家用垃圾處理機(jī)切塊裝置設(shè)計(jì)【開題報(bào)告】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化</p><p>　　家用垃圾處理機(jī)切塊裝置設(shè)計(jì)</p><p>　　1家用垃圾處理機(jī)的背景、意義</p><p>　　我們的家庭每天都會(huì)產(chǎn)生不少生活垃圾，這其中廚房的食物垃圾是最多的。這些垃圾也讓我們愈來愈頭痛，尤其在炎熱的

2、夏天，食物垃圾易產(chǎn)生臭味，還容易滋生細(xì)菌吸引蚊子、昆蟲等，對(duì)舒適的家庭生活造成不小的影響。很多人已經(jīng)厭倦了那種每天清理完廚房的各種垃圾后，再拎著垃圾袋跑到樓下去扔垃圾的方式。在國外，人們是怎樣解決這個(gè)問題的呢? 答案就是廚房垃圾處理機(jī),一個(gè)幾乎家家戶戶的廚房都裝有的小電器。它能粉碎許多食物垃圾，讓您足不出戶就能輕松處理。廚房垃圾處理機(jī)安裝非常簡單，只需裝在水糟下面，使用時(shí)打開水籠頭一按開關(guān)，要處理的垃圾就被磨成粉末沖入下水道了[1]。&

3、lt;/p><p>　　食物垃圾處理器起源于美國。據(jù)有關(guān)資料記載, 在上個(gè)世紀(jì)30年代, 一位名叫約翰?海墨的設(shè)計(jì)師在自己的地下室設(shè)計(jì)出了世界上第一臺(tái)食物垃圾處理器, 這一富于想象力的設(shè)計(jì)目的是為了減輕自己妻子廚房事務(wù)的負(fù)擔(dān), 并且使廚房環(huán)境更干凈一些。產(chǎn)品最初的設(shè)計(jì)十分簡單。只有一臺(tái)用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的滾刀式粉碎機(jī),隨后的幾十年,該產(chǎn)品得到了不斷的改進(jìn)和提高,逐步被消費(fèi)者所接受,在上個(gè)世紀(jì)的60 年代,開始在美國市場上形

4、成批量銷售,之后,該產(chǎn)品的實(shí)用價(jià)值及其優(yōu)點(diǎn)得到了政府和有關(guān)部門的認(rèn)可,并通過倡導(dǎo)安裝,實(shí)現(xiàn)了減少活垃圾及排放物,從源頭抓起的目的,進(jìn)而達(dá)到了垃圾的減量化、資源化、無害化的效果。這種食物垃圾處理器目前在美國的家庭中使用率已很高,并由此波及至其他國家。[2]</p><p>　　2家用垃圾處理機(jī)切塊裝置的最新成果及動(dòng)態(tài) </p><p>　?。?）國外餐廚垃圾處理概況</p>&

5、lt;p>　　國外的餐廚垃圾處理裝置大致分機(jī)械研磨型和生化處理型。</p><p>　　所謂機(jī)械研磨型其原理是通過高速運(yùn)轉(zhuǎn)的刀片將裝在內(nèi)膽里的各種食物垃圾切碎后再將攪拌物沖入下水道，這既解決了水道堵塞帶來的麻煩，又解決了因垃圾腐爛變質(zhì)而帶來的環(huán)境污染[3]。</p><p>　　早在20世紀(jì)40年代，美國就成功地研制開發(fā)出家庭食物垃圾處理機(jī)，解決了傾倒家庭食物垃圾和存放的煩惱。如今美

6、國90%以上家庭使用這種機(jī)器，一些城市甚至強(qiáng)制使用。在美國，餐廚垃圾產(chǎn)生量較大的單位設(shè)置垃圾粉碎機(jī)和油脂分離裝置，餐廚垃圾經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后進(jìn)入油脂分離裝置，碎料排入下水道，油脂則送往相關(guān)加工廠(如制皂廠)加以利用；餐廚垃圾產(chǎn)生量較小的單位，則將其混入有機(jī)垃圾中進(jìn)行處理(前提是美國生活垃圾分類收集的比例很高。廚房垃圾必須分門別類放置：塑料制品、鐵皮罐頭盒、鋁罐飲料等扔入黃色垃圾桶；皮紙扔入藍(lán)色垃圾桶；殘羹剩飯等有機(jī)物倒入綠色的“生態(tài)桶”；剩

7、下的才倒入黑色的普通垃圾桶)，近時(shí)期的發(fā)展則是傾向于采用堆肥工藝制成肥料或加工成動(dòng)物飼料進(jìn)行資源化回收利用。</p><p>　　在日本，餐廚垃圾處理也達(dá)到了35%以上，松下電子工業(yè)公司于1993年研制MS-N40和MS-N31兩種廚房垃圾處理機(jī)，3~4h可以處理0.7Kg垃圾，機(jī)器內(nèi)置臭氧除臭器，用以除去垃圾的多種氣味。而日本精工公司2000年5月成功地開發(fā)出使用磁控管的食物垃圾處理裝置。這種裝置最大的特點(diǎn)是能

8、將食物垃圾的水分蒸發(fā)掉，經(jīng)干燥后磨碎。這種裝置由于采用微波處理，可同時(shí)殺滅垃圾中的細(xì)菌并防止產(chǎn)生有害氣體，體積如同復(fù)印機(jī)大小，可放置在室內(nèi)，底面有輪子可隨意移動(dòng)，因此對(duì)市區(qū)飲食店和小型超市尤為適用，具有廣闊的市場。</p><p>　　近幾年，國外蓬勃興起了一種有機(jī)垃圾處理方式——生化處理型餐廚垃圾處理機(jī)。根據(jù)出料時(shí)間和出料量分為“消滅型”和“堆肥型”。消滅型重在垃圾的減量，適合于居住小區(qū)的有機(jī)垃圾就地消納，消除

9、臭味，避免蚊蠅的滋生，減少收集運(yùn)輸過程中的環(huán)境污染問題。其原理是將催化劑摻進(jìn)垃圾中，攪拌使分解垃圾的細(xì)菌活性化，經(jīng)過數(shù)小時(shí)的攪拌后垃圾被分解成水和二氧化碳。其分解使用的催化劑大多為各公司開發(fā)的技術(shù)。如日本三洋公司推出的餐廚垃圾處理機(jī)，采用微生物來分解垃圾，使垃圾轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳，其產(chǎn)品更適合于城市家庭。堆肥型處理機(jī)則是兼顧了餐廚垃圾的減量化和資源化，是一種添加了高效菌種并控制堆肥條件的動(dòng)態(tài)快速有機(jī)垃圾堆肥器[4]。用餐廚垃圾制作有機(jī)肥

10、，其基本技術(shù)可分為好氧發(fā)酵堆肥法和厭氧發(fā)酵消化法。并且根據(jù)對(duì)通風(fēng)、濕度、攪拌、溫度的不同控制以及菌種和菌種添加方法的不同，可以演變?yōu)槎喾N工藝流程。垃圾堆應(yīng)該設(shè)在堆肥房內(nèi)，用塑料膜覆蓋。無論是室內(nèi)堆肥或室外覆蓋堆肥，都應(yīng)該減少人員接觸垃圾的機(jī)會(huì)，保護(hù)工作人員的身心健康。經(jīng)過堆肥后的垃圾肥效高、肥效快、肥效穩(wěn)定、體積少和致病菌少等優(yōu)點(diǎn)。該方法的不足之處是必須將垃圾堆進(jìn)行翻堆，這樣才</p><p>　?。?）國內(nèi)餐廚

11、垃圾處理的狀況</p><p>　　在國內(nèi)最早推行餐廚垃圾處理機(jī)的廠商有美國的艾默生電氣和通用公司，由于進(jìn)入市場較早，十年來的市場運(yùn)作給這兩個(gè)品牌的餐廚垃圾處理機(jī)帶來了極為可觀的市場占有率；之后又有美國擎通集團(tuán)垃圾處理機(jī)介入，其市場份額現(xiàn)已位居第一。同時(shí)國內(nèi)一些廠家也開始研發(fā)各自的產(chǎn)品，如江蘇省某制造有限公司自行研制開發(fā)生產(chǎn)的廚房垃圾粉碎機(jī)，主要利用錘頭在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的慣性力將垃圾擊碎，再通過齒板、齒田的相對(duì)運(yùn)

12、動(dòng)進(jìn)行再次切割、研磨，粉碎后的垃圾隨下水道沖走，處理技術(shù)的成熟度還有待于提高[6]。又如中國萬家電器集團(tuán)有限公司研制的萬家SLC370型食物垃圾處理機(jī)，采用濕法厭氧發(fā)酵處理垃圾，將餐廚的食物垃圾粉碎成極小顆粒，進(jìn)入排水系統(tǒng)，經(jīng)短期發(fā)酵后形成淤泥狀肥料。該方法僅局限于家庭內(nèi)就地處理食物性垃圾，所以處理規(guī)模小[7]。</p><p>　　3 家用垃圾處理機(jī)切塊裝置的研究內(nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線）、研究難點(diǎn)及預(yù)

13、期達(dá)到的目標(biāo)</p><p>　　3.1家用垃圾處理機(jī)切塊裝置的研究內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計(jì)的家用垃圾處理機(jī)切塊裝置是對(duì)普通家用垃圾處理機(jī)的改進(jìn)。它把研磨機(jī)構(gòu)、擠出機(jī)構(gòu)和切塊機(jī)構(gòu)有機(jī)地結(jié)合起來應(yīng)用于廚房垃圾的處理中。研磨部分將眾多的食物垃圾磨成細(xì)小的顆?；蛘叻勰?。擠出裝置將研磨后食物顆粒擠成條狀或大塊狀，同時(shí)也將其中的水分?jǐn)D掉。切塊裝置便是將條狀的食物垃圾再進(jìn)行切塊，以便回收利用。

14、這樣做提高了垃圾的回收利用，同時(shí)也避免了經(jīng)研磨后的垃圾直接排入水體而造成水體的污染。切塊裝置內(nèi)，通過刀具的移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，將擠出后的垃圾迅速切割掉。設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容包括市場調(diào)研、文獻(xiàn)綜述、外文翻譯、開題報(bào)告、切塊裝置總體方案設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算、切塊裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)的強(qiáng)度校核、切塊裝置的運(yùn)動(dòng)分析、繪制家用垃圾處理機(jī)切塊裝置的整體裝配圖、傳動(dòng)部分部件裝配圖、關(guān)鍵件的零件圖、完成不少于10000字的設(shè)計(jì)說明書等。</p><p&g

15、t;　　(1)切塊裝置的設(shè)計(jì)方案</p><p>　　1)切塊裝置的技術(shù)參數(shù)</p><p>　?、俚毒叩那懈盍?0N，考慮到所切割的是顆粒垃圾，故所需的切割力不用太多，但同時(shí)也要保證切割的力度。</p><p>　?、谇懈畹乃俣瓤刂圃?0～60r/min, 并能根據(jù)實(shí)際要求實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的調(diào)整。</p><p>　?、矍懈钕聛淼膲K狀垃圾控制在5

16、0g左右</p><p><b>　　2)方案分析與比較</b></p><p>　　目前，投入研究的家用垃圾處理方法種類繁多，各種新型垃圾處理機(jī)也不斷研制成功并陸續(xù)投入生產(chǎn)。本設(shè)計(jì)要將切塊裝置引入垃圾處理機(jī)的研制。因此，設(shè)計(jì)處理機(jī)時(shí)，參考以往家用垃圾處理機(jī)設(shè)計(jì)的成功經(jīng)驗(yàn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了多個(gè)方案的設(shè)計(jì)比較，現(xiàn)選擇2個(gè)方案加以分析。</p><p&

17、gt;　　方案一：采用如同面包切塊機(jī)的切割裝置，垃圾的切割由吸入、充填、排出三部分組成。</p><p>　　①吸入：圖1(1)所示，在曲軸作用下，搖桿6帶動(dòng)閥4向右移動(dòng)，面斗與大缸體8的通路被打開。這寸搖桿7帶動(dòng)大活塞3也向右移動(dòng)，使大缸體8左腔形成瞬時(shí)真空。于是面團(tuán)12在外界大氣壓力和自身重力作用下，進(jìn)入大缸體8的左腔，完成吸入過程。</p><p>　　②充填：完成真空吸入面團(tuán)以后，

18、搖桿6帶動(dòng)閥4向左移動(dòng)，將漏斗與大缸體8的通路關(guān)閉，使顆粒垃圾與漏斗的顆粒分離。隨后搖桿7帶動(dòng)大活塞3向左移動(dòng)，同時(shí)卸料擋塊1也向左移動(dòng)。大缸體左腔的面田由此被推入小缸體2中，帶動(dòng)小活塞10左移，完成充填過程，見圖1(2)所示。</p><p>　?、叟懦觯撼涮钸^程完成以后，小缸體2、小活塞f0同時(shí)下移，以使小缸體2內(nèi)的垃圾與大缸體左腔的垃圾分離，隨之小缸體2端口被打開。這時(shí)，搖桿l推動(dòng)小活塞10向右移動(dòng)，將塊狀

19、垃圾推出缸體。而后，小缸體向上移動(dòng)，塊狀垃圾被大缸體8下刮刀從小活塞10的端面上刮掉，并由刮板9將其打落在傳送帶11上，轉(zhuǎn)入收納盒內(nèi)。至此垃圾切塊的一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。下一周期相繼進(jìn)行，見圖1(3)所示。[8]</p><p>　　圖1真空吸入式切塊原理圖(1)吸入(2)充填(3)排出</p><p>　　1.卸料擋塊 2.小缸體 3.大活塞 4.閥 5.調(diào)節(jié)手輪 6.搖桿 7.搖桿 8.大

20、缸體 9.刮板 10.小活塞 11.傳送帶 12.面團(tuán)</p><p>　　此機(jī)構(gòu)若用于垃圾處理器的切塊機(jī)構(gòu)上，則結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，會(huì)增大垃圾處理器的體積。</p><p>　　方案二：采用如同面條且切斷機(jī)的切割裝置</p><p>　　從擠出裝置中輸出的條狀垃圾塊被送到一對(duì)裝有切斷刀的滾輪間，滾輪每回轉(zhuǎn)一周，垃圾被切成一定長度。其下方的引導(dǎo)定位滾輪夾持著切斷的垃圾塊繼

21、續(xù)向下，等下降到長度的一半時(shí)，向右運(yùn)動(dòng)的往復(fù)折疊導(dǎo)板與垃圾接觸，推向分路傳送帶，垃圾塊在引導(dǎo)定位滾輪和傳送帶間的間隔里折疊成雙層塊。</p><p>　　此切塊裝置原本是用來切斷面條的，面條是條狀的，而我們所要切成的是塊狀的，并且擠出后的食物垃圾顯然要比面條體積更大，質(zhì)地更堅(jiān)硬，所以原模原樣的用此機(jī)構(gòu)來作為切塊裝置顯然是不合理的，故如要采用此機(jī)構(gòu)，需對(duì)其進(jìn)行一定的改進(jìn)。[9]</p><p&g

22、t;　　(2)設(shè)計(jì)方案的具體內(nèi)容</p><p>　　制作切割裝置刀具的主要材料為304不銹鋼，因?yàn)樗透g性、耐熱性、低溫強(qiáng)度、機(jī)械性能良好，且深沖壓、彎曲等常溫加工性能也較好，故非常適合用來切割有機(jī)物。</p><p>　　1)刀具的轉(zhuǎn)速與功率</p><p>　　影響切塊作用大小的因素主要有刀具的轉(zhuǎn)速或移動(dòng)速度、刀具的直徑D與長度L的比值、垃圾條的大小、內(nèi)部結(jié)

23、構(gòu)、傳動(dòng)比大小等。刀具的的工作轉(zhuǎn)速為臨界轉(zhuǎn)速的0.20～0.36倍。可根據(jù)不同的食物垃圾選用適當(dāng)?shù)目?、慢兩擋轉(zhuǎn)速，并且根據(jù)垃圾條的擠出速度計(jì)算出刀具的速度，才能選擇電機(jī)。</p><p><b>　　2)傳動(dòng)及調(diào)速系統(tǒng)</b></p><p>　　傳動(dòng)及調(diào)速系統(tǒng)控制了整個(gè)裝置的運(yùn)作。主要設(shè)計(jì)有：</p><p>　　a.各裝置的分布位置<

24、/p><p><b>　　b.補(bǔ)強(qiáng)的計(jì)算</b></p><p>　　3)與齒輪連接的軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　此軸直接安接在內(nèi)齒輪上，當(dāng)啟動(dòng)電機(jī)，通過此軸帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀具的移動(dòng)。主要設(shè)計(jì)有：</p><p><b>　　a.軸的直徑</b></p><p><b

25、>　　b.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　c.軸的強(qiáng)度校核</b></p><p><b>　　d.套筒的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　e.密封圈的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　f.軸端擋圈的設(shè)計(jì)</b

26、></p><p><b>　　4)傳動(dòng)齒輪</b></p><p>　　傳動(dòng)齒輪主要設(shè)計(jì)有：</p><p><b>　　a.齒輪位置的確定</b></p><p>　　b.齒輪的的模數(shù)與齒數(shù)等參數(shù)</p><p>　　c.傳動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核 </p>

27、;<p><b>　　d.滑動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5)切塊裝置機(jī)架</b></p><p>　　本設(shè)切塊裝置的機(jī)架由托架和底架組成。托架起電動(dòng)機(jī)的作用；底架主要起支撐作用。主要設(shè)計(jì)有：</p><p>　　a.托架和底架各桿的尺寸計(jì)算</p><p><

28、;b>　　b.機(jī)架的強(qiáng)度校核</b></p><p>　　3.2 家用垃圾處理機(jī)切塊裝置的研究方法</p><p>　　在市場調(diào)研的基礎(chǔ)上，查閱國內(nèi)外食物垃圾處理機(jī)器的最新動(dòng)態(tài)和相關(guān)成果，進(jìn)行文獻(xiàn)綜述，明確具體的研究方法，提出設(shè)計(jì)思路，并進(jìn)行課題的可行性分析。提出不同的切塊裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，對(duì)其切塊部件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)地分析，在對(duì)不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上確定并完善具

29、體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。具體步驟為：</p><p>　　a.做市場調(diào)研報(bào)告，寫文獻(xiàn)綜述；</p><p>　　b.在不同的設(shè)計(jì)方案基礎(chǔ)上確定總體設(shè)計(jì)方案；</p><p>　　c.根據(jù)實(shí)際需要，進(jìn)行真空轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確定各部件的尺寸；</p><p>　　d.畫出整體裝配圖及部分零件圖。</p><p>　　3.3 家用垃

30、圾處理機(jī)切塊裝置研究的難點(diǎn)</p><p>　　作為一項(xiàng)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，其中包含許多需要解決的難點(diǎn)，主要有：</p><p>　　a.作為家用的垃圾處理機(jī)，其體積應(yīng)是越小越好，但增加了切塊部分，無疑會(huì)增加其體積，這就給設(shè)計(jì)帶來了不少的難題。</p><p>　　b.切塊機(jī)構(gòu)與上一步機(jī)構(gòu)的完美連接。</p><p>　　c.切塊部分造價(jià)應(yīng)盡量低，

31、以此來降低整體的價(jià)格，才能被更多的消費(fèi)者所接受。</p><p>　　3.4 家用垃圾處理機(jī)切塊裝置研究的預(yù)期目標(biāo)</p><p>　　本課題根據(jù)目前廚房食物垃圾和相應(yīng)切塊裝置結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀與存在的問題，針對(duì)家用垃圾處理機(jī)切塊裝置的設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出可以滿足家庭生活需要、符合制造工藝要求、結(jié)構(gòu)合理可行的食物垃圾切塊裝置。</p><p>　　3.5 家用垃圾處理

32、機(jī)切塊裝置研究的創(chuàng)新點(diǎn)</p><p>　　以前的食物垃圾處理器僅有一個(gè)研磨裝置，隨著食物被研磨成細(xì)小顆?；蛘叻勰┒慌湃胨w，這樣不僅污染了水體，還造成了資源的浪費(fèi)。此食物垃圾處理器能夠的對(duì)食物垃圾進(jìn)行回收處理，并加以利用，是對(duì)能源的一種合理利用。</p><p>　　4研究工作詳細(xì)工作進(jìn)度和安排</p><p>　　1.在2010年12月20日前完成市場調(diào)研，并

33、完成文獻(xiàn)綜述初稿。 </p><p>　　2.在2010年12月31日前完成相關(guān)外文資料的翻譯（翻譯每篇2000單詞以上的相關(guān)外文資料兩篇）、開題報(bào)告初稿。 </p><p>　　3.在2011年1月12日前完成外文資料翻譯、文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告。 </p><p>　　4.在2011年2月28日前確定切塊裝置總體設(shè)計(jì)方案草圖。 </p><p&g

34、t;　　5.在2011年3月14日前完成切塊裝置各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)強(qiáng)度校核。 </p><p>　　6.在2011年3月28日前優(yōu)化并確定切塊裝置總體設(shè)計(jì)方案，完成計(jì)算機(jī)繪制的總體結(jié)構(gòu)裝配圖草圖（含傳動(dòng)部分）。 </p><p>　　7.在2011年4月11日前完成計(jì)算機(jī)繪制的總體結(jié)構(gòu)裝配圖定稿，完成實(shí)習(xí)報(bào)告。 </p><p>　　8.在2011年4月18日前完

35、成切塊裝置傳動(dòng)裝置關(guān)鍵件的零件圖。 </p><p>　　9.在2011年4月25日前完成傳動(dòng)裝置關(guān)鍵件的零件圖。 </p><p>　　10.在2011年5月9日前完成設(shè)計(jì)說明書初稿。 </p><p>　　11.在2011年5月16日前完成設(shè)計(jì)說明書定稿。 </p><p>　　12.在2011年5月22日前完成畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯幻燈資料，準(zhǔn)備

36、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。</p><p><b>　　5參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]謝芳，徐亮. 質(zhì)量與生活—廚房垃圾處理機(jī)，您的家庭需要嗎 [J].中國檢驗(yàn)免疫,2005(7):62</p><p>　　[2]程秀林.淺談食物垃圾處理器[J].家用電器(11):21</p><p>　　[3]耿土鎖.食物性有機(jī)垃

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