1、毕业设计开题报告 机械设计制造及自动化 家用垃圾处理机粉碎装置设计 一 、 选题的背景、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 1。 虽然在传统观念中，垃圾生产后
2、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 2。 使用食物垃圾处理器后，处理因日常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，它们便从厨房中消失。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 3。 二、 粉碎装置 相关研究的最新成果及动态 1.国内外粉碎设备的最新成果 粉碎是当代飞速发展的经济社会必
3、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、微缅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 4。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、
4、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 5。 我国自 20 世纪 80 年代以来，粉碎工程学术界较为活跃，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 6。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 7。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
5、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 8。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 9。 2.粉碎设备的最新动态 鉴于粉碎技术及设备的应用涉及化工、冶金、建材、电子、化工、医药、农业等许多领域的广泛性，以及被粉碎材料种类的多样性，尤其是当代高新技术发展对材料深加工制备提出越来越高的要求：粒度微细化、粒度分布均匀化或颗粒形状特定化、品
6、质高纯化、表面处理功能化等等，必将促使粉碎技术与设备的不断发展。其发展和研究的主要方面应包括： 1) 开发粉碎与分级相结合的闭路工艺及设备，从而降低能耗，提高生产率； 2) 提高和改进现有粉碎设备的性能，降低生产成本，增加品种和机型； 3) 实现工艺研究和设备开发的一体化，针对具体物料特性，进行设备开发设计； 4）重视粉碎基础理论的研究。 三 、 课题的研究内容及拟采取的研究方法（技术路线）、研究难点及预期达到的目标 1.研究内容 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） 粉碎装置的工作
7、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 3-5mm 颗粒。 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
8、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。 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，不 生锈，满足一定的强度和刚度，同时要考虑其机械加工性和经济性。 刀片的强度校核 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
9、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。 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。由于我们为实验产品，没有自行加工模具生产的能力和必要，所以非主要部件的制作主要选用标准件。 2.研究方法 文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确 地了解掌握所要研究问题的一种方法。文献研究法被子广泛用于各种学科研究中。其作用有：能了解有关问题的历史和现状，帮助确定研究课题。能形成关于研究对象的一般印象，有助于观察和访问。能得到现实资料的比较资料。有助于了解事物的全貌。
10、 3.研究难点 1）刀具结构的设计 2）粉碎室的设计 4.预期达到的目标 家庭厨房每天会产生一定量的食物垃圾，目前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，垃圾粉碎装置是其主要组成部分之一。 本设计 需 要进行深入细致的市场调研，了解目前厨房食物垃圾和相应粉碎装置结构及传动设计的现状与存在的问题，针对家用垃圾处理机粉碎装置的设计要求，设计出可以满足家庭生活需要、符合制造工艺要求、结构合理可行的食物垃圾粉碎装置。 四 、 研究工作详细进度和安排 1.在 2
11、010 年 12 月 20 日前完成市场调研，并完成文献综述初稿。 2.在 2010 年 12 月 31 日前完成相关外文资料的翻译（翻译每篇 2000 单词以上的相关外文资料两篇）、开题报告初稿。 3.在 2011 年 1 月 12 日前完成外文资料翻译、文献综述、开题报告。 4.在 2011 年 2 月 28 日前确定粉碎装置总体设计方案草图。 5.在 2011 年 3 月 14 日前完成粉碎装置各部分结构设计及相关强度校核。 6.在 2011 年 3 月 28 日前优化并确定驱动机构总体设计方案，完成计算机绘制的总体结构装配图草图（含传动部分）。 7.在 2011 年 4 月 11 日前
12、完成计算机绘制的总体结构装配图定稿，完成实习报告。 8.在 2011 年 4 月 18 日前完成粉碎装置传动装置关键件的零件图。 9.在 2011 年 4 月 25 日前完成传动装置关键件的零件图。 10.在 2011 年 5 月 9 日前完成设计说明书初稿。 11.在 2011 年 5 月 16 日前完成设计说明书定稿。 五 、 参考文献 1王向会，李广魏，孟虹，等 .国内外餐厨垃圾处理状况概述 J.环境卫生工程 ,2005,13(2):41 43. 2卢明 .厨房垃圾下水道粉碎机 J.中国食品 ,1999,(11):39 39. 3葛乐通 ,施昱 ,沈惠平 ,等 . 城市食物垃圾饲料化处理
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