廢油桶一體化切割機的創新設計

龔晶晶

（廣州市公用事業技師學院，廣州 510507）

0 引言

隨著我國經濟的高速發展，工業上產生的廢油桶（油桶規格一定，為200 L）也逐漸增大，目前廣東省內產生廢桶的企業有十幾萬家，省內每年產生廢油桶的數量約為3000萬個，全國每年的廢油桶數量上億個。這些廢桶多含具有腐蝕性、易燃性的殘留物，屬于危險廢物垃圾，隨意丟棄給生產和生活會帶來了諸多隱患，而且油桶本身也有很高的回收價值，也造成了資源浪費。隨著環保要求的嚴格與人們對資源回收再利用意識的提高，廢舊油桶的回收處理越來越受到人們的關注。

因此，既環保又高效地處理廢油桶，實現企業持續發展及增收，是目前行業內亟待解決的一個課題。

1 廢油桶一體化切割機的創新設計背景

因為工業廢桶常裝有易燃易爆或者易腐蝕物質，屬于危廢垃圾，依據環保法，這些危廢垃圾不能隨意丟棄，必須送到有資質的處理工廠進行回收處理。以廣東省為例，目前有這樣處理資質的企業并不多，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，為了最大程度地回收利用桶身鐵皮，行業上要求是沿著桶身接縫處剪開。然后再進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

目前行業上的這種人工分步切割方法，存在著很多的問題：切割現場環境非常惡劣、VOCs無組織排放達不到環保要求，對空氣造成了嚴重的污染；一線工人因長期接觸廢油桶的殘留有害雜質和吸入有毒有害氣體，身體受到了嚴重傷害；工人身體受到損傷，也會引起糾紛，企業也面臨著雇工難等現實問題；人工切割效率低下，熟練工人處理一個桶約為2 min/個（理想狀態），這樣的效率導致企業處理量不高，經常會存在大量油桶堆積問題，也占用了工廠場地，影響企業現場管理；巨額的運輸成本，因為產生廢油桶的企業沒有處理資質，這些廢油桶必須送去有資質的企業，這樣也產生了巨大的運輸成本，平均一個桶的運輸成本約為20元。

十八大以來，習主席對生態文明建設提出了一系列新的觀點新的的要求，“走向生態文明新時代，建設美麗新中國，是實現中華民族偉大復興的中國夢的重要內容”。作為新時代的后浪們，我們肩負著時代賦予青年們的偉大責任，我們致力于為中國的環保事業貢獻自已的一份力量。

2 一體化切割機的工作原理

基于以上的行業現狀，急需研發一臺自動化切割機，以解決企業面臨的環保壓力、勞保壓力，同時提高生產效率以促進企業的持續發展。

該一體化切割機主要運用了鏈條傳送、傳感器識別、液壓氣動原理、活塞推桿、電動機、變速器等相關的機電一體化知識。其結構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）電動機帶動鏈輪傳輸油桶向上向前；3）傳輸到7處進行桶蓋切割；4）傳輸到8處進行另一側桶蓋切割；5）傳輸到10處，活塞推桿帶動刷子進行油桶內清污處理（防止油桶內太臟對后期壓平裝置影響）；6）傳輸到11處，正上方傳感器裝置感應到油桶的連接縫（此時轉輪帶動桶身轉動）；7）識別到接縫處后，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 帶到 14處 壓平 裝置 壓平 回收。再送 去進行下一環節的清洗清潔處理。

3 一體化切割機突出的創新點：環保+高效

新研發的一體化切割機突出的優勢在于環保、高效：1）依托一體化自動切割機，建立密閉的自動化切割車間，減少有毒有害氣體的污染；2）一體化切割機固定到地面后，地面將會設置有水槽，進而送去下一步的污水處理，避免廢油桶內殘余物質的到處流放而污染環境；3）自動化切割機，省去人工，避免了對人體的傷害，符合以人為本的社會理念；4）高效體現在機器實現了自動化，效率較人工提高了4倍。

4 研制過程中的技術難點

在產品的加工和調試過程中，也多次遇到障礙，我們多次到校工廠，根據實操過程出現的問題，不斷討論提出新的方案，和企業師傅溝通，經過一次次的調試，終于解決了一個個難點。其中最難點，也是我們的創新點，突出的有兩處：

1）問題1：在上下閘刀錯位切割時，廢油桶形變太大無法切開。

解決方案:傳感器識別定位后，由推桿將桶推送至下閘刀處掛住，切割時變形太大是因為桶懸空掛著，另一側沒有力固定。我們設想了在閘刀另一側焊接一個固定桿，同時在桶下方設置液壓伸縮平臺與之對應，從而使油桶另一側固定。實現了油桶的正常切割。

圖3 廢油桶一體化切割機設計圖

圖4 技術難點①

圖5 技術難點②

2）問題2：上下閘刀切開后無法送入壓平結構。

桶被切開后，由上下傳動輥配合帶動油桶前進送至壓平裝置，但是由于廢油桶表面存在著波紋骨，有時會無法通過傳動輥而打滑，從而無法送至壓平。

解決方案：我們嘗試在傳動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 一體化切割機的推廣價值

與傳統的人工切割相比，新機器以科技、環保、高效而優勢明顯，具有很好的企業效益和社會效益。

1）企業效益。

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

b.產出。以工人每天工作8 h，每人每天切割8 × 60÷2 為240個桶，而一體化切割機可設置全天制工作，每天則可切割24 × 60 × 5 為720個，1 a則增多480×365 倍，這只是1臺機器的數據，而我們的機器還可以成倍增多。

c.節約人工成本。切割一個廢桶人工成本為3元，按每年100萬個桶計算，每年幫企業節約人工成本300萬元。

d.減少運輸成本。傳統人工切割方式因為環保問題，大多數上游企業無處理資質，只能運輸到有環保處理資質的企業處理，這樣就存在著巨大的運輸成本（平均每個桶運輸成本人民幣20元）和處理費（一個桶的環保處理費為10元）。我們的一體化自動切割機器，可以實現廢液廢氣的全密閉處理，這樣產生廢油桶的上游企業可以建立符合環保要求的自動切割車間，節約巨額的運輸費和處理費。

2）社會效益。

a.環保性強。免除了油桶內危廢殘留對人體的傷害。

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

c.積極倡導政府提出的綠色環保、科技環保的理念，樹立良好的現代企業形象。

6 結語

我們針對性設計研發出廢油桶切割壓平一體機，實現切開桶蓋、桶底、桶身全程自動化操作。效率大大提高，且更加環保，免除了對人體的傷害，運用到生產實踐中，切切實實幫企業解決了難題，具有很好的經濟效益和社會效益，具有較高的推廣價值。