廢油桶一體化切割機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

龔晶晶

（廣州市公用事業(yè)技師學(xué)院，廣州 510507）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工業(yè)上產(chǎn)生的廢油桶（油桶規(guī)格一定，為200 L）也逐漸增大，目前廣東省內(nèi)產(chǎn)生廢桶的企業(yè)有十幾萬家，省內(nèi)每年產(chǎn)生廢油桶的數(shù)量約為3000萬個(gè)，全國每年的廢油桶數(shù)量上億個(gè)。這些廢桶多含具有腐蝕性、易燃性的殘留物，屬于危險(xiǎn)廢物垃圾，隨意丟棄給生產(chǎn)和生活會(huì)帶來了諸多隱患，而且油桶本身也有很高的回收價(jià)值，也造成了資源浪費(fèi)。隨著環(huán)保要求的嚴(yán)格與人們對資源回收再利用意識(shí)的提高，廢舊油桶的回收處理越來越受到人們的關(guān)注。

因此，既環(huán)保又高效地處理廢油桶，實(shí)現(xiàn)企業(yè)持續(xù)發(fā)展及增收，是目前行業(yè)內(nèi)亟待解決的一個(gè)課題。

1 廢油桶一體化切割機(jī)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)背景

因?yàn)楣I(yè)廢桶常裝有易燃易爆或者易腐蝕物質(zhì)，屬于危廢垃圾，依據(jù)環(huán)保法，這些危廢垃圾不能隨意丟棄，必須送到有資質(zhì)的處理工廠進(jìn)行回收處理。以廣東省為例，目前有這樣處理資質(zhì)的企業(yè)并不多，并且都是采用人工分步切割的方法，圖1所示為第一步切開桶蓋，圖2所示為第二步切開桶身，切割桶身時(shí)，為了最大程度地回收利用桶身鐵皮，行業(yè)上要求是沿著桶身接縫處剪開。然后再進(jìn)行下一步的清洗處理，最后得到一張可回收利用的鐵皮。

圖1 切開桶蓋

圖2 切開桶身

目前行業(yè)上的這種人工分步切割方法，存在著很多的問題：切割現(xiàn)場環(huán)境非常惡劣、VOCs無組織排放達(dá)不到環(huán)保要求，對空氣造成了嚴(yán)重的污染；一線工人因長期接觸廢油桶的殘留有害雜質(zhì)和吸入有毒有害氣體，身體受到了嚴(yán)重傷害；工人身體受到損傷，也會(huì)引起糾紛，企業(yè)也面臨著雇工難等現(xiàn)實(shí)問題；人工切割效率低下，熟練工人處理一個(gè)桶約為2 min/個(gè)（理想狀態(tài)），這樣的效率導(dǎo)致企業(yè)處理量不高，經(jīng)常會(huì)存在大量油桶堆積問題，也占用了工廠場地，影響企業(yè)現(xiàn)場管理；巨額的運(yùn)輸成本，因?yàn)楫a(chǎn)生廢油桶的企業(yè)沒有處理資質(zhì)，這些廢油桶必須送去有資質(zhì)的企業(yè)，這樣也產(chǎn)生了巨大的運(yùn)輸成本，平均一個(gè)桶的運(yùn)輸成本約為20元。

十八大以來，習(xí)主席對生態(tài)文明建設(shè)提出了一系列新的觀點(diǎn)新的的要求，“走向生態(tài)文明新時(shí)代，建設(shè)美麗新中國，是實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢的重要內(nèi)容”。作為新時(shí)代的后浪們，我們肩負(fù)著時(shí)代賦予青年們的偉大責(zé)任，我們致力于為中國的環(huán)保事業(yè)貢獻(xiàn)自已的一份力量。

2 一體化切割機(jī)的工作原理

基于以上的行業(yè)現(xiàn)狀，急需研發(fā)一臺(tái)自動(dòng)化切割機(jī)，以解決企業(yè)面臨的環(huán)保壓力、勞保壓力，同時(shí)提高生產(chǎn)效率以促進(jìn)企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

該一體化切割機(jī)主要運(yùn)用了鏈條傳送、傳感器識(shí)別、液壓氣動(dòng)原理、活塞推桿、電動(dòng)機(jī)、變速器等相關(guān)的機(jī)電一體化知識(shí)。其結(jié)構(gòu)原理及各部件的連接方式：1）把油桶放在2帶有擋板的鏈輪上；2）電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)鏈輪傳輸油桶向上向前；3）傳輸?shù)?處進(jìn)行桶蓋切割；4）傳輸?shù)?處進(jìn)行另一側(cè)桶蓋切割；5）傳輸?shù)?0處，活塞推桿帶動(dòng)刷子進(jìn)行油桶內(nèi)清污處理（防止油桶內(nèi)太臟對后期壓平裝置影響）；6）傳輸?shù)?1處，正上方傳感器裝置感應(yīng)到油桶的連接縫（此時(shí)轉(zhuǎn)輪帶動(dòng)桶身轉(zhuǎn)動(dòng)）；7）識(shí)別到接縫處后，12處的閘刀切割裝置沿接縫處切開油桶，13處的推桿滾輪裝置把 油桶 送到 14處；8）隨 傳動(dòng) 帶到 14處 壓平 裝置 壓平 回收。再送 去進(jìn)行下一環(huán)節(jié)的清洗清潔處理。

3 一體化切割機(jī)突出的創(chuàng)新點(diǎn)：環(huán)保+高效

新研發(fā)的一體化切割機(jī)突出的優(yōu)勢在于環(huán)保、高效：1）依托一體化自動(dòng)切割機(jī)，建立密閉的自動(dòng)化切割車間，減少有毒有害氣體的污染；2）一體化切割機(jī)固定到地面后，地面將會(huì)設(shè)置有水槽，進(jìn)而送去下一步的污水處理，避免廢油桶內(nèi)殘余物質(zhì)的到處流放而污染環(huán)境；3）自動(dòng)化切割機(jī)，省去人工，避免了對人體的傷害，符合以人為本的社會(huì)理念；4）高效體現(xiàn)在機(jī)器實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，效率較人工提高了4倍。

4 研制過程中的技術(shù)難點(diǎn)

在產(chǎn)品的加工和調(diào)試過程中，也多次遇到障礙，我們多次到校工廠，根據(jù)實(shí)操過程出現(xiàn)的問題，不斷討論提出新的方案，和企業(yè)師傅溝通，經(jīng)過一次次的調(diào)試，終于解決了一個(gè)個(gè)難點(diǎn)。其中最難點(diǎn)，也是我們的創(chuàng)新點(diǎn)，突出的有兩處：

1）問題1：在上下閘刀錯(cuò)位切割時(shí)，廢油桶形變太大無法切開。

解決方案:傳感器識(shí)別定位后，由推桿將桶推送至下閘刀處掛住，切割時(shí)變形太大是因?yàn)橥皯铱諕熘硪粋?cè)沒有力固定。我們設(shè)想了在閘刀另一側(cè)焊接一個(gè)固定桿，同時(shí)在桶下方設(shè)置液壓伸縮平臺(tái)與之對應(yīng)，從而使油桶另一側(cè)固定。實(shí)現(xiàn)了油桶的正常切割。

圖3 廢油桶一體化切割機(jī)設(shè)計(jì)圖

圖4 技術(shù)難點(diǎn)①

圖5 技術(shù)難點(diǎn)②

2）問題2：上下閘刀切開后無法送入壓平結(jié)構(gòu)。

桶被切開后，由上下傳動(dòng)輥配合帶動(dòng)油桶前進(jìn)送至壓平裝置，但是由于廢油桶表面存在著波紋骨，有時(shí)會(huì)無法通過傳動(dòng)輥而打滑，從而無法送至壓平。

解決方案：我們嘗試在傳動(dòng)輪子上開了幾條凹槽，這樣波紋骨就可以順利通過，從而解決了打滑問題。

5 一體化切割機(jī)的推廣價(jià)值

與傳統(tǒng)的人工切割相比，新機(jī)器以科技、環(huán)保、高效而優(yōu)勢明顯，具有很好的企業(yè)效益和社會(huì)效益。

1）企業(yè)效益。

a.效率。自動(dòng)化代替人工切割，原人工切割速度熟練工人為1 個(gè)/min，而一體機(jī)為4 個(gè)/min，效率提高了4倍。

b.產(chǎn)出。以工人每天工作8 h，每人每天切割8 × 60÷2 為240個(gè)桶，而一體化切割機(jī)可設(shè)置全天制工作，每天則可切割24 × 60 × 5 為720個(gè)，1 a則增多480×365 倍，這只是1臺(tái)機(jī)器的數(shù)據(jù)，而我們的機(jī)器還可以成倍增多。

c.節(jié)約人工成本。切割一個(gè)廢桶人工成本為3元，按每年100萬個(gè)桶計(jì)算，每年幫企業(yè)節(jié)約人工成本300萬元。

d.減少運(yùn)輸成本。傳統(tǒng)人工切割方式因?yàn)榄h(huán)保問題，大多數(shù)上游企業(yè)無處理資質(zhì)，只能運(yùn)輸?shù)接协h(huán)保處理資質(zhì)的企業(yè)處理，這樣就存在著巨大的運(yùn)輸成本（平均每個(gè)桶運(yùn)輸成本人民幣20元）和處理費(fèi)（一個(gè)桶的環(huán)保處理費(fèi)為10元）。我們的一體化自動(dòng)切割機(jī)器，可以實(shí)現(xiàn)廢液廢氣的全密閉處理，這樣產(chǎn)生廢油桶的上游企業(yè)可以建立符合環(huán)保要求的自動(dòng)切割車間，節(jié)約巨額的運(yùn)輸費(fèi)和處理費(fèi)。

2）社會(huì)效益。

a.環(huán)保性強(qiáng)。免除了油桶內(nèi)危廢殘留對人體的傷害。

b.省去人工。幫助企業(yè)解決了雇工難以及與工人矛盾之間的難題。傳統(tǒng)切割方式因不環(huán)保、噪聲大、污染大和工作強(qiáng)度大等問題，造成了雇工難，尤其是年輕工人做幾個(gè)月就堅(jiān)持不了，給公司的工作及管理造成了很大的困擾。一體機(jī)很好地解決了人工方面的問題。

c.積極倡導(dǎo)政府提出的綠色環(huán)保、科技環(huán)保的理念，樹立良好的現(xiàn)代企業(yè)形象。

6 結(jié)語

我們針對性設(shè)計(jì)研發(fā)出廢油桶切割壓平一體機(jī)，實(shí)現(xiàn)切開桶蓋、桶底、桶身全程自動(dòng)化操作。效率大大提高，且更加環(huán)保，免除了對人體的傷害，運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中，切切實(shí)實(shí)幫企業(yè)解決了難題，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，具有較高的推廣價(jià)值。