食物垃圾粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)論文

1、1 引言 近幾年，我國經(jīng)濟(jì)1發(fā)展迅速，GDP每年都以一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)字增長著，這樣伴隨的就是人們生活水平質(zhì)量的提高，可是問題也來了，就是生活垃圾2的迅速增長。截至到2011年，我國有647個(gè)城市的生活垃圾總量約為1.64億噸，而且這個(gè)數(shù)字也會(huì)在接下來幾年迅速的增長著。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國已經(jīng)大約有2/3的城市因?yàn)槎逊e如山的垃圾而被包圍了，這些垃圾嚴(yán)重的影響了人們的日常生活秩序，特別是在夏天，你走在小區(qū)路上，就會(huì)聞到一股臭氣熏天的刺鼻的味道。由于城市生活垃圾量3的瘋狂堆集，已經(jīng)有許多填埋場(chǎng)不能用了，同時(shí)這樣也占用了土地，不能建造其他東西，這種現(xiàn)象也導(dǎo)致了城市與垃圾的矛盾更加激烈，所以你可能會(huì)看到原本一

2、些偏遠(yuǎn)的垃圾填埋場(chǎng)4已經(jīng)不知不覺的進(jìn)入了城市的視野中，甚至有些小區(qū)就建在垃圾填埋場(chǎng)旁邊。許多城市都在承受垃圾污染對(duì)人們的危害，中國本來就是一個(gè)缺水的國家，全國共有2/3的城市處于缺水5狀態(tài)中，但在垃圾填埋場(chǎng)中，會(huì)有重金屬以與一些容易腐爛的垃圾所產(chǎn)生的病原微生物滲透到地下中，這樣會(huì)嚴(yán)重的破壞當(dāng)?shù)氐乃础?.1 廚余垃圾特征與危害1.1.1 廚余垃圾的特征廚余垃圾6是指在食物加工和飲食過程中所產(chǎn)生的易腐化、易降解的微生物。其中包括果皮紙屑、剩菜剩飯等。食物垃圾的聚集地大部分來自菜場(chǎng)、廚房和餐飲店垃圾。（1）廚余垃圾的熱值熱值又被稱為熱量，熱值定義為完全燃燒1Kg的垃圾產(chǎn)生的能量，而熱值是我們來衡量

3、一類垃圾是否有價(jià)值的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，熱值高，證明它的價(jià)值高，熱值低，則認(rèn)為其燃燒價(jià)值不大。現(xiàn)在家庭廚房里的廚余垃圾的水含量7較高，經(jīng)測(cè)試測(cè)出來1Kg垃圾的熱量8在2000-3000KJ/kg上下，這圍熱量的廚余垃圾需要添加助燃劑來燃燒；而一般熱量在3360KJ/kg與其以上時(shí)，就沒必要去添加助燃劑了；而當(dāng)廚余垃圾的熱量超過4200KJ/kg時(shí)，由于其大量的熱量，可以用余熱來發(fā)電。廚余垃圾燃燒的時(shí)候，要時(shí)刻觀察溫度表，溫度一高可產(chǎn)生煙霧、灰塵、有毒氣體等有害人體健康的致癌物質(zhì)。（2） 營養(yǎng)物質(zhì)豐富9，可統(tǒng)一管理廚余垃圾中的營養(yǎng)物質(zhì)很多，比如在干物料的廚余垃圾中，脂肪約占30%，1克脂肪完全氧化時(shí)能放出

4、約36750J的熱量，比糖分子多一倍以上；廚余垃圾中蛋白質(zhì)約占25%；有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果顯示脂肪的人體消化率約為89.3%，蛋白質(zhì)的人體消化率為90.6%，消化率與正規(guī)飼料的差不多，也是一種環(huán)保的綠色原料。1.1.2 廚余垃圾的危害10現(xiàn)在廚余垃圾中都含有水分，這些垃圾很容易腐爛，一旦溫度升高，會(huì)產(chǎn)生臭味，難聞刺鼻，與此同時(shí)，這些氣味還會(huì)招來蟑螂、蒼蠅、螞蟻，是廚房烏煙瘴氣，特別容易染病。而且用垃圾堆集容器和車輛托運(yùn)，容易造成二次污染，你在城市中很容易見到一輛垃圾托運(yùn)車開車，同時(shí)車尾一直在流出垃圾水?，F(xiàn)在在一些城市小區(qū)和餐館中，人們隨意的將垃圾倒在路邊、河流中，這樣的做法與其惡劣的影響市容，更深

5、層次的，由于現(xiàn)在廚余垃圾中會(huì)帶有重金屬成分和細(xì)菌，有些牟取利潤的人把廚房垃圾當(dāng)作飼料給牲畜喂食，從而導(dǎo)致人們的身體受到危害，近幾年傳出為了牟取暴利，商販們用地溝油加工出來的油拿到正規(guī)超市銷售，危害了社會(huì)。1.2 我國食物垃圾處理的方法1.2.1 衛(wèi)生填埋11衛(wèi)生填埋是指把城市中的垃圾集中車運(yùn)到郊外的填埋場(chǎng)進(jìn)行填埋。在我們國家，這種技術(shù)被大圍應(yīng)用，因?yàn)樘盥竦募夹g(shù)簡(jiǎn)單、成本價(jià)格低等特點(diǎn)。但是隨著填埋技術(shù)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用，問題出現(xiàn)了“二次污染”。填埋場(chǎng)的使用過程中必然會(huì)產(chǎn)生滲濾液12和填埋氣體，這種潛在的危害時(shí)時(shí)刻刻威脅著環(huán)境。如若不重視處理，在接下來的幾十年、上百年，污染將會(huì)給大氣、水源、土壤造成不可修

6、復(fù)的危害。比如美國的臘笑河公害事件，就是填埋場(chǎng)二次污染引起的。滲濾液也是一大危害，由垃圾發(fā)酵、雨水淋刷和地下濾出來的污水所產(chǎn)生。滲濾液成分較為復(fù)雜，由多種非氯化類、酚類化合物和苯胺類化合物組成，它們對(duì)地下水13的影響長期存在，使水渾濁、有臭味、COD、油、酚等污染。1983年夏季，一地區(qū)流行痢疾，原因就是地下水被滲濾液污染所致。還有就是景觀污染了，許多城市在選新填埋場(chǎng)時(shí)由于村民的反對(duì)遇到阻力，引起社會(huì)激烈的辯論。相信在今后的時(shí)間填埋場(chǎng)由于種種問題會(huì)逐步退出歷史。1.2.2 堆肥14堆肥也是一種垃圾處理的方法，主要針對(duì)于食物垃圾。在我國，厭氧堆肥是主要的堆肥方式，大約20天左右翻積一次，過三個(gè)月

7、左右就可以將堆肥入農(nóng)田里使用。但是我國的垃圾是屬于混合堆積的，其中含有少量的重金屬，比如Pb、Hg、Cd等，它們會(huì)在水的作用下滲透到有機(jī)肥中，這樣種出來的食物必定會(huì)超標(biāo)，進(jìn)一步危害了人體健康。如果無法對(duì)重金屬進(jìn)行控制，堆肥使用需謹(jǐn)慎。另外由于化肥的廣泛應(yīng)用，使得堆肥難以大規(guī)模推廣。1.2.3 焚燒15 在高溫下燃燒垃圾，將其焚燒處理后，可以減少大量的固體，垃圾也能夠減量化，土地占有率也減少了，焚燒處理可以使垃圾體積16減少90%左右，重量減輕80%85%，其燃燒產(chǎn)生的余熱還能用于發(fā)電供熱。但是缺點(diǎn)也很明顯，焚燒會(huì)產(chǎn)生煙塵污染17，需要投入大量的資金來處理?，F(xiàn)在我國很多大城市都設(shè)有垃圾焚燒發(fā)電廠

8、，按照規(guī)定，現(xiàn)在的垃圾焚燒廠規(guī)模至少是焚燒600噸/天，這樣的廠子每個(gè)需要投資大約在5到6個(gè)億，對(duì)于中小型城市壓力有點(diǎn)大。而且，我國的含水率高18，我國的垃圾結(jié)構(gòu)也不太適合焚燒。我國的垃圾成分中含水率較高，預(yù)計(jì)現(xiàn)在已經(jīng)突破65%了，因?yàn)槠漭^高的含水量，降低了垃圾的熱值，導(dǎo)致焚燒的難度增大。而在垃圾分組中，屬廚余垃圾含水率為最，因而，影響垃圾焚燒效果最主要的因素是廚余垃圾。由于投入的資金較高、含水率較高的原因，使焚燒處理方式不能大規(guī)模推廣。1.2.4 用作牲畜飼料19現(xiàn)在廚余垃圾中富含大量有機(jī)物，在我國長久以來，有在家里飼養(yǎng)牲畜的農(nóng)民會(huì)到飯店里收集泔水，在未經(jīng)過任何處理的情況下直接喂養(yǎng)給牲畜，這

9、樣嚴(yán)重的影響人們的身體20健康。所以，在一些大型城市先后強(qiáng)制運(yùn)用此類方式喂養(yǎng)牲畜。由此可見，因?yàn)閺N房食物垃圾固有的性質(zhì)以與違反大自然定律的處理方式，給人民的心身造成損害，同時(shí)也白白浪費(fèi)了資源，所以當(dāng)務(wù)之急是尋找合適的食物垃圾處理方法21。1.3 食物垃圾粉碎機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀 1926年，在美國的設(shè)計(jì)師兼發(fā)明家John W Hammes發(fā)明設(shè)計(jì)了世界上第一臺(tái)食物垃圾粉碎機(jī)，因?yàn)樗幸淮慰匆娮约旱钠拮哟驋邚N房時(shí)很麻煩很累，為了照顧她，他發(fā)明了這個(gè)粉碎機(jī)，后來經(jīng)過不斷的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，Hammes開始批量生產(chǎn)來銷售他的食物垃圾粉碎機(jī)，這就是他創(chuàng)立的愛適易公司22，從時(shí)至今，愛適易公司保持著食物垃圾粉碎

10、機(jī)的龍頭位置。1999年紐約市的政府聯(lián)合美國多個(gè)國家部門進(jìn)行了三年的調(diào)查，對(duì)關(guān)于食物粉碎機(jī)對(duì)環(huán)境23和水電量消耗的影響進(jìn)行了評(píng)估，結(jié)果表明大規(guī)模的安裝食物垃圾粉碎機(jī)24不會(huì)對(duì)環(huán)境造成負(fù)面影響，同時(shí)總體上還為美國政府省了一大筆開支。這其實(shí)是很重要的，如果一個(gè)東西發(fā)明出來不能解決問題，那還花那么多時(shí)間和精力干嘛呢。到了21世紀(jì)初，食物垃圾粉碎機(jī)進(jìn)入了中國，那時(shí)候?qū)ζ涞氖褂寐蔬€不是很高，像、的使用率都不超過4.5%，但是每年都在增長。目前為止，全世界圍對(duì)食物垃圾的處理方式有差異。在美國，廚房垃圾是美國第二大垃圾來源，但是占的比重很小，只有14%，這是因?yàn)槊绹彝N房使用食物垃圾粉碎機(jī)的結(jié)果。迄今80

11、%的美國新建住宅都安裝有食物垃圾粉碎機(jī)。而在日本，政府在積極鼓勵(lì)和補(bǔ)助廚房垃圾處理技術(shù)的發(fā)展25，充分利用資源，最大化的減少垃圾對(duì)環(huán)境的污染，此舉已經(jīng)得到很多公司和居民的推廣和應(yīng)用，日本的食物垃圾粉碎機(jī)也是連接到水槽下方，然后自動(dòng)將垃圾粉碎，再用熱空氣將其烘干成粉末，這樣不僅垃圾的體積變得很小很小，而且只要稍加加工，廢物就能變成有機(jī)肥料，這樣就形成了資源再利用26的完美循環(huán)。至今為止，美國食物垃圾粉碎機(jī)的使用率高達(dá)95%，其他國家像德國、日本、法國、英國都在逐步使用食物垃圾粉碎機(jī)。在食物垃圾粉碎機(jī)第一次進(jìn)入中國的時(shí)候，美國的愛適易電氣公司、格萊達(dá)電器公司、通用電器公司等幾乎壟斷了中國市場(chǎng)，那時(shí)

12、候由于技術(shù)和人才原因，我國自主研究27的垃圾粉碎機(jī)能力很弱?，F(xiàn)在食物垃圾處理器的牌子有很多，有清道夫家庭垃圾處理器，勃漢姆食物垃圾處理器，愛適易垃圾處理器，九次方垃圾粉碎機(jī)等等。這里面已經(jīng)有了中國企業(yè)的面孔，但是現(xiàn)在的食物垃圾粉碎機(jī)價(jià)格很高，一般百姓難以承受，像美國愛適易M55+食物垃圾處理器的價(jià)格為1799，有些垃圾處理器則更貴，這也為在中國推廣食物垃圾粉碎機(jī)造成了很大的障礙。1.4 課題目的和研究意義1.4.1 課題目的根據(jù)國情，研制一款適合我國的廚房食物垃圾的預(yù)處理裝置 食物垃圾粉碎機(jī)，居民可以在家中對(duì)食物垃圾進(jìn)行初步處理，然后通過下水道排走，這種方法就能預(yù)先避免廚房食物垃圾造成的危害，

13、還能保證減量化的目的。1.4.2 研究的意義國外對(duì)食物垃圾粉碎機(jī)的成功應(yīng)驗(yàn)，為我們開辟了一條全新的道路。而且，預(yù)先處理廚房食物垃圾有很多優(yōu)點(diǎn)。1、減少垃圾數(shù)量，提高環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)在，國家針對(duì)生活垃圾，采取的處理原則是減量化、無害化和資源化28。減量化是重中之重。食物垃圾粉碎機(jī)對(duì)食物預(yù)先處理，直接達(dá)到減量化的目的，給人一個(gè)健康、整潔的居家環(huán)境。2、 便于食物垃圾的再處理由于食物垃圾的含水率很高，不利于其焚燒，不得不借助輔助燃料29來焚燒垃圾，一方面增加垃圾成本，另外也造成了浪費(fèi)。而食物垃圾粉碎機(jī)的加入可以大大的提高食物垃圾的焚燒熱值和滲漏問題。3、 經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著 現(xiàn)在因?yàn)槿狈茖W(xué)管理和資金支持

14、，衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥的效益都很小，相反環(huán)境正在進(jìn)一步惡化，人們的身體也遭受痛苦。而研制一款面向家庭、個(gè)體單位的食物垃圾粉碎機(jī)是必然的，它具有體積小，成本低，耐用的特點(diǎn)，相信可以被人們接受。而且政府可以實(shí)行鼓勵(lì)政策、宣傳引導(dǎo)，讓人們更加注重環(huán)境問題30，調(diào)動(dòng)整個(gè)城市的力量來保護(hù)環(huán)境。2 食物垃圾粉碎機(jī)的設(shè)計(jì)2.1 食物垃圾粉碎機(jī)的可行性分析2.1.1 經(jīng)濟(jì)層面分析 下面的分析只計(jì)算直接成本和收益，取靜態(tài)值。1、 處理廚余垃圾的成本估算測(cè)算得知，一個(gè)家庭每處理一次粉碎機(jī)的循環(huán)操作需要耗0.02度電，總耗水量5-8升，可以粉碎垃圾量0.5公斤。如果不出現(xiàn)特殊情況，食物垃圾粉碎機(jī)可以使用大概在15-

15、20年左右，差不多是用了16000次，假設(shè)粉碎機(jī)的價(jià)格以1500元/臺(tái)計(jì)算，使用的折舊費(fèi)為每次0.1元。所以處理1噸垃圾費(fèi)用為：（1000公斤/0.5公斤）×（0.02度×0.7元/度+0.005方×1.5元/方+0.25元）=294元，另外增加的污水管網(wǎng)沙井清理量的費(fèi)用和逐步調(diào)整污水處理工藝所引發(fā)的成本，因無法核算未計(jì)入。2、 處理廚余垃圾的收益估算首先是以焚燒廠處理垃圾成本為例，經(jīng)計(jì)算得知實(shí)際處理成本約為331.4元/噸，該成本沒有計(jì)入灰渣的處理成本；然后是廚余垃圾消耗的處理成本估算，由于廚余垃圾是焚燒的負(fù)面因子，消耗成本高，所以要調(diào)整系數(shù)為1.3，計(jì)算得出其

16、處理成本為331.4×1.3=430.8元/噸；城市垃圾的收運(yùn)成本計(jì)約為80元/噸，其收運(yùn)成本約為80元/噸×1.5=120元/噸；而廚余垃圾處理后的減量化和資源回收的效益總計(jì)約為91.1元/噸；所以用粉碎機(jī)處理垃圾的總收益為430.8+120+91.1=641.9元/噸。3、 結(jié)論從計(jì)算的數(shù)字結(jié)果來看，如果使用食物垃圾粉碎機(jī)處理廚余垃圾的話，收益將遠(yuǎn)大于成本，證明了食物垃圾粉碎機(jī)具有經(jīng)濟(jì)可行性。2.1.2 環(huán)境層面分析目前比如說，一天的生活垃圾產(chǎn)量達(dá)6600噸，58.56%的有機(jī)物中有腐蝕性，約3865噸/日，其部分垃圾居民生活的廚余垃圾部分。一般城市垃圾主要包括廚余垃圾

17、，而廚余垃圾又是垃圾污染的重要因素，其污染行為有以下幾方面:一是污染了收集容器，同時(shí)招引蟲蠅、散發(fā)臭氣；二是在運(yùn)輸過程中易沿途撒漏，污染路面，同時(shí)也會(huì)腐蝕車子；三是廚余垃圾本身含水率高，降低了垃圾熱值，增加燃燒成本等。而在使用食物垃圾粉碎機(jī)，有以下幾點(diǎn)好處：（1） 大大減少城市垃圾收運(yùn)處理量，減輕了交通堵塞和美化了市容；（2） 大大增加了填埋場(chǎng)的壽命，同時(shí)提高了焚燒廠的收益，減輕污染；（3） 杜絕了臭氣，這樣使小區(qū)保持清新的空氣，利于身心健康；（4） 降低垃圾的含水率，減輕垃圾對(duì)車子的腐蝕；（5） 盡可能的避免了廚余成分對(duì)垃圾可回收成分造成的麻煩，促進(jìn)了資源回收利用； 結(jié)論結(jié)果來看，使用食物垃

18、圾粉碎機(jī)具有經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，我們應(yīng)該借鑒發(fā)達(dá)國家推薦居民們來使用，將我們生活的城市凈化的干凈美麗。2.2 分析食物垃圾粉碎機(jī)的組成與其工作原理2.2.1 食物垃圾粉碎機(jī)的工作原理我們先將廚余垃圾從投入口丟到粉碎機(jī)，打開開關(guān)使刀盤在一定速度下轉(zhuǎn)動(dòng)，廚余垃圾跟著刀盤同步旋轉(zhuǎn)，這樣會(huì)產(chǎn)生速度差，轉(zhuǎn)的過程還會(huì)產(chǎn)生離心力，依靠齒環(huán)和端齒環(huán)以與刀盤同時(shí)對(duì)廚余垃圾擠壓、切削、磨碎，使其變成3-5mm的細(xì)小顆粒，隨著水流順著下水道排掉。下圖2.1為其工藝流程圖。 圖 2.1 粉碎機(jī)的工作原理圖2.2.2 食物垃圾粉碎機(jī)的組成食物垃圾粉碎機(jī)主要由處理器的投入口、機(jī)體外壁、處理室、電機(jī)和排污管等組成。如圖2.

19、2所示。處理室即是粉碎室，是粉碎垃圾的地方，由處理室外壁、底盤、底板和環(huán)形齒環(huán)組成，是組成部分的重要零件。電機(jī)安裝在處理室的下面，主要是為粉碎機(jī)提供動(dòng)力來源。水槽凸緣鉚合件是垃圾投入的地方，經(jīng)過處理室的粉碎后，通過排污管順著水流排走。其中電機(jī)和刀盤是食物垃圾粉碎機(jī)的關(guān)鍵部位，它們的好壞直接左右了粉碎效果。圖 2.2 粉碎機(jī)的零件組成2.3 食物垃圾粉碎機(jī)組合刀盤的設(shè)計(jì)2.3.1 確定刀具的基本尺寸在我國，由于廚房水槽的結(jié)構(gòu)大小是統(tǒng)一的，只是在厚度、輪廓上略有區(qū)別而已，所以可以設(shè)計(jì)刀盤的直徑：D=112mm，厚度H=3mm。2.3.2 分析刀盤的受力情況和選擇刀盤的材料2.3.2.1 刀盤工作的

20、載荷刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)因?yàn)榕c廚余垃圾的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，需要克服阻力，為了保證刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的強(qiáng)度，首先要對(duì)刀盤進(jìn)行載荷力學(xué)分析。我們可以在不影響計(jì)算結(jié)果的情況下把刀盤理想的作為一個(gè)繞著中心軸旋轉(zhuǎn)的薄3mm的薄板，用它來作流體旋轉(zhuǎn)阻力矩以與磨碎廚余垃圾時(shí)的阻力。（1） 流體旋轉(zhuǎn)阻力矩 我們假設(shè)一個(gè)半徑為R的圓盤在靜止的流體中旋轉(zhuǎn)，通過圓盤中心的轉(zhuǎn)軸與圓盤垂直。在圓盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，流體層會(huì)隨著轉(zhuǎn)盤的摩擦阻力做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受離心力的作用往圓盤外流，然后通過縫隙留下去。隨著流水不斷的流到轉(zhuǎn)盤上面作這樣一個(gè)定量循環(huán)操作，其實(shí)這個(gè)過程中流水對(duì)轉(zhuǎn)盤的施加的阻力很大。假設(shè)：轉(zhuǎn)盤上1體積的流水，切應(yīng)力ai與轉(zhuǎn)盤的夾角為?？傻闷鋸?/p>

21、向分量 F切徑向=ai sin (1) 可以分析得知，切應(yīng)力徑向動(dòng)量的增長與流水轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的離心力相等，方向相反； F離 = 2 r (2)其中：是流水轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的厚度；：轉(zhuǎn)盤的角速度；r：轉(zhuǎn)盤的半徑；從上述兩個(gè)等式可以看出F切徑向和流水離心力成正比： F切徑向 =ai sin 2r （3） 轉(zhuǎn)換下可得 :ai 2r/sin另外切應(yīng)力的正向分量: F切軸向 = ai cos (4)由于切應(yīng)力的正向分量: F切軸向 = （/y）y=0 (5)可用量級(jí)來表示，即： ai cosv / (6)查看書籍可知： v =r (7)由（6）、（7）可得： ai cosr/ 由（3）、（7）可得： 2r cos/si

22、n r/ 可知是常量，與轉(zhuǎn)盤半徑?jīng)]有任何關(guān)系（下述等式亦成立）；所以可把上述式子轉(zhuǎn)化為2/ （8）由運(yùn)動(dòng)粘度系數(shù)： =/ （9）其中：運(yùn)動(dòng)粘度系數(shù)定義（水溫10以下取1×10-6）；：粘度系數(shù)； ：密度由（8）、（9）可得：2/（/）1/2 (10)由（10）、（3）可得：ai2 r（/）1/2 正比于ai×（面積）×力臂：r4（）1/2 查資料可以得知，當(dāng)轉(zhuǎn)盤半徑為r,軸向速度為v，它的系數(shù)是1.935，所以： M=1.935×r4×（）1/2 =1.935×v/r×r4×（）1/2 =1.935r3×

23、v(v/ r)1/2 (11) 食物垃圾粉碎機(jī)可把廚余垃圾粉碎為3-5mm的細(xì)小顆粒，另外選定刀盤轉(zhuǎn)速 n=2800r/min。 V= r =2nr/60 =2×3.14×2800×0.056/60 =16.41 m/s 轉(zhuǎn)矩M=1.935r3×v(v/r)1/2 =1.935×0.0563×1×103×16.41×（1×10-6 ×16.41/0.056）1/2=0.0955 NM 所以，流體旋轉(zhuǎn)的阻力矩M=0.0955 NM 由公式M=Fl×r可知：Fl=M/r=0.09

24、55/0.056=1.7 N 所以得出結(jié)論：Fl=1.7 N(2)廚余垃圾對(duì)轉(zhuǎn)盤造成的阻力因?yàn)橐话慵依锏膹N余垃圾的種類一般是生菜剩飯，果皮等軟性垃圾，易粉碎，其形成的阻力相對(duì)很小，做粉碎實(shí)驗(yàn)后可得出結(jié)論，廚余垃圾對(duì)轉(zhuǎn)盤形成的阻力F2； F2 =11.8 N2.3.2.2 刀盤的材料 一臺(tái)好的食物垃圾粉碎機(jī)，核心之一就是刀盤（包括環(huán)磨盤）的材料。因?yàn)樗心シ鬯楦鞣N類的垃圾，防銹是必須的，進(jìn)進(jìn)出出都是水，生銹了就不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)了；有些食物垃圾還有腐蝕作用，所以防腐蝕也是要求刀盤具備的；還有就是它的強(qiáng)度和剛度；考慮完那些，還要考慮適用加工性和經(jīng)濟(jì)性。所以我們決定在1Cr13和9Cr18中做出篩選，下

25、表2是兩種材料的一些參數(shù)。表2 材料1Cr13和9Cr18的參數(shù)（1）一般知道一個(gè)材料中的C含量高的話，形成的微型原電池就越多，腐蝕鐵越快，其耐腐蝕能力越差；（2）一般合金中有Cr元素，其對(duì)鋼具有很大的強(qiáng)化作用，提高強(qiáng)度、硬度和耐腐蝕性，同時(shí)提高了鋼的耐熱性；特別在高的合金圍，使鋼成為了強(qiáng)氧化酸類的克星，大大加強(qiáng)了其耐腐蝕性，由此可見Cr全方面提高了鋼的品質(zhì)。但是Cr鐵礦屬于短缺礦種在中國，我國Cr的儲(chǔ)量少，產(chǎn)量也低，所以每年80%的Cr主要依靠進(jìn)口，Cr雖然能大大提高其質(zhì)量，但由于短缺的緣故，建議少用。所以在滿足食物垃圾粉碎機(jī)對(duì)刀盤設(shè)計(jì)要求的情況下，我們選用1Cr13作為刀盤的材料。2.3.

26、3 校核刀盤的強(qiáng)度當(dāng)?shù)侗P轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，它會(huì)受到一個(gè)循環(huán)載荷力，只要電源開著，刀盤就會(huì)一直承受著，這樣就會(huì)發(fā)生疲勞破壞，一旦刀盤遭到斷裂，粉碎機(jī)就不能使用了，所以在設(shè)計(jì)時(shí)要求其在循環(huán)工作載荷力的作用下，假設(shè)性的具備無限長的疲勞壽命的條件，下面是一般金屬材料在交變應(yīng)力的作用，常用的-N曲線圖。圖 2.4 -N曲線圖 可以看見在-N曲線圖的右側(cè)是一條無限接近水平的漸近線，水平線起始點(diǎn)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值我們一般稱為疲勞極限。我們定義為：當(dāng)最大應(yīng)力小于疲勞極限的時(shí)候，且在不被破壞的情況下，可以做無限次循環(huán)應(yīng)力。而水平起始點(diǎn)的橫坐標(biāo)Ne大約為107，我們定義N>=Ne的區(qū)域?yàn)闊o限壽命區(qū)。而在曲線的左側(cè)是一條

27、斜線，在該斜線段是N<Ns，我們稱為有限壽命區(qū)，而在該段線所做的計(jì)算稱為有限壽命計(jì)算。因此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力應(yīng)該設(shè)計(jì)的低點(diǎn)，最大的提高其工作壽命。 查資料可知疲勞極限R和抗拉強(qiáng)度LA有如下等式： 0.24 <R /LA< 0.5 (12)從上表可知1Cr13的抗拉強(qiáng)度：LA=540MPa；我們?nèi)?.25下限值可得：R =0.24×540 =129MPa接下來是計(jì)算盤max假設(shè)在距離圓心為的圓上一面積為dA，這點(diǎn)的力dA對(duì)x軸的矩力為dA，然后將力矩積分： Mn =AR p dA (13)圖 2.5 截面力矩圖據(jù)胡克定律可得： max=Gr=G (14)由（13）、（14）

28、可得： Mn =A2GdA =GA2dAA2dA是幾何量，它與圓的截面有關(guān)，可以用Ip來表示，那么上式亦可轉(zhuǎn)換為 Mn=GIp=F合R (15) 由（14）、（15）可得 max=Mn/ Ip分析可知在圓盤上的最大應(yīng)力應(yīng)該在圓截面邊緣各點(diǎn)，即=max；盤max =Mn/ Ip （16）Ip =A2dA =d/20 2dA =d4/32 F離 =ma =m2R =r2/4 h R(2n/60)2=7.85×3.14×0.0562×0.03×0.056(16.41/0.056)2 =11.15 N F合 =F離 +F2 +F1cos =11.15+11.8+

29、1.7 =24.65 N 將所得結(jié)果帶入（16）可得：盤max =Mn/ Ip=F合 r2/(d4/32) =16×32(F合/)r2 =16×32×24.65/3.14×0.0562 =12.6 MPa顯而易見盤max R=129 MPa，而且它滿足最大應(yīng)力小于疲勞極限的條件，可以做無限次循環(huán)操作，結(jié)論：該設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度要求。2.3.4 校核刀片的強(qiáng)度因?yàn)榈镀S著刀盤做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，也是做定軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可定義r刀=0.054m。那么： V刀 =r =2nr/60 =2×3.14×2800×0.054/60 =15.83 m/s

30、而轉(zhuǎn)矩： M=1.935r3×v(v/ r)1/2 =1.935×0.0543×1×103×15.83×（1×10-6×15.83/0.054)）1/2=0.083 NM 然后可計(jì)算出： F刀片 =M/r =0.083/0.054 =1.54 N接下來計(jì)算刀片的水阻力矩： F離 =ma =m2 R =d2/4 h R(2n/60)2 =7.85×3.14×0.0542×0.03×0.054×(15.83/0.054)2 =10.00 N F合 =F離+F2+F刀片c

31、os =10.00+11.8+1.54 =23.34 N 由公式 刀片max =M/ Ip =F合 r2/(d4/32)=16×32F合/(r2） =1.30 MPa 顯而易見滿足強(qiáng)度要求。2.3.5 刀盤的外形結(jié)構(gòu)在我國，廚余垃圾的種類有很多，其軟硬程度、化學(xué)性質(zhì)等都有較大的區(qū)別，根據(jù)這樣的性質(zhì)特點(diǎn)，可以采用組合式的粉碎刀盤，如下圖2.6。該刀盤由一組固定刀盤和一組旋轉(zhuǎn)刀盤組成，在刀盤上面設(shè)置成中心對(duì)稱的形狀，有三角凸臺(tái)、擺動(dòng)刀片、豎起的三棱柱刀片。還有分布在刀盤周圍的圓形通孔，便于粉碎后的垃圾流體排走，在刀盤直徑周圍還有一圈環(huán)形磨盤，和圓形刀盤的材料一樣，當(dāng)圓盤在高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于

32、離心力的作用，廚余垃圾會(huì)飛向四周，設(shè)置這樣的環(huán)磨盤同樣起到了粉碎垃圾的效果。同時(shí)它與電機(jī)通過鉚釘和轉(zhuǎn)軸連接在一起，屬于過盈配合。 組合式的粉碎刀盤的特點(diǎn)：（1） 這樣一套由固定和旋轉(zhuǎn)刀盤組成的粉碎刀盤，可以解決硬度不一和化學(xué)性質(zhì)復(fù)雜的廚余垃圾，在高速轉(zhuǎn)動(dòng)的組合刀盤的粉碎破壞下，達(dá)到了設(shè)計(jì)的最初要求，即把廚余垃圾粉碎到5mm以下的流體。 （2）我們?cè)诘侗P設(shè)計(jì)中，在其表面設(shè)置了二十多個(gè)直徑為4mm的通孔，其作用就是把粉碎后的垃圾流體排出粉碎機(jī)，另外一個(gè)好處就是降低刀盤的自身重量，提高其轉(zhuǎn)動(dòng)強(qiáng)度。圖 2.6 組合刀盤2.4 電機(jī)的選擇2.4.1 電動(dòng)機(jī)的工作原理電動(dòng)機(jī)是一項(xiàng)偉大的發(fā)，它的工作原理就是

33、利用電磁感應(yīng)原理，可以將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來工作。通電時(shí)在磁場(chǎng)的作用下，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，做定向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)為了確保S級(jí)和N級(jí)總有恒定的電流通過，需要電刷和換向器，這樣的效果導(dǎo)致持續(xù)的向外輸出功率，電動(dòng)機(jī)就是在多磁極、多線圈的情況下進(jìn)行工作的。2.4.2 電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、定子等零件組成。轉(zhuǎn)子有鐵心和繞組組成，轉(zhuǎn)子鐵心有硅鋼片疊壓而成。定子由鐵心、繞組和機(jī)座組成，其中定子鐵心是電動(dòng)機(jī)磁路的一部分，由0.5mm的硅鋼片層層疊壓而成，其中間的絕緣體可以降低渦流損耗。2.4.3 電動(dòng)機(jī)的種類電動(dòng)機(jī)的種類很多，所以會(huì)有多種不同的分類。（1）可以按種類劃分：直流電機(jī)和交流電機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)再按結(jié)構(gòu)和工

34、作原理劃分：無刷直流電機(jī)和有刷直流電機(jī)。交流電機(jī)可劃分為：?jiǎn)蜗嚯姍C(jī)和三相電機(jī)。（2）直接按其工作原理劃分：同步電動(dòng)機(jī)、異步電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)劃分：交流換向電機(jī)和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。（3） 按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)劃分：繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（繞線型異步電機(jī)）和籠型感應(yīng)電機(jī)（鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)）。（4） 按其用途劃分：控制用電機(jī)和驅(qū)動(dòng)用電機(jī)。（5） 按其轉(zhuǎn)速劃分：低速電機(jī)、高速電機(jī)、調(diào)速電機(jī)、恒速電機(jī)。2.4.4 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇粉碎機(jī)電機(jī)的選擇也是決定其質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，首先電機(jī)容量要適當(dāng)，選高了，工作效率低；選低了，容易過載，使電機(jī)報(bào)廢，在電機(jī)上有絕緣物質(zhì)，它可以用來降溫，因?yàn)闇囟纫坏┥仙?，電機(jī)容易燒壞，

35、在選擇電機(jī)時(shí)，一定要考慮其容量，還有其電流類別、最大轉(zhuǎn)速、重量等。 （1）轉(zhuǎn)速：食物垃圾粉碎機(jī)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速一般在2700左右，而交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速約為直流電機(jī)的一半。（2）壽命：基本上交流電機(jī)的使用時(shí)間要長于直流電機(jī)，但也有個(gè)別特殊的，比如無刷直流電機(jī)，其使用壽命就比交流電機(jī)長 。（3）粉碎垃圾的效果：在廚余垃圾中，骨頭算是一類相對(duì)硬度較大的垃圾，相比之下直流電機(jī)要優(yōu)于交流電機(jī)。（4）重量：因?yàn)殡姍C(jī)是要安裝在食物垃圾粉碎機(jī)的下面，如果電機(jī)重量過大的話容易壓壞水槽，現(xiàn)在市面上的交流電機(jī)都超過7公斤，直流電機(jī)相對(duì)輕點(diǎn)。 綜合考慮，直流電機(jī)的特點(diǎn)是可以快速而多次進(jìn)行啟動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)，其過載能力很高，調(diào)

36、速性能好，調(diào)速圍大，可以平穩(wěn)、準(zhǔn)確的調(diào)整轉(zhuǎn)速，以上特點(diǎn)都符合食物垃圾粉碎機(jī)的工作特點(diǎn)，所以決定直流電機(jī)。而在直流電機(jī)中，永磁式直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)用的永磁材料作為磁極，提供電機(jī)勵(lì)磁源，而且永磁式電機(jī)不需要?jiǎng)?lì)磁線圈，其耗電小、散熱快、過載能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，所以設(shè)計(jì)時(shí)可以使用永磁式電機(jī)。結(jié)論：驅(qū)動(dòng)電機(jī)選用永磁式直流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。接下來是通過計(jì)算來選擇型號(hào)。旋轉(zhuǎn)到盤工作時(shí)克服的阻力： F=F1 + F2=1.7+11.8 =13.5 N刀盤線速度在上面以求得：V=16.41 m/s所需負(fù)載的功率： PV = FV =13.5×16.41 =221.54 W電機(jī)的額定功率Pd：我們?nèi)d =1.4 P

37、V Pd =1.4 PV=1.4×221.54 =310.15 W 根據(jù)所得功率，選擇電機(jī)型號(hào)：ZYT104/12該型號(hào)的主要數(shù)據(jù)是：功率：390 W；轉(zhuǎn)速：2800r/min；電壓：220 V；重量：3Kg。該電動(dòng)機(jī)特點(diǎn)：耗電小、散熱快、過載能力強(qiáng)、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，價(jià)格適中，而且可在國進(jìn)行維修。3 零件實(shí)體建模3.1 建模軟件的介紹（1）Pro/Engineer三維繪圖軟件： Pro/Engineer三維繪圖軟件是美國參數(shù)技術(shù)公司組織研發(fā)的一款三維軟件。該軟件處于當(dāng)前三維繪圖軟件的領(lǐng)軍地位。Pro/Engineer因?yàn)槠鋸?qiáng)大的功能和新標(biāo)準(zhǔn)受到業(yè)界的推廣和認(rèn)可，是現(xiàn)今主流的CAD軟件之一。

38、Proe繪圖軟件是我在大二期間接觸的，學(xué)了一些基本的繪圖操作，用起來很方便，很有邏輯性，里面還有很多的功能沒有學(xué)，是一款非常適合設(shè)計(jì)的軟件。（2）AutoCAD繪圖軟件：AutoCAD是歐特克公司在1982年的時(shí)候，自主開發(fā)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，該軟件可用于二維設(shè)計(jì)、三維設(shè)計(jì)等多項(xiàng)功能，如今也是社會(huì)上比較主流的設(shè)計(jì)軟件。AutoCAD具有全面良好的用戶界面，我們可以通過命令或者菜單來繪制圖形。這款軟件也教容易掌握，一些基本命令熟悉幾次就可以掌握了，這樣可以大大的提高工作效率。AutoCAD也有很好很便捷的兼容性，它可以兼容各個(gè)操作系統(tǒng)，網(wǎng)上也有很多破解版，從04到14的版本都有。3.2 零件建

39、模 食物垃圾粉碎機(jī)由一些重要零件組成，我通過PRO/E三維軟件建模，基本操作是新建零件模版，關(guān)閉缺省模版，在確定，使用毫米制，即mmns，再點(diǎn)擊確認(rèn)進(jìn)入建模窗口。由于零件數(shù)量眾多，我挑選了幾個(gè)重要的零件介紹其制圖過程。3.2.1 粉碎室 這個(gè)粉碎室模，我先草繪一個(gè)圖形，如下圖3.1所示。完成后再繞中軸旋轉(zhuǎn)，新建一個(gè)平面，在這個(gè)平面上繪制出水口的實(shí)體，最后完成整體的粉碎室建模。粉碎室與上蓋通過四個(gè)螺釘連接，中間放了一個(gè)墊圈，防止水流出來，下面與下蓋連接，用三個(gè)M4的螺釘，因?yàn)檫@部分連接沒有水流出來，所以不需要用墊圈，如圖3.2為設(shè)計(jì)的粉碎室模。 圖 3.1 粉碎室草圖圖 3.2 粉碎室3.2.2

40、 支撐鎖環(huán)建 支撐鎖環(huán)是由連續(xù)三次的接替環(huán)組成，亦可用草繪、旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行建模，如下圖3.3所示，連接部分：它上面是通過一個(gè)密封圈支撐著它，因?yàn)槊芊馊Φ淖畲笾睆酱笥谥苇h(huán)的上平面直徑，該配合屬于間隙配合；而密封圈是套在水槽凸緣鉚合件的下部分，屬于過渡配合，因?yàn)槭窍鹉z材料，伸縮性很大，使得密封圈能緊緊套在鉚合件上，保證不脫落。下面有圖6.1就能直觀的表達(dá)出來，所以上蓋與水槽凸緣鉚合件是通過一個(gè)密封圈連接的，一個(gè)提供支持力，一個(gè)給壓力。圖 3.3 支撐環(huán)草圖 支撐鎖環(huán)兩邊的實(shí)體是通過多次新建平面、多次草繪拉伸而得，如下圖3.4所示。圖 3.4 支撐的環(huán)加強(qiáng)筋是先草繪拉伸出一個(gè)加強(qiáng)筋，再通過陣列建出

41、其他12個(gè)加強(qiáng)筋，如下圖3.5。最終該零件的實(shí)體模型如圖3.6所示。圖 3.5 環(huán)草圖圖 3.6 支撐環(huán)3.2.3 底盤蓋建模底盤蓋是食物垃圾粉碎機(jī)最下面的，封閉了開關(guān)、導(dǎo)線，用一個(gè)雙頭螺柱、一個(gè)墊片、一個(gè)螺栓，另一邊連接到粉碎室底面螺紋孔，中間是可以穿過電機(jī)的，因?yàn)殡姍C(jī)并不是充滿電機(jī)外殼。該模型先通過插入、掃描、伸出項(xiàng)來完成，下圖3.7、圖3.8是其掃描軌跡和截面，圖 3.7 軌跡 圖 3.8 截面接下來是繪制螺紋孔，我通過混合、伸出項(xiàng)來繪制，下圖3.9是其截面草圖，深6mm。圖 3.9 混合操作 該模型為最終底盤模型，如下圖3.10。圖 3.10 底盤蓋3.2.4 水槽凸緣鉚合件這是一個(gè)鉚

42、合件，由一個(gè)上蓋和一個(gè)鋁制的環(huán)形片鉚合起來，屬于過盈配合，基本的思路就草繪、旋轉(zhuǎn)，因?yàn)槭切D(zhuǎn)件。下圖3.11為上蓋的草繪圖和鉚合件的草繪圖3.12。圖 3.11 鉚合件草圖圖 3.12 鉚合件草圖下圖3.13為水槽凸緣鉚合件的裝配圖，約束用插入和匹配即可。圖 3.13 鉚合件4 模型的裝配和仿真4.1 模型的裝配模型的裝配就是在所有零件都都用軟件繪制出來后，將他們進(jìn)行組裝，裝配一般從上到下從里到外，而裝配也是通過零件與零件之間的約束完成的，一般運(yùn)用頻繁的約束條件有對(duì)齊、匹配、插入、相切，其他的約束有坐標(biāo)系、線上點(diǎn)、曲面上的點(diǎn)、曲面上的邊。在裝配過程中，可以依據(jù)不同的零件和設(shè)計(jì)要求，來選擇合適的

43、裝配約束類型，想要使一個(gè)零件處于完全約束狀態(tài)，需要使用幾個(gè)約束條件。有的時(shí)候你會(huì)發(fā)現(xiàn)“匹配”不了，那是因?yàn)槟愕某叽绮粚?duì)，需要修改，所以這部分需要修改的地方特別多，反反復(fù)復(fù)的改正，然后裝配。首先是投入口的裝配，該部分主要由上蓋鉚合件、防濺罩、防水環(huán)等幾部分組成，該部分裝配都是以軸插入、面對(duì)齊或者匹配來完成。比如防濺罩和鉚合件的就是先“插入”對(duì)齊，然后“匹配”，使兩個(gè)面貼合，完成一次裝配；支撐環(huán)和上外殼也是先“插入”、“匹配”進(jìn)行裝配，然在旋轉(zhuǎn)支撐環(huán)，使安裝時(shí)旋轉(zhuǎn)的扣對(duì)齊，如下圖4.1所示。 圖4.1 投入口裝配圖然后是粉碎室和排污口，該部分由粉碎室、刀盤、法蘭、密封圈、排水管等組成。首先是粉碎室

44、和刀盤的裝配，該部分主要以轉(zhuǎn)軸加鉚釘來連接，也是主要以軸“插入”、面”對(duì)齊”或者”匹配”來完成。然后是排水管也是以一樣的方式進(jìn)行連接，有的部分會(huì)增加一些約束，比如繞軸旋轉(zhuǎn)45度、90度等，最終完成整個(gè)裝配，如下圖4.2所示。 圖4.2 粉碎部分裝配圖最后是底部支撐裝置，該部分由保護(hù)外殼、底盤、電機(jī)和下蓋組成，底盤蓋與電源外殼屬于過渡配合，電源外殼與電機(jī)外殼屬于過度配合，大部分裝配是類似的，比如保護(hù)外殼和下蓋是三個(gè)面來約束，由于尺寸不對(duì)反復(fù)修改了多次，如下圖4.3所示。圖4.3 支撐裝置裝配圖下圖4.4是總裝配圖。圖 4.4 總的裝配圖4.2 模型的仿真食物垃圾粉碎機(jī)的仿真就是讓磨盤運(yùn)轉(zhuǎn)起來，打

45、開裝配圖，再打開主菜單中的“應(yīng)用程序”、“機(jī)構(gòu)”，進(jìn)入運(yùn)動(dòng)仿真的模塊界面，單機(jī)“伺服電動(dòng)機(jī)定義”會(huì)出現(xiàn)如下圖4.2示，然后選擇“運(yùn)動(dòng)軸”，單擊軸線，在“選取”上點(diǎn)“確定”，再點(diǎn)擊“輪廓”，在“規(guī)”里選擇“速度”，設(shè)置如下圖4.3所示，再單擊“確定”。然后選擇“機(jī)構(gòu)分析”，跳出一個(gè)窗口，如圖4.4所示。在“類型”里面選擇“運(yùn)動(dòng)學(xué)”，“終止時(shí)間”20秒，再單擊“運(yùn)行”。 接著打開“回放”按鈕，彈出來一個(gè)對(duì)話框圖4.5，點(diǎn)擊“播放”按鈕，也可以進(jìn)行“捕捉”，類型選擇AVI，最后點(diǎn)擊確定完成仿真。圖 4.5 仿真步驟1圖 4.6 仿真步驟2圖 4.7 仿真步驟3圖 4.8 仿真步驟45 三維轉(zhuǎn)二維各個(gè)

46、零件的三維圖畫好后，接下來要做的就是把三維圖轉(zhuǎn)換為三視圖，我用的是Proe的“繪圖”模式進(jìn)行三視圖的組合，取消“使用缺省模版”，如下圖5.1所示。圖 5.1 轉(zhuǎn)換步驟1在“缺省模型”里選擇要畫三視圖的模型零件，“指定模版”選擇空，“大小”的根據(jù)你所畫零件的大小、縮放進(jìn)行合適的選擇，然后點(diǎn)擊“確定”。然后進(jìn)入界面選擇視圖的類型和剖面視圖、放大視圖等，如下圖5.3可自行選擇。圖 5.2 轉(zhuǎn)換步驟2圖 5.3 轉(zhuǎn)換步驟36 實(shí)物的安裝與注意事項(xiàng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在磨盤的正下方，從外殼下引出電源線，電機(jī)軸的上端與磨盤想接，在電機(jī)上下的粉碎室與開關(guān)蓋，用兩個(gè)雙頭螺柱連接起來，在排水管和粉碎是出口處加上密封圈，

47、防污水和殘?jiān)┏鰜?，用螺釘將排水管和粉碎室連接起來，中間放個(gè)小鐵片和密封圈。而在上面入口處，在鉚合件中間放一個(gè)防濺罩，為了防止下面磨盤轉(zhuǎn)的時(shí)候把垃圾轉(zhuǎn)出來，濺到使用者，在鉚合件和水槽之間也要放個(gè)密封圈，這里也會(huì)出現(xiàn)滲水問題。安裝注意事項(xiàng)：（1）裝配環(huán)是食物垃圾粉碎機(jī)與水槽連接的紐帶，安裝時(shí)先將其提起來，在水槽凸緣鉚合件下套入密封圈，安裝好后放下裝配環(huán)，試試是否可以容易的旋轉(zhuǎn)，如下圖6.1。圖 6.1 安裝注意事項(xiàng)1（2）安裝時(shí)應(yīng)當(dāng)將裝配環(huán)與粉碎機(jī)的上蓋連接部分轉(zhuǎn)緊，使其處于封閉位置，當(dāng)處于封閉位置時(shí)，裝配環(huán)可與上蓋牢牢轉(zhuǎn)緊，如下圖6.2。圖 6.2 安裝注意事項(xiàng)2（3）如果食物垃圾粉碎機(jī)部出現(xiàn)

48、問題的時(shí)候，可以用小鐵棒敲碎側(cè)面的小孔，如圖6.3所示。圖 6.3 安裝注意事項(xiàng)3下面是整個(gè)安裝的外觀圖6.4：圖 6.4 外觀圖7 實(shí)物創(chuàng)新改進(jìn)7.1 電路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的原理 由于現(xiàn)在的食物垃圾粉碎機(jī)都是用的時(shí)候去開，不用的時(shí)候去關(guān)，需要回?fù)茈娫撮_關(guān)，這樣連續(xù)蹲很麻煩，所以我的創(chuàng)新點(diǎn)就是電路系統(tǒng)的改進(jìn)，當(dāng)要用的時(shí)候按一下開關(guān)，然后定時(shí)，定的時(shí)間根據(jù)食物垃圾的要求，可以兩分鐘，可以三分鐘，在粉碎機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，人就能離開，機(jī)器在運(yùn)行完畢后自動(dòng)關(guān)閉。驅(qū)動(dòng)電路采用CH7555來組成定時(shí)電路，它是一種CMOS集成定時(shí)器，也稱CMOS555。CH7555具有功耗小、負(fù)載能力也小、阻抗高、輸入電流小等特點(diǎn)，綜上特

49、點(diǎn)，設(shè)計(jì)采用了性能穩(wěn)定、性價(jià)比高的CH7555集成電子元件，下圖7.1即是CH7555的引腳說明圖和電路原理圖，我的這種定時(shí)方式可以實(shí)現(xiàn)，但我自身能力有限，沒有能力進(jìn)一步研究。圖7.1 引腳排列圖圖7.2 控制電路系統(tǒng)電路原理圖7.2 安全改進(jìn)現(xiàn)在市面上的食物垃圾粉碎機(jī)大多都是懸掛式的，如上圖6.4所示，這樣就導(dǎo)致一個(gè)問題出現(xiàn)，當(dāng)用的時(shí)間久了，粉碎機(jī)自身的重量加上食物垃圾和水的重量，可能導(dǎo)致食物垃圾粉碎機(jī)破壞水槽，嚴(yán)重的可能直接壓壞水槽掉下來，有些進(jìn)口的食物垃圾粉碎機(jī)的外殼都是由金屬制成，這樣會(huì)大大增加安全隱患，所以我的改進(jìn)建議方案就是在安裝好食物垃圾粉碎機(jī)之后，在它的下面墊一個(gè)東西，使其變成

50、站立式，這樣有地面的支持力就變得安全了，這個(gè)墊的材料最好是木質(zhì)材料，因?yàn)槿绻媒饘俨牧系脑挘赡軙?huì)腐蝕底盤蓋，這樣就可以最大限度的保護(hù)粉碎機(jī)本身和水槽。圖7.3 安全改進(jìn)圖 結(jié) 論這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次考核，當(dāng)初選這個(gè)課題的時(shí)候，不知道從何下手，沒有思路，于是上網(wǎng)搜索了一些有關(guān)課題的資料，這才慢慢有了了解，有了思路。這個(gè)課題設(shè)計(jì)涵蓋了很多知識(shí)點(diǎn)，你需要去學(xué)習(xí)材料力學(xué)、理論力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)原理、CAD制圖、Proe三維建模等。在理論計(jì)算方面，我對(duì)刀盤的工作載荷進(jìn)行了計(jì)算，從分析受力，到材料的選擇，到最后校核強(qiáng)度，都一一進(jìn)行了分析；在電學(xué)方面，為了保證足夠的轉(zhuǎn)速和容量，在滿足設(shè)計(jì)的要求前，來選擇符合條件的電機(jī)；在機(jī)械設(shè)計(jì)方面，對(duì)刀盤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采用了組合式粉碎刀俎來工作，運(yùn)用Proe繪圖軟件對(duì)各部分零件進(jìn)行建模，并且在數(shù)據(jù)吻合的條件下來裝配各個(gè)零件。本次設(shè)計(jì)的食物垃圾粉碎機(jī)采用了永磁式直流驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，由于現(xiàn)在很多國外的粉碎機(jī)都是采用交流電機(jī)，缺點(diǎn)是體積大，不符合設(shè)計(jì)要求，而且價(jià)格昂貴，一般的市民買不起也不太愿意買。在刀盤材料的選擇上最終選用了1Cr13，該刀盤的設(shè)計(jì)適用于我國廚余垃圾的特點(diǎn)，而且1Cr13更容易加工，因?yàn)椴皇窍∮胁牧希瑝牧艘卜奖憔S修和更換，現(xiàn)在這樣一臺(tái)食物垃圾粉碎