1、 I （ 20_ _届） 本科毕业设计 家用垃圾处理机粉碎装置设计 II 摘 要 本论文依据我国实际情况，设计适合本国的生活垃圾粉碎处理装置，使居民在家中可以直接对厨房垃圾进行初步处理。 设计时，首先对其基本原理进行描述，在刀盘高速旋转下，被处理的垃圾不能与刀盘一起旋转，从而产生一定的速度差，加上离心力对被处理物的作用，使被处理的垃圾与刀盘的运动又不同向，这样，高速旋转的刀对被处理的垃圾的破碎，撕拉等作用，使生活垃圾迅速变为 3-5mm 颗粒。垃圾粉碎装置由投入口、粉碎室、驱动电机和排污 口四部分组，驱动电机为粉碎装置提供动力来源，粉碎室内装有多重多向粉碎功能的粉碎刀盘，是食物垃圾进行粉碎的场
2、所，驱动电机和粉碎刀盘为垃圾粉碎装置的关键部分，直接影响垃圾粉碎装置的使用效果，所以本论文着重对驱动电机和粉碎刀盘进行阐述。 关键词： 生活垃圾 组合刀盘 粉碎 III Design of Crushing Device for Household Waste Disposal Abstract According to the characters of food garbage, the paper designs the device-kitchen food garbage disposal. The machine makes it become true that people c
3、an remove kitchen garbage at home .it has many virtues of cutting down easily-rotten organic rubbish, improving environmental quality, treating refuse more easily. It has economical and social benefit. The paper explains the theory firstly when cutters rotate at high speed， the rubbish is not move a
4、t the same time then cause a speed difference, adding the effect of centrifugal force ,the waste bring a different direction from the cutter, then, the machine promptly tums the garbage into3-5mm grain ,depending on inner-cutter、end-cutter and swing-cutter act together waste entry、 crush cavity moto
5、r and discharge exit are constitute the machine. In crush cavity there have all kinds of cutters implementing smash. The motor affords energy .for the kitchen food garbage disposal, the motor and cutters are crucial parts, so the paper mainly discusses them. Keywords: food garbage, combination cutte
6、rs, crushing IV 目录 摘 要 . II Abstract . III 1 绪论 . 1 1.1粉碎装置 的来源 . 1 1.1.1粉碎方法 . 1 1.1.2粉碎机械分类 . 1 1.2课题的意义 . 2 1.3粉碎装置的发展及应用现状 . 3 1.4粉碎装置研究的主要内容 . 3 1.4.1粉碎装置的工作原理 . 3 1.4.2粉碎装置的组成 . 4 1.4.3粉碎刀具的结构设计 . 4 1.4.4驱动电机的选择 . 4 1.4.5其它部件设计 . 4 2垃圾粉碎装置的 方案设计与总体设计 . 5 2.1垃圾粉碎装置的方案设计 . 5 2.2垃圾粉碎装置的总体设计 . 5 2
7、.2.1家用垃圾处理机粉碎装置的工作原理 . 5 2.2.2家用垃圾处理机粉碎装置的组成 . 5 2.3 粉碎刀盘、粉碎刀材料的选择 . 6 2.4粉碎装置电动机的选择 . 7 2.4.1选择电动机的类型和结构型式 . 7 2.4.2电动机的选择 . 7 3设计计算和校核 . 9 3.1粉碎刀盘组合刀具结构设计 . 9 3.1.1刀具基本尺寸的确定 . 9 3.1.2力学分析粉碎刀盘 . 9 3.2刀盘和刀片强度校核 . 11 3.2.1粉碎刀盘的强 度校核 . 11 3.2.2刀片强度校核 . 14 4设计说明 . 17 4.1制造的说明 . 17 4.2使用的说明 . 17 4.2.1使用
8、步骤 . 17 V 4.2.2使用注意 . 17 5总结与展望 . 18 参考文献 . 19 致谢 .错误 !未定义书签。 附录 . 20 家用垃圾处理机粉碎装置设计 1 1 绪论 1.1 粉碎装置 的来源 1.1.1 粉碎方法 粉碎的方法很多，常见的如图 1-1所示，各种粉碎方式说明如下。 (a) 击碎 （ b）压碎 （ c）磨碎 （ d）折碎（ e）劈碎 图 1-1 破碎方法 1）击碎：物料在瞬间受到外来冲击力的作用被破碎。 冲击破碎的方法很多，如静止的物料受到外来冲击物体的打击被破碎；高速运动的物料撞击钢板而物料被破碎；行动中的物料相互撞击而破碎等。此法适用于脆性物料的破碎。 2）压碎：
9、在两个工作面之问的物料，受到缓慢增长的压力作用而被破碎 的方法称为压碎。此破碎方法适用于破碎大块硬质物。 3）磨碎：物料受到两个相对移动的工作面的作用，或在各种形状的研磨 体之间的摩擦作用而被粉碎的方法称为磨碎。该法主要适用于研磨小块物料。 4）折碎：物料在受到两个相互错开的凸棱工作面间的压力作用而被破碎 的方法。此法主要适用于破碎硬脆性物料。 5）劈碎： 物料在两个尖棱工作面之间，受到尖棱的劈裂作用而被破碎的 方法。此法多适用于破碎脆性物料 1。 1.1.2 粉碎机械分类 常用的粉碎机的种类如图 1-2所示。 1）颚式破碎机：活动颚板对固定颚板作周期性的往复运动，物料在两颚板之间被压碎。 2
10、）圆锥式破碎机：外锥体是固定的，内锥体被安装在偏心轴套里的立轴带动作偏心回转，物料在两锥体之间受到压力和弯曲力的作用而破碎。 3）辊式破碎机：物料在两个作相对旋转的辊筒之间被压碎。若两个辊筒的转速不同时，还会起到部分磨碎作用。 4）锤式破碎机：物料受到快速回转 部件的冲击作用而被破碎。 5）轮碾机：物料在旋转的碾盘上被圆柱形碾轮压碎和磨碎。 2 6）反击式破碎机：物料被高速旋转的板锤打击，使物料弹向反击板撞击 2。 图 1-2 粉碎机械 1.2 课题的意义 垃圾是人类生活中必然要产生的废弃物品 ,随着都市规模的不断扩大 ,人口的高度集中 ,生产活动的不断发展 ,垃圾的数量也在不断增加 ,有人做
11、过粗略统计 ,全球每年产生的垃圾近 100万 t。垃圾给人类造成的危害是长远的。主要有：直接污染地面水 ,地下水 ,污染土壤 . 通过发酵产生有毒气体和沼气污染大气 ,通过复杂的物理、化学作用产生有毒 物质危害动植物生存。因此 ,专家们认为垃圾的多少 ,垃圾的成份及如何处理利用垃圾都能反应出一个国家的科技水平、文化程度和生活状况 3。 虽然在传统观念中，垃圾生产后很快就会丢弃，不会对环境造成太大影响。但事实上据研究表明，有 15%-25%的厨房垃圾都属于食物垃圾，它们非常潮湿而且容易渗漏，即使是短期放置，残羹剩菜也会散发气味、吸引蚊虫，称谓有害细菌的天堂 4。 使用食物垃圾处理器后，处理因日常
12、饮食产生的食物垃圾就变得快捷和方便多了。将食物垃圾直接放入食物垃圾处理器后，可以避免有害生物的暗地滋生。在使用食物垃 圾处理器之前，不需要对食物碎屑进行特殊处理。只需数秒钟，它们被粉碎为颗粒状便于回收。害虫和异味也变少了，厨房就可以成为家庭活动和社交聚会的更佳场所 5。 家用垃圾处理机粉碎装置设计 3 1.3 粉碎装置的发展及应用现状 粉碎是当代飞速发展的经济社会必不可少的一个工业环节。粉体技术被看作是高技术工业最重要的基础技术之一。在各种矿石、金属、非金属、化工原料及建筑材料的加工过程中，粉碎作业要消耗巨大的能量，而且又是低效作业。这是由于在物料粉碎过程中，会产生发热、振动和摩擦等作用，使能
13、源大量消耗，因而多年来人们一直在研究如何节能、高效地完成粉碎的 过程从理论研究到创新设备 (包括改造旧有的设备 )直至改变生产工艺流程。 近年来，国外对超细粉碎及分级设备、工艺、微米颗粒粒度测定等方面的研究十分活跃，这是由于国外在复合材料、新型陶瓷、电子材料等许多尖端技术方面迅速发展而决定的 6。在先进的工业化国家，微米级超细粉碎设备已渡过了其发明时期，而进入成熟、配套、完善的阶段，设备研究朝着亚微米级超细粉碎和微米级精密分级的方向发展。粉碎技术的发展主要表现在产品微细化、微粉功能化、设备自动化、节能新工艺和新设备及低污染高强度材料的应用等方面 7。 我国自 20世纪 80年代以来，粉碎工程学
14、术界较为活跃，其主要目标在于提高粉碎过程的效率和满足工业上某些物料产品的粒度要求 8。对粉碎机研究的大规模兴起始于 8O年代中期，当时主要注意力在两方面：其一是湿式超细粉碎机、搅拌球磨机和塔式磨机的研究；其二是干式气流粉碎机的研究 9。当时，我国主要以引进国外先进的设备和技术为主，同时，国内技术人员进行了大量研究开发工作，经过十几年的努力，国内已能生产各种气流磨、高速冲击磨、搅拌磨、振动磨有的设备在性能上已接近国外同类设备的水平 10。但总的说来，与国外的先进技术设备相比，我国 的超细粉碎技术仍存在一些问题：已研制出的各种型号规格的超细粉碎设备中，有些在结构设计、材质及加工精度等方面，与国外先
15、进设备相比还有一定差距；产品的深加工档次低、系列少，对用户的需求针对性差；缺步高效的超细分级设备与粉碎设备配套 11。 1.4 粉碎装置研究的主要内容 本设计项目的内容是 家用垃圾处理机粉碎装置设计 。 经过大量的文献翻阅，了解到家用垃圾的硬度不是很高，我们可以利用高速旋转的刀片达到粉碎效果。 1.4.1 粉碎装置的工作原理 粉碎装置就是把食物垃圾从投物口投到机器内，在刀盘高速旋转时，被处理物 不会与刀具同步旋转，从而产生一个速度差，加上离心力对被处理物的作4 用，使被处理物与刀盘的运动不同点，这样，依靠内齿环和端齿环及高速旋转的刀共同对被处理物进行破碎，撕拉等作用，使食物垃圾迅速变为 3-5
16、mm 颗粒。 1.4.2 粉碎装置的组成 设计的粉碎装置由投入口，粉碎室，驱动电机和排出口四个部分组成。驱动电机为粉碎装置提供动力来源，粉碎室内装有粉碎刀具，是对食物垃圾进行粉碎的主要元件。粉碎室上部与投入口相连，是垃圾开始投入的地方。粉碎室下部侧壁设计有排出口，当食物垃圾在粉碎室被粉碎刀盘粉碎后，在排出口排走，其中驱 动电机和垃圾刀盘为粉碎装置的关键部分，它们的好坏直接影响食物粉碎装置的粉碎效果。 1.4.3 粉碎刀具的结构设计 刀具基本尺寸的确定，根据外形尺寸大小，初步确定刀盘直径。 粉碎刀具的力学分析及材料的选择。刀具工作时需克服阻力，为确保刀具有足够的强度，设计刀具是首先应对刀具所受的
17、载荷进行分析。我们把刀具理想为一个绕中心轴旋转的薄板，在它上面作用流体旋转阻力矩以及破碎食物垃圾时的阻力。 粉碎刀材料的选择。粉碎装置的关键部件就是刀片。在材料的选择上必须保证他既耐腐蚀，又不易生锈，满足一定的强度和刚度，同时还需要考虑 其它机械加工性和经济性。 刀片的强度校核。 1.4.4 驱动电机的选择 驱动电机是粉碎装置工作能量的提供源，也是关键部件之一，其性能直接影响着垃圾处理器质量的好坏。在设计中，电动机运行的特征为时间短，启动频繁，断续工作。 1.4.5 其它部件设计 粉碎装置其他部件的设计为非主要部件，主要包括：投入口，排出口等。由于没有自行加工模具生产的能力和必要，所以非主要部
18、件的制作主要选用标准件。 家用垃圾处理机粉碎装置设计 5 2 垃圾粉碎装置的 方案设计与总体设计 2.1 垃圾粉碎装置 的方案设计 固体垃圾的破碎装置有碾磨、剪切、粉碎等多种方式，这是 固体垃圾处理的预处理阶段。本文所要设计的食物垃圾处理机粉碎装置就是利用粉碎、剪切等方法把生活食物垃圾快速粉碎成 3-5mm的颗粒状系统。图 2-1为食物垃圾处理机粉碎装置的工艺流程图。 食 物 垃 圾 食 物 垃 圾 粉 碎 室水 粉 碎 刀 组旋 转 电 机20V交 流 电 源 小 于 5的 颗 粒 排 到 下 一 个处 理 机 构食 物 垃 圾 食 物 垃 圾 粉 碎 室水粉 碎 刀 组旋 转 电 机2 2
19、 0 V 交 流 电 源小 于 5 的 颗 粒排 到 下 一 个处 理 机 构图 2-1食物垃圾处理器的工艺流程图 2.2 垃圾粉碎 装置的总体设计 2.2.1 家用垃圾处理机粉碎装置的工作原理 厨房食物垃圾处理器就是把食物垃圾从投物口投到机器内，在刀盘高速旋转时，被处理物不会与刀盘同步旋转，从而产生一个速度差，加上离心力对被处理物的作用，使被处理物与刀盘的运动不同向，高速旋转的刀对被处理物进行破碎，撕拉等作用，使食物垃圾迅速变为 3-5mm颗粒。 2.2.2 家用垃圾处理机粉碎装置的组成 设计的粉碎装置由投入口，粉碎室，排出口和驱动电机四个部分组成。 见图 2-2 所示。 驱动电机为粉碎装置提供动力来源，粉碎室内装有粉碎刀具，是对食物垃圾进行粉碎的主 要元件。粉碎室上部与投入口相连，是垃圾开始投入的地方。粉碎室下部侧壁设计有排出口，当食物垃圾在粉碎室被粉碎刀盘粉碎后，在排出口排走，其中驱动电机和垃圾刀盘为粉碎装置的关键部分，它们的好坏直接影响食物粉碎装置的粉碎效果。
