畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-垂直式垃圾壓縮裝置總體設(shè)計(jì)

垂直式垃圾壓縮裝置的設(shè)計(jì)摘要隨著城市生活垃圾數(shù)量的不斷增加，實(shí)行生活垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)勢(shì)在必行。垂直式垃圾壓縮裝置是垃圾中轉(zhuǎn)站的關(guān)鍵、核心設(shè)備之一，其主要功能是利用液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)將收集到中轉(zhuǎn)站的垃圾壓縮成塊，實(shí)現(xiàn)垃圾減容，能增大轉(zhuǎn)運(yùn)量，提高轉(zhuǎn)運(yùn)效率。本文以垂直式垃圾壓縮裝置為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)。論文的主要工作如下：1．綜合分析比較各類垃圾中轉(zhuǎn)站的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了本課題的研究對(duì)象的工作環(huán)境——垂直式壓縮垃圾中轉(zhuǎn)站；2.對(duì)垂直式垃圾壓縮裝置的整機(jī)結(jié)構(gòu)及垃圾箱總成、機(jī)架、壓力裝置及其液壓系統(tǒng)的液壓缸進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算；3.根據(jù)垃圾壓縮裝置的實(shí)際工作要求,對(duì)各機(jī)構(gòu)和整機(jī)的液壓系統(tǒng)原理進(jìn)行了設(shè)計(jì),選擇與計(jì)算了部分元件的關(guān)鍵參數(shù),使液壓系統(tǒng)工作可靠、操作簡(jiǎn)便。關(guān)鍵詞：垃圾壓縮裝置，液壓系統(tǒng)，液壓缸

VERTICALOFPRESSURE-TYPEGARBAGECOMPACTORSABSTRACTWiththeincreasingnumberofmunicipalsolidwaste,theimplementationofdomesticrefusecompressiontransferisamust.Pre-presstypegarbagecompactorsareverticallycompressedrubbishtransferstationkey,oneofthecorefacilities,itsmainfeatureistheuseofhydraulicsystemdrivenrubbishcompressedintoblocksthatarecollectedintoatransitpoint,achievingthewastevolumereduction,canincreasetransitcapacity,improvingtransitefficiency.Basedontheverticalpre-loadingtypegarbagecompressorastheresearchobject,onthestructuredesignandhydraulicsystemdesign.Paper'smainworkisasfollows:Firstly,thecomprehensiveanalysisandcomparisonoftheadvantagesanddisadvantagesofallkindsofwastetransferstation,determinetheresearchobjectofthistopicworkenvironment-pitverticalcompressionpre-loadingtypetransferringwastetransferstation;Secondly,forverticalpre-loadingtyperubbishcompressormachinestructureandtheassembly,frame,pressuredeviceandthehydraulicsystemofhydrauliccylinderdesignandcalculation;Thirdly,accordingtotheactualworkrequirementsofgarbagecompressor,theinstitutionsandthemachinehydraulicsystemprincipleofdesign,selectionandcalculationofsomecomponentsofthekeyparameters,makethehydraulicsystemreliableoperation,easyoperation.KEYWORDS：therefusecompactor,thehydraulicsystem,thehydrauliccylinder第一章緒論1.1垃圾壓縮裝置的簡(jiǎn)介垃圾壓縮裝置是實(shí)現(xiàn)垃圾壓縮減容的主要設(shè)備之一，亦是垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的主要處理設(shè)備。垃圾壓縮裝置是垃圾中轉(zhuǎn)站的主要設(shè)備，是一種由液壓系統(tǒng)控制的將收集來(lái)的垃圾進(jìn)行壓縮，以減少垃圾體積的機(jī)械。小型垃圾壓縮裝置處理垃圾的效率低。中、大型的垃圾壓縮裝置的壓縮容量雖然大，但是需要建專門的大型卸料平臺(tái)，占地面積較大，土建造價(jià)也很高。垃圾壓縮裝置分為以下三種。1．1．1垂直式垃圾壓縮裝置垂直式垃圾壓縮裝置的壓縮力巨大，壓縮徹底，壓縮比率高，主要用于日處理要求很高的大中型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站。垃圾在密封壓縮腔內(nèi)被壓成塊狀，然后一次性或分三次推入垃圾集裝箱。結(jié)構(gòu)可靠，因摩擦而易損的配件易于調(diào)整及更換。液壓/電氣系統(tǒng)可進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)控制，操作簡(jiǎn)易且易于維修。垃圾壓縮時(shí)不需轉(zhuǎn)運(yùn)車集裝箱配合，更有效地提高轉(zhuǎn)運(yùn)效率?？蛇M(jìn)行重量及容積的準(zhǔn)確控制，控制轉(zhuǎn)運(yùn)車輛裝載量。壓縮比大，壓縮效率高，處理垃圾能力非常強(qiáng)。適合于大中型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站配套使用。1．1．2壓裝式垃圾壓縮裝置壓裝式垃圾壓縮裝置的壓縮能力適中，主要用于日處理要求較高的中型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站。垃圾被壓縮裝置直接推入垃圾集裝箱中壓縮，待垃圾箱中垃圾重量達(dá)到預(yù)設(shè)值，壓縮周期結(jié)束。結(jié)構(gòu)可靠，因摩擦而易損的配件易于調(diào)整及更換。液壓/電氣系統(tǒng)可進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)控制，操作簡(jiǎn)易且易于維修。壓縮比大，壓縮效率高，處理垃圾能力非常強(qiáng)。適合于大中型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站配套使用。1．1．3小型垃圾壓縮裝置小型垃圾壓縮裝置主要用于日處理要求較低的小型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站。\o"查看圖片"由垃圾壓縮裝置、垃圾集裝箱組成，與專用勾臂車配套使用。工作運(yùn)行平穩(wěn)，壓縮比率大，轉(zhuǎn)運(yùn)效率高。全密封設(shè)計(jì)，清潔衛(wèi)生。采用先進(jìn)的液壓和電氣控制技術(shù)，自動(dòng)上料、自動(dòng)提門、自動(dòng)鎖箱、自動(dòng)壓縮，全自動(dòng)化操作。設(shè)有垃圾滲濾液收排裝置，防止二次污染。另外一種適合社區(qū)的使用的設(shè)備體形輕巧，操作簡(jiǎn)便，安裝靈活?？闪磉x壓縮裝置移位系統(tǒng)，使換箱高速準(zhǔn)確，提高系統(tǒng)運(yùn)作效率。適用于住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)，亦可安裝在清潔船上處理水面漂浮物。上圖中是現(xiàn)有針對(duì)小區(qū)、醫(yī)院、大院等較集中人口生活垃圾暫時(shí)存儲(chǔ)的設(shè)備，其工作原理是內(nèi)螺旋壓縮。中圖中設(shè)備適合社區(qū)小型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站1．2課題研究背景及意義1．2．1課題研究背景城市生活垃圾，是指在城市日常生活中或者為城市日常生活提供服務(wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物以及法律、行政法規(guī)規(guī)定視為城市生活垃圾的固體廢物。我國(guó)城市生活垃圾主要由廚余物、廢紙、廢塑料、廢織物、廢金屬、廢玻璃陶瓷碎片、磚瓦渣土、糞便，以及廢家具、廢舊電器、庭園廢物組成，受居民生活水平、區(qū)域劃分、氣候反季節(jié)變化等多重因素的影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城市人均年產(chǎn)生活垃圾440kg(已高于一些歐洲國(guó)家的人均垃圾產(chǎn)生，全國(guó)生活垃圾年產(chǎn)量己達(dá)2億t，占世界垃圾總產(chǎn)生量的26．5％，且以8～9％的率增長(zhǎng)，垃圾累計(jì)堆存量達(dá)65億t，侵占土地約5億m2，垃圾圍城成為一個(gè)普遍的象13,41。簡(jiǎn)單堆放的垃圾不僅影響城市景觀，同時(shí)滋生病菌，污染土壤、水體、大氣，害人民健康15J，成為中國(guó)城市面臨的棘手的環(huán)境問(wèn)題?，F(xiàn)階段我國(guó)城市生活垃圾的處理方式主要有：衛(wèi)生填埋(Landfill)、堆肥（Composting)和焚燒(Incineration)。其中衛(wèi)生填埋法占到全部垃圾處理的70％以上，堆肥占5％，部分大城市采用焚燒法161。資料統(tǒng)計(jì)截止至2005年底，全國(guó)661個(gè)設(shè)市城共建有各類生活垃圾場(chǎng)479座，日處理能力25．7萬(wàn)t，集中處理量8108萬(wàn)t，處理率51．97％。其中：生活垃圾填埋場(chǎng)365座，日處理能力21．3萬(wàn)t，處理量為6924萬(wàn)t；生活垃圾堆肥廠46座，日處理能力1．18萬(wàn)t，處理量為345萬(wàn)t；生活垃圾焚燒廠66座，日處理能力3．22萬(wàn)t，處理量780萬(wàn)t。隨著人民生活水平的提高，我國(guó)城市垃圾的各組分的比重也在發(fā)生變化，以北京市為例(見表1．1)，比較1989年和2000年各垃圾組分占垃圾總量的比重的變化可以看出：灰土、磚瓦等比重高，不易壓縮的成分呈明顯的下降趨勢(shì)，而塑料、廢紙、織物、食品、木竹等比重偏低，壓縮系數(shù)較高的成分所占比例明顯升高。這樣就容易造成虧載，導(dǎo)致垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)效率低下。我國(guó)幾個(gè)大城市的垃圾處理場(chǎng)大都位于遠(yuǎn)離市區(qū)50km以上的郊區(qū)陰，一般的垃圾收運(yùn)車噸位較小，不易遠(yuǎn)途運(yùn)輸，加上高額的油價(jià)，造成運(yùn)輸費(fèi)用的大幅上，同時(shí)城市交通道路的限制導(dǎo)致垃圾車的數(shù)目不可能急增。為解決這一矛盾，響應(yīng)建設(shè)部《城市垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)計(jì)規(guī)范》第2．2．5條規(guī)定：垃圾運(yùn)輸距離超過(guò)20km時(shí)，應(yīng)設(shè)置大、中型垃圾中轉(zhuǎn)站，垃圾中轉(zhuǎn)站正式應(yīng)運(yùn)而生，研究壓縮式垃圾中轉(zhuǎn)站成為一個(gè)必然的方向。表1．1北京市1989年和2000年生活垃圾組成(％)垃圾中轉(zhuǎn)站的主要功能是對(duì)垃圾進(jìn)行中轉(zhuǎn)運(yùn)輸。在中轉(zhuǎn)站將小噸位車輛倒換為大型集裝箱運(yùn)輸車，并增加垃圾的裝載密度，從而提高運(yùn)輸效率，減少交通堵塞，降低環(huán)境污染。另外，在有條件的地區(qū)，還可以對(duì)垃圾進(jìn)行分揀和篩分等預(yù)處理。2000年6月建設(shè)部、國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合發(fā)文要求：“積極開展垃圾分類收集，垃圾收集和運(yùn)輸應(yīng)密閉化，防止暴露、散落和滴漏，鼓勵(lì)采用壓縮式垃圾收集處理和運(yùn)輸方式，盡快淘汰敞開式收集和運(yùn)輸方式”。生活垃圾壓縮裝置作為時(shí)代亟需的一個(gè)產(chǎn)物而生。它作為壓縮式垃圾中轉(zhuǎn)站的一個(gè)核心裝置，固定安裝在垃圾中轉(zhuǎn)站內(nèi)，其工藝流程如圖1．1所示：待收集到中轉(zhuǎn)站的垃圾倒入該機(jī)構(gòu)的受圾箱后，經(jīng)過(guò)數(shù)次“傾倒一壓縮一再傾倒”的過(guò)程，將松散的垃圾壓縮成高密度的塊狀，濾去水分后，用推鏟機(jī)構(gòu)將之推入封閉的垃圾運(yùn)輸車車廂內(nèi)，然后由其轉(zhuǎn)運(yùn)至垃圾處理廠(場(chǎng))進(jìn)行處理。這樣既高了單車?yán)b載量，降低了運(yùn)輸成本，又避免了垃圾遠(yuǎn)途運(yùn)輸過(guò)程中的二次污染，具有重要現(xiàn)實(shí)意義。圖1．1垂直式壓縮垃圾中轉(zhuǎn)站工藝流程示意框圖1．2．2課題研究意義本課題的研究意義如下：1．掌握一批先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論、設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法，為垂直式垃圾壓縮的方案設(shè)計(jì)、參數(shù)選擇、仿真分析等提供科學(xué)的依據(jù)；2．提出具有一定實(shí)用價(jià)值的相關(guān)結(jié)論，推動(dòng)我國(guó)高性能、高質(zhì)量的垂直式垃圾壓縮裝置的發(fā)展；3．產(chǎn)生良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，為我國(guó)的環(huán)保事業(yè)做出一定貢獻(xiàn)。1．3課題研究現(xiàn)狀及存在問(wèn)題1．3．1研究現(xiàn)狀國(guó)外在垃圾中轉(zhuǎn)站設(shè)備研制開展較早，已經(jīng)開發(fā)出各種形式的壓縮式垃圾轉(zhuǎn)站垃圾壓縮裝置，技術(shù)成熟。早在1986年日本三菱重工株式會(huì)社幫助新加坡建造世界上第1座日處理1500t的垃圾中轉(zhuǎn)站，其后，歐洲和亞洲相繼建成多座大型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)兒。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上主要存在的垃圾中轉(zhuǎn)站是有三種：翻斗地平式中轉(zhuǎn)站、高位倒料式中轉(zhuǎn)站和吊裝式垃圾站，都存在一定問(wèn)題：翻斗地平式中轉(zhuǎn)站采用翻料裝置，傾倒垃圾過(guò)程中易出現(xiàn)二次污染，并且由于無(wú)高度落差，倒料時(shí)會(huì)存在殘留垃圾：高位倒料式中轉(zhuǎn)站，建有2層平臺(tái)來(lái)傾倒垃圾，提高高度的同時(shí)還需為垃圾收運(yùn)車修建引道，導(dǎo)致建筑費(fèi)用增加；吊裝式垃圾站直接采用吊裝，未對(duì)垃圾進(jìn)行壓縮，導(dǎo)致垃圾運(yùn)轉(zhuǎn)效率低下，同時(shí)運(yùn)費(fèi)提升。因此，研發(fā)一種工作可靠性高、性能優(yōu)良的壓縮式城市生活垃圾中轉(zhuǎn)站，成為必要。國(guó)內(nèi)也有部分城市在積極探索垃圾中轉(zhuǎn)站壓縮裝置的研發(fā)，多以引進(jìn)外國(guó)的設(shè)備，自己加以模仿改造而成，有的已取得了較好的使用效果。但是引進(jìn)外國(guó)設(shè)備價(jià)格較高，加上國(guó)內(nèi)外的垃圾特性差異較大，不完全適合國(guó)內(nèi)的需求，為此研發(fā)適合我國(guó)國(guó)情的垃圾中轉(zhuǎn)站及其壓縮裝置將帶來(lái)較高的社會(huì)效益和豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)大力推廣垃圾壓縮是今后環(huán)衛(wèi)處理的一種發(fā)展趨勢(shì)，也是環(huán)衛(wèi)機(jī)械行業(yè)開發(fā)新產(chǎn)品的一個(gè)熱點(diǎn)。1．3．2存在問(wèn)題現(xiàn)有的垃圾壓縮裝置一般都采用單油缸的壓縮裝置，壓縮倉(cāng)、貯存?zhèn)}和推出倉(cāng)三箱一體的受圾裝置，如專利號(hào)為0320976．9(公告號(hào)為N2633817Y)的中國(guó)實(shí)用新型專利《垃圾壓縮裝置》，其受圾裝置包括垂直式前門、中門及推鏟機(jī)構(gòu)，采用二塊垃圾整體式提升方式裝箱。該類設(shè)計(jì)存在問(wèn)題在于垂直式前門容易頂住垃圾中轉(zhuǎn)站的門道，且裝車過(guò)程中垃圾容易散落造成二次污染；中門在箱體兩側(cè)中縫內(nèi)移動(dòng)，垃圾塊推鏟移動(dòng)過(guò)程中容易造成垃圾散入中縫內(nèi)：推板上沒(méi)有防圾板，壓縮過(guò)程中垃圾容易掉入推出倉(cāng)內(nèi)；中、前門油缸管道裸露在受圾箱體的外面，增加了油管的易侵蝕性；箱體的后端封閉，不利于推出倉(cāng)的維修及清理工作；此外保險(xiǎn)性能偏弱，設(shè)備運(yùn)行的可靠性無(wú)法得到保障。國(guó)內(nèi)一些設(shè)備制造公司已開發(fā)了一些垃圾壓縮裝置，并應(yīng)用于各垃圾中轉(zhuǎn)站，實(shí)現(xiàn)了垃圾中轉(zhuǎn)站的壓縮功能。通過(guò)調(diào)研和實(shí)地考察發(fā)現(xiàn)目前國(guó)內(nèi)垃圾中轉(zhuǎn)站垃圾壓縮裝置主要存在如下一些缺點(diǎn)：1．垃圾壓縮裝置設(shè)備功能相對(duì)簡(jiǎn)單，并且體積龐大，整機(jī)結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)偏低；2．作業(yè)時(shí)工作面未封閉，手工操作與自動(dòng)控制相混合，容易造成操作人員的失誤引發(fā)安全事故，隱患較多；3．垃圾中轉(zhuǎn)站的地坑基建成本費(fèi)用偏高，要求復(fù)雜；4．垃圾壓縮裝置設(shè)備運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的噪聲較大，且操作人員需近距離接觸垃圾，工作環(huán)境差；5．地面以下的裝置較多，維修難度大，垃圾液產(chǎn)生的酸、堿、潮濕環(huán)境對(duì)設(shè)備的金屬外殼侵蝕嚴(yán)重。1．4本文的主要研究?jī)?nèi)容本文以工程實(shí)際應(yīng)用為背景，以垂直式垃圾壓縮裝置為研究對(duì)象，對(duì)垂直式垃圾壓縮裝置各個(gè)部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、三維實(shí)體建模及虛擬裝配，然后對(duì)其液壓傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本論文主要內(nèi)容為以下幾個(gè)部分：1．結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分：為論文的第二章，對(duì)垂直式垃圾壓縮裝置的整機(jī)結(jié)構(gòu)及垃圾箱總成、機(jī)架、壓力裝置及其液壓系統(tǒng)的液壓缸進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算；2．液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分：為本論文的第三章，對(duì)垂直式垃圾壓縮裝置的各機(jī)構(gòu)和整機(jī)的液壓系統(tǒng)原理進(jìn)行了設(shè)計(jì),選擇和計(jì)算了部分元件參數(shù),并分析了該液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)。3.全文總結(jié)與展望：為本文的最后一章。1.5本章小結(jié)本章簡(jiǎn)要介紹了本篇論文的研究背景、意義以及目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于垃圾壓縮裝置的研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，本章還簡(jiǎn)要的分析了幾種類型的垃圾壓縮裝置的對(duì)比和本篇論文的主要研究?jī)?nèi)容。第二章垂直式垃圾壓縮裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2．1垃圾壓縮裝置形式的確定2．1．1城市生活垃圾壓縮裝置的基本類型隨著城市生活垃圾數(shù)量的不斷增加，實(shí)行生活垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)勢(shì)在必行。生活垃圾中轉(zhuǎn)站作為連接垃圾產(chǎn)生源頭和末端處置系統(tǒng)的結(jié)合點(diǎn)，其作用越來(lái)越明顯，建立區(qū)域性的、相應(yīng)規(guī)模的生活垃圾中轉(zhuǎn)站己經(jīng)迫在眉睫。國(guó)內(nèi)外生活垃圾壓縮裝置形式多種多樣，根據(jù)垃圾中轉(zhuǎn)站內(nèi)垃圾處理設(shè)備的工作原理及處理效果(減容壓實(shí)程度)不同，主要分為以下幾種形式：1．直接轉(zhuǎn)運(yùn)式垃圾中轉(zhuǎn)站上個(gè)世紀(jì)八、九十年代我國(guó)建造的垃圾壓縮裝置大多屬于這種形式。垃圾收集后由人力收集車、小型收運(yùn)車運(yùn)至中轉(zhuǎn)站，然后直接傾倒進(jìn)車廂容積大約為6080m3的半拖掛式大型垃圾運(yùn)輸車集裝箱，最后由牽引車拖帶進(jìn)行運(yùn)輸，運(yùn)輸途中，為防止垃圾飛揚(yáng)，敞篷用篷布覆蓋。此形式的垃圾壓縮裝置工藝流程簡(jiǎn)單，幾乎沒(méi)有專用的中轉(zhuǎn)垃圾處理設(shè)備，投資費(fèi)用低，但是，中轉(zhuǎn)時(shí)未對(duì)垃圾進(jìn)行減容、壓縮處理，致使站內(nèi)垃圾運(yùn)輸車的車廂(集裝箱)體積很大，無(wú)法承擔(dān)大運(yùn)量的運(yùn)輸工作，且中轉(zhuǎn)過(guò)程中為非封閉化作業(yè)，運(yùn)輸途中易發(fā)生撤落，造成二次污染。2．垂直式垃圾壓縮裝置預(yù)壓縮式垃圾壓縮裝置的工作原理是待垃圾運(yùn)至中轉(zhuǎn)站后，將垃圾卸入固定在中轉(zhuǎn)站內(nèi)的垃圾受圾箱體內(nèi)，通過(guò)垃圾壓縮裝置進(jìn)行壓縮(減容并壓實(shí))成形(塊)，然后利用推鏟機(jī)構(gòu)一次性將垃圾塊推入對(duì)接的封閉垃圾運(yùn)輸車的箱體內(nèi)，由運(yùn)輸車運(yùn)抵垃圾處理場(chǎng)。預(yù)壓縮式垃圾壓縮裝置的特點(diǎn)如下：垃圾在固定箱體內(nèi)壓縮成塊，壓縮比例可達(dá)3：l，實(shí)現(xiàn)了壓實(shí)減容；箱體密封，可收集垃圾擠出液，防止二次污染；重量和壓力檢測(cè)精確，垃圾壓縮過(guò)程不須集裝箱半掛車配合，工作效率高；但是設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高，運(yùn)營(yíng)費(fèi)高。3．直接壓縮式大型垃圾壓縮裝置直接壓縮式大型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的工作原理為：垃圾收集后運(yùn)至此中轉(zhuǎn)站，經(jīng)料斗直接卸入由40英尺的標(biāo)準(zhǔn)集裝箱改裝而成的半掛運(yùn)輸車箱體內(nèi)，由固定的水平壓壓縮裝置進(jìn)行反復(fù)多次的壓裝，滿載后由運(yùn)輸車運(yùn)輸。配套的車輛可選用車廂一體式，亦可采用車廂可分離式的拉臂車。其特點(diǎn)如下：設(shè)備體積較小，相應(yīng)的土建設(shè)施規(guī)模較小，投資也相對(duì)較少；壓裝過(guò)程完全自動(dòng)控制，全封閉作業(yè)，無(wú)二次污染；但是，帶壓縮裝置的集裝箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高，與預(yù)壓縮式中轉(zhuǎn)站相比，車輛等候時(shí)間較長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)分析比較以上幾種形式的垃圾中轉(zhuǎn)站的優(yōu)缺點(diǎn)，初步選定垂直式垃圾中轉(zhuǎn)站作為研究對(duì)象。2．1．2垃圾壓縮裝置整體方案的確定垃圾壓縮裝置按壓縮裝置的壓縮方式可以分為：垂直壓縮式、水平壓縮式。垂直壓縮式壓縮效率較高便于處理垃圾。但其大多需要專用的運(yùn)載車輛，成本較高；按垃圾受圾箱的位置分：地平式、地坑式。地平式需要專門的倒料裝置和相應(yīng)的土建設(shè)施，而地坑式其投料口和地面相平不需專門的倒料裝置，且不影響市容；按垃圾箱和壓縮裝置分：一機(jī)多箱式、一機(jī)一箱式。一機(jī)多箱式適合垃圾裝運(yùn)量大的大中城市。還有全封閉旋轉(zhuǎn)式垃圾壓縮儲(chǔ)存機(jī)等。從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)環(huán)境效益等方面綜合考慮，結(jié)合課題組的實(shí)際情況，最終確定本論文的研究對(duì)象的工作環(huán)境為壓縮方式為垂直壓縮式、受圾箱位置采用地坑式、提升方式為整體提升的地坑式垂直壓縮垃圾壓縮裝置，其主要性能指標(biāo)如下：1．垃圾日處理能力：100t(按每天工作7小時(shí)以上，每年工作300天以上計(jì)算)；2．垃圾處理方式：垂直壓縮裝置進(jìn)行垂直壓縮，垃圾壓實(shí)后，密度達(dá)到0．9t／m3以上；3．轉(zhuǎn)運(yùn)方式：全封閉式自卸垃圾車轉(zhuǎn)運(yùn)；用全封閉車廂、密封式后門；后門采用全液壓控制，垃圾密封運(yùn)輸，垃圾和污水在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中無(wú)撒漏，杜絕二次污染；垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車駕駛室須配有原廠冷暖空調(diào)；4．適用垃圾類別：生活垃圾，固體廢棄物；5．適用垃圾收集方式：人力車收集、手推車收集和小型機(jī)動(dòng)車收集，可以從二個(gè)或三個(gè)方向同時(shí)進(jìn)料6．適用范圍社區(qū)、大廈、醫(yī)院、學(xué)校、機(jī)關(guān)、商場(chǎng)、賓館、車站、機(jī)場(chǎng)等產(chǎn)生大量垃圾的相關(guān)場(chǎng)所；7．操作人員及操作方式：2人，采用手動(dòng)、自動(dòng)控制兩種控制。在設(shè)備正常工作時(shí)，選用電動(dòng)自動(dòng)控制，在設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下，選用手動(dòng)控制。即當(dāng)電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，仍可人工手動(dòng)操作，繼續(xù)工作；8．工作噪聲：≤60分貝。采用進(jìn)口雙聯(lián)葉片泵，可靠性高，降低整機(jī)噪聲。2．2垂直式垃圾壓縮裝置的總體設(shè)計(jì)垃圾壓縮裝置是實(shí)現(xiàn)垃圾壓縮減容的主要設(shè)備之一，亦是垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的主要處理設(shè)備。垃圾壓縮裝置是垃圾中轉(zhuǎn)站的主要設(shè)備，是一種由液壓系統(tǒng)控制的將收集來(lái)的垃圾進(jìn)行壓縮，以減少垃圾體積的機(jī)械。1——機(jī)架；2——液壓活塞桿；3——活動(dòng)橫梁；4——壓頭；5——垃圾箱中門；6——推板；7——垃圾箱總成圖2-1垂直式垃圾壓縮裝置總體結(jié)構(gòu)圖垂直式垃圾壓縮裝置整機(jī)結(jié)構(gòu)組成包括：壓縮系統(tǒng)、垃圾箱總成、液壓系統(tǒng)、防箱體墮落裝置、噴霧沖洗除臭系統(tǒng)、污水收集排放系統(tǒng)、電氣控制和操縱系統(tǒng)、地坑自動(dòng)沖洗系統(tǒng)、空氣除臭系統(tǒng)，如圖2．1所示，其工作原理如下：壓縮系統(tǒng)由主液壓缸、輔助液壓缸、活動(dòng)橫梁、壓頭組成，用于對(duì)垃圾進(jìn)行垂直壓縮。主液壓缸和輔助液壓缸的缸筒固定于活動(dòng)橫梁之上。主液壓缸的活塞桿端部連接于壓頭，輔助液壓缸的活塞桿固定于機(jī)架頂梁上。待散裝垃圾倒入垃圾箱內(nèi)(此時(shí)垃圾箱總成箱處于地坑內(nèi))以后，壓頭由輔助液壓缸驅(qū)動(dòng)伸長(zhǎng)，到最大工作行程后，固定不動(dòng)，由主液壓缸驅(qū)動(dòng)壓頭伸入垃圾箱中進(jìn)行垃圾壓縮。壓縮完一塊以后，垃圾箱總成的中門提起，由推出倉(cāng)的液壓缸驅(qū)動(dòng)將垃圾塊推入儲(chǔ)存?zhèn)}內(nèi)儲(chǔ)存，接著進(jìn)行第二塊垃圾的壓縮。待兩塊垃圾都?jí)嚎s成塊以后，由壓頭上的掛鉤勾住垃圾箱總成上的鉤子，由主液壓缸驅(qū)動(dòng)將壓頭升起同時(shí)提起垃圾箱到與轉(zhuǎn)運(yùn)車車廂的高度平齊位置。中門升起，由推鏟機(jī)構(gòu)將2塊垃圾塊推鏟入車廂箱體內(nèi)，最后垃圾箱回位。推出機(jī)構(gòu)由推出液壓缸、推板和推出架等組成，用于將壓縮成塊的垃圾推入垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車車箱體內(nèi)。推出液壓缸固定于推出架上，其活塞桿前部固定于推板。推出垃圾塊時(shí)活塞桿前行時(shí)，推板向前運(yùn)動(dòng)，把垃圾箱中的垃圾塊推出。每塊垃圾塊壓縮成型需要經(jīng)歷3至4次的“傾倒一壓縮—傾倒”的輪番過(guò)程，同時(shí)每次壓縮到一定程度時(shí)進(jìn)行保壓，確保垃圾壓實(shí)成塊。本設(shè)計(jì)中垂直垃圾壓縮裝置的總體技術(shù)要求如下：1．主要結(jié)構(gòu)件：機(jī)架采用分裝式，便于拆卸、安裝、轉(zhuǎn)移；壓縮主油缸，采用多節(jié)缸，行程3350mm，額定壓力25MPa，缸徑250mm／180mm，保證了壓縮油缸同步及安裝要求；四根立柱頂部?jī)?nèi)加裝加強(qiáng)梁，確保大壓力壓縮垃圾時(shí)，立柱不產(chǎn)生局部變形。2．壓頭與立柱之間采用導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置必須采用可自由轉(zhuǎn)運(yùn)的浮動(dòng)滑塊，確保壓頭偏擺時(shí)，滑塊滑動(dòng)能大面積與立柱接觸，保證立柱不產(chǎn)生局部變形；3．電器系統(tǒng)采取PLC程序控制方式，壓縮過(guò)程為全自動(dòng)工程；關(guān)鍵元件(例如：可編程控制器、斷路器、交流接觸器、擴(kuò)展模塊、傳感器、穩(wěn)壓電源)等使用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口件：4．所有結(jié)構(gòu)件表面經(jīng)噴丸(砂)處理，再噴涂高防腐油漆，提高防腐能力和整機(jī)壽命：5．安全裝置：垂直式垃圾壓縮裝置加裝防箱體墜落裝置的安全鉤裝置，安全鉤油缸裝液壓閥，電氣上設(shè)有互鎖，確保提箱后的安全性。安全鉤裝置的開啟與鎖緊須采用液壓油缸控制，采用高強(qiáng)度調(diào)制處理，并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)各動(dòng)作間的互鎖，確保整機(jī)安全性；6．污水收集排放系統(tǒng)：垃圾箱內(nèi)部、中門，推鏟內(nèi)設(shè)有專門的污水收集及排放裝置，地坑內(nèi)四周設(shè)有導(dǎo)流通道，進(jìn)入收集池后集中處理排放，保證站內(nèi)環(huán)境。2．3垃圾箱總成的設(shè)計(jì)垃圾箱總成(見圖2．1中7所指)采用整體式垃圾箱技術(shù)，即壓縮倉(cāng)、儲(chǔ)存?zhèn)}和油缸推鏟倉(cāng)一體。包括中門、推板以及附屬液壓缸等組成。推力倉(cāng)內(nèi)設(shè)置有推出裝置，其左端部分為推板，用于將垃圾塊推出至轉(zhuǎn)運(yùn)車車廂，其頂部設(shè)置有防圾板，放置垃圾翻入推出倉(cāng)；推板和中門所分隔的具有中部空腔作為受圾倉(cāng)；中門和前門形成的空腔作為貯存?zhèn)}；中門是移動(dòng)與受圾箱體內(nèi)壁中縫，在中縫中嵌入安裝中縫推板機(jī)構(gòu)，解決了垃圾散入中縫的問(wèn)題。垃圾箱總成的具體技術(shù)性能如下：1．結(jié)構(gòu)形式：采用整體式垃圾箱，垃圾壓縮倉(cāng)、儲(chǔ)存?zhèn)}、推鏟機(jī)構(gòu)為整體結(jié)構(gòu)，垃圾箱體選用30mm高強(qiáng)度鋼板，整機(jī)采用嚴(yán)格的表面防腐工藝，金屬表面涂裝前進(jìn)行酸洗磷化處理，以確保箱體在高壓力、高腐蝕、高磨損情況下使用壽命在5～8年以上；2．箱體前門及中門采用液壓油缸垂直開啟方式，提升過(guò)程采用液壓自動(dòng)掛箱；3．箱體上卸料裝置(推鏟)的油缸應(yīng)平置，保證全部油缸力用于推卸垃圾，推鏟采用油缸水平控制方式，同時(shí)采用側(cè)面、底面雙向滾輪導(dǎo)向，滾輪內(nèi)安裝自潤(rùn)滑軸承，免維護(hù)；4．推鏟倉(cāng)的頂部設(shè)有垃圾移位、卸料全過(guò)程封閉蓋板，防止垃圾從壓縮倉(cāng)翻入推鏟倉(cāng)：5．垃圾箱中門設(shè)有限位導(dǎo)向裝置；垃圾箱設(shè)有同步提升裝置：分隔垃圾箱分隔門設(shè)有定位裝置。垃圾箱總成設(shè)置有提升機(jī)械保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由滑銷、滑道、彈簧、磁性吸力器組成：滑銷、彈簧及磁性吸力器安裝在導(dǎo)向板上，導(dǎo)向板安裝在受圾箱體外側(cè)，滑道固定在立柱的側(cè)壁上，滑道為鋸齒形式；滑銷起到保險(xiǎn)扣的作用；滑銷在彈簧的壓力作用下始終扣住滑道的鋸齒，鋸齒跟隨受圾箱體上升；磁性吸力器的吸力可拔出滑銷，實(shí)現(xiàn)受圾箱體的下降動(dòng)作。此機(jī)構(gòu)解決了在受圾箱體保養(yǎng)、維修及地坑清理時(shí)的安全問(wèn)題。液壓保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)是由防震片、保險(xiǎn)油缸、保險(xiǎn)鉤、保險(xiǎn)鉤座及彈簧組成：保險(xiǎn)油缸安裝在立柱大梁上側(cè)面；保險(xiǎn)油缸推動(dòng)保險(xiǎn)鉤轉(zhuǎn)動(dòng)于保險(xiǎn)鉤座上，使保險(xiǎn)鉤鉤脫壓臺(tái)導(dǎo)向橫梁；彈簧使保險(xiǎn)鉤脫鉤復(fù)位。2．4機(jī)架的設(shè)計(jì)機(jī)架在垃圾壓縮裝置中起支撐作用，材料選擇Q235，主體結(jié)構(gòu)采用高強(qiáng)度整體式框架，運(yùn)行穩(wěn)定，壓縮力大而均勻。機(jī)架的結(jié)構(gòu)圖如圖2．2所示。整體式框架包括4根立柱、4根頂部橫梁、2根加強(qiáng)橫梁、2根壓力裝置固定梁、4根支撐架等組成。其中，每根立柱、頂部橫梁、加強(qiáng)橫梁均為四塊30mm厚的鋼板焊接而成，截面為箱型。立柱所用鋼板的尺寸為5000x300x30(mm)，頂部橫梁為3700x300x30(mm)、3000×300×30(mm)，加強(qiáng)橫梁尺寸為3000x300x30(mm)。圖2-2機(jī)架結(jié)構(gòu)圖2．5壓力裝置的設(shè)計(jì)在垃圾壓縮裝置的現(xiàn)有技術(shù)中，主要分為平地式垃圾壓縮裝置和地坑式垃圾壓縮裝置兩種。平地式垃圾壓縮裝置由于沖頭行程大，導(dǎo)致整機(jī)安裝高度過(guò)高而且填壓、裝運(yùn)極不方便．所以已經(jīng)逐漸被淘汰：坑式垃圾壓縮裝置能將垃圾在地平線之下坑內(nèi)壓縮．由于整機(jī)高度降低、操作更方便．所以日趨受到青睬。目前地坑式垃圾壓縮裝置的沖頭行程一般大于3300mm，其壓力裝置包括油缸、供油管路、沖頭球座組成，按所用的油缸分類有兩種：一種是單活塞桿長(zhǎng)體油缸，其沖頭行程可達(dá)3500mm、缸體長(zhǎng)度3500mm、組成整機(jī)的安裝高度7382mm；另一種是套缸式油缸，即采用一根套缸式油缸，其沖頭行程3500mm、缸體長(zhǎng)度2350mm、組成整機(jī)的安裝高度5572mm。前者存在壓力不平衡時(shí)易造成油缸失穩(wěn)、整機(jī)高度過(guò)高并引起建筑空間高度超過(guò)6m和建筑投資加劇以致產(chǎn)品市場(chǎng)受限等不足；后者缸體長(zhǎng)度和組成整機(jī)安裝高度雖然減少，但還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度高、缸體直徑太、維護(hù)性差等不之處。A——輔助液壓缸；B——活動(dòng)橫梁；C——主液壓缸圖2-3壓力裝置結(jié)構(gòu)圖壓力裝置的壓縮油缸采用三聯(lián)油缸．為串聯(lián)油缸壓力裝置，由一根單活塞桿短體油缸A串聯(lián)兩根并聯(lián)的單活塞桿短體液壓缸B形成壓力：用一個(gè)油缸聯(lián)結(jié)粱來(lái)固定油缸A和B的缸體；油缸A的活塞桿頂端連接沖頭球座，油缸B的活塞桿頂端連接垃圾壓縮裝置頂梁。該裝置所用主液壓缸A推力為100t、活塞軒行程為1975mm、缸體長(zhǎng)度2540mm；輔助液壓缸B推力為50t、活塞桿行程為1375mm、缸體長(zhǎng)度為1775mm。A和B形成壓力系統(tǒng)的沖頭行程為3350mm、沖頭壓力為100t。主液壓缸油缸與壓頭之間采用球頭聯(lián)接。另外，三支液壓缸采用單油路控制，整套油缸的密封件采用優(yōu)質(zhì)進(jìn)口密封件。2．6三聯(lián)液壓缸的設(shè)計(jì)2．6．1液壓缸工作壓力的確定液壓缸的工作壓力主要是根據(jù)液壓設(shè)備的類型來(lái)確定的，通常對(duì)于不同的液壓設(shè)備，由于工作條件的不同采用的壓力范圍也不同。表3．1為液壓設(shè)備常用的工作壓力。表2-1液壓設(shè)備常用的工作壓力本設(shè)計(jì)中采用的是液壓機(jī)，參考上表所給壓力，并結(jié)合初步設(shè)計(jì)要求，現(xiàn)選擇液壓缸的工作油壓Pl=25MPa。2．6．2液壓缸內(nèi)徑D及活塞桿直徑d的確定圖2-4單活塞液壓缸計(jì)算示意圖單活塞桿液壓缸計(jì)算示意圖如圖2—4所示，由圖可知，（2—1）其中，——液壓缸工作壓力；——液壓缸回油腔背壓力；——活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比；——工作循環(huán)中最大的外負(fù)載；——液壓缸密封處摩擦力，其精確度不易求得，常用液壓缸的機(jī)械效率進(jìn)行估算。（2—2）其中——液壓缸的機(jī)械效率，一般=0.9～0.97，將代入式(2-1)，可求得D（2—3）本設(shè)計(jì)中，垃圾壓縮裝置的壓縮能力F=100t=N，液壓缸工作油壓=25MPa；由于高壓系統(tǒng)>16～32MPa時(shí)，初算時(shí)背壓忽略不計(jì)，=0；選取機(jī)械效率=0．9，由式(2—3)計(jì)算得液壓缸直徑：=237．8mm；=168．2mm。液壓缸內(nèi)經(jīng)D與活塞桿直徑d的關(guān)系，當(dāng)工作壓力>7(MPa)時(shí)，d／D=O．7，則對(duì)應(yīng)活塞桿直徑為：O．7=166．46mm；0．7=117．74mm。為了便于采用標(biāo)準(zhǔn)的密封元件，按表2—2將液壓缸內(nèi)徑D圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)系列(GB2348--93)直徑：=250mm，=180mm；按表2-3將活塞桿直徑d圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸：=180mm，=125mm。表2-2液壓缸缸筒內(nèi)徑(缸徑)尺寸系列(摘自GB2348--93)(單位：mm)表2-3液壓缸活塞桿外徑(桿徑)尺寸系列(摘自GB2348--93)(單位：mm)2．6．3液壓缸壁厚及外徑的計(jì)算液壓缸的壁厚一般指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度，由液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律視壁厚的不同而各異，一般計(jì)算時(shí)可分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。當(dāng)／D≤O．08時(shí)，可用薄壁缸筒的實(shí)用計(jì)算公式（2—4）當(dāng)／D=0．08～0．3時(shí)，（2—5）當(dāng)／D≥O．3時(shí)，按厚壁圓筒公式計(jì)算，則：（2—6）式中：——液壓缸的最高允許工作壓力(MPa)；D——液壓缸缸筒內(nèi)徑(m)；——缸筒材料的許用應(yīng)力(MPa)缸筒材料的許用應(yīng)力=——缸筒材料的屈服強(qiáng)度(MPa)——安全系數(shù)通常取=1．5～2．5，根據(jù)液壓缸的重要程度和工作壓力大小等因素選取，工作壓力大時(shí)n可選取小一些。本設(shè)計(jì)中選取液壓缸的材料為無(wú)縫鋼管，則：=(100～110)MPa。查典型的液壓缸系列產(chǎn)品其缸筒的壁厚值，得出液壓缸壁厚為：=25mm，=20mm則液壓缸的外徑：；。計(jì)算得液壓缸壁厚以后，通過(guò)以下步驟進(jìn)行驗(yàn)算，確保液壓缸安全工作。液壓缸的額定壓力應(yīng)低于一定的極限值，保證工作安全：（2—7）為了避免缸筒在工作工程中發(fā)生塑性變形，液壓缸的額定壓力應(yīng)與塑性變形壓力有一定的比例范圍：（0.35～0.42）(MPa)（2—8）2.3㏒（MPa）（2—9）(3)缸筒徑向變形△D值應(yīng)在允許范圍內(nèi)，而不超過(guò)密封件允許范圍：（m）（2—10）（4）為確保液壓缸的安全使用，缸筒的爆裂壓力PE應(yīng)大于耐壓試驗(yàn)壓力：2.3㏒(MPa)（2—11）其中——缸筒內(nèi)徑(m)；——缸筒外徑(m)；——液壓缸的額定壓力(MPa)；——缸筒材料的屈服強(qiáng)度(MPa)；——缸筒發(fā)生完全塑性變形的壓力(MPa)；——缸筒材料的抗拉強(qiáng)度(MPa)；——缸筒材料的彈性模量(MPa)；——液壓缸耐壓試驗(yàn)壓力(MPa)；——缸筒發(fā)生爆炸時(shí)壓力(MPa)；——缸筒材料的泊松系數(shù)；鋼材：=0．3通過(guò)驗(yàn)算，液壓缸的壁厚=25mm，=20mm，安全。2．6．4液壓缸工作行程和缸體長(zhǎng)度的確定液壓缸工作行程長(zhǎng)度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)際工作的最大行程來(lái)確定，查表，最終確定活塞桿行程為=1975mm，=1375mm。液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)該等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不應(yīng)大于內(nèi)經(jīng)的20～30倍。最終確定缸體長(zhǎng)度=2540mm，=1775mm。2．6．5液壓缸結(jié)構(gòu)形式的確定液壓缸典型結(jié)構(gòu)包括通用型液壓缸和專用型液壓缸。1——活塞桿；2——前端蓋；3——鋼筒；4——支撐環(huán)；5——活塞；6——活塞密封件；7——前端蓋圖2-5液壓缸結(jié)構(gòu)形式通用型液壓缸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零、部件符合標(biāo)準(zhǔn)化、通用化要求，無(wú)特殊的使用要求，因此用途較為廣泛，適用于各種液壓系統(tǒng)；而專用型液壓缸是專門為某一用途而設(shè)計(jì)的液壓缸，以滿足該用途的特殊要求，在材料、結(jié)構(gòu)、加工精度方面不同于通用型液壓缸。考慮到垃圾壓縮裝置工作環(huán)境及安裝的方便，可選用零件較少、外表光潔的焊接型液壓缸，其結(jié)構(gòu)圖如圖2-5所示。液壓缸所受外負(fù)載包括三種類型，即（2—12）其中，——工作負(fù)載，對(duì)于壓縮裝置來(lái)說(shuō)，即為活塞運(yùn)動(dòng)方向收到的伸縮力.——運(yùn)動(dòng)部件速度變化時(shí)的慣性負(fù)載； ——導(dǎo)軌摩擦阻力負(fù)載，啟動(dòng)時(shí)為靜摩擦阻力，啟動(dòng)后為動(dòng)摩擦阻力，(2—13)——運(yùn)動(dòng)部件重力；——垂直于導(dǎo)軌的工作負(fù)載；——導(dǎo)軌摩擦系數(shù)。（2—14）其中——重力加速度；——加速或減速時(shí)間：——時(shí)間內(nèi)的速度變化量。2．7本章小結(jié)本章為垂直式垃圾中轉(zhuǎn)站垃圾壓縮裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分，主要進(jìn)行了如下工作：1．經(jīng)過(guò)分析選擇本論文研究對(duì)象的工作環(huán)境為壓縮方式為垂直壓縮式、受圾箱位置為地坑式、提升方式為整體提升的地坑式垂直壓縮垃圾中轉(zhuǎn)站，并確定了其主要性能指標(biāo)等參數(shù)；2．完成了垃圾壓縮裝置的總體技術(shù)性能設(shè)計(jì)；3．垃圾箱總成采用整體式三倉(cāng)結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)；4．對(duì)機(jī)架進(jìn)行了設(shè)計(jì)；5．對(duì)壓縮裝置的核心部件——壓力裝置進(jìn)行了設(shè)計(jì)：第三章垂直式垃圾壓縮裝置液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1垂直式垃圾壓縮裝置液壓系統(tǒng)的基本要求為了使垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的壓縮裝置操作簡(jiǎn)單、維修方便、安全可靠、壓力充裕、價(jià)廉實(shí)用,現(xiàn)對(duì)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求如下:(l)在機(jī)械裝置的配合下,可以根據(jù)不同的作業(yè)要求,實(shí)現(xiàn)單工序或聯(lián)動(dòng)操作；(2)合理解決不同執(zhí)行元件所需壓力和速度問(wèn)題,提高系統(tǒng)效率,減少發(fā)熱；(3)有足夠的壓縮能力。3.2液壓系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)3．2．1閥和基本回路有兩種閥和回路在類似壓縮裝置工作狀況時(shí)應(yīng)用較多,介紹如下:1——三位四通換向閥；2——單向順序閥；3——液壓缸圖3一1單向順序閥的平衡回路1.單向順序閥平衡回路。為了防止立置液壓缸或垂直運(yùn)動(dòng)的工作部件由于自重在超速下降,通常應(yīng)設(shè)置平衡回路。如圖3一1所示為單向順序閥平衡回路。單向順序閥由單向閥和順序閥并聯(lián)組成。順序閥中,當(dāng)控制閥壓力(如為內(nèi)控,即進(jìn)口壓力)未達(dá)到調(diào)定壓力之前,此閥關(guān)閉；當(dāng)達(dá)到調(diào)定壓力后,此閥開啟。油液經(jīng)此閥進(jìn)入下一執(zhí)行元件,并使其動(dòng)作,從而達(dá)到順序動(dòng)作的目的。在圖3一1中,當(dāng)換向閥1切換至左位時(shí),油缸3的活塞向下運(yùn)動(dòng),缸下腔的油經(jīng)過(guò)單向順序閥的順序閥流回油箱。只要使閥2的調(diào)壓值大于由于活塞及其相連工作部位的重力在缸下腔產(chǎn)生的壓力值,則當(dāng)換向閥處于中位的時(shí)候,活塞和工作部件就能被單向順序閥鎖住而不會(huì)因自重而下降。2.單向節(jié)流閥。單向節(jié)流閥在回路中可以起到調(diào)速功能,在垃圾壓縮裝置中可以使用。3．2．2壓頭裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓頭的主要作用是將零散的垃圾壓實(shí)成塊。壓頭機(jī)構(gòu)是壓縮裝置的壓縮工作機(jī)構(gòu),它由液壓缸推動(dòng)壓頭將垃圾壓緊。壓頭需要往復(fù)幾次壓縮垃圾,每次壓縮至一定程度時(shí)都必須進(jìn)行保壓,以促進(jìn)垃圾塊壓實(shí),避免垃圾大量潰散。在推壓垃圾時(shí),系統(tǒng)需要提供足夠的動(dòng)力,并且推壓頭必須緩慢的推進(jìn)。1——液壓泵；2——溢流閥；3、4——三位四通電液換向閥；5、6——單向順序閥；7、8——傳力油缸；9——壓縮油缸圖3一2壓頭裝置液壓系統(tǒng)圖根據(jù)壓頭機(jī)構(gòu)的實(shí)際工作情況和要求,設(shè)計(jì)壓縮液壓控制回路,如圖3—2所示。壓頭機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)由液壓泵、溢流閥、三位四通閥、單向順序閥、傳力液壓缸、壓頭液壓缸、油箱、油管等組成。其工作原理是:啟動(dòng)泵1,當(dāng)左邊的電磁鐵通電時(shí)，使三位四通閥3和4切換到左位,則泵1轉(zhuǎn)為升壓供油狀態(tài),油經(jīng)過(guò)5和6的單向順序閥進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔,則液壓缸的活塞桿驅(qū)動(dòng)壓頭推動(dòng)。當(dāng)兩邊的電磁鐵都不通電時(shí)，使閥3和4切換到中位時(shí)，壓頭就能被單向順序閥鎖住而不會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)右邊的電磁鐵通電時(shí)，使三位四通閥3和4切換到右位,液壓缸將快速退回。3．2．3推板機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)推板的主要作用是當(dāng)一塊垃圾壓縮成塊后，將其沿箱體軌道推至儲(chǔ)存?zhèn)}，當(dāng)兩塊垃圾壓縮成塊后，由推板將兩塊垃圾塊推出壓縮箱體，進(jìn)入轉(zhuǎn)運(yùn)車輛的車廂。推板的一面由推出倉(cāng)的推出液壓缸、推出架及支撐件固定連接，另一面與垃圾體接觸，壓縮垃圾時(shí)，推板處于原位置，與垃圾擋板、箱體、中門形成壓縮倉(cāng)。在推動(dòng)垃圾時(shí),系統(tǒng)需要提供足夠的動(dòng)力,并且推板必須緩慢的推進(jìn)。1——溢流閥；2——液壓泵；3、4——三位四通電液換向閥；5、6——單向節(jié)流閥；7、8——推板液壓缸圖3一3推板機(jī)構(gòu)液壓圖根據(jù)推板機(jī)構(gòu)的實(shí)際工作情況和要求,設(shè)計(jì)壓縮液壓控制回路,如圖3—3所示。推壓機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)由液壓泵、溢流閥、三位四通閥、單向節(jié)流閥、推壓液壓缸、油箱、油管等組成。其工作原理是:啟動(dòng)泵2,當(dāng)左邊的電磁鐵通電時(shí)，使三位四通閥3和4切換到左位,則泵2轉(zhuǎn)為升壓供油狀態(tài),油經(jīng)過(guò)5和6的單向節(jié)流閥進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔,則液壓缸的活塞桿驅(qū)動(dòng)推板推動(dòng)垃圾快。當(dāng)兩邊的電磁鐵都不通電時(shí)，使閥3和4切換到中位時(shí)，推板就能被單向節(jié)流閥鎖住而不會(huì)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)右邊的電磁鐵通電時(shí)，使三位四通閥3和4切換到右位,液壓缸將快速退回。為了保證液壓缸工作平穩(wěn)性,本油路采用進(jìn)口節(jié)流調(diào)速回路,單向節(jié)流閥5和6在三位四通閥3和4切換到左位時(shí)處于調(diào)速狀態(tài),可以防止推板快速推進(jìn)。3．2．4中門機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中門跟提升液壓缸一起固定于箱體上，壓縮垃圾時(shí)起到隔離垃圾的作用，當(dāng)要推出垃圾時(shí)，中門由提升液壓缸提起，待推出完畢重新落回原位。在將垃圾倒入垃圾箱體中的壓縮倉(cāng)之前,提升油缸驅(qū)動(dòng)中門提升機(jī)構(gòu)下降。在垃圾壓縮成快后,中門提升機(jī)構(gòu)上升。1——溢流閥；2、7——三位四通電液換向閥；3、6——單向順序閥；4、5——中門液壓缸；8——液壓泵圖3一4中門機(jī)構(gòu)液壓圖根據(jù)中門提升機(jī)構(gòu)的實(shí)際工作情況和要求,設(shè)計(jì)液壓控制回路,如圖3一4所示。提升機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)是由液壓泵、溢流閥、三位四通閥、單向順序閥、提升液壓缸、油箱、油管等組成。其工作原理是:啟動(dòng)液壓泵8,當(dāng)左邊的電磁鐵通電時(shí)，使三位四通閥2和7切換到左位,則泵8轉(zhuǎn)為升壓供油狀態(tài),油經(jīng)過(guò)單向順序閥3和6的單向閥進(jìn)入液壓缸的無(wú)桿腔,則液壓缸的活塞桿驅(qū)動(dòng)推壓機(jī)構(gòu)。當(dāng)兩邊的電磁鐵都不通電時(shí)，使閥3和6切換到中位時(shí),提升機(jī)構(gòu)就能被單向順序閥鎖住而不會(huì)因自重而下降。當(dāng)右邊的電磁鐵通電時(shí)，使三位四通閥2和7切換到右位,油進(jìn)入液壓缸的有桿腔,單向順序閥到達(dá)調(diào)定壓力,油經(jīng)過(guò)單向順序閥3和6的順序閥流回油缸,此時(shí)提升機(jī)構(gòu)將緩慢下降。3．2．5整個(gè)裝置的液壓系統(tǒng)前面的各個(gè)機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)再簡(jiǎn)化,就構(gòu)成了整個(gè)垂直式垃圾壓縮裝置的液壓系統(tǒng)。如圖3-5所示：1——變量泵；2——溢流閥；3、10、11、16——三位四通電液換向閥；4——單向節(jié)流閥；5、6——推板液壓缸；7、8——中門液壓缸；9、15——單向順序閥；12、13——壓頭裝置輔助液壓缸；14——壓頭裝置主液壓缸圖3-5垂直式垃圾壓縮裝置的液壓系統(tǒng)原理圖3．3部分參數(shù)的選擇與計(jì)算3．3．1系統(tǒng)壓力（p）與流量（q）的確定系統(tǒng)壓力(p)是設(shè)計(jì)計(jì)算中最重要的參數(shù)之一。系統(tǒng)壓力的合理選擇和匹配不但能保證液壓元件具有期望的工作壽命與可靠性,以及工作的能力能被充分的利用而降低成本,因此對(duì)液壓系統(tǒng)壓力的確定是十分重要和關(guān)鍵的。一般來(lái)講,p值大,有利于縮小系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸,但會(huì)使泄漏增大,密封要求提高。己知推壓機(jī)構(gòu)最大推力為F=100t,單輔液壓缸最大推力為F=50t。根據(jù)垃圾壓縮裝置所屬類型,該液壓系統(tǒng)為中壓系統(tǒng),根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和調(diào)研結(jié)果分析,選p=25Mpa。已知主推壓油缸最大推力為100t,設(shè)A為推壓油缸活塞的面積,D為缸徑,有下列公式:A=F/p(3-l)(3-2)根據(jù)公式3-l、3-2,計(jì)算可得,缸徑D=288.68mm。根據(jù)GB/T2348一1993,取標(biāo)準(zhǔn)值D=300mm，液壓缸類型為:雙作用單活塞桿缸。己知壓縮周期為80s,由前文可知推板油缸行程為5m,計(jì)算可得,推壓的運(yùn)行速度為v=0.16m/s。推板系統(tǒng)的最大流量q取決于液壓執(zhí)行元件所需流量、回路泄漏。由于回路行程短,泄漏可忽略不計(jì)。計(jì)算可得q=188.42(L/min)。p和q是選擇液壓元件的主要依據(jù)。3．3．2系統(tǒng)功率的計(jì)算與電動(dòng)機(jī)的選擇考慮液壓泵在能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中的損失,取效率為90%,則計(jì)算系統(tǒng)功率P.計(jì)算可得P=18.72Kw,據(jù)此,可選擇功率為22.5kw的4極交流電動(dòng)機(jī),n=30O0r/min。3．3．3液壓泵選擇及排量計(jì)算根據(jù)系統(tǒng)工作壓力和使用要求,液壓泵宜選用變量軸向柱塞泵。液壓泵排量可按下式估算:V=q/n(3-5)計(jì)算可得V=62.81mL/r。3．4液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)(1)各執(zhí)行器均采用電動(dòng)換向閥進(jìn)行方向控制,電路系統(tǒng)簡(jiǎn)單,但自動(dòng)化系統(tǒng)略低。(2)壓縮裝置是典型的以壓