置,且不影响市容;按垃圾箱和压缩装置分:一机多箱式、一机一箱式。一机多箱式适合垃圾装运量大的大中城市。还有全封闭旋转式垃圾压缩储存机等。从技术、经济、社会环境效益等方面综合考虑,结合课题组的实际情况,最终确定本论文的研究对象的工作环境为压缩方式为垂直压缩式、受圾箱位置采用地坑式、提升方式为整体提升的地坑式垂直压缩垃圾压缩装置,其主要性能指标如下:1.垃圾日处理能力:100 t(按每天工作 7 小时以上,每年工作 300 天以上计算);2.垃圾处理方式:垂直压缩装置进行垂直压缩,垃圾压实后,密度达到0.9 t/m 3 以上;3.转运方式:全封闭式自卸垃圾车转运;用全封闭车厢、密封式后门;后门采用全液压控制,垃圾密封运输,垃圾和污水在转运过程中无撒漏,杜绝二次污染;垃圾转运车驾驶室须配有原厂冷暖空调;4.适用垃圾类别:生活垃圾,固体废弃物;5.适用垃圾收集方式:人力车收集、手推车收集和小型机动车收集,可以从二个或三个方向同时进料6.适用范围社区、大厦、医院、学校、机关、商场、宾馆、车站、机场等产生大量垃圾的相关场所;7.操作人员及操作方式:2 人,采用手动、自动控制两种控制。在设备正常工作时,选用电动自动控制,在设备出现故障的情况下,选用手动控制。即当电气系统出现故障时,仍可人工手动操作,继续工作; 108.工作噪声:60 分贝。采用进口双联叶片泵,可靠性高,降低整机噪声。2 2 .2 2 垂直式垃圾压缩装置的总体设计垃圾压缩装置是实现垃圾压缩减容的主要设备之一,亦是垃圾转运站的主要处理设备。垃圾压缩装置是垃圾中转站的主要设备,是一种由液压系统控制的将收集来的垃圾进行压缩,以减少垃圾体积的机械。1 1 机架;2 2 液压活塞杆;3 3 活动横梁;4 4 压头;5 5 垃圾箱中门;6 6 推板;7 7 垃圾箱总成图 图 2-1 垂直式垃圾压缩装置总体结构图垂直式垃圾压缩装置整机结构组成包括:压缩系统、垃圾箱总成、液压系统、防箱体堕落装置、喷雾冲洗除臭系统、污水收集排放系统、电气控制和操纵系统、地坑自动冲洗系统、空气除臭系统,如图 2.1 所示,其工作原理如下:压缩系统由主液压缸、辅助液压缸、活动横梁、压头组成,用于对垃圾进行垂直压缩。主液压缸和辅助液压缸的缸筒固定于活动横梁之上。主液压缸的活塞杆端部连接于压头,辅助液压缸的活塞杆固定于机架顶梁上。待散装垃圾 11倒入垃圾箱内(此时垃圾箱总成箱处于地坑内)以后, 压头由辅助液压缸驱动伸长,到最大工作行程后,固定不动,由主液压缸驱动压头伸入垃圾箱中进行垃圾压缩。压缩完一块以后,垃圾箱总成的中门提起,由推出仓的液压缸驱动将垃圾块推入储存仓内储存,接着进行第二块垃圾的压缩。待两块垃圾都压缩成块以后,由压头上的挂钩勾住垃圾箱总成上的钩子,由主液压缸驱动将压头升起同时提起垃圾箱到与转运车车厢的高度平齐位置。中门升起,由推铲机构将2 块垃圾块推铲入车厢箱体内,最后垃圾箱回位。推出机构由推出液压缸、推板和推出架等组成,用于将压缩成块的垃圾推入垃圾转运车车箱体内。推出液压缸固定于推出架上,其活塞杆前部固定于推板。推出垃圾块时活塞杆前行时,推板向前运动,把垃圾箱中的垃圾块推出。每块垃圾块压缩成型需要经历 3 至 4 次的“倾倒一压缩倾倒”的轮番过程,同时每次压缩到一定程度时进行保压,确保垃圾压实成块。本设计中垂直垃圾压缩装置的总体技术要求如下:1.主要结构件:机架采用分装式,便于拆卸、安装、转移;压缩主油缸,采用多节缸,行程 3350mm,额定压力 25 MPa,缸径 250 mm/ 180  mm,保证了压缩油缸同步及安装要求;四根立柱顶部内加装加强梁,确保大压力压缩垃圾时,立柱不产生局部变形。2.压头与立柱之间采用导向装置,导向装置必须采用可自由转运的浮动滑块,确保压头偏摆时,滑块滑动能大面积与立柱接触,保证立柱不产生局部变形;3.电器系统采取 PLC 程序控制方式,压缩过程为全自动工程;关键元件(例如:可编程控制器、断路器、交流接触器、扩展模块、传感器、稳压电源)等使用优质进口件:4.所有结构件表面经喷丸(砂)处理,再喷涂高防腐油漆,提高防腐能力和整机寿命:5.安全装置:垂直式垃圾压缩装置加装防箱体坠落装置的安全钩装置,安全钩油缸装液压阀,电气上设有互锁,确保提箱后的安全性。安全钩装置的开启与锁紧须采用液压油缸控制,采用高强度调制处理,并实现自动化控制,实现各动作间的互锁,确保整机安全性;6.污水收集排放系统:垃圾箱内部、中门,推铲内设有专门的污水收集及排放装置,地坑内四周设有导流通道,进入收集池后集中处理排放,保证站内环境。2 2 .3 3 垃圾箱总成的设计 12垃圾箱总成(见图 2.1 中 7 所指)采用整体式垃圾箱技术,即压缩仓、储存仓和油缸推铲仓一体。包括中门、推板以及附属液压缸等组成。推力仓内设置有推出装置,其左端部分为推板,用于将垃圾块推出至转运车车厢,其顶部设置有防圾板,放置垃圾翻入推出仓;推板和中门所分隔的具有中部空腔作为受圾仓;中门和前门形成的空腔作为贮存仓;中门是移动与受圾箱体内壁中缝,在中缝中嵌入安装中缝推板机构,解决了垃圾散入中缝的问题。垃圾箱总成的具体技术性能如下:1.结构形式:采用整体式垃圾箱,垃圾压缩仓、储存仓、推铲机构为整体结构,垃圾箱体选用 30 mm 高强度钢板,整机采用严格的表面防腐工艺,金属表面涂装前进行酸洗磷化处理,以确保箱体在高压力、高腐蚀、高磨损情况下使用寿命在 5~8 年以上;2.箱体前门及中门采用液压油缸垂直开启方式,提升过程采用液压自动挂箱;3.箱体上卸料装置(推铲)的油缸应平置,保证全部油缸力用于推卸垃圾,推铲采用油缸水平控制方式,同时采用侧面、底面双向滚轮导向,滚轮内安装自润滑轴承,免维护;4.推铲仓的顶部设有垃圾移位、卸料全过程封闭盖板,防止垃圾从压缩仓翻入推铲仓:5.垃圾箱中门设有限位导向装置;垃圾箱设有同步提升装置:分隔垃圾箱分隔门设有定位装置。垃圾箱总成设置有提升机械保险机构,该机构由滑销、滑道、弹簧、磁性吸力器组成:滑销、弹簧及磁性吸力器安装在导向板上,导向板安装在受圾箱体外侧,滑道固定在立柱的侧壁上,滑道为锯齿形式;滑销起到保险扣的作用;滑销在弹簧的压力作用下始终扣住滑道的锯齿,锯齿跟随受圾箱体上升;磁性吸力器的吸力可拔出滑销,实现受圾箱体的下降动作。此机构解决了在受圾箱体保养、维修及地坑清理时的安全问题。液压保险机构是由防震片、保险油缸、保险钩、保险钩座及弹簧组成:保险油缸安装在立柱大梁上侧面;保险油缸推动保险钩转动于保险钩座上,使保险钩钩脱压台导向横梁;弹簧使保险钩脱钩复位。2 2 .4 4 机架的设计机架在垃圾压缩装置中起支撑作用, 材料选择 Q235,主体结构采用高强度 13整体式框架,运行稳定,压缩力大而均匀。机架的结构图如图 2.2 所示。整体式框架包括 4 根立柱、4 根顶部横梁、2 根加强横梁、2 根压力装置固定梁、4根支撑架等组成。其中,每根立柱、顶部横梁、加强横梁均为四块 30mm 厚的钢板焊接而成,截面为箱型。立柱所用钢板的尺寸为 5000x300x30(mm),顶部横梁为 3700x300x30(mm)、3000×300×30(mm),加强横梁尺寸为3000x300x30(mm)。图 图 2-2 机架结构图2 2 .5 5 压力装置的设计在垃圾压缩装置的现有技术中,主要分为平地式垃圾压缩装置和地坑式垃圾压缩装置两种。平地式垃圾压缩装置由于冲头行程大,导致整机安装高度过高而且填压、装运极不方便.所以已经逐渐被淘汰:坑式垃圾压缩装置能将垃圾在地平线之下坑内压缩.由于整机高度降低、操作更方便.所以日趋受到青睬。目前地坑式垃圾压缩装置的冲头行程一般大于 3300mm,其压力装置包括油缸、供油管路、冲头球座组成,按所用的油缸分类有两种:一种是单活塞杆长体油缸,其冲头行程可达 3500mm、缸体长度 3500mm、组成整机的安装高度7382mm;另一种是套缸式油缸,即采用一根套缸式油缸,其冲头行程 3500mm、 14缸体长度 2350mm、组成整机的安装高度 5572mm。前者存在压力不平衡时易造成油缸失稳、整机高度过高并引起建筑空间高度超过 6 m 和建筑投资加剧以致产品市场受限等不足;后者缸体长度和组成整机安装高度虽然减少,但还存在结构复杂、制造精度高、缸体直径太、维护性差等不之处。A A 辅助液压缸;B B 活动横梁;C C 主液压缸图 图 2-3 压力装置结构图压力装置的压缩油缸采用三联油缸.为串联油缸压力装置,由一根单活塞杆短体油缸 A 串联两根并联的单活塞杆短体液压缸 B 形成压力:用一个油缸联结粱来固定油缸 A 和 B 的缸体;油缸 A 的活塞杆顶端连接冲头球座,油缸 B 的活塞杆顶端连接垃圾压缩装置顶梁。该装置所用主液压缸 A 推力为 100 t、活塞轩行程为 1975mm、缸体长度2540mm;辅助液压缸 B 推力为 50 t、活塞杆行程为 1375mm、缸体长度为1775mm。A 和 B 形成压力系统的冲头行程为 3350mm、冲头压力为 100 t。主液压缸油缸与压头之间采用球头联接。另外,三支液压缸采用单油路控 15制,整套油缸的密封件采用优质进口密封件。2 2 .6 6 三联液压缸的设计2 2 .6 6 .1 1 液压缸工作压力的确定液压缸的工作压力主要是根据液压设备的类型来确定的,通常对于不同的液压设备,由于工作条件的不同采用的压力范围也不同。表 3.1 为液压设备常用的工作压力。表 2-1 液压设备常用的工作压力本设计中采用的是液压机,参考上表所给压力,并结合初步设计要求,现选择液压缸的工作油压 Pl=25MPa。2 2 .6 6 .2 2 液压缸内径 D D 及活塞杆直径 d d 的确定图 图 2-4 单活塞液压缸计算示意图单活塞杆液压缸计算示意图如图 24 所示,由图可知,2 2 21 2( )4 4fcD P F D d P F     (21)2 2 221 14( )( )fcF FPD D dP P    16其中 , 液压缸工作压力;1P 液压缸回油腔背压力;2P活塞杆直径与液压缸内径之比; / d D工作循环中最大的外负载; F液压缸密封处摩擦力,其精确度不易求得,常用液压缸的机械fcF效率 进行估算。cm (2 /fc cmF F F   2)其中 液压缸的机械效率,一般 =0.9~0.97,cmcm将 代入式(2-1),可求得 Dcm (2221141 1 ( )cmFDP dPP D        3)本设计中,垃圾压缩装置的压缩能力 F=100 t= N,液压缸工作油压61 10 1P=25MPa;由于高压系统16~32 MPa 时,初算时背压忽略不计, =0;选取机械2P效率 =0.9, 由式(23)计算得液压缸直径:cm=237.8 mm;AD=168.2 mm。BD液压缸内经 D 与活塞杆直径 d 的关系,当工作压力 7(MPa)时,d/1PD=O.7,则对应活塞杆直径为: O.7=166.46 mm;A Ad D  0.7=117.74 mm。B Bd D  为了便于采用标准的密封元件,按表 22 将液压缸内径 D 圆整到相近的标 17准系列(GB2348--93)直径: =250mm, =180mm;按表 2-3 将活塞杆直径 dADBD圆整到相近的标准系列尺寸: =180mm, =125 mm。AdBd表 2-2 液压缸缸筒内径(缸径)尺寸系列(摘自 GB2348--93) (单位:mm)表 2-3 液压缸活塞杆外径(杆径)尺寸系列(摘自 GB2348--93) (单位:mm)2 2 .6 6 .3 3 液压缸壁厚 及外径 的计算 1D液压缸的壁厚一般指缸筒结构中最薄处的厚度,由液压缸的强度条件来计算。从材料力学可知,承受内压力的圆筒,其内应力分布规律视壁厚的不同而各异,一般计算时可分为薄壁圆筒和厚壁圆筒。当 /DO.08 时,可用薄壁缸筒的实用计算公式  (2 max2P D4) 当 /D=0.08~0.3 时,  (2 maxmax2.3 3P DP5)当 /DO.3 时,按厚壁圆筒公式计算,则:  18 (2  maxmax0.412 1.3P DP      6)式中:液压缸的最高允许工作压力(MPa);maxPD液压缸缸筒内径(m);缸筒材料的许用应力(MPa)   缸筒材料的许用应力 =   rn缸筒材料的屈服强度(MPa)r安全系数 n通常取 =1.5~2.5,根据液压缸的重要程度和工作压力大小等因素选 n取,工作压力大时 n 可选取小一些。本设计中选取液压缸的材料为无缝钢管,则: =(100~110)MPa。TP查典型的液压缸系列产品其缸筒的壁厚 值,得出液压缸壁厚为: =25 mm, =20 mmAB则液压缸的外径:;12 300A A AD D mm     。12 220B B BD D mm    计算得液压缸壁厚以后,通过以下步骤进行验算,确保液压缸安全工作。(1)液压缸的额定压力 应低于一定的极限值,保证工作安全:rP (27) 2 22220.35srD DPD (2)为了避免缸筒在工作工程中发生塑性变形,液压缸的额定压力 应与塑rP性变形压力有一定的比例范围:(0.35~0.42) (MPa) (28)rP PLP 192.3 ㏒ (MPa) (29)PLP B2DD(3)缸筒径向变形△D 值应在允许范围内,而不超过密封件允许范围:(m) (210)2 222 22TDP D DD vE D D      (4)为确保液压缸的安全使用,缸筒的爆裂压力 P E 应大于耐压试验压力:TP2.3 ㏒ (MPa) (211)EP B2DD其中缸筒内径(m); D缸筒外径(m);2D液压缸的额定压力(MPa); rP缸筒材料的屈服强度(MPa); s s缸筒发生完全塑性变形的压力(MPa);PLP缸筒材料的抗拉强度(MPa);B缸筒材料的弹性模量(MPa); E液压缸耐压试验压力(MPa);TP缸筒发生爆炸时压力(MPa);EP缸筒材料的泊松系数; n钢材: =0.3 n通过验算,液压缸的壁厚 =25mm, =20mm,安全。 AB2 2 .6 6 .4 4 液压缸工作行程和缸体长度的确定液压缸工作行程长度,可根据执行机构实际工作的最大行程来确定,查表,最终确定活塞杆行程为 =1975mm, =1375mm。ALBL液压缸缸体内部长度应该等于活塞的行程与活塞的宽度之和。缸体外形长度还要考虑到两端端盖的厚度。一般液压缸缸体长度不应大于内经的 20~30倍。最终确定缸体长度 =2540mm, =1775 mm。AlBl2 2 .6 6 .5 5 液压缸结构...

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