家用垃圾处理器设计
35页 14000字数+说明书+外文翻译+8张CAD图纸
中心轴.dwg
切刀.dwg
压块.dwg
外文翻译--估计导致工程几何分析错误的一个正式理论.doc
家用垃圾处理器设计说明书.doc
抽板.dwg
梯形图.dwg
装配图.dwg
过滤板.dwg
连杆.dwg
目录
摘要1
第一章 引言2
1.1国外生活垃圾处理技术的现状及发展趋势2
1.2我国生活垃圾处理技术的现状及发展趋势5
1.3课题的研究意义7
第二章 生活垃圾处理器设计9
2.1生活垃圾处理器的组成9
2.2 电动机的选择9
2.3 曲柄滑块机构的设计13
2.3.1 曲柄滑块机构定义13
2.3.2曲柄滑块机构的特性及应用14
2.3.3 曲柄滑块机构的分类14
2.4曲柄滑块机构设计16
2.4.1 曲柄滑块机构受力分析16
2.4.2 曲柄滑块的运动学特性18
2.4.3 尺寸设计19
2.5 其它结构20
第三章 电机的PLC控制24
3.1 电机的控制原理24
3.2 西门PLC简介24
1、PLC的基本概念24
2、PLC的基本结构24
3、PLC的工作原理26
4、PLC内部运作方式27
3.3 PLC的I/O分配28
3.4 PLC梯形图29
3.5 PLC语句表29
总结30
致谢32
参考文献33
摘要
本设计依据我国实际情况,研制适合家用的生活垃圾预处理装置——生活垃圾处理器。该垃圾处理器分为两部分,一部分用来处理各种不可回收的垃圾,如:厨房食物垃圾、卫生间垃圾、废渣、废弃的塑料袋等等,将其粉碎并且导入下水道中;另一部分适用于处理各种可回收生活垃圾,如:易拉罐、废报纸等等,该机构将其压扁回收,减少空间。
设计最后还对两电机采用西门子PLC进行控制,使设计变得更加理性话,更加实用。
关键词:生活垃圾;垃圾处理;PLC
第一章 引言
城市生活垃圾的成分和特性受居民生活水平、能源结构、季节变化等因素的影响,使得垃圾组分具有复杂性、多变性和地域差异性等特点。其组分主要由煤灰、纸张、塑料、砖瓦、厨渣、毛骨等组成。由于生活垃圾成分复杂,又受到种种因素的制约,因而各国对生活垃圾的处理及其污染治理技术的发展一般是随国情而异,往往一个国家的不同地区也采取不同的处理方法。
1.1国外生活垃圾处理技术的现状及发展趋势
(一)现状
1996年以前,奥地利、比利时、加拿大、丹麦、芬兰、法国、德国、意大利、日本、卢森堡、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士、英国、美国和新加坡等一些国家的生活垃圾处理方法以填埋法为主。此后,随着经济的发展,越来越多的国家采用焚烧法。目前,日本、瑞士、比利时、丹麦、法国、卢森堡、瑞典、新加坡等国采用焚烧法处理垃圾的比例,都接近或超过填埋法,而堆肥法在国外已较少使用。对于生活垃圾中可利用物质的回收利用率,在发达国家中平均为25%左右,有的高达50%以上。
1.填埋技术现状
英国最早于1930年,美国于1940年开始采用生活垃圾卫生填埋技术———即有控制的生活垃圾填埋技术。国外从20世纪80年代开始在垃圾填埋场防渗处理中使用人工合成材料作为衬底,逐步成为一项成熟的技术得到广泛的应用。通常采用约2 mm厚的高密度聚乙烯(HDPE)作为衬底材料,其渗透系数可达10-12~10-13 cm/s。目前,人工合成衬底材料已形成了系列产品,并制定了相应设计和施工标准。垃圾填埋场作业一般由垃圾推土机和垃圾压实机操作,既可提高场地利用率,又可以减少雨水对垃圾的冲刷。现代化大型生活垃圾卫生填埋场大多采用单元填埋法,并对垃圾进行分层压实和每日覆盖控制填埋沼气的自由转移或扩散是填埋技术的一个组成部分,填埋沼气的主要成分是甲烷和二氧化碳。通常采取的方法一是通过石笼等形式将填埋沼气导排;二是通过石笼和收集管将填埋沼气导排并使其安全直燃;三是通过管网系统收集后经过净化处理作为能源回收利用。
2.堆肥技术现状
对堆肥技术进行科学研究始于20世纪20年代。而高温好氧堆肥技术是从20世纪30年代开始采用的。根据工艺流程和运行状况,高温好氧堆肥处理技术可分为静态好氧堆肥处理技术、动态好氧堆肥处理技术和间歇式动态好氧堆肥处理技术3种进入20世纪90年代以来,动态厌氧堆肥处理技术在一部分国家率先得到了应用。早在20世纪的7080年代,许多发达国家曾建设了大批机械化程度较高的垃圾堆肥厂,不少国家还制定了垃圾堆肥产品的技术标准,并依据相关技术标准生产了多种用途的堆肥系列产品,以适应不同作物、不同土壤和不同用肥途径(如家庭养花、庭院苗圃、园林绿化、农业种植等)的需求。同时也在提高垃圾堆肥产品质量,扩大垃圾堆肥产品销售和拓展垃圾堆肥产品使用范围等方面做了大量工作,有效地推动了垃圾堆肥技术的推广应用。20世纪80年代后期,发达国家的生活垃圾堆肥技术应用陷入低谷,有不少国家的许多规模较大且机械化程度较高的生活垃圾堆肥厂相继倒闭。但即使在这种形势下,一些国家或城市仍在坚持不断改进垃圾堆肥技术,提高垃圾堆肥产品质量,稳步发展着生活垃圾堆肥技术。目前,国外生活垃圾堆肥厂数量总体呈下降趋势,但垃圾堆肥技术的发展并没有停顿。发展较快的有两种堆肥方式:一是庭院垃圾堆肥;二是制造有机复合肥技术。2.1生活垃圾处理器的组成
本次设计的生活垃圾处理器有两部分组成,一部分是不可回收垃圾的粉碎,另一部分是可回收垃圾的压扁
不可回收垃圾的粉碎部分组要结构有:驱动电机、联轴器、中心轴、箱体、过滤板、刀具、垫圈、螺母、螺钉等结构组成。另外还有一些传感器,如:液位传感器。 可回收垃圾的压扁部分组要结构有:驱动电机、带轮、V带、轴、支架、曲柄滑块机构、压块、垃圾篓、抽板等
2.2 电动机的选择
驱动电机是食物垃圾处理器工作能量的提供源,也是关键部件之一,其性能直接影响着生活垃圾处理器质量的好坏。在设计中,电动机运行特征为时间短,启动频繁,断续工作。图2-1为永磁电机的结构简图。
我们选用永磁电机,因为其定子为永磁钢励磁无需励磁线圈,即省电又不发热。磁路结构经精心选择,使电机具有启动转矩大,过载能力强、响应速度快、嘈声低及转动平衡等特点,电机设计时采用了一些特殊技术。但是本次设计所用的电机是自己设计制造的。
(1) 磁钢径向、轴向聚磁以加大极弧面来提高气隙磁密,从而提高出力和快速响应能力。
(2) 采用不均匀气隙设计和磁钢极尖削角来保证对负载电流引起的电枢反应有良好的抑制作用,提高线性度并降低功耗。
(3) 利用电机槽和换向片及极弧宽度和齿槽的合理配合达到减小转矩波动、嘈声,保证平稳运行要求。
图2-1 永磁电机的磁路结构和磁场分布
电动机种类的选择
目前,电动机的种类繁多,价格、性能差别比较大,本着经济、实用的指导思想对电动机类型及型号进行优化选择是十分重要的。选择电动机种类应在满足生产机械对拖动性能的要求下,优先选用结构简单、运行可靠、维护方便、价格便宜的电动机。电动机种类选择时应考虑的主要内容有:
(1)电动机的机械特性应与所拖动生产机械的机械特性相匹配;
(2)电动机的调速性能(调速范围、调速的平滑性、经济性)应该满足生产机械的要求。对调速性能的要求在很大程度上决定了电动机的种类、调速方法以及相应的控制方法;
(3)电动机的启动性能应满足生产机械对电动机启动性能的要求,电动机的启动性能主要是启动转矩的大小,同时还应注意电网容量对电动机启动电流的限制;
(4)电源种类 在满足性能的前提下应优先采用交流电动机;
(5)经济性 一是电动机及其相关设备(如:启动设备、调速设备等)的经济性;二是电动机拖动系统运行的经济性,主要是要效率高,节省电能。
根据机械的负载性质和生产工艺对电动机的启动、制动、反转、调速等要求选择电动机的类型。直流电动机可实现快速频繁的无级快速启动、制动和反转;具有过载能力大、能承受频繁的冲击负载,优良的调速性能,调速平滑、精确、方便和范围广等特点。
电动机的工作环境是由生产机械的工作环境决定的。在很多情况下,电动机工作场所的空气中含有不同分量的灰尘和水分,有的还含有腐蚀性气体甚至含有易燃易爆气体;有的电动机则要在水中或其他液体中工作。灰尘会使电动机绕组黏结上污垢而妨碍散热;水分、瓦斯、腐蚀性气体等会使电动机的绝缘材料性能退化,甚至会完全丧失绝缘能力;易燃、易爆气体与电动机内产生的电火花接触时将有发生燃烧、爆炸的危险。因此,为了保证电动机能够在其工作环境中长期