城市生活垃圾處理設(shè)備的研發(fā)及應用研究

余玉麟（江蘇維爾利環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?江蘇　常州　213200）

城市生活垃圾處理設(shè)備的研發(fā)及應用研究

余玉麟
（江蘇維爾利環(huán)保科技股份有限公司,江蘇常州213200）

摘要：城市生活垃圾處理的力度直接的決定了一座城市的風貌，如何做好城市生活垃圾的處理工作，不僅關(guān)系到城市的環(huán)境與面貌，同時也與人們的生活質(zhì)量有著緊密的聯(lián)系。城市生活垃圾處理設(shè)備致力于處理城市人們生產(chǎn)、生活所產(chǎn)生的各種垃圾，在改善城市環(huán)境與提高人們生活質(zhì)量方面有著重要的作用。本文主要分析了目前城市生活垃圾的處理現(xiàn)狀，

關(guān)鍵詞：城市生活垃圾；垃圾處理設(shè)備；設(shè)備研發(fā)；設(shè)備應用

0　引言

近幾年里，隨著政府對城市環(huán)境建設(shè)力度的不斷加大，我國城市生活垃圾的治理得到了一定程度的提高，城市面貌以及人們的生活質(zhì)量都得到了不同的提高。目前我國的城市生活垃圾處理正向著“無害化、資源化、減量化”的方向進行發(fā)展。城市生活垃圾的處理是一項系統(tǒng)、繁雜的工作，因此想要徹底的處理好城市生活垃圾，不僅需要依靠政府的大力支持，管理者的全面部署，同時相應的生活垃圾處理設(shè)備的研發(fā)與應用也有著不可替代的重要地位。

1　城市生活垃圾的分類

城市的生活垃圾大致的可以分為可回收與不可回收兩大類，其中可回收的城市生活垃圾又主要包含了金屬、布料、玻璃、塑料以及廢紙等五大類。金屬主要是人們生活所用的罐頭盒、易拉罐以及其他廢鐵等等。布料主要是人們所廢棄的衣服，生活中所用的抹布、桌布以及小孩上學使用的書包等等。玻璃主要是人們生活使用的茶杯、花瓶、鏡子等等。塑料類的則主要是生活中所使用的各種類型的塑料袋，以及各種飲料瓶等等。廢紙則包含了各類雜志、報刊以及其他的生活用紙。

2　國內(nèi)城市生活垃圾的處理現(xiàn)狀

城市生活垃圾主要是指城市中的人們?nèi)粘Ｉ钏a(chǎn)生固體廢物，隨著城市人口的不斷增加，每年城市生活垃圾的增長幅度也越來越大，大量的城市生活垃圾不僅嚴重的影響了一座城市的市容，同時也給人們的生活環(huán)境造成了巨大的污染，也對人們的身體健康形成了巨大的威脅。在我國，由于每個城市的生活垃圾的成分存在著巨大的差異，因此每個城市的生活垃圾處理應該根據(jù)各自城市生活垃圾的特點進行選擇。生活垃圾的處理方式主要有三大類，分別是堆放、填埋以及焚燒。

3　城市生活垃圾處理設(shè)備的研發(fā)與應用

3.1城市生活垃圾處理設(shè)備推板結(jié)構(gòu)的拓撲優(yōu)化設(shè)計

（1）推板的結(jié)構(gòu)分析。圖一是我國某城市的生活垃圾處理設(shè)備的推板結(jié)構(gòu)圖，生活垃圾處理設(shè)備在進行工作時，設(shè)備的液壓油缸會作用在推板上，從而讓推板沿著箭頭所指的方向進行移動，從而將垃圾進行壓縮，將垃圾中所含有的空氣、水分的壓出，當液壓泵的壓強增加到21Mpa時，推板會處于靜止的狀態(tài)，這時生活垃圾由于受到較大的壓力，而將體積縮小為最小的狀態(tài)。推板保持靜止10秒以后，再沿著箭頭的方向退回到初始位置。其中推板是在鋼板上所焊接的矩形鋼管，推板的垂直和水平方向都焊接了加強的剛勁，確保推板的強度與剛度。

（2）推板結(jié)構(gòu)的拓撲優(yōu)化設(shè)計。在對城市生活垃圾處理設(shè)備的推板進行拓撲優(yōu)化設(shè)計時，首先設(shè)計時應該對原有推板進行填充，建立推板進行拓撲優(yōu)化設(shè)計的基本結(jié)構(gòu)，如圖2所示，圖中所表明的紅色區(qū)域為非設(shè)計區(qū)域，設(shè)計區(qū)域為黃色區(qū)域。進行推板的拓撲優(yōu)化設(shè)計時，推板的剛度是最大的目標，約束條件是減少材料體積的百分之六十。并且圖中的設(shè)計區(qū)域的單元是偽密度的設(shè)計變量，通過一系列的迭代計算，能夠得到推板材料的密度云圖，見圖3，圖中的黃色區(qū)域所表示的是需要對推板進行加強筋的位置，而圖中的白色區(qū)域表示的是可以刪除或者是減少材料的部分。

結(jié)合計算得出的密度云圖以及城市生活垃圾處理設(shè)備的具體特點，將推板的結(jié)構(gòu)進行進一步的改善，首先將矩形管改為實心的加強筋，并且將推板與液壓缸的鏈接位置放置在推板的中心部分，從推板的中心部分向四周進行發(fā)散性的鋼筋加固，同時為了保證對半的推力，還應該對推板水平方向的剛度進行加強。根據(jù)密度云圖改進后推板結(jié)構(gòu)如圖4所示，圖5為改善后的推板結(jié)構(gòu)所制成的實際產(chǎn)品。

圖1　某生活垃圾處理設(shè)備的推板結(jié)構(gòu)示意圖

圖2　推板拓撲優(yōu)化的有限元示意圖

圖3　推板材料的密度云示意圖

3.2城市生活垃圾處理設(shè)備的應用

城市生活的垃圾處理設(shè)備會將城市生活垃圾進行壓實，當推板處于靜止的狀態(tài)是，垃圾處理設(shè)備的液壓缸的壓力是恒定的，此時的推板受到的作用力達到最大值，很容易因為手里較大而導致推板受損。為了有效的保證城市生活垃圾處理設(shè)備能夠得到正常的使用，并且得到長久的使用，建立相應的有限元分析模型是很有必要的。建立有限元分析模型，首先應該選取垃圾處于壓實狀態(tài)時，對推板的前后受力的情況進行有限元分析。在進行推板結(jié)構(gòu)的拓撲優(yōu)化之前，油缸與推板的連接位置處以及導軌與推板所接觸的地方受力較大。因此推板下部的兩側(cè)會出現(xiàn)較大的位移，最大的綜合位移是位于推板兩側(cè)的直角的頂點位置處。優(yōu)化設(shè)計以后的推板結(jié)構(gòu)，推板的受力面積向四周進行擴散，受力面積得到了一定程度的擴大，并且在材料的屈服范圍內(nèi)，推板兩側(cè)位移雖然有所增加，但是總體的變化量得到了較小。總而言之，優(yōu)化以后的推板結(jié)構(gòu)不僅有效的減少了材料的消耗，降低了城市生活垃圾處理設(shè)備的生產(chǎn)成本，同時也提高了城市生活垃圾的使用壽命，提高了整體的經(jīng)濟效益。

圖4　優(yōu)化后的推板結(jié)構(gòu)

圖5　實際應用中的推板結(jié)構(gòu)

4　結(jié)語

綜上所述，處理城市生活垃圾在改善城市風貌以及提高人們的生活質(zhì)量，保障人們的身體健康方面有著非常重要的作用。但是根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計資料表明，歷年來，城市生活垃圾的處理都是一項極其繁瑣的工作，雖然政府每年都投入了大量的財力與人力進行整治，但是任然有部分城市的生活垃圾處理效果并不明顯。城市生活垃圾多種多樣，并且隨著科學的進步與城市人口的不斷增多，城市生活垃圾的種類與數(shù)量都在不斷的增加，想要進一步的治理好城市生活垃圾，離不開生活垃圾處理設(shè)備。本文主要研究了對生活垃圾處理設(shè)備中推板結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，希望改進后的推板結(jié)構(gòu)，能夠有效的改善生活垃圾處理設(shè)備的性能，從而提高對城市生活垃圾處理的能力，改善城市面貌與城市居民的生活環(huán)境。

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