废油桶一体化切割机的创新设计

龚晶晶

（广州市公用事业技师学院，广州 510507）

0 引言

随着我国经济的高速发展，工业上产生的废油桶（油桶规格一定，为200 L）也逐渐增大，目前广东省内产生废桶的企业有十几万家，省内每年产生废油桶的数量约为3000万个，全国每年的废油桶数量上亿个。这些废桶多含具有腐蚀性、易燃性的残留物，属于危险废物垃圾，随意丢弃给生产和生活会带来了诸多隐患，而且油桶本身也有很高的回收价值，也造成了资源浪费。随着环保要求的严格与人们对资源回收再利用意识的提高，废旧油桶的回收处理越来越受到人们的关注。

因此，既环保又高效地处理废油桶，实现企业持续发展及增收，是目前行业内亟待解决的一个课题。

1 废油桶一体化切割机的创新设计背景

因为工业废桶常装有易燃易爆或者易腐蚀物质，属于危废垃圾，依据环保法，这些危废垃圾不能随意丢弃，必须送到有资质的处理工厂进行回收处理。以广东省为例，目前有这样处理资质的企业并不多，并且都是采用人工分步切割的方法，图1所示为第一步切开桶盖，图2所示为第二步切开桶身，切割桶身时，为了最大程度地回收利用桶身铁皮，行业上要求是沿着桶身接缝处剪开。然后再进行下一步的清洗处理，最后得到一张可回收利用的铁皮。

图1 切开桶盖

图2 切开桶身

目前行业上的这种人工分步切割方法，存在着很多的问题：切割现场环境非常恶劣、VOCs无组织排放达不到环保要求，对空气造成了严重的污染；一线工人因长期接触废油桶的残留有害杂质和吸入有毒有害气体，身体受到了严重伤害；工人身体受到损伤，也会引起纠纷，企业也面临着雇工难等现实问题；人工切割效率低下，熟练工人处理一个桶约为2 min/个（理想状态），这样的效率导致企业处理量不高，经常会存在大量油桶堆积问题，也占用了工厂场地，影响企业现场管理；巨额的运输成本，因为产生废油桶的企业没有处理资质，这些废油桶必须送去有资质的企业，这样也产生了巨大的运输成本，平均一个桶的运输成本约为20元。

十八大以来，习主席对生态文明建设提出了一系列新的观点新的的要求，“走向生态文明新时代，建设美丽新中国，是实现中华民族伟大复兴的中国梦的重要内容”。作为新时代的后浪们，我们肩负着时代赋予青年们的伟大责任，我们致力于为中国的环保事业贡献自已的一份力量。

2 一体化切割机的工作原理

基于以上的行业现状，急需研发一台自动化切割机，以解决企业面临的环保压力、劳保压力，同时提高生产效率以促进企业的持续发展。

该一体化切割机主要运用了链条传送、传感器识别、液压气动原理、活塞推杆、电动机、变速器等相关的机电一体化知识。其结构原理及各部件的连接方式：1）把油桶放在2带有挡板的链轮上；2）电动机带动链轮传输油桶向上向前；3）传输到7处进行桶盖切割；4）传输到8处进行另一侧桶盖切割；5）传输到10处，活塞推杆带动刷子进行油桶内清污处理（防止油桶内太脏对后期压平装置影响）；6）传输到11处，正上方传感器装置感应到油桶的连接缝（此时转轮带动桶身转动）；7）识别到接缝处后，12处的闸刀切割装置沿接缝处切开油桶，13处的推杆滚轮装置把 油桶 送到 14处；8）随 传动 带到 14处 压平 装置 压平 回收。再送 去进行下一环节的清洗清洁处理。

3 一体化切割机突出的创新点：环保+高效

新研发的一体化切割机突出的优势在于环保、高效：1）依托一体化自动切割机，建立密闭的自动化切割车间，减少有毒有害气体的污染；2）一体化切割机固定到地面后，地面将会设置有水槽，进而送去下一步的污水处理，避免废油桶内残余物质的到处流放而污染环境；3）自动化切割机，省去人工，避免了对人体的伤害，符合以人为本的社会理念；4）高效体现在机器实现了自动化，效率较人工提高了4倍。

4 研制过程中的技术难点

在产品的加工和调试过程中，也多次遇到障碍，我们多次到校工厂，根据实操过程出现的问题，不断讨论提出新的方案，和企业师傅沟通，经过一次次的调试，终于解决了一个个难点。其中最难点，也是我们的创新点，突出的有两处：

1）问题1：在上下闸刀错位切割时，废油桶形变太大无法切开。

解决方案:传感器识别定位后，由推杆将桶推送至下闸刀处挂住，切割时变形太大是因为桶悬空挂着，另一侧没有力固定。我们设想了在闸刀另一侧焊接一个固定杆，同时在桶下方设置液压伸缩平台与之对应，从而使油桶另一侧固定。实现了油桶的正常切割。

图3 废油桶一体化切割机设计图

图4 技术难点①

图5 技术难点②

2）问题2：上下闸刀切开后无法送入压平结构。

桶被切开后，由上下传动辊配合带动油桶前进送至压平装置，但是由于废油桶表面存在着波纹骨，有时会无法通过传动辊而打滑，从而无法送至压平。

解决方案：我们尝试在传动轮子上开了几条凹槽，这样波纹骨就可以顺利通过，从而解决了打滑问题。

5 一体化切割机的推广价值

与传统的人工切割相比，新机器以科技、环保、高效而优势明显，具有很好的企业效益和社会效益。

1）企业效益。

a.效率。自动化代替人工切割，原人工切割速度熟练工人为1 个/min，而一体机为4 个/min，效率提高了4倍。

b.产出。以工人每天工作8 h，每人每天切割8 × 60÷2 为240个桶，而一体化切割机可设置全天制工作，每天则可切割24 × 60 × 5 为720个，1 a则增多480×365 倍，这只是1台机器的数据，而我们的机器还可以成倍增多。

c.节约人工成本。切割一个废桶人工成本为3元，按每年100万个桶计算，每年帮企业节约人工成本300万元。

d.减少运输成本。传统人工切割方式因为环保问题，大多数上游企业无处理资质，只能运输到有环保处理资质的企业处理，这样就存在着巨大的运输成本（平均每个桶运输成本人民币20元）和处理费（一个桶的环保处理费为10元）。我们的一体化自动切割机器，可以实现废液废气的全密闭处理，这样产生废油桶的上游企业可以建立符合环保要求的自动切割车间，节约巨额的运输费和处理费。

2）社会效益。

a.环保性强。免除了油桶内危废残留对人体的伤害。

b.省去人工。帮助企业解决了雇工难以及与工人矛盾之间的难题。传统切割方式因不环保、噪声大、污染大和工作强度大等问题，造成了雇工难，尤其是年轻工人做几个月就坚持不了，给公司的工作及管理造成了很大的困扰。一体机很好地解决了人工方面的问题。

c.积极倡导政府提出的绿色环保、科技环保的理念，树立良好的现代企业形象。

6 结语

我们针对性设计研发出废油桶切割压平一体机，实现切开桶盖、桶底、桶身全程自动化操作。效率大大提高，且更加环保，免除了对人体的伤害，运用到生产实践中，切切实实帮企业解决了难题，具有很好的经济效益和社会效益，具有较高的推广价值。