说明书立式垃圾破袋机结构设计.docx

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说明书立式垃圾破袋机结构设计

学校代码：

10128

学号：

本科毕业设计说明书

（

题目:

立式垃圾破袋机结构设计

学生姓名：

学院：

机械学院

系别：

机械系

专业：

机械电子工程

班级：

机电09

指导教师：

讲师

二〇一三年六月

摘要

现今无论是发展中国家还是发达国家，伴随着社会经济的快速发展，人民生活水平的日益提高，有形物质消费品的快速增长，城市垃圾的数量也在日益增加，它污染生态环境，占用土地资源，已演变为人类不得不面对的一个严峻的环境问题。

但不容否认的是，垃圾中也蕴含着一笔不可小觑的“矿藏”，通过垃圾处理过程，可分解出很多再循环利用的物质[1][13]，这为我国提出的构建节约型社会，能够做出很大的贡献。

因此，垃圾处理问题是一个亟待解决的重大问题。

在我国，垃圾普遍是装在一定规格的塑料袋中的。

垃圾运到垃圾处理场后，第一道工序就是将垃圾袋进行破袋处理，而我国很长一段时间采用的破袋方式都是人工处理。

这种破袋方式的弊端很多，如工作进度慢，对工作人员的身体造成伤害，很多可再循环利用的物质被损坏等。

但随着我国科技水平的提高，很多大型垃圾处理场也都采用了新的破袋方式，例如激光破袋等。

本文设计了一款主轴为立式的垃圾破袋机，可实现直径在一定范围内的袋装垃圾进行破袋处理，从而使里面的垃圾暴露出来，以便进行下一道工序。

本文所设计的垃圾破袋机主要结构由电动机、皮带轮、刀盘、主轴、主轴支架、钢桶等主要部件组成。

其次，本文考虑了刀具的避让问题与防缠绕装置的设计问题，以便更好地对袋装垃圾进行破袋处理。

关键词：

垃圾；破袋；立式；避让；防缠绕

Abstract

Whetherdevelopingcountriesordevelopedcountriestoday,withtherapiddevelopmentofsocialeconomy,people'slivingstandardisincreasingdaybyday,therapidgrowthofthetangiblematerialconsumergoods,thenumberofurbangarbagearealsoincreasing,itsecologicalenvironment,landresources,hasevolvedintoahumanhavetofacethesevereenvironmentalproblems.Butthereisnodenyingthefactthatwastealsocontainsa"minerals"tobereckonedwith,throughthegarbagedisposalprocess,canbreakdownalotofrecyclingmaterial,thisisourcountryproposedtobuildaconservation-mindedsociety,canmakeagreatcontribution.So,theproblemofwastedisposalisamajorproblemtobesolved.

inourcountry,thegarbageiscommonincertainspecificationsoftheplasticbags.Trashtothelandfill,thefirststepistogarbagebagsbrokenbagprocessing,andforalongtimeinChinabywayofbrokenbagismanualhandling.Thiswayofbrokenbagofalotofshortcomings,suchasworkprogressslowly,causeharmtoworkershealth,muchtorecyclingmaterialdamage,etc.Butwiththeimprovementofscienceandtechnologyinourcountry,manylargelandfillalsoadoptedanewwayofbrokenbags,suchaslasertornbags.

thispaperdesignedaspindleforgarbagebagmachine,verticaldiametercanberealizedwithinacertainrangeofgarbagebagsbrokenbagprocessing,sothattheinsideofthegarbageexposed,forthenextworkingprocedure.Thisgarbagebagmachinemainstructurebythemotor,beltpulley,knives,plate,shaft,shaftbracket,steeldrumandothermajorparts.Secondly,thispaperconsideredthecollisionavoidanceproblemofcuttingtoolandthewindingdevicedesignproblems,inordertobetterforgarbagebagsbrokenbagprocessing.

keywords:

garbage;Tornbags;Vertical;Giveway;Thewinding

绪论

垃圾是人类生活的必然产物，在我国，垃圾普遍是用一定规格的塑料袋装填的，这给人们生活带来方便的同时也给垃圾处理场所处理垃圾增添了一定的麻烦，因而垃圾破袋机应用而生。

垃圾破袋工作是垃圾处理过程中的第一道工序，它是必不可少的设备之一[2]。

伴随着垃圾对生态环境的破坏日益严重，占用的耕地面积越来越多，人们对垃圾问题的认识也就越来越深化[3]。

为了解决城市垃圾所带来的一系列问题，各国政府都相继投入了大量的人力物力和财力，取得了不小的成果。

我国起初对垃圾问题的认识不深，对相应技术的研究和设备的开发起步较晚，大部分采用的是人工破袋的方式，工作环境差，劳动强度高，破袋效率低，或是将矿山的破碎设备进行相应的改进，效果都并不理想[14]。

因此，该课题的研究意义重大。

本课题所设计的立式垃圾破袋机，其基本原理是由电机通过皮带带动主轴转动，从而带动主轴上的道具转动撕裂开塑料袋，使其中的各类垃圾暴露出来。

刀具是垃圾破袋机的重要组成部分，它承担着破碎任务中最重要的角色，因此，刀具的外形设计十分的重要。

本设计刀具外形采用的是锯齿形状，这样能更加容易更加充分的撕裂开垃圾袋。

刀具安装在刀盘上，并采用扭簧连接，可以避免刀具碰到坚硬物体，打坏刀具。

本设计采用竖直放置两个主轴的方案，每个主轴放置四个刀盘，每个刀盘均匀放置六组刀片，能够充分的接触并撕裂垃圾袋。

第一章垃圾破袋机的结构设计

1.1工作原理

电机通过皮带带动主轴转动，当有袋装垃圾通过自身重力从进料口落入破袋机时，破袋机的内部布置了一对竖直对称的主轴，主轴上各自安装了四组刀盘，可以将垃圾袋从两边撕裂割破，从而使袋装垃圾暴露倒出，落入到钢桶下的传送带上，进行下一道工序。

如若碰到第一组刀盘破袋不完全的情况时，塑料袋会落入下一组刀盘，刀盘上的刀片将会继续撕裂割破塑料袋。

由于我国的城市生活垃圾属于混合袋装收集，成分复杂且含有不同软硬度的垃圾，故增添了主轴缠绕或刀片破坏的不安因素，增大了破袋设备的设计难度[12]。

对于解决的办法将会在下面的文章中进行说明。

1.2总体方案设计

破袋机通常主要由电动机、皮带轮、主轴、轴承、钢桶、钢桶架、刀盘、刀具等部件组成。

相比较卧式的垃圾破袋机，立式的破袋机更加的节省了空间，占用的面积更小。

但相比较卧式破袋机而言，立式破袋机的破袋完全度是个问题，因此我个人认为立式破袋机适用于一些自重较轻但体积较大的袋装垃圾。

本文的设计方案是，破袋机内布置了一对竖直对称的主轴，皮带轮作为一级减速器，分别连接电动机与主轴，使电动机传动到主轴的速度降低，主轴上沿轴向均匀布置四组刀盘，每组刀盘均匀布置六组刀片，从而能够更加充分的进行破袋任务。

每组刀盘靠键与主轴连接，从而进行旋转运动，刀盘与刀盘之间靠套筒进行定位。

主轴用固定架固定于钢桶上，钢桶靠钢桶架支撑于地面上。

图1-1主轴支撑架

1.3传动部分的介绍

带传动是一种挠性传动。

带传动的基本组成零件为带轮（主动带轮和从动带轮）和传动带。

当主动带轮转动时，利用带轮和传动带间的摩擦或啮合作用，将运动和动力通过传动带传递给从动带轮。

带传动的优点是：

结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸振等特点，在近代机械中应用及其广泛。

根据传动带的横截面形状的不同，可分为平带传动、圆带传动、V带传动和多楔带传动，本文所采用的是V带传动。

V带的横截面成等腰梯形，带轮上也作出相应的轮槽。

传动的时候，V带的两个侧面和轮槽接触，槽面的摩擦可以提供更大的摩擦力。

此外，V带传动允许的传动比大，结构紧凑，带是弹性体，能够缓和载荷的冲击，运行平稳且无噪声，广泛应用于纺织机械、机床以及一般的动力传动上。

图1-2V带传动

1.4主轴部分的介绍

主轴是垃圾破袋机的主要组成部件，本设计所研究的是立式垃圾破袋机，故主轴是竖直放置的。

它通过传动带与电机相连，主轴上装有大皮带轮连接传动带。

由于主轴承受径向力和轴向力，本设计采用角接触球轴承，轴承的作用主要是支撑主轴的转动。

此外，主轴上还有键槽，用于固定轴和刀盘。

角接触球轴承能够同时承受轴向和径向两方向的载荷，也可以单独的承受轴向的载荷，它能在较高的转速下工作，承受载荷的能力与它的接触角的大小是有关系的，接触角越大，它的轴向承载能力就越强。

刀盘与主轴的连接主要靠楔键连接。

键的上下两面是工作面，键的上表面和与它相配合的轮毂键槽底面均具有1:

100的斜度。

装配后，键即楔紧在轴和轮毂的键槽里。

工作时，靠键的楔紧作用来传递转矩，同时还可以承受单向德轴向载荷，对轮毂起到单向的轴向固定作用。

楔键的侧面和键槽侧面间有很小的间隙，当转矩过载时而导致轴与轮毂发生相对转动时，键的侧面能想平键那样参加工作。

因此，楔键连接在传递有冲击和振动的较大转矩时，仍能保证连接的可靠性。

图1-3楔键示意图

1.5破袋部分的介绍

破袋部分是破碎机的核心组成部分，它由刀盘和刀片两部分组成。

刀盘固定在主轴上，刀片安装在刀盘上。

这种分开式的设计方法优点是在某一零件损坏时可以及时的拆卸更换其他零件，以免整体损坏。

刀片的整体排布与刀齿的形状是破袋的两个关键性因素。

刀片数过少，破袋效果不明显，刀片数过多，不利于破袋机构避让部分的设计。

本文所设计的破袋部分，每个刀盘上均匀布置六把刀片，不仅破袋效果明显，且不影响避让部分的设计。

破袋刀片是直接作用在袋装垃圾上的零件，其外形是直接影响破袋效果的关键性因素之一，因此刀片的外形设计十分的重要。

本设计采用锯齿形刀齿，可达到更好地破袋效果。

在进行破袋活动时，刀片是主要的受力零件，它的硬度、强度和耐腐蚀性要求较高。

因此，选用65Mn钢作为刀片的材料。

图1-4刀片示意图

第二章各组成零件的选择与设