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作品名称：厨余垃圾处理器设计
学校名称：厦门大学嘉庚学院
参赛队伍：雨天快乐
队伍编号：220554
参赛学生：丁睿黄兰烯
指导老师：邱玥
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

近五年我国厨余垃圾年产生量由1.15×10⁸ t增至1.45×10⁸ t，而城市分类收集率不足35 %，家庭端“易腐”组分占比高达52 %—58 %。传统破碎机普遍采用锤击或磨盘方案，单机质量85—120 kg、占地0.32—0.45 m²、噪声78—85 dB(A)，需380 V供电，与家庭220 V/10 A市电不兼容，成为制约家用化的技术瓶颈。本课题面向≤4 口之家日产生量1.2—1.5 kg、含水率78 %—85 %、容重0.95—1.05 g cm⁻³的厨余垃圾，提出一款“钉齿挤压+筛篮循环”型厨余垃圾处理器，目标指标：单机质量≤18 kg、外形尺寸≤330 mm×260 mm×420 mm、噪声≤65 dB(A)、额定功率≤1.1 kW、220 V/50 Hz市电直插、处理能力≥3 kg h⁻¹、排出颗粒中位径d₅₀≤2 mm。

（结构说明）
整机由投料单元、粉碎单元、动力与传动单元、排料单元、储存单元五大部分组成，总装爆炸图见图4-3。

投料单元：进料口内径Φ110 mm，材料SUS304-2B，厚度1.2 mm；投料口下沿距粉碎腔上端面25 mm，保证人手安全距离≥8 mm；配置QGBQ-20×25-S 型微型气缸驱动物料控制阀，阀板行程0—20 mm，开度0—90°可调，实现0.15—0.8 kg min⁻¹的给料速率无级调节。
粉碎单元：采用立轴式“钉齿凸板+钉齿滚筒”挤压副。钉齿滚筒外径Φ120 mm，长度150 mm，沿螺旋升角12°均布6 排钉齿，齿顶圆角R0.5 mm，表面硬度42—45 HRC；钉齿凸板为120°弧形板，曲率半径R62 mm，板厚6 mm，内弧面布5 排钉齿，与滚筒齿交错3 mm，形成0.8—1.2 mm可变工作间隙；筛篮为可拆式SUS304冲孔板，孔径Φ2 mm，开孔率38 %，通过M4 内六角螺钉与粉碎腔连接，互换周期200 h。
动力与传动单元：电机Y160L-6 三相异步，额定功率11 kW，同步转速1000 r min⁻¹，满载转速970 r min⁻¹，中心高H=160 mm，轴伸Φ42 k6×110 mm；经A-25 窄V 带（基准长度Ld=635 mm）降速至i₁=1.52，再经一对弧齿锥齿轮（z₁=20，z₂=30，m=3 mm，轴交角Σ=90°）二次降速，总传动比i=2.28，钉齿滚筒工作转速426 r min⁻¹；输出扭矩T=58.7 N·m，满足瞬时最大破碎扭矩≥45 N·m 的设计余量1.30。
排料单元：粉碎腔底部设Φ80 mm 出料口，与下水道Φ50 mm U-PVC 管通过变径接头连接，出料口倾角45°，保证浆液流速≥0.6 m s⁻¹；配置不锈钢滤网篮，可截留粒径≥3 mm 异物，滤网篮容积0.25 L，清洗周期72 h。
储存单元：储物室容积3.5 L，采用双层PP 中空壁结构，壁厚2.5 mm，中间发泡PU 隔音层厚8 mm，实测隔声量ΔL=8 dB(A)；储存室与主机通过滑轨快拆，抽拉行程120 mm，最大承载10 kg。

（功能与使用说明）
产品具备“一键启停、自动循环、过载保护、低水位报警”四项功能：接通220 V 电源后，按下绿色启动按钮，电机经变频器软启动3 s 后升速至额定，钉齿滚筒开始旋转；投入厨余垃圾后，物料控制阀按默认0.4 kg min⁻¹ 给料，粉碎腔液位由CYW11 型静压传感器监测，液位≥85 % 时自动停止给料并声光报警；当筛篮堵塞导致电机电流≥13 A（额定1.18 倍）时，STC-3 型电流继电器动作，整机断电并红色指示灯常亮；完成粉碎后，浆液经出料口排入下水道，清水冲洗30 s 自动停机。整机单次连续运行≤15 min，日累计运行≤1 h，能耗实测0.17 kWh·kg⁻¹，较传统机型降低42 %。