生活垃圾简易分类装置的设计.pdf

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1、第8期总第218期农业科技与装备No．8TotalNo．2182012年8月cukuralScience&Technolo~wandEquipmentAug．2012生活垃圾简易分类装置的设计朱慧轩，刘晓明1,2，冯江，王静远(1．东北农业大学工程学院，哈尔滨150030；2．黑龙江农业工程职业学院机械工程学院，哈尔滨150088)摘要：为减少城市污染，根据生活垃圾的成分及处理方法，设计一种生活垃圾简易分类装置。通过分析影响垃圾分类效率的因素，确定采用正交旋转组合试验法对分类装置的运动及结构参数进行优化。应用软件Desi

2、gn-Expert软件进行优化求解，获得的因素最佳组合为：破袋旋刀与排针滚筒转速比0．43、排针滚筒与挡料排针间的倾角17。、排针长210mm、排针滚筒与分类齿辊的转速比O_37、排针滚筒与分类齿辊的高度差11．84miil。关键词：垃圾分类机；正交试验；分离率；速度比中图分类号：X799．3文献标识码：A文章编号：1674—1161(2012)08—0027—04研制经济实用的简易垃圾分类装置，为城市小区物业管理部门提供简易的生活垃圾分类设备，对克服居民垃圾分类意识欠缺，减少城市污染，促进城市生活垃圾减量化、无害化、资

3、源化、产业化具有十分重要的意义。1垃圾分类装置的总体设计根据垃圾成份及生活垃圾处理方法(填埋、堆肥、焚烧等)，确定垃圾机械破袋打散、大体积较硬垃圾、小体积较硬垃圾、厨余类垃圾、柔韧性垃圾等机械分离处理工艺。垃圾分类装置(如图1所示)主要由破袋装置、卸图1简易生活垃圾分类装置虚拟图料导料排针、螺旋排针滚筒、挡料排针、盘齿刀切断分Figure1ThedesignofsimplifieddassificafiondeviceofMSW类齿辊和卸料排针组成。破袋装置破袋，并将垃圾导引到螺旋排针滚筒的前侧上方，由螺旋排针滚筒与挡方

4、程进行分析。为防止柔性物体缠绕试验装置，工作料排针完成玻璃瓶及大体积塑料包装盒的筛分，其他旋转速度必须较慢，因此采用人工手摇控制破袋旋垃圾随螺旋排针滚筒通过挡料排针旋转至螺旋排针刀、螺旋排针滚筒、盘齿刀切断分类齿辊三轴的旋转滚筒后方，再经螺旋排针滚筒与盘齿刀切断分类齿辊速度。的切分动作，将厨余垃圾、塑料袋及废纸等柔软性垃试验分为两阶段：对大体积及较硬的塑料瓶、玻圾分离开来。璃瓶、包装壳类垃圾进行分离．分析机构各零件位置2二次旋转正交组合试验设计及运动速率对分类出料率的影响；分析各机构零件位2．1试验方法置及运动速比对柔性

5、性垃圾(塑料袋、面巾纸等纸类)为验证简易生活垃圾分类装置的有效性及获得分离效率的影响。各组件的最佳工作尺寸，设计了分离性能试验。采用2．2分离率影响因素分析二次旋转正交组合试验法，用二次响应曲面法对回归分离效率是判断预处理系统性能好坏的重要指标。分离率主要包括柔韧性垃圾分离率和大体积较硬收稿日期：2012—04—08垃圾分离率。从两者之间的联系来看，先分离大体积基金项目：东北农业大学大学生创新基金(2010)较硬垃圾后分离柔韧性垃圾。若前者分离不净，很容作者简介：朱慧轩(1989一)，男，从事机械设计及制造方面的研易造成

6、柔韧性垃圾分离机构中的螺旋排针滚筒、盘齿究。通信作者：冯江(1968一)，男，副教授，硕士生导师，从事机械刀切断及分类齿辊卡死。设计及制造方面的研究。影响大体积较硬垃圾分离率的因素主要是破袋2012年第8期朱慧轩等：生活垃圾简易分类装置的设计表1二次旋转正交组合试验方案及结果因素变量为转速比、角度和排针长度，设计因素Table1Twoorthogonalrotationalcombinationexperimentsandresults变量为X=Ix1，X2x3]，则目标函数为：)，=-940．94+779．30x1+1

7、0．48x2+7．63x3—2．35xlx3-366．80Xl2-0．372z一0．02x32，Y∈[80，lOO]。选取因素变量的范围作为约束条件，即E[O-3，0．6]，2∈【10，17]，3∈[190，210】，应用Design-Ex—pert软件进行优化求解，得到因素最佳参数方案：转速比0．43．角度l7。，排针长度210mm。3．2柔韧性垃圾分离装置的参数根据上述正交旋转组合试验，设计柔韧性垃圾分离装置正交旋转组合试验，并获得拟合二次回归方程：y=-621．36+394．62Xl+5．75x2+1．29x3—5

8、35．82X1一0．0lx22—0．02X32。分析结果表明：转速比、排针长度及高度差三者之间不交互影响柔韧性垃圾的分离率。应用Design—Expert软件绘制三者对柔韧性垃圾分离率影响的单因素响应曲线，并采用多目标优化法得到目标函数：y=-621．36+394．62x1+5．72+1．29x3-535．82xl2