基于UGNX的干垃圾压缩机研制

头需要压力 Ｆ为 ３．７５ ．５ｘｌ０４ Ｎ，相 当于 ３．７５￣４．５ ｔ压力 。该垃 圾压缩机为移动式小 型设备 ，动力来源设计要 轻巧 ，因压力吨位 较小 ，故可用小型液压泵实现。选择小型液压泵时 ，选择输出液压
油压力Ｐ为 １０ ＭＰａ，杠杆两臂比定为 ｌ：ｌ，根据 Ｆ＝ｐＡ＝孚ｐ ，其 斗
过 程 ，从 概 念 （ＣＡｍ ），到 设 计 （ＣＡＤ），到 分 析 （ＣＡＥ），到 制 造
（ＣＡＭ）的完 整 流 程 １７４１。
在总体方案明确后时 ，借 助于该三维设计软件 的建模功能 ，
通过 自上而下和混合建模并用的方法对压缩机进行整体建模 。压
缩机主要有外底座 、内底座 、扶手 、限位杆 、压料缸 、联动杆和压料
压 料缸
堆 料头
压料 头
松 散 干 垃圾 垃圾桶
松散 干 垃圾 垃 圾 桶
直压 式
杠杆 式
图 １ 松散 干垃 圾压 缩 机 方案
２ 压 料 缸 压 力 的 计 算 根 据 现在 常 用 的 垃圾 桶 底 面 积 Ｓ约 为 ２．５ｘｌＯｓ ｍｍ２，压 缩 松
散垃圾的单位 面积上需要的力约为 ０．１５￣０．１８ Ｎ／ｍｍ２，可得压料
现 运 动和 后期 装 配 中 的干 限位杆
涉
现象
，运动
仿
真过
程
见
扶手 内底 座
图 ４。在对 压缩 机进行运动 外底座
仿真时 ，要对 各运动 副和连
杆进行完整定 义 ，并将外 底 座设为与地 面 固连 ，运动 赋
图 ２ 压缩机三维模型 图
逮 。一茁 盘 蛊 ．越 盎 一篮
０ 引言 当前 ，随着人 民生活水平提 高 ，废纸 、塑料等家庭 干垃圾的
数量增多 ，所 占空间很大 ，给垃圾处理带来麻烦 。如果能够将这 些 干垃圾 先打个包 ，让它形 成密度相对较 高的包块 【ｌ】，这样运输 起来既不会造成一路 的抛洒 ，同时也能大大提高垃圾运输和清 理 的效率 。将这些松散干垃圾打包的设 备成为干垃圾 压缩 机。开 发这种设备对环保有着非 常显著 的意义 ，同时也能用到松散垃 圾较多 的企事业单位 ，以减少垃圾 堆放而产生的空间浪费问题 ， 节约运输成本 。 １ 干垃圾压缩机方 案选择
联动杆固连的 内底座向上运动。这样 既可以减少设备 的总体高
度 ，同时又将对外底座 （机
架 ）的压力转换到了内底座
上 ，提高了设备的可靠性 。 压 料头
４ 运 动 仿 真
利用 ＵＧＮＸ 的运 动 仿
真 和干 涉 检查 工 程对 设 计 压料缸 内容进行 仿真验证 ，防止 出 联 动杆
松 散垃圾 的压缩 ，采用具 有一定 面积 的压料 头 ，通过 力的 作 用 ，将 松散 干垃 圾 向下压 实 ，从 而实现 干 垃圾 的体 积 变小 ， 密 度变大 。压缩 可 由气缸 或小油 缸实 现 ，可 以采用 的方 案见 图 １。方案 １可采用类 似 Ｃ字形 ｆ 叫的结构 ，压料 头在压 料缸的 作用 下 向下 运行 ，压迫 在垃圾 桶 内部 的松 散干垃 圾体积 变小 ， 实 现压缩 ；方 案 ２采用 杠杆 原理 ，压料 缸 的作 用力 通过 杠杆绕 支点 转动转 移至压 料头 ，实现松 散垃圾 的压缩 。方案 １结构相 对 简单 ，但是设 备总体 高度会 很高 ，不 便于 日常运 输和设 备 的 存 放 ；方案 ２实现 了高度降低 ，同时也 巧妙采 用 了杠杆原 理实 现 了压力变 化 ，压缩缸 的压力 通过压 料头压 实松 散干垃 圾后 ， 作用 力传递 到 了底 部 ，故采用方 案 ２进 行设计相 对合理 。
头等零部件组成（图 ２）。利用 ＵＧＮＸ的工程制图功能 图。压缩机截面图见图 ３，压料
缸通过销轴 １与外底座（机架 ）连接 ，但压料缸工作时 ，通过销轴
２推动压料臂绕着销轴 ４转动 ，转到一定位置 时 ，销轴 ３被旋转
至一定位置后 ，带 动销轴 ５向上移动 ，销轴 ５通过联动杆带 动与
基 于 ＵＧＮＸ的 干垃 圾压 缩 机研 制
许洪龙 ，李 想
（江 阴职业技术学院 ，江苏江 阴 ２１４４０５）
摘 要 ：比较 干垃圾 压缩机设 计方案，计算压料缸活塞直径 ，确 定液压缸 主要参数 。借助 ＵＧＮＸ软件对压缩机进行三维设 计 ，通过三 维模型进行工程 图纸绘制 ，并对模 型进行 了虚拟运 动仿真 ，动作过程正确 ，无干 涉现 象。对样机进行 了制造 和动作验证 ，达到 了预期 效果 。借助 ＵＧＮＸ软件 进行辅 助设计 ，大幅缩短设计周期 ，规避 因设计 不足带来的风险 。 关 键 词 ：ＵＧＮＸ；垃 圾 处 理 ；压缩 机 ；机 械 设 计 ＤＯＩ：１０．１６６２１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎｌ００１—０５９９．２０１６．０６．４３ 中 图分 类 号 ：ＴＨ６ 文 献 标 识 码 ：Ｂ
中 ，Ａ 为活 塞 面 积 ，可 以计 算 出液 压 缸 的 活 塞 直径 ＪＤ约 为
７６ ｍｍ，考虑密封件标准和动力盈余悯，Ｄ取 ８０ ｍｍ。
３ 结 构 设 计
ＵＧＮＸ是西 门子 ＵＧＳ ＰＬＭ软件开发 ，集 ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ于
一 体的产品生命周期管理软件。ＵＧＳ ＮＸ支持产品开发 的整个
设置誓理与维＿ ２０１６№６固