天津理工大学17毕业设计赵喆同学的压缩打包机设计

分类号： 密级：天津理工大学本科生学位论文垃圾压块打包机设计及其液压系统分析（申请学士学位）学科专业：机械工程作者姓名：赵喆指导教师：陈建嗯 讲师2017 年 4 月Thesis Submitted to Tianjin University of Technology for the Bachelors DegreeDesign of Packing Machine for Garbage Briquetting Press and Hydraulic System AnalysisByZhe ZhaoSupervisorLecturer Janen ChenApril 2017独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 天津理工大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解 天津理工大学 有关保留、使用学位论文的规定。特授权 天津理工大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复本和电子文件。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名： 导师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日摘要随着城镇一体化的有效推进，城市垃圾主要包括塑料、建筑垃圾（指砖瓦、砂石等不可压缩固体） 、纤维型等。其中除了建筑垃圾外，塑料、纤维等都是可以压缩处理的。考虑到城市垃圾总量庞大，占用空间也是非常可观的。为了有效地利用城市空间，缓解城市用地紧张的形势。对垃圾进行有效的压缩处理是刻不容缓的，也是对垃圾的科学处理起着关键作用的。根据现在的现实情况，本文对城市产生的生活垃圾的处理，进行了系统的研究。主要内容如下：1、查阅关于城市垃圾的处理的有关资料。分析国内外现在关于垃圾处理的研究现状。综合考虑城市垃圾的特性。构建出符合我国现在城市实际情况的垃圾压缩打包机。2、构建城市垃圾压缩打包机的数学模型。进行机械结构的整体设计，主要包括：机架、加料口、捆线机构、压缩机构等。3、综合考虑打包机压缩系统的技术要求，采用液压系统来实现压缩及其打包功能。制定液压系统原理图，液压系统主要元件的设计计算等。4、采用 AMESim 仿真软件，对所设计的液压系统进行功能仿真。仿真结果比较合理。关键词：垃圾压缩；打包机；液压控制系统；仿真AbstractWith the effective promotion of urban integration, urban waste mainly includes plastic, construction waste (refers to brick, sand and other incompressible solids), fiber type, etc. Among them, in addition to construction waste, plastics, fibers and so on can be compressed processing. Taking into account the large amount of urban waste, the occupancy space is also very impressive. In order to make use of the urban space effectively, the tense situation of the urban land use is alleviated. It is urgent and effective to compress waste effectively. It also plays a key role in the scientific disposal of rubbish. According to the present reality, this paper makes a systematic research on the disposal of municipal solid waste. The main contents are as follows: 1. Consult relevant data on the disposal of municipal refuse. The present situation of waste treatment at home and abroad is analyzed. Taking into account the characteristics of municipal waste. Construction of garbage compressing and packing machine according with the actual situation of our city. 2. Build the mathematical model of municipal waste compression packer. The overall design of the mechanical structure, including: frame, feeding port, wire binding mechanism, compression mechanism and so on. 3. Considering the technical requirements of the compression system of the baler, the hydraulic system is used to realize the compression and packing functions. Make hydraulic system schematic diagram, design and calculation of main components of hydraulic system. 4 、 the simulation of the hydraulic system is carried out by AMESim simulation software. The simulation results are reasonable. Key words：Compression baler； Packer; Hydraulic Control System； simulation目 录摘要 .4Abstract.5第一章 绪论 .81.1 城市垃圾打包机现状与发展趋势 .81.1.1 国外研究进展 .81.1.2 国内研究发展 .81.2 课题的研究意义和价值 .91.2.1 城市垃圾的有效处理 .91.2.2 有助于达到成本节省型、环保和睦型社会 .91.2.3 表达了如今都会拥有完成往复经济的良好能力 .91.3 课题研究内容 .9第二章 压块打包机的结构设计 .102.1 城市垃圾压缩机理简介 .102.11 城市垃圾状况简介 .102.12 城市垃圾的压缩机理 .112.2 压块打包机的总体设计 .132.2.1 系统设计要求 .132.3 进料口的设计 .142.4 压缩活塞的设计 .152.4.1 压缩活塞的设计与计算 .152.5 机架的设计 .172.6 收缩口的设计 .172.7 推线结构的设计 .182.8 捆线机构的设计 .192.9 本章小结 .20第三章 液压系统的设计 .213.1 工况分析 .213.2 液压缸设计内容和设计步骤 .223.3 液压缸设计 .233.3.1 缸筒与活塞杆 .233.3.2 缸结构的计算与校核 .253.3.3 缸体的连接方式 .263.4 油箱的设计 .283.4.1 油箱的概念 .283.4.2 油箱的选用 .283.4.3 油箱吊环的设计 .293.5 本章小结 .29第四章 液压系统的仿真 .304.1 AMESim 仿真软件简介 .304.2 压缩活塞装置液压系统的仿真 .314.2.1 液压系统的建模 .314.2.2 液压系统数学模型的选择 .314.2.3 设置模型参数 .324.2.4 运行仿真 .334.3 本章小结 .34第 5 章 结论与总结 .355.1 全文总结 .355.2 不足与展望 .35参考文献 .36致谢 .38第一章 绪论1.1 城市垃圾打包机现状与发展趋势由于中国处于经济迅速发展的时代，因此都市化程度逐渐提升，城市的生活废弃物逐渐增多，于此同时处理城市废弃物的能力并不强劲导致了都市生活垃圾状况十分严重，当下最需要的就是如何缓解这个难题 1。但是中国在垃圾打包压缩领域的研究并不完善，因而创造出压缩功能更好、打包性能更迅速的都市生活垃圾压块打包机就显得尤为重要。1.1.1 国外研究进展海外专家广泛看法是，垃圾并不是没有价值的反而是一种成本。针对垃圾的再利用，在最初时就应该考虑垃圾的差别，通过差别将垃圾合理化区分开 1。国外的理想是达到将来的可连续可成长的持续经济体系，该体系的核心是爱护生态，然后是对废料物品的可再生应用。通过一百年左右的研究，海外对垃圾深埋、燃烧和制成生物肥料的基本方法已有独到的看法 2。科技也在逐步提升，厌氧消化、生物质气化的程度也在逐渐深入、新型方式的产生也迅速诞生比如厌氧堆肥、气化等。制成生物肥料法：该方法的启蒙开始于早期的的荷兰 2。该法主要是通过人为设定的环境中让废弃物通过一定的生物化学反应将其降解变为可操控的腐化物，这种物质可以作为土地的营养物用在作物的生长中。生物肥料法相对单一，其主要针对于生活垃圾，这种方法不但减少了燃烧所产生的大气污染而且降低了化肥在农用作业的使用率，同时还实现了垃圾再利用的持续发展观念。制成生物肥料要用刚回收的垃圾，最初要对垃圾进行区分，而后再对其中有机成分逐步发酵。正是因为其他解决垃圾问题的方法正在改进并且逐步完善，在海外该种方式处理量相对减少，减少并不意味着停滞，此种方法依旧是主流的生物机械技术 9。1.1.2 国内研究发展中国现在采用的垃圾治理方法比较简单有土地深埋、垃圾燃烧、制成生物肥料等，为更快解该问题，城市间会依据本地地域环境针对几种方法的优缺点进行合理的搭配 3。当下中国的填埋处理，及消耗人力物力，又大大降低了土地使用率，而且提高了物流价格，中途的散落也对道路产生再次污染 10。垃圾深埋、在其中的比例战 9 成，燃烧和制成生物肥料加起来不足 1 成，但是生活垃圾占总垃圾量的比例远远高于此，由此可以看出在垃圾处理前的垃圾分类也存在很大的弊端。1.2 课题的研究意义和价值1.2.1 城市垃圾的有效处理由于有些垃圾是不具备可压缩性的，但是其所占城市垃圾总量并不是太大。因此预先的区分垃圾种类需要被得到重视，这样可以减少压缩的困难同时也能保证机器正常运行，将可压缩垃圾进行压缩打包处理，这样既能在更大程度上对城市垃圾进行总体所占空间进行有效缩减，也符合社会倡导的城市环保治理理念。城市垃圾的压缩如果单纯靠人力去操作完成，既费时、费力、费财，也往往达不到预期的效果。1.2.2 有助于达到成本节省型、环保和睦型社会都市废弃物中，有大多数垃圾都是可持续利用的原料，就像废弃金属、废弃轮胎、废纸等。废弃金属的再利用可以有效节约能量消耗，减少废水排放并且降低了化学用品的利用比率，废纸的再利用可以加工成再生纸和再生纸板。这些都是再利用的典型事例，有助于爱护环境节省资源。1.2.3 表达了如今都会拥有完成往复经济的良好能力城市垃圾有些成分是可以回收处理再加工的：诸如废弃纸张的再利用，用回收的物品去代替原产物料，再将回收物加工成纸浆，此纸浆再进行再加工处理可以制造出新的再生纸张和再生纸板。通过复杂的再加工处理诸如煮、漂等步骤，回收的废弃品已经达到了环保要求，同时降低了能耗，减轻了污染源，形成了节俭、环保的新形势。1.3 课题研究内容随着城镇一体化的有效推进，城市垃圾主要包括塑料、建筑垃圾（指砖瓦、砂石等不可压缩固体） 、纤维型等。其中除了建筑垃圾外，塑料、纤维等都是可以压缩处理的。考虑到城市垃圾总量庞大，占用空间也是非常可观的。都市的土地资源可以得到更好的利用这样才可以提升都市土地利用率。能更有效率的进行垃圾压缩并妥善处理显然是首要任务。该论文针对此问题进行了都市垃圾打包压块机的整体方案设计，并针对液压功能进行了专项设计。(1) 掌握垃圾压块打包机工作原理，对垃圾压块打包机进行整体方案设计。(2) 基于 AMEsim 软件搭建液压系统回路图 。(3) 研究各液压元件的状态参数变化情况，剖析元件选型及逐个元件参数对系统共性的作用。第二章 压块打包机的结构设计2.1 城市垃圾压缩机理简介2.11 城市垃圾状况简介随着生活水平的逐渐提高，人们对物资的需求在品类与量上也呈现