内容发布更新时间 : 2024/12/23 0:00:20星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

年国内城市生活垃圾产量为1.6亿吨，往年垃圾产出总量达60多亿吨。据统计，北京一天产生垃圾1.2万吨，一年400万吨，国内另一个大城市上海市相比北京垃圾产出量更大，一年约600万吨。其中填埋是最主要的处理方式，此外还有堆肥、焚烧等处理方式，因为这类处理方式每年被占用的土地就近千亩。

1.2.3城市生活垃圾的产生和分类

生活垃圾主要是从人类的消费活动中产生。它的产生是必然的，因为在一段时间内人利用自然资源的能力是有限的，不可能永远把资源全部转化为产品，总会有部分垃圾产生。转化出来的产品都有使用寿命，一旦超过使用寿命，就成为垃圾。技术创新速度的快慢也决定着垃圾的产量和产品更新换代的时间

生活垃圾的成分复杂具有多样性。人们习惯于将生活垃圾产品从不同的方面进行分类。通常国内对城市生活垃圾分为有机物、无机物等不可回收垃圾和纸、木竹、塑料、橡胶、布、玻璃、金属等可回收垃圾。

实际上国内外在城市生活垃圾的组成成分上也截然不同。许多有机物质是美国城市生活垃圾的特点，大部分成分可回收或燃烧；在中国大多数为无机材料。在上海、北京这样大城市，有机物相较于其他中小城市较多，但仍有相当一大部分为无机物。即使在国内不同城市垃圾成分也存在一些差异。这些因素这就决定了中国垃圾处理方法和国外垃圾处理方法应该是不同的。

1.3意义和目的

城市生活垃圾虽然是废弃物，但这并不表示垃圾就是百害无一利的。可能在某一方面他确实毫无价值，但是在另一方面却能大放异彩。如降解垃圾中的有机废物，可以得到制造有机肥料的好材料。有效的垃圾资源化可以在资源，能源的节约和保护和在减少污染和保护环境方面产生积极地作用。目前我国都市生活垃圾常采用的填埋、焚烧和堆肥处理都存在一定程度的劣势。这一问题可以通过先分类回收城市生活垃圾，再生大部分有用物质，然后在进行填埋焚烧堆肥处理解决。这样不能能在经济方面节省大量资金，更为重要的是最大程度的实现了垃圾无害、减量和再资源化。手选，粉碎，筛选，分离，干燥等方法，可以回收从垃圾中有用的材料，不仅减少环境污染，而且具有较高的经济效益。城市生活垃圾资源化的实现，可以减少垃圾对环境的负面影响，无论是生活垃圾的填埋还是焚烧和堆肥，必须有一个预处理，将生活垃圾按一定特性分类收集和处理将得到的有用物质加以利用。特别是对中国目前的废物大部分混合收集状态更是如此。鉴于城市垃圾成分的复杂性和处理方式的多样性，分选垃圾的资源化、能源化方面的重要操作。国内年均垃圾产量逐年增多，垃圾分选机械有很大用武之地，但目前国内垃圾分选机的研发还不成熟。因此设计一个适用于国内的分选机械进行垃圾分类，不仅可以缓解工人的劳动压力和强度，还有利于垃圾的分类处理，既使得垃圾得到充分的利用，还

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有效的节约了资源，保护了环境。

通过分选从垃圾中提取出废纸张、废塑料、废金属等有用物质，不但节约了资源，而且还减少了垃圾运输处理量。废物资源化处理，减少了废物填埋和焚烧量，还对自然环境和我们的居住环境起到了保护作用。垃圾加工过程当中出现的渗沥水，也是植物无土栽培优良的肥料。综上所述垃圾分选在城市垃圾处理中起着极为关键的作用。现阶段国外厂家掌握优秀的设备及核心技术，这些设备和技术在工作效率和工作能力十分出众，在垃圾分选方面有很好的表现。引进国外先进设备和技术的同时加大国内对分选机械的研发投入，对于提升我国垃圾综合处理的能力与水平尤为关键。

1.4 研究的主要内容和方法

本课题研究的内容为城市生活垃圾分选机的设计与研究。通过调查研究，掌握相关信息设计垃圾滚筒筛分选机。本次设计的分选机主要根据混合垃圾中不同物质的不同物理尺寸进行分选，使用圆筒筛进行分选。目前国内外有许多垃圾分选机的资料，垃圾滚筒筛分选机与其他分选机在结构上有部分相似之处可以借鉴，以此帮助完成本次设计。 主要研究内容有以下几个方面：

(1)确定垃圾分选机的筛分类型及其基本参数；

(2)对比其他分选机的，找出圆筒式筛分选机的优势与劣势，进行应用可行性分析； (3)参照其他分选机，设计出城市生活垃圾圆筒筛分选机。主要需要选定分选机的动力装置，对筛筒进行设计，设计传动装置，出料斗和其他辅助装置。 (4)用AutoCAD绘制工程图。

(5)对垃圾圆筒式分选机各参数进行验证。

1.5本章小节

本章分析了国内外城市生活垃圾的产生历史和现有状况，并分析了多种城市生活垃圾分选设备的性能特点，在此基础上，针对我国目前经济和社会发展的需要，确立了本课题的研究内容与方法。

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第二章 垃圾分选机的主体结构设计

2.1垃圾分选机的总体设计

2.1.1垃圾分选机的总体技术要求

垃圾分选机是实现垃圾无害化、垃圾减量化和垃圾资源化处理过程中的重要设备。垃圾分选机工作的目的就是分类具有不同特性的垃圾。本次设计的分选机主要根据混合垃圾中不同物质的不同物理尺寸进行初步分选。使垃圾得到适当的分类和充分的回收利用，最终实现垃圾无害化、减量化和资源化。

目前垃圾处理中使用较多的筛分设备包括滚筒筛、固定筛、摆动筛、振动筛等。通过进一步查阅资料，决定使用的筛分结构为圆筒筛。其工作原理就是圆筒筛体作旋转运动把垃圾按大小分级。筛面为打孔薄板，筛筒倾斜安装，当物料进入筛体内部，将随筛体的转动做螺旋状翻动，在此过程中留在筛体内的物料成为筛上物，从筛体底端排出。大小比筛孔小的物料被筛下成为筛下物。筛管长度，速度，直径，孔的直径，角度等影响筛分效率，各参数应满足垃圾分离功率的需要和条件的停留时间。

为了方便物料出筒，分选机的筛筒径向应该要有3°-5°的倾斜角，便于垃圾在筒内轴向前进。本次设计将筛孔设计为圆形，孔径60mm。考虑到需要分离的垃圾成分较为复杂，在筛筒内有可能相互发生缠绕，并且筛片也易磨损，故设计应该能够方便清理和修理更换筛片。

通过资料查阅，该垃圾分选机的基本设计参数初定如下： (1)处理量：15~20t/h; (2)能耗：小于1kw?h/t; (3)筛筒转速：5~10r/min; (4)筛筒内径：1.5m； (5)筛筒长度：4.6m； (6)筛筒倾角：3°-5°。

2.1.2垃圾分选机的总体结构

垃圾圆筒筛分选机作为城市生活垃圾的预分选和堆肥处理的一种分选机械应用十分广泛。如下图所示，分选机主要由筛筒，减速器，支撑轮，传动长轴，电机，进料斗，出料斗和机架组成。筛筒驱动方式为单侧摩擦驱动。筛体分为四段。筛体依靠两端摩擦轮圈传动。生活垃圾圆筒筛分选机设计应考虑筛筒结构、驱动方式、传动形式、性能参数等。

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图 垃圾分选机整体结构示意图

2.2垃圾分选机动力输入设计 2.2.1电动机的选用

一般机械的动力来源通常有电动机、汽油机和柴油机等。一般来说，柴油机和汽油机在移动频繁的机组上使用较多，以便能随时移动位置．但操作复杂，噪音也较大，而且不利于长时间连续工作。电动机相比前两种动力来源则较容易操作，噪音也较小，经济性也较好。垃圾分选机在厂房内工作，不需要频繁移动，所以本次设计动力来源选为电动机。

为了满足生产机械的要求，通常首选的电动机具有结构简单，工作稳定，维修方便的优点，较低的价格。一般来说采用交流电动机，其中交流异步电动机比交流同步电动机更适合生产机械。

在垃圾分选机的工作过程中，电机固定在机架上，无其他特殊要求，因此在设计中选用Y系列三相异步电动机。

Y系列三相异步电动机是一般用途的全封闭扇冷式鼠笼型三项异步电动机。功率等级与安装尺寸相同，额定电压为380V，额定频率为50Hz。宜使用在没有特殊驱动要求的设备上。Y系列电动机特点是高效、节能、噪音低、振动小、运行可靠，标准化程度高。徐州七洲特种电机有限公司和江苏贝得电机股份有限公司等国内厂商均生产该类型电动机。

根据工作参数的要求，处理量为15～25 t/h，能耗小于1KW?h/t，则可选择15～25KW的电动机。通过参考国外垃圾分选机的设计参数，确定采用电动机功率为15KW。

常见电动机有开放型，保护型，封闭型和防爆型几种类型。

开启式电机价格低廉，良好的到散热条件，但外界的灰尘，油脂，水，铁和其他异

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物很容易进入机器，影响电机的正常运行。所以开启式电机通常只能在干燥洁净的环境下使用。

防护式电机能防止水滴、铁屑等外界异物的进入，但是不能防潮，灰尘也容易进入电机内，所以常在干燥无尘的环境中使用。

封闭式电机又分为自冷，强制通风和密封。前两个电机能防止来自任何方向的水滴或杂质，灰尘和水分不易进入，适用于潮湿，多土，风雨侵蚀，蒸汽或气体腐蚀的环境中；密闭式常用于液体的工作环境等。

防爆式电机和封闭式电机一样为密闭结构，分为隔爆、增安和正亚三种不同类型，适用于较为危险的工作环境，比如周围有易燃易爆的情况下常使用防爆式电机。外壳防护型电动机必须与环境相适应，否则电机不能正常运行或损坏，或造成灾难的电机故障。由于垃圾分选机的实际工作环境处于开放环境，处理垃圾过程中现场环境恶劣，垃圾分选过程中可能有灰尘和污水外泄，需要防止灰尘和其他异物进入电机，影响工作状态，而且需要保证操作人员安全。

查表10-2-1和表10-2-2，选择外壳防护等级为封闭式（IP44）。封闭式电机能够防止粗导线接近壳内带电或转动部件，还能防止颗粒较大的异物进入电机并且水飞溅任何方向对电机均无不良影响。

电机的安装型式分为立式与卧式。由于卧式电机安装简单方便，价格便宜．所以应用较多。在需要垂直运转和简化传动装置时采用立式电机，立式电动机的价格较贵。考虑经济性。采用B3安装型式，安装到基础构件（机架）上。

在垃圾分选机工作过程中，对电动机的安装方式无特殊要求。因此从简单经济性出发，选择卧式安装方式。

查表10-4-1．与15KW电机对应的电机座型可选择2级、4级和6级，2级电机的同步转速为3000r/min，4级电机的同步转速为1500r/min，传动比都比较大，但机器空间较小，使传动受到限制；6级电机的同步转速为1000分／分，传动比较小，因此选定6级电机。根据以上分析，查表10-4-1，选定垃圾分选机的电动机为15kw的Ｙ系列防护式（IP44）三相异步电动机，型号为Y180L-6，其同步转速1000r/min，满载转速970 r/min，额定最大转矩2.0kn?m满载效率89.5%，净重200kg。查表10-2-3，选有底脚和有轴伸，安装到基础构件上的安装型式。电动机Y180L-6的机座号为180L，查表10-4-2，得到机座号180L的安装尺寸。

2.2.2减速器的选用

电动机的输出转速很高，一般不能直接连接到设备上使用。中间都需要减速器先将速度降低，才能满足设备工作需要。Y180L-6电机同步转速1000r/min，满载转速970r/min，直接输出对于垃圾分选机显然转速太高，不能满足垃圾分选机的实际工作要

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