发布时间 : 星期六 文章食物垃圾粉碎机的设计与仿真更新完毕开始阅读4ee07ba32cc58bd63186bdf5
本科毕业设计说明书（论文）
健康、整洁的居家环境。
2、便于食物垃圾的再处理
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由于食物垃圾的含水率很高，不利于其焚烧，不得不借助辅助燃料[29]来焚烧垃圾，一方面增加垃圾成本，另外也造成了浪费。而食物垃圾粉碎机的加入可以大大的提高食物垃圾的焚烧热值和渗漏问题。
3、经济、社会效益显著
现在因为缺乏科学管理和资金支持，卫生填埋、焚烧、堆肥的效益都很小，相反环境正在进一步恶化，人们的身体也遭受痛苦。而研制一款面向家庭、个体单位的食物垃圾粉碎机是必然的，它具有体积小，成本低，耐用的特点，相信可以被人们接受。而且政府可以实行鼓励政策、宣传引导，让人们更加注重环境问题[30]，调动整个城市的力量来保护环境。
2 食物垃圾粉碎机的设计
2.1 食物垃圾粉碎机的可行性分析
2.1.1 经济层面分析
下面的分析只计算直接成本和收益，取静态值。 1、处理厨余垃圾的成本估算
测算得知，一个家庭每处理一次粉碎机的循环操作需要耗0.02度电，总耗水量5-8升，可以粉碎垃圾量0.5公斤。如果不出现特殊情况，食物垃圾粉碎机可以使用大概在15-20年左右，差不多是用了16000次，假设粉碎机的价格以1500元/台计算，使用的折旧费为每次0.1元。所以处理1吨垃圾费用为：（1000公斤/0.5公斤）×（0.02度×0.7元/度+0.005方×1.5元/方+0.25元）=294元，另外增加的污水管网沙井清理量的费用和逐步调整污水处理工艺所引发的成本，因无法核算未计入。
2、处理厨余垃圾的收益估算
首先是以焚烧厂处理垃圾成本为例，经计算得知实际处理成本约为331.4元/吨，该成本没有计入灰渣的处理成本；然后是厨余垃圾消耗的处理成本估算，由于厨余垃圾是焚烧的负面因子，消耗成本高，所以要调整系数为1.3，计算得出其处理成本为331.4×1.3=430.8元/吨；城市垃圾的收运成本计约为80元/吨，其收运成本约为80元/吨×1.5=120元/吨；而厨余垃圾处理后的减量化和资源回收的效益总计约为91.1元/吨；所以用粉碎机处理垃圾的总收益为430.8+120+91.1=641.9元/吨。
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3、结论
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从计算的数字结果来看，如果使用食物垃圾粉碎机处理厨余垃圾的话，收益将远大于成本，证明了食物垃圾粉碎机具有经济可行性。 2.1.2 环境层面分析
目前比如说广州，一天的生活垃圾产量达6600吨，58.56%的有机物中有腐蚀性，约3865吨/日，其中大部分垃圾居民生活的厨余垃圾部分。一般城市垃圾主要包括厨余垃圾，而厨余垃圾又是垃圾污染的重要因素，其污染行为有以下几方面:一是污染了收集容器，同时招引虫蝇、散发臭气；二是在运输过程中易沿途撒漏，污染路面，同时也会腐蚀车子；三是厨余垃圾本身含水率高，降低了垃圾热值，增加燃烧成本等。而在使用食物垃圾粉碎机，有以下几点好处：
（1）大大减少城市垃圾收运处理量，减轻了交通堵塞和美化了市容； （2）大大增加了填埋场的寿命，同时提高了焚烧厂的收益，减轻污染； （3）杜绝了臭气，这样使小区保持清新的空气，利于身心健康； （4）降低垃圾的含水率，减轻垃圾对车子的腐蚀；
（5）尽可能的避免了厨余成分对垃圾可回收成分造成的麻烦，促进了资源回收利用；
结论结果来看，使用食物垃圾粉碎机具有经济效益和环境效益，我们应该借鉴发达国家推荐居民们来使用，将我们生活的城市净化的干净美丽。
2.2 分析食物垃圾粉碎机的组成及其工作原理
2.2.1 食物垃圾粉碎机的工作原理
我们先将厨余垃圾从投入口丢到粉碎机内，打开开关使刀盘在一定速度下转动，厨余垃圾跟着刀盘同步旋转，这样会产生速度差，转的过程还会产生离心力，依靠内齿环和端齿环以及刀盘同时对厨余垃圾挤压、切削、磨碎，使其变成3-5mm的细小颗 粒，随着水流顺着下水道排掉。下图2.1为其工艺流程图。
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图 2.1 粉碎机的工作原理图
2.2.2 食物垃圾粉碎机的组成
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食物垃圾粉碎机主要由处理器的投入口、机体外壁、处理室、电机和排污管等组成。如图2.2所示。处理室即是粉碎室，是粉碎垃圾的地方，由处理室外壁、底盘、底板和环形齿环组成，是组成部分的重要零件。电机安装在处理室的下面，主要是为粉碎机提供动力来源。水槽凸缘铆合件是垃圾投入的地方，经过处理室的粉碎后，通过排污管顺着水流排走。其中电机和刀盘是食物垃圾粉碎机的关键部位，它们的好坏直接左右了粉碎效果。
图 2.2 粉碎机的零件组成
2.3 食物垃圾粉碎机组合刀盘的设计
2.3.1 确定刀具的基本尺寸
在我国，由于厨房水槽的结构大小是统一的，只是在厚度、轮廓上略有区别而已，所以可以设计刀盘的直径：D=112mm，厚度H=3mm。 2.3.2 分析刀盘的受力情况和选择刀盘的材料
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2.3.2.1 刀盘工作的载荷
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刀盘转动时因为与厨余垃圾的相对运动，需要克服阻力，为了保证刀盘转动时所需的强度，首先要对刀盘进行载荷力学分析。我们可以在不影响计算结果的情况下把刀盘理想的作为一个绕着中心轴旋转的薄3mm的薄板，用它来作流体旋转阻力矩以及磨碎厨余垃圾时的阻力。
（1）流体旋转阻力矩
我们假设一个半径为R的圆盘在静止的流体中旋转，通过圆盘中心的转轴与圆盘垂直。在圆盘旋转时，流体层会随着转盘的摩擦阻力做旋转运动，同时受离心力的作用往圆盘外流，然后通过缝隙留下去。随着流水不断的流到转盘上面作这样一个定量循环操作，其实这个过程中流水对转盘的施加的阻力很大。 假设：转盘上1体积的流水，切应力τ 可得其径向分量 F切径向=τ
ai
与转盘的夹角为υ。
ai
sinυ (1)
可以分析得知，切应力径向动量的增长与流水转动时的离心力相等，方向相反； F离 = ρω2 δr (2) 其中δ：是流水转动时的厚度；ω：转盘的角速度；r：转盘的半径； 从上述两个等式可以看出F切径向和流水离心力成正比： F切径向 =τ 转换下可得 :τ
ai
ai
sinυ ～ ρω2 δr （3）
～ ρω2 δr/sinυ
ai
另外切应力的正向分量: F切轴向 = τ cosυ (4)
由于切应力的正向分量: F切轴向 = μ（?μ/?y）y=0 (5) 可用量级来表示，即： τ
ai
cosυ～μv / δ (6)
查看书籍可知： v =ω．r (7) 由（6）、（7）可得： τ
ai
cosυ～μωr/ δ
由（3）、（7）可得： ρω2δr cosυ/sinυ ～μωr/ δ 可知υ是常量，与转盘半径没有任何关系（下述等式亦成立）；
所以可把上述式子转化为δ2～μ/ρω （8） 由运动粘度系数： Γ=μ/ρ （9） 其中Γ：运动粘度系数定义（水温10℃以下取1×10-6）；μ：粘度系数；ρ ：密度
由（8）、（9）可得：δ
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～Γ/ω → δ～（Γ/ω） (10)
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