摘要本設(shè)計(jì)依據(jù)我國實(shí)際情況，研制適合家用的生活垃圾預(yù)處理裝置——生活垃圾處理器。該垃圾處理器分為兩部分，一部分用來處理各種不可回收的垃圾，如：廚房食物垃圾、衛(wèi)生間垃圾、廢渣、廢棄的塑料袋等等，將其粉碎并且導(dǎo)入下水道中；另一部分適用于處理各種可回收生活垃圾，如：易拉罐、廢報(bào)紙等等，該機(jī)構(gòu)將其壓扁回收，減少空間。設(shè)計(jì)最后還對兩電機(jī)采用西門子PLC進(jìn)行控制，使設(shè)計(jì)變得更加理性話，更加實(shí)用。關(guān)鍵詞：生活垃圾；垃圾處理；PLC第一章引言城市生活垃圾的成分和特性受居民生活水平、能源結(jié)構(gòu)、季節(jié)變化等因素的影響,使得垃圾組分具有復(fù)雜性、多變性和地域差異性等特點(diǎn)。其組分主要由煤灰、紙張、塑料、磚瓦、廚渣、毛骨等組成。由于生活垃圾成分復(fù)雜,又受到種種因素的制約,因而各國對生活垃圾的處理及其污染治理技術(shù)的發(fā)展一般是隨國情而異,往往一個(gè)國家的不同地區(qū)也采取不同的處理方法。國外生活垃圾處理技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(一)現(xiàn)狀1996年以前,奧地利、比利時(shí)、加拿大、丹麥、芬蘭、法國、德國、意大利、日本、盧森堡、荷蘭、挪威、西班牙、瑞典、瑞士、英國、美國和新加坡等一些國家的生活垃圾處理方法以填埋法為主。此后,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,越來越多的國家采用焚燒法。目前,日本、瑞士、比利時(shí)、丹麥、法國、盧森堡、瑞典、新加坡等國采用焚燒法處理垃圾的比例,都接近或超過填埋法,而堆肥法在國外已較少使用。對于生活垃圾中可利用物質(zhì)的回收利用率,在發(fā)達(dá)國家中平均為25%左右,有的高達(dá)50%以上。1．填埋技術(shù)現(xiàn)狀英國最早于1930年,美國于1940年開始采用生活垃圾衛(wèi)生填埋技術(shù)———即有控制的生活垃圾填埋技術(shù)。國外從20世紀(jì)80年代開始在垃圾填埋場防滲處理中使用人工合成材料作為襯底,逐步成為一項(xiàng)成熟的技術(shù)得到廣泛的應(yīng)用。通常采用約2mm厚的高密度聚乙烯(HDPE)作為襯底材料，其滲透系數(shù)可達(dá)10-12?10-13cm/s。目前，人工合成襯底材料已形成了系列產(chǎn)品，并制定了相應(yīng)設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)。垃圾填埋場作業(yè)一般由垃圾推土機(jī)和垃圾壓實(shí)機(jī)操作，既可提高場地利用率，又可以減少雨水對垃圾的沖刷。現(xiàn)代化大型生活垃圾衛(wèi)生填埋場大多采用單元填埋法，并對垃圾進(jìn)行分層壓實(shí)和每日覆蓋控制填埋沼氣的自由轉(zhuǎn)移或擴(kuò)散是填埋技術(shù)的一個(gè)組成部分，填埋沼氣的主要成分是甲烷和二氧化碳。通常采取的方法一是通過石籠等形式將填埋沼氣導(dǎo)排;二是通過石籠和收集管將填埋沼氣導(dǎo)排并使其安全直燃;三是通過管網(wǎng)系統(tǒng)收集后經(jīng)過凈化處理作為能源回收利用。2．堆肥技術(shù)現(xiàn)狀對堆肥技術(shù)進(jìn)行科學(xué)研究始于20世紀(jì)20年代。而高溫好氧堆肥技術(shù)是從20世紀(jì)30年代開始采用的。根據(jù)工藝流程和運(yùn)行狀況,高溫好氧堆肥處理技術(shù)可分為靜態(tài)好氧堆肥處理技術(shù)、動態(tài)好氧堆肥處理技術(shù)和間歇式動態(tài)好氧堆肥處理技術(shù)3種進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來,動態(tài)厭氧堆肥處理技術(shù)在一部分國家率先得到了應(yīng)用。早在20世紀(jì)的7080年代,許多發(fā)達(dá)國家曾建設(shè)了大批機(jī)械化程度較高的垃圾堆肥廠,不少國家還制定了垃圾堆肥產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),并依據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)了多種用途的堆肥系列產(chǎn)品,以適應(yīng)不同作物、不同土壤和不同用肥途徑（如家庭養(yǎng)花、庭院苗圃、園林綠化、農(nóng)業(yè)種植等）的需求。同時(shí)也在提高垃圾堆肥產(chǎn)品質(zhì)量,擴(kuò)大垃圾堆肥產(chǎn)品銷售和拓展垃圾堆肥產(chǎn)品使用范圍等方面做了大量工作,有效地推動了垃圾堆肥技術(shù)的推廣應(yīng)用。20世紀(jì)80年代后期,發(fā)達(dá)國家的生活垃圾堆肥技術(shù)應(yīng)用陷入低谷,有不少國家的許多規(guī)模較大且機(jī)械化程度較高的生活垃圾堆肥廠相繼倒閉。但即使在這種形勢下,一些國家或城市仍在堅(jiān)持不斷改進(jìn)垃圾堆肥技術(shù),提高垃圾堆肥產(chǎn)品質(zhì)量,穩(wěn)步發(fā)展著生活垃圾堆肥技術(shù)。目前,國外生活垃圾堆肥廠數(shù)量總體呈下降趨勢,但垃圾堆肥技術(shù)的發(fā)展并沒有停頓。發(fā)展較快的有兩種堆肥方式:一是庭院垃圾堆肥;二是制造有機(jī)復(fù)合肥技術(shù)。3．焚燒技術(shù)現(xiàn)狀生活垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展歷史相對較短,大致經(jīng)歷了萌芽階段、發(fā)展階段和成熟階段。萌芽階段是從19世紀(jì)80年代開始到20世紀(jì)初期。英國諾丁漢和美國紐約先后采用焚燒方法處理生活垃圾。德國漢堡和法國巴黎也先后建立了世界上最早的生活垃圾焚燒廠。二次世界大戰(zhàn)以后,經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常快,城市居民的生活水平進(jìn)一步提高,垃圾中的可燃物和易燃物迅速上升,促進(jìn)了垃圾焚燒技術(shù)的應(yīng)用。特別是在20世紀(jì)60年代的電子工業(yè)變革后,許多先進(jìn)技術(shù)在垃圾焚燒爐上得到了應(yīng)用,使垃圾焚燒爐得到了進(jìn)一步的完善。從20世紀(jì)70年代到90年代中期的20多年間,是垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展最快的時(shí)期、幾乎所有的發(fā)達(dá)國家、中等發(fā)達(dá)國家都建有不同規(guī)模、不同數(shù)量的垃圾焚燒廠,發(fā)展中國家已建有或正在籌建垃圾焚燒廠的也不在少數(shù),垃圾焚燒技術(shù)的發(fā)展方興未艾。垃圾焚燒法是一種比較有效的垃圾處理方法。它的減量化、資源化和無害化效果都比較理想。垃圾焚燒技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展現(xiàn)在已經(jīng)比較成熟,機(jī)械爐排焚燒爐的類型已經(jīng)基本定型。制約垃圾焚燒技術(shù)發(fā)展的主要因素是二次污染防治技術(shù)特別是廢氣處理技術(shù)的成敗。4．回收及循環(huán)利用技術(shù)現(xiàn)狀近年來,發(fā)達(dá)國家把實(shí)現(xiàn)生活垃圾資源化提高到了社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度,垃圾資源化已經(jīng)成為各國謀求的垃圾治理目標(biāo)。發(fā)達(dá)國家在推進(jìn)生活垃圾資源化進(jìn)程中,都制定了符合本國國情的相關(guān)法律、規(guī)章和各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。如德國制定了《關(guān)于容器包裝廢棄物的政府令》;法國制定了《容器包裝政府令》;丹麥制定了《再循環(huán)法》;日本制定了《再生資源利用促進(jìn)法》和《容器包裝再循環(huán)法》;奧地利制定了《包裝條例》等等。除法規(guī)保障外,發(fā)達(dá)國家還對廢棄物循環(huán)利用和再生利用予以政策上的支持。同時(shí)遵循“誰污染誰負(fù)擔(dān)”的原則,借助經(jīng)濟(jì)手段來保證有關(guān)舉措的實(shí)施,如采取課稅制度等。如美國紐約州對使用50%以上再生原料的企業(yè)實(shí)行減稅制度。加拿大的部分州實(shí)行在銷售過程中對易于再循環(huán)的產(chǎn)品課以小額度稅金,對不易再循環(huán)的產(chǎn)品課以大額度稅金。許多國家對城市居民均實(shí)行生活垃圾收費(fèi)制,不少國家還在商品流通領(lǐng)域?qū)嵭械盅航鹬贫取Ｈ绲聡?guī)定產(chǎn)品的銷售者有義務(wù)在一次性容器及包裝上加貼標(biāo)簽,并向消費(fèi)者收取抵押金。挪威規(guī)定消費(fèi)者在購買汽車時(shí)要繳一定數(shù)額抵押金,在汽車被回收時(shí)再連同利息一起返還。另外還有一些國家實(shí)行政府補(bǔ)貼和建立基金會等方式來鼓勵(lì)生活垃圾的資源化。如瑞士1996年起向建設(shè)和管理生活垃圾焚燒廠的企業(yè)增加補(bǔ)助金;英國政府給配電公司發(fā)放補(bǔ)貼用以購買生活垃圾焚燒廠生產(chǎn)的電力;法國為推進(jìn)生活垃圾焚燒發(fā)電事業(yè)的發(fā)展,政府采取資金補(bǔ)貼的方式給予支持。（二）發(fā)展趨勢1．提倡分類收集和回收利用對生活垃圾盡可能進(jìn)行回收和循環(huán)利用,最有效的途徑是盡可能對生活垃圾實(shí)施分類收集。這是發(fā)達(dá)國家在實(shí)踐中形成的共識。2．鼓勵(lì)有機(jī)垃圾堆肥處理可以預(yù)計(jì),垃圾堆肥技術(shù)將在世界范圍內(nèi)經(jīng)歷一次從量變到質(zhì)變的變化過程。但無論如何生活垃圾堆肥技術(shù)今后仍將在國外生活垃圾綜合處理體系中占有重要位置。3．穩(wěn)步發(fā)展垃圾焚燒技術(shù)垃圾焚燒處理已有100多年的歷史,但出現(xiàn)有控制的焚燒（煙氣處理、余熱利用等）只是近幾十年的事。它與垃圾填埋處理相比,具有占地面積小、選址較容易,處理快速、減量化顯著、無害化較徹底以及可回收焚燒余熱等優(yōu)點(diǎn),在發(fā)達(dá)國家得到越來越廣泛的應(yīng)用。預(yù)計(jì)將來垃圾焚燒技術(shù)仍會繼續(xù)得到發(fā)展。4．填埋是垃圾處理的基本方式雖然垃圾填埋處理率有下降的趨勢,但填埋處理仍是垃圾處理的最終方式。垃圾填埋場的污染控制措施將不斷完善,垃圾填埋場將向大型化發(fā)展,進(jìn)入垃圾填埋場的有機(jī)物含量將有所限制。我國生活垃圾處理技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（一）現(xiàn)狀縱觀國內(nèi)生活垃圾處理技術(shù)的理論研究和工程實(shí)踐,成熟且常用的生活垃圾處理技術(shù)主要有填埋、堆肥、焚燒3種。回收利用技術(shù)目前僅在少數(shù)幾個(gè)城市中進(jìn)行試點(diǎn)工作,應(yīng)用實(shí)例尚不多。1.填埋技術(shù)現(xiàn)狀填埋技術(shù)作為生活垃圾的傳統(tǒng)和最終處理方法,目前仍然是我國大多數(shù)城市解決生活垃圾出路的最主要方法,約占處理總量的95%左右。根據(jù)環(huán)保措施（主要有場底防滲、分層壓實(shí)、每天覆蓋、填埋導(dǎo)排氣管、滲瀝水處理、蟲害防治等）是否齊全、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)能否滿足來判斷,我國的生活垃圾填埋場可分為3個(gè)等級:簡易填埋場（非衛(wèi)生填埋場）、受控填埋場（準(zhǔn)衛(wèi)生填埋場）、衛(wèi)生填埋場。嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)和運(yùn)營的衛(wèi)生填埋場數(shù)量較少,部分城市特別是經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)還是簡易填埋。2．堆肥技術(shù)現(xiàn)狀我國具有傳統(tǒng)堆肥技術(shù)的悠久歷史,但堆肥處理率并不高。目前只有5%左右,在我國常用的生活垃圾堆肥技術(shù)可分為兩類;簡易高溫堆肥技術(shù)、機(jī)械化高溫堆肥技術(shù)。3．焚燒技術(shù)現(xiàn)狀我國生活垃圾焚燒技術(shù)的研究起步于20世紀(jì)80年代中期。“八五”期間被列為國家科技攻關(guān)項(xiàng)目,目前僅有深圳、上海等少數(shù)城市采用了焚燒技術(shù),尚處于起步階段。（二）技術(shù)發(fā)展趨勢1．填埋技術(shù)展望填埋氣體導(dǎo)排技術(shù)在生活垃圾填埋場得以普遍采用并不斷完善,同時(shí)填埋氣體回收利用技術(shù)在取得經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上不斷擴(kuò)大試驗(yàn)范圍;大中城市的生活垃圾填埋場基本上能做到每天覆蓋。覆蓋材料除粘土外,新型替代覆蓋材料的研制工作也取得進(jìn)展,并在部分缺少覆蓋土源的生活垃圾填埋場試點(diǎn)應(yīng)用。在引進(jìn)、消化的基礎(chǔ)上,開發(fā)出壓實(shí)機(jī)等新一代的國產(chǎn)化填埋專用機(jī)具,用于生活垃圾填埋場并取得較好效果。填埋技術(shù)在我國生活垃圾處理領(lǐng)域的主導(dǎo)地位,在今后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)不會改變,但生活垃圾填埋處理的比例將穩(wěn)步下降,而填埋場中衛(wèi)生填埋場的比例將明顯上升。2．堆肥技術(shù)展望發(fā)達(dá)國家普遍采用的好氧堆肥技術(shù),在部分示范工程中率先得到應(yīng)用;在大城市中將逐步提倡經(jīng)回收利用和堆肥、焚燒等方法處理后的生活垃圾殘余物進(jìn)填埋場作最終處理,生活垃圾堆肥廠的機(jī)械化水平和堆肥質(zhì)量有明顯提高;堆肥產(chǎn)品中的重金屬含量和碎玻璃等雜質(zhì)得到有效控制。國產(chǎn)化有機(jī)復(fù)合肥成套生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備進(jìn)一步完善,生活垃圾堆肥廠生產(chǎn)有機(jī)復(fù)合肥和顆粒肥的比例將逐步提高。由于具有良好的減量化和資源化效果,生活垃圾堆肥技術(shù)將重新得到重視,生活垃圾堆肥處理的比例將逐步增加。但如何進(jìn)一步開拓堆肥產(chǎn)品市場仍有許多工作要做。3．焚燒技術(shù)展望我國城市生活垃圾的低位熱值穩(wěn)步提高,低熱值生活垃圾焚燒技術(shù)的工藝研究進(jìn)一步完善;新一代國產(chǎn)化成套生活垃圾焚燒設(shè)備的開發(fā)取得成功,并在部分中小型城市形成一定的市場,單臺處理能力200t/d以下的生活垃圾焚燒設(shè)備將以國產(chǎn)化為主。生活垃圾焚燒廠的二次污染特別是尾氣凈化技術(shù)取得突破,同時(shí)人們對二惡英等污染物的關(guān)注程度愈加提高;生活垃圾焚燒余熱綜合利用技術(shù)得到提高,發(fā)電上網(wǎng)等將繼續(xù)得到政策和稅收方面的支持。生活垃圾焚燒技術(shù)將穩(wěn)步發(fā)展,生活垃圾焚燒處理的比例將逐步上升,未來幾年內(nèi)在部分城市中將建成若干個(gè)和國外接軌的生活垃圾焚燒廠。但生活垃圾焚燒技術(shù)在我國全面推廣的條件目前尚不具備。課題的研究意義依據(jù)我國的實(shí)際情況，研制適合本國的生活垃圾預(yù)處理裝置——生活垃圾處理器，使居民在家中可以直接對廚房垃圾進(jìn)行初步處理，處理掉的食物垃圾通過下水管路排到陰井中。這樣就在源頭上避免了食物垃圾造成的污染，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了城市生活垃圾的減量化之目的。國外成功的應(yīng)用食物垃圾處理器來減少食物垃圾的經(jīng)驗(yàn)，為我們處理日益增加的食物垃圾開辟了一條新途徑，從而呼喚適合我國的食物垃圾處理器。另外，從源頭解決處理生活垃圾污染的研究還是有很多優(yōu)點(diǎn)：減少易腐垃圾數(shù)量，提高環(huán)境質(zhì)量目前，國家對生活垃圾的處理原則是垃圾的減量化、無害化和資源化。而減量化位居第一位，可見其重要性。廚房垃圾處理器為食物垃圾的破碎預(yù)處理裝置，可對廚房垃圾進(jìn)行初步處理，不但減少垃圾的堆放量，同時(shí)確保人們有一個(gè)健康、整潔的生活環(huán)境，進(jìn)而減少疾病的傳染。于垃圾的再處理由于廚房垃圾含有大量的水分，給垃圾的焚燒帶來很大的困難，上海浦東垃圾焚燒廠現(xiàn)在就是依靠添加輔助燃料如油進(jìn)行垃圾焚燒，這樣一方面增加垃圾成本，另一方面在能源緊缺的中國還造成能源的大量浪費(fèi)。但是若把廚房垃圾在源頭切斷，則可大大的提高生活垃圾的焚燒熱值，同時(shí)對垃圾填埋產(chǎn)生的滲漏問題也可大大改觀。有經(jīng)濟(jì)、社會效益由于我國經(jīng)濟(jì)與科技水平還不十分發(fā)達(dá)，高額投入垃圾處理有較大困難，許多固體垃圾處理廠在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)后，由于缺乏科學(xué)的管理和資金的支持，處于半停產(chǎn)狀態(tài)；一些小區(qū)雖然引進(jìn)廚房垃圾的生化處理機(jī)，但其使用成本太高，己經(jīng)超出百姓的支付能力范圍。擬研制的食物垃圾處理器作為一種面向家庭、賓館及飯店的小型機(jī)器，突有體積小，成本底，經(jīng)濟(jì)耐用的特點(diǎn)，可以被人們所接受。加上政府在政策和輿論大力宣傳引導(dǎo)，實(shí)行鼓勵(lì)政策，一方面提高了百姓的環(huán)境參與意識，充分調(diào)動社會力量保護(hù)環(huán)境。另一方面，政府還可把節(jié)省下來的大量開支（例：二次污染治理費(fèi)、城市生活垃圾運(yùn)輸費(fèi)）用來研制、開發(fā)垃圾處理的新項(xiàng)目。廚房的食物垃圾易腐爛、有異味、滋生細(xì)菌、招引小蟲，成為揮之不去的家庭污染源。食物垃圾占50%左右。解決食物垃圾對家庭的污染已成為提高家庭生活質(zhì)量的標(biāo)志之一。近幾年，食物垃圾處理器在韓、日等國也得到了高速發(fā)展。在北京一些大批量高檔精裝修房已使用了食物垃圾處理器，業(yè)內(nèi)人士表示，食物垃圾處理器與微波爐等家用電器一樣，將成為家居廚房的標(biāo)準(zhǔn)配置。食物垃圾處理器是一種現(xiàn)代化的廚房電器通過改變食物垃圾的形態(tài)來進(jìn)行及時(shí)的食物垃圾無害化處理能夠?qū)⑹澄锢鬯槌蓾{狀液體或極小顆粒直接從下水管道排出，可輕松實(shí)現(xiàn)即時(shí)、方便、快捷的廚房清潔，避免食物垃圾因儲存而滋生病菌、蚊蟲和異味，從而有效優(yōu)化家居環(huán)境，并徹底解決下水道容易堵塞的問題。家庭食物垃圾處理器可以解決家庭垃圾的煩惱一輕松處理食物殘?jiān)⑹Ｓ辔铮審N房生活更輕松;使家庭環(huán)境得到改善一解決垃圾變質(zhì)引發(fā)的環(huán)境污染，讓家庭和社區(qū)不再存放食物垃圾；由此讓家庭告別臟、亂的垃圾環(huán)境，遠(yuǎn)離病菌、蚊蟲、蟑螂的困擾。食物垃圾處理器在歐美國家使用率非常高，一些國家已經(jīng)立法推廣。這種設(shè)備給家庭帶來了舒適健康的生活空間。食物垃圾通過處理后排放，不會對下水管道產(chǎn)生影響，更不會堵塞下水道。其帶來的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益驚人，前景十分看好。第二章生活垃圾處理器設(shè)計(jì)2.1生活垃圾處理器的組成本次設(shè)計(jì)的生活垃圾處理器有兩部分組成，一部分是不可回收垃圾的粉碎，另一部分是可回收垃圾的壓扁不可回收垃圾的粉碎部分組要結(jié)構(gòu)有：驅(qū)動電機(jī)、聯(lián)軸器、中心軸、箱體、過濾板、刀具、墊圈、螺母、螺釘?shù)冉Y(jié)構(gòu)組成。另外還有一些傳感器，如：液位傳感器。可回收垃圾的壓扁部分組要結(jié)構(gòu)有：驅(qū)動電機(jī)、帶輪、V帶、軸、支架、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、壓塊、垃圾簍、抽板等2.2電動機(jī)的選擇驅(qū)動電機(jī)是食物垃圾處理器工作能量的提供源，也是關(guān)鍵部件之一，其性能直接影響著生活垃圾處理器質(zhì)量的好壞。在設(shè)計(jì)中，電動機(jī)運(yùn)行特征為時(shí)間短，啟動頻繁，斷續(xù)工作。圖2-1為永磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖。我們選用永磁電機(jī),因?yàn)槠涠ㄗ訛橛来配搫?lì)磁無需勵(lì)磁線圈，即省電又不發(fā)熱。磁路結(jié)構(gòu)經(jīng)精心選擇，使電機(jī)具有啟動轉(zhuǎn)矩大，過載能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、嘈聲低及轉(zhuǎn)動平衡等特點(diǎn)，電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)采用了一些特殊技術(shù)。但是本次設(shè)計(jì)所用的電機(jī)是自己設(shè)計(jì)制造的。磁鋼徑向、軸向聚磁以加大極弧面來提高氣隙磁密，從而提高出力和快速響應(yīng)能力。采用不均勻氣隙設(shè)計(jì)和磁鋼極尖削角來保證對負(fù)載電流引起的電樞反應(yīng)有良好的抑制作用，提高線性度并降低功耗。利用電機(jī)槽和換向片及極弧寬度和齒槽的合理配合達(dá)到減小轉(zhuǎn)矩波動、嘈聲，保證平穩(wěn)運(yùn)行要求。(a)bl-；;bl-；;\鳴柜電刷蝕向器（b）圖2-1永磁電機(jī)的磁路結(jié)構(gòu)和磁場分布電動機(jī)（1）的選擇目前，電動機(jī)的種類繁多，價(jià)格、性能差別比較大，本著經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的指導(dǎo)思想對電動機(jī)類型及型號進(jìn)行優(yōu)化選擇是十分重要的。選擇電動機(jī)種類應(yīng)在滿足生產(chǎn)機(jī)械對拖動性能的要求下，優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、價(jià)格便宜的電動機(jī)。電動機(jī)種類選擇時(shí)應(yīng)考慮的主要內(nèi)容有：（1）電動機(jī)的機(jī)械特性應(yīng)與所拖動生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械特性相匹配；（2）電動機(jī)的調(diào)速性能（調(diào)速范圍、調(diào)速的平滑性、經(jīng)濟(jì)性）應(yīng)該滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。對調(diào)速性能的要求在很大程度上決定了電動機(jī)的種類、調(diào)速方法以及相應(yīng)的控制方法；（3）電動機(jī)的啟動性能應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械對電動機(jī)啟動性能的要求，電動機(jī)的啟動性能主要是啟動轉(zhuǎn)矩的大小，同時(shí)還應(yīng)注意電網(wǎng)容量對電動機(jī)啟動電流的限制；（4）電源種類在滿足性能的前提下應(yīng)優(yōu)先采用交流電動機(jī)；（5）經(jīng)濟(jì)性一是電動機(jī)及其相關(guān)設(shè)備（如：啟動設(shè)備、調(diào)速設(shè)備等）的經(jīng)濟(jì)性；二是電動機(jī)拖動系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，主要是要效率高，節(jié)省電能。根據(jù)機(jī)械的負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對電動機(jī)的啟動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求選擇電動機(jī)的類型。直流電動機(jī)可實(shí)現(xiàn)快速頻繁的無級快速啟動、制動和反轉(zhuǎn)；具有過載能力大、能承受頻繁的沖擊負(fù)載，優(yōu)良的調(diào)速性能，調(diào)速平滑、精確、方便和范圍廣等特點(diǎn)。電動機(jī)的工作環(huán)境是由生產(chǎn)機(jī)械的工作環(huán)境決定的。在很多情況下，電動機(jī)工作場所的空氣中含有不同分量的灰塵和水分，有的還含有腐蝕性氣體甚至含有易燃易爆氣體；有的電動機(jī)則要在水中或其他液體中工作。灰塵會使電動機(jī)繞組黏結(jié)上污垢而妨礙散熱；水分、瓦斯、腐蝕性氣體等會使電動機(jī)的絕緣材料性能退化，甚至?xí)耆珕适Ы^緣能力；易燃、易爆氣體與電動機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的電火花接觸時(shí)將有發(fā)生燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。因此，為了保證電動機(jī)能夠在其工作環(huán)境中長期安全運(yùn)行，必須根據(jù)實(shí)際環(huán)境條件合理地選擇電動機(jī)的防護(hù)方式。電動機(jī)的外殼防護(hù)方式有開啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式幾種。設(shè)計(jì)中，食物垃圾處理器電動機(jī)的特征為頻繁短時(shí)運(yùn)行、快速啟動，無調(diào)速要求。依據(jù)直流電動機(jī)具有的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)選取電機(jī)類型為直流電動機(jī)。在直流電動機(jī)中，有一種電機(jī)的磁極是用永磁材料（或加上鐵磁材料）提供電動機(jī)所需要的勵(lì)磁源，從而代替了電磁式直流電動機(jī)中的線圈式磁極。這種電機(jī)為永磁直流電動機(jī)。由于無需勵(lì)磁線圈，故省電且不發(fā)熱，磁路結(jié)構(gòu)精心設(shè)計(jì)，使電動機(jī)過載能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、噪聲低及轉(zhuǎn)速平穩(wěn)。基于上述特點(diǎn)，設(shè)計(jì)中選用永磁直流電動機(jī)。永磁材料的種類很多，有鋁鎳鉆系列磁鋼、鐵氧體永磁、稀土永磁等。表征永磁材料性能的主要因素：矯頑力H、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br、最大磁能面積CB（BH）以及磁穩(wěn)定性。選用永磁材料要求（BH）最大，溫度系數(shù)小，磁穩(wěn)定maxmax性高。永磁材料的磁穩(wěn)定性對于永磁直流電動機(jī)至關(guān)重要，若磁穩(wěn)定性差，則永磁直流電動機(jī)壽命短。外界因素能引起磁性能不可逆變化，影響磁穩(wěn)定性的因素有：內(nèi)因包括組織變化和磁后效。鋁鎳合金、鐵氧體、鐵鉻鉆等不會發(fā)生組織的變化。但鐵硼易氧化且產(chǎn)生組織的變化。各種永磁材料除各向異性外，都會產(chǎn)生磁后效，它們對時(shí)間的退磁率隨時(shí)間的對數(shù)變化。外因包括溫度、干擾磁場、機(jī)械力、接觸強(qiáng)磁性物質(zhì)、高能粒子輻照等。使磁能變化。a.由于溫度可引起永磁體的材質(zhì)和尺寸比的變化，因而在選用具有低溫退磁性質(zhì)的永磁體時(shí)，應(yīng)使永磁體在最低使用溫度下工作。在尺寸比相同的情況下，各種永磁體的退磁率隨外磁場增大而增加，隨矯頑力提高、尺寸比增大而變小，若工作點(diǎn)選在膝點(diǎn)之上，則受外磁場的影響很小。b.機(jī)械振動和沖擊力引的退磁率一般不大，磁體尺寸越大、矯頑力越高。顯著的退磁一般發(fā)生在多次沖擊和較長時(shí)間振動的初期，以后趨于穩(wěn)定。為使永磁材料在使用時(shí)磁性穩(wěn)定，對材料必須預(yù)先進(jìn)行穩(wěn)定化處理；高溫或低溫退磁，不同溫度范圍的溫度循環(huán)強(qiáng)制退磁、交流或直流退磁等。選擇電動機(jī)時(shí)，應(yīng)在電動機(jī)能夠勝任生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載要求的前提下，最經(jīng)濟(jì)、最合理的選擇電動機(jī)的功率。若功率選得過大，設(shè)備投資過大，造成浪費(fèi)，且電動機(jī)經(jīng)常欠載運(yùn)行，效率較低；反之，若功率選得過小，電動機(jī)將過載運(yùn)行，造成電動機(jī)的過早損壞。為此，選擇電動機(jī)容量應(yīng)進(jìn)行一些必要的分析和計(jì)算，具體可按以下三個(gè)步驟進(jìn)行：計(jì)算負(fù)載功率Pw根據(jù)負(fù)載功率P，預(yù)選電動機(jī)的額定功率P，使P>P，盡量接近Pwddww校驗(yàn)預(yù)選電動機(jī)的發(fā)熱、過載能力和啟動能力。校驗(yàn)的方法較多，工作量很大，而且準(zhǔn)確度也很難把握。在實(shí)際工作中常采用統(tǒng)計(jì)分析法和類比法。類比法就是在調(diào)查同類機(jī)械所采用電機(jī)容量的基礎(chǔ)上，對主要參數(shù)和工作條件進(jìn)行類比，從而確定電機(jī)所采用的容量。本次論文設(shè)計(jì)就采用此方法。根據(jù)前面計(jì)算，粉碎刀盤在工作時(shí)，需克服的阻力為：F=F+F=1.9+11.5+4.5=17.9N12刀盤的線速度v=?R=2兀n/60xR=2x3.14x3000x0.057/60=17.9ms負(fù)載功率：P=Fxv=17.9x17.9=320.41Ww電動機(jī)的額定功率P:P>P，且留有余量取P=1.2PddwdwP=1.2x320.41=384Wd按以上參數(shù)的選擇，我們最終選取電機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：轉(zhuǎn)速：3000rmin,功率：390W，電壓：220V，電流：2.4A，重量：3kg。這種永磁直流電動機(jī)采用鐵氧體永久磁鐵激磁，鐵氧體的化學(xué)組成用Mo?nFe2O3。表示，其中M為Ba,Sr,Pb中的一種或兩種以上的二價(jià)金屬離子，n沁5.0~6.0，材料分為各向同性和各向異性兩類。它的矯頑力高，時(shí)效變化少，不含鎳、鉆等元素，價(jià)廉，原材料豐富。永磁直流電動機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)采用了一些特殊技術(shù)：磁鋼徑、軸向聚磁以加大極弧面來提高氣隙磁密，從而提高出力及快速響應(yīng)能力。采用不均勻氣隙設(shè)計(jì)和磁鋼極尖削角來保證對負(fù)載電流引起的電樞反應(yīng)有良好的抑制作用，提高線性度并降低功耗。電機(jī)槽和換向片，極弧寬度和齒槽的合理配合以達(dá)到減小轉(zhuǎn)矩波動、噪聲，保證平穩(wěn)運(yùn)行。本此設(shè)計(jì)的電機(jī)體積小，重量輕，壽命長、噪聲低，有換向性能，零部件通用化程度強(qiáng)等特點(diǎn)，系封閉自冷式。而目前在市場上的同類產(chǎn)品都為國外進(jìn)口電動機(jī)，不僅價(jià)格昂貴，而且零部件配套難，維修困難，給顧客的使用帶來不便。電動機(jī)（2）的選擇由于電機(jī)（2）連有壓扁裝置在工作過程中需要消耗的能量比較電機(jī)（1）多,查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》和同類型的機(jī)械功率參考可以選取電機(jī)（2）為：Y系列（IP44）電動機(jī)電動機(jī)型號為：Y112M-2額定功率： 4KW滿載轉(zhuǎn)速： 2880r/minY系列電動機(jī)是全封閉自冷式鼠籠型三相異步電動機(jī)。 它集中了國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，是全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)的新系列產(chǎn)品。 Y系列電機(jī)具有高效、節(jié)能、

起動轉(zhuǎn)矩高、噪聲小、可靠性高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。安裝尺寸和功率等級完全符合IEC標(biāo)準(zhǔn)。Y系列三相異步電動機(jī)的特點(diǎn)Y系列三相異步電動機(jī)不僅滿足了國民經(jīng)濟(jì)各部門的配套需要，而且還提高了國內(nèi)外同類產(chǎn)品的互換性，極大地方便了引進(jìn)設(shè)備的配套和維修。Y系列三相異步電動機(jī)根據(jù)其外殼的防護(hù)等級不同，又可分為IP23（防護(hù)式）和IP44（封閉式）兩個(gè)基本系列。Y系列（IP44）三相異步電動機(jī)具有以下良好性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 （1）效率水平較高。Y系列（IP44）小型二相異步電動機(jī)