城市生活垃圾简易分类装置设计与研究

摘要

随着中国经济的快速发展,人民的生活用品日益丰富、物质消费日趋上升,一次性用品、包装用品等在生活中的大量使用,促使生活垃圾大量产生,城市产生的大量生活垃圾已成为城市环境污染的一个重要源头。
　　本文选题主要是为了解决城市生活垃圾减量化处理问题,减少城市垃圾污染,降低垃圾分类处理的成本,促进垃圾后处理产业的发展,旨在为城市小区物业管理部门提供生活垃圾分类的简易设备,使其产生相应的经济效应,乃至促进城市生活垃圾的产业化发展。在综述分析国内外垃圾分类、垃圾处理方法及垃圾分类机械发展现状的基础上,分析城市生活垃圾的组成成份和物理特性,拟定生活垃圾分类过程,并且运用理论分析、虚拟样机设计、试验设计相结合的方法,对生活垃圾分类装置关键部件的结构、原理、参数进行研究与探索。
　　具体内容如下:明确城市小区生活垃圾为研究对象,统计生活垃圾所含的各种成份,分析各成份物理特性,为确定分类过程、相关机构工作原理及结构参数提供依据。根据生活垃圾的组成成份、物理特征及各类垃圾后处理方式,按照生活垃圾减量化的要求制定分类处理过程,拟定了垃圾破袋打散、大体积较硬垃圾、小体积较硬垃圾、厨余类垃圾、柔韧性垃圾等依次机械分离的分类处理过程。根据生活垃圾分类处理工艺过程要求,确定每一分类过程所需机构装置;详细设计垃圾分类过程中的各主要功能机构,确定分类机构工作原理、结构尺寸,以及对关键参数进行理论分析。利用UG6.0提供的仿真样机应用功能,建立仿真装配设计流程,采用自上而下的装配设计过程;应用UG6.0仿真样机功能模块进行干涉检查、运动学仿真等分析。依据仿真样机设计模式进行设计使工程更改急剧减少,设计质量大为提高,实现缩短产品开发周期、降低产品开发成本和提高产品质量的目标。在实际应用中取得了明显的效果。试验中,以大体积较硬垃圾分离率、柔韧性垃圾分离率为试验指标,在预处理系统上,进行两次二次正交旋转组合试验,应用Design-Expert软件进行试验数据的处理与分析。应用二次旋转正交组合设计的试验方法,建立因素对分离率的回归方程,探讨破袋旋刀与螺旋排针滚筒转速的速比i1、螺旋排针滚筒与挡料排针之间的安装倾斜夹角角度a和排针长度l、螺旋排针滚筒与盘齿刀切断分类齿辊的旋转速度速比i2、螺旋排针滚筒与盘齿刀切断分类齿辊的相对高度位置高度差h等几个因素对分离率的影响规律。通过对回归方程的分析,得出影响分离率的主次因素。采用Design-Expert软件的目标优化方法,进行模型优化,得到满足试验指标范围的因素最佳组合。

目录

中文摘要

英文摘要

1 引言

1.1 研究的目的意义

1.2 国内外研究概况

1.2.1 国内垃圾分类机设计研究现状

1.2.2 国外垃圾分类及垃圾处理现状

1.2.3 相关领域待深入研究的问题

1.3 主要研究内容

1.4 垃圾分类装置设计技术路线

2 垃圾分类流程

2.1 生活垃圾组成成份及其物理特性分析

2.1.1 采样

2.1.2 分析采样生活垃圾组成成份

2.2 生活垃圾分类过程设计

2.3 小结

3 生活垃圾分类装置的结构设计

3.1 简易生活垃圾分类装置结构设计

3.1.1 破袋装置机构设计

3.1.2 玻璃瓶及大体积塑料包装盒筛分机构设计

3.1.3 柔性垃圾筛分机构设计

3.2 简易生活垃圾分类装置改进

3.2.1 破袋装置机构改进设计

3.2.2 其它机构设计的改进

3.3 小结

4 基于UG6.0软件的垃圾分类装置研制

4.1 仿真设计

4.1.1 UG相关功能简介

4.1.2 虚拟装配设计流程

4.1.3 虚拟装配的设计过程

4.1.4 仿真装置的运动模拟与运动干涉检查

4.2 试验装置制造

4.3 小结

5 试验研究

5.1 试验准备

5.1.1 试验仪器及试验操作方法

5.1.2 试验数据的测定

5.2 因素及试验指标的选取

5.2.1 试验指标的选取

5.2.2 试验因素与水平域的确定

5.2.3 试验方法的确定

5.3 正交旋转组合试验一

5.3.1 全因素试验点数量

5.3.2 水平编码表

5.3.3 数据分析

5.3.4 试验指标的优化

5.4 正交旋转组合试验二

5.4.1 全因素试验点数量

5.4.2 水平编码表

5.4.3 数据分析

5.4.4 试验指标的优化

5.5 小结

6 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文