垃圾分类筛选机的设计（含CAD图纸和说明书）
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共43页)
编号：166711359
类型：共享资源
大小：3.21MB
格式：ZIP
上传时间：2021-11-21
上传人：机****料
认证信息
个人认证
高**（实名认证）
河南
IP属地：河南
45
积分
- 关 键 词：
-
垃圾
分类
筛选
设计
CAD
图纸
说明书
- 资源描述：
-
资源目录里展示的全都有预览可以查看的噢，，下载就有,,请放心下载，原稿可自行编辑修改=【QQ：11970985 可咨询交流】====================喜欢就充值下载吧。。。资源目录里展示的全都有，，下载后全都有,,请放心下载，原稿可自行编辑修改=【QQ：197216396 可咨询交流】====================
- 内容简介：
-
本科毕业设计（论文）题 目： 垃圾分类筛选机的设计 英文题目： Design of garbage sorting and screening machine 学 院： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导教师： 年 5 月 10日毕业设计（论文）独创性声明该毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。作者签名： 日期： 年 月 日毕业设计（论文）使用授权声明本人完全了解青岛滨海学院有关保留、使用毕业设计（论文）的规定，即：学校有权保留送交毕业设计（论文）的复印件，允许被查阅和借阅；学校可以公布全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存该毕业设计（论文）。保密的毕业设计（论文）在解密后遵守此规定。作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日摘要：本文分析了国内外的研究现状，了解了国内外相关研究的背景，进行了垃圾分选机的设计，主要从以下几个方面进行研究：机械零件设计要求，垃圾分选机的配套结构设计，机械装置的主要结构设计和主要参数设计计算；采用PLC可实现精准控制，做到随用随听，本次设计的目的针对于国内的分选机械进行垃圾分类，不仅可以缓解工人的劳动压力和强度，还有利于垃圾的分类处理，既使得垃圾得到充分的利用，还有效的节约了资源，保护了环境；本设计的另一个意义是希望能够带动垃圾回收利用行业，促进进一步加快我国垃圾回收行业的整体进步。关键字：分选机 结构设计 机械装置IAbstract:This article analyzes the current status of research at home and abroad, understands the background of related research at home and abroad, and designs the garbage separator. The research is mainly from the following aspects: mechanical parts design requirements, supporting structure design of the garbage separator, The main structural design and main parameter design calculation of the mechanical device; the PLC can be used to achieve precise control, and to be used as needed. The purpose of this design is to sort waste in domestic sorting machinery, which can not only ease the labor pressure and The strength is also conducive to the classification and treatment of garbage, which not only makes full use of the garbage, but also effectively saves resources and protects the environment. Another significance of this design is to hope to promote the garbage recycling industry and promote the further acceleration of Chinas garbage recycling. The overall progress of the industry.Key words: Sorting machine Structural design Mechanical deviceIII目录1绪论11.1研究背景11.2 国外研究概况11.2.1 邓忠廉式垃圾分类机11.2.2 集成联体型生活垃圾分类机21.3 研究主要内容31.4 研究的主要方法42总体结构设计52.1垃圾分选机的总体设计52.2垃圾分选机的动力输入设计52.2.1 选择电动机类型52.2.2 确定电机工作时的功率62.2.3 减速器的选用72.2.4 联轴器的设计82.3垃圾分选机筛筒的设计82.3.1筛筒的整体设计82.3.2筛片的设计82.3.3 筛架的设计92.4 机械装置的传动设计112.5 传动长轴的设计112.5.1 选择轴的材料112.6 前端主动托轮组的设计132.6.1 托轮的设计142.6.2 前端主动托轮轴的设计142.7 后端主动托轮组的设计172.8 支撑托轮组的设计172.8.1 传动可靠性的校核173 垃圾分选机的部分结构设计193.1垃圾分选机进出料斗的设计193.2 终端出料斗的设计203.3下部出料斗的设计213.4 机械装置存在的问题213.5 使用要求及注意事项224 控制系统总体方案设计234.1 电气控制系统234.1.1驱动器的选择234.1.2 电机驱动电路234.1.3 电气原理图244.2 PLC驱动电机25总 结26参考文献27致 谢29ii青岛滨海学院机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）1绪论1.1研究背景城市生活垃圾虽然是废弃物，但这并不表示垃圾就是百害无一利的。可能在某一方面他确实毫无价值，但是在另一方面却能大放异彩。如降解垃圾中的有机废物，可以得到制造有机肥料的好材料。有效的垃圾资源化可以在资源，能源的节约和保护和在减少污染和保护环境方面产生积极地作用。目前我国都市生活垃圾常采用的填埋、焚烧和堆肥处理都存在一定程度的劣势。这一问题可以通过先分类回收城市生活垃圾，再生大部分有用物质，然后在进行填埋焚烧堆肥处理解决。这样不能能在经济方面节省大量资金，更为重要的是最大程度的实现了垃圾无害、减量和再资源化。手选，粉碎，筛选，分离，干燥等方法，可以回收从垃圾中有用的材料，可以减少垃圾对环境的负面影响，将生活垃圾按一定特性分类收集和处理将得到的有用物质加以利用；本设计分析了国内外的研究现状，了解了国内外相关研究的背景，研究进展和未来发展，总结了相关机构研究中仍然存在的问题，从而确定了本文的主要研究内容。设计的主要步骤如下：研究的目的和意义国内外的研究现状研究的主要内容总体设计机械零件设计要求机械机构的尺寸分析和设计机械装置的主要结构设计和主要参数设计计算。1.2 国外研究概况1.2.1 邓忠廉式垃圾分类机如图1.1所示，垃圾分类器大致分为三个级别：上层，中层和下层。它包括一个垃圾堆放平台（7），一个漏斗式垃圾桶（1），一个锥形震动机（3）和一个转盘。分类台（5），固定操作分类台（8），各种类型的传送带（10、11），其中的倾卸平台位于上方，漏斗式垃圾桶的口固定在垃圾上倾卸平台。垃圾箱的下部装有锥形冲击机和转盘分类台。固定操作分类台由旋转盘分类台下部的支撑柱支撑。各种类型的传送带在固定操作分类表的下方垂直和水平排列。振动马达（2）和连接到锥形振动筛的振动板安装在锥形振动筛中。圆锥振动筛的圆锥F和漏斗式垃圾桶的下部柱可形成排出口，排出口以圆形旋转。圆盘分拣台的中心轴配有锥齿轮。旋转盘分类台马达（4）固定在分类台的中央，锥齿轮安装在马达轴上并与中心轴锥齿轮啮合。固定操作平台均匀地设有座板（14），座板的侧面设有分类废物输入口（9）。废物输入端口连接到传送带。垃圾分类机的工作过程：将五色袋装垃圾车放入车内，运至垃圾倾倒平台（7）后，通过自动卸料装置将垃圾倒入漏斗式垃圾箱，再进行锥形震动机将垃圾均匀地在转盘分类台上振荡。（6）是一种五色垃圾袋，它在旋转工作台旁边振动和滑动。工人坐在固定桌子周围的座位上，迅速拿起他指定的彩色袋，并将其放入分类垃圾输入口。垃圾袋在运输后会落在五色制袋垂直输送带上，然后落在五色制袋水平输送带上，然后落在五色制袋垂直输送带上，两条纵向水平输送带，可自动分类废物，并送到五个分类车间进行彻底和详细的分类，实现废物分类；图1.1 邓忠廉式垃圾分类机1.2.2 集成联体型生活垃圾分类机如图1.2垃圾分类机由垃圾分类机主体1，料斗11，齿轮辊8,9，浮动盖5,6，垂直排刀10，固定分类设计板4，旋转刻度盘3，固定的分级倾斜板16，分级角支架14，控制器12，电动机13和电动机传动机构。在机体上安装有料斗，料斗的底部出口与安装在机体中的两个齿辊连接，并且在两个齿辊的上部分别安装有浮动的可移动盖板。由单排竖直叶片组成的竖直排叶片相对于前齿辊附接至盖板的联接轴的底部。从后齿辊的顶部到底部顺序安装与齿辊距离不同的固定分类板。旋转刻度盘，固定分类板和筛板连接到相应的固定分类板和旋转分类板的下部。在相应的固定分类板和固定分类斜板的下部安装有隔板，电机安装在机身底部。电机与安装在机身正面的控制器相连，以控制仪表根据操作说明自动启动，关闭，倒车，卡纸报警等。齿辊由多个圆盘型组成齿盘以固定距离布置在辊芯上，或者可以直接在辊芯上生产。一种由许多排列的齿和其他类型的齿辊组成的齿辊。齿辊的传动轮的直径大于齿辊8的直径。相应的后齿辊的旋转速度比前齿辊的旋转速度快，从而适合于垃圾的传输。该综合联体式家庭垃圾分类机具有新颖的结构和设计,有利于保护环境，方便但是，其结构复杂且制造成本也相对较低。图1.2 集成联体型生活垃圾分类机1.3 研究主要内容本次设计的分选机主要根据混合垃圾中不同物质的不同物理尺寸进行分选，使用圆筒筛进行分选。目前国内外有许多垃圾分选机的资料，垃圾滚筒筛分选机与其他分选机在结构上有部分相似之处可以借鉴，以此帮助完成本次设计，研究的主要内容可分为以下个方面；(1)确定垃圾分选机的筛分类型及其基本参数；设计主要由筛筒，减速器，支撑轮，传动长轴，电机，进料斗，出料斗和机架组成。筛筒驱动方式定为单侧摩擦驱动。筛体分为四段。筛体依靠两端摩擦轮圈传动。生活垃圾圆筒筛分选机设计应考虑筛筒结构、驱动方式、传动形式、性能参数等。(2)对比其他分选机的，找出圆筒式筛分选机的优势与劣势，进行应用可行性分析；(3)参照其他分选机，设计出城市生活垃圾圆筒筛分选机。主要需要选定分选机的动力装置，对筛筒进行设计，设计传动装置，出料斗和其他辅助装置。(4)用AutoCAD绘制工程图，并对垃圾圆筒式分选机各参数进行验证，查阅各类相关设计手册,并到工厂进行参观实习,结合设计理论,在指导老师的辅导下进行研究,通过理论和实际研究确定方案是否可行。1.4 研究的主要方法（1）查阅有关专业权威文献。借用相关参考书以了解垃圾分类筛选机械装置的基本结构；（2）调查国内外现有垃圾分类筛选机的结构设计实例，了解国内外行业的发展状况；（3）要查询与该主题研究有关的一定数量的中文和英文资料，就需要现代文献检索系统和能够检索互联网文献的能力；（4）认识到垃圾分类筛选机械装置的工作原理和运动原理，以及垃圾分类筛选机械装置机械传动关键部件的参数选择和设计；（5）垃圾分类筛机机械传动装置主要部件的强度校核，绘制主要部件的零件图二维图等；2 总体结构设计2.1 垃圾分选机的总体设计2.1.1 垃圾分选机的总体技术要求根据前面国内外调查现状，本垃圾分选机的基本原理为：利用圆筒筛体作旋转运动把垃圾按大小分级，筛面为打孔薄板，筛筒倾斜安装，当垃圾物料进入筛体内部，将随筛体的转动做螺旋状翻动，在此过程中留在筛体内的物料成为筛上物，从筛体底端排出。大小比筛孔小的物料被筛下成为筛下物，筛管长度，速度，直径，孔的直径，角度等影响筛分效率，为了方便物料出筒，分选机的筛筒径向应该要有4度左右的倾斜角，便于垃圾在筒内轴向前进，该垃圾分选机的基本设计参数初定如下：(1)处理量：15t/h;(2)能耗：0.8kwh/t;(3)筛筒转速：8r/min;(4)筛筒内径：1.5m；(5)筛筒长度：4.8m；(6)筛筒倾角：4；2.2垃圾分选机动力输入设计2.2.1 选择电动机类型在选择电机时要考虑的第一件事就是功率选择，总而言之，请注意以下两点：一是发动机的功率太小了容易发生了一个所谓的“马车”的现象，二是使用长时间过载，电机可能会破坏发动机的保温材料，当发动机输出功率太大的时候，“大卡机”的现象不能完全使用，不仅因为它不好。还因为功率系数和效率并不理想。这也导致了电力损失，为了正确选择发动机输出功率，必须经过以下公式计算或比较（2.1）。 （2.1）这里p是计算的力，测量单位是千瓦，f是所需的张力，单位是N，v是工作机的线速度m / s。另外。最常见的是使用类比来选择发动机功率，测试方法是让电机为相关设备供电，应该用较少的动力更换发动机。如果测得的电机电流超过标明的额定电流40以上，这个时候，需要考虑扭矩发动机输出的公式（2.2）。 (2.2) 式中：P：代表功率，单位是kw；N：电机的额定转速，单位是r/min；T：转矩，单位是Nm；下表2.1为不同型号的发电机的拉力力矩情况，从中能够看出，随着拉力的增大，力矩也在进一步增大，根据电动机在匀速转动时的转矩，以电动机的最大转矩为标准。表2.1 发动机输出扭矩力矩号数/号0.40.60.81.01.52.0直径/mm0.100.120.140.160.200.23拉力/Kg4.85.66.88.39.912.7力矩0.000650.00250.00290.00330.0 0410.0047我们根据电机在匀速转动时的转矩为依据，以电动机的最大转矩为衡量标准，选取2.0系列三相异步电动机系列直流电动机，如图2.1所示。图2.1 笼型三相异步电动机2.2.2 确定电机工作时的功率电机正常工作时所需要的功率PW（2.3）。= （2.3）式中，取。电动机的输出功率P0（2.4）：= （2.4）其中，齿轮传动效率，联轴器的效率，滚动轴承效率，所以：得： （2.5）选取电动机的额定功率，使,查机械设计手册得电动机的额定功率为：。根据工作参数的要求，处理量为15 t/h，能耗小于0.8KWh/t，通过参考国外垃圾分选机的设计参数，设计拟定功率为15KW的电动机，所以电动机选择型号为：2.0系列笼型三相异步电动机，2.2.3 减速器的选用根据设计参数，可以初步计算出减速器应该采用的传动比的范围，按照筛筒转速8r/min进行计算：(1)求总传动比i: (2.6)设计筛筒传动圈直径1500mm左右，减速器联接驱动的托轮直径350mm左右。(2)求出第二级传动比: (2.7)(3)则求出减速器的传动比i1 (2.8)在垃圾分选机的设计中，确定减速器传动比为i120，经过理论分析可用用二级圆柱齿轮减速器。2.2.4 联轴器的设计在电动机和减速器之间的传动，要通过联轴器来实现。根据垃圾分选机的需要以及电动机和减速器的型号选用合适的联轴器，一般连轴器是根据载荷情况、转矩、轴直径和工作转速来选择，转矩Tc由下式求出： (2.9) 式中理论转矩，Nm；公称转矩，Nm；计算转矩，Nm；P驱动功率，kw；K工作情况系数；n工作转速，r/min；由设计可知，联轴器联接电动机和减速器，联轴器的工作转速n也就是电动机的输出转速，最大为n1000r/min。工作情况系数取K1.5计算，电动机的功率15KW。 (2.10)根据公称转矩，初步选定电动机和减速器之间的LT型弹性套柱销联轴器型号为TL7，轴孔需要自行加工。TL7公称转矩为Tn500。因为，所以选用TL7型弹性套柱销连轴器满足功率要求。2.3垃圾分选机筛筒的设计2.3.1筛筒的整体设计设计筛筒结构为圆形。采用多筛片安装到筛架上，方便拆卸更换和维护。筛筒的两边同时设计滚圈，作传动环使用，如图2.2所示。图2.2 筛筒的整体设计图2.3.2筛片的设计筛片材料采用8mm厚的Q235钢板，筛片设计如图2.3所示。通过螺栓与筛架联接，方便拆卸和维修。根据设计要求的筛简直径1.6m，筛片展开为1200mm总共50块筛片采用钢板16块780mm，可以采用1.2m宽、2.5m长的钢板分为三块。图2.3筛片设计图2.3.3 筛架的设计筛架起着支撑筛片的作用，要达到一定的强度，根据实际情况，筛架没有必要频繁更换筛架部件，所以采用焊接成型。筛架两侧传动滚圈和中间联接圈、进料端和出料端两侧挡缘均采用20mm厚Q235钢板；中间圈焊接加强肋缘，用18mm厚Q235钢板，中间筛环肋条采用Q235钢板。角钢上打孔，方便安装筛片，如图2.4。每筛架共用角钢50条。图2.4筛架的设计图根据设计要求，并已知电机转速和减速器减速比，筛筒的转速可租略计算为： (2.11) 垃圾在滚筒内的运动可以近似简化为：垃圾先随滚动到筛筒顶端，然后往下作自由落体到筛筒底端的运动。前半段时间为： (2.12)后半段时间为： (2.13)整段过程前进距离为： (2.14)则前进速度约为： (2.15)则大块垃圾在筛筒内的总时间为： (2.16)取处理量为15t/h，垃圾一般筛下物比较多，假定在筛筒内有1/3。则分选机工作时，同一时间在筛筒内的垃圾量为： (2.17)经过计算，筛筒部件重量为1747。总重为1907。则工作时筛筒部件重力为： (2.18)由筛架设计知两轮中间距离4.53。将整个筛架看着一个整体，筛体均由肋角钢支撑重量。则可近似按均布载荷计算肋角钢承受的摄大弯矩： (2.19)按每条肋板平分载荷计算，周向为6条肋扳，每条肋由两条45x45x5角钢焊接成，则每条 (2.20)2.4 机械装置的传动设计如图2.5所示，在驱动选择上，单边驱动设计制造简单。便于控制。双边驱动设备平稳，功率利用合力。双边驱动的分别驱动情况下，如果垃圾物流量小，则可以关掉一边驱动，节省运转成本。考虑驱动简单化原则，在本设计的生活垃圾圆筒分选机中选用单边摩擦驱动。图2.5总体传动图2.5 传动长轴的设计2.5.1 选择轴的材料已知该长轴主要是传递转矩，可以只按轴所受的转矩进行计算。扭转强度条件为： 式中：T轴传递的转矩， 轴的抗扭截面系数，mm； P轴的传递功率，kw； n轴的转速r/min； 轴材料的许用切应力，Mpa。 对实心轴，则实心轴径选择的计算公式为： 对空心轴，而空心轴径选择的计算公式为： 上两式中： 轴的直径，mm； T轴传递的转矩，； 轴传递的功率，kw； 轴的转速，r/min； 轴材料的许用切应力，Mpa； 系数，； y空心轴的内径和外径之比， 传动长轴实心轴头用45钢，由于弯矩相对转矩较小（只受自重的弯矩），且载荷平稳，故取，A=103。由于前后两个拖轮驱动整个筛筒，按前后拖轮功率平分原则计算，传递功率按平时输出功率计算，则 电动机转速。减速器减速比i=20，则传动轴的转速为， 则传动长轴的实心轴头轴径为： 传动长轴空心轴用20钢，取，A=126。取y=0.8则传动长轴的空心轴外径为： 由此，取传动长轴实心轴头轴径为60mm，空心轴轴径为80mm，由y=0.8，则内径为64mm，壁厚8mm。表2.1 几种轴的材料轴的材料Q2351Cr18Ni9Ti354540Cr，35SiMn，2Cr1312201225203030404052A16013514812513511811810710798图2.7主轴结构尺寸2.6 前端主动托轮组的设计图2.8前端主动托轮组主动托轮除了传动作用之外，同时也起作支撑轮的作用。前端主动托轮轴的前端通过联轴器联接减速器输出端，后端通过万向节联接传动长轴。如图2-11所示。为了统一规格和简单设计，后端主动托轮和支撑托轮除托轮轴头和相应的轴承端盖不同之外，其他设计完全相同，为设计简单，联轴器同样选择TL型弹性套柱销联轴器。查表9-2-9，ZLY 140-20-11减速器输出轴直径为65mm。2.6.1 托轮的设计托轮起着给筛筒传递动力和支撑托轮转动的作用。托轮主体采用Q45材料铸造。为了保证外圈橡胶在传动过程中不至于脱落，在托轮主体上设计凸槽。图2.9托轮示意图2.6.2 前端主动托轮轴的设计前端主动托轮轴前端轴头和后端轴头都只传递转矩。中间安装托轮段还要承受筛筒和托轮本身产生的弯矩。前端主动托轮轴后端轴头受力和传动民轴轴头相同，设计为相同轴径，为60。分选机传动到前端主动托轮轴的总效率为： 式中：电机与减速器之间联轴器的传动效率，查表取值0.98 减速器的传动效率，查表取值0.96 减速器与前端主动拖轮轴之间联轴器的传动效率，同故=0.980.960.98=0.92，则前端主动拖轮轴前端的传动功率为： = 由前端主动拖轮轴传递功率p=12.3kw，转速为n=50r/min,采用45钢制作，查表5-1-7，取兆帕，取A=103 前端主动拖轮轴前端轴头的轴径为： 则取轴径为65mm，与减速器输出轴相同。前端主动拖轮轴的中间段既要传递转矩，又要承受筛筒和拖轮轴自身的重量产生的弯矩，按弯扭合成强度计算前端主动拖轮轴中间段，查表5-1-9，实心轴按弯扭合成强度计算公式为： 式中：轴的直径，mm； 轴在计算界面上的工作应力，Mpa 轴在计算截面上的合成弯矩， 轴在计算截面上的转矩， 许用弯曲应力，Mpa 根据切应力变化性质而定的校正系数， 切应力按对称循环变化时，=1， 切应力按对脉动循环变化时， 切应力按对称循环变化时， 由于垃圾分选机，前端主动拖轮轴的切应力是有重力产生，属于对称循环变化，则=1，由计算可以得知，筛筒的重量为1747+160=1907（kg），按四个拖轮平均承担筛筒重量，则单个拖轮承受的重量为，又知单个拖轮重32kg。则前端主动拖轮轴承受的重量为477+32=509（kg），又知拖轮宽100mm，两端设计60mm间隔，以轴承边缘为支撑点，假定载荷为集中载荷，则轴的最大弯矩为： 前端主动拖轮轴的传递的转矩为： 查表5-1-1，45钢正火和回火时，=55Mpa， 则前端主动拖轮轴中间段轴径为：则前端主动拖轮轴中间段的轴径为80mm。动力输入端轴头开18mm宽，长100mm的键槽，安装平键传动。轴与托轮也采用键链接传动，轴上键槽为22mm宽，100mm长。由此前端主动拖轮轴如图2-13所示。图2.6前端主动托轮轴2.7 后端主动托轮组的设计在传动长轴的后端，通过万向节联轴器联接后端主动托轮轴。和前端主动托轮相同，后端主动托轮除了传动轮作用之外，同时也起作支撑轮的作用。后端主动托轮轴如图2.7所示。参照前端主动托轮组，后端主动托轮组结构与前端主动托轮组基本一致。图2.7后端主动托轮轴2.8 支撑托轮组的设计传动轴的另一侧，有两个支撑托轮。支撑托轮是起着支撑筛筒转动的作用。除没有动力输入和输出轴头外，支撑托轮组的主体结构和主动托轮组一致。组装后支撑托轮组如图2.8所示。图2.8支撑托轮组2.8.1 传动可靠性的校核根据整体设计，两托轮之间距离为945mm，而托轮轴与筛筒中轴的距离为930mm（托轮半径与筛筒半径之和），则两边几乎相等，筛筒轴和两托轮轴连线组成的三角形为等边三角形。由于筛筒倾角较小（倾角为5），近似为水平放置进行受力分析。筛筒静止时候受力如图2.8图（1）所示。根据受力，知N1=N2=根号3/3G。由于前端两个托轮受力和后端两个托轮受力相同。则此处G为筛筒重的一半。垃圾分选机工作时，筛筒受力如图2-18图（2）所示。由受力分析知道，工作时增大了正压力。查表1-1-41，钢与钢的摩擦系数为0.15，而钢材与橡胶皮的摩擦系数为0.8。由于筛筒转速低（11r/min），所以在高摩擦系数情况下，筛筒不会出现打滑现象。(1)静止受力 (2)工作受力2.9传动受力示意图3 垃圾分选机的部分结构设计3.1垃圾分选机进出料斗的设计如图3.1和图3.2所示为垃圾分类筛选装置的进料口装置，进料口的设计材料一般选用灰铸铁10HT200，这样能够保证承受足够多的垃圾，设计大小和尺寸严格按照家庭使用为标准。在基于一定的承载能力下，按照下面的样图，完成对入料口的设计计算和整体可行性分析。图3.1 进料口三视图 图3.2进料口的三维设计设进料口的总承受体积为V料口,每次加工单批次垃圾的平均质量为m1 ,加工垃圾的总质量记为m总 , 进料口的上端边长记为d1,下端边长记为d2 ，每次试验所放入进料口的样本垃圾总体积记为V试验。由于垃圾的体积近似可以看作球体，进料装置可以近似看作正方体，总体积计算方法由查找相关文献得知（3.1,3.2）。 （3.1） V试验= （3.2） 说明：V料口；表示进料口的最大体积；S上；表示进料口上端正方形的面积；S下；表示进料口下端正方形的面积；h；表示进料口的两端垂直高度；d1；表示进料口的上端边长；d2；表示进料口下端端面边长；m总；表示每次加工垃圾的总质量；m1；表示加工垃圾单个平均质量；V1；表示样品垃圾的平均体积；d；表示样品垃圾平均半径；由上式可以知，我们可以知道，在基于正常误差范围内，设计取d1为200mm，d2为160mm，h取120mm，通过理论计算V料口为9.8，V试验为5.7。满足V料口略大于V试验。通过理论的计算再加上实际的实验结果论证，得知进料口的设计是合理的。3.2 终端出料斗的设计为了分选后大块料的筛上物能够顺利出简，方便收集，终端出料斗是分选后的大块料垃圾从一侧的出口。由于筛上物都是大块物料，黏度减小，故设计出料斗与水平面的角度为35。出料斗主体用5mm厚Q235钢板，挂耳选用6.3号Q235-槽钢。如图3-2所示。出料斗通过挂耳用螺栓和机架的出料斗斜支撑连接。图3.3终端出料斗3.3下部出料斗的设计为了小尺寸的筛下物能方便收集，设计下部出料斗。下部出料斗侧扳同时作为防尘挡板，防止筛下物中灰尘飘散，同时防止筛出的物料缠绕和腐蚀传动长轴，如图3.4所示。图3.4下部出料斗3.4 机械装置存在的问题通过对垃圾筛选机械装置的设计，结合设计数据等其他物理条件，总结出主要以下几个主要的问题：(1) 因为机械装置的设计无法满足不同大小垃圾同时工作的要求，工作时需要把不同大小和尺寸的垃圾相互区分，给加工造成了不便。(2) 样本垃圾的筛选不是很稳定，会随着外界物理条件改变而改变，不少样本可能会存在漏选情况, 由于生产技术不达标。为了尽可能的使全过程自动化，设计在原有的基础上加入设计了一个振动分离装置，因为电机的转速要求较高，而分离装置转速要求较低，可以通过减速装置达到所需要求如图为设计简图。图3.5 减速装置结构示意图利用垃圾和碎屑的重力不同进行分离。经查表得知：传送带的摩擦系数大致在0.30.5之间，取=0.4。根据力学知识，易得tan0.4 ，取=30。即为倾斜角度。采用曲轴，如图3.6所示，达到振动的效果，传送带必有一定的弹性。故滚筒间的固定采用固定板。图3.6 曲轴结构示意图3.5 使用要求及注意事项首先连接电源装置，然后将电机启动，观察电源上的指示标示与理论标志是否一致，如果不一致的话，将电源中的两个输电位置调换一下，然后重新尝试上述的步骤，首要步骤做好后，若机器各部分运转正常且无异常声响，即可投料生产。在投料生产之前，应先把准备好的的垃圾分选，把不同尺寸、不同大小的垃圾分开，这样可以提高机械装置的生产效率。4 控制系统总体方案设计4.1 电气控制系统PLC控制系统是由PLC、输入/输出（I/O）电路及外围设备等零部件组成。系统的规模是根据实际的需要而定，可大可小。运用在垃圾分类装置中能够大大缩减由于时间上控制不精确而造成的工作时间浪费，PLC电器控制系统较计算机控制系统的最大的好处在于实时性和高可靠性，由于控制器是采用自动控制串接为基础，信号处理的时间间隔非常短暂，速度较快，正常处理时间可以精确到10ms到20ms之间；同时PLC系统采用独有的抗干扰技术，具有很强的抗干扰能力，使用起来方便快捷，相比较电源控制下的机械系统，可编程逻辑控制系统（PLC）有比较大的优势性可言，具有以下几个显著特点；（1） 可靠性强，抗干扰能力强，接口模块功能强、品种多，通过控制电机转速可根据实际工作情况调节机器；（2） 硬件配套较为齐全，使用方便快捷，适应性强； （3） 编程方法简单、直观； （4） 系统的设计/安装、调试工作量少； （5） 维修工作量小、维护方便，体积小、耗能低、重量轻；4.1.1驱动器的选择此设计选择SMD-340C驱动器，在驱动电动机的过程中可提供最大的效率来完全控制电动机系统的机电性能，该驱动器允许15-30V直流操作电压，锁相时有自动减流功能，该型号驱动器的特点如下表4.1所示：表4.1 主要技术指标名称最小值标准值最大值单位电机驱动电压123036V相位峰值电流1.534A4.1.2 电机驱动电路电机驱动电路如图4.2所示。该图仅示出驱动电路的一个相，而其他两个相相同。在图中，晶体管T1用作开关。当三极管截止时，没有集电极电流流过，并且开关等效于断开。当三极管饱和时，最大集电极电流流动，并且开关等效于闭合。开关的“动作”可以通过施加到基座的电流来控制，功率放大器电路由两个晶体管T2和T3组成，它们驱动电动机的三个绕组，因此，电机绕组的静态电流几乎达到2A。在电路中使用光电耦合器来分离控制和驱动信号，当控制输入信号为低时，T1关闭，而当输出为高时，红外发光二极管关闭，T1开启并饱和。接下来，红外发光二极管导通，光电晶体管导通，基极电流在功率驱动器级中提供给晶体管，然后导通，绕组通电。图4.1 电机驱动电路4.1.3 电气原理图如下图4.1所示，电气控制主要机理为：向前驱动SB1时，正向接触器KM1通过，KM1的主触点和自身触点向前移动，SB2向相反的方向移动，触点KM2向下移动.KM2的主触点在控制中组合在一起如果电机M不能同时工作，则如果一个接触器的普通触点连接到另一接触器的线路上，则在接通一个接触器后不要接通另一个接触器，彼此实现控制。图4.2 正反转电气原理图4.2 PLC驱动电机PLC本身具有高速脉冲计数器和高速脉冲发生器，西门子PLC传输的最大频率为10KHz，可以满足电动机的要求，电动机通过磁场旋转，每当电动机前进1步，振铃脉冲分配程序中的步数就会减少1；当步数达到零时，振铃脉冲分配将停止，并等待下一个脉冲输入，如图4.3所示；图4.3 控制框图下图4.4为PLC控制接线图：图4.4 I/O接线图总 结本文分析了国内外的研究现状，了解了国内外相关研究的背景，进行了垃圾分选机的设计，主要从以下几个方面进行研究：机械零件设计要求，垃圾分选机的配套结构设计，机械装置的主要结构设计和主要参数设计计算；本次设计的目的针对于国内的分选机械进行垃圾分类，不仅可以缓解工人的劳动压力和强度，还有利于垃圾的分类处理，既使得垃圾得到充分的利用，还有效的节约了资源，保护了环境；本设计的另一个意义是希望能够带动垃圾回收利用行业，促进进一步加快我国垃圾回收行业的整体进步。鉴于研究能力有限，垃圾分类筛选机的结构优化和等一些关键性因素还有待进一步提升。未来希望可以更好的学习有关的知识，将垃圾分类筛选机与智能化控制方向结合，使垃圾分类筛选机朝着更好的方向迈进一步。参考文献1濮良贵.纪名刚.机械设计(第8版)M.北京:高等教育出版社，2016.2张梦阳.文献研究与理论观照M.上海：中国现代文学研究丛刊，2015.4.3.3何品晶.冯肃伟, 邵立明编著. 城市固体废物管理, 北京: 科学出版社,2013. 4杨玉楠.固体废物的处理处置工程与管理.北京: 科学出版社,2014.5王琪.我国城市生活垃圾处理现状及存在的问题J.环境经济.2015(10) 6周菲.杭州城市生活垃圾处理体系综合评价方法研究D.中南大学 2010 7何品晶.城市
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号