地埋式垃圾压缩机的设计解读.docx
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地埋式垃圾压缩机的设计解读
1011011053学号
毕业设计（论文）
地埋式垃圾压缩机设计
教学系：
机电工程系
指导老师：
刘清元
专业班级：
机自1105
学生姓名：
戴世峰
二O一四年六月
毕业设计（论文）任务书
学生姓名
戴世峰
专业班级
机自1105
指导教师
刘清元
职称
副教授
论文设计（）题目
地埋式垃圾压缩机设计
设计（论文）主要内容：
3吨。
根据给定的参数设计地埋式4地埋式垃圾压缩机参数：
箱体容积6m，压缩力垃圾压缩机，包括结构设计、液压传动设计，并制定垃圾压缩机的控制方案，据此完成图纸，提交A0垃圾压缩机PLC控制系统设计。
同时要求完成图纸总量折合不少于两张全部设计文档及存储光盘。
:
要求完成的主要任务及其时间安排周）．查阅文献资料（11周）2．完成地埋式垃圾压缩机总体技术方案设计及论证，撰写开题报告（23．完成机械结构、液压传动部分设计，绘制总装配图和液压原理图（5周）34．完成控制部分设计，包括硬件和软件设计（周）2周）．编写设计说明书（5
必读参考资料：
.2008彭文生主编[1].机械设计[M].北京：
高等教育出版社书2010.[M].北京：
高等教育出版社机电一体化系统设计曾励[2]编著.
.2009.主编.北京：
化学工业出版社液压传动系统及设计[M].张利平[3]
2010.[4]赵燕主编传感器原理及应用，北京：
北京大学出版社，；2010.可编程控制器原理和应用.[M].北京：
北京大学业出版社，赵燕主编[5]
指导教师签名：
教研室主任签名：
毕业设计（论文）开题报告
题目
地埋式垃圾压缩机设计
1.目的及意义（含国内外的研究现状分析）：
随着社会的进步，文明的发展，城镇人口将进一步增多，人口密度将进一步加大，随之而来的问题也将越来越多。
其中垃圾得不到有效的处理将会严重影响人们的生活质量，甚至威胁到人们的健康、生命，所以如何妥善的处理这些人口生产出的垃圾便是其中一个重大的问题。
而目前国内外处理垃圾主要有：
卫生填埋、生化堆肥、垃圾焚烧、资源化利用这四种处理方法。
卫生填埋不同于一般的填埋，为了防止填埋废物与周围环境接触，尤其是防止地下水污染，在设计上除了必须严格选择具有适宜的水文地质结构和满足其他条件的场址外，还要求在填埋场底部铺有一定厚度的黏土层或高密度聚乙烯材料的衬层，并具有地表径流控制、浸出液的收集和处理、沼气的收集和处理、监测井及适当的最终覆盖层的设计。
生化堆肥则是处理与利用同在的一种垃圾处理方法，是利用垃圾或土壤中存在的细菌、酵母菌、真菌和放线菌等微生物，使垃圾中的有机物发生生物化学反应而降解（消化），形成一种类似腐蚀质土壤的物质，用作肥料并用来改良土壤。
垃圾堆肥技术在中国农业活动中早有应用，而作为科学进行研究探讨此法则始于1920年。
按细菌分解的作用原理，分为高温好氧法和低温厌氧法堆肥。
按堆肥方法，分为露天堆肥法和机械堆肥。
堆肥法操作一般分为4步：
①预处理，剔出大块的及无机杂物，将垃圾破碎筛分为匀质状，匀质垃圾的最佳含水率为45-60%，碳氮比约为（20-30）：
1，达不到需要时可掺进污泥或粪便；②细菌分解（或称发酵），在温度、水分和氧气适宜条件下，好氧或厌氧微生物迅速繁殖，垃圾开始分解，将各种有机质转化为无害的肥料；③腐熟，稳定肥质，待完全腐熟即可施用；④贮存或处置，将肥料贮存，无机杂物另作填埋处置。
垃圾焚烧是一种较古老的传统的处理垃圾的方法，而现代各国相继建造焚烧炉，使垃圾焚烧法成为城市垃圾处理的主要方法之一。
将垃圾用焚烧法处理后，垃圾能减量化，节省用地，还可消灭各种病原体，将有毒有害物质转化为无害物。
但美中不足的是：
垃圾焚烧法会对设备要求极高，一般的焚烧炉在焚烧后都会产生大量的有害物质二恶英，并排入空气中。
而二恶英为国际一级有害物质，其毒性是砒霜的900倍。
因此，垃圾焚烧法在国内外已开始进入萎缩期。
目前有超过15个国家和地区，通过了对焚烧垃圾的部分禁令。
资源化利用是将指将废物直接作为原料进行利用或者对废物进行再生利用。
2008年8月中华人民共和国全国人民代表大会常务委员会通过的《中华人民共和国循环经济促进法》规定，“县级以上人民政府应当统筹规划建设城乡生活垃圾分类收集和资源化利用设施，建立和完善分类收集和资源化利用体系，提高生活垃圾资源化率。
”“县级以上人民政府应当支持企业建设污泥资源化利用和处置设施，提高污泥综合利用水平，防止产生再次污染。
”“在
并防保证产品质量符合国家规定的标准，废物再利用和资源化过程中，应当保障生产安全，减少降低资源消耗，止产生再次污染。
”“企业事业单位应当建立健全管理制度，采取措施，“循环经济发展规该法仍提出，废物的产生量和排放量，提高废物的再利用和资源化水平。
”划应当包括规划目标、适用范围、主要内容、重点任务和保障措施等，并规定资源产出率、“国务院标准化主管部门会同国务院循环经济该法还要求”废物再利用和资源化率等指标。
节制定和完善节能、发展综合管理和环境保护等有关主管部门建立健全循环经济标准体系，”水、节材和废物再利用、资源化等标准。
都不能在人口密集的无论哪种处理方法都需要很大的场地，从以上四种处理方法可见，为了降低运输成本我们就需要先将垃圾收集并压缩然后市中心，这就涉及到了垃圾的运输，将设备埋于地下既可再运去进行垃圾处理。
因而我们就有必要设计并生产压缩垃圾的设备，以节约土地资源又可以美化周围环境，就促成了这次课程设计——地埋式垃圾压缩机的设计。
社学校，医院等地方，这种地埋式垃圾压缩机适用于目前国内大中小城市的各个社区，然后垃圾运输车再及时的将垃圾学校、医院收集垃圾存放于这种地埋式垃圾压缩机中，区、运往各个垃圾处理厂，应用范围极广更加大了研究的可行性。
基本内容和技术方案：
2.
方案对两梁交叉点的连接要求较A两种方案，不过在整体结构设计上，可形成A、B
显然将带来更高的成箱体抬升后底部两端的力变化较大故对底部两液压缸要求也较高，高，方案只需将液压缸的行程设置好，箱体就可以稳定的抬升，因而选用BB方案。
本，而箱体结构、液压系统、喷雾冲洗除臭系统、污水收地埋式垃圾压缩机的结构组成包括：
集排放系统、电气控制和操作系统。
其总体技术要求如下：
．主要结构件：
机架采用分装式，便于拆卸、安装、转移；压缩主油缸，需保证压缩1立柱不产生局部变油缸同步及安装要求；横向内部需加装加强梁，确保大压力压缩垃圾时，形；．压头与横柱之间采用导向装置，导向装置必须采用可自由转运的浮动滑块，压头偏2摆时，滑块滑动能大面积与横柱接触，确保横柱不产生局部变形；
例如：
可编（．电器系统采取PLC程序控制方式，压缩过程为全自动工程；关键元件3等使用优质进口件；程控制器、断路器、交流接触器、扩展模块、传感器、稳压电源）处理，再喷涂高防腐油漆，提高防腐能力和整机寿命；（砂）4．所有结构件表面经喷丸．安全装置：
地埋式垃圾压缩机加装防箱体坠落装置的安全钩装置，安全钩油缸加装5安全钩装置的开启与锁紧必须采用液压确保提箱后的安全性。
液压反馈，电气上设有互锁，确保整机安全性；及自动化控制，实现各动作之间的互锁，油缸控制，采用高强度调制处理，．污水收集排放系统：
垃圾箱内部、中门，推铲内设有专门的污水收集及排放装置，6地坑内四周设有导流通道，进入收集池后集中处理排放，保证站内环境。
进度安排：
3.周）查阅文献资料（1周）完成地埋式垃圾压缩机总体技术方案设计及论证，撰写开题报告（25周）完成机械结构、液压传动部分设计，绘制总装配图和液压原理图（3周）完成控制部分设计，包括硬件和软件设计（2周）编写设计说明书（
4.指导老师意见：
指导老师签名：
年月日
郑重声明
本人的毕业论文（设计）是在指导教师刘清元的指导下独立撰写
完成的。
如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。
特此郑重声明。
毕业论文（设计）作者（签名）：
年月日
武汉理工大学华夏学院毕业设计（论文）
摘要
随着人们生活水平的提高，对环境的要求越来越高，而垃圾的处理更是关乎到最基本的生活环境，这次毕业设计我们就讨论下垃圾压缩机的设计。
压缩机的主要结构件采用分装式，便于拆卸、安装、转移；压缩主油缸，需保证压缩油缸同步及安装要求；横向内部需加装加强梁，确保在大压力压缩垃圾时，立柱不产生局部变形；采用加强梁，确保横柱不产生局部变形；电器系统采取PLC程序控制方式，压缩过程为全自动工程；所有结构件表面经喷丸（砂）处理，再喷涂高防腐油漆，提高防腐能力和整机寿命；电气上设有互锁，确保提箱后的安全性。
采用高强度调制处理，及自动化控制，实现各动作之间的互锁，确保整机安全性；污水收集排放系统：
垃圾箱内部、中门，推铲内设有专门的污水收集及排放装置，地坑内四周设有导流通道，进入收集池后集中处理排放，保证站内环境。
相信在不久的将来，人们生活的环境会越来越好，而垃圾处理的方式会越来越自动化。
关键词：
生活水平；压缩机；液压缸；导向装置；安全性；自动化控制
武汉理工大学华夏学院毕业设计（论文）
Abstract
Withtheimprovementofpeople'slivingstandards,increasingdemandsontheenvironment,
andwastedisposalisessentialtothebasiclivingenvironment,wewilldiscussthenext
graduationgarbagecompressordesign.Themainstructureoftheuseofsub-mountedcompressor
foreasyremoval,installation,transfer;mastercylindercompression,compressioncylinders
needtoensuresynchronizationandinstallationrequirements;needtoinstallinternaltransverse
reinforcementbeam,ensurethatwhenlargepressurecompressedgarbage,columndoesnot
producelocaldeformation;usedtostrengthenthebeams,toensurenocross-pillarlocal
deformation;electricalsystemsadoptPLCprogramcontrol,thecompressionprocessisfully
automatedengineering;allstructuralsurfacebyblasting（sand）treatment,andthenspraypaint
highcorrosion,improvecorrosionelectricalinterlockisprovidedtoensurethesafetyofthe
suitcase;abilityandwholelife.Usinghigh-intensitymodulationprocessing,andautomated
control,interlockbetweeneachactiontoensurethesecurityofthewhole;seweragedisposal
system:
thetrashinsidethedoor,pushtheshovelequippedwithadedicatedsewagecollection
anddisposalsystem,thepitissurroundedbyadiversionchannel,centralizedintoacollection
tankafterdischargetoensurethatthestationenvironment.Ibelievethatinthenearfuture,people
willbegettingbetterandbetterlivingenvironment,andwastedisposalmethodswillbecome
increasinglyautomated.
Keywords：
Livingstandard；compressors；hydrauliccylinders；guide；security；automation
andcontrol
II
武汉理工大学华夏学院毕业设计（论文）
绪论
建设部、国家环境保护总局、科学技术部于2000年6月联合发文要求：
“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”。
生活垃圾压缩机正是适应时代的要求而设计的，它固定安装在垃圾转运站内，其功能是将集中于中转站的垃圾倒入该垃圾压缩机的收集箱中，经过挤压、倾倒的反复过程把松散垃圾挤压成高密度块状，并用推出装置将垃圾块从收集箱中推至垃圾运输车上，然后将其运输至垃圾处理厂进行最终处理，防止对环境的二次污染。
1、城市生活垃圾的处理现状
城市生活垃圾是人们在日常生活中或为城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物。
100多年以前，世界人口数量较少，城市化水平较低及人们的生活水平尚未达到较高的标准，因此，城市生活垃圾的数量是很少的，且多为无机物及容易腐烂的菜叶、果皮核等。
当时，城市生活垃圾对我们生活的周围环境几乎没有不良的影响，所以，对于它的处理也没有提到正式日程上来。
20世纪中叶，随着工业化进程的加快，经济的高速发展，城市人口密度的增大及城市人均生活水平的提高，人口越来越多的向城市涌入，引起了城市垃圾的急剧增加。
由于人们的环保意识比较淡薄及没有意识到生活垃圾的危害性，城市居民无序倾倒垃圾并任其堆置而不采取防污染的措施，导致城市生活垃圾的环境问题越来越突出，大量的垃圾污染了环境，对城市居民的健康和生存构成了严重的威胁，已成为社会的一大公害。
如塞拉里昂首都弗里敦露天堆放的垃圾，使病菌横行，连续二次发生霍乱，大量的人口死亡。
再如，1978年美国的LoveCanal河事件（芈振明，1988），致使里根政府下令关闭学校、工厂并迁出当地居民，以免遭受城市生活垃圾污染而造成的环境危害。
由于城市生活垃圾对环境危害极大，并严重阻碍当地的经济发展，因此，如何高效、安全地处理城市生活垃圾己成为各国政府城市发展中急需解决的主要问题之一。
2、生活垃圾的组成
生活垃圾的成分复杂且多变，其成分及成分间的关系与当地的国民生产总值及居民的消费水平有关，表现出很强的地域性及时间性（陈海滨、杨伦全，1996）。
一般地，经济不发达地区的生活垃圾以无机物居多，而经济发达地区以有机物居多，其中塑料、废纸的高含量尤为突出，表现出塑料、废纸的含量与当地的经济水平具有较好的相关性。
生活垃圾的成分还与当地的能源结构有关，由过去的煤炭作为主要燃料转化为以天然气作为主要燃料。
煤燃烧后会1
武汉理工大学华夏学院毕业设计（论文）
产生大量的废渣，而气体燃烧几乎不产生废渣生活垃圾的成分不外乎以下内容：
可降解有机物如食物（蔬菜、肉骨等）、废纸、塑料、纤维织物、草木树叶等；无机物如砖瓦土石、玻璃、金属、陶瓷等。
生活垃圾成分的确定一般采用分拣法（甄金环，1990），即现场随机采取代表性生活垃圾土样，置于城市郊区某开阔处风干，称取风干后生活垃圾土样约20kg，手工分拣出玻璃、金属、陶瓷、砖瓦±石、塑料、纤维织物等。
3、生活垃圾的处理方法
生活垃圾的处理一般有三种方法：
堆肥法、焚烧法及卫生填埋法。
（1）堆肥法
生活垃圾堆肥是综合处理的一种方法，堆肥的最关键设备为发酵仓，发酵仓的好坏直接关系到发酵的时间、质量与环境污染等，发酵堆肥是在控制生活垃圾的湿度、含水量、通风量、碳氧化等工艺条件下，利用微生物对生活垃圾中的有机物进行生物降解，使之成为具有良好的稳定性的腐殖土状的有机肥料。
现代堆肥工艺大多采用好氧工艺，发酵温度为60．70。
C，可以消灭大部分病菌微生物，对有机物的分解比较彻底，堆肥时间短。
试验证明，堆肥温度保持3天以上，就能杀死生活垃圾中的寄生卵、病原微生物和杂草种子，达到堆肥无害化的目的，为保持已形成的腐殖质和微量的氮、磷钾肥等，应使腐烂的肥料保持平稳，有机成分应处于好氧和厌氧的条件下，有机的堆肥场当作低级的肥料或土壤团粒调节使用，可减少化肥的使用量，对绝大多数的土壤具有明显的改良作用。
（2）焚烧法
对发热值大于3349KJ／kg的生活垃圾，置于特制的垃圾焚烧炉内，在750~1000℃的温度下焚烧，利用焚烧产生的热量产生蒸汽，用于发电或发热。
对焚烧技术研究开发最早的是德国，随后许多发达国家如美国、英国、法国、日本等也进行了这方面的研究工作。
据不完全统计，目前世界上约有4000座现代化的垃圾焚烧炉在运行，我国深圳、北京、天津等地也相继投产了垃圾焚烧设备。
由于我国的垃圾成分不同于一些发达国家的垃圾成分，没有分拣，垃圾中的有机物含量较低，我国中等以上城市的低位发热量一般在2512—4605KJ／kg，所以应根据我国的特点研究开发自己的燃烧装置。
（3）填埋法
目前，我国生活垃圾的处理方法以填埋为主，堆肥和焚烧为辅，80年代以前，垃圾一般都是露天堆放，场内拣垃圾的人很多，有的垃圾场常住人口就有50多人，垃圾管理混乱，填埋作业面太大，不能当天覆土，因此，蚊蝇孳生，环境效果很差，造成环境污染，达不到卫生填埋的要求。
随着人们对环境保护的曰益重视，各级政府部门的大力投入，各地已建成了许多大型生活垃圾填埋场，卫生填埋是生活垃圾的最终处理方法。
卫生填埋场设有防渗漏的衬垫系统、气体控制系统、渗滤液收集与排出系统、最终覆盖系统等。
衬垫系统一般有渗透系数很小的材料组成，衬垫可分为单层粘土衬垫、单层土工膜衬垫、双层土工膜衬垫、单层复合衬垫、双层复合衬垫等。
目前最理想、最有效的衬垫为双层复合衬垫；气体控制系统：
2
武汉理工大学华夏学院毕业设计（论文）
生活垃圾中的有机物降解会产生大量的气体，气体的主要成分为甲烷（沼气）和二氧化碳，这些气体可用排气井或排气槽排出，排出的气体可用于供热或作为其他能源加以利用；渗滤液收集与排出系统：
由于大气降水、地下水的入侵、对垃圾的压榨及有机物的降解等，会产生大量的渗滤液，渗滤液可通过第一道渗滤液收集系统集中收集，然后利用潜水泵进行排除，少量的渗滤液还会渗至第二道渗滤液收集系统，这一般可用小童径的管子即可排除。
综上所述，鉴于目前我国经济条件及技术条件的限制，绝大部分的生活垃圾仍采用填埋法进行处理，焚烧与堆肥仅处理少部分垃圾，焚烧仅在有限的几个大城市中运行，况且堆肥及焚烧后的残渣也要填埋处理，因此，填埋特别是卫生填埋，将是我国垃圾处理的主要方向，即使一些经济发达的国家，填埋也占较大的比例。
为了提高现代化市政环卫装备技术水平、为市民提供良好的公共设施服务和生活环境，对城区生活垃圾进行处理压缩后再运输是有现实意义的、也是必要的，这可使生活垃圾收集运输工作向清洁生产、低污染高效率方向发展。
该生活垃圾压缩机经优化设计后降低了整机的高度，减少了垃圾站的占地面积，节约了成本，提高了作业效率，优化了居民的生活环境，提升了社区整体形象及品味。
无二次污染的垃圾储运是21世纪清洁的环卫模式。
1结构设计
3，则设计垃圾箱尺寸为1500*1500*3000，压缩方向为3000mm设计要求箱体容积6m方向，压缩液压缸不仅要压缩，还需要将垃圾推入垃圾装卸车上，液压缸的行程需达到3200mm，得出垃圾压缩机的总长在6500mm左右，整体部分需要从地下抬升出来达到车的高度，抬升液压缸的行程需达到2700mm，得出整个系统的高度在4200mm左右，液压站放在液压箱下方，压缩箱的下方放废液箱，液压站、抬升液压缸、废液箱都固定在钢筋混凝土上，控制系统设计在一边，方便司机控制。
2液压缸的设计
液压缸的主要参数的设计计算
设计液压缸时，必须对整个系统工况进行分析，确定最大负载力，根据负载力和速度决定液压缸的主要结构尺寸，然后根据使用要求确定结构类型、安装空间尺寸、安装形式等，之后再进行结构设计。
由于单活塞液压缸在液压传动系统中应用比较广泛，因而它的有关参数计算和结构设计具有一定的典型性。
目前液压缸的供货品种、规格比较齐全，用户可以在市场上购买到。
厂家也可以根据用户的要求设计、制造，用户一般只要提出液压缸的结构参数及安装形式即可。
2.1液压缸工作压力的确定
液压缸所能克服的最大负载和有效作用面积间的关系可用下式表示：
6（2-1）F=pA*10式中，F--液压缸的最大负载力，包括工作负载、摩擦力、惯性力等；
3
武汉理工大学华夏学院毕业设计（论文）
p--液压缸的工作压力（MPa）；
A--液压缸（活塞）的有效作用面积。
上式说明，给定液压缸的最大负载后，液压缸的工作压力越高，活塞的有效工作面积就越小，液压缸的结构就越紧凑，但若系统压力高，对液压元件的性能及密封要求也相应提高。
在确定工作压力和活塞直径时，应根据工况要求、工作条件以及液压元件供货等因素综合考虑。
不同用途的液压机械，工作条件不同，工作压力的范围也不同。
机床液压传动系统使用的压力一般为2~8MPa，组合机床液压缸的工作范围为3~4.5MPa，液压机常用压力为21~32MPa，工程机械选用16MPa较为合适。
液压缸标准使用压力系列表2-1
表2-1液压缸标准压力系列MPa
2.5
4.0
6.3
10
16
20
25
31.5
40
2.2液压缸内径的确定
液压缸的内径一般根据最大工作负载来确定。
液压缸的有效工作面积为
2/4（2-2A=F/p=πD）
活塞杆的直接由受力情况决定，受拉力时取（0.3~0.5）D，受压力时取（0.5~0.7）D。
计算出活塞直径D、活塞杆直径d后，再圆整到标准值。
液压缸内径系列和活塞杆直径系列见表2-2和表2-3
表2-2液压缸内径系列mm
8
10
12
16
20
25
32
40
升级会员 