1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 家用垃圾处理机压条装置设计 所在学院 专业班级 械设计制造及其自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘 要 垃圾处理机能有效地减少生活垃圾， 杜绝臭气污染 ，提高生活质量。而压条装置是垃圾处理机的重要部件。压条装置的设计包括驱动功率，减 速器的设计计算和选择 ，联轴器的 设计计算和选择，而最主要的设计为挤压成型。 螺旋挤压成型技术是目前最常采用的技术，螺旋挤压的优点：一是成品密度高，二是成品质量好。 当物料从料斗进入时，在叶片法向推力的轴向分力作用下，物料在螺旋腔体内向前移动。物料在挤压过程中逐步受到柔练、混合，使挤出时物料更加
2、均匀。然后物料通过机头模口被挤入模具腔，在模具腔内挤压形成所需要的形状。 利用了 AutoCAD2004 软件进行装配图及零件图的绘制 。 同时 ， 在设计过程中，通过查阅 了 大量资料、手册、期刊 。了解了相关的成型技术，丰富了自己的知识。 关键词： 垃圾处理机， 螺旋挤压，压条装置，输送量 家用垃圾处理机压条装置设计 1 Household waste disposer layering design of the device Abstract Garbage disposal function effectively reduce living garbage smell, preve
3、nt pollution, and improve the quality of life. And layering device is an important part of waste disposer. Layering device design including drive power, the design of the speed reducer, coupling calculation and selection of design calculation and choice, and the main design for extrusion molding. Sc
4、rew extrusion molding technology is currently the most often USES technology, spiral extruding advantage: a high density is finished, 2 it is finished product quality is good. When the material from hopper in, to thrust in blade method under the action of axial component, material in a spiral cavity
5、 moving forward. Body Materials in gradually in extrusion process by soft practice, mix, make more even. Starts out as materials Then helicopter mode by material through the mouth cavity, in the mold boffins mold cavity of extrusion to form shape. Using the software for the AutoCAD2004 drawings and
6、component drawing. Meanwhile, in the design process, access to a lot of material, manuals, journals. Understand the related molding technology, enrich their knowledge. 家用垃圾处理机压条装置设计 2 目录 摘要 . 1.1课题的来源 .1 1.2课题的意义 .1 1.3垃圾处理机及其压条装置国内外发展现状 .1 1.3.1国内的研究现状 .1 1.3.2国外的研究现状 .1 1.4课题研究的主要内容 .2 2设备方案设计与总体设
7、计 .3 2.1压条装置的方案设计 .3 2.2方案评价 .3 2.3压条装置的总体设计 .4 3设计计算和校核 .5 3.1压条设备动力系统设计和校核 .5 3.2压条传动系统的计算和校核 .6 3.2.1零件工作尺寸的计算 与校核 .6 3.2.2压条成型体积流速率的计算与校核 .7 3.2.3成型所需挤压力的计算与校核 .7 3.2.4压条成型所需功率计算与 校核 .7 3.3螺杆主轴的设计与校核 .8 3.3.1主轴螺距的设计与校核 .8 3.3.2主轴转速的设计与校核 .8 3.3.3主轴直径的设计与校核 .8 3.3.4螺旋升角的设计与校核 .9 3.3.5倾斜角度的设计与校核 .
8、9 3.3.6各传动部件功率的计算与校核 .9 3.4支承架的设计计算 .9 3.5螺旋叶片的设计计算 .10 3.6料斗的设计计算 .10 3.7螺旋机头的模口设计计算 .10 3.8螺旋腔的设计计算 .10 3.9推出机构的设计计算 .10 3.10总装图及工作原理 .11 4设计说明 .12 4.1蜗轮蜗杆的说明 .12 4.2弹性套柱销联轴器的说明 .12 结论 .13 家用垃圾处理机压条装置设计 3 参考文献 .14 致谢 .15 附录 .16 家用垃圾处理机压条装置设计 4 1.1 课题的来源 1.2 课题的意义 家庭垃圾处理 机 可以有效 杜绝臭气污染，有利于保持室内和小区的良好
9、环境；显著减少城市垃圾收运处理量，减轻增多垃圾车带来的交通堵塞和影响市容；有效降低生活垃圾含水率，减轻城市垃圾对收运容器和车辆的污染腐蚀，避免垃圾车运输过程中的污水滴漏；延长填埋场的使用寿命，提高焚烧厂的运营效益，减轻对环境的污染；最大限度地避免厨余成分对垃圾中可回收成 分的污染，促进资源回收利用 。新型垃圾处理机 不仅本身带给消费者以健康舒适的厨房环境，促进家人健康。更为重要的是实现了垃圾资源化生态化处理。顺应了国家及社会对垃圾进行分类处理的要求。 而垃圾处理机内部的压条装置是其进行工作的重要机构。 1.3 垃圾处理机及其压条装置国内外发展现状 目前一些发达国家普遍采用在厨房配置餐厨垃圾处理
10、装置、将破碎后的餐厨垃圾排入市政下水管网的方法。 目前 国内 的处理方式是装入垃圾袋，放到小区垃圾桶，混装运到垃圾填埋地或者垃圾处理厂，对生活垃圾没有进行有效的分类和再利用。从环保、资源再利 用和生活方便等方面考虑，需要设计新型的家用垃圾处理机 。 1.3.1 国内的研究现状 家庭 厨房 垃圾处理 发展方向 在国内最早推行餐厨垃圾处理机的厂商有美国的艾默生电气和通用公司，由于进入市场较早，十年来的市场运作给这两个品牌的餐厨垃圾处理机带来了极为可观的市场占有率；之后又有美国擎通集团垃圾处理机介入，其市场份额现已位居第一。同时国内一些厂家也开始研发各自的产品，如江苏省某制造有限公司自行研制开发生产
11、的厨房垃圾粉碎机，主要利用锤头在高速旋转时产生的惯性力将垃圾击碎，再通过齿板、齿田的相对运动进行再次切割、研 磨，粉碎后的垃圾随下水道冲走，处理技术的成熟度还有待于提高。 1.3.2 国外的研究现状 美国作为 厨房垃圾处理机的发明国，是应用最普遍的国家， 如今美国 90%以上家庭使用这种机器，一些城市甚至强制使用。在美国，餐厨垃圾产生量较大的单位设置垃圾粉碎机和油脂分离装置，餐厨垃圾经粉碎机粉碎后进入油脂分离装置，碎料排入下水道，油脂则送往相关加工厂加以利用；餐厨垃圾产生量较小的单位，则将其混入有机垃圾中进行处理，前提是美国生活垃圾分类收集的比例很高。厨房垃圾必须分门别类放置：塑料制品、铁皮罐
12、头盒、铝罐饮料等扔入黄 色垃圾桶；皮纸扔入蓝色垃圾桶；残羹剩饭等有机物倒入绿色的“生态桶”；剩下的才倒入黑色的普通垃圾桶，近时期的发展则是倾向于采用堆肥工艺制成肥料或家用垃圾处理机压条装置设计 5 加工成动物饲料进行资源化回收利用。 1.4 课题研究的主要内容 本设计项目的内容是 对厨房垃圾处理机压条装置的研究和设计。挤压物料在挤压料筒内的运动及受力情况分析。 家用垃圾处理机压条装置设计 6 2.1 设备方案设计与总体设计 2.1压条装置的方案设计 挤压成型有颗粒状和棒状两大类。根据成型主要工艺特征的差别，国内外生产工艺大致可划分为湿压 (冷压 )成型、热压成型、碳化成型等 3种。按成型加压的
13、方法不同来区分，技术较为成熟、应用较多的加工机有辊模挤压式 (包括环模式和平模式 )、活塞冲压式 (包括机械式、液压式 )、螺旋挤压式等三种机型，其中辊模挤压式成型机采用的是湿压 (冷压 )成型工艺，活塞冲压式、螺旋挤压式成型机都采用的是热压成型工艺。 螺旋挤压成型技术是目前最常采用的技术，螺旋挤压成型机的优点：一是成品密度高，二是成品质量好。缺点 :一是产量低，二是能耗高，三是易损件寿命短，四是原料要求苛刻。 活塞冲压技术的优点是成型密度较大，允许物料水分高达 20%左右 ：但是因为油缸往复运动间歇成型，生产率不高，质量不稳定，且活塞式的成型模腔容易磨损。 辊模挤压 成型技术是在颗粒饲料生产
14、技术基础上发展起来的，用 辊模挤压式成型机不需要外部加热，即可使物料软化和粘合。一般在 10%40%之间均能成型，相比于螺旋挤压和活塞冲压而言， 辊模挤压式 成型法对物料的适应性最好。 环模挤压成型技术 主要以木屑和刨花粉为原料的颗粒成型机，但其使用寿命短，使用成本高，难以大面积推广，但也为 辊模挤压 成型技术的发展打下了良好的基础。 平模挤压成型技术的工艺水平和主要加工物料对象方面与国外有差距， 2000年农业部南京农业机械化研究所承担了农业部引进国际先进农业科学技术项目（“ 948”项目）。在引进 38-780大型平模式制粒机的基础上。结合我国实际，又进行了多处技术改进和创新。 平模挤压成
15、型技术的优点，一是原料适应性广，二是出料的密度和大小比较一致。三是使用寿命比较长。四是可以通过液压式中央螺母调节装置使压 辊 同步升降，操作简单。 2.2 方案评价 通过上述比较本次垃圾处理机压条装置的设计拟采用交流电螺旋挤压成型技术。 螺旋挤压技术特点：费用低廉，使用可靠，生产连续工作。并且在物料挤压过程中逐步受到揉练、混合， 使挤出时物料更加均匀，通常螺旋挤压机有多种形式，主要分为单螺旋和双螺旋两种，单螺旋挤压成型机则最为常用，也是最基本的一种，螺旋挤压在过去以及目前多数行业的应用中，大多数还是采用以经验公式设计为主，合理的方法应该是在确定了挤压物料的流变特性和挤压机的工作能家用垃圾处理机
16、压条装置设计 7 力之后，再进行挤压设备的一些参数的确定和设计，揉螺旋挤压机的转速、功率；螺杆长度、直径、螺距等。 2.3 压条装置的总体设计 由电机提供输入功率，通过减速器降低转速，再由联轴器连接螺旋轴。将物料由料斗放料筒内，通过螺旋轴旋转挤压，由机头和分流板均匀的挤 压入型腔，使其形成条状。 通过挤压物料在螺旋挤压过程中的运动分析，再根据研究分析结果并结合挤压物料流变性质，确定螺旋挤压参数和各处挤压力等。 家用垃圾处理机压条装置设计 8 3 设计计算和校核 输送量是衡量螺旋输送能力的一个重要指标 ,一般根据生产需要给定 ,但它与其它参数密切相关。在输送物料时，螺旋轴径所占据的截面虽然对输送
17、能力有一定的影响 ,但对于整机而言所占比例不大 ,因此 ,螺旋输送物料输送量可粗略按下式计算： 13600 VFQ 式中： Q 螺旋输送量（ t/h）； F 料槽内物料层横截面积（ m2）42DF ,其中， 填充系数 (见表 1)； D 螺旋叶片直径 (mm)； 物料的单位容积质量 (t/m3)，它同原料的种类、湿度、切料的长度以及净化方式、效果等多种因素有关，其值查阅相关的手册，取 =1.6； 倾斜输送系数（见表 2），取 =1.0。 表 1 物料综合性系数 物理状态 磨琢性 举例 填充系数 K值 A值 粉状 无磨琢性 面粉、米粉 0.40-0.50 0.0387 85 粉状 半磨琢性 小麦
18、、玉米 0.25-0.30 0.0558 45 块状 半磨琢性 煤、矿石 0.15-0.20 0.0795 15 液状 无磨琢性 面浆、纸浆 0.55-0.60 0.0785 19 液状 磨琢性 混泥土 0.50-0.55 0.0554 28 表 2 倾斜输送系数 倾斜角度 0 5 10 20 30 倾斜输送系数 1 0.97 0.94 0.88 0.82 在实际工作中，通常不考虑物料轴向阻滞的影响，因此物料在 料槽内的轴向移动速度 V1 Sn/60。 由计算可得 Q=0.036t/h=0.6kg/min 3.1 压条设备动力系统设计和校核 螺旋输送机的驱动功率，是用于克服在物料输送过程中的各种阻力所消耗的能量，主要包括以下几个部分：使被运物料提升高度 H(水平或倾斜 )所需的能量；被运物料对料槽壁和螺旋面的摩擦所引起的能量消耗；物料内部颗粒间的相互摩擦引起的能量消耗；物料沿料槽运动造成在止推轴承处的摩擦引起的
