生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)[文書特制]

1、天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置姓 名 宋揚(yáng) 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械工程及自動化 指導(dǎo)教師 趙鎮(zhèn)宏 職 稱 副教授 2013年06月01日二類特制#天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 題目生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名宋揚(yáng)學(xué)院名稱機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級機(jī)自090課題類型設(shè)計(jì)類課題意義近年來生活垃圾產(chǎn)量不斷增加，對其處理成本也在增長，而壓縮環(huán)節(jié)對于提高垃圾處理工作效率及經(jīng)濟(jì)效益都有重要意義，本課題在實(shí)際應(yīng)用中有極大價值。任務(wù)與進(jìn)度要求任務(wù)：1、了解垃圾壓縮機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r，進(jìn)行實(shí)習(xí)調(diào)研，明確設(shè)計(jì)目標(biāo)；2、結(jié)合實(shí)際確定垃圾壓縮機(jī)的整體方案及各部分具體結(jié)構(gòu)；3、對各結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)及相

2、關(guān)校核，繪制CAD圖；4、對液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；5、對壓縮式生活垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備的研究總結(jié)和展望。進(jìn)度：3-4周 實(shí)習(xí)調(diào)研、查資料、參觀設(shè)備5-6周 垃圾中轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì)方案的確定、翻譯文獻(xiàn)7-10周 垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站方案的設(shè)計(jì)11-15周 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、繪圖、寫論文16周 畢業(yè)答辯主要參考文獻(xiàn)1、城市生活垃圾中轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì)及應(yīng)用 環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,呂傳毅，楊先海 2、城市生活垃圾壓縮處理站液壓動力驅(qū)動系統(tǒng)特性分析，涂鳴3、城市生活垃圾壓縮和分選技術(shù)及機(jī)械設(shè)備研究，楊先海4、城市生活垃圾集運(yùn)設(shè)備研究 環(huán)境工程，呂傳毅，楊先海5、翻轉(zhuǎn)裝箱式生活垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備的研究 ，曹修生 6、楊曙東，何存興 液壓傳動與氣壓傳

3、動 華中科技大學(xué)出版社，20087、濮良貴，紀(jì)名剛 機(jī)械設(shè)計(jì) 高等教育出版社，20068、生活垃圾壓縮裝置的研究現(xiàn)狀及發(fā)展，蒲明輝9、城市生活垃圾壓縮設(shè)備的壓頭及箱體設(shè)計(jì)，盧清華10、機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡明手冊，駱?biāo)鼐?朱詩順 主編起止日期2013年3月1日2013年6月5日備注院長 教研室主任 指導(dǎo)教師 二類特制#畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報告表 2013年 3月28日姓名宋揚(yáng)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械工程及自動化班級機(jī)自090題目生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師趙鎮(zhèn)宏一、 與本課題有關(guān)的國內(nèi)外研究情況、課題研究的主要內(nèi)容、目的和意義：近年來城市生活垃圾的成分發(fā)生了很大變化，主要特點(diǎn)是垃圾密度降低，可壓縮性增加，

4、另一方面，近郊可用來填埋垃圾的場地越來越少，人們不得不考慮在遠(yuǎn)郊建立垃圾處理場所，運(yùn)輸費(fèi)用占垃圾處理費(fèi)用的比例較高，垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)可以很好地解決垃圾運(yùn)輸中的虧載問題，更有效地提高垃圾運(yùn)載效率，降低垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)頻率，節(jié)省垃圾運(yùn)輸費(fèi)用，改善交通擁擠狀況和消除清運(yùn)中的二次污染等，是城市生活垃圾集運(yùn)的發(fā)展方向。目前垃圾壓縮設(shè)備需求量很大，企業(yè)生產(chǎn)前景廣闊。國外已經(jīng)開發(fā)出多種形式的壓縮式垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備，技術(shù)比較成熟，但引進(jìn)價格較高，國內(nèi)目前大部分的產(chǎn)品開發(fā)基本上是模仿國外產(chǎn)品或國內(nèi)成熟產(chǎn)品。我國的垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備主要有以下三種:垃圾壓縮運(yùn)輸車 、中小型壓縮式垃圾中轉(zhuǎn)站、大型垃圾壓縮站。當(dāng)前，垃圾壓縮設(shè)備主要有兩

5、種，即壓裝式和壓塊式。壓裝式壓縮設(shè)備分為分離式和一體式兩種，其主要區(qū)別是前者的填料壓縮裝置與車廂分離放在垃圾中轉(zhuǎn)站內(nèi)，而后者填料壓縮裝置與車廂連成一體成為后裝垃圾壓縮車。其工作原理是利用垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車上的車箱作為壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮腔，垃圾通過填料器的刮板式壓縮機(jī)構(gòu)分多次被壓入車廂，裝滿后進(jìn)行幾次加壓及保壓，在此過程中垃圾被連續(xù)減容。壓塊式壓縮設(shè)備的壓縮裝置將卸落后的垃圾預(yù)先壓縮成塊，待轉(zhuǎn)運(yùn)車駛?cè)肱c壓縮裝置相連鎖定后，再將壓縮好的垃圾塊一次性推入垃圾車車廂內(nèi)。壓塊式壓縮工藝分為垂直壓縮式和水平壓縮式兩種。發(fā)展方向：一、大型化 隨著社會發(fā)展，人口增加，道路條件改善，垃圾處理廠的距離越來越遠(yuǎn)，為降低垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)

6、成本，垃圾壓縮設(shè)備和轉(zhuǎn)運(yùn)車輛必將向大型化方向發(fā)展。二、高壓縮比 提高垃圾的壓縮比，能直接提高垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)的效率 。三、智能化、高效率 為了節(jié)省環(huán)衛(wèi)工人的勞動強(qiáng)度，垃圾收集壓縮過程應(yīng)該完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，整個操作過程能實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)控，故壓縮裝置采用微電腦控制代表了今后的發(fā)展方向。四、高可靠性 我國生產(chǎn)垃圾壓縮設(shè)備的企業(yè)技術(shù)力量大多并不強(qiáng)，壓縮設(shè)備存在可靠性低、笨重、故障率較高和能力利用率低的缺點(diǎn)，提高設(shè)備的可靠性刻不容緩。五、高密封性 為了防止垃圾中的滲瀝水漏出，造成壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)中的二次污染，其鎖緊密封一定要可靠。其發(fā)展趨勢是采用機(jī)液一體化方案，提高密封鎖緊過程自動化程度。一般，一臺完整的垃圾壓縮中轉(zhuǎn)設(shè)備主要

7、包括：壓縮裝置、集裝箱裝卸平臺、動力及傳動系統(tǒng)、垃圾集裝箱、控制系統(tǒng)五個功能模塊。其中，壓縮裝置和裝卸平臺一定程度上決定了控制系統(tǒng)、動力傳動系統(tǒng)和垃圾集裝箱的設(shè)計(jì)方案，是整個設(shè)備設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，也是研究的重點(diǎn)。（1）壓縮裝置決定著整臺設(shè)備的性能，合理的壓頭結(jié)構(gòu)和壓縮比不僅決定著整臺設(shè)備的制造成本，而且決定著整個運(yùn)輸環(huán)節(jié)的費(fèi)用。（2）裝卸平臺主要實(shí)現(xiàn)垃圾集裝箱的裝卸車功能，要求有較高可靠性和平穩(wěn)性，同時盡量保證結(jié)構(gòu)簡單、占用空間小、成本低。（3）動力及傳動系統(tǒng)盡量選擇可靠性的零部件和傳動方式，功耗小。（4）垃圾集裝箱要保證足夠強(qiáng)度，以免壓力過大將其壓壞，且要有防腐作用。（5）控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對這個設(shè)備的

8、動作控制，包括對裝卸平臺和壓縮裝置的控制。對裝卸平臺的控制要求能實(shí)現(xiàn)斷電保護(hù)及過載保護(hù)等功能，對壓縮裝置的要求能夠?qū)崿F(xiàn)工進(jìn)、保持、快退、緊急停車等功能。具體安排1、通過查閱相關(guān)資料及實(shí)習(xí)調(diào)研在了解垃圾壓縮處理站系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，對其性能進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際問題與需要，確定生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的整體方案，再逐個確定生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置各個模塊的方案；2、結(jié)合具體要求與問題進(jìn)行分析計(jì)算，繪制結(jié)構(gòu)圖；3、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4、對壓縮式生活垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備的研究進(jìn)行總結(jié)和展望。5、答辯后進(jìn)行進(jìn)一步修正。二、進(jìn)度及預(yù)期結(jié)果：起止日期主要內(nèi)容預(yù)期結(jié)果3-4周5-6周7-10周11-25周16周實(shí)習(xí)調(diào)研、查資料、

9、參觀設(shè)備垃圾中轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì)方案的確定、翻譯文獻(xiàn)垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站方案的設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、繪圖、寫論文畢業(yè)答辯均按時完成完成課題的現(xiàn)有條件圖書館、電子閱覽室等可以查閱資料；指導(dǎo)教師的專業(yè)指導(dǎo)；審查意見指導(dǎo)教師： 年 月 日學(xué)院意見主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日天津工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)評閱表（設(shè)計(jì)類）畢業(yè)設(shè)計(jì)題目生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名宋揚(yáng)學(xué)生班級機(jī)自090指導(dǎo)教師姓名趙鎮(zhèn)宏評審項(xiàng)目指標(biāo)滿分評分選題能體現(xiàn)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，題目大小、難度適中；學(xué)生工作量飽滿，能得到較全面訓(xùn)練。10題目與生產(chǎn)、科研等實(shí)際問題結(jié)合緊密。10課題調(diào)研文獻(xiàn)檢索能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)以及從事其它形式的調(diào)研，能較好地理解課題任務(wù)并提出實(shí)施方案；

10、有分析整理各類信息從中獲取新知識的能力。15外文應(yīng)用能正確引用外文文獻(xiàn)，翻譯準(zhǔn)確，文字流暢。5設(shè)計(jì)說明書（論文）設(shè)計(jì)圖紙（插圖）簡潔、規(guī)范、無差錯，設(shè)計(jì)欄目齊全合理，能正確使用國家標(biāo)準(zhǔn)單位，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理正確，結(jié)果分析準(zhǔn)確。35設(shè)計(jì)說明書（論文）結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，表達(dá)清楚，文字通順，用語正確，基本無錯別字和病句，書寫格式符合規(guī)范。15設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性或?qū)嵱脙r值。10合計(jì)100意見及建議評閱人簽名： 年 月 日天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)成績考核表學(xué)生姓名宋揚(yáng)學(xué)院名稱機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級機(jī)自090題目生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評語及成績：成績：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日2畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯

11、委員會評語及成績：成績：答辯主席（或組長）簽字： 年 月 日3畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總成績：a.指導(dǎo)教師給定成績b.評閱教師給定成績c.畢業(yè)答辯成績總成績(a0.5+b0.2+c0.3)摘 要對生活垃圾的有效處理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，而壓縮中轉(zhuǎn)裝置是垃圾綜合處理系統(tǒng)中的核心部分，對垃圾處理工作經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保效益的提高十分關(guān)鍵。通過實(shí)習(xí)調(diào)研查閱資料，本文對生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行了分析總結(jié)，在此基礎(chǔ)上對所有方案進(jìn)行選擇，結(jié)合設(shè)計(jì)目標(biāo)最終確定翻轉(zhuǎn)式垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置為較優(yōu)方案。針對翻轉(zhuǎn)式垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的功能特點(diǎn)，本文對其各大功能模塊進(jìn)行具體分析設(shè)計(jì)及校核，并對所需液壓系統(tǒng)元件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并研究了中轉(zhuǎn)站

12、所需的液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：城市生活垃圾；壓縮中轉(zhuǎn)站；翻轉(zhuǎn)裝置；類型綜合；控制系統(tǒng)ABSTRACTEffective treatment of garbage has important practical significance，while the garbage compression transit device is a core part among the waste integrative disposal system and it is very critical to improve the economic and environmental benefits

13、. There is a comprehensive analysis of the garbage compression transit device in this paper by research and intership experiences, base on this and considering the design objectives, selected from all projects, and decided the better objective of compacting waste transfer equipment is The Overturnin

14、g Box-loading MSW Compacting transfer station. Considering the function of Overturning and Underground MSW Compacting Transmit Equipment, studied every modules in detail. According to design objectives of the main modules particular designs of compacting and overturning equipments were done, besides

15、 the hydraulic pressure system and electric-controlling system were studied detailedly.Key words:Municipal Solid Waste;Compacting transfer station; Turnover;Type synthesis；Control system目 錄第一章 緒論 11.1該研究的背景與意義 11.1.1我國城市生活垃圾處理現(xiàn)狀 11.1.2生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的研究意義 21.2垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向 31.2.1垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的發(fā)展現(xiàn)狀 31.2.2

16、目前存在的問題和發(fā)展方向 61.3本文的研究內(nèi)容 8第二章 生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的方案確定 92.1 壓縮中轉(zhuǎn)裝置整體方案的確定92.2 垃圾集裝箱的研究102.3 裝箱裝置的方案確定122.4 壓頭的研制18第三章 翻轉(zhuǎn)式垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站的設(shè)計(jì)223.1 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)及要求223.2 翻轉(zhuǎn)托架結(jié)構(gòu)尺寸的確定233.3 桿件設(shè)計(jì)253.3.1.桿件的受力分析253.3.2 桿件設(shè)計(jì)253.3.3 鉸接處鉸接軸的選用26第四章 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 4.1 液壓系統(tǒng)主要性能參數(shù)的確定284.1.1 壓縮裝置液壓缸的設(shè)計(jì)284.1.2 舉升裝置液壓缸的設(shè)計(jì)314.1.3 雙桿活塞式液壓缸的設(shè)計(jì)

17、344.2 動力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)344.2.1 壓縮裝置液壓系統(tǒng)344.2.2 翻轉(zhuǎn)裝置液壓系統(tǒng)364.2.3 銷接裝置液壓系統(tǒng)384.3 控制系統(tǒng)394.3.1 壓縮裝置的控制404.2.2 翻轉(zhuǎn)裝置的控制414.3.3 銷接裝置的控制41第五章 總結(jié)與展望425.1全文總結(jié) 425.2研究展望 42參考文獻(xiàn)44附錄46謝辭60二類特制#第一章 緒論11該研究的背景與意義1.1.1我國城市生活垃圾處理現(xiàn)狀城市生活垃圾的構(gòu)成主要受城市的規(guī)模、性質(zhì)、地理?xiàng)l件、居民生活習(xí)慣、生活水平和民用燃料結(jié)構(gòu)的影響。隨著城市垃圾產(chǎn)量迅速增加的同時其構(gòu)成也發(fā)生了較大變化, 如有機(jī)物、可燃物增多且利用價值增大。根據(jù)垃

18、圾產(chǎn)生源不同,我國城市垃圾又可分為居民生活垃圾、街道保潔垃圾以及集團(tuán)垃圾等三大類。其中居民生活垃圾是城市垃圾的主要來源，它來自于居民生活過程中所遺棄的廢棄物，主要由易腐有機(jī)物、煤灰、塑料、紙類等構(gòu)成，其復(fù)雜的成分對城市生活垃圾的處理有很大影響。街道保潔垃圾來自街道路面,其成分與居民生活垃圾相似, 但包含了大量的泥沙、落葉和商品包裝物, 它們經(jīng)常裸露在地表因而平均含水量較低。集團(tuán)垃圾是指機(jī)關(guān)、團(tuán)體、學(xué)校、工廠和第三產(chǎn)業(yè)等在生活和工作過程中產(chǎn)生的廢棄物, 它的成份隨發(fā)生源的不同而有所變化。我國垃圾處理起步較晚，垃圾無害化處理能力較低，曾出現(xiàn)垃圾包圍城市的嚴(yán)重局面。近年來，國家撥款用于開展城市垃圾堆

19、肥、填埋、焚燒及資源化利用的科研、開發(fā)和示范項(xiàng)目的建設(shè)，中國環(huán)境衛(wèi)生行業(yè)有了較大的發(fā)展，中國主要城市都建立了環(huán)境衛(wèi)生科研機(jī)構(gòu)，開展了城市垃圾處理技術(shù)、設(shè)備的研究工作，城鎮(zhèn)生活垃圾的處理水平有較大提高，垃圾的無害化處理能力和處理率近幾年來增長十分顯著，垃圾包圍城市的現(xiàn)象得到緩解。治理城市生活垃圾是一個系統(tǒng)工程，包括垃圾的收集、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)運(yùn)、處理及資源利用等環(huán)節(jié)。(1)城鎮(zhèn)垃圾的收集中國大多數(shù)城鎮(zhèn)目前大都采用混合收集方法進(jìn)行垃圾收集（醫(yī)院垃圾除外）。所采用的垃圾作業(yè)方式和設(shè)備主要有以下幾種：固定式垃圾箱、垃圾的貯存收集、活動式垃圾箱、垃圾的收集、垃圾桶收集、塑料袋收集。 密封集裝箱收集及地面垃圾站收

20、集等，絕大部分城市都能做到及時的垃圾收集，保持居民區(qū)的環(huán)境清潔。(2)城市垃圾運(yùn)輸 從整體看，中國城市垃圾機(jī)械化收運(yùn)率低，環(huán)衛(wèi)職工勞動強(qiáng)度大，手工操作，機(jī)具不足，設(shè)備性能差，全國大約有40的環(huán)衛(wèi)器具、車輛等需要更新，每年約有1000萬噸城鎮(zhèn)垃圾因此而不能及時運(yùn)往處理場地。(3)城鎮(zhèn)垃圾處理 目前中國采用的垃圾處理場與資源化技術(shù)同世界其他國家一樣，主要采用衛(wèi)生填埋、堆肥、焚燒等方法，其中大部分城市垃圾采用堆放、簡易填埋處理，衛(wèi)生填埋、機(jī)械化堆肥、焚燒處理也有部分應(yīng)用。a.填埋技術(shù)的應(yīng)用 長期以來，中國大部分城市都是采用露天堆放、自然填溝和填坑等方 式處理。只能達(dá)到一般性厭氧處理。但近幾年，填埋場

21、的建設(shè)日趨完善，一批具有較高水平的垃圾填埋場相繼建成，如杭州、廣州、蘇州、北京、成都、包頭等城市根據(jù)本市實(shí)際情況建立了較為完善的衛(wèi)生填埋場，同時，填埋 場所產(chǎn)沼氣的回收和利用技術(shù)也得到了發(fā)展。 目前填埋方式仍為中國最主要的城鎮(zhèn)填埋垃圾無害化處理方式。b.堆肥技術(shù)的應(yīng)用 近年來，中國垃圾堆肥發(fā)展較快。從80年代起就開始應(yīng)用“二次發(fā)酵工藝”，由于采取了強(qiáng)制密封，好氧發(fā)酵，縮短了發(fā)酵周期，堆肥機(jī)械日趨完善，生產(chǎn)趨向產(chǎn)業(yè)化。目前無錫、常州、天津、沈陽、北京、武漢等城市已自行設(shè)計(jì)了適合中國的機(jī)械化垃圾堆肥處理生產(chǎn)線，許多城市還有相當(dāng)一部分的簡易垃圾堆肥廠。c.焚燒處理技術(shù)的應(yīng)用中國垃圾焚燒技術(shù)的研究起步

22、于80年代中期，焚燒技術(shù)為垃圾無害化、減量化、資源化處理最有效的方式，為未來垃圾處理的發(fā)展方式，目前中國僅有深圳、樂山、徐州等少數(shù)城市建立了垃圾焚燒處理場，進(jìn)行了焚燒發(fā)電的示范性試驗(yàn)，系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，但規(guī)模不大，日處理能力低。北京、沈陽、上海、北海、廣州等大中城市目前正計(jì)劃興建較大規(guī)模的垃圾焚燒場。1.1.2生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的研究意義近年來，我國城鎮(zhèn)化及工業(yè)化發(fā)展速度不斷加快，城市人口也隨之增加，由此帶來的生活垃圾產(chǎn)生量也不斷增多，垃圾的組成成分也呈現(xiàn)出多樣化復(fù)雜化的動態(tài)變化趨勢，而這些隨之而來的垃圾不僅嚴(yán)重污染環(huán)境、損害城市景觀，而且還會加劇病菌的傳播，嚴(yán)重危害人們的生存安全。目前，國

23、內(nèi)對城市生活垃圾管理整體狀況堪憂，城市環(huán)境管理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資和城市生活垃圾的無害化處理均需要高額處理費(fèi)用，這給城市環(huán)境管理工作帶來了極大經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會壓力。目前處理生活垃圾的主要方法是進(jìn)行填埋和堆肥，由于垃圾量大而填埋和堆肥場距離遠(yuǎn)，普通的垃圾運(yùn)輸方式容易造成運(yùn)輸中的虧載現(xiàn)象，因此建立一個人性化、高效率、無二次污染的垃圾清運(yùn)和處理系統(tǒng)來解決目前的垃圾問題是改善環(huán)境的當(dāng)務(wù)之急，而城市生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置可對松散的密度較低的生活垃圾進(jìn)行有效壓縮，使垃圾的密實(shí)度大大增加，有效提高了生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)效率，對于減少運(yùn)輸成本及土地使用都有非常實(shí)用的價值意義，經(jīng)濟(jì)效益因此顯著提高。1.2垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的研

24、究現(xiàn)狀與發(fā)展方向1.2.1垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的發(fā)展現(xiàn)狀面對城市生活垃圾對人類、社會、環(huán)境帶來的各種嚴(yán)重不利影響，全球各國都在努力探索先進(jìn)的處理技術(shù)。尤其在一些發(fā)達(dá)國家，城市生活垃圾處理技術(shù)已經(jīng)有幾十年的發(fā)展歷史。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活垃圾處理方式也隨之發(fā)生了變化。目前, 垃圾壓縮設(shè)備主要有兩種，即壓塊式和壓裝式。壓裝式壓縮設(shè)備又可分為分離式和一體式兩種, 它們最大的區(qū)別就是前者的填料壓縮裝置與車廂分離( 如圖1-1) ,而后者填料壓縮裝置與車廂連成一體成( 如圖1-2) 。它把垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車上的車箱作為壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮腔,用刮板式壓縮機(jī)將垃圾分多次壓入車箱,等裝滿后再在進(jìn)行幾次加壓及保壓。圖1-1 刮板

25、式垃圾壓縮裝置圖1-2 后裝式垃圾壓縮車壓塊式壓縮設(shè)備的壓縮裝置先將垃圾壓縮成塊, 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車駛?cè)氩⑴c壓縮裝置實(shí)現(xiàn)對接后，就將先前壓縮成的垃圾塊一次性裝入垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車。此壓縮工藝可分為垂直壓縮式和水平壓縮式兩種( 如圖1-3) 。圖1-3 壓塊式垃圾壓縮裝置現(xiàn)階段我國的垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝備主要有以下三種：1、垃圾壓縮運(yùn)輸車隨著生活區(qū)的擴(kuò)大，垃圾的運(yùn)輸是當(dāng)即最需解決的問題?，F(xiàn)在的生活垃圾都比較蓬松，所以占的面積空間比較大，壓縮車運(yùn)輸次數(shù)也比較多，進(jìn)而造成成本增加。垃圾壓縮車對垃圾進(jìn)行壓實(shí)，減少運(yùn)輸次數(shù)的同時還避免了垃圾由于蓬松易飄飛造成的污染。垃圾壓縮車由密封式垃圾廂、液壓系統(tǒng)、操作系統(tǒng)組成。壓縮車整

26、車為全密封型，自行壓縮、自行傾倒、壓縮過程中的污水全部進(jìn)入污水廂，較為徹底的解決了壓縮車運(yùn)輸過程中的二次污染的問題，具有壓力大、密封性好、操作方便、安全等優(yōu)點(diǎn)。國產(chǎn)壓縮式垃圾運(yùn)輸車在工作時噪聲較大，對居民的正常生活有干擾。所以在設(shè)計(jì)、制造垃圾車時，對車輛底盤、發(fā)動機(jī)和取力器選擇必須慎重，盡可能有最優(yōu)組合方案，以加大壓縮系統(tǒng)的平穩(wěn)性，同時對液壓系統(tǒng)和裝載機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)來提高加工精度和裝配質(zhì)量，有利于減少壓縮過程中所產(chǎn)生的噪聲，進(jìn)而降低對居民生活的影響。但整體成本較高，適于在經(jīng)濟(jì)條件比較好的大城市使用，不易在中小城市推廣。2、中小型壓縮式垃圾中轉(zhuǎn)站為了減少垃圾清運(yùn)過程的運(yùn)輸費(fèi)用而在垃圾產(chǎn)地或集中

27、地點(diǎn)至處理廠之間設(shè)立的中小型垃圾中轉(zhuǎn)站。它將各收集點(diǎn)清運(yùn)來的垃圾集中處理，沒有垃圾暴露臭氣四溢污水橫流的現(xiàn)象，機(jī)械化程度高且作業(yè)時噪聲小，大大提高了居民區(qū)的環(huán)境質(zhì)量。垃圾中轉(zhuǎn)站的推廣和運(yùn)用，杜絕了二次污染，減少了蚊蠅的滋生，提高了車載效率，減輕了工人勞動強(qiáng)度，降低垃圾收集和運(yùn)輸費(fèi)用。地埋式自動升降壓縮式垃圾站可徹底解決生活垃圾的二次污染問題，且實(shí)現(xiàn)低投入，低成本運(yùn)行，也提高了本設(shè)備的防人為破環(huán)性能，還有無害化、資源化、占地少、美化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用在各公共場所、生活小區(qū)、集貿(mào)市場、學(xué)校、公園、車站、景區(qū)、企事業(yè)單位、部隊(duì)等。設(shè)備安裝后地面僅一個平臺，無任何地上建筑，與周圍環(huán)境融為一體，制造

28、和諧優(yōu)美環(huán)境。本產(chǎn)品利用地下空間，將整體垃圾站落入地下，地上部分不暴露任何垃圾，在夏季因地下溫度較地上部位低，可延長垃圾腐爛時間，本垃圾站還裝有自動排污水裝置，自動滅蚊蠅裝置，最大限度的減少惡臭，同時還可選裝自動遙控裝置，可通過遙控器操作整個垃圾站的各個動作，改善了管理人員的工作環(huán)境，降低了勞動強(qiáng)度，可實(shí)現(xiàn)一人可管理多個垃圾站。壓縮倍數(shù)較小，自動化程度不高，占地面積偏大且需要專門的土建設(shè)施是現(xiàn)有的中小型壓縮式中轉(zhuǎn)站的主要缺點(diǎn)，有待于繼續(xù)研究和探索，具有廣闊的市場和發(fā)展空間，較適用于中小型城市。3、大型垃圾壓縮站大型垃圾壓縮站采用大型壓縮設(shè)備，集中處理整個城市的垃圾，日處理能力可以達(dá)到數(shù)千噸。它

29、使用垃圾承載能力極大的垃圾運(yùn)輸車進(jìn)行運(yùn)輸，在節(jié)約了垃圾運(yùn)輸成本的同時避免了二次污染。然而，大型垃圾壓縮處理站的建設(shè)需要較大的投資，像一般的日處理1500噸左右的垃圾壓縮站就需要約一億人民幣左右的成本，因此大型垃圾壓縮站需要配合普通的或壓縮式垃圾中轉(zhuǎn)站使用，適用于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大城市。1.2.2目前存在的問題和發(fā)展方向我國城市生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)的技術(shù)研究起步較晚，壓縮設(shè)備的制造停留在引進(jìn)國外技術(shù)或?qū)⑵渌O(shè)備進(jìn)行簡單改造的基礎(chǔ)上，這些設(shè)備造價高、機(jī)構(gòu)簡單、實(shí)用性差，造成能源消耗大?，F(xiàn)階段，垃圾壓縮中轉(zhuǎn)設(shè)備的需求量很大，企業(yè)具有廣闊的生產(chǎn)前景，許多公司紛紛加入生產(chǎn)的行列，然而大多數(shù)產(chǎn)品的開發(fā)基本上是模仿國

30、外成熟的產(chǎn)品或者國內(nèi)成熟的產(chǎn)品?，F(xiàn)存的部分垃圾中轉(zhuǎn)站在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不夠優(yōu)化，工作穩(wěn)定性有待于提高，而且不能充分利用資源，容易造成環(huán)境的二次污染。此外在維修方面耗時耗力相對較多。企業(yè)在壓縮設(shè)備的設(shè)計(jì)上，往往是基于以往積累的經(jīng)驗(yàn)，具有適用性不廣的特點(diǎn)，其可靠性不好。在現(xiàn)實(shí)使用中, 現(xiàn)有的垃圾壓縮裝置普遍存在壓實(shí)度不夠、載荷分布不均等現(xiàn)象, 造成轉(zhuǎn)運(yùn)車輛在不同程度上虧載和車輛后橋載荷超標(biāo)等, 大大增加了垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)成本。所以開發(fā)性能更加優(yōu)良、工作穩(wěn)定可靠的垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置具有重要現(xiàn)實(shí)意義。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)目前壓縮式垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備主要有下列缺點(diǎn)：1、目前垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的壓縮比較小，壓縮行程相對于垃圾箱太短，使得

31、離壓頭近的一端壓縮比較大，而另一端壓縮比則較小，垃圾壓縮不均勻，垃圾也未得到徹底有效的壓縮，影響垃圾箱的裝載量，且壓縮式裝置對垃圾箱強(qiáng)度有較高要求。2、液壓式舉升機(jī)構(gòu)運(yùn)用廣泛，它需要液壓缸有較大的舉伸長度,且需要兩個液壓缸,因而穩(wěn)定性不易保證且制造成本也較大。在使用過程中，液壓缸會有一定磨損進(jìn)而出現(xiàn)漏油、爬行和嘯叫現(xiàn)象,影響中轉(zhuǎn)站維修。3、在垃圾集裝箱與汽車實(shí)現(xiàn)對接的過程中，汽車需要托板進(jìn)行支撐，須保證托板強(qiáng)度以避免汽車掉進(jìn)垃圾坑的危險。4、垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)不合理，穩(wěn)定性有待于提高，維修不方便。5、現(xiàn)階段的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備的自動化程度較低，占地面積大，勞動力消耗大，而且還需要專門的土建設(shè)施，

32、投入成本高，還需進(jìn)一步改善。因此開發(fā)一種具有大壓縮比、垃圾箱承載能力大、運(yùn)行更安全快捷的垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置可以為我們帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。隨著城市的發(fā)展和對環(huán)衛(wèi)工作的要求不斷提高，垃圾壓縮裝置正朝著以下幾個方面發(fā)展：a.大型化隨著城市人口的增加，城市規(guī)模的擴(kuò)大，道路條件的不斷改善，垃圾處理廠的距離越來越遠(yuǎn)，為降低垃圾運(yùn)輸成本，垃圾壓縮設(shè)備和轉(zhuǎn)運(yùn)車輛必將向大型化方向發(fā)展。b.高壓縮比提高垃圾的壓縮比，能直接提高垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)的效率。對壓塊式壓縮裝置，提高壓頭的壓力即能提高垃圾的壓縮比，但壓力提高會帶來一系列的設(shè)計(jì)問題。首先，垃圾的壓縮比與壓頭的壓力之間的需要深入研究。其次，提高壓力會引起一系列結(jié)

33、構(gòu)、強(qiáng)度和剛度問題。對刮板式壓縮裝置，刮板對垃圾的壓強(qiáng)直接影響垃圾的壓縮比。當(dāng)壓強(qiáng)增大時，垃圾的壓縮比將增大，因而在設(shè)計(jì)壓縮機(jī)構(gòu)時，應(yīng)努力提高刮板的壓強(qiáng)。影響刮板壓強(qiáng)的因素：（1）刮板的壓縮面積的確定應(yīng)綜合考慮其結(jié)構(gòu)形式、投料方式與垃圾投入量。（2）壓縮油缸的安裝形式、鉸接點(diǎn)位置和止點(diǎn)位置的合理設(shè)置能有效利用油缸的壓力。（3）壓縮油缸與水平面的水平夾角值越小，則壓縮油缸的壓縮力將越大，有利于提高垃圾壓縮比，但同時也會造成機(jī)構(gòu)的縱向尺度過大。c.智能化、高效率為降低環(huán)衛(wèi)工人的勞動強(qiáng)度，垃圾收集壓縮過程要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，要求具有單獨(dú)裝載和連續(xù)轉(zhuǎn)載的功能，且不發(fā)生干涉現(xiàn)象。今后的發(fā)展方向是壓縮裝置采用微

34、電腦控制，使整個操作過程能實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)控，。d.高可靠性隨著人們環(huán)保意識的加強(qiáng)以及對生活環(huán)境質(zhì)量的重視，生產(chǎn)垃圾壓縮設(shè)備的企業(yè)越來越多，但是這些企業(yè)的技術(shù)力量與世界同類技術(shù)有一定差距，壓縮設(shè)備存在可靠性低、笨重、故障率較高和能力利用率低的缺點(diǎn)。因此，提高設(shè)備的可靠性刻不容緩。e.高密封性垃圾中的滲瀝水漏出會造成壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)中的二次污染，因此其鎖緊密封一定要可靠。未來發(fā)展趨勢是采用機(jī)液一體化方案，提高密封鎖緊過程自動化程度。1.3本文的研究內(nèi)容針對現(xiàn)有的垃圾壓縮中轉(zhuǎn)設(shè)備中存在的各種問題，結(jié)合前人的工作研究，開發(fā)出一種新型壓縮式垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備，應(yīng)用于環(huán)衛(wèi)工程中。1、首先根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)確定垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的整

35、體方案，然后由此對中轉(zhuǎn)裝置中各個機(jī)構(gòu)的具體方案進(jìn)行優(yōu)選。2、從整體方案出發(fā)，對各個裝置進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，確定相關(guān)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并對所需液壓系統(tǒng)元件及控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)分析和設(shè)計(jì)。3、對翻轉(zhuǎn)式生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)設(shè)備的研究進(jìn)行總結(jié)和展望。第二章 生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的方案確定2.1 壓縮式中轉(zhuǎn)裝置整體方案的確定設(shè)計(jì)目標(biāo)：（1）考慮到垃圾運(yùn)輸車外形尺寸的影響、垃圾集裝箱和機(jī)構(gòu)本身的安裝尺寸，實(shí)現(xiàn)三米左右的鉛垂位移;(2)考慮垃圾集裝箱和裝卸平臺的質(zhì)量，承載能力大約7噸；（3）考慮設(shè)備的具體使用情況，要求設(shè)備可靠性好，易維護(hù)，成本較低，且工作時噪聲低。圖2-1 垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置典型結(jié)構(gòu)城市生活垃圾壓縮處理

36、站是是一種具有較高科技含量的集機(jī)、電、液一體化的城市垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備，包括三大環(huán)節(jié)：垃圾收集、轉(zhuǎn)運(yùn)和最終處理。生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的核心功能是實(shí)現(xiàn)垃圾的壓縮和垃圾集裝箱的裝卸，其工作過程是人們將收集的生活垃圾轉(zhuǎn)送至垃圾壓縮處理站，利用液壓驅(qū)動系統(tǒng)提供的壓縮力驅(qū)動壓頭進(jìn)行強(qiáng)力壓縮減容，將密度低的松散生活垃圾壓縮成高密度垃圾塊，待垃圾裝滿后，封好垃圾集裝箱，由裝卸平臺將它升到一定高度，在垃圾集裝箱與垃圾運(yùn)輸車對接完成后，由垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車輛運(yùn)至垃圾集中處理中心。 壓站為整個裝置提供動力。電控系統(tǒng)控制設(shè)備運(yùn)行工藝過程。機(jī)械狀態(tài)顯示和報警系統(tǒng)能清晰的反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，保障設(shè)備運(yùn)行安全可靠。綜合垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站方案

37、的分類：按垃圾箱結(jié)構(gòu)安裝位置區(qū)分主要有地上式、地下式。地上式需要專門的上料機(jī)構(gòu)和相應(yīng)地土建設(shè)施，而垃圾箱在地下不易被人破壞，其投料口和地面相平不需專門上料機(jī)構(gòu)，土建費(fèi)用低，既節(jié)省投資也減少工期，且地面上沒有垃圾散落，具有環(huán)保性。按垃圾箱和壓縮機(jī)可分為一機(jī)多箱式、一機(jī)一箱式。一機(jī)多箱式適合垃圾裝運(yùn)量大地大中城市，對于中小型垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站來說，一機(jī)一箱式的垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站更為適合。按壓縮裝置布置方式區(qū)分有豎直式、水平式。豎直式壓縮效率較高便于處理垃圾。但其大多需要專用的運(yùn)載車輛，成本較高。綜合分析，確定選擇垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站的整體方案為一機(jī)一箱地下式水平垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置，其常見結(jié)構(gòu)如下圖：1-地坑 2-

38、卸料門 3-箱體 4-舉升機(jī)構(gòu) 5-投料口 6-壓縮裝置 7-液壓驅(qū)動系統(tǒng)圖2-2壓縮裝置常見結(jié)構(gòu)2.2垃圾集裝箱的研究壓縮裝置和翻轉(zhuǎn)裝置的尺寸由垃圾集裝箱的尺寸所決定，因此對垃圾箱集裝箱進(jìn)行研究是第一步。普通垃圾中轉(zhuǎn)站的垃圾箱的強(qiáng)度較低，而壓縮式垃圾集裝箱需要較高的強(qiáng)度。通過比較長方體、橢圓柱體、錐體、棱柱體等結(jié)構(gòu)下垃圾整體受力情況，選擇了八棱柱體集裝箱。它與橢圓柱體相比在加工、裝卸方面具有很大的優(yōu)勢，在四個角處垃圾的受壓均勻的狀況較長方體而言也有很大的優(yōu)勢。八棱柱體集裝箱增加了垃圾集裝箱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，是壓縮式垃圾集裝箱結(jié)構(gòu)形式一種比較理想的形式。由于垃圾集裝箱要進(jìn)行裝卸活動，而垃圾成分復(fù)雜，

39、具有彈性，流動性差，安息角較大，是一種具有特殊性狀的物料，因此在設(shè)計(jì)垃圾集裝箱時，將集裝箱的八棱柱體微變?yōu)?“喇叭”形，大口端為卸料口，小口端為密封端。為了在盡量不增加外形尺寸和不減少容量的同時提高垃圾集裝箱的傾倒性能，利于箱內(nèi)污水的排放，將垃圾箱兩側(cè)面之間的夾角設(shè)計(jì)為，將上下兩面之間的夾角設(shè)計(jì)為。為能夠較好的承載,垃圾集裝箱的框架用槽鋼焊接而成,垃圾箱外殼由3mm厚的鋼板焊接而成，用磨光處理的方法處理內(nèi)部焊縫，再進(jìn)行防腐蝕處理。為防止箱體在巨大壓力下變形，箱體外部采用龍骨結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，即在箱體上下面焊加多塊墊板，使上下兩個外部支撐面平行 。圖2-3垃圾集裝箱整體造型圖壓縮式垃圾集裝箱與普通垃

40、圾集裝箱相比，多加了一個壓縮開口，即在垃圾集裝箱的一端和上端各開一個進(jìn)料口。垃圾箱要翻轉(zhuǎn)到車廂上，故將壓縮口和卸料口都設(shè)置在大口端，卸料口實(shí)行全開式，可以保證垃圾傾倒方便無阻，減少垃圾殘留量，如上圖所示，卸料口蓋通過上端的轉(zhuǎn)動副和箱體連接，平時通過圖中所示的開關(guān)將其關(guān)閉，卸料時將其打開。壓縮口是開在卸料口蓋上的，開口兩側(cè)設(shè)有導(dǎo)槽，封口時將一塊鋼板沿導(dǎo)槽向下插入，將壓縮口封住，若要打開壓縮口，將鋼板向上拔起即可。垃圾集裝箱的重要技術(shù)指標(biāo)為： 外形尺寸：開口端 1.5m2.0m，密封端 1.5m1.6m，長 3.0m；內(nèi)部尺寸：開口端 1.4m1.9m，密封端 1.4m1.5m，長 2.9m；壓縮

41、開口尺寸：1.4m0.8m；整機(jī)重量： 0.6t；最大可裝垃圾重量： 6.4t。2.3 裝箱裝置的方案確定裝箱裝置的作用就是將垃圾集裝箱從地坑中提升到垃圾運(yùn)輸車上，即完成垃圾的裝卸。該裝置的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是將約7t重的垃圾集裝箱豎直提升約3米到垃圾運(yùn)輸車上，且成本低、操作簡單、可靠性好、易維護(hù)、工作時噪聲小。在工程領(lǐng)域中，可以實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的機(jī)構(gòu)主要有液壓機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、鏈條機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以及翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等。下面分析各機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)，比較后選擇合適的機(jī)構(gòu)。1、連桿式舉升機(jī)構(gòu)連桿式舉升機(jī)構(gòu)如圖2-4 所示。一組連桿通過相對轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)連接在一起, 連桿中間的關(guān)節(jié)在導(dǎo)向?qū)к壚锘瑒? 小連桿與連桿的最上一部分組成平行四

42、邊形機(jī)構(gòu), 連桿的一個關(guān)節(jié)固定在固定支架處, 連桿的最下端與鋼絲繩相接, 當(dāng)鋼絲繩下拉時, 帶動連桿以固定支架為基點(diǎn)向上移動, 達(dá)到舉起垃圾集裝箱的目的。對于該機(jī)構(gòu),鋼絲繩的拉力T等于舉升機(jī)構(gòu)所受壓力N與舉升機(jī)構(gòu)的重力之和, 其受力并不大。與鋼絲繩相連的兩根連桿是二力桿。在開始舉升時，二力桿基本處于水平方向，連桿受力相當(dāng)大，為保證連桿有足夠的強(qiáng)度和剛度，對二力桿的截面尺寸有一定要求。隨著舉升過程的進(jìn)行，連桿受力逐漸減小，到舉升最高點(diǎn)時，其受力最小。當(dāng)連桿長度取值合適并將兩連桿間的夾角限制在結(jié)構(gòu)允許范圍內(nèi)，就可滿足舉升理論高度要求。該機(jī)構(gòu)還需要有一導(dǎo)軌導(dǎo)向, 導(dǎo)軌不能露出地面,在舉升機(jī)構(gòu)達(dá)到最高

43、位移時, 裝卸平臺大部分不能被導(dǎo)向, 穩(wěn)定性不易保證。此機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)較大的直線位移且動力及傳動系統(tǒng)易滿足要求。但是由于連桿機(jī)構(gòu)在舉升開始時所受到的力較大, 且運(yùn)動副較多，每個運(yùn)動副處都需要安裝軸承等零件，且關(guān)節(jié)及連桿尺寸較大, 故造價高，同時可靠性和穩(wěn)定性差。所以排除此方案。圖2-4 連桿式舉升機(jī)構(gòu)2、液壓式舉升機(jī)構(gòu)液壓式舉升機(jī)構(gòu)如圖2-5所示。液壓缸頂住中桶, 中桶上安有滑輪, 鋼絲繩繞過滑輪, 一端與內(nèi)桶底端相連, 另一端與外桶頂端相連。當(dāng)舉升機(jī)構(gòu)工作時，液壓缸伸出，頂起中桶，此時，由于外同時固定不動的，通過滑輪的作用，內(nèi)桶則被提升，其速度為中桶的2倍。當(dāng)液壓缸伸長1.65米時，內(nèi)桶

44、上升3.3米，滿足舉升要求。 液壓式舉升機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較簡單、承載力大且運(yùn)行穩(wěn)定, 但是液壓缸的伸長長度決定了液壓缸的長度較長, 且需要2 個液壓缸, 其加工制造成本比較高; 由于舉升機(jī)構(gòu)需要對稱布置, 液壓系統(tǒng)很難保證兩邊運(yùn)動的同步性; 且在使用一段時間后, 由于磨損, 液壓缸易出現(xiàn)漏油現(xiàn)象,進(jìn)而出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性差,同時液壓泵產(chǎn)生的嘯叫噪音易影響周圍環(huán)境。綜上所述，排除該方案。圖2-5 液壓式舉升機(jī)構(gòu)二類特制#3、齒輪五桿舉升機(jī)構(gòu)分析圖2-6為齒輪五桿機(jī)構(gòu)示意圖, 此齒輪五桿機(jī)構(gòu)是由齒輪、曲柄與連桿組成的對稱式機(jī)構(gòu)。相互嚙合的齒輪1、2 中心分別位于固定鉸鏈A、E 上, 兩齒輪結(jié)

45、構(gòu)參數(shù)相同, 轉(zhuǎn)速相同,但旋轉(zhuǎn)方向相反, 兩齒輪構(gòu)成定軸輪系。齒輪1 和曲柄AB 固聯(lián), 齒輪2 和曲柄DE 固聯(lián), 曲柄AB 和曲柄DE 尺寸相同, 曲柄AB 與連桿BC 鉸接于B , 曲柄DE 與連桿CD 鉸接于D, 長度相同的連桿BC、CD 鉸接于C, 則C 點(diǎn)的運(yùn)動軌跡為一條直線。 圖2-6 齒輪五桿機(jī)構(gòu)示意圖由于連桿BC 與CD對稱，易知其受力大小相等，同理，曲柄AB 與曲柄DE 所受力矩大小亦相等。通過計(jì)算可得連桿BC 所受壓力，曲柄AB 上所受的力矩， 讓曲柄AB 旋轉(zhuǎn)一周, 連桿BC 的受力變化情況與曲柄AB 所受齒輪施加扭矩變化情況通過編程繪制出曲線如圖2-6、圖2-7所示。

46、圖2-7 連桿BC受力變化 圖2-8 曲柄AB扭矩變化式中:a齒輪回轉(zhuǎn)半徑；b曲柄AB長度；c連桿BC長度；F起重平臺施加的壓力。由圖知當(dāng)b時, 連桿BC 的受力不僅較小且變化較平緩，曲柄AB所受扭矩峰值也較小， 尤其是連桿BC 的受力情況改善了許多。采用這一組合機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)垃圾集裝箱的舉升, 優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單。但要用該機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線位移需要較長的曲柄與連桿,并且施加于曲柄的轉(zhuǎn)矩較大,由于曲柄轉(zhuǎn)速相當(dāng)?shù)? 需要傳動比相當(dāng)大的減速器才能得到這樣的輸出轉(zhuǎn)速, 造成減速器選型困難, 成本高。故排除此方案。4、鏈條式舉升機(jī)構(gòu) 鏈條傳動中鏈節(jié)上某點(diǎn)的運(yùn)動在一定范圍內(nèi)是直線運(yùn)動, 因此把鏈條傳動縱向布置,可應(yīng)

47、用其中一部分直線運(yùn)動位移來達(dá)到提升高度的鏈條式舉升機(jī)構(gòu)。其原理如下: 動力系統(tǒng)將扭矩傳遞給下鏈輪, 下鏈輪是鏈傳動的主動輪, 上鏈輪、下鏈輪分別固定于第一節(jié)臂,而它固定在地基上, 鏈條的一節(jié)鏈節(jié)與鏈固定塊固定于第二節(jié)臂,鋼絲繩兩端分別固定于第一節(jié)臂和第三節(jié)臂, 滑輪固定于第二節(jié)臂。當(dāng)鏈條轉(zhuǎn)動時帶動第二節(jié)臂舉升, 第三節(jié)臂則以2倍的速度在滑輪和鋼絲繩帶動下向上舉升, 從而將第三節(jié)臂上的起重平臺頂起, 起重平臺舉升垃圾集裝箱,然后再將垃圾集裝箱放置于垃圾車上運(yùn)走。鏈條式舉升機(jī)構(gòu)如圖2-9所示。圖2-9 鏈條式舉升機(jī)構(gòu)簡圖采用鏈傳動時, 由于多邊形效應(yīng), 傳動鏈條的線速度和從動輪的角速度是變化的,

48、這種周期性變化使鏈傳動速度不均勻和工作不穩(wěn)定，如果鏈條在運(yùn)動時加速度過大,將產(chǎn)生較大的振動和附加動載荷。鏈條垂直布置時, 由于鏈條在水平方向的跨度小, 鏈條磨損變長極易導(dǎo)致跳齒現(xiàn)象發(fā)生, 這將導(dǎo)致傳動不穩(wěn)定或破壞鏈條。而且鏈條還要保持一定強(qiáng)度才能保證中轉(zhuǎn)工作的穩(wěn)定性。綜合各方面考慮，排除此方案。5、吊升機(jī)構(gòu)解決方案如圖 2-10 所示，本方案原理是通過固定于地面上的龍門式吊架上的吊升滾筒來實(shí)現(xiàn)垃圾箱的吊升運(yùn)動，其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行平穩(wěn)、可靠性高，但其要實(shí)現(xiàn)垃圾箱的平穩(wěn)吊升需要變速比較大的變速器和大功率的電機(jī)，成本較高，且對吊架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有較高要求，故排除該方案。圖2-10吊升機(jī)構(gòu)簡圖6、翻轉(zhuǎn)式舉升機(jī)構(gòu)該

49、方案中裝箱裝置采用六桿翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，它工作過程為：將垃圾由垃圾投放室裝入垃圾集裝箱后，關(guān)閉垃圾集裝箱的開口。擺桿12在液壓缸13的推動下通過連桿11帶動托架5和垃圾集裝箱2繞鉸接中心翻轉(zhuǎn)，直到將垃圾集裝箱2翻轉(zhuǎn)至垃圾運(yùn)輸車的車廂8內(nèi)。然后，鏈條15的另一端與車廂16相連，再通過液壓缸作用拔出銷14，垃圾集裝箱落入車廂，液壓缸收縮復(fù)位，垃圾運(yùn)輸車將垃圾集裝箱運(yùn)往垃圾處理廠，從而完成垃圾集裝箱的一次裝運(yùn)。前5種方案主要是完成了垃圾集裝箱的豎直舉升運(yùn)動，垃圾集裝箱與運(yùn)輸對接時，需要在地坑表面安裝汽車托板以防止垃圾運(yùn)輸車掉入坑內(nèi)。而圖2-10所示的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要是利用連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)裝車，在液壓缸的推動下使翻轉(zhuǎn)

50、托架翻轉(zhuǎn)完成裝車，同時完成了舉升與裝車兩個動作，避免使用汽車托板，操作上簡單方便，安全可靠。連桿機(jī)構(gòu)在工程低速領(lǐng)域里比其它機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性和可靠性更好，并且結(jié)構(gòu)簡單便于維護(hù)，成本低，符合設(shè)計(jì)目標(biāo)要求，所以裝箱裝置最終選擇翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方案。圖2-11 翻轉(zhuǎn)式地下壓縮垃圾中轉(zhuǎn)站結(jié)構(gòu)簡圖翻轉(zhuǎn)式生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)組成：1地坑、2垃圾集裝箱、3垃圾投放室、4底板、5托架、6支架、7開口、8壓縮液壓缸、9推桿、10壓頭、11連桿、12擺桿、13液壓缸、14銷、15鏈條、16車廂。2.4壓頭的研制圖2-12普通平壓頭壓縮裝置普通平面壓頭設(shè)備頭裝置結(jié)構(gòu)簡單，加工制造方便，但由于壓頭面積較小，壓縮時只能將垃圾集裝

51、箱內(nèi)與壓頭接觸或者靠近壓頭的垃圾進(jìn)行壓縮，而對垃圾箱側(cè)壁的垃圾壓縮能力明顯下降，影響了垃圾集裝箱的裝載能力，易造成運(yùn)輸過程中的虧載現(xiàn)象。若通過加大壓頭面積或增大壓力來提高壓縮效果，則需提高壓縮裝置和垃圾集裝箱等的強(qiáng)度，加大動力源，進(jìn)而使得整個設(shè)備成本上升。而楔形壓頭能對垃圾產(chǎn)生側(cè)方向的壓力，當(dāng)壓縮角合適時，可有效改善壓縮效果，達(dá)到在不增大壓力大的前提下提高壓縮效果。對楔形壓頭、錐形壓頭在壓力0.125MPa和壓縮角0至40不同壓縮條件下的進(jìn)行有限元分析，隨著壓縮角增大，垃圾壓縮容重逐漸增大,然后又開始減小,這類似于一個拋物線，說明有最佳壓縮角可使垃圾壓縮容重達(dá)最大值。經(jīng)過限元分析結(jié)果從下表中可

52、知在該壓力下楔形壓頭最佳壓縮角為，錐形壓頭的最佳壓縮角為。這是因?yàn)檫\(yùn)輸車車箱的結(jié)構(gòu)限制，垃圾集裝箱的寬度大于高度,錐形頭在增加了對上下側(cè)垃圾的壓力的同時使得對側(cè)壁垃圾的壓力減少更多，其最佳壓縮效果比楔形壓頭略差，因此就綜合壓縮效果而言選擇楔形壓頭更合適。通過對垃圾進(jìn)行壓縮裝載試驗(yàn)知楔形壓頭最佳壓縮角為30。比較了有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果，得到壓縮角相對誤差為7.14%，考慮垃圾組成的復(fù)雜性，這個精度在工程的允許范圍內(nèi)。表4-1不同壓縮條件下的有限元分析結(jié)果壓頭的面積對壓縮效應(yīng)壓頭的面積對壓縮效應(yīng)也有重要影響，它既影響對垃圾的壓縮效果，又決定這壓縮裝置的動力和設(shè)備成本。綜合壓縮效果和功率消耗知楔形壓頭取壓頭面積與垃圾箱后壁面積比為1:3時壓頭結(jié)構(gòu)較合適。根據(jù)垃圾箱尺寸壓頭的截面積取 0.8，壓頭高 0.7m，楔面長 0.65m，楔面夾角120其結(jié)構(gòu)尺寸如圖2-13