生活垃圾压缩机（精选八篇）
生活垃圾压缩机 篇1
城市生活垃圾压缩处理站举升机构模型见图1,其为典型X型剪叉机构,各剪叉杆间采用轴销铰接,举升油缸3的活塞、缸筒分别与内剪叉杆6、8承重梁铰接,外剪叉杆7与底座5以轴销铰接,内剪叉杆6与滚轮铰接,剪叉杆8、9与载重平台1采用同样方式连接。举升机构工作时,举升油缸3的活塞伸缩带动内剪叉杆6、8转动,剪叉杆8和9、6和7分别绕其中心轴销转动,滚轮在底座5和载重平台1的滑道内滚动,使内、外剪叉杆间夹角发生变化,引起举升机构关联运动,实现载重平台的升降运动。
城市生活垃圾压缩处理站举升机构工作过程中易出现爬行、抖动、速度突变等问题,影响设备整体工作性能,必须对其进行力学、运动学分析,为后续的优化设计提供理论依据。
1-载重平台;2-滚轮;3-举升油缸;4-铰接轴销5-底座;6,8-内剪叉杆;7,9-外剪叉杆
1.1 举升机构的力学分析
由图1知,该举升机构主要由内、外剪叉杆组成,内、外侧结构对称,可简化为平面杆件结构。现取外侧为研究对象,其力学分析示意图见图2,其中,I、J、K、L分别为外侧举升油缸IJ、KL的上下安装点。
为保证举升机构运行平稳,需满足:IJ=KL,DI=LE,AJ=KH,4个举升油缸推力相等。该系统中,举升机构台面载荷及结构自重、举升油缸推力均为主动力,所有主动力经任意虚位移所做虚功之和为零,依虚功原理得:
4F×δ(IJ)-G×δ(AN)=0 。 (1)
其中:F为举升油缸推力,kN;G为举升机构台面载荷及结构自重,kN;δ(IJ)和δ(AN)表示对关于l、a、b等参数的长度关系式IJ、AN进行变分运算。对长度关系式IJ、AN进行δ变分计算得:
式中:l——剪叉杆端轴销孔连线长度,mm;
b ——IJ上安装点与杆DH左轴销孔距离,mm;
a ——IJ下安装点与杆AE左轴销孔距离,mm;
α ——剪叉杆与水平线夹角,rad。
式(2)为举升油缸推力F与台面载荷及结构自重G间关系式,由式(2)知,在G确定的前提下,F随l、a、b、α等参数变化。依据式(2),结合台面载荷、结构尺寸等要求,可求得升降过程中举升油缸最大推力,确定液压参数,为液压系统的设计奠定基础。
1.2 举升机构的运动学分析
城市生活垃圾压缩处理站举升机构做平面运动,可用瞬时速度中心法求解。由于各油缸运动规律相同,仅以油缸IJ为研究对象,其运动学分析示意图见图3。其中,C、P点为剪叉杆中端铰接轴销,D、E为剪叉杆端铰接轴销,B、N点为固定铰接端,A、H点为滑动铰接端。
分析举升机构运动规律,各剪叉杆角速度相等,点H、E竖直运动,点A沿水平直线运动,点D绕点B作圆周运动。举升油缸IJ活塞的轴向速度为点I、J运动速度沿油缸轴向分速度的差;载重平台HN的运动速度可分解为竖直和水平方向,其中,竖直方向速度远大于水平方向速度,是影响举升机构性能的关键,故本文仅针对载重平台竖直方向运动速度进行分析。依瞬时速度中心法,作图得剪叉杆DH、AE瞬时速度中心M、D点,根据图3几何关系,可得:
式中: v——举升油缸活塞的轴向运动速度,mm/s;
vNY ——载重平台的竖直运动速度,mm/s。
式(3)为举升油缸活塞的轴向运动速度v与载重平台的竖直运动速度vNY间关系式。由式(3)可知,载重平台竖直运动速度vNY与l、a、b、α及v等参数有关。当l、a、b、v确定,vNY随举升机构角度α变化。依式(3),结合设计要求载重平台的竖直运动速度、结构尺寸等参数,可求出油缸活塞轴向运动速度,从而来确定举升油缸流量;反之,若油缸流量已知,可求出载重平台竖直运动速度。
2 实验验证
综合压缩处理站举升机构力学、运动学分析模型,编写计算机程序,可在部分参数已知的前提下,快速求解任意状态举升油缸推力、载重平台竖直运动速度等参数,利用拟合工具建立相应关系曲线,并与实测数据进行对比,以验证理论分析的正确性。
2.1 举升机构力学分析验证
现对举升机构实测,得到部分参数如下:l=2 600 mm,a=400 mm,b=250 mm,G=100 kN,α变化范围为0.131 rad～0.731 rad。将参数代入式(3),可得相应关系式,导入MATLAB软件,利用plot(α,F)函数绘出举升机构角度α与举升油缸推力F的关系曲线,见图4。图4中,Fmax=58.73 kN,Fmin=53.40 kN。
由图4可知,F为典型减函数,当G、l、a、b确定时,最大推力Fmax出现在运动初始位置(α=0.131 rad),据此可确定举升机构液压系统的最高工作压力。
该举升机构以三级油缸为动力源,其三级内径分别为:D1=140 mm,D2=115 mm,D3=90 mm。结合油缸理论推力与实测数据,可求得不同位置状态油缸压强,建立对应Excel参数表,导入MATLAB软件,利用曲线拟合工具箱cftool,可绘出举升机构角度α与举升油缸压强的理论与实测关系曲线,见图5。
由图5知,举升油缸理论压强与实测压强(供油泵出油口压强)变化趋势相同,差值在1.3 MPa内,考虑到供油泵出油口到油缸过程存在管路泄漏等压力损失(约1.0 MPa),可以认为理论分析与实测结果基本吻合,验证了力学分析模型的正确性。
2.2 举升机构运动学分析验证
举升机构的运动由举升油缸伸缩引起,活塞的轴向运动决定载重平台的竖直运动。在举升系统液压泵流量已知前提下,可求得油缸活塞的轴向运动速度v(mm/s)为:
式中:D——油缸内径,mm;
Q ——油泵流量,L/min;
K ——油泵泄漏系数。
测得部分参数为:Q=94.5 L/min,K=1.2。将式(4)代入式(3),得载重平台竖直运动速度vNY,结合载重平台的实测速度,建立Excel参数列表,利用MATLAB曲线拟合工具箱cftool,绘出举升机构运动速度的理论与实测曲线,见图6。的理论与实例关系曲线
由图6可以看出:该机构具有速度放大作用,通过油缸活塞的较小位移,将箱体从地坑推出,实现位移放大;对比载重平台实测速度和竖直运动速度曲线,可知二者变化趋势相同,实测值与理论值误差控制在7.10%以内,验证了运动学分析模型的正确性。
分析图5、图6可知,该机构在运行过程中存在压强、速度突变现象,这是因为举升油缸换级时,有效作用面积突变,举升推力、油缸流量等参数变化较小,引起油缸压强、运动速度突变。针对该问题,可适当调整液压回路,采取节流缓冲措施,将油缸换级压强突变转为缓变,以减少级间冲击载荷,保证举升机构运行平稳。
3 举升机构参数优化
举升机构是城市生活垃圾压缩处理站的关键部件,其性能优劣直接影响整个设备性能。由前述分析可知,给定载荷条件下,举升油缸最大推力Fmax决定该机构工作性能,而影响Fmax的关键是举升油缸安装参数a、b。因此,在满足设计要求的前提下,对影响机构性能的关键参数进行优化,降低Fmax,对提高其动力性能具有重要意义。
该处为典型的有约束优化问题,在建立举升机构力学分析模型和约束条件的基础上,在关键位置参数a、b允许的范围内进行计算,寻求最优值,使Fmax最小。
建立优化目标函数如下:
约束条件如下:
将目标函数、约束条件导入MATLAB,利用优化工具箱,经多次牛顿迭代,目标函数收敛,确定最优值为:a=302 mm,b=348 mm。举升机构经关键参数优化后,计算得Fmax=49.57 kN,较原始结构下降15.6%,降低了系统驱动力,提高了驱动效率,取得了较好的优化效果。
4 结束语
本文深入分析了城市生活垃圾压缩处理站举升机构的结构特性,建立了其力学、运动学分析模型,并将理论值与实测数据进行对比,充分验证了分析模型的正确性。同时,利用MATLAB软件对影响举升机构性能的关键参数进行优化,取得了较好效果,为该型举升机构优化设计提供了理论基础。该方法已成功应用于某型城市生活垃圾压缩处理站产品改进中,有效提高了举升机构系列化的设计效率和质量。
摘要：在深入分析城市生活垃圾压缩处理站举升机构结构特性的基础上,建立了其力学、运动学分析模型,利用M ATLAB软件对影响举升机构性能的关键参数进行了优化,为举升机构优化设计提供了理论依据。
关键词：生活垃圾,举升机构,力学,运动学,优化
参考文献
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生活垃圾压缩中转站环评报告书 篇2
一、建设项目的由来 随着新的《##市城市总体规划》通过国务院正式批准，##市城市总体规划对##区的定 位为##区的发展提供了新的机遇，##区城市发展目标由传统计划经济下的工业城市向适宜 人居的综合性城市转型，为城市建设产生了新的动力和要求。随着城市建设的扩大和人民 生活物质的提高，城市生活垃圾的数量也随之增大。为逐步减少坑式垃圾楼，代之以现代化的垃圾中转处理设施，有效解决垃圾中转、运 输工程中对环境的二次污染，减少垃圾中转、运输的能源消耗，是垃圾中转、运输的发展 方向。垃圾压缩转运系统正是迎合垃圾中转、运输新要求的一种全新技术，该系统站地少、压缩比高、简单可靠、对环境二次污染低、能效比高。而且采用竖直压缩转运技术，可靠 性及能效比进一步提高、压滤液及粉尘、臭气进一步得到控制，该系统近年在国内大中型 城市正以超常速度发展。##区环境卫生管理处作为该区城市市容环境的管理部门，为更好 地为##广大人民创造一个干净整洁舒适的城市市容环境，一个适宜人居的卫生文明城市，同时提升自身的管理手段，##区环境卫生管理处拟在##区红阳街办红阳村新建“##区城市生 活垃圾压缩中转站工程”项目，##区的城市生活垃圾经压缩中转站压缩后运往##市长安垃圾 填埋场处臵。以满足##区人民日益提高的物质文化需求。项目选址在##区红阳街办红阳村，##区计划与经济局以[2005]23号文对该项目进行了立项批复。##区环境卫生管理处根据《中华人民共和国环境保护法》和国务院令第253号文的要求，向##区环境保护局申办环境影响评价手续，经##区环境保护局审查决定，由环境影响评价 持证单位编制本项目环境影响报告表。##区环境卫生管理处填写环境保护申报登记表后，随即委托西南交通大学环境科学与工程学院环评中心对本项目进行环境影响报告表的编制 工作。我院环评中心接受委托后，立即开展了详细的现场踏勘、资料收集工作，在对本项 目工程有关环境现状和可能造成的环境影响进行分析后，依照环境影响评价技术导则的要 求编制了环境影响报告表。
二、项目基本情况（－）项目名称、地点、建设单位及性质 项目名称：##区城市生活垃圾压缩中转站工程 建设地点：##区红阳街办红阳村 建设单位：##区环境卫生管理处 建设性质：新建。项目地理位臵： 该项目位于##市##区红阳街办红阳村，项目西面附近有居民区、市容局和三利公司的 办公楼，距离厂界约10-40m，东南面紧邻的是鹏旭公司钢铁堆场，东面紧邻是攀成钢料场，西北厂界紧邻一乡村路，隔着乡村路对面为一大片农田，南面距离厂界约50m是长流河，西 面距离厂界约150m是##红区十字医院，由西向东有一高压电线走廊经过拟建项目的上空。项目地理位臵图见图1，外环境关系见图2。
（二）、建设规模与投资 本项目日处理垃圾65t，总用地面积34.3亩，总建筑面积4110.64m 2。设臵处理能力为65t/d的竖直压缩生活垃圾生产线一条。其中： 垃圾压缩机房：360 m 2，垃圾车洗车场：158.4 m 2，垃圾车停车库：1786m 2，环卫仓库： 360 m 2，城管仓库：432m 2，驾驶员休息室：984 m 2，门卫：30.24 m 2。停车库/停车位：30辆/16辆； 绿化率：42.4%。投资规模：本次项目的总投资为216 万元人民币。资金来源：所有资金由建设方自筹。
（三）、工程建设内容 本项目由主体工程（垃圾中转站）及辅助配套公用工程（包括值班室、澡堂、车库、工具房及库房、修理厂、绿化等）组成。工程总平面布臵见图3。项目组成及主要环境问题见下表： 表1 建设项目组成及主要的环境问题表 项目组成 主要建设内容 主要环境问题 施工期 运营期 主 体 工 程 垃圾中转站 设臵处理能力为65t/d 的竖直压缩生 活垃圾生产线一条。噪声、废水、扬尘、建筑垃 圾及生 活垃圾 压滤液、垃圾恶 臭、噪声 辅 助 工 程 车库 停车 车尾气、噪声 工具房及库房 配套竖直压缩生活垃圾生产线的设 备配件 / 公 用 工 程 供水系统 自来水引入管网 / 道路 厂区物流干道 噪声 供配电系统 变压器，高、低压配电柜等 / 澡堂、值班室 5 人的容纳能力 生活污水、生活 垃圾 排水系统 收集废水并把处理后的废水引 入城市污水管网 废水、固废 废水处理设施 处理垃圾压滤液、冲洗废水和生 活污水 废水、固废
（四）、主要工艺设备及原辅材料 表2 主要生产设备一览表 设备名称 规格 数量 产地 备注 压缩机 V012/08 1 台 / 垃圾箱总成 YJC300.4 2 套 长沙中联重科 含驱动机构 高压清洗机 QJ280 2 套 广东熊猫牌 液压泵站 YJC300.8 2 台 长沙中联重科 含动力及手动操 纵机构 电气控制和操 作系统 YJC300.9 2 套 长沙中联重科 污水排放系统 YJC300.6 1 套 长沙中联重科 垃圾转运车 2 吨 2 台 / 垃圾除臭设备 Gelor�0�3-YL 1 套 广州金鹏怡科乐环保 工程有限公司 雾化喷嘴装臵 JP-12 9 套 除尘喷雾装臵 JP-50 2 套 长沙中联重科 表3 主要原辅材料表 名称 年用量 来源 城市生活垃圾 23725t ##区 微生物除臭液 1.46t 广州金鹏怡科乐环保工程有限公司 空间除臭剂 1.10t 广州金鹏怡科乐环保工程有限公司
（五）、公用工程及辅助设施 项目所用自来水、电、通讯等均由当地城市网提供。本工程排水采用雨、污水分流制排水系统。消防排水、雨水就近排入本工程雨水管 网，然后经收集排入周边排水沟渠。本项目经营过程中产生的污水量约为26m 3 /d，通过项目专用污水处理站处理后排入市 政管网并进入市政污水处理厂再排入##。
（六）、职工人数、工作制度 职工人数：职工约4 人，管理人员1 人。工作制度：全年工作日为365 天。
（七）、项目选址合理性分析 ##区计划与经济局以[2005]23号文对该项目进行了立项批复。本项目选址位于##区红 阳街办红阳村，项目区域为城郊结合部，项目厂界四周的现有居民离厂界较近，但居民离 压缩机房较远，因此，本项目选址有一定的环境制约因素。由于本项目建设用地为租用性 质，若国家建设需要时，应无条件搬迁。项目建设营运时，如遇环境纠纷，项目应妥善协 调解决好周边居民和周边单位的关系。
（八）平面布臵合理性分析 在总平面布臵中，严格按设计规范要求设计，转运站内部分三区布臵，功能分区明确。厂区西部为厂前区，包括进厂道路、进厂广场和花坛绿地等，上部设有职工运动场地；厂 区中部主要为办公休息区，该区以驾驶员休息室（休息室、厕所、澡堂）为主体，配有车 辆洗车场和停车库等辅助设施；厂区东部为生产作业用地，包含压缩机房、环卫仓库等。厂区绿化面积大，绿化率为42%，特别是在厂区中部地带设臵一大面积的花园，美化和改善 了厂区环境，压缩机房布臵在下风向，远离居民区。厂区平面布臵见图3。综上所述，本评价认为，项目总平面布局是较合理的。与本项目有关的原有污染情况及主要环境问题： 本项目属于新建项目，因此，本项目不涉及原有工业污染问题。本项目修建中将会产生一定的施工影响，随着施工结束，影响随之消失。项目主要环境影响为营运中产生的生活垃圾压滤液污水、垃圾恶臭以及一定的生产噪 声，这些污染物若不采取一定环保处理措施，将会对周围环境造成不良影响。建设项目所在地自然环境社会环境简况 自然环境简况(地形、地貌、地质、气候、气象、水文、植被、生物多样性等)：
一、地质构造特征 ##市位于东部龙泉山断褶带与西部龙门山台褶带之间的##平原上。##平原(亦称川西平原)形成于中生代，系轴状坳陷构造盆地，在地质构造单元上称“##坳陷”。底部基岩为 白垩系灌口组地层，上部覆盖第四系松散物质，自下而上分别为中下更新统冰渍层，上更 新统冰水堆积层，古河流冲洪积层和全新统冲积洪积层；主要物质组成由砾石、合泥砾石、砂卵砾石、含泥砂石和粘土等物质覆盖。覆盖物分布沿轴线较厚，向两侧逐渐减薄，最厚 处可达550米。##区地处新华夏系四川沉降带##断陷东部，南靠##平原与川中丘陵分界线的龙泉山脉 断褶束。区辖的大弯、红阳、弥牟、城厢、祥福、姚渡的平坝村，属##断陷带；清泉、福 洪、人和、姚渡的丘陵村，属龙泉山断褶束。##区最上部地层，主要为中生代侏罗～白垩纪及新生代第四纪湖相、河源相沉积层。沉积物中富含铁、锰质，在炎热高温条件下，经历充分氧化，一般呈紫红、紫褐色，富含 三氧化二铁、三氧化二锰等化学成份，整体呈紫红色，地质学界，称为“红层”。由于老第三纪末的“喜马拉雅山运动”，使这套红色岩层褶皱形成大隆起或凹陷，大隆 起的龙泉山脉产生背斜构造，而凹陷地带于二三百万年前，经岷江、沱江及其支流的长期 冲刷飞搬运作用，由流水搬运来的粘土、砂砾、卵石等沉积物逐渐填平而形成平原区地貌。
二、主要地貌类型 ##地区地势西北高，东南低，自然坡降约2‰。地貌类型多样，平原、丘陵、山地各 占相当比重，以平原为主。平原面积4996.8平方公里，占全区总面积的40.4％；山地面积 3948.4平方公里，占31.9％；丘陵面积3435.4平方公里，占27.7％。平原多集中分布在川西平原腹心地带，山地集中在西部龙门山—邛崃山系，丘陵集中在东部龙泉山西侧以及##平原与西部山地的过渡地带。最高处大邑县双河乡海拔为5364米，最低处金堂县云台乡海 拔387米。##市区位于##平原东部，平均海拔约500米。##区境兼有平坝、丘陵、低山三种地形。西北部为平原，属都江堰自流灌溉区，海拔 451～480 米；最低点城厢镇玉虹桥，海拔45l 米。中部为丘陵，属东风渠灌。溉，引蓄结合灌区，海拔480～700米。东南部为龙泉山的低山区，海拔546—915米，最高点人和乡高土地，海拔915米。全区总的地势，东南高，西北低；而平原区则北西高，东南低。
三、水系及河流分布 ##地区属岷江、沱江水系，境内河网稠密，水利资源丰富，年均水资源总量为304.72 亿立方米。全市有大小河流40余条，流域面积700多平方公里，过境水184.17亿立方米／ 年。进入##市区的府河、南河、沙河三条河流(亦称“三河”)，均属岷江内江水系，分别源 于内江水系的柏条河和走马河。“三河”在流经市区后，分别在市东南部的安顺桥(亦称府 河、南河汇合的“两江桥”)及三瓦窑处汇合(沙河注入处)，形成府河干流，再流经双流县，于该县南部的黄龙溪镇流出##市。##区内有##和毗河两条大河，实为都江堰渠系内江系统的两条干流。区内西北平坝区 的河流，均以排洪为主，兼有灌溉功能。区境低山及浅丘区的山溪河流，均为沱江次级小 支流。低山区石板河最大，丘陵区西江河最大。本项目所在的地表水为毗河中支。
四、水文地质条件 本区地下水属松散堆积孔隙潜水，基础为下陷盆地构造。主要含水层为第四系全新统 河流冲积层和上更新统冰水堆积层叠加组成的混合含水层。##平原地下水资源丰富，据地 质矿产部勘察：地下水贮量66.9 亿立方米／年，可开采量为31.4 亿立方米／年，分布在 离地表20 米以上的地层中，水层厚度10～20 米，储水条件好，埋藏浅，丰水期1-3 米，枯水期2-4 米，年变幅1-3 米；水质多为重碳酸钙型，颇为优良，具有自然净化能力，若 当年开采当年即可自然补足。
五、气候特征及气象条件 ##介于东经102°54′至104°53′，北纬30°05′至31°26′之间，属于亚热带湿润季风气候，热量丰富、雨量充沛、四季分明。##年平均气温在15.2-16.6 o C左右，最热月出现在7～8 月，月平均气温为25.0～25.4℃，最冷月出现在1月，月平均气温为5.6℃；年平均降水量 873-1265mm，雨量主要集中在7～8月，约占全年降水量的一半；年平均日照百分率一般 在23-30%之间，日照时数为1,017-1,345小时；年平均太阳辐射总量为 80.0-93.5千卡/cm 2 ； 年平均风速1.2米／秒，年主导风向为NNE；年平均相对湿度82％；年平均气压956.1毫帕，全年无霜期大于300天。
六、土壤及生物资源 ##市土壤肥沃，类型多样，生物资源丰富。现有耕地46.65万公顷，林地15.62万公顷，园地2.45万公顷，可利用草地3.87万公顷。在全市土壤中，以灰色及灰棕色潮土为主的平原冲积土占50％左右，低山及丘陵紫色土各占20％，土壤养分丰富，水热协调，肥力较高。##区属亚热带常绿阔叶林带，耕地常年有农作物覆盖，森林植被为天然次生林和人工林，以人工林为主，各种林木与农作物相间分布。坝、丘区主要是(四旁)零星树、果树、竹类 组成林网和林盘；低山区以乔木林、果树林为主。全区森林植物有57科，131种。1990年，林业用地面积95713.5亩，占幅员面积的16.26%，森林覆被率为23.l2%，活立木蓄积量 234337立方米，因地势、地质、气候的差异，划分为三个林区。动物分布是：家禽家畜，全区普遍饲养；山羊，主要在低山和丘陵区；蚕，在丘陵区；蜂，在种油菜的平坝区和果 树成片的丘陵区；鱼，塘库养殖在丘陵区，稻田和流水养殖在平坝区；野生动物，主要在 低山区。本项目建设区域位于##市##区红阳街办红阳村，该区域人类活动频繁，无珍稀动植物。社会环境简况（社会经济结构、教育、文物保护等）：
一、社会经济概况 ##市东西长192公里，南北宽166公里，总面积12390平方公里，城区面积162.5平方公 里。行政区现辖9区(锦江区、青羊区、金牛区、武侯、成华区、龙泉驿区、##区、新都区、温江区)、4市(都江堰市、彭州市、邛崃市、崇州市)、6县(金堂县、双流县、郫县、大邑 县、蒲江县、新津县)，此外，还有管理和统计上均为单列的高新技术产业开发区。至2002 年末全市户籍人口1028.48万人，市区人口439.2万，城区居民人均住房建筑面积26.2平方 米，农村居民人均住房面积37.1平方米。自实施改革开放以来，##市的经济获得快速发展，综合实力逐步加强，国民经济持续 快速增长，经济结构不断调整优化。1992年##市城市综合实力进入全国50强，位居笫11 位；1994年，城市国内生产总值居全国城市第12位；1997年，##市社会经济综合实力居全 国城市第12位；2002年全年国内生产总值1663.2亿元，比上年增长13.1%。其中，第一产 业增加值140.2亿元，增长5.2%；第二产业增加值758.1亿元，增长14.6%；第三产业增加 值764.9亿元，增长13.0%。一、二、三产业比例关系为8.4：45.6：46.0。人均国内生产总 值16239元。固定资产投资继续快速增长，投资规模不断扩大。2002年全社会固定资产投资完成 702.2亿元，比上年增长20.6%。其中基本建设完成投资335.6亿元，比上年增长19.2%，占 全市总投资的比重达47.8%；更新改造投资90.6亿元，增长39.6%；房地产开发投资203.3 亿元，增长19.1%；其他投资 72.6亿元，增长11.7%。全年新增固定资产442.4亿元。市场销售稳中有升，消费领域进一步拓宽，住房、汽车、旅游、教育等成为消费亮点。2002年实现社会消费品零售额709.5亿元，比上年增长 13.1%。商品交易市场不断发展。至2002年末共有商品交易市场932个，全年商品交易市场成交额254.1亿元，增长13.5%。年成交额上亿元的商品交易市场有27个，其中上 10亿元的市场有6个。进出口快速增长。2002年年进出口总额达20.8亿美元，比上年增长9.6%。利用外资发 展势头良好。2002年新签订利用外资合同223项,合同外资5.5亿美元，比上年增长25.3%； 实际利用外资4.0亿美元，比上年增长29.5%。金融运行稳健。2002 年全部金融机构各项存款余额 2635.6 亿元，增长 16.8%。全部 金融机构各项贷款余额 2181.8 亿元，增长 23.8%。个人消费贷款余额 231.6 亿元，增加 77.5 亿元，其中个人住房贷款余额 195.8 亿元，增加 61.2 亿元。2002 年金融机构现金收 入 6298.1 亿元，现金支出6149.5 亿元，现金净回笼148.6 亿元。保险业务大幅增长。2002 年保费收入44.1 亿元，比上年增长45.6%。##区地处##平原东部，距西南中心城市##25公里，东临金堂县，南毗龙泉驿区，西与 新都区接壤，北与广汉市相连。全区幅员面积392.4l平方公里，辖11个乡镇，境内可分为 低山、浅丘、平原三种地貌，以平原和浅丘为主，现有人口40万。##区1959年建区，是##市重要的工业区，也是四川省乃至西部地区的冶金、化工、建 材工业基地。经过40余年的建设，##区的基础设施条件在##市各区(市)县中名列前茅。城 区北部为居住区、南部为工业区，工业区内云集了攀钢集团##钢铁有限责任公司、川化集 团有限责任公司、##王牌车辆股份有限公司、##玉龙化工有限公司(原##化肥厂)、蓝风(集 团)公司、中美合资宝洁公司、中日合资川化味之素有限公司、中德合资梅塞尔气体产品 有限公司、##桥梁工厂、##华明玻璃纸股份有限公司、四川升达林产有限公司、攀钢集团 ##彩涂板有限责任公司、##巨人树服饰股份有限公司等大中型企业。2004 年以来，##区进一步加大固定资产投资力度，注重工业后劲投入，着重抓好重 大项目的实施，有力地促进了全区固定资产投资的稳定增长。2004 年上半年全社会固定 资产投资取得了较好的成效,投资对经济的贡献率达 47%。全社会固定资产投资完成 115751 万元，比2003 年同期增长30.8%，完成2004 年目标任务的44.3%。投资增幅在全 市名列第四（温江区第一，89.8%；郫县41.9%；大邑县37.5%）。其中：基本建设投资完 成27928 万元，比2003 年同期增长2 倍；技术改造投资完成61936 万元，比2003 年同期 增长6.1%；房地产开发投资完成13077 万元，与2003 年同期持平。环境质量状况 建设项目所在地区环境质量现状及主要环境问题（环境空气、地表水、地下水、声环境、生态环境等）1.大气环境质量 本项目地处##区红阳街办红阳村，结合主导风向以及项目自身污染轻等特点，收集评 价区大气监测资料，经数据处理后列入表 3-1 中。评价方法采用单项标准指数法，评价 标准执行国家《环境空气质量标准》GB3095-1996 中二级标准浓度值。标准指数 P i 计算 表达式： P i =C i /Co i 式中：P i ——i 种污染物标准指数值； C i ——i 种污染物实测浓度值，mg/Nm 3 ； Co i ——i 种污染物标准浓度值，mg/Nm 3。当 P i 值大于 1.0 时，表明大气环境已受到该项评价因子所表征的污染物的污染，P i 值越大，受污染程度越重，本项目区域环境空气质量现状评价结果见表3-1。表3-1 工程区域环境空气质量现状评价结果 评价因子 取值时间 评价区域 评价标准(mg/Nm 3)SO 2 日平均浓度范围（mg/Nm 3）0.011～0.045 0.15 P i 值 0.073~0.300 NO 2 日平均浓度范围（mg/Nm 3）0.013～0.074 0.08 P i 值 0.163~0.925 PM 10 日平均浓度范围（mg/Nm 3）0.073～0.299 0.15 P i 值 0.487~1.993 从监测结果以及评价指数P i 值可以看出： 在评价区域内，区域环境空气中的 SO 2 日平均浓度值范围为 0.011～0.045mg/Nm 3，其平均浓度值的P i 值均小于1.0；NO 2 日平均浓度值范围为0.013～0.074mg/Nm 3，其平均 浓度值的P i 值均也小于1.0；PM 10 日平均浓度值为0.073～0.299mg/Nm 3。SO 2 和NO 2 无超 标现象，PM 10 有所超标，最大超标倍数为 0.993。PM 10 有所超标主要是附近较多的在建 工程产生的扬尘所致，这些项目建设结束后此项影响也会随之减小。由环境空气质量现状评价结果可以看出，##区城市生活垃圾压缩中转站所在区域的环 境空气质量除了局部 PM 10 有所超标外，总体上基本达到《环境空气质量标准》 GB3095-1996 中的二级标准限值。2.地表水环境质量 2.1 地表水环境质量现状 本项目产生的污水通过城市污水处理厂处理后最终将进入毗河中支，收集项目受纳水 体毗河中支的水质环境监测资料，经数据处理后列入表3-2 中。表3-2 项目区域地表水水质监测结果 项 目 pH SS BOD 5 COD cr 石油类 监测值mg/l 6.81 52.0 4.5 30.5 0.17 超标率% / 12.5 52.5 240 标准值mg/l 6~9 / ≤4 ≤20 ≤0.2 2.2 地表水环境质量现状评价：（1）评价因子：pH、SS、BOD 5、COD cr 和石油类五项。（2）评价标准： 执行《地表水环境质量标准》GB3838-2002 中Ⅲ类水域标准浓度值。（3）评价方法 采用单因子标准指数法进行评价，其评价公式如下： P i =C i /S i 式中：P i------为i 污染物的质量指数值； C i------为i 污染物实测浓度值（mg/l）； S i------为i 污染物评价标准值（mg/l）。对具有上、下限标准的pH，则按下式计算pH 的P i 值。P i =(pH i-7.0)/(pH S-7.0)当pH>7.0 时 P i =(7.0-pH i)/(7.0-pH S)当pH≤7.0 时 式中：P i------为pH 因子的标准质量指数值； pH i------为pH 的实测pH 值； pH S------为pH 的评价标准上限值或下限值。当计算出的 Pi 值大于 1.0 时，表明地表水体已受到该项评价因子所表征的污染物的 污染，P i 值越大，水体受污染程度越重。本项目区域地表水环境质量现状评价结果见表3-3。表3-3 工程区域地表水环境质量现状评价结果 项 目 pH SS BOD 5 COD cr 石油类 评价范围mg/l 6.81 52.0 4.5 30.5 0.17 标准值mg/l 6~9 / 4 20 0.05 P i 值 0.87 / 1.13 1.53 3.4 2.3 评价结果及分析 由表3-3 可知，评价因子中除了pH 的P i 值小于1 外，BOD 5、COD cr 和石油类的P i 值 均大于 1，说明项目接纳水体水质已受到沿岸农田排水和城镇居民外排生活污水的污染影 响。3.噪声环境质量 项目地处##区红阳街办红阳村，经对项目评价区域内当地环境监测站每年例行的噪 声监测资料进行分析得知：本项目声学环境昼夜间噪声值满足《城市区域环境噪声标准》 GB3096-93中2类标准。主要环境保护目标 ##区城市生活垃圾压缩中转站外环境关系较为简单，主要保护的目标为项目周围的 居民居住点等，见表3-5，外环境关系图见图2。表3-5 项目环境保护目标 名 称 距 离 方 位 保护内容 备注 民居区 距厂界约10 m，距压缩 机房约120 m 西 环境空气、声环境 约20 户、80 人 一民居房 距厂界约4 m，距压缩机 房约150 m 西南 环境空气、声环境 1 户、4 人 ##红十字医院 距厂界约150 m，距压缩 机房约300 m 西南 环境空气、声环境 约 150 人 ##市容局 距厂界约5 m，距压缩机 房约60 m 西 环境空气、声环境 约 20 人 三利公司办公楼 距厂界约5 m，距压缩机 房约30 m 西 环境空气、声环境 约 50 人 鹏旭公司钢铁堆场 与本项目相邻居，距压 缩机房约5 m 东南 环境空气、声环境 约 20 人 攀成钢料场 与本项目相邻居，距压 缩机房约5m 东面 环境空气、声环境 约 20 人 根据本项目排污特点和外环境特征确定环境保护级别如下： 环境空气：建设项目评价区内的环境空气质量应达到《环境空气质量标准》 GB3095-1996 二级标准要求； 噪声环境：建设项目评价区内的声学环境质量应达到《城市区域环境噪声标准》 GB3096-93 中的2 类标准要求； 地表水环境：受纳水体的水质和水体功能不因接纳本项目的外排污水而发生变化。评价适用标准 环 境 质 量 标 准
一、环境空气质量 执行国家《环境空气质量标准》GB3095-1996 中二级标准。见下表4-1。表4-1 各项污染物的浓度限值 单位：mg/Nm 3 污 染 物 名 称 SO 2 NO 2 TSP 取值时间 1 小时平均值 0.50 0.24 / 日平均值 0.15 0.12 0.15 年平均 0.06 0.08 0.10
二、地表水环境质量 地表水环境：流经市区的地表水环境质量，执行国家《地表水环境质量标准》 GB3838-2002 中Ⅲ类标准。表4-2 地表水环境质量标准 指标 标准值（mg /L）依据 pH 6～9（GB3838-2002）中的Ⅲ类水域标 准 COD cr 20 BOD 5 4 DO 5 石油类 0.05 粪大肠菌群 10000
三、噪声环境质量 环境噪声：执行国家《城市区域环境噪声标准》GB3096-93 中2 类标准，标准 限值见下表4-3。表4-3 城市2 类环境噪声标准限值 等效声级LAeq：dB 类 别 昼 间 夜 间 2 60 50 污 染 物 排 放 标 准 1.废气 废气执行《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996 摘要）中排放标准，大 气污染物排放限值见下表4-4。表4-4 各项污染物的浓度限值 序 号 污染物 最高允许排放浓度（mg/m 3）最高允许排放速率(kg/h)排气筒(m)二级 1 SO 2 550 15 2.6 2 NO x 240 0.77 3 TSP 120 3.5 2.恶臭 本项目恶臭物质执行《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）中的二级标准。表4-5 恶臭排放的浓度限值 序 号 污染物 允许排放浓度 单位 排放方式 执行标准 1 臭气浓度 20 无量纲 无组织 二级 2 硫化氢 0.06 mg/m 3 3 氨 1.5 mg/m 3 4 三甲胺 0.08 mg/m 3 3.废水 因工程污水经专用污水处理站处理后排放市政污水管道并进入市政污水处理 厂；故本项目排放污水执行国家《污水综合排放标准》GB8978-1996 中三级标准。主要水污染物允许排放浓度值见下表4-6。表4-6 第二类污染物最高允许排放浓度(摘要)浓度单位：mg/l 序号 污 染 物 适 用 范 围 三级标准 备 注 1 pH 一切排污单位 6-9 无量纲 3 SS 其他排污单位 400 4 BOD 5 其他排污单位 300 5 COD cr 其他排污单位 500 7 动植物油 一切排污单位 100 4.噪声 施工期执行国家《建筑施工场界噪声限值》GB12523-90 标准。标准限值见下表4-7。表4-7 不同施工阶段噪声标准限值 单位：Leq dB(A)施工阶段 主 要 噪 声 源 噪 声 限 值 昼 间 夜 间 土石方 推土机、挖掘机、装载机等 75 55 打 桩 各种打桩机等 85 禁止施工 结 构 混凝土搅拌机、振捣棒、电锯等 70 55 装 修 吊车、升降机等 65 55 营运期执行国家《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90 中Ⅱ类标准。标准限值见 下表4-8。表4-8 各厂界噪声标准限值 等效声级Leq：dB(A)类 别 昼 间 夜 间 Ⅱ 60 50
5、其他标准 《环境空气质量标准》中未列的参照执行《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）。总 量 控 制 指 标 根据本工程的具体情况，结合国家污染物排放总量控制原则，列出本工程需执 行的总量控制指标： 本工程废水排放量约为 26m 3 /d，年排放时间按 365 天计算，废水年排放量为 9490m 3 /a，排放的污染物主要为有机污染物。建议本项目总量控制指标为： CODcr：≤4.74t/a 建设项目工程分析 工艺流程及污染工艺流程简述（图示）： 本项目建设主要分为施工期和运营期两个阶段，其基本工艺及产污流程如下图所示： 噪声、扬尘 噪声、扬尘 噪声、扬尘 噪声、废弃物 基础工程 主体工程 装饰工程 设备安装 工程验收 生活废水、建筑垃圾 施工期 图5-1 施工期工艺流程及产污工序框图 图5-2 运营期工艺流程及产污工序框图 居民区的垃圾用收集小车运进中转站内并倒入放臵在地坑的垃圾箱中，松散的垃圾 倒满后，操纵垂直压缩机进行压实，一般经过四次压缩循环后即可压好一块垃圾，当一 块垃圾压好后，操纵推铲机构将压好的垃圾块推进垃圾箱的贮存仓，反复垃圾倾倒、压 缩循环，压好第二块垃圾。然后提升垃圾箱到一定高度，将垃圾转运车驶入站内并使车 厢与垃圾箱对接，操纵卸料机构把垃圾箱内的两块垃圾同时卸入车厢。垃圾转运车驶出 生活垃圾 垃圾收集车 垃圾卸料 竖直压缩垃圾 垃圾卸料 容器封盖 容 器 装 满 容器装车 返空容器 容器复位 容器装车 容器未装满 运输车运输 垃圾卸料 运输车返回 iuiu 容器冲洗 容器备用 冲洗废水 噪声、恶臭 废水、恶臭、噪声 除尘系统 垃圾填埋场 垃圾站，将垃圾运往垃圾填埋场。垃圾箱（空箱）重新放回地坑内进行下一次作业。项 目污染工序主要在垃圾压缩过程中产生的恶臭、垃圾压滤液，以及一定的生产噪声，在 除尘系统工作时也会产生恶臭和生产噪声，最后是在容器冲洗和厂区地面冲洗中会有冲 洗废水产生。主要污染工序及环节：
一、项目建设施工期 项目在建设施工期内主要环境污染有以下内容： 1.基础工程施工： 项目基础工程施工才开始进行，施工中会产生大量的土石方，同时伴有施工噪声。2.主体工程及附属工程施工： 有混凝土搅拌机、卷扬机运行产生的噪声，原材料废弃料以及生产和生活污水。3.装饰工程施工： 在对构筑物的室内外进行装修时（如表面粉刷、油漆、喷涂、裱糊、镶贴装饰等），钻机、电锤、切割机等产生噪声，油漆和喷涂产生废气，废弃物料及污水。
二、项目运营期： ##区城市生活垃圾压缩中转站投入使用后，主要污染物为垃圾压滤液、垃圾恶臭，同时还会产生一定生产噪声、生活污水，生活垃圾等，并将持续产生。总体上讲，该项工程施工期产生的污染物在采取一定的措施情况下对环境影响不大，并且随着工程施工的结束也将随之消失；在运营期，则以垃圾压滤液、垃圾恶臭、生产 噪声为主要污染物。
三、运营期污染物排放及治理：
1、废气的排放及治理 ⑴废气污染物的排放 项目主要大气污染为垃圾恶臭、粉尘，由于生活垃圾中含有各类易发酵的有机物，尤其是在夏季气温较高时，生活垃圾在堆存、压装、运输过程中会散发出较难闻的恶臭 气体，这些恶臭物质主要包括氨、硫化氢、有机胺、甲烷等异味气体。恶臭污染主要是 通过人的嗅觉来影响环境。根据对国内现有垃圾转运站污染物排放情况调查，转运站的 废气主要来自于转运车间、垃圾倾倒和压缩过程，废气中主要污染物为粉尘、H 2 S 和 NH 3。⑵废气污染物的治理 项目转运站每天处理65t城市生活垃圾，其恶臭污染属于无组织排放。根据业主提供 资料，本项目拟建的垃圾转运站的废气处理方案如下： a、转运车间采用密闭式建筑，减少垃圾的恶臭污染物散发； b、在垃圾卸料入口加装空气帘幕，防止臭气及灰尘外泄。c、在卸料仓上方设臵喷雾降尘装臵。根据上述项目可研报告中的恶臭粉尘处理措施，评价结合国内同类型垃圾转运站实 际运行经验判断，本项目设计的降尘除臭系统过于简单，其恶臭污染经该措施处理后难 以达到《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）中的二级标准的要求。项目建成后，站内工作人员的洗澡热水采用天然气作为燃料，按每人每天用气0.49m 3 计算，人数按3人计，用气量约为1.47m 3 /d。天然气为清洁燃料，燃烧后排放的污染量少，又属间断分散排放，对环境空气质量影响不大。
2、废水污染物排放及治理(1)生产废水污水污染防治措施 项目建成营运后，垃圾转运站内的废（污）水主要为垃圾压装时产生的压滤液、冲 洗废水、少量的生活污水。根据国内同类型垃圾转运站实际运行经验，夏季垃圾挤压出 水量约为转运垃圾总量的 6%，冬、春、秋季挤压出水量约为转运垃圾总量 4%。该项目 预计每天压缩处理65t 城市生活垃圾，约产生4m 3 /d 的垃圾压滤液污水。另外，对于进入 垃圾中转站内的各种装运城市生活垃圾的车辆应每天至少进行一次冲洗，按照小型垃圾 运输车 6 辆，大型垃圾运输车 2 辆计，加上地面冲洗和设备冲洗，预计冲洗废水总量为 22m 3 /d 的。根据类比，垃圾压滤液、冲洗废水的水质指标见表。垃圾压滤液、冲洗废水的参考水质指标 pH COD cr（mg/l）BOD 5（mg/l）SS（mg/l）氨氮（mg/l）垃圾压滤液 4.3 21300 10900 3500 145 冲洗废水 6～8 400 250 300 20 从表中可知，垃圾压滤液、冲洗废水水质与污水排放标准相比，各项指标均远远大 于排放标准值，故项目生产废水必须在排放前进行处理。考虑垃圾压滤液、冲洗废水排放量大约为4m 3 /d、22m 3 /d，量不大，业主提供的废水 处理设计工艺为：转运站产生的垃圾压滤液经收集后，先排入地下调节池，经初步调节 沉淀后，与冲洗废水、生活污水等混合排放，与市政污水管网碰管后进入市政污水处理 厂；其中生活污水经化粪池处理，车辆、设备和地面的冲洗废水经沉淀池沉淀处理。项目垃圾中转站的污水处理工艺考虑生产废水量不大，仅仅是将浓度值很高的垃圾 压滤液和浓度值较高的冲洗废水进行简单处理后与其他污水混合后直接排入市政管网污 水管道，再经市政污水处理厂进行处理。经初步计算，垃圾压滤液与其他废水混合后，其混合废水水质如下表。项目废水混合后的水质指标 COD cr（mg/l）BOD 5（mg/l）SS（mg/l）氨氮（mg/l）混合废水 3250 1410 250 35 因此，评价认为采用此种简单处理措施很难保证项目生产废水在进入污水处理厂之 前达到相应的污水综合排放三级标准值。(2)厂区内实行雨水分流 厂区内实行雨水分流，建立雨水收集系统，将厂区内雨水收集起来，通过厂区雨水 管道直接排入城市雨水管网；垃圾临时堆放场地应设臵于车间内部，杜绝垃圾露天堆放 现象，防止因雨水落入而增加垃圾压滤液产生量。
3、生活垃圾 按工作人员每人每天产生生活垃圾0.8kg/d 计算，年产生活垃圾约1.12t/a。该项目建成后，生活垃圾全部直接进入转运站内进行压缩处理后运往##市长安垃圾 填埋场进行填埋处臵。故项目固废不会对评价区域环境产生不良影响。
生活垃圾压缩机 篇3
压实器是垃圾转运站核心设备之一, 对生活垃圾进行压缩装运是中转站提高效率降低成本的核心。压实器是一个集成电气控制、液压执行的设备, 液压马达驱动压实器到达容器位置后驱动液压缸带动压机对垃圾进行压缩操作。压实器配备电控箱, 通过电控箱内部元器件可对所有的执行元件及传动装置进行监控及控制。OPLC-TM, 整合了PLC (可编程逻辑控制器) 及HMI (人机界面) , 当故障发生时, 相应故障代码会显示在界面上。
1.界面显示热过载报警 (THERM ALARM) , 此故障主要对应于断路器Q1、Q2、Q3、F4、F5。以上断路器主要控制整个设备强电部分, 而且每个开关都有弱电反馈信号以供界面故障显示。这几个反馈信号串联联接, 任意一个断开界面就会显示热过载报警。 (1) 设备无法启动界面出现热过载报警时Q1、Q2、Q3、F4、F5断路开关都无断开, 主要检查Q1、Q2、Q3、F4、F5反馈信号接点是否接触良好, 一般情况下出现此故障是由于Q1、Q2、Q3、F4、F5反馈信号接点接触不良造成所致, 造成原因主要是灰尘进入断路开关接触点, 从而导致接触不良, 解决办法一是用大功率吸尘器清洁一下断路开关接触点, 二是更换断路开关。 (2) 设备无法启动界面出现热过载报警Q1断路开关断开, 这种情况一般由于负载过大, 压实器压实压力过大或压实器驱动轮阻力过大, 致使液压泵超负荷工作。如果是压力过大要从新设定压力值, 如果是驱动轮阻力大要检查轨道是否变形或是驱动轮花键轴是否断裂、驱动轮轴承是否损坏等。 (3) 设备无法启动界面出现热过载报警Q2断路器断开, 这种情况一般是断路器损坏或是液压油冷却风扇电机损坏等, 解决办法更换断路器或风扇电机。 (4) 设备无法启动界面出现热过载报警Q3断路器断开, 这种情况一般是断路器损坏或是液压油循环泵电机损坏等, 解决办法更换断路器或是循环泵电机。 (5) 设备无法启动界面出现热过载报警F4断路器断开, 这种情况一般是蜂鸣器短路, 更换蜂鸣器即可。 (6) 设备无法启动界面出现热过载报警F5断路器断开, 这种情况一般是断路器损坏或是控制驱动轮的比例信号放大器 (U5、U6) 和控制压头上下运动放大器 (U7、U8) 某一个出现故障, 解决办法更换断路器或是放大器。
2.设备无法启动界面出现液位低 (OIL LEVEL LOW) 这种情况一般是油箱缺少液压油, 致使液位传感器未能检测到油面, 增加油量即可解除故障。
3.界面无显示错误, 压头只能单一方向下压, 此故障是由于控制压头动作的继电器 (K5) 线圈烧毁或连接继电器线路断开所致。
4.界面无显示错误, 压头下压时位移距离错误, 此故障一是检查位移设定值是否发生改变, 二是测距超声波传感器反射板发生变形, 后者故障比较常见。由于在下压过程中, 可能遇到大型物体触碰反射板从而造成反射板变形。因为反射板少量变形就会导致测距传感器信号失真, 所以此故障不易发现。
5.设备无法启动界面出现紧急停车 (EMERGENCY STOP) 报警, 此故障有三种原因, 一是主控制箱或遥控器上的紧急停止按钮未开启, 二是安全继电器K4断开或连接K4线路断开, 三是遥控器未登录主控箱接收器。第三种情况比较多, 主要原因是遥控器电量不足或频率发生偏移, 当遥控器远离压实器时, 遥控器与主控箱接收器失联。解决方法重新调整接收频率、及时更换遥控器电池。
6.界面无显示错误, 但不按指定泊位行走, 此故障一般是定位接近开关个别有损坏或是接近开关与定位杆之间的距离太远, 导致接近开关无法正常工作。造成原因主要是压头在压缩垃圾时压实器平台有抬起动作, 致使平台发生位移, 有时接近开关与定位杆发生碰撞, 造成损坏或偏移不能正常工作。解决办法一是更换损坏的接近开关, 二是调整接近开关与感应杆之间的距离。
7.界面无显示错误, 但压头到指定泊位无下压动作, 此故障是接近开关出现故障, 造成原因及解决办法和第六条相同。
刮板式垃圾压缩设备 篇4
关键词：刮板式,垃圾压缩
目前国内垃圾转运使用的垃圾压缩设备主要分为两类:一体式和分体式。一体式多为水平压缩或刮板压缩, 压缩机构同垃圾箱体不可分离, 运输过程中单位垃圾运输能耗过大, 其中车辆设备在运行一段时间后箱体密封橡胶易老化, 密封效果下降, 工作过程中产生污水滴漏;分体式有水平压缩也有垂直压缩, 压缩机构固定在地面基础上, 箱体可由车辆运输, 单位压缩量能耗低, 但设备灵活性较差, 站房空间和占地面积较大, 且箱体后门易出现夹渣和漏水问题。刮板式垃圾压缩设备采用分体式结构, 与运输能耗、箱体密封、站房空间面积等方面均优于分体式水平压缩和垂直压缩设备。
1 刮板式垃圾压缩设备的主要特点
1) 设备站房占地面积小, 节约土地资源。分体式水平压缩设备, 结构形式多数为压缩机和箱体水平布置, 为保证工作效率, 多为一个压缩机对应两个或两个以上垃圾箱体。工作方式为压缩机固定而箱体移动或箱体固定而压缩机移动[1]。此类站点的站房长度12~15米, 宽度10~12米, 占地面积较大[2]。刮板压缩设备的压缩机构置于垃圾箱体顶部, 直接利用垃圾箱体内部空间对垃圾进行压缩, 垃圾进料采用箱体顶部进料方式, 也可采用箱体前部大料斗提料方式进料。站房长度8~10米, 宽度6~8米, 占地面积最大能够节约超过50%。
2) 垃圾箱体小巧, 便于灵活运输。分体式压缩设备箱体, 长度最短约6米, 配套使用的运输车辆轴距4.5米。对于道路宽度不适合大型车辆作业的区域, 设备无法使用。刮板压缩设备配套的箱体最短可达4米, 配套使用的运输车辆轴距3.8米, 运输灵活。箱体及配套运输车辆的小型化使设备的应用范围更广。
3) 作业过程无泄漏, 卫生环保。分体式垂直压缩设备, 其垃圾箱为整体式, 前部为垃圾贮存仓, 中部为垃圾收集压缩仓, 后部为卸料机构[3]。垃圾箱体在与转运车对接过程中, 垃圾容易散落地面, 且产生污水泄漏, 对工作环境造成污染[2];分体式水平压缩设备, 压缩同储存分离, 箱体压缩满箱后关闭箱体后门时易出现夹渣和漏水问题。刮板压缩设备直接将垃圾压缩入箱体, 满箱后进料口盖板关闭, 垃圾完全密闭在箱体内, 然后再由车辆对箱体进行运输, 且后门结构全密闭, 不存在夹渣和漏水问题, 作业过程垃圾无泄漏, 卫生环保。
4) 智能控制系统, 操作安全高效。全自动电气化控制, 操作面板配置显示屏, 能够显示上料、压缩、故障等工作状态, 有效降低工作人员劳动强度。系统防护等级达到IP65, 配置过热保护、液压油位保护、滤清器检测等装置, 有效保障设备安全运行。
5) 螺栓化连接, 安装简便高效。设备各个功能模块采用螺栓连接, 设备安装快速简便, 有效缩短设备安装时间, 降低安装复杂程度。
2 设备主要组成
刮板式垃圾压缩设备主要由刮板机构、举升机构、支撑机构、垃圾箱体、提料机构、控制系统、动力系统等组成。
2.1 刮板机构
刮板机构是由两根液压油缸驱动, 通过四连杆机构使刮板实现180度旋转动作, 将垃圾压入压缩箱体。刮板本身采用优质的高强度钢板焊接而成。
2.2 举升机构
举升机构用作安装刮板机构、提料机构。举升架本身能够绕支撑架上的支点翻转, 以实现与箱体对接和分离的动作。
2.3 支撑机构
支撑机构由左右支撑架及中间支撑架两部分组成。左右支撑架由锚栓连同轨道一起固定在地面上, 再由中间支撑架连成一个整体。主要作用是支撑举升机构 (包括刮板、提料机构等) 以及给举升机构旋转提供支点。中支撑架后部用来安装液压动力单元和电控柜。
2.4 垃圾箱体
箱体用于压缩和存放垃圾, 它也是垃圾压缩设备的一部分。箱体前部上方顶盖打开用于装填压缩垃圾, 后门用于倾倒垃圾。
2.5 提料机构
压缩设备上配备一个提料装置和相应的提料斗, 提料斗适用于板车、三轮车和小型机动收集车。收集车的垃圾倒到垃圾斗中, 通过提料装置, 将提料斗中的垃圾翻转到压缩腔中, 进行垃圾的压缩工作。
2.6 控制系统
控制系统包含主电控柜、控制按钮盒以及选装的遥控按钮盒。垃圾压缩设备的控制简单, 通过控制按钮盒面板上的选择开关, 可以实现不同功能的选择。控制箱中装有PLC, PLC控制压缩设备的所有动作。
2.7 动力系统
液压动力系统主要由高压油泵、电机、电磁阀、溢流阀、管路及油箱附件等构成, 为整个系统提供动力来源。
3 设备的技术参数
4 工艺流程
1) 垃圾倾倒。居民区生活垃圾收集后, 由小型垃圾收集车或垃圾桶运输车运至转运站, 将垃圾倒入垃圾提料斗内或通过坡道上料将垃圾直接倒入设备压缩腔内。
2) 垃圾压缩。操作提料斗举升将垃圾提升倒入压缩腔内, 并进行垃圾压缩。同时料斗归位, 人员继续倾倒垃圾。
3) 拉臂车钩挂垃圾箱。垃圾箱体装满后, 提料斗上翻同压缩机构一起与箱体分离并举升至最高位置。拉臂车展开拉臂钩挂箱体, 将箱体沿轨道拖出并拉至车上, 关闭箱体顶盖。
4) 垃圾转运卸料。拉臂车将垃圾箱运至终端处理场所, 开启箱体后门卸料, 完成后关闭后门再讲箱体运回垃圾中转站。
5 结语
刮板式垃圾压缩设备土地资源占用少、转运车辆小型化、无泄漏污染、安装及维修保养方便、操控安全简便, 能够很好的满足客户的使用需求, 是一种新型、实用的垃圾压缩设备。
参考文献
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[2]阮劲松, 王传华, 吴克.生活垃圾压缩设备研究现状及发展[J].环境卫生工程, 2015.
生活垃圾压缩机 篇5
1 后装压缩式垃圾车自动填装系统的工作原理
后装压缩式垃圾车压缩机构由两个刮板油缸、两个滑板油缸、一个刮板和一个滑板组成。其工作步骤按时间先后分为刮板上翻、滑板下降、刮板下挖、滑板上升四个阶段[1,2]。如图1 所示。
初始状态下, 垃圾车可能处于停车或者运输等非工作状态, 此时刮板油缸为伸长状态, 滑板油缸为收缩状态[3]。
当垃圾车装载垃圾时, 启动控制开关, 三位六通阀接通左位, 刮板油缸的有杆腔进油, 刮板上翻;当刮板上翻到顶后, 进油路压力升高, 滑板无杆腔进油, 滑板下滑;滑板到达底部后, 触碰行程开关, 三位六通阀换向, 右位接通, 刮板无杆腔进油, 刮板下挖将垃圾挖起;刮板下挖到底后, 液压油进入滑板有杆腔, 滑板上升。当滑板上升到顶触碰行程开关, 三位六通阀换向回到中位, 装填压缩垃圾结束[4]。
2 传统手动行程阀方案
手动行程阀方案是相对简单的一种方案, 如图2 所示, 通过环卫工人的手动控制以及行程阀开关的控制来实现刮板和滑板的顺序动作, 但是它的弊端比较多, 比如换向时需要人工操作, 比较繁琐, 且大大降低了工作效率, 还存在冲击, 也可能因为环卫工人的工作失误影响垃圾车的工作;行程阀安装在垃圾车装填斗的内部, 位置不容易布置, 而且行程开关坏掉的几率过大导致增加其维修成本等[5,6]。目前国内很多地区主流压缩式垃圾车油路用此方案。
3 差动方案
后装压缩式垃圾车填装系统的差动方案是一种比较敏捷高效的方案, 油路中用到了五个溢流阀, 两个为安全阀, 三个为背压阀。下面针对这种方案作介绍。
如图所示, 当起动开关被工作人员按下后, 三位六通换向阀的左位接通, 液压油经过滤器被油泵泵进油路, 液压油的流动过程为:油箱10→过滤器11→油泵7→换向阀6→单向阀1→刮板油缸无杆腔→刮板油缸有杆腔→换向阀6→油箱10。由于刮板上升是一个空行程, 所需要的力只需要克服刮板自身的重力即可, 所以不需要很大的压强 (设定压强为2MP) , 完成这个动作的时间也比较短。
当刮板的活塞杆到头之后, 进油路内压力升高, 达到3MP后, 顺序阀被开启, 此时液压油的流动过程为:油箱10→过滤器11→油泵7→换向阀6→顺序阀2→滑板油缸无杆腔→滑板油缸有杆腔→溢流阀4→滑板油缸无杆腔。
提高垃圾车的工作效率, 需要提高发动机的转速来带动泵增加对滑板无杆腔的进油速度。但是在液压系统中, 一般采用的是定量泵, 其泵油量是有一定限制的, 况且增加发动机转速会加大垃圾车的燃油量, 既不经济也不环保, 所以在这个地方采用油路的差动连接方案。其过程为进油路中的液压油进入滑板油缸无杆腔, 推动活塞前进, 然后液压油从滑板油缸的有杆腔出来, 经过一个溢流阀 (串联在回油路中作背压阀) 后再次进入进油路中, 以此来加大进油路的进油量, 从而加速滑板的下滑, 提高执行效率。
值得注意的是, 在滑板下行的过程中, 必须要在回油路上串连一个背压阀, 防止滑板自身的重力过大使滑板向下运行的速度过快而导致油路被抽真空, 形成气泡, 影响工作效率。当滑板下行到底部时, 触碰到了设定好的行程开关, 通过电路控制使得三位流通换向阀换向, 接通右位, 此时液压油的流动过程为:油箱10→过滤器11→油泵7→换向阀6→刮板油缸有杆腔→刮板油缸无杆腔→背压阀10→换向阀6→油箱10。
这一个行程是刮板下挖的过程, 因为其要对装载斗中的大量垃圾进行挖掘, 是一个做功比较大的行程, 故在设计时将液压油打入油缸的无杆腔, 就是在相同的压力下增大刮板的下挖力 (设定压强为15MP) 。但是考虑到它也是一个下降的过程, 防止在下挖垃圾时由于被挖的垃圾较少或者刮板上有重物等特殊情况而导致轻微的被抽真空, 也最好加装一个通径较小的背压阀, 以防万一。
需要考虑的是, 在液压油进入刮板油缸腔之前还有两个油路分枝, 分别为经过单向阀流向滑板油缸和经过单向阀流向溢流阀4, 但这两路油路最后都需要从内外控溢流阀3 处回油。
为了保证液压油不会从内外控溢流阀3 处流走, 需要对其设置一个大于刮板下挖力的压力, 设定为16MP, 当刮板下挖到底时, 进油路压力升高, 液压油经过单向阀流向滑板油缸, 此时液压油的流动过程为:油箱10→过滤器11→油泵7→换向阀6→单向阀8→滑板油缸有杆腔→滑板油缸无杆腔→内外控溢流阀3→换向阀6→油箱10。
4 结论
本文主要讲述了后装压缩式垃圾车压缩机构液压系统差动方案的油路设计, 用顺序阀控制完成刮板和滑板的顺序动作。在全人工操作式垃圾车机械运动部分保留的情况下, 通过更换微机控制油路通断的液压阀块, 取代原来全部通过人工控制油路的液压阀块, 实现后装压缩式垃圾车的垃圾压缩动作的自动完成, 最终可以节省大量人力物力财力, 实现环保的目的。
摘要：介绍后装压缩式垃圾车的刮板和滑板在填装垃圾时的顺序动作, 采用差动方案, 通过对液压阀中顺序阀的合理设计, 保证了刮板和滑板在恰当的时刻有条不紊地完成各自执行的动作。
关键词：后装压缩式垃圾车,差动方案,顺序阀,设计
参考文献
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生活垃圾压缩机 篇6
垃圾压缩设备是通过垃圾厢、填装器、推铲、液压系统等专用装置,实现垃圾倒入、压碎或压扁、强力装填,把垃圾挤入厢体并压实和推卸的设备。垃圾压缩设备的特点是垃圾收集方式简便、高效、具有自动反复压缩以及蠕动压缩功能,压缩比高,装载质量大,作业自动化,动力性、环保性好,整套设备利用效率高。垃圾压缩过程中的污水直接进入污水厢,彻底解决垃圾的二次污染。其结构及应用方式如图1所示。
要实现对垃圾压缩设备的力学分析与结构优化设计研究,必须搞清楚垃圾压缩设备在各种工况下的压缩垃圾载荷的数学描述。垃圾是由多种废弃物组成的混合物,力学性质很不确定,目前尚未见到对垃圾力学性质的研究资料,因此具有原创性和较大的难度。通过对散体力学的研究,运用弹塑性有关理论,建立散体在压缩过程中对厢壁载荷分布数学描述,并通过对垃圾压缩设备进行应力测试,得到其在基本工况下的应力分布,校核与修正压缩垃圾载荷的数学描述。最后,运用ABAQUS有限元分析软件对垃圾压缩设备在满载挤入、压缩、满载推出等实际工况下的应力应变进行分析。
目前国内生产的垃圾压缩设备具有质量大、结构笨重、强度差、材料利用率低的缺点,企业亟需对其进行力学分析与优化设计研究,以达到减轻结构质量,增加结构强度的目的。
1压缩垃圾载荷描述
1.1压缩垃圾载荷的构成
垃圾压缩设备在工作过程中所受到的垃圾对厢体内表面的作用力主要有以下几部分组成:自重力、压缩力、摩擦力,各种实际工况中结构所承受的载荷为以上各种力的组合。
1.2垃圾的应力应变特性
由于垃圾是由碎散的固体组成,垃圾的宏观变形不仅由于垃圾本身变形,还包括垃圾间位置的变化。这样在不同应力水平下由相同应力增量引起的应变增量就不相同,即表现出非线性。垃圾的三轴压缩试验可借鉴土壤的三轴压缩试验,得到其典型曲线图(图2)。
垃圾在各向等压或等比压缩时,孔隙总是减少的,从而可发生较大的体积压缩,这种体积压缩大部分是不可恢复的,如图3所示。
在加载后卸载到原应力状态时,垃圾一般不会恢复到原来的应力状态,其中既包括可恢复的弹性应变,又包括不可恢复的塑性应变,并且后者往往占很大的比例,可表示为:ε=εe+εp。其中,εe表示弹性应变;εp表示塑性应变。对垃圾在σ3=100kPa下进行三轴试验,得到三轴试验结果,其中虚线表示单调加载试验曲线;实线表示循环加载曲线。可见每一次应力循环都有可恢复的弹性应变和不可恢复的塑性应变,如图4所示。
1.3压缩垃圾载荷模型的建立
生活垃圾主要由厨余、纸类、塑料、布料、玻璃、金属以及其他无机物组成,力学性质复杂、不确定。生活垃圾是由固体、液体和气体三部分组成的三种松散体。其中的固体构成骨架,骨架之间串着孔隙,孔隙中填充着液体和气体。其重要的物理特性包括容重、含水率、粒度尺寸、成分和压实度等。
垃圾在受力时具有明显的塑性性质,基本只能承受压力,其应力和应变是非线性的,由于受剪时会膨胀,Von Mises屈服准则不适合这类材料。
在构建垃圾的力学模型时,需对其作以下基本假设:
1) 对垃圾采用连续性假设;
2) 垃圾厢壁当作线弹性材料考虑,压缩后的垃圾考虑为弹塑性材料,采用弹塑性模型;
3) 垃圾内任一点水平方向的正应力与相垂直的正应力成比例;
4) 垃圾沿厢壁的滑动阻力与厢壁法向压力成正比。
对压缩状态下的垃圾及厢体运用上述基本假设,得到应力分析微元体,如图5所示。
对图5所示微元体作力平衡得:
其中,σx为x方向应力,σy为y方向应力,σz为z方向应力,a,b,c分别为箱体的长宽高,g为重力加速度,ρ为垃圾材料的密度,μ为垃圾材料与厢壁的摩擦系数,k1,k2为比例系数。
整理上式得:
由此得到垃圾在压缩过程中对厢体在x,y,z方向的应力分布。
2垃圾压缩设备的有限元分析
2.1有限元分析模型的建立
在进行垃圾压缩设备的结构优化前,需对其进行结构的应力分析,本文使用ABAQUS软件对其进行有限元分析。由于厢体与支撑梁由钢板、型钢焊接而成,长度方向尺寸远大于厚度方向尺寸,故采用6自由度的S4R单元。整厢结构共划分31928个单元,31029个节点。单元网格划分后的厢体结构如图6所示。
2.2约束与加载
垃圾压缩设备的厢体架设在支撑梁上,支撑梁安放在汽车大梁或地面上,假设沿厢体轴向方向为z方向,厢体高度方向为y方向,厢体宽度方向为x方向。支撑梁下端约束为全约束,限制其沿x,y,z方向的移动以及绕x,y,z轴的转动。通过对垃圾力学性质的研究,得到其在压缩过程中对厢体壁面的载荷描述,将其拟合为曲线,并将其施加在厢体壁面上,加载曲线如图7所示,对箱体的约束及施加后的载荷如图8所示。
2.3 分析计算结果
图9-图12给出了垃圾压缩设备在实际工况下厢体结构的限元计算结果的Von-Mises复合应力及Von-Magnitude复合位移云图。
经有限元分析发现,厢体整体应力较小,应力较大位置出现在厢体的前半部分,最大应力达到370MPa。造成原因是由于厢体截面形状及长宽比设计不合理,厢体底面与侧面相接触时的圆角过渡不够光滑,垃圾挤入过程中易出现在入口堵死的现象,局部应力较大。厢体后部垃圾不能受到垃圾在压缩过程中的压缩力,容易造成亏载。
在厢体底板与支撑梁交接处存在应力集中现象。厢体侧板与底板前部交接处应力较大,达到了480MPa,易发生失效破坏。
以上ABAQUS有限元分析计算结果与实际应力测试结果基本相符。
3垃圾压缩设备结构优化设计
3.1优化设计模型与方法
垃圾压缩设备优化设计的数学模型为
Find x=(x1,x2,x3,…xn)T
Min m(x)
Maintain V(x)=V0
σ(x)≤[σ]
ximin≤xi≤ximaxi=1,2,…,N
式中,x1,x2,…,xn为结构的优化设计变量,包括结构的外形尺寸及板厚等变量,m(x)为垃圾压缩设备整装质量,V(x)为厢体容积,V0为优化前容积,σ(x)为构件的应力,[σ]为钢板许用应力。
3.2优化设计过程
根据实际生产要求,垃圾压缩设备结构外形尺寸必须符合行业标准且考虑到运输的方便性;钢板厚度设计变量的优化设计结果应与钢板生产企业所提供的钢材板厚一致;经有限元计算得出的Von-Mises等效应力不得大于所选用钢板的许用应力。
表1给出在优化过程中垃圾压缩设备厢体及支撑梁的设计变量、最大应力、质量及容积的变化情况。
从表1中可以看出,垃圾压缩设备在优化后,厢体及支撑梁的最大应力由480MPa下降到198MPa,整装质量由3.5t减少为2.5t,厢体容积由20.5m3增加到21.8m3。
3.3优化后有限元分析结果
图13-图16给出了垃圾压缩设备在实际工况下,优化后厢体结构的限元计算结果的Von-Mises等效应力及Von-Magnitude复合位移云图。
经有限元分析发现,优化后厢体整体应力与优化前相比有较大幅度减小,应力较大位置出现在厢体前部的上部加强筋处。该处的应力较大是由应力集中引起,不会对厢体整体安全产生影响。
在厢体底板与支撑梁交接处存在的应力集中现象得到明显改善。厢体侧板与底板前部交接处应力改善较大,减小到了150MPa以下,保证了结构的安全性。
4结论
1) 由于垃圾力学性质的特殊性,目前尚无完整的有关垃圾力学性质的研究材料。本文通过对散体力学及弹塑性力学的研究,利用流固耦合的理论,建立垃圾对垃圾压缩设备壁压的数学模型,并通过实验测试的校核,修正其有限元模型,保证了垃圾压缩设备有限元分析计算的正确性。
2) 在对垃圾压缩设备进行优化设计过程中,对部分设计变量采取了变截面设计思想,有效地解决了构件等强度设计及降低整体质量的问题,为企业生产提供了新的思路。
3) 通过对垃圾压缩设备结构的优化,结构的最大应力从480MPa下降到198Mpa,整体应力得到了较均匀的分布,均在许用应力167MPa(安全系数取为1.4)以下,整体质量减少1000kg,达到了优化设计的目的。
参考文献
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生活垃圾压缩机 篇7
1 压缩式垃圾车结构
1.1 压缩式垃圾车的基本结构分析
压缩式垃圾车是在汽车二类底盘上改装而成, 它主要由推板 (垃圾推出机构) 、车厢、汽车底盘、滑板和刮板 (填装器压缩机构) 及倾倒装置等组成。
压缩式垃圾车的工作过程如图1所示。
下面, 我们根据图1描述压缩式垃圾车的垃圾装载过程和卸载过程。如图1- (1) , 将垃圾倒入到填装斗中。图1- (2) , 操作刮板张开操作液压手柄, 刮板张开;操作滑板下滑液压手柄, 滑板下滑。图1- (3) , 滑板下滑到垃圾斗底, 操作刮板刮合液压手柄, 刮板破碎垃圾, 压缩垃圾。图1- (4) , 操作滑板上滑液压手柄, 刮板刮起垃圾随滑板上行, 图1- (5) 刮板和推铲挤压垃圾, 如果垃圾多, 可以反复操作, 直至垃圾完全填装到垃圾厢内。图1- (6) , 操作手柄, 举升油缸推举垃圾填装器, 打开垃圾厢后盖;操作推铲液压手柄, 推铲推出垃圾。
1.2 液压系统
压缩式垃圾车的液压气动系统由油厢, 液压泵, 液压油路阀组, 气路阀组, 液压缸、压力继电器, 压力表等组成。
压缩式垃圾车的填装器执行机构是由刮板油缸, 滑板油缸驱动, 翻斗油缸驱动翻斗上升和下降。在装载模式下, 操作刮板手动阀, 刮板油缸驱动刮板张开, 然后操作滑板下滑手动阀, 滑板油缸驱动滑板下滑;再次操作刮板手动阀, 刮板刮合, 此时垃圾被挤压刮起, 刮板驱动油缸完全伸出;接着再操作滑板手动阀, 滑板油缸驱动滑板上滑, 垃圾被刮板滑板刮压进厢体内。传统的手动阀操作费力, 在大量垃圾需要装载时, 刮板和滑板需要连续工作, 人工操作手动液压阀极为不便, 而且容易出错, 存在不安全因素。因此, 液压控制系统实现自动化控制, 将大大提高压缩式垃圾车的工作效率及操作方便性, 安全性。
2 电控系统设计
2.1 控制要求分析
压缩式垃圾车作业过程中有两个部分。在装载作业时, 作业人员首先在驾驶室选择作业模式, 然后到车尾填装器任何一侧作业。作业过程中, 可以选择操作翻斗上升或下降, 可以手动或者自动模式下操作刮板、滑板动作。滑板刮板作业过程可以实现单次循环和连续循环。在卸载作业时, 作业人员直接在车内选择作业模式, 并可以直接操作厢门打开或关闭和推铲推出或缩回动作。不需要人员下车操作。为了电气控制的可靠性, 采用气动执行机构驱动手动阀动作, 在调试过程中或者电控出现故障时, 也可以使用手动操作。
2.2 I/O信号端口分配
首先, 因该车型车载电源是24V蓄电池, 所以控制器内PLC供电为直流24V。整个控制系统需要6个输入信号, 4个输出信号。驾驶室空间狭小, 控制器设计要求合理, 操作直观, 可安装在驾驶员方便操作的位置。然后根据现场分析, 我们确定选择台湾永宏PLC B1z-10MR2-DC6点24VDC数字输入4点继电器输出;该机型体型小巧, 安装方便。最后做出PLC控制系统输入输出信号分配表, 如表1所示。
2.3 PLC控制电路设计
采用电气绘图软件Atuo CADelectrical2012版, 设计控制系统原理图。电源总开关使用钥匙开关。然后分别接入PLC电源和模式选择开关, 依据系统输入输出信号分配表表1, 分配信号元件电气连接的位置。根据垃圾车作业的实际情况, 卸载作业过程的信号未经PLC系统控制, 而是直接有按钮控制, 节省了PLC端子, 减少了控制器应用设计成本。
2.4 程序设计
依据控制系统设计要求及电气原理图, 使用PLC编程软件编写PLC程序。编写程序要进过软件仿真调试, 联机硬件调试, 最后协调实践, 进行现场调试。
3 结束语
目前, 压缩式垃圾车是我国城市生活垃圾集中及运输的主要环卫设备之一。采用小型PLC作为控制器实现垃圾自动回收、压缩装载, 增强了控制系统的可靠性, 提高了工作效率, 减轻了环卫工人的劳动强度, 同时也降低了电气系统的维护成本。
摘要：根据压缩式垃圾车的结构和功能要求, 研究了压缩式垃圾车的控制工作流程, 对压缩式垃圾车的装载和卸载工作过程进行控制分析, 采用了PLC控制器完成电控制系统设计, 实现手动及自动的双重控制, 提高了垃圾车装运效率。
关键词：压缩式垃圾车,PLC
参考文献
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[2]海为PLC技术手册.福建厦门Haiwell PLC选型手册, 2013.
生活垃圾压缩机 篇8
选题背景及产品简介:后装式垃圾压缩车是环卫车市场上需求较大的一类产品, 广泛用于城镇、街道各处垃圾的沿途收集, 大型后装式垃圾压缩车也可用于定点收集垃圾。后装式垃圾压缩车具有灵活、轻便、垃圾压缩率大、工作效率高等优点, 是当今建设文明卫生城市不可缺少的一员。垃圾从尾部后包经过压缩后进入车厢, 垃圾装满后通过车厢内的推板推出实现垃圾卸料。后装式垃圾压缩车推板的动力来源于推板油缸:卸料时, 液压系统启动, 通过液压油泵及液压控制阀, 控制推板油缸推出, 带动推板将垃圾推出车厢。而为了节省空间, 推板油缸都使用双作用多级油缸 (本文以三级油缸为例, 多级缸的结构特点在本文不再赘述) 。
2 产品使用遇到的问题
2.1 故障描述
后装式垃圾压缩车经长期反复使用后, 推板不能缩回, 且缩回时压力提不高。经过更换推板油缸后故障得以消除。
2.2 故障分析
油缸更换后故障消除, 结合推板推出时油缸压力提不高的现象, 初步判定为推板油缸损坏。利用游标卡尺测量推板油缸 (三级油缸) 各处的直径, 发现第二级缸筒已经变形, 直径被胀大1mm以上。据此, 可能是由于推板油缸在缩回时油缸内部压力太高 (超过了其额定使用压力) 导致缸筒变形。为了证实推板油缸缩回时是否压力太高, 可以用压力表测量。经测量发现, 推板油缸缩回过程中, 全程均为系统溢流阀的调定压力 (21MPa) , 而推板油缸的额定使用压力是根据负载计算所得 (16Mpa) , 低于系统压力, 因此推板油缸长期超负荷使用, 对油缸造成了损坏。
2.3 问题的提出
试验时, 车厢内无垃圾, 润滑良好, 推板油缸可近似认为是空载, 超过的负荷不可能来源于外部负载。因此问题从液压系统本身进行着手分析。推板油缸为多级缸 (此处为三级油缸) , 具有其特殊的结构特征, 因此首先从油缸入手进行分析。这个液压系统油泵的额定输出流量为50L/m in, 当推板油缸缩回时, 油缸的有杆腔进油, 无杆腔回油。因为多级缸两腔容积相差很大, 针对此处的三级缸, 通过计算得出无杆腔活塞面积约为有杆腔活塞面积的4~6倍。因为假设推板油缸缩回时有杆腔进油流量达到50L/min, 则无杆腔回油流量则可达200~300L/min, 如此的大流量在回油管道及回油过滤器上会产生相当大的回油阻力。
2.4 针对推板油缸缩回时, 建立力学模型分析
设:推板的摩擦力负载为P1;推板油缸缩回时油缸内部摩擦力为P2;推板油缸无杆腔回油阻力为P3;推板油缸有杆腔进油口压力为P4。液压系统压力:P0。
则有:P4=P1+P2+P3 式2.4.1
根据2.3的分析, 上式中, 若忽略各处摩擦力, 推板油缸可近似认为是空载, 则有:
从上式可以看出, P3增大, 则P4将会成倍地升高, 此即试验时推板缩回全过程压力均达到了系统溢流阀调定压力的原因所在。
2.5 探索改进方案
2.5.1 第一次改进:在推板油缸有杆腔油路上增加阻尼孔
首先从理论上分析, 推板油缸为多级缸, 因其特殊性 (缸筒较薄, 有杆腔和无杆腔容积相差很大) , 多级缸使用时, 可在推板油缸的有杆腔加设阻尼孔, 适当地限制有杆腔的进油流量, 当有杆腔进油流量减少时无杆腔的回油流量会成倍地减少, 可以大大地减少回油阻力P3, 从而降低推板油缸有杆腔的进油压力P4。增加阻尼孔后, 推板油缸缩回时虽然仍为系统溢流阀调定压力, 但由于阻尼孔的分压效果, 可以将部分压力阻挡于油缸之外, 油缸内部压力P4<P0。对推板油缸起到了一定的保护作用。
实验:1) 不增加阻尼孔时测压力:推板缩回时的压力为21MPa。推板推出时系统压力为1MPa。2) 增加阻尼孔后再测:推板缩回时的压力为21MPa。推板推出时系统压力为5MPa。
分析:增加阻尼孔后推板油缸缩回时为系统压力, 但由于阻尼孔的分压效果, 进入油缸的压力不会达到21MPa, 具有一定的保护作用。但是推出时油缸无杆腔的压力提高了5MPa-1MPa=4MPa。由于增加阻尼孔前后外部负载并无变化, 因此升高的压力4MPa完全来源于增加的阻尼孔。推板推出时测出的系统压力为推板油缸无杆腔的压力, 由于推板油缸推出时为增压缸:当无杆腔压力升高4MPa, 根据2.3的计算, 有杆腔压力将升高4~6倍, 即16~24MPa, 远远超过了系统压力。
由此可见, 增加阻尼孔后, 虽然在推板油缸缩回时虽然起到保护作用, 但推板推出时, 油缸有杆腔回油, 将在阻尼孔上产生很大的压力, 这个压力会直接作用在推板油缸的有杆腔, 同样会损坏油缸。为了能使推板油缸推出时有杆腔的压力不至于过高, 必须将阻尼孔增大, 降低有杆腔的回油阻尼。但是, 增大阻尼孔后, 油缸缩回时进入有杆腔的进油流量也会增大, 而且阻尼孔的分压效果随着阻尼孔增大而减弱, 系统压力更多地作用在油缸内部。因此本方案不是很可靠。
2.5.2 第二次改进方案:取消阻尼孔, 以单向节流阀代之
针对2.5.1的试验结论分析, 如果要使推板油缸在推出、缩回两个方向上工作时, 内部压力都不会很高, 单是增加阻尼孔是不够的。我们的思路是:油缸推出时, 有杆腔的回油阻尼要很小, 否则推出时将会在有杆腔产生很大的压力, 从而损坏油缸。而在推板油缸缩回时, 应该限制有杆腔的进油流量, 同时利用阻尼孔的分压作用将部分系统压力阻挡于油缸之外。从而使油缸在推出和缩回时都不至于因压力过高而损坏。
单向节流阀就可以达到这个效果。单向节流阀是将单向阀和节流阀的并联使用。安装时, 将单向节流阀安装在有杆腔油路上, 使有杆腔回油 (即油缸推出) 时通过单向阀开启回油, 单向阀自由流通方向上不会产生较大的压力, 因此可以保证推板油缸推出时不会因增加阻尼孔而将回油阻力提高。油缸缩回时, 单向阀关闭, 压力油通过阻尼孔进入油缸的有杆腔。此时阻尼孔就起到了节流、分压的作用, 对油缸形成保护。
试验:1) 不增加单向节流阀时测压力:推板油缸缩回时的系统压力为21MPa;推板油缸缩回时有杆腔的压力为20.6MPa。推板油缸推出时系统压力为1MPa。2) 安装单向节流阀再测压力:推板油缸缩回时的压力为21MPa;推板油缸回缩时有杆腔的压力为12MPa。推板油缸推出时系统压力为1MPa。
结论:在推板油缸的有杆腔油路上增加单向节流阀的方案是可行的。
3 结束语
多级油缸在很多场合都有使用, 与单级油缸相比有其结构上得特殊性, 有杆腔和无杆腔的面积之差很大, 而且级数越多, 则每级缸筒的壁厚越小, 能承受的压力就越小。因此在使用多级油缸的液压系统中, 应合理设计液压油路, 注意对油缸的保护。
参考文献