厨余垃圾自动粉碎打包机课程设计 - 图文

mou mou 学 院

机械创新设计课程设计

设计题目 厨余垃圾自动粉碎机设计 系 部

专 业 机械设计制造及其自动化 班 别 姓 名 学 号

指导老师（签名） 完成时间 2014 年 3 月

摘要

论文主要对厨余垃圾的粉碎及打包进行了研究。论述了厨余垃圾粉碎打包机打包的总体结构的设计、工作原理、操作方法。其中包括硬件的机械结构和软件的控制原理。硬件的机械结构主要介绍了机械结构的设计及工作原理、操作方法等。包括了带轮、交流电机、液压缸的选择，及这些元件在工作过程中各数据的计算，另外还有对各材料的选取原因及优越性做了详细的说明。同时，还用红外线感应器和压力传感器对垃圾进行检测和信息反馈，实现对厨余垃圾粉碎机打包动作的单片机控制。

论文还对国内外对厨余垃圾的二次应用的研究、分类及处理方法进行了介绍及评价。同时对厨余垃圾自动粉碎打包机的应用场合、市场推广价值及前景做了介绍。并对该作品各部分机械结构的设计的优越性、工作原理及操作方法做了详细的介绍。

关键字：厨余垃圾； 重力检测； 垃圾粉碎打包； 液压缸； 单片机控

制

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目录

第一章 前言

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1.1本课题的选题背景 ......................................... 1 1.2本课题研究意义 ........................................... 2 1.3垃圾桶发展状况和存在问题 ................ 错误！未定义书签。 第二章 主要机构的设计

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2.1外支撑架的设计 ........................................... 8 2.2 绞碎机构的设计 ........................................... 9 2.3 绞龙的设计 .............................................. 11 2.4 垃圾袋固定机构设计 ...................................... 11 2.5 托盘设计 ................................................ 13 2.6 垃圾袋打包机构设计 ...................................... 13 2.7 电机的固定设计 .......................................... 14 2.8 称重机构的设计 .......................................... 16 2.9 外壳设计 ................................................ 16 第三章 控制系统的设计

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3.1 检测电路的设计 .......................................... 18 3.2 称重电路的设计 .......................................... 19 第四章 电动机及液压缸的选择 21

4.1 粉碎电机的选择 .......................................... 21 4.2 液压缸的选择 ............................................ 22 第五章 带轮与轴的选择及计算 26

5.1 带轮的选择 .............................................. 26 5.2 带轮的计算 .............................................. 27 5.3 轴的选择 ................................................ 30 5.4 轴的计算 ................................................ 30

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第六章 产品使用方法及结构爆炸图 32

6.1 产品使用方法 ............................................ 32 6.2 总体结构爆炸图 .......................................... 33 第七章 总结与展望

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7.1全文总结 ................................................ 34 7.2 展望 .................................................... 34 参考文献 36 致谢 38

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第一章 前言

1.1本设计的选择背景

随着全球经济的发展，人们生活水平的提高，城市的规模的不断扩大，世界各国城市人口的数量占全国人口数量的比重急剧增加，怎样让人们的生活环境保持清洁、健康，让我们的家园可持续发展、宜居，成为了一个全球性的问题及挑战。最近几年来，世界各国对厨余垃圾的回收、处理有了高度重视，如何将其有效的进行回收及再利用已成为现在的热点话题。

英国是世界上最早推行城市化的国家。刚开始，他们对厨余垃圾的处理很简单，主要将其当做一般的生活垃圾埋藏在地底下通过微生物分解处理。随着城市人口的增加，城市厨余垃圾的急剧增多，提倡低碳环保的英国人发现这些厨余垃圾就这么被微生物简单处理实在是浪费，他们想办法让这里面的有用物质进行二次利用。

他们把这些厨余垃圾二次利用，重新实现价值的方法很简单，就是把厨余垃圾收集在一起，使用微生物分解，然后成为对农作物有用的有机肥料。这种新理念很快被民众广泛接受，同时后来也带动了两个市场的发展。一是厨余垃圾处理设备制造企业雨后春笋般地出现，他们的目标客户群是大型酒店、饭店、食品连锁店，这些客户把厨余垃圾收集起来，通过设备处理后生产出有机肥料，在市面出售后作为他们的二次收入。二是英国的一些闲置土地被投资开发利用。

在我国，最先对厨余垃圾进行管理的城市是上海。上海市针对各单位回收的厨余垃圾处理方法主要有：堆肥、加工宠物饲料、微生物处理等。根据2005年的统计表明，除填埋外，上海市利用厨余垃圾堆肥、加工宠物饲料等资源化处置厂的处置能力约为700t/d，实际资源化处置约250t/d。产生的废弃食用油脂每天约40t，其中超过20t已纳入有关部门组织的回收系统，主要用于制造肥皂、硬脂酸等化工产品的原料。

由此可见，不管是在国内还是国外，厨余垃圾的利用空间非常的大，也有不同寻常的意义，为了普及厨余垃圾的利用，以及更加方便的处理及加工厨余垃圾，有一款可以适合于小区、酒店及连锁店等厨余垃圾比较多的地方的厨余垃圾自动粉碎机具有很大的发展前景及意义。

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1.2本设计研究目的

依据我国的实际情况，研制适合本国的厨余垃圾自动粉碎机，使居民在家中可以直接对厨余垃圾进行初步处理，处理掉的食物垃圾通过下水管道排到阴井中。这样就在源头上避免了食物垃圾造成的污染，同时实现了城市生活垃圾的减量化之目的。

1.3研究的意义

国外成功应用食物垃圾粉碎机来减少食物垃圾的经验，为我们吃力日益增加的食物垃圾开辟了一条新途径，从而呼唤适合我国的厨余垃圾自动粉碎机。另外，从源头解决处理厨房食物垃圾污染的研究还是有很多优点：

（1） 大量减少易腐垃圾数量，提高环境质量

目前，国家对生活垃圾的处理原则是垃圾的减量化、无害化和资源化。而减量化位居第一位可见其重要性。厨房垃圾粉碎机为食物垃圾的破碎预处理装置，可对厨房垃圾进行初步处理，不但减少垃圾的堆放量，同时确保人民有一个健康、整洁的生活环境，进而减少疾病的传染。

（2） 易于垃圾的再处理

由于厨房垃圾含有大量的水分，给垃圾的粉碎带来很大的困难，上海浦东垃圾焚烧厂现在就是依靠添加辅助燃料如油进行垃圾焚烧，这样一方面增加垃圾成本，另一方面在能源紧缺的中国还造成能源大量浪费。但是若把厨房垃圾在源头切断，则可大大的提高生活垃圾的焚烧热值，同时对垃圾填埋产生的渗漏问题也可大大改观。

（3） 具有经济、社会效益

由于我国经济与科技水平还不十分发达，高额投入垃圾处理有较大的困难，许多固体垃圾处理厂在引进国外先进技术后，由于缺乏科学的管理和资金的支持，处于半停产状态；一些小区虽然引进厨房垃圾的生化处理机，但其使用成本太高，已经超出百姓的支付能力范围。拟研制的食物垃圾粉碎机作为一种面向家庭、宾馆及饭店的小型机器，使有体积小，成本低，经济耐用的特点，可以被人们接受。加上政府在政策和舆论打击宣传引导，实行鼓励政策，一方

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面提高了百姓的婚嫁参与意思，充分调动社会力量保护环境。另一方面，政府还可把节省下来的大量开支用来研制、开发垃圾处理的新项目。

厨余垃圾自动粉碎机的设计 厨房食物垃圾粉碎机的可行性分析

固体垃圾的破碎装置有碾磨、剪切、粉碎等多种方式，这是固体垃圾处理的预处理阶段。本文所要设计的厨余垃圾自动粉碎机就是利用方式、剪切等方

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法把厨房食物垃圾快速粉碎成3-5mm的颗粒状，通过下水装置排入污水管道系统。图1为食物垃圾粉碎机的工艺流程图。

排入污水管道的垃圾，其颗粒越小或密度越接近于水的密度，可颗粒不会沉淀。据上海市环境研究所和美国宾夕法尼亚的环境工程研究院最近联合调查显示，经美国挚通泔水的U系列食物垃圾粉碎机处理过的食物垃圾在点位体积内的分子数平均低于水分子的含量，食物垃圾的沉淀量少。废水由高处依靠重力作用以一定的流速流入污水管道系统。由于在进行污水管道的力学设计时，其原则是：不冲刷、不淤积、不溢流、要通风。所以在我国规定，污水沟道的最小流速为0.6m/s。被分散到一定的颗粒进入下水道后，在此流速系下完全可随水流沿城建管道送入生活污水处理厂进行处理。荷兰有研究人员在荷兰选取一些老城区做的研究表明：在设计的城市管道容量下，不会堵塞排水管道，而且我国现在正在增加城建管道的容量，广泛使用塑料管道，增加管道的抗腐蚀性，加大污水厂的处理能力等各项措施，都有利于食物垃圾粉碎机进入千家万户。但是，由于国外情况与我国并不完全相同而且食物垃圾粉碎机对人们来说还是一个新事物，所以它能否被人们所接受，大量使用后的状况如何等问题还需要进一步去验证。

厨房食物垃圾破碎后的颗粒在随流水流动的过程中，有可能被管道上的淤泥所阻挡而滞留，这时有机颗粒依靠厌氧菌群和兼性菌群进行厌氧发酵。由于参加反应的微生物种类多，这一过程很复杂。一般可分为酸性发酵和碱性发酵两个阶段。在酸性发酵的过程中，纤维素、淀粉等碳水化合物水解成甘油和脂肪酸，并进一步降解形成各种低级的有机酸。产氢和产已酸菌群把上述水解发酵产物进一步分解为乙酸、氢和二氧化碳。在产甲烷菌群的作用下，生成甲烷和二氧化碳，完成对厨房垃圾有机废物颗粒的消化过程。流入生物污水处理厂的有机颗粒可作为营养元为污泥提供营养，也可提取作为肥料在利用.

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图1 食物垃圾粉碎机的工艺流程图

厨房食物粉碎机的工作原理及组成 厨房食物垃圾粉碎机的工作原理

厨房食物垃圾粉碎机就是把食物垃圾从投物口投到机器内，在刀盘高速旋转时，被处理无与刀盘同步旋转，从而产生一个速度差，加上离心力对被处理无的作用，使被处理物与刀盘的运动不同向，这样，依靠内齿环和端齿环及高速旋转的刀共同对被处理物进行破碎，撕拉等作用，是食物垃圾迅速变为3—5mm颗粒，在流水的作用下通过下水管道排走

厨房食物垃圾粉碎机的组成

设计的厨房食物垃圾粉碎机由投入口、粉碎室、驱动电机和排污口四部分组成。见图2所示。驱动电机为粉碎机提供动力来源，粉碎室内装有多重多向的粉碎刀组，是对事物垃圾进行粉碎的主要元件。粉碎室上部与投入口相连，与洗涤盆相接，是垃圾开始投入的地方。粉碎室下部侧壁设计有排污口，当食物垃圾在粉碎室被粉碎刀盘粉碎后，在水流的作用下排走。其中驱动电机和粉碎刀盘为垃圾粉碎机的关键部分，他们的好坏直接影响食物垃圾粉碎机的使用效果。

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图2 厨房食物垃圾粉碎机结构简图

粉碎刀盘组合刀具结构设计

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