食物垃圾粉碎机设计与仿真

毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）外文摘要目录1 引言 (1)1.1 厨房食物垃圾的概念 (1)1.2 厨房食物垃圾的危害 (1)1.3 厨房食物垃圾处理的紧迫性 (2)1.4 食物垃圾粉碎机的发展及现状 (2)1.5 数垃圾粉碎机的前景 (3)1.6 食物垃圾粉碎机的分类 (4)1.6.1按处理方式分 (4)1.6.2按电动机的类型分 (4)1.6.3 按研磨原理分 (4)1.7 课题研究的目的及意义 (5)1.8 课题研究的主要内容 (5)2食物垃圾粉碎机的总体设计 (7)2.1 食物垃圾粉碎机的工作原理 (7)2.2 食物垃圾粉碎机的组成 (8)2.3刀盘组合刀具的设计 (8)2.3.1刀具的材料选择 (8)2.3.2刀盘工作载荷的计算 (9)2.3.3刀盘的强度校核 (11)2.3.4刀片的强度校核 (13)2.3.5刀盘的结构设计 (14)2.4电动机的选择 (15)2.4.1电动机的工作原理 (15)2.4.2电动机的主要组成 (15)2.4.3电动机的分类 (15)2.4.4电动机类型的选择 (16)2.4.5电动机型号的选择 (17)3 食物垃圾粉碎机的实体建模 (19)3.1软件介绍 (19)3.2污水弯管建模 (19)3.3中间粉碎室建模 (20)3.4 支撑环建模 (22)4 食物垃圾粉碎机的装配与仿真 (26)4.1 食物垃圾粉碎机的装配 (26)4.2 食物垃圾粉碎机的仿真 (27)5 食物垃圾粉碎机的安装 (30)结束语 (34)参考文献 (35)致谢 (37)1 引言在我们日常生活中，经常因为吃过饭后处理剩下的食物残余垃圾感到苦恼，特别是到了夏天，气温升高，厨房里垃圾散发着臭气，招惹的很多的蚊子、苍蝇、蟑螂到处乱飞，还有垃圾中渗出来的污水也会弄脏地板，给人们的打扫增加负担，所以食物垃圾给人们的日常生活带来了不少的烦恼。

凭借人们的创造性思维与创造力，世界上第一台食物垃圾粉碎机诞生于美国，2003年北京、上海、广州三地的食物垃圾粉碎机的使用率分别达到了4.3%、3.8%、3.5%，如今食物垃圾粉碎机正在逐步走进千家万户，清洁您的厨房，呵护家人健康。

提到粉碎机很多人都知道粉碎机是一种工业中用于粉碎石块等物料的机器。

可是食物垃圾粉碎机作为食品粉碎机械，知道的人就很少了，它能有效的将厨房中各种食物垃圾，研磨成细小的颗粒顺水流排出管道，达到清洁环境，排除异味等效果。

1.1 厨房食物垃圾的概念垃圾是指不需要的或没有用的固体或者液体的东西。

在很多人口密集的大城市，垃圾处理是很让人头疼的一个常见的问题。

一般，垃圾是先收集好，然后送往堆填区堆填或送去用焚化炉焚化。

但是这两种处理方法都会造成一定的环境污染，给环境保护带来负担，但如果降低这样的过度消费，就可以在一定的程度上减轻堆填区的饱和度。

堆填区的垃圾如果处理方法不对会对地下水造成污染，散发出浓浓的臭味，如今很多城市可以用来堆填的土地面积也日益减少。

但是如果用焚化的方法的话，又会产生有毒的气体，对生物体造成危险和伤害。

很多城市都在寻找能够减少垃圾量的方法，并且与此同时还在鼓励人们注意资源回收。

食物垃圾[1]主要是指在食物加工或处理的时候所产生的容易腐烂、降解的没有用的部分。

食物垃圾产生的源头相对还是比较集中的，它们主要来自于餐馆、菜市场和家庭里的日常生活中的垃圾等城镇垃圾。

1.2 厨房食物垃圾的危害[2-8]第一，占地面积大，城市的垃圾一般都送到郊区堆放，这样就占用了很多的农田；第二，污染空气，厨房食物垃圾中含有大量易腐烂的东西，在运输的时候或露天堆积摆放的时候，很多垃圾属于有机物，会发生分解，散发出臭味，放出大量对空气油污染的气体，污染大气；第三，污染水资源，食物垃圾含水量比较高，垃圾场上的渗滤液的主要来源就是它们，且其中的有害成份会容易随雨水冲击流进土地里面，渗进到地下水体里，一般垃圾收走后都不会立刻被处理掉，会被堆放着，在这过程中会有很多酸、碱性的有机污染物产生，而且垃圾里面还含有重金属物质，这些有害物质也会溶解出来，堆填时也会产生一样的污染；第五，滋生害虫，垃圾不仅能病菌类的有害物，还是其它像老鼠等等这样的常见的害虫的栖息和繁殖的场所，更是传染疾病的一个主要根的源[10-11]。

厨房里的食物垃圾里面有很多垃圾是易腐烂的废弃物，但是我国垃圾箱、垃圾收集运输车并不适合盛放这类的垃圾，应为这样的原因，还会给环境造成第二次污染。

并且，如今还是会有很多对环境保护的意识很薄弱的居民，在很多地方都可以看见厨房垃圾被随意乱丢，阴沟、路边到处都是，这严重影响市容市貌和影响人们自己的生活的环境的卫生。

此外，人们还经常把厨房里的垃圾用来做饲料，喂养动物，这样，垃圾里面的细菌和其他的有害物质就会经过牲畜内脏对人们的身体健康产生不小的危害[12-13]。

1.3 食物垃圾处理的紧迫性[15-22]我国不断发展的经济，住在城市里的不断增长的人口，城市居民不断提高的生活水平，都造成了生活垃圾的急剧增加。

因为垃圾的数量的增长速度在不断的加快，而在中国的处理垃圾的能力明显有很多不足，这给人们的生活的环境带来了很大的危害。

在我国，一般情况下，垃圾主要是采用填埋技术进行处理，但是在我国，这项技术还不过关，而且耗费很多财力和物力，仍然会产生对环境的第二次污染，垃圾量迅速增多，制约了城市的发展。

食物垃圾是一种污染，因为它造成了较严重的环境污染，给人的生活造成了危害，但换个角度看，食物垃圾又是一种再生资源，人们可以通过现有的先进的技术使其经过处理变成优质肥料，去掉这部分的垃圾，剩下的部分就可以用焚化炉焚化发电，这可以有效缓解能源危机[23]。

近几年，人们生活条件越来越好，生活的方式也有所不同，食物垃圾的数量也在不断的增加，越来越成为生活垃圾的主要组成部分，这部分的垃圾占城市垃圾总量的50%，而我国的日常生活垃圾在2001年就已经达到1.35亿吨/年，占全球总量的1/4以上，并且比重还在不断上升。

并且我国的每个人的平均耕地面积很小，比世界人均耕地面积要低很多，而我国目前依然处于堆放中，还没有来得及处理的垃圾已已经达到了六十亿吨这么多，占用土地约50万hm2，既浪费土地有造成土地污染[20-22]。

1.4 食物垃圾粉碎机的发展及现状[24-26]食物垃圾粉碎机起源于美国，上世纪40年代，设计师John·W·Hammers为了减轻妻子的厨房负担，并保护厨房环境设计出了世界上第一台垃圾粉碎机。

最初，产品的设计很简单，只有一台驱动电机驱动的林面的刀具工作。

之后，机器不断被改进，越来越来实用，渐渐被人们接纳，也越来越成为家庭不可或缺的家电。

20世纪的时候，纽约政府曾借助各种方法全面考察过食物垃圾粉碎机可能会给人们的生活造成的影响，结果显示，这样的垃圾粉碎机的使用不会对城市的水资源造成任何不好的影响，只是耗费的电量和耗费的水量会有小幅度的提高，但是他可以很大程度的减少城市里面的食物垃圾的数量。

综合各方面的情况估核，使用这种垃圾粉碎机可以减少国家的支出 [13-15，21，25-27]。

至此，食物垃圾粉碎机在美国渐渐开始普及开来，并传入世界其它各国。

上世纪，食物垃圾粉碎机进入中国：2001年我国政府建设部门已经把家用垃圾粉碎机归类在住房装修时要重点推荐的配套产品中；2002年作为现代厨房重点推荐的配套推广方案，我国政府把家用垃圾粉碎机进行了示范性的推广，以凸显“科技让生态更持续”的主题；2003年北京、上海、广州三地的家用垃圾粉碎机的使用率分别达到了4.3％、3.8％、3.5％，分别比上年增长了124％、98％、107％；2003年5月中央电视台第二套在“为你服务”节目中，将家用垃圾粉碎机向全国观众推荐。

2004年格莱达中国总部在在上海成立。

格莱达在同行业成为首家同时拥有交直流驱动粉碎技术的家庭厨房碎渣机的专业生产厂家（家用垃圾粉碎机进入中国）；2005年广州各大报纸通知报道食物垃圾粉碎机在试点小区的推广使用，标志着广州市餐厨垃圾的分类试点正式进入了实际操作阶段。

随着我国不断的快速发展的经济，人们的观念也不断的放生这或快或慢的变化，人们的生活水平也在持续的提高，人们对环境卫生的要求越来越高，而食物垃圾粉碎机将在我国居民的日常家庭生活中掀起又一次厨房里的新的革命。

随着我国经济水准的提高，人们对饮食的安全、便捷、营养等很多方面都提出了越来越高的要求，食品工业因此得到了快速的发展，作为支撑食品业发展的食品机械制造业也因此迎来了从来没有过的的发展好机遇。

掌握食品生产中常用设备的使用和操作、故障排除、安装与维护的一般技能，并根据产品品种和生产工艺要求，对设备进行配套选型、组成生产线的实际应用能力。

1.5 食物垃圾粉碎机的前景食物垃圾粉碎机作为一种新的厨房环保家电，给人们带来了卫生舒适的厨房环境，同时还减轻了人们打扫厨房时的的负担，促进了人们的身体健康，更为重要的是实现了垃圾资源化、生态化处理，顺应了国家及社会对垃圾进行分类处理的要求。

食物垃圾粉碎机是一个很有前景的行业，目前这个市场还处于一个渡阶段，尚未成熟，国际各大专业食物垃圾粉碎机生产厂家基本都在中国设立了生产基地。

由此我们可以看出，短期内这种垃圾粉碎机将出现销量“井喷”，并引领现代厨房的第二次健康革命。

1.6 食物垃圾粉碎机的分类1.6.1 按处理方式分1、粉碎型：将食物垃圾进行研磨,粉碎后的污水和残渣随着水流直接冲入下水道排出；2、甩干型：将食物垃圾中的水分从食物垃圾中分离出来，现将分离出来的水分排出去,将留下来固体部分经过压缩处理后便于保存及其他处理。

1.6.2 按电机类型分1．直流型：空转转速较高，研磨效率大于交流型，有食物垃圾进入工作时，转速大约为2800转/分，比交流型大，扭转力也比交流型大，使用寿命约为10年，其成本比交流型略低。

2．交流型：空转转速较低，有食物垃圾进入工作时，转速变化不大，与直流型相比，交流型处理的效率低。

但因为交流型的力矩较大，所以可以粉碎硬质食物垃圾，但是制造成本较高，所以整机价格也较高。

交流型基本不用维护，发生故障的机率较低，使用寿命约为12年。

噪音低，维护方便，目前国外和国内很多生产厂家已经逐步由直流电机转型生产交流电机。

1.6.3 按研磨原理分1．二级研磨：当食物垃圾进入研磨腔，刀盘上的360度回转冲击刀头进行研磨，研磨后的颗粒并未直接进入下水道，而是因为离心力及与刀头的推动作用在刀盘边沿进行二级研磨。

二级研磨后的食物垃圾则跟随水流进入下水道，到达污水处理系统。

2．三级研磨：经过二级研磨的食物垃圾在下降过程中，研磨盘与不锈钢衬圈之间的平面间隙，对食物垃圾进行三级研磨，让垃圾更加细分，对中国家庭饮食中的纤维和硬骨类处理效果更佳。