生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)

天津工業(yè)大學(xué)

畢業(yè)設(shè)計(jì)

題目：生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置

姓名宋揚(yáng)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械工程及自動(dòng)化指導(dǎo)教師趙鎮(zhèn)宏職稱副教授

2013天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名宋揚(yáng)學(xué)院名稱機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)機(jī)自090課題類型設(shè)計(jì)類課題意義近年來(lái)生活垃圾產(chǎn)量不斷增加，對(duì)其處理成本也在增長(zhǎng)，而壓縮環(huán)節(jié)對(duì)于提高垃圾處理工作效率及經(jīng)濟(jì)效益都有重要意義，本課題在實(shí)際應(yīng)用中有極大價(jià)值。任務(wù)與進(jìn)度要求任務(wù)：1、了解垃圾壓縮機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r，進(jìn)行實(shí)習(xí)調(diào)研，明確設(shè)計(jì)目標(biāo)；2、結(jié)合實(shí)際確定垃圾壓縮機(jī)的整體方案及各部分具體結(jié)構(gòu)；3、對(duì)各結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)及相關(guān)校核，繪制CAD圖；4、對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；5、對(duì)壓縮式生活垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備的研究總結(jié)和展望。進(jìn)度：3-4周實(shí)習(xí)調(diào)研、查資料、參觀設(shè)備5-6周垃圾中轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì)方案的確定、翻譯文獻(xiàn)7-10周垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站方案的設(shè)計(jì)11-15周液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、繪圖、寫(xiě)論文16周畢業(yè)答辯主要參考文獻(xiàn)1、城市生活垃圾中轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì)及應(yīng)用環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,呂傳毅，楊先海2、城市生活垃圾壓縮處理站液壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特性分析，涂鳴3、城市生活垃圾壓縮和分選技術(shù)及機(jī)械設(shè)備研究，楊先海4、城市生活垃圾集運(yùn)設(shè)備研究環(huán)境工程，呂傳毅，楊先海5、翻轉(zhuǎn)裝箱式生活垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備的研究，曹修生6、楊曙東，何存興液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)華中科技大學(xué)出版社，20087、濮良貴，紀(jì)名剛機(jī)械設(shè)計(jì)高等教育出版社，20068、生活垃圾壓縮裝置的研究現(xiàn)狀及發(fā)展，蒲明輝9、城市生活垃圾壓縮設(shè)備的壓頭及箱體設(shè)計(jì)，盧清華10、機(jī)械設(shè)計(jì)課程簡(jiǎn)明手冊(cè)，駱?biāo)鼐煸?shī)順主編起止日期2013年3月1日～2013年6月5日備注院長(zhǎng)教研室主任指導(dǎo)教師畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告表2013年3月28日姓名宋揚(yáng)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械工程及自動(dòng)化班級(jí)機(jī)自090題目生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師趙鎮(zhèn)宏與本課題有關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究情況、課題研究的主要內(nèi)容、目的和意義：近年來(lái)城市生活垃圾的成分發(fā)生了很大變化，主要特點(diǎn)是垃圾密度降低，可壓縮性增加，另一方面，近郊可用來(lái)填埋垃圾的場(chǎng)地越來(lái)越少，人們不得不考慮在遠(yuǎn)郊建立垃圾處理場(chǎng)所，運(yùn)輸費(fèi)用占垃圾處理費(fèi)用的比例較高，垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)可以很好地解決垃圾運(yùn)輸中的虧載問(wèn)題，更有效地提高垃圾運(yùn)載效率，降低垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)頻率，節(jié)省垃圾運(yùn)輸費(fèi)用，改善交通擁擠狀況和消除清運(yùn)中的二次污染等，是城市生活垃圾集運(yùn)的發(fā)展方向。目前垃圾壓縮設(shè)備需求量很大，企業(yè)生產(chǎn)前景廣闊。國(guó)外已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種形式的壓縮式垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備，技術(shù)比較成熟，但引進(jìn)價(jià)格較高，國(guó)內(nèi)目前大部分的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)基本上是模仿國(guó)外產(chǎn)品或國(guó)內(nèi)成熟產(chǎn)品。我國(guó)的垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備主要有以下三種:垃圾壓縮運(yùn)輸車(chē)、中小型壓縮式垃圾中轉(zhuǎn)站、大型垃圾壓縮站。當(dāng)前，垃圾壓縮設(shè)備主要有兩種，即壓裝式和壓塊式。壓裝式壓縮設(shè)備分為分離式和一體式兩種，其主要區(qū)別是前者的填料壓縮裝置與車(chē)廂分離放在垃圾中轉(zhuǎn)站內(nèi)，而后者填料壓縮裝置與車(chē)廂連成一體成為后裝垃圾壓縮車(chē)。其工作原理是利用垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)上的車(chē)箱作為壓縮機(jī)構(gòu)的壓縮腔，垃圾通過(guò)填料器的刮板式壓縮機(jī)構(gòu)分多次被壓入車(chē)廂，裝滿后進(jìn)行幾次加壓及保壓，在此過(guò)程中垃圾被連續(xù)減容。壓塊式壓縮設(shè)備的壓縮裝置將卸落后的垃圾預(yù)先壓縮成塊，待轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)駛?cè)肱c壓縮裝置相連鎖定后，再將壓縮好的垃圾塊一次性推入垃圾車(chē)車(chē)廂內(nèi)。壓塊式壓縮工藝分為垂直壓縮式和水平壓縮式兩種。發(fā)展方向：一、大型化隨著社會(huì)發(fā)展，人口增加，道路條件改善，垃圾處理廠的距離越來(lái)越遠(yuǎn)，為降低垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)成本，垃圾壓縮設(shè)備和轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)輛必將向大型化方向發(fā)展。二、高壓縮比提高垃圾的壓縮比，能直接提高垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)的效率。三、智能化、高效率為了節(jié)省環(huán)衛(wèi)工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，垃圾收集壓縮過(guò)程應(yīng)該完全實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，整個(gè)操作過(guò)程能實(shí)現(xiàn)微機(jī)監(jiān)控，故壓縮裝置采用微電腦控制代表了今后的發(fā)展方向。四、高可靠性我國(guó)生產(chǎn)垃圾壓縮設(shè)備的企業(yè)技術(shù)力量大多并不強(qiáng)，壓縮設(shè)備存在可靠性低、笨重、故障率較高和能力利用率低的缺點(diǎn)，提高設(shè)備的可靠性刻不容緩。五、高密封性為了防止垃圾中的滲瀝水漏出，造成壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)中的二次污染，其鎖緊密封一定要可靠。其發(fā)展趨勢(shì)是采用機(jī)液一體化方案，提高密封鎖緊過(guò)程自動(dòng)化程度。一般，一臺(tái)完整的垃圾壓縮中轉(zhuǎn)設(shè)備主要包括：壓縮裝置、集裝箱裝卸平臺(tái)、動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)、垃圾集裝箱、控制系統(tǒng)五個(gè)功能模塊。其中，壓縮裝置和裝卸平臺(tái)一定程度上決定了控制系統(tǒng)、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和垃圾集裝箱的設(shè)計(jì)方案，是整個(gè)設(shè)備設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，也是研究的重點(diǎn)。（1）壓縮裝置決定著整臺(tái)設(shè)備的性能，合理的壓頭結(jié)構(gòu)和壓縮比不僅決定著整臺(tái)設(shè)備的制造成本，而且決定著整個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)的費(fèi)用。（2）裝卸平臺(tái)主要實(shí)現(xiàn)垃圾集裝箱的裝卸車(chē)功能，要求有較高可靠性和平穩(wěn)性，同時(shí)盡量保證結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小、成本低。（3）動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)盡量選擇可靠性的零部件和傳動(dòng)方式，功耗小。（4）垃圾集裝箱要保證足夠強(qiáng)度，以免壓力過(guò)大將其壓壞，且要有防腐作用。（5）控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)這個(gè)設(shè)備的動(dòng)作控制，包括對(duì)裝卸平臺(tái)和壓縮裝置的控制。對(duì)裝卸平臺(tái)的控制要求能實(shí)現(xiàn)斷電保護(hù)及過(guò)載保護(hù)等功能，對(duì)壓縮裝置的要求能夠?qū)崿F(xiàn)工進(jìn)、保持、快退、緊急停車(chē)等功能。具體安排1、通過(guò)查閱相關(guān)資料及實(shí)習(xí)調(diào)研在了解垃圾壓縮處理站系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，對(duì)其性能進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際問(wèn)題與需要，確定生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的整體方案，再逐個(gè)確定生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置各個(gè)模塊的方案；2、結(jié)合具體要求與問(wèn)題進(jìn)行分析計(jì)算，繪制結(jié)構(gòu)圖；3、液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4、對(duì)壓縮式生活垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備的研究進(jìn)行總結(jié)和展望。5、答辯后進(jìn)行進(jìn)一步修正。二、進(jìn)度及預(yù)期結(jié)果：起止日期主要內(nèi)容預(yù)期結(jié)果3-4周5-6周7-10周11-25周16周實(shí)習(xí)調(diào)研、查資料、參觀設(shè)備垃圾中轉(zhuǎn)站設(shè)計(jì)方案的確定、翻譯文獻(xiàn)垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站方案的設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、繪圖、寫(xiě)論文畢業(yè)答辯均按時(shí)完成完成課題的現(xiàn)有條件圖書(shū)館、電子閱覽室等可以查閱資料；指導(dǎo)教師的專業(yè)指導(dǎo)；審查意見(jiàn)指導(dǎo)教師：年月日學(xué)院意見(jiàn)主管領(lǐng)導(dǎo)：年月日天津工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱表（設(shè)計(jì)類）畢業(yè)設(shè)計(jì)題目生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)學(xué)生姓名宋揚(yáng)學(xué)生班級(jí)機(jī)自090指導(dǎo)教師姓名趙鎮(zhèn)宏評(píng)審項(xiàng)目指標(biāo)滿分評(píng)分選題能體現(xiàn)本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，題目大小、難度適中；學(xué)生工作量飽滿，能得到較全面訓(xùn)練。10題目與生產(chǎn)、科研等實(shí)際問(wèn)題結(jié)合緊密。10課題調(diào)研文獻(xiàn)檢索能獨(dú)立查閱文獻(xiàn)以及從事其它形式的調(diào)研，能較好地理解課題任務(wù)并提出實(shí)施方案；有分析整理各類信息從中獲取新知識(shí)的能力。15外文應(yīng)用能正確引用外文文獻(xiàn)，翻譯準(zhǔn)確，文字流暢。5設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）設(shè)計(jì)圖紙（插圖）簡(jiǎn)潔、規(guī)范、無(wú)差錯(cuò)，設(shè)計(jì)欄目齊全合理，能正確使用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)單位，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理正確，結(jié)果分析準(zhǔn)確。35設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，表達(dá)清楚，文字通順，用語(yǔ)正確，基本無(wú)錯(cuò)別字和病句，書(shū)寫(xiě)格式符合規(guī)范。15設(shè)計(jì)具有創(chuàng)新性或?qū)嵱脙r(jià)值。10合計(jì)100意見(jiàn)及建議評(píng)閱人簽名： 年月日天津工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)考核表學(xué)生姓名宋揚(yáng)學(xué)院名稱機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)機(jī)自090題目生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置設(shè)計(jì)1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)及成績(jī)：成績(jī)：成績(jī)：指導(dǎo)教師簽字：年月日2．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及成績(jī)：成績(jī)：成績(jī)：答辯主席（或組長(zhǎng)）簽字：年月日3．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總成績(jī)：a.指導(dǎo)教師給定成績(jī)b.評(píng)閱教師給定成績(jī)c.畢業(yè)答辯成績(jī)總成績(jī)(a×0.5+b×0.2+c×0.3)摘要對(duì)生活垃圾的有效處理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，而壓縮中轉(zhuǎn)裝置是垃圾綜合處理系統(tǒng)中的核心部分，對(duì)垃圾處理工作經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)保效益的提高十分關(guān)鍵。通過(guò)實(shí)習(xí)調(diào)研查閱資料，本文對(duì)生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行了分析總結(jié)，在此基礎(chǔ)上對(duì)所有方案進(jìn)行選擇，結(jié)合設(shè)計(jì)目標(biāo)最終確定翻轉(zhuǎn)式垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置為較優(yōu)方案。針對(duì)翻轉(zhuǎn)式垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的功能特點(diǎn)，本文對(duì)其各大功能模塊進(jìn)行具體分析設(shè)計(jì)及校核，并對(duì)所需液壓系統(tǒng)元件進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并研究了中轉(zhuǎn)站所需的液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：城市生活垃圾；壓縮中轉(zhuǎn)站；翻轉(zhuǎn)裝置；類型綜合；控制系統(tǒng)ABSTRACTEffectivetreatmentofgarbagehasimportantpracticalsignificance，whilethegarbagecompressiontransitdeviceisacorepartamongthewasteintegrativedisposalsystemanditisverycriticaltoimprovetheeconomicandenvironmentalbenefits.Thereisacomprehensiveanalysisofthegarbagecompressiontransitdeviceinthispaperbyresearchandintershipexperiences,baseonthisandconsideringthedesignobjectives,selectedfromallprojects,anddecidedthebetterobjectiveofcompactingwastetransferequipmentisTheOverturningBox-loadingMSWCompactingtransferstation.ConsideringthefunctionofOverturningandUndergroundMSWCompactingTransmitEquipment,studiedeverymodulesindetail.Accordingtodesignobjectivesofthemainmodulesparticulardesignsofcompactingandoverturningequipmentsweredone,besidesthehydraulicpressuresystemandelectric-controllingsystemwerestudieddetailedly.Keywords:MunicipalSolidWaste;Compactingtransferstation;Turnover;Typesynthesis；Controlsystem目錄第一章緒論…………11.1該研究的背景與意義………11.1.1我國(guó)城市生活垃圾處理現(xiàn)狀…………11.1.2生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的研究意義…………………21.2垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向………………31.2.1垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的發(fā)展現(xiàn)狀………31.2.2目前存在的問(wèn)題和發(fā)展方向…………61.3本文的研究?jī)?nèi)容……………8第二章生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的方案確定………92.1壓縮中轉(zhuǎn)裝置整體方案的確定……………92.2垃圾集裝箱的研究…………102.3裝箱裝置的方案確定………122.4壓頭的研制…………………18第三章翻轉(zhuǎn)式垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站的設(shè)計(jì)……………223.1翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)及要求………………223.2翻轉(zhuǎn)托架結(jié)構(gòu)尺寸的確定…………………233.3桿件設(shè)計(jì)……………………253.3.1.桿件的受力分析3.3.2桿件設(shè)計(jì)…………3.3.3鉸接處鉸接軸的選用第四章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)…………284.1液壓系統(tǒng)主要性能參數(shù)的確定…………284.1.1壓縮裝置液壓缸的設(shè)計(jì)………………4.1.2舉升裝置液壓缸的設(shè)計(jì)………………4.1.3雙桿活塞式液壓缸的設(shè)計(jì)……………4.2動(dòng)力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)…………344.2.1壓縮裝置液壓系統(tǒng)4.2.2翻轉(zhuǎn)裝置液壓系統(tǒng)4.2.3銷(xiāo)接裝置液壓系統(tǒng)4.3控制系統(tǒng)……………………394.3.1壓縮裝置的控制4.2.2翻轉(zhuǎn)裝置的控制………414.3.3銷(xiāo)接裝置的控制第五章總結(jié)與展望…………………425.1全文總結(jié)……………………425.2研究展望……………………42參考文獻(xiàn)………………44附錄……………………46謝辭……………………60天津工業(yè)大學(xué)2013屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)、鏈條式舉升機(jī)構(gòu)鏈條傳動(dòng)中鏈節(jié)上某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)在一定范圍內(nèi)是直線運(yùn)動(dòng),因此把鏈條傳動(dòng)縱向布置,可應(yīng)用其中一部分直線運(yùn)動(dòng)位移來(lái)達(dá)到提升高度的鏈條式舉升機(jī)構(gòu)。其原理如下:動(dòng)力系統(tǒng)將扭矩傳遞給下鏈輪,下鏈輪是鏈傳動(dòng)的主動(dòng)輪,上鏈輪、下鏈輪分別固定于第一節(jié)臂,而它固定在地基上,鏈條的一節(jié)鏈節(jié)與鏈固定塊固定于第二節(jié)臂,鋼絲繩兩端分別固定于第一節(jié)臂和第三節(jié)臂,滑輪固定于第二節(jié)臂。當(dāng)鏈條轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)第二節(jié)臂舉升,第三節(jié)臂則以2倍的速度在滑輪和鋼絲繩帶動(dòng)下向上舉升,從而將第三節(jié)臂上的起重平臺(tái)頂起,起重平臺(tái)舉升垃圾集裝箱,然后再將垃圾集裝箱放置于垃圾車(chē)上運(yùn)走。鏈條式舉升機(jī)構(gòu)如圖2-9所示。圖2-9鏈條式舉升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖采用鏈傳動(dòng)時(shí),由于多邊形效應(yīng),傳動(dòng)鏈條的線速度和從動(dòng)輪的角速度是變化的,這種周期性變化使鏈傳動(dòng)速度不均勻和工作不穩(wěn)定，如果鏈條在運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度過(guò)大,將產(chǎn)生較大的振動(dòng)和附加動(dòng)載荷。鏈條垂直布置時(shí),由于鏈條在水平方向的跨度小,鏈條磨損變長(zhǎng)極易導(dǎo)致跳齒現(xiàn)象發(fā)生,這將導(dǎo)致傳動(dòng)不穩(wěn)定或破壞鏈條。而且鏈條還要保持一定強(qiáng)度才能保證中轉(zhuǎn)工作的穩(wěn)定性。綜合各方面考慮，排除此方案。5、吊升機(jī)構(gòu)解決方案如圖2-10所示，本方案原理是通過(guò)固定于地面上的龍門(mén)式吊架上的吊升滾筒來(lái)實(shí)現(xiàn)垃圾箱的吊升運(yùn)動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行平穩(wěn)、可靠性高，但其要實(shí)現(xiàn)垃圾箱的平穩(wěn)吊升需要變速比較大的變速器和大功率的電機(jī)，成本較高，且對(duì)吊架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有較高要求，故排除該方案。圖2-10吊升機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖6、翻轉(zhuǎn)式舉升機(jī)構(gòu)該方案中裝箱裝置采用六桿翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，它工作過(guò)程為：將垃圾由垃圾投放室裝入垃圾集裝箱后，關(guān)閉垃圾集裝箱的開(kāi)口。擺桿12在液壓缸13的推動(dòng)下通過(guò)連桿11帶動(dòng)托架5和垃圾集裝箱2繞鉸接中心翻轉(zhuǎn)，直到將垃圾集裝箱2翻轉(zhuǎn)至垃圾運(yùn)輸車(chē)的車(chē)廂8內(nèi)。然后，鏈條15的另一端與車(chē)廂16相連，再通過(guò)液壓缸作用拔出銷(xiāo)14，垃圾集裝箱落入車(chē)廂，液壓缸收縮復(fù)位，垃圾運(yùn)輸車(chē)將垃圾集裝箱運(yùn)往垃圾處理廠，從而完成垃圾集裝箱的一次裝運(yùn)。前5種方案主要是完成了垃圾集裝箱的豎直舉升運(yùn)動(dòng)，垃圾集裝箱與運(yùn)輸對(duì)接時(shí)，需要在地坑表面安裝汽車(chē)托板以防止垃圾運(yùn)輸車(chē)掉入坑內(nèi)。而圖2-10所示的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)主要是利用連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)裝車(chē)，在液壓缸的推動(dòng)下使翻轉(zhuǎn)托架翻轉(zhuǎn)完成裝車(chē)，同時(shí)完成了舉升與裝車(chē)兩個(gè)動(dòng)作，避免使用汽車(chē)托板，操作上簡(jiǎn)單方便，安全可靠。連桿機(jī)構(gòu)在工程低速領(lǐng)域里比其它機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性和可靠性更好，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于維護(hù)，成本低，符合設(shè)計(jì)目標(biāo)要求，所以裝箱裝置最終選擇翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)方案。圖2-11翻轉(zhuǎn)式地下壓縮垃圾中轉(zhuǎn)站結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖翻轉(zhuǎn)式生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的結(jié)構(gòu)組成：1地坑、2垃圾集裝箱、3垃圾投放室、4底板、5托架、6支架、7開(kāi)口、8壓縮液壓缸、9推桿、10壓頭、11連桿、12擺桿、13液壓缸、14銷(xiāo)、15鏈條、16車(chē)廂。2.4壓頭的研制圖2-12普通平壓頭壓縮裝置普通平面壓頭設(shè)備頭裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造方便，但由于壓頭面積較小，壓縮時(shí)只能將垃圾集裝箱內(nèi)與壓頭接觸或者靠近壓頭的垃圾進(jìn)行壓縮，而對(duì)垃圾箱側(cè)壁的垃圾壓縮能力明顯下降，影響了垃圾集裝箱的裝載能力，易造成運(yùn)輸過(guò)程中的虧載現(xiàn)象。若通過(guò)加大壓頭面積或增大壓力來(lái)提高壓縮效果，則需提高壓縮裝置和垃圾集裝箱等的強(qiáng)度，加大動(dòng)力源，進(jìn)而使得整個(gè)設(shè)備成本上升。而楔形壓頭能對(duì)垃圾產(chǎn)生側(cè)方向的壓力，當(dāng)壓縮角合適時(shí)，可有效改善壓縮效果，達(dá)到在不增大壓力大的前提下提高壓縮效果。對(duì)楔形壓頭、錐形壓頭在壓力0.125MPa和壓縮角0°至40°不同壓縮條件下的進(jìn)行有限元分析，隨著壓縮角增大，垃圾壓縮容重逐漸增大,然后又開(kāi)始減小,這類似于一個(gè)拋物線，說(shuō)明有最佳壓縮角可使垃圾壓縮容重達(dá)最大值。經(jīng)過(guò)限元分析結(jié)果從下表中可知在該壓力下楔形壓頭最佳壓縮角為，錐形壓頭的最佳壓縮角為。這是因?yàn)檫\(yùn)輸車(chē)車(chē)箱的結(jié)構(gòu)限制，垃圾集裝箱的寬度大于高度,錐形頭在增加了對(duì)上下側(cè)垃圾的壓力的同時(shí)使得對(duì)側(cè)壁垃圾的壓力減少更多，其最佳壓縮效果比楔形壓頭略差，因此就綜合壓縮效果而言選擇楔形壓頭更合適。通過(guò)對(duì)垃圾進(jìn)行壓縮裝載試驗(yàn)知楔形壓頭最佳壓縮角為30°。比較了有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果，得到壓縮角相對(duì)誤差為7.14%，考慮垃圾組成的復(fù)雜性，這個(gè)精度在工程的允許范圍內(nèi)。表4-1不同壓縮條件下的有限元分析結(jié)果壓頭的面積對(duì)壓縮效應(yīng)壓頭的面積對(duì)壓縮效應(yīng)也有重要影響，它既影響對(duì)垃圾的壓縮效果，又決定這壓縮裝置的動(dòng)力和設(shè)備成本。綜合壓縮效果和功率消耗知楔形壓頭取壓頭面積與垃圾箱后壁面積比為1:3時(shí)壓頭結(jié)構(gòu)較合適。根據(jù)垃圾箱尺寸壓頭的截面積取0.8㎡，壓頭高0.7m，楔面長(zhǎng)0.65m，楔面夾角120°其結(jié)構(gòu)尺寸如圖2-13所示。圖2-13楔形壓頭尺寸圖考慮到如果用圖2-13中的楔形壓頭進(jìn)行垃圾壓縮時(shí)，在壓頭壓縮完垃圾快退時(shí)容易帶出部分垃圾，造成二次污染。因此對(duì)楔形壓頭改進(jìn)為下圖所示的壓頭。改進(jìn)后的壓頭能夠有效地減少壓頭快退時(shí)帶出的垃圾。在垃圾投放室里，壓頭底面和兩側(cè)在投放室底面和側(cè)壁上滑動(dòng)，如果壓頭在垃圾集裝箱里由于垃圾的不均勻而繞液壓桿發(fā)生輕微轉(zhuǎn)動(dòng)，快退時(shí)壓頭背面的斜面可以起到使壓頭歸正的作用。圖2-14改進(jìn)后的壓頭楔形壓頭要承受較大的壓力，為提高其強(qiáng)度和剛度，在其內(nèi)部要設(shè)計(jì)相的剛性框架來(lái)支撐；由于垃圾具有較強(qiáng)的腐蝕性，而壓頭和垃圾直接接觸，壓頭的正面工作面選用10mm厚的鋼板，非工作面即背面選用5mm厚的鋼板，且都要經(jīng)過(guò)防腐蝕處理。在垃圾的壓縮過(guò)程中，液壓桿伸入垃圾集裝箱較長(zhǎng)距離，為了避免液壓桿被箱內(nèi)垃圾腐蝕，需在液壓桿表面套一種可以伸縮的橡膠管。第三章翻轉(zhuǎn)裝置的研究3.1翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)及要求1、翻轉(zhuǎn)托架轉(zhuǎn)角最大為130°，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)裝箱本翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和自卸車(chē)配合使用，裝箱時(shí)自卸車(chē)車(chē)廂升至最大角度（50°），所以翻轉(zhuǎn)托架轉(zhuǎn)角最大應(yīng)達(dá)到130°才能使翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)平穩(wěn)地裝箱。2、避免垃圾堵塞、灑落和脫箱若設(shè)備中存在垃圾堵塞、纏繞等問(wèn)題，則該方案就沒(méi)有價(jià)值。當(dāng)然也不能出現(xiàn)影響使用效果的問(wèn)題，如垃圾灑落、脫箱等，造成二次污染。3、工作平穩(wěn)，運(yùn)行可靠翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的工作可靠性直接關(guān)系到裝載效率和維護(hù)費(fèi)用。若機(jī)構(gòu)中存在易損件，工作過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)故障，這樣一方面既增加了維修費(fèi)用，給客戶帶來(lái)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，又影響了正常的生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)。所以翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)保證皮實(shí)可靠、堅(jiān)固耐用。機(jī)構(gòu)一般應(yīng)低速運(yùn)行，滿載時(shí)應(yīng)保證運(yùn)行平穩(wěn)，否則易出現(xiàn)振動(dòng)、沖擊或噪聲，影響周邊居民。4、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)設(shè)備所處環(huán)境比較惡劣，如果結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，會(huì)增加制造成本，且一旦出現(xiàn)故障，維修極為不便。根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般性原則，所設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，即構(gòu)件及運(yùn)動(dòng)副數(shù)目盡量少，這樣可以保證產(chǎn)品剛度，減少振動(dòng)環(huán)節(jié)，提高產(chǎn)品可靠性。5、舉升液壓缸油壓特性良好翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的一個(gè)工作循環(huán)大約需要2分鐘，如果使用電動(dòng)機(jī)作動(dòng)力則減速器的減速比勢(shì)必很大，機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)角最大值為130°這樣的機(jī)構(gòu)采用液壓動(dòng)力更為合適?？紤]到液壓缸的選型，其伸長(zhǎng)量不宜過(guò)大，限定其伸長(zhǎng)量l≤1.5m，且工作過(guò)程中油壓特性穩(wěn)定。6、結(jié)構(gòu)布置合理，運(yùn)動(dòng)不干涉翻轉(zhuǎn)裝置與壓縮裝置是配合使用的，所以在結(jié)構(gòu)布置上要充分考慮兩者配合的合理性。3.2翻轉(zhuǎn)托架結(jié)構(gòu)尺寸的確定圖3-1中轉(zhuǎn)站翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)模型圖根據(jù)垃圾集裝箱的尺寸與整體布局，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)尺寸定位圖3-2所示。托架在D點(diǎn)和機(jī)架鉸接，連桿BC分別與擺桿AB、托架CD鉸接，ABCD構(gòu)成六桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)四桿機(jī)構(gòu)；液壓缸EF活塞桿與擺桿AB鉸接于E點(diǎn)，液壓缸與機(jī)架鉸接于F點(diǎn)，垃圾箱的重心在其幾何中心。擺桿AB長(zhǎng)約2.7m,AE長(zhǎng)度約為0.9m,連桿BC長(zhǎng)度約為0.7m。圖3-2翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)尺寸圖（單位：米）為便于垃圾投放，選擇的是垃圾集裝箱位于地下，其投放口與地面平齊。翻轉(zhuǎn)托架的翻轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)垃圾箱從地坑轉(zhuǎn)運(yùn)到車(chē)廂上。一般，自卸車(chē)車(chē)廂底面距地面約1.5m，當(dāng)其車(chē)廂升至最大角度（約50°）時(shí)，其車(chē)廂尾端距地面降至約1.1m,取圖中支架長(zhǎng)度為0.8m，當(dāng)傾斜角50°時(shí)豎直高度約為0.6米，再將地面設(shè)計(jì)成上圖中的臺(tái)階形式，臺(tái)階高度取0.5米，這既降低了汽車(chē)高度，同時(shí)在汽車(chē)倒退裝箱時(shí)又起到定位作用。圖3-3翻轉(zhuǎn)托架、汽車(chē)定位尺寸垃圾集裝箱通過(guò)圖3-4所示結(jié)構(gòu)和翻轉(zhuǎn)托架連接。雙桿活塞式液壓缸3固定在翻轉(zhuǎn)托架上，它推動(dòng)銷(xiāo)1將垃圾集裝箱上套孔2與翻轉(zhuǎn)托架上的套孔4相連，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)托架帶動(dòng)垃圾集裝箱的翻轉(zhuǎn)。1—銷(xiāo)、2—垃圾集裝箱、3—雙桿活塞式液壓缸、4—翻轉(zhuǎn)托架上套孔圖3-4垃圾集裝箱和翻轉(zhuǎn)托架連接圖3.3桿件設(shè)計(jì)3.3.1.桿件的受力分析因?yàn)樵摍C(jī)構(gòu)為對(duì)稱機(jī)構(gòu)，因此前后兩桿件受力為：由圖3-2有EF=1.84AE=0.9由分析AB桿受力如下：沿AB桿：垂直AB桿：故可得AB桿受力為3.3.2桿件設(shè)計(jì)材料用45#鋼,查知其許用拉應(yīng)力,許用切應(yīng)力BC桿:即截面積約為290由于在連桿上打孔的原因：故選BC桿選用矩形鋼取b=30mmh=50滿足強(qiáng)度要求。AB桿:圖3-5AB桿所受的力矩即所以AB桿選用工字鋼,型號(hào)為28a，其高度280mm,腿寬度122mm，如下圖所示：圖3-6擺桿3.3.3鉸接處鉸接軸的選用由,得=40.1mmE、F點(diǎn)受力大小相同，故選用相同的鉸接軸。因此，選擇鉸鏈軸的直徑為?50mm。圖3-7銷(xiāo)軸1A點(diǎn)：,得故A點(diǎn)鉸接軸直徑選?40mm。第四章液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1液壓系統(tǒng)主要性能參數(shù)的確定這里，液壓系統(tǒng)的主要性能參數(shù)是指液壓執(zhí)行元件的工作壓力p和最大流量Ｑ，它們均與執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)參數(shù)（即液壓缸的有效工作面積或液壓馬達(dá)的排量）有關(guān)。液壓執(zhí)行元件的工作壓力和最大流量是計(jì)算與選擇液壓元件、原動(dòng)機(jī)（電機(jī)），進(jìn)行液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。液壓執(zhí)行元件工作壓力的確定：液壓執(zhí)行元件的工作壓力是指液壓執(zhí)行元件的輸入壓力。在確定液壓執(zhí)行元件的結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，一般要先選擇好液壓執(zhí)行元件的工作壓力。工作壓力選得低，執(zhí)行元件的尺寸則大，整個(gè)液壓系統(tǒng)所需的流量和結(jié)構(gòu)尺寸也會(huì)變大，但液壓元件的制造精度、密封要求與維護(hù)要求將會(huì)降低。壓力選得愈高，結(jié)果則相反。因此執(zhí)行元件的工作壓力的選取將直接關(guān)系到液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)大小、成本高低和使用可靠性等多方面的因素。垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站屬于小型工程機(jī)械,所以工作壓力選擇10~15Mpa,本產(chǎn)品選擇15MPa。液壓缸的主要尺寸為缸簡(jiǎn)內(nèi)徑、活塞桿直徑、缸筒長(zhǎng)度以及缸筒壁厚等。4.1.1壓縮裝置液壓缸的設(shè)計(jì) （1）主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定壓頭所受壓力為0.1-0.2MPa,取0.15MPa。壓頭面積：則壓頭受力為：取P工=16MPa活塞直徑：查表圓整圓整為：D=100mm,由于快進(jìn)時(shí)差動(dòng)連接，活塞桿直徑：材料為45鋼。無(wú)桿腔活塞的有效面積有桿腔活塞的有效面積（2）活塞桿強(qiáng)度及壓桿穩(wěn)定性的校核a.活塞桿強(qiáng)度活塞桿強(qiáng)度可由下列推出R——工作負(fù)荷查表可知45#鋼的抗拉強(qiáng)度所以活塞桿強(qiáng)度合格。ｂ．穩(wěn)定性計(jì)算一般，短行程液壓缸在軸向力作用下仍能保持原有的直線狀態(tài)下的平衡，故可視為單純受壓或受拉直桿。但實(shí)際上液壓缸是缸體、活塞和活塞桿的組合體。在由于幾活塞和缸體之間以及活塞桿與導(dǎo)向之間均有配合間隙，加之缸的自重及負(fù)載偏心等原因均可產(chǎn)生縱向彎曲。所以受壓時(shí)載荷似于壓桿。當(dāng)活塞桿長(zhǎng)徑比L／ｄ＞10時(shí)，活塞桿承受的壓力超過(guò)一定數(shù)值時(shí)液壓缸將出現(xiàn)縱向彎曲，由此在確定活塞桿直徑時(shí)除要滿足強(qiáng)度外還將做壓桿穩(wěn)定性校驗(yàn)。。式中：——液壓缸的最大推力，——液壓缸穩(wěn)定臨界力——穩(wěn)定安全系數(shù)，一般取液壓缸穩(wěn)定臨界力的值與活塞桿和缸體的材料、長(zhǎng)度、剛度及其兩端支承情況等因素有關(guān)，當(dāng)時(shí)，可由歐拉公式計(jì)算:式中——活塞桿的柔性系數(shù)——活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度，其值與活塞行程和液壓缸的支撐形式有關(guān)。即液壓缸安裝長(zhǎng)度（ｍ）——活塞桿材料的縱向彈性模數(shù)，鋼材E＝210Gpa——活塞斷面的最小慣性矩——活塞桿斷面的回轉(zhuǎn)半徑，其中Ａ為斷面面積式中：——大柔度桿的最小極限柔度即臨界力相當(dāng)于材料比例極限時(shí)的柔度，其值為其中比例極限，則45號(hào)鋼的值為100，所以?。?，F(xiàn)=123.93KN＜138034.4N，所以滿足穩(wěn)定性要求。(3)缸壁強(qiáng)度校核可按薄壁公式校驗(yàn)其強(qiáng)度，即式中：Pmax——缸筒內(nèi)最高工作壓力，為16MPa；——缸筒材料許用應(yīng)力；，為材料抗拉強(qiáng)度。由缸筒材料為45號(hào)鋼，查得,n為安全系數(shù)，一般取，得故壁厚符合條件。(4)液壓泵及其驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選用為提高系統(tǒng)可靠性及延長(zhǎng)泵的使用壽命，一般在固定設(shè)備中液壓系統(tǒng)的正常工作壓力可選擇為泵的額定壓力的70％~80％,此外泵的流量必須大于液壓系統(tǒng)工作時(shí)的最大流量。a.液壓泵的工作壓力其中是液壓執(zhí)行元件的最高工作壓力，本系統(tǒng);是泵到執(zhí)行元件間的管路損失。查表取液壓泵的最高工作壓力為b.泵的流量計(jì)算垃圾壓縮機(jī)的各個(gè)執(zhí)行元件為一次單動(dòng)，不存在多個(gè)元件同時(shí)動(dòng)作的問(wèn)題。易知最大流量需求為壓頭快進(jìn)，最小的流量需求為壓頭壓實(shí)，液壓泵的最大流量為為液壓缸的最大移動(dòng)速度；K為系統(tǒng)泄漏系數(shù)，取K=1.1則，根據(jù)系統(tǒng)所需流量，初選液壓泵的轉(zhuǎn)速n=2500r/min,泵的容積效率=0.9，可得泵的排量參考值為：ml/r(c)液壓泵選用根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果查手冊(cè)，選用規(guī)格相近的CBF-F25齒輪泵，它具有體積小、質(zhì)量輕、工作可靠、壽命長(zhǎng)及成本低等優(yōu)點(diǎn)，且滿足所需要求。其技術(shù)規(guī)格：排量為：25ml/r, 額定壓力為：20Mpa，最高壓力為25Mpa額定轉(zhuǎn)速為：2500r/min,最高轉(zhuǎn)速為：3000r/min，驅(qū)動(dòng)功率為：26.8KW,容積率≥91%，總效率≥82%液壓泵電機(jī)功率：電機(jī)選用Y160L-2,額定功率為：18.5kw，轉(zhuǎn)速為：2930r/min，飛輪力矩0.550N·m2,重量：147Kg，機(jī)座號(hào)：112M。（e）油箱容量的計(jì)算：因?yàn)榕e伸液壓缸為左右兩個(gè)液壓缸，所以油箱容量為：因此,油箱尺寸為：長(zhǎng)為1000mm，寬為1000mm，高為500mm，即容量為500L。4.1.2舉升裝置液壓缸的設(shè)計(jì)（1）主要結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)公式F=PA，其中F——活塞所需推力約120KNP——工作壓力，取15MpaA——活塞應(yīng)有的有效面積帶入A的值，解得mm，查表圓整為125mm，活塞桿直徑d=0.7×125=87.5mm，查表圓整為90mm無(wú)桿腔活塞的有效面積有桿腔活塞的有效面積材料為45鋼則工作壓力：故滿足要求。(2)活塞桿強(qiáng)度校核：F=120KN許用拉應(yīng)力[σ]=355/3MPa故滿足強(qiáng)度要求。4.1.3雙桿活塞式液壓缸的設(shè)計(jì)取F=2KN,P=1MPa故選用內(nèi)徑D=50mm,d=25mm。液壓缸外徑為60mm,材料為20鋼。4.2動(dòng)力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)該部分主要有兩部分，即實(shí)現(xiàn)垃圾壓縮和翻轉(zhuǎn)裝置的動(dòng)作，下面具體介紹。4.2.1壓縮裝置液壓系統(tǒng)該系統(tǒng)給整個(gè)壓縮裝置提供動(dòng)力。由于壓縮裝置采用了長(zhǎng)行程變速壓縮技術(shù)，故其工作行程為：快進(jìn)→工進(jìn)→釋壓換向→快退→原位停止。原理簡(jiǎn)圖如圖4-1所示。工作過(guò)程：快進(jìn)：按下啟動(dòng)按鈕，電液換向閥4的電磁鐵1YA通電，電磁閥6的閥芯移到右端，左位接入系統(tǒng)。由于電磁閥的先導(dǎo)控制作用，使液動(dòng)換向閥5的左端接通控制壓力油，而右端與油箱連通，使閥芯右移，將其左位接入系統(tǒng)。這時(shí)控制油路走向?yàn)椋哼M(jìn)油路：油箱→濾油器1→液壓泵2→控制油路21→電磁閥6左位→單向閥7→控制油路23→液動(dòng)閥5左端。回油路：液動(dòng)閥5右端→控制油路22→節(jié)流閥10→電磁閥6左位→油箱。當(dāng)液動(dòng)換向閥5的左位接入系統(tǒng)后，主油路的走向?yàn)椋哼M(jìn)油路：油箱→濾油器1→液壓泵2→單向閥3→液動(dòng)換向閥5左位→油路25→電磁換向閥13左位→單向閥16→油路26→液壓缸20左腔（無(wú)桿腔）?；赜吐罚阂簤焊?0右腔→油路24→液動(dòng)換向閥5左位→油路27→單向閥17→油路25→電磁換向閥13左位→單向閥16→油路26→液壓缸20左腔這時(shí)系統(tǒng)形成單桿活塞液壓缸差動(dòng)連接，活塞桿快速前進(jìn)。工進(jìn)：當(dāng)垃圾壓頭遇到垃圾時(shí)，液壓系統(tǒng)油壓升高，使壓力繼電器14動(dòng)作發(fā)出信號(hào)給電磁換向閥13的電磁鐵3YA，使其右位接入系統(tǒng)，同時(shí)切斷其左位的油路，則液壓缸從快進(jìn)速度變?yōu)楣みM(jìn)速。這時(shí)的主油路走向?yàn)椋哼M(jìn)油路：油箱→濾油器1→液壓泵2→單向閥3→液動(dòng)換向閥5左位→油路25→電磁換向閥13右位→調(diào)速閥11→油路26→液壓缸20左腔回油路：液壓缸20右腔→油路24→液動(dòng)換向閥5左位→油路27→液控順序閥18→溢流閥19→油箱此時(shí)，系統(tǒng)是由限壓式變量泵和調(diào)速閥組成的容積節(jié)流調(diào)速回路。這時(shí)液壓缸的工進(jìn)速度由調(diào)速閥11調(diào)節(jié)，限壓式變量泵2輸出的流量與通過(guò)調(diào)速閥11的流量一致。釋壓換向、快退：隨著系統(tǒng)油壓進(jìn)一步升高，壓力繼電器12動(dòng)作發(fā)出信號(hào)給電液換向閥4的電磁鐵2YA，電磁鐵1YA斷電，使其右位接入系統(tǒng)，同時(shí)電磁鐵3YA斷電，換向電磁閥閥芯復(fù)位，其左位接入系統(tǒng)。主油路的走向?yàn)椋哼M(jìn)油路：油箱→濾油器1→泵2→單向閥3→換向閥5右位→油路24→液壓缸20右腔（有桿腔）；回油路：液壓缸左腔→單向閥15→油路25→換向閥5右位→油箱；這時(shí)，系統(tǒng)變成液壓缸右腔連通壓力油，而左腔與油箱連通，因此時(shí)為空載，且回油無(wú)背壓，故系統(tǒng)壓力很低，泵輸出量達(dá)最大，液壓桿帶動(dòng)壓頭快退。原止：當(dāng)壓頭回到原始位置時(shí)，壓下原位行程開(kāi)關(guān)，則電磁鐵1YA和2YA都斷電，電磁閥6、換向閥5均回到中位。液壓缸兩腔被換向閥5的中位封住而停止。變量泵輸出的油路經(jīng)由單向閥3和換向閥5的中位流到油箱，處于低壓卸荷狀態(tài)。1、濾油器2、液壓泵3、7、8、15、16、17、單向閥4、電液換向閥9、10、節(jié)流閥11、調(diào)速閥12、14、壓力繼電器13、電磁換向閥18、液控順序閥19、溢流閥20、壓縮液壓缸圖4-1壓縮裝置液壓系統(tǒng)工作原理圖4.2.2翻轉(zhuǎn)裝置液壓系統(tǒng)翻轉(zhuǎn)裝置液壓系統(tǒng)為整個(gè)翻轉(zhuǎn)裝置提供動(dòng)力，本系統(tǒng)要求實(shí)現(xiàn)的工作過(guò)程為：工進(jìn)→工位停止→換向回位→原位停止。其液壓工作原理如圖4-2所示。油路的工作過(guò)程：工進(jìn)：按下啟動(dòng)按鈕，電磁鐵5YA通電，電磁換向閥21右位接入系統(tǒng)。壓力油經(jīng)電磁換向閥21右位和平衡閥23中的單向閥c進(jìn)入油缸24的下腔，油缸24上腔的油經(jīng)電磁換向閥21回油箱，油缸活塞桿伸出，推動(dòng)翻轉(zhuǎn)托架翻轉(zhuǎn)。由于液壓桿在工進(jìn)過(guò)程中，先受壓力再受拉力，為防止液壓缸有較大速度波動(dòng)，在液壓缸24上腔和下腔均安裝一個(gè)平衡閥，通過(guò)控制油路e、f調(diào)節(jié)液壓缸上、下腔間的壓力差，保持液壓活塞桿速度的穩(wěn)定。翻轉(zhuǎn)速度由油門(mén)和換向閥的開(kāi)啟度在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。工位停止：當(dāng)翻轉(zhuǎn)托架到達(dá)工作位置時(shí)，壓下工位行程開(kāi)關(guān)，這時(shí)電磁鐵5YA斷電，電磁換向閥21中閥芯在彈簧力的作用下回到中位，液壓缸24的上腔和下腔分別被平衡閥22和平衡閥23所封閉，油缸24保持靜止。壓力油經(jīng)由電磁換向閥21的中位流到油箱，處于低壓卸荷狀態(tài)。換向回位：按下回位按鈕，電磁鐵4YA通電，電磁換向閥21左位接入系統(tǒng)。油缸24下腔的回油經(jīng)平衡閥23被平衡閥中的順序閥d和單向閥c所封閉，建立背壓。此時(shí)，一部分壓力油經(jīng)電磁換向閥21和平衡閥22中的單向閥a進(jìn)入油缸24的上腔，同時(shí)另一部分壓力油經(jīng)控制油路e至平衡閥中順序閥d處，活塞桿回位，通過(guò)順序閥d來(lái)調(diào)節(jié)油缸活塞桿回位速度。1、濾油器2、液壓泵19、溢流閥21、電磁換向閥22、23、平衡閥24、舉升液壓缸圖4-2翻轉(zhuǎn)裝置液壓系統(tǒng)工作原理圖原位停止：當(dāng)翻轉(zhuǎn)托架回到原始位置時(shí)，壓下原位行程開(kāi)關(guān)，電磁鐵4YA斷電，電磁換向閥21回歸中位，液壓缸兩腔被電磁換向閥21的中位封住而停止。液壓泵2輸出的油路經(jīng)由電磁換向閥21的中位流到油箱，處于低壓卸荷狀態(tài)。4.2.3銷(xiāo)接裝置液壓系統(tǒng)該系統(tǒng)為銷(xiāo)的連接提供動(dòng)力，其所需工作過(guò)程為：工進(jìn)→工位停止→工退→原位停止。其液壓原理簡(jiǎn)圖如圖4-3所示。1、濾油器2、液壓泵19、溢流閥25、電磁換向閥26、液壓缸圖4-3銷(xiāo)接裝置液壓系統(tǒng)工作原理圖油路的工作原理：工進(jìn)：按下啟動(dòng)按鈕，電磁鐵7YA通電，電磁換向閥25右位接入系統(tǒng)，壓力油經(jīng)液壓泵24和電磁換向閥25右位進(jìn)入液壓缸26右腔，活塞桿伸出，推動(dòng)銷(xiāo)子將垃圾集裝箱和翻轉(zhuǎn)托架連接。工位停止：銷(xiāo)將垃圾集裝箱和翻轉(zhuǎn)托架連接后，壓下行程開(kāi)關(guān)，電磁鐵7YA斷電，電磁換向閥25中閥芯在彈簧作用力下回到中位，液壓缸的上、下腔被封閉；壓力油經(jīng)由電磁換向閥25的中位流到油箱，處于低壓卸荷狀態(tài)。工退：按下工退按鈕，電磁鐵6YA通電，電磁換向閥25左位接入系統(tǒng)，壓力油經(jīng)液壓泵2和電磁換向閥25左位進(jìn)入液壓缸26左腔，活塞桿縮回，拖動(dòng)銷(xiāo)將垃圾集裝箱和翻轉(zhuǎn)托架分開(kāi)。原位停止：當(dāng)銷(xiāo)回位后，壓下回位行程開(kāi)關(guān)，電磁鐵6YA斷電，電磁換向閥25回歸中位，液壓缸兩腔被電磁換向閥25的中位封住停止。液壓泵2輸出的油路經(jīng)由電磁換向閥25的中位流到油箱，處于低壓卸荷狀態(tài)。4.3控制系統(tǒng)壓縮裝置和翻轉(zhuǎn)裝置的電氣控制開(kāi)關(guān)放在同一個(gè)控制面板上，其總的電氣控制電路如圖4-4所示。對(duì)電氣控制電路圖中電氣元件作如下說(shuō)明：QA是整個(gè)控制電路的電源開(kāi)關(guān)；M是液壓系統(tǒng)工作動(dòng)力的電機(jī)；FU是電路過(guò)載保護(hù)的熔斷器；FH是防止發(fā)生危險(xiǎn)的熱繼電器；KM1～KM7是用于控制的繼電器；FP1、FP2是壓力繼電器；SB1～SB10是按鈕，SB1、SB3、SB5、SB7和SB9是常閉按鈕，SB2、SB4、SB6、SB8和SB10是常開(kāi)按鈕，其中SB1、SB2是控制壓縮裝置的按鈕，SB3、SB4、SB5和SB6是控制翻轉(zhuǎn)裝置翻轉(zhuǎn)、回位的按鈕，SB7、SB8、SB9和SB10是控制銷(xiāo)接裝置裝銷(xiāo)、卸銷(xiāo)的按鈕；SQ1～SQ5是行程開(kāi)關(guān)；HL是電源指示燈。圖4-4電氣控制圖圖中虛線框的含義是：(1)虛線框I是提供液壓泵工作動(dòng)力電機(jī)的主電路部分；(2)線框II是控制壓縮裝置工作行程的電路部分；(3)線框III是控制翻轉(zhuǎn)裝置工作行程的電路部分；(4)虛線框IV是控制銷(xiāo)接裝置工作行程的電路部分。4.3.1壓縮的裝置控制本部分控制電路主要是控制圖4-1所示的壓縮裝置液壓系統(tǒng)。按下控制電路總開(kāi)關(guān)QA，則液壓系統(tǒng)工作電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)?？爝M(jìn)：按下啟動(dòng)按鈕SB2，線圈KM1通電，常開(kāi)觸點(diǎn)KM1閉合，電路自鎖，線圈1YA通電，使液壓缸實(shí)現(xiàn)快進(jìn)。工進(jìn)：隨著液壓系統(tǒng)壓力的增加，常開(kāi)型壓力繼電器FP1合上，線圈3YA通電，實(shí)現(xiàn)液壓缸的工進(jìn)。換向、快退：隨著液壓系統(tǒng)壓力的進(jìn)一步增加，常開(kāi)型壓力繼電器FP2合上，線圈2YA通電，實(shí)現(xiàn)液壓缸的釋壓換向、快退。同時(shí)線圈KM2、KM3通電，常閉觸點(diǎn)KM2、KM3斷開(kāi)，從而線圈1YA、3YA斷電。原位停止：當(dāng)行程開(kāi)關(guān)SQ1被壓下，切斷線圈1YA、2YA、3YA中電流，從而壓縮裝置一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。4.3.2翻轉(zhuǎn)的裝置控制本部分控制電路主要是控制圖4-2所示的翻轉(zhuǎn)裝置液壓系統(tǒng)。按下控制電路總開(kāi)關(guān)QA，此時(shí)液壓系統(tǒng)工作電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)。工進(jìn)：按下啟動(dòng)按鈕SB4，線圈KM4通電，常開(kāi)觸點(diǎn)KM4閉合，電路自鎖，線圈5YA通電，使液壓缸實(shí)現(xiàn)工進(jìn)。工位停止：當(dāng)行程開(kāi)關(guān)SQ2被壓下，切斷線圈5YA中電流，實(shí)現(xiàn)液壓缸工位停止。換向回位：按下?lián)Q向按鈕SB6，線圈KM5通電，常開(kāi)觸點(diǎn)KM5閉合，電路自鎖，線圈4YA通電，使液壓缸實(shí)現(xiàn)換向回位。原位停止：當(dāng)壓下行程開(kāi)關(guān)SQ3，線圈4YA中電流被切斷，液壓缸原位停止。4.3.3銷(xiāo)接的裝置控制該部分主要是控制圖4-3所示的銷(xiāo)接裝置液壓系統(tǒng)。按下控制電路總開(kāi)關(guān)QA，液壓系統(tǒng)工作電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)。工進(jìn)：按下啟動(dòng)按鈕SB8，線圈KM6通電，常開(kāi)觸點(diǎn)KM6閉合，電路自鎖，線圈7YA通電，液壓缸開(kāi)始工進(jìn)。工位停止：當(dāng)壓下行程開(kāi)關(guān)SQ4，線圈7YA中電流被切斷，液壓缸工位停止。工退：按下工退按鈕SB10，線圈KM7通電，常開(kāi)觸點(diǎn)KM7閉合，電路自鎖，線圈6YA通電，液壓缸開(kāi)始工退。原位停止：行程開(kāi)關(guān)SQ5被壓下，切斷線圈6YA中電流，液壓缸原位停止。在電機(jī)主電路、控制電路中均加入熔斷器、熱繼電器，以防短路、發(fā)熱過(guò)大等，保證電路的可靠性，同時(shí)也保證了操作人員的安全。第五章總結(jié)與展望5.1全文總結(jié)城市生活垃圾的合理處理是近年來(lái)環(huán)衛(wèi)部門(mén)普遍關(guān)注的問(wèn)題。通過(guò)相關(guān)調(diào)研可以看出，城市生活垃圾壓縮處理站是集機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)為一體的復(fù)雜系統(tǒng)，具有明顯壓縮效果的垃圾壓縮技術(shù)是垃圾處置處理的有效手段，能夠達(dá)到提高垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)效率、減小垃圾占用空間、降低污染的效果。本文分析了研究城市生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的必要性，對(duì)壓縮式垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備的若干問(wèn)題進(jìn)行了較為深入系統(tǒng)地研究，取得了如下成果：1、通過(guò)對(duì)現(xiàn)階段城市生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)設(shè)備的分析研究，提出了一種壓縮效果好、運(yùn)行可靠、成本低廉的垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置。2、結(jié)合設(shè)計(jì)目標(biāo)確定了壓縮式生活垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備類型綜合的方法和步驟，確定了垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的整體方案。在此基礎(chǔ)上對(duì)各大模塊所有方案進(jìn)行優(yōu)選，最終確定了翻轉(zhuǎn)式壓縮中轉(zhuǎn)裝置，并對(duì)壓縮裝置和翻轉(zhuǎn)裝置進(jìn)行了詳細(xì)分析設(shè)計(jì)。3、研究了中轉(zhuǎn)站所需的液壓控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)。針對(duì)城市生活垃圾壓縮處理站液壓站驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制流程，提出了程序流程圖。5.2研究展望本文的研究雖確定了垃圾壓縮中轉(zhuǎn)裝置的優(yōu)選方案，但由于生活垃圾的復(fù)雜性，許多相關(guān)問(wèn)題有待進(jìn)一步研究。通過(guò)調(diào)研和實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)現(xiàn)今大部分生活垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備的密閉問(wèn)題沒(méi)有得到很好的解決，給周?chē)纳瞽h(huán)境帶來(lái)很大影響，因此有必要研究高密閉性和無(wú)臭味垃圾中轉(zhuǎn)設(shè)備。生活垃圾中塑料包裝袋和廢舊包裝紙的含量有逐年增加的趨勢(shì)，因此要進(jìn)行廢棄塑料資源化設(shè)備的研究,對(duì)城市生活垃圾中分選出的廢棄塑料進(jìn)行有效的再利用。同時(shí)要提高居民保護(hù)生活環(huán)境的自覺(jué)性。城市生活垃圾壓縮處理站在工作環(huán)境惡劣的條件下液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作性能是否能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)需要進(jìn)一步研究改善，通過(guò)改進(jìn)液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、液壓元件的安裝等能否使得液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的檢修與故障頻率得以下降也需繼續(xù)研究。雖然翻轉(zhuǎn)式壓縮中轉(zhuǎn)裝置具有很大的優(yōu)勢(shì)，但它在現(xiàn)階段實(shí)際應(yīng)用中還不是很成熟，需要進(jìn)一步研究，相信未來(lái)會(huì)有很大的發(fā)展應(yīng)用空間，取得相當(dāng)高的經(jīng)濟(jì)效益。參考文獻(xiàn)[1]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本機(jī)械傳動(dòng).成大先.化學(xué)工業(yè)出版社[2]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）.機(jī)械工業(yè)出版社，2004[3]濮良貴,紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2006[4]孫桓,陳作模,葛文杰.機(jī)械原理.北京：高等教育出版社，2006[5]馬連生,楊靜寧,宋曦.理論力學(xué).北京：科學(xué)出版社，2009[6]大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機(jī)械制圖.北京：高等教育出版社，2007[7]大連理工大學(xué)工程畫(huà)教研室.畫(huà)法幾何學(xué).北京：高等驕傲與出版社，2003[8]鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007[9]楊曙東,何存興.液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng).武漢：華中科技大學(xué)出版社，2008[10]宋曦,趙永剛,馬連生.材料力學(xué).北京：科學(xué)出版社，2010[11]王昆,何小柏,汪信遠(yuǎn).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，1996[12]吳英.城市生活垃圾處理處置現(xiàn)狀及對(duì)策.海峽科學(xué)2009，6（2）：81-81[13]佰勛.環(huán)保設(shè)備設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2009[14]呂傳毅,揚(yáng)先海,曹沖振,董濤.城市生活垃圾集運(yùn)設(shè)備研究.環(huán)境工程2004,2（3）：54-56[15]董濤.城市生活垃圾壓縮技術(shù)與設(shè)備研究.山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2003，4[16]蒲明輝,左朝永.城市生活垃圾壓縮裝置的研究現(xiàn)狀及發(fā)展.裝備制造技術(shù)200710(2):108-109[17]楊先海,呂傳毅,劉宏昭.城市生活垃圾中轉(zhuǎn)站舉升機(jī)構(gòu)分析與綜合.機(jī)械科學(xué)與技術(shù)2004,5（3）：556-558[18]呂傳毅,楊先海,曹沖振,董濤.城市生活垃圾中轉(zhuǎn)站舉升裝置設(shè)計(jì)與應(yīng)用.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備2003,2（4）：73-76[l9]海霞,姚瑞珍,康西.城市生活垃圾處理的形勢(shì)與前景[J].黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào),2009,[20]王軍峰.地坑壓縮式城市生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的設(shè)計(jì)與應(yīng)用.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備2006,11（3）:142-144[21]曹修生.翻轉(zhuǎn)裝箱式生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)設(shè)備研究.山東理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2006,6[22]曹修生,呂傳毅,楊先海.垃圾中轉(zhuǎn)站翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì).山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)2007,1(4):35-38[23]陳樹(shù)勛,沈彥杰,張德華.垃圾中轉(zhuǎn)站水平壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì).裝備制造技術(shù)2011,2(3):35-37[24]城市生活垃圾壓縮設(shè)備的壓頭及箱體設(shè)計(jì)，盧清華[25]楊先海,呂傳毅,董濤.垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站提升裝置結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)仿真研究.機(jī)械制造2004,483(3):39-41[26]楊先海,劉宏昭.楔形壓頭壓縮效果有限元分析與試驗(yàn)研究.機(jī)械工程學(xué)2004,10(5):134-138[27]楊先海.城市生活垃圾壓縮和分選技術(shù)與機(jī)械設(shè)備研究[D]:[博士學(xué)位論文].西安理工大學(xué)，2004[28]吳德禮，朱申紅.城市生活垃圾的綜合處理技術(shù)與發(fā)展方向[J]城市環(huán)境與城市生態(tài)，2002，15（4）[29]張新亞.城市生活垃圾資源化處理與可持續(xù)發(fā)展.蘇州城建環(huán)保學(xué)院學(xué)報(bào),1999(9):73-77.[30]UniversityofCalifornia.AnAnalysisofRefuseColleetionandSanitaryLandfillDisposal,TechnicalBulletins,Series37,UniversityofCaliforniaPress,Berkeley,[31]KarlW.WolfandChristineH.Sosnovsky.High-PressureCompactionandBalingofSolidWaste.HandbookofSolidWasteManagement[32]DaviesTH,Cr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ipelineinAD-AMSistodiscretizethepipeintosegments.Thesegmentsarethenattachedwithaconstraint.Inthiswork,thetheoreticalmodelingandvirtualprototypesimulationofthePWAhavebeenfocusedon.Usingthevirtualmodeldevelopedinthiswork,thefollowingworkhasbeencarriedout:1)realizationofdynamicsimulation;2)creationof3-Dsolidvisualizationmodelswith3-DmotionforthePWAsystem;3)de-terminationofimportantengineeringdata,suchasmaxi-mumforcenecessarytodrivethePWAmachineryusingrealityandvirtualprototypes;4)analysisofthedistributionoftensionalongpipeandcomparisonofstatictensionwithdynamictension.2.ConcetualDesignofthePWASystemThePWAsystemwillfacilitatetheconveyanceofoilsandsslurrytojointafixedpipelineorexistinghydro-transporttrain(HTP).Thissystemhasbeendesignedanddevelopedtowithstandtheoilsandsmechanicalandchemicalcharacteristicsandhandleoilsandsslurryrateorflowrateof6100tph.Itmustaccommodateproductionfaceadvanceof60m/dayor400m/weekwitharobustsystemcomponentsinterfaces.Theslurrycomponentsizesmustbeafractionofminus80mmwithaspecificgravityof1.6.Thissystemwillworkwithashovel,mobileslurrysystemwithslurrypumpsystem,PWAsystemandfixedpipelinesystem.ThePWAsystemconsistsoflinkagesofwagonsconnectedbyFlexRiteflexiblepipelines.Inthiscombinedsystemtheshovelexcavatesandfeedsdryoilsandslumpsintothemobileslurrysystemandwiththeadditionofhotwaterintothesystem,oilsandsareslurried.TheresultingoilsandsslurryisthenpumpedthroughthePWAsystemtojointhefixedpipelineorexistingHTP.ThePWAsystemwillconsistofaseriesofrigidtrussframesoncastorsandwillbeal-lowedtoswivelrelativetoeachother.Eachframewillsupportconcentrated24”diameterslurryand18”diameterfreshwaterlines.Aflexiblepipelineassemblyisrequiredtoallowflowofbothslurryandfreshwaterwhilepermittingthepositionchangesbetweenadjacenttrusses.FlexRitepipesaremoreflexiblethanconventionalsteelpipesandprovidemaximumbendingwithsmoothflowofmaterials.TheflowacrosstheFlexRitepipelinecanchangeinanydirectionduetotheflexiblenatureofthepipelinesystem.Theflexiblepipecan