建筑工程用垃圾破碎裝置設(shè)計(jì)

【摘要】隨著城市建設(shè)不斷發(fā)展，建筑工程垃圾呈現(xiàn)出不斷增加的趨勢(shì)，有效處理和利用建筑垃圾是保護(hù)環(huán)境、提高資源利用效率的重要措施。在建筑垃圾處理過程中，垃圾破碎設(shè)備作為關(guān)鍵的工程環(huán)節(jié)，不僅關(guān)系到環(huán)境的改善，還對(duì)各企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生重要影響。文章提出一種新型建筑工程用垃圾破碎裝置的設(shè)計(jì)方案，通過精心設(shè)計(jì)箱體、雙軸輸出電機(jī)、粉碎桿、凸輪等關(guān)鍵組件的配合使用，在保留基本功能的同時(shí)，針對(duì)現(xiàn)有問題提供創(chuàng)新性解決方案。旨在打造一種更加高效、環(huán)保、實(shí)用的建筑工程用垃圾破碎裝置，以滿足日益增長的建筑垃圾處理需求，促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展，期望為建筑垃圾處理領(lǐng)域帶來了一種更加高效、環(huán)保、實(shí)用的解決方案。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；垃圾破碎裝置；阻尼器；連桿

【中圖分類號(hào)】TU857" " " 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）03-0041-03

0 引言

傳統(tǒng)的建筑工程用垃圾破碎設(shè)備在使用過程中逐漸暴露出一系列問題，其中，防堆積功能不足以及篩選效率低下是當(dāng)前設(shè)備存在的主要瓶頸。堆積問題導(dǎo)致垃圾分布不均勻，影響了設(shè)備的正常運(yùn)行，而篩選效率低下則導(dǎo)致在處理過程中篩網(wǎng)上的物料過多，進(jìn)而降低了對(duì)垃圾的篩選效率[1]。通過合理設(shè)置粉碎桿的活動(dòng)連接和凸輪的位置，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾的均勻分布，有效防止堆積問題的發(fā)生。此外，通過引入配件的協(xié)同作用如彈簧、限位板、限位桿等，在整體結(jié)構(gòu)上提升了設(shè)備的穩(wěn)定性，為設(shè)備的高效運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

1 建筑工程垃圾處理的必要性

建筑工程垃圾處理的必要性在當(dāng)今社會(huì)日益凸顯，大量建筑工程垃圾的隨意堆放或不當(dāng)處理可能導(dǎo)致土壤、水源的污染，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成不可逆的損害。通過科學(xué)有效的垃圾處理，可以減少對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)的不利影響，維護(hù)生態(tài)平衡。建筑垃圾中包含大量可回收的材料，如混凝土、磚瓦、金屬等，通過垃圾處理可以實(shí)現(xiàn)這些資源的有效回收和再利用，減少對(duì)原生資源的開采促進(jìn)資源的可持續(xù)利用。垃圾的不合理堆放會(huì)占用大量土地資源，影響城市的規(guī)劃與用地布局，通過建筑工程垃圾的合理處理可以有效釋放土地資源，促進(jìn)城市用地的合理利用和規(guī)劃[2]。建筑工程垃圾的不當(dāng)處理會(huì)引發(fā)垃圾滲漏、異味擴(kuò)散等問題，對(duì)周邊居民的生活環(huán)境和公共衛(wèi)生造成威脅，通過垃圾處理可以改善居住環(huán)境，提升公共衛(wèi)生水平。有效的垃圾處理是現(xiàn)代城市建設(shè)和發(fā)展的重要組成部分，對(duì)保障人類健康、維護(hù)生態(tài)平衡和促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。

2 垃圾破碎裝置的結(jié)構(gòu)組成

2.1 箱體設(shè)計(jì)

箱體是垃圾破碎設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)承載和保護(hù)設(shè)備的關(guān)鍵組件有電機(jī)、粉碎桿等，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性直接影響整個(gè)設(shè)備的工作效率和壽命。箱體在設(shè)計(jì)中需考慮關(guān)鍵組件的布局，以確保它們?cè)谶\(yùn)行中不受外界環(huán)境的干擾，如防止異物進(jìn)入影響設(shè)備正常運(yùn)行[3]。箱體設(shè)計(jì)需要考慮防塵性特別是在垃圾處理過程中，防止粉塵進(jìn)入箱體內(nèi)部，影響設(shè)備的穩(wěn)定性和壽命。考慮到設(shè)備需要定期維護(hù)，箱體的設(shè)計(jì)應(yīng)便于拆卸和維護(hù)，以降低維護(hù)成本和提高設(shè)備可靠性。為確保箱體的堅(jiān)固性可以選擇使用高強(qiáng)度的鋼材或其他合適的金屬材料，這有助于提高設(shè)備的整體穩(wěn)定性和抗壓能力。箱體的設(shè)計(jì)需考慮各個(gè)關(guān)鍵組件的合理布局，確保它們能夠有序、緊湊地安裝在箱體內(nèi)，同時(shí)保障設(shè)備的運(yùn)行效率。在設(shè)計(jì)中需要考慮通風(fēng)和散熱的要求，通過設(shè)計(jì)通風(fēng)口或者加入散熱器等設(shè)備，確保設(shè)備在工作過程中能夠有效散熱，防止過熱對(duì)設(shè)備產(chǎn)生不良影響。對(duì)于箱體的關(guān)鍵部位，可以設(shè)計(jì)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)提高整體強(qiáng)度，以應(yīng)對(duì)設(shè)備在工作中可能受到的沖擊和振動(dòng)。

2.2 雙軸輸出電機(jī)的位置和連接方式

雙軸輸出電機(jī)通常被固定在箱體右側(cè)的頂部，這個(gè)位置的選擇是為了在垃圾破碎設(shè)備整體運(yùn)行中保持平衡，同時(shí)便于電機(jī)與其他關(guān)鍵組件的連接。電機(jī)的位置設(shè)置需要考慮到整個(gè)設(shè)備的平衡性以確保設(shè)備在運(yùn)行時(shí)不會(huì)發(fā)生過多的晃動(dòng)和振動(dòng)，提高設(shè)備的穩(wěn)定性。電機(jī)的連接方式至關(guān)重要，需要確保連接牢固可靠以防在設(shè)備運(yùn)行過程中由于振動(dòng)和沖擊導(dǎo)致電機(jī)松動(dòng)。通常，連接方式可以采用螺栓或焊接，螺栓連接方便拆卸和維護(hù)，而焊接則更牢固適用于要求更高穩(wěn)定性的場(chǎng)合，為防止振動(dòng)對(duì)連接造成松動(dòng)，可以采用防振動(dòng)墊片或其他設(shè)計(jì)，減少振動(dòng)對(duì)連接結(jié)構(gòu)的影響。連接方式的選擇也需考慮到設(shè)備的操作便捷性，確保在維護(hù)和更換電機(jī)時(shí)能夠方便快捷地進(jìn)行操作，不同的連接方式會(huì)對(duì)設(shè)備維護(hù)成本產(chǎn)生不同的影響，需要在設(shè)計(jì)時(shí)綜合考慮設(shè)備壽命和維護(hù)成本的平衡。

2.3 粉碎桿的活動(dòng)連接設(shè)計(jì)

粉碎桿是垃圾破碎設(shè)備中起關(guān)鍵作用的組件之一，其設(shè)計(jì)旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾的均勻破碎，為了確保垃圾在粉碎過程中能夠被充分覆蓋，粉碎桿的一端需要實(shí)現(xiàn)與箱體內(nèi)腔左側(cè)的活動(dòng)連接?；顒?dòng)連接設(shè)計(jì)的原理在于使得粉碎桿能夠在運(yùn)動(dòng)過程中覆蓋整個(gè)箱體內(nèi)腔，從而確保垃圾能夠得到全面、均勻破碎。為了實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的運(yùn)行活動(dòng)連接可以采用軸承，軸承能夠減小粉碎桿的摩擦阻力，使其在活動(dòng)時(shí)更為順暢地提高設(shè)備的工作效率。除了軸承，也可以采用其他滑動(dòng)連接方式如滑動(dòng)軌道等，以確保粉碎桿在活動(dòng)時(shí)能夠平穩(wěn)無阻地移動(dòng)，由于粉碎桿在工作中會(huì)受到較大的沖擊和摩擦，因此，連接部分需要設(shè)計(jì)成耐磨材料以提高使用壽命。

連接方式的選擇需要保證粉碎桿在活動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性，防止因?yàn)檫B接不牢固導(dǎo)致工作異常，同時(shí)，活動(dòng)連接的設(shè)計(jì)也需考慮到設(shè)備的維護(hù)性，確保在需要更換或維護(hù)粉碎桿時(shí)能夠便捷地進(jìn)行操作。

2.4 凸輪的作用和固定位置

凸輪在垃圾破碎設(shè)備中的關(guān)鍵作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)粉碎桿運(yùn)動(dòng)軌跡的精確控制，通過調(diào)整凸輪的形狀和運(yùn)動(dòng)可以影響粉碎桿的活動(dòng)，使其在破碎過程中實(shí)現(xiàn)精確的軌跡和力度。凸輪的運(yùn)動(dòng)能夠直接影響粉碎桿的活動(dòng)方式，從而調(diào)整垃圾在粉碎過程中的破碎效果，這種調(diào)整是為了適應(yīng)不同類型和大小的垃圾，以提高破碎效率。通常，凸輪被固定在雙軸輸出電機(jī)的輸出端右側(cè)，這個(gè)位置的選擇是為了確保凸輪的運(yùn)動(dòng)能夠與粉碎桿的活動(dòng)相協(xié)調(diào)，使得破碎控制更為精準(zhǔn)[4]。由于凸輪直接連接在電機(jī)的輸出端，其運(yùn)動(dòng)與電機(jī)的運(yùn)動(dòng)同步，這樣的設(shè)計(jì)有助于確保凸輪能夠在垃圾破碎過程中與粉碎桿協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)破碎過程的有效控制。凸輪的形狀設(shè)計(jì)需要根據(jù)粉碎過程的需要進(jìn)行優(yōu)化，以確保其能夠提供合適的運(yùn)動(dòng)軌跡適應(yīng)不同垃圾的破碎需求。由于凸輪在工作中可能受到較大的力和摩擦，其材料選擇需要具備良好的耐磨性以提高使用壽命。凸輪的設(shè)計(jì)需要與粉碎桿的活動(dòng)連接方式配合，確保二者之間的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)垃圾破碎過程的有效控制。該破碎裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

3 垃圾破碎裝置的配件協(xié)同作用

3.1 彈簧、限位板、限位桿等配件的作用

彈簧在垃圾破碎設(shè)備中起到提供反彈力的關(guān)鍵作用，當(dāng)粉碎桿對(duì)垃圾進(jìn)行破碎時(shí)彈簧能夠存儲(chǔ)能量，并在粉碎桿松開時(shí)釋放該能量推動(dòng)粉碎桿快速回彈。彈簧的反彈力有助于加速粉碎桿的運(yùn)動(dòng)提高破碎的效率，使建筑垃圾能夠更迅速地被破碎和處理，彈簧還能夠減緩粉碎桿回彈時(shí)的沖擊力，降低對(duì)設(shè)備的損傷延長設(shè)備的使用壽命。限位板和限位桿被設(shè)計(jì)用于限制粉碎桿的運(yùn)動(dòng)范圍，通過限位設(shè)計(jì)可以確保粉碎桿在特定軌跡內(nèi)工作，防止過度運(yùn)動(dòng)或偏離預(yù)定軌跡。通過調(diào)整限位板和限位桿的位置，可以精確地控制粉碎桿的運(yùn)動(dòng)幅度和速度，這對(duì)于適應(yīng)不同種類和大小的垃圾，以及調(diào)整設(shè)備的工作模式具有重要意義。

3.2 安裝框、橫板等組件的功能

安裝框在垃圾破碎設(shè)備中的主要功能是提供強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)支撐，其負(fù)責(zé)支撐和固定整個(gè)設(shè)備的各個(gè)部件，確保設(shè)備在運(yùn)行中能夠保持穩(wěn)定性。安裝框的堅(jiān)固設(shè)計(jì)有助于維持設(shè)備的整體穩(wěn)定性，這對(duì)于確保設(shè)備在工作時(shí)不發(fā)生晃動(dòng)或震動(dòng)至關(guān)重要，提高了設(shè)備的工作效率和壽命，安裝框通常用于連接和支持關(guān)鍵組件如電機(jī)、粉碎桿等，其設(shè)計(jì)需考慮到不同組件的布局和重要性以確保連接牢固[5]。橫板用于連接安裝框和箱體，其存在可以增加整個(gè)設(shè)備的剛性，防止設(shè)備在工作過程中產(chǎn)生過度的彎曲或振動(dòng)，提高了整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，橫板還可以被用于分隔設(shè)備的不同功能區(qū)域，通過合理設(shè)計(jì)橫板的位置和布局，可以將設(shè)備劃分為不同的工作區(qū)域，使得設(shè)備的組裝和維護(hù)更加有序和便捷。

3.3 阻尼器、活動(dòng)板、連桿在整體設(shè)計(jì)中的角色

阻尼器在整體設(shè)計(jì)中的主要角色是減緩或抑制設(shè)備在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊，這有助于提高設(shè)備的穩(wěn)定性，降低沖擊對(duì)整體結(jié)構(gòu)的損害同時(shí)提供更加舒適的工作環(huán)境。阻尼器的使用可以有效降低設(shè)備產(chǎn)生的噪聲水平，通過減緩振動(dòng)傳播阻尼器能夠降低由于振動(dòng)引起的噪聲，提高設(shè)備的操作舒適性?；顒?dòng)板用于支持和引導(dǎo)粉碎桿的運(yùn)動(dòng)，其設(shè)計(jì)有助于確保粉碎桿在粉碎過程中按照預(yù)定的軌跡進(jìn)行活動(dòng)，提高垃圾破碎效率，活動(dòng)板的設(shè)計(jì)需要與粉碎桿的活動(dòng)方式相協(xié)調(diào)，以確保在運(yùn)動(dòng)中能夠有效地控制和引導(dǎo)粉碎桿的軌跡。連桿用于連接不同部件傳遞運(yùn)動(dòng)力，其設(shè)計(jì)需要確保在設(shè)備運(yùn)行中能夠穩(wěn)定可靠地傳遞力量，協(xié)同各個(gè)組件的工作。連桿在整體設(shè)計(jì)中的作用是協(xié)同各個(gè)部件的工作，通過傳遞力量連接關(guān)鍵組件，其有助于確保設(shè)備在運(yùn)行中各部件的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)高效的垃圾破碎。

4 垃圾破碎裝置設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)新點(diǎn)

4.1 防堆積功能的實(shí)現(xiàn)

垃圾破碎裝置通過創(chuàng)新性地引入防堆積功能，有效解決了傳統(tǒng)建筑工程用垃圾破碎設(shè)備在使用過程中容易發(fā)生垃圾堆積的問題，使設(shè)備在長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，不會(huì)因?yàn)槔诤Y網(wǎng)上過多而影響下料速度，從而提高了對(duì)垃圾的篩選效率。防堆積功能的實(shí)現(xiàn)使得設(shè)備更具實(shí)用性，在處理建筑工程垃圾時(shí)，常常會(huì)遇到垃圾中包含大量異物、雜質(zhì)的情況，傳統(tǒng)設(shè)備在處理這類垃圾時(shí)容易發(fā)生堆積，影響設(shè)備的正常運(yùn)行，而新設(shè)計(jì)的防堆積功能有效地避免了這一問題。防堆積功能的引入確保了設(shè)備的持續(xù)高效運(yùn)行，傳統(tǒng)設(shè)備因?yàn)槎逊e導(dǎo)致工作效率下降，需要頻繁停機(jī)清理，而新設(shè)計(jì)的垃圾破碎裝置能夠在長時(shí)間內(nèi)保持高效工作狀態(tài)，減少停機(jī)次數(shù)提高了整體運(yùn)行效率。防堆積功能的實(shí)現(xiàn)減少了對(duì)設(shè)備的定期清理和維護(hù)需求，降低了人力成本，提升了設(shè)備的整體安全性，降低了事故風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 提高篩選效率

引入動(dòng)態(tài)篩選系統(tǒng)，通過設(shè)備內(nèi)部的智能控制，可以根據(jù)垃圾的特性實(shí)時(shí)調(diào)整篩網(wǎng)的振動(dòng)頻率和幅度，這種動(dòng)態(tài)調(diào)整能夠確保在不同情況下都能達(dá)到最佳的篩選效果，提高了篩選的精準(zhǔn)性。設(shè)計(jì)多層次的篩分結(jié)構(gòu)將垃圾分為不同粒度的層次，每個(gè)層次采用不同規(guī)格的篩網(wǎng)逐級(jí)進(jìn)行篩分，使設(shè)備能夠更加精確地分類不同尺寸的垃圾，提高了整體的篩選效率。根據(jù)建筑垃圾的特性，設(shè)計(jì)具有合適形狀和大小的篩孔，通過對(duì)篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化能夠有效避免在篩選過程中發(fā)生堵塞和卡死的情況，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性和篩選效率。引入高效的振動(dòng)系統(tǒng)例如采用先進(jìn)的振動(dòng)電機(jī)技術(shù)，以確保篩網(wǎng)有更強(qiáng)的振動(dòng)力和更高的頻率，可以有效防止垃圾在篩選過程中黏附在篩孔上，提高了篩選效率[6]。引入自動(dòng)清理系統(tǒng)，通過設(shè)備內(nèi)部的機(jī)械結(jié)構(gòu)或氣流系統(tǒng)，能夠定期清理篩網(wǎng)表面的積聚物，防止物料在篩孔上堆積保持篩選效率的持續(xù)穩(wěn)定。集成傳感器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)篩選過程中的關(guān)鍵參數(shù)，如振動(dòng)幅度、篩網(wǎng)狀態(tài)等，通過反饋信息實(shí)現(xiàn)對(duì)篩選系統(tǒng)的實(shí)時(shí)調(diào)整，以保持最佳的篩選效率。

5 結(jié)語

綜合來看，垃圾破碎裝置不僅解決了傳統(tǒng)設(shè)備存在的問題，而且在防堆積功能、篩選效率等方面都達(dá)到了較高水平。這一創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)對(duì)于提高建筑工程垃圾處理的效率、降低環(huán)境負(fù)擔(dān)具有重要意義，為建筑工程垃圾處理領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步提供了有益的參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭進(jìn)斌，常振，張志威，等．垃圾綜合處理設(shè)施施工技術(shù)

及應(yīng)用[J]．城市建筑空間，2022，29（S2）：372-374．

[2] 高峘，甄瑞龍，孫遜．淺談建筑垃圾篩分處理在工程中的

運(yùn)用[J].科技與創(chuàng)新，2022（22）：176-178．

[3] 楊順，賈成林，徐胡佩．建筑垃圾減量化資源化的關(guān)鍵問

題及對(duì)策研究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2022（19）：152-

154．

[4] 楊軍芳．建筑垃圾與環(huán)境保護(hù)舉措[J]．清洗世界，2022，

38（8）：92-94．

[5] 符娜．建筑垃圾處置技術(shù)與回收再利用研究[J]．資源再

生，2022（7）：21-23．

[6] 徐瑞超，線晨，胡艷凱．建筑垃圾破碎回收裝置的設(shè)計(jì)

[J]．裝備機(jī)械，2021（1）：15-17．

[作者簡介]周文凱（1991—），男，山東聊城人，大專，工程師，研究方向：建筑工程。