餐厨垃圾车螺旋卸料机构的设计 机械设计及自动化.docx

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餐厨垃圾车螺旋卸料机构的设计机械设计及自动化

题目：

餐厨垃圾车螺旋卸料机构的设计

【摘要】高技术、高效率发展要求下，这个设计通过增加螺旋卸料机构来对餐厨垃圾车进行卸料方便、快速。

餐厨垃圾车在垃圾转载完成以后到餐厨垃圾处理厂进行卸料，由于部分餐厨垃圾处理厂的接口为较小的料斗，如一下卸料管道等。

导致无法打开车辆后门进行快速卸料，需在车厢后门上设计较小的排料口，通过螺旋输送及对箱体内餐厨垃圾进行排泄，保证垃圾有效的排放减少二次污染。

【关键词】餐厨垃圾车螺旋卸料机构绞龙二次污染

【Abstract】undertherequirementofhightechnologyandhighefficiencydevelopment,thisdesignisconvenientandquicktounloadthegarbagetruckinthekitchenbyincreasingthescrewunloadingmechanism.Afterthekitchengarbagetruckisreprinted,itisdischargedtothekitchengarbagetreatmentplant.Becausesomekitchengarbagetreatmentplantshavesmallerhoppers,suchasunloadingpipes.Asaresult,itisimpossibletoopenthebackdoorofthevehicleforrapidunloading.Asmallerdischargeportmustbedesignedonthebackdoorofthecar,whichcanbeusedtocarryoutspiraltransportationandexcretionofkitchengarbageintheboxtoensurethattheeffectivedischargeofgarbagereducessecondarypollution.

【Keyword】KitchengarbagetruckSpiraldischargemechanismWinchSecondarypollution.

一、绪论

1.课题的背景和意义

目前，经济的发展速度大家是有目共睹的，基于此人们的生活水平相比以往也上升到了一个新层次。

而对于城乡垃圾污染问题，其已经受到了广泛关注，垃圾的收集、转运和处理也得到了高度重视。

特别是餐厨垃圾的转运也是愈发严格，保证在转运过程中实现无泄漏、二次污染的，快速高效的实现工作效率。

螺旋卸料机构具有结构简单，密封性好，制造成本低，工作可靠以及横截面尺寸不大等特征，在卸料方向上，则可以有两种情况，其一是可为逆向，其二对于物料而言，可以反向卸出，这样卸料就会更方便。

此外在卸料时还有如下的作用：

第一是可以混合物料，第二是可以搅拌物料。

而在对物料流量进行调节时，可以通过装卸闸门来完成。

本设计则对螺旋卸料装置进行了应用，在餐厨垃圾车后门关闭的密封状态下，就可通过螺旋卸料输送将垃圾从排料口卸料干净，环保安全，从而可以有效的解决二次污染的问题。

在1868年时，皮带式传送带输送机则在英国开始出现，而在之后的1887年和1905年时，美国和瑞士则分别有了螺旋输送机和钢带输送机。

自此以后，输送机随着技术科技的发展也不断的完善，到后面成为了生活中方便的一部分。

2.国内外研究现状

螺旋卸料机构也可以简称绞龙，其功能用于餐厨垃圾、建筑混泥土、粮食等的输送，在过程中可以实现混合、搅拌、揉捏，并可以实现高腐蚀的餐厨垃圾。

结构简易，密封性好，安全可靠等优点。

2.1国内研究现状

随着制造技术的提升，在技术上提升也很快，技术上主要面临两个问题：

1.多功能、使用范围大；其自身的技术有了很大的发展，距离长、运量大已成为主要发展的趋势，这种趋势是有益于运行性能和可靠性的提升。

我国的产品类型有很多，最近几年，随着国家政策的推行落实，其输送机的技术水平有了很大的提升，且在如下两个方面上的进步程度也是比较可观的，即它们分别是关键技术和创新点。

而对于有较大倾斜角的设备、工作效率高且能够伸缩的输送机，则对国内的空白进行了填补，同时基于理论研究和开发输送机主要元部件的基础上，还对不同类型的启动、制动装置和PLC装置进行了深入的研究。

装备制造业的发展是尤为迅猛的，对于高效率作业环境的需求，目前我国生产的输送机的性能参数已经无法对其予以充分的满足，特别是以如下功能作为代表技术和国外是相差甚远的，即在顺槽伸缩带式输送机中，其的重要元部件、高效储带、自移机尾等方面。

同时在对比国内外输送机械产品的过程中，在性能上他们之间的差异则表现在以下三个方面：

第一，对于输送机的品种机型，在品种上是为数不多，而且功能也不够丰富化，在进行使用的过程中范围相对较小，其的效能很难能够得以发挥。

而对于如下的功能，如拓展运料和双向运输，可以有利于一机多用目标的实现。

第二，在驱动方式上，相对来说外国的方式是比较多的，比如CST可控传动系统等，且具备很高的控制精度；而我国则主要有两种：

一是调速型液力偶合器，二是硬齿面减速器。

第三，在监控装置方面，外国输送机则对可编程序控制器PLC进行了应用，并且对于程序软件和综合电源继电器控制技术这两个方面也进行了推出，其的自动监控系统目前也能保证一定的完整性。

而对于输送机的如下过程，即一是启动，二是正常运行，三是停机等，我国的输送机在对其进行控制时，仅对中档可编程序控制器进行了应用。

虽然能够配合可控制装置进行使用，并且能够达到如下两个功能，即一是可控启动，二是带速同步，但是对于自动临近装置是不存在的，且如下的两种功能也没有具备，即一是诊断故障的功能，二是查询的功能。

为了能够和高效、智能化的生产需求相适应，在输送机的能力方面，应要对其予以加大。

从输送机械今后的发展趋势来看，其应该会具备如下的特点：

一是距离长，二是运量大，三是功率大。

而此趋势囊括了3个方面的关键技术：

（）2态分析与监控技术；

（2）起动技术；（3）中间驱动技术。

目前我国国民经济的发展大家是有目共睹的，且在如下行业上得到的发展机遇也较为可观，即能源行业、建材行业、码头行业、冶金行业等，而这些行业的发展是离不开输送机械产品的。

在市场环境逐渐国际化的背景下，在面对这样新的环境时，我国输送机械行业要怎么才能使良好的发展势头能够一直维持下去，在该行业中已经得到了重点关注。

目前国内市场的规范性不强，很多无序竞争的不利因素是普遍存在于行业之中的，所以企业呈现出的局面的特点为：

多、小、散乱；又比如，大多数的企业非标生产，降价销售；部分企业品牌意识淡薄，只求价格轻视质量；行业宏观方面，调控乏力，市场缺少必要的整顿和引导，也是导致出现无序竞争隐患的因素之一。

然而近年来，对于相关政策的扶持引导，我国在不断的推出，特别是在今年年初时，则出台了装备制作业调整振兴规划，基于此，所以对于我国的输送机械行业而言，是可以带来良好的发展机遇的。

同时在改革和产品的研发这两个方面上，很多输送机械制造企业也对其进行了重视，以此希望在该行业中，其的竞争力能够得以进一步的提高，以及使输送机生产线能够向车间陆续投入，并且此输送机生产线是具有现代化和市场竞争力的，进而图纸设计就能够慢慢形成产品自主制造的行业生产体系。

据了解，在今年的1月份至7月份之间，输送机械产量同比增长12%,7月份增加6.5%国家扩大内需的各项政策逐步落实到位，受益基建投资的输送机械保持了良好上升势头，随着经济环境的企稳回升与政策效应的累秋显现，输送机械行业将获得进一步的发展良机。

2.2国外研究现状

对于螺旋输送机技术，外国在该领域的发展速度是比较快的，这主要体现在：

第一，于螺旋运输机而言，其的功能比较丰富，而且应用范围也在日渐扩大；第二，对于螺旋输送机本身的技术和装备这两个方面，它们的发展情况也是很乐观的，特别是具备如下特点的大型螺旋输送机，即距离长、运量大、带速高等，已经形成了一个发展趋势。

目前，在煤矿井下对螺旋输送机进行使用时，对于其所要求的属技术指标也已经达到。

而对于其关键技术和装备这两个方面，它们的特点则主要如下：

（1）设备大型化。

对于主要的技术参数和装备这两个方面上，它们都是向着大型化进行发展的。

而对于高产高效集约化生产而言，其需要年产300-500万吨电以上，所以只有向着大型化发展才能对其的需要予以最大限度的满足。

（2）在动态监测和监控输送机时，应要对如下几种技术进行采用：

一是动态分析技术，二是机电一体化技术，三是计算机将空技术，四是大功率软启动与自动张紧技术，这样于输送带而言，其的动张力才会能够得以降低，在保证设备运行性能的基础上，运输效率就能达到理想的预期目标。

（3）应要对如下几种技术进行采用：

一是多机驱动和中间驱动，二是功率平衡，三是输送机变向运行，使得在理论上，输送机单机运行的长度能够有所限制，并且对于输送系统设备的如下特性也进行了保证，即一是互换性，二是通用性，三是单元驱动的可靠性。

（4）可靠性高、新型的关键元部件技术。

比如囊括CST等在内的各种先进装置，例如自清式滚筒装置、大功率驱动装置与调速装置、高效贮带装置对机尾进行快速自移等。

对于FSw1200（2-3）×400（600）工作面顺槽螺旋输送机，其则是由英国FSW生产的，其运用的装置有两种，即一是液粘差速装置，二是变频调速装置，在运输能力上，其则可以超过3000°/h，同时它的机尾是搭配新型装载机的，所以在工作的推移下，其也能够自动快速的自移，并且还具有如下的优势，即一是人工作业不多，二是具有较高的生产效率。

3.研究方向

在连续输送机械当中，螺旋输送机则是其中之一种，而且其用的较多，对于挠性牵引构件其是并不具备的。

它在向前运送物料时，主要是通过对工作构件进行利用及螺旋体的旋转运动下来实现的。

在现代化生产和物流运输方面，这种机械设备是尤为重要的。

而对于螺旋输送机，其是由槽体、转轴、螺旋叶片、轴承及其传动装置组成的，在输送物料时，其是通过如下两个方面之间产生的相对运动来完成的，即一是螺旋轴，二是物料。

螺旋叶片在进行旋转的过程中，对于物料本身的重力和壳体与物料之间摩擦力，当其若想和螺旋叶片一起进行旋转时，这两个力就能起一定的阻碍作用。

从某种程度来看，物料可以当成是一个螺母，并且这个螺母是不转动的，基于这两者间的相对运动下，沿着螺旋轴向，物料就会进行移动。

在此过程中，其不但能够实现长距离的对物料进行输送，而且也能起着混合、搅拌物料的作用。

在现代的工业下，基于对固相和液相这两者之间的密度差进行利用的基础上，卧螺离心机则通过对离心力场进行运用以此从轻相中分离出重相，尤其在环境工程中，因为它不但能够对如下两个方面进行得到，即一是含湿量低的固相，二是澄清度高的液相；而且其还具有如下的优点：

一是运转时能够保证连续性，二是在操作的过程中安全性高而且可靠性强，三是于环境而言，带来的影响力不大。

对于此项技术，其的试用点主要是黄河，因为黄河泥沙的粒径范围一般会在0.005-1.000mm之间，而若想高效率的对其进行分离，那么一般的分离技术是很难实现的，而卧螺离心机可以达成这一目的。

同时这项技术可以运用在很多方面，如：

在农业方面的粮食、种子和饲料加工业；在油脂工业中的油脂运输提纯：

在矿石方面的矿石运输、分离、提纯等等。

在现代工业中，对于螺旋运输机而言，其主要是对粉状物料进行输送，而且在工作环境上，通常情况下都是尤为恶劣的，所以用多了以后，由于轴承箱的位置处于壳体之中，所以当毛毡和油封这两个方面出现破损的情况后，轴承中就会有粉尘进入其中，这样就会需要频繁的更换轴承，而且还要加大检修的概率，对于生产而言，这是极其不利的，同时基于此设备成本也会随之提高。

另外，在应用螺旋输送机的过程中，在吊轴承外还时常会出现如下的现象，即溢料、堵料等，这也会阻碍生产的正常进行。

所以在改进螺旋输送机的过程中，还能从壳体、螺旋叶片等诸多方面进行改进。

二、螺旋卸料机构设计概述

1.螺旋卸料机构工作原理

餐厨垃圾车有二类底盘、箱体、液压系统、电控系统、提升机构、螺旋卸料机构、推板总成、防护总成、清洗总成等结构。

螺旋卸料机构工作原理是，绞龙在密闭的料槽内旋转，由于槽内餐厨垃圾都是流体其自重与料槽的摩擦作用力，不会与绞龙一起转动，只会往前推动，从而完成卸料。

本机构是可用水平螺旋机、倾斜螺旋机，其管径为φ76mm，前后端都设有密封胶条，来保证餐厨垃圾不会泄露到车外，为了卸料口与垃圾中转站接口对接，要求需要在一定范围内的旋转，快速工作。

车辆在行车中，螺旋机构在后门装置上，到达垃圾中转站后开始卸料，一开始启动液压系统，让机构提升到合理高度，不让其发生碰撞。

在使用电控系统使螺旋卸料机构开始工作，工作完后在可用清水箱对螺旋卸料机构进行清洗。

2.螺旋卸料设计计算

2.1螺旋机输送量的确定

螺旋机的输送量是指在特定的时间内输送完（即配制完）所需的粉料量，这特定的时间是根据每台搅拌站的生产率和生产周期而定。

以q代表在一个生产周期（即打一罐料）所需的粉料量，以t代表打一罐料所需的配料时间，那么要求螺旋机的输送量即为:

Q=q/t（t/h）。

2.2螺旋机功率的确定

对于螺旋机而言，其功率的大小取决于在运行过程中需要克服的阻力，即阻力越大螺旋机的功率越大，其中阻力的构成如下：

1）

2）

3）

4）

5）

6）

上述阻力的计算过于复杂，在实际应用中通常按照如下的公式进行计算：

，其中螺旋机所需动力的额定功率可以表示为：

2.3螺旋机几何尺寸的确定

1.

0°时c=1

≤5°时c=0.9

≤10°时c=0.8

≤15°时c=0.7

≤20°时c=0.65

2.极限速度

3.

4.校对填充系统

可以调整改变直径和转速来优化ψ。

2.4受力计算

1.设计所需扭矩T

依据扭矩的大小选择减速机的型号和性能。

2.依据上面计算得到的扭矩计算强度所需值，

σJY=2T/dkl≤[σJY]τP=2T/dbl≤[τP]

τ=T/wP≤[τ]θ=T/GIp≤[θ]

λ=l/i≤[λ]min

2.5反算螺旋机的输送量

G=60πD2Snψγc/4（t/h）

满足要求即可

2.6螺旋叶片的展开尺寸

1.螺旋叶片的理论展开内径 

2.螺旋叶片的实际展开内径

内径=2（r+h）-μ/2

外径=2r-μ/2

μ—平均螺距误差

μ参考值当D=0.200mm时μ=0.015mm

当D=0.300mm时μ=0.020mm

当D=0.400mm时μ=0.025mm

图为叶片轴测图

2.7其它

上文对简要介绍了螺旋机的设计流程，但是具体的设计中还需要考虑很多因素的影响，例如：

1.叶片的旋转方向

加入驱动装置在螺旋进料口，那么叶片的旋转方向为左旋，基于确保出料口的畅通，避免出现积料的情况，需要在出料口设置一个方向转动的叶片。

2.螺旋机的距离

螺旋机的间距不是固定不变的，考虑在配料时物料流动均匀，降低残余物料的不利影响，需要改变螺旋机的间距，间距自进料口到出料口逐渐降低，而且还需要在出料口增设方向转动叶片。

3.基于维修养护的考虑，需要在螺旋机的进料口以及出料口设置检修口，并且在壳体中部也需要设置检修口，在出现卡料的情况下可以检修。

三、螺旋卸料机构材料选择

1.材料选择

螺旋卸料机的使用范围较广，可以用于输送厨房的固体垃圾。

厨房垃圾是居民生活中必然产生的丢弃物，并且厨房垃圾非常容易腐烂发臭，如果厨房垃圾没有处理得当非常容易滋生细菌传播疾病。

通常而言，厨房垃圾主要由丢弃的米饭、面食、蔬菜、肉类等。

一个好的防腐材料应该能满足以下的要求：

1、良好的稳定性：

这要求材料具有很好的抗老化的性能，并且你能够在低温、高温、在水中都能保持稳定的性质。

2、良好的机械强度：

能够承受一定的冲击力和压力，材料要具有很好的机械强度。

3、要有良好的耐磨性：

因为餐厨垃圾里含有硬度较高的物质，会与机构发生摩擦，如果不耐磨就会导致材料脱落。

4、要有良好的绝缘性：

因为螺旋卸料机构是用电路控制，如果没有良好的绝缘性，那么如果一旦发生漏电是非常的危险的。

5、修复简单：

因为机构一般都是在箱体，如果机构防腐材料一旦发生破损，就必须马上进行修补，如果复杂，则不好操作。

6、要能抵抗各种微生物的分解：

餐厨垃圾中存在着大量的微生物，因此如果不能承受微生物的分解，那么材料就起不到机构的作用。

综上所述螺旋卸料机构的选用材料为345B。

2.防腐技术选择

一般的防腐技术通常采用喷涂的手段，即在需要保护的部位喷涂防腐涂料，防腐涂料划分为两类，分别为油基漆和树脂漆。

通过相关的喷涂方式和技术，覆盖在需保护的物体表面，覆料在固结硬化后形成薄薄一层保护膜，进而保护物体表面不受水、大气、酸碱溶液的腐蚀。

因为接触的是餐厨垃圾因此需要使用性能优良的新型涂料，比如：

环氧煤沥青。

这种涂料的主要优点为结合了环氧树脂优良的机械性能，粘性优良，耐化学腐蚀同时继承呢煤沥青的优良性能。

涂料的使用温度范围在40~150℃区间。

并且涂料在极端条件下长期浸泡无明显变化。

四、结论

螺旋卸料机构是可以持续作业，能根据餐厨垃圾的量和稀释度来调整作业速度。

也通过国内外的研究现状，更多了解了此机构的特性、应用范围和发展史等诸多信息，从而对此设计更有帮助。

其中最重要的是对螺旋卸料机械的结构进行分析，通过明确输送量、功率需求、机械尺寸要求，并通过受力校核、输送量校核以及叶片的展开尺寸等的计算，同时也需重视螺旋机构的材料工艺选择，使机构的使用寿命更为长久，从而达到质量的保证。

此设计应用螺旋机构的叶片的正反转来实现餐厨垃圾的卸料，从而减少二次污染，并极大的提高了工作效率。

解决了卸料堵塞、缓慢的困难，机构占用面积小，只需在后门装置空处加装即可。

也可根据垃圾的种类不同，来调节它的速度和位置。

机构的结构相对简单，操作方便，成本也较低，售后人员维修也方便。

了解到本设计的现实应用中，还是会存在一些问题。

例如此机构是要长期处于餐厨垃圾中，餐厨垃圾是带有很强腐蚀性，长期浸泡此中对机构表面的损伤是极为严重的。

再有在餐厨垃圾收运中，前期垃圾处理较好的情况下，存在液体较多的情况下，此机构就可不工作了。

本设计还有许多问题未解决，由于所学知识的局限性，还有很多问题待解决，所以本次设计在以后还需加以修整、创新让它更加完美。

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