垂直式垃圾压缩装置总体设计【4张CAD图纸】【优秀】

垂直式垃圾压缩装置总体设计

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垂直式垃圾压缩装置总体设计论文.doc

总装图.dwg

推铲.dwg

箱体总图.dwg

目录

摘要1

ABSTRACT2

第一章  绪论3

1.1垃圾压缩装置的简介3

1．1．1垂直式垃圾压缩装置3

1．1．2压装式垃圾压缩装置3

1．1．3小型垃圾压缩装置3

1．2课题研究背景及意义4

1．2．1课题研究背景4

1．2．2课题研究意义6

1．3课题研究现状及存在问题6

1．3．1研究现状6

1．3．2存在问题7

1．4本文的主要研究内容8

1.5本章小结8

第二章  垂直式垃圾压缩装置的结构设计9

2．1垃圾压缩装置形式的确定9

2．1．1城市生活垃圾压缩装置的基本类型9

2．1．2垃圾压缩装置整体方案的确定10

2．2垂直式垃圾压缩装置的总体设计11

2．3垃圾箱总成的设计12

2．4机架的设计13

2 ．5压力装置的设计14

2．6三联液压缸的设计15

2．6．1液压缸工作压力的确定16

2．6．2液压缸内径D及活塞杆直径d的确定16

2．6．3液压缸壁厚及外径的计算18

2．6．4液压缸工作行程和缸体长度的确定20

2．6．5液压缸结构形式的确定20

2．7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

3.1垂直式垃圾压缩装置液压系统的基本要求22

3.2液压系统原理设计22

3．2．1阀和基本回路22

3．2．2压头装置液压系统设计23

3．2．3推板机构液压系统设计24

3．2．4中门机构液压系统设计25

3．2．5整个装置的液压系统26

3．3部分参数的选择与计算27

3．3．1系统压力（p）与流量（q）的确定27

3．3．2系统功率的计算与电动机的选择27

3．3．3液压泵选择及排量计算27

3．4液压传动系统的主要特点28

3．5本章小结28

第四章  全文总结与展望29

4．1全文总结29

4．2展望29

参考文献30

致谢31

附件32

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

VERTICAL OF PRESSURE-TYPE GARBAGE COMPACTORS

ABSTRACT

　　　With 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. Paper's 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

第一章  绪论

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。

1．1．2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。

1．1．3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。

　　　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。1．2．1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。　　　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。1．2．2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。

1．3课题研究现状及存在问题

1．3．1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。2．1．1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。　　　本文以垂直式垃圾压缩装置为研究对象，完成了结构设计和其液压系统设计两部分。主要内容及结论如下：

　　　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——地坑式垂直式压缩垃圾中转站；

　　　2．对垂直垃圾压缩装置的各个部件包括机架、压头、压力装置、液压缸等进行了结构设计，具体工作包括压头材料、机架结构、压力装置、垃圾箱总成的设计。其中，重点部分在于压力装置及其压力系统的液压缸的工作压力P、内经D及外径、活塞杆直径d与长度l、缸筒壁厚、工作行程L以及液压缸的结构形式的确定；

　　　3. 根据垂直式垃圾压缩装置的工作特性,分析了各机构液压系统特点,设计了压缩装置的各机构液压系统和整机液压系统,同时还计算了部分元件的主要参数。该液压系统工作可靠、操作简便,符合实际应用要求。　　　垂直式垃圾压缩装置由压缩系统、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、空气除臭系统等组成，本文设计部分只涉及到其中的压缩系统、垃圾箱总成、液压系统,结果不完全。其他领域的还有待进一步开展，可以作为课题项目的下一步研究方向。如：

　　　1.本文只是进行了垂直式垃圾压缩装置液压系统的原理设计,如果能进行深入研究,以及进行液压系统优化,就能更好的改进压缩装置整体性能。

　　　2.垃圾压缩是一个复杂的过程,要考虑垃圾的弹塑性变形,对垂直式垃圾压缩装置的进行实验研究,测量实际数据,在实际工作中对垃圾压缩装置进行分析,同时在设计分析时能考虑其他机构和多种实际工况,就有可能得到更完善、更准确的结果。　　　参考文献

   【1】  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

　　【2】  宁平主编 固体废物处理与处置：搞等教育出版社2007

　　【3】  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

　　【4】  路甫祥.液压气动技术手册[M].北京:机械工业出版社2002

　　【5】  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

　　【6】  徐国华.城市垃圾问题及处理对策[J].环境科学与管理2006

　　【7】  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  

　　【8】  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

　　【9】  张利平.液压传动系统及设计[M].北京,化学工业出版社2005

   【10】  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

　　【11】 Bridgewater, A. V. Refuse composition projection and recycling technology.  Retour and Conservation, 1998

   【12】  陈召国，曾经梁．全液压压块式垃圾中转站液压系统的设计，液压与气动，2005

阮志华．城镇垃圾压缩装置的研制[J]．机械工程师，2002，