新型滚压式污泥脱水机的开发研究

论文摘要

滚压式污泥脱水机是参照国外技术自行研制的一种新型脱水机械。它具有结构简单、处理范围大、脱水效果好、占地面积小等优点，可用于污水处理，也可用于食品与医药工业的固液分离，用途广泛。本文设计的滚压式污泥脱水机是国内第一台直径为1200mm的机型，在结构上比现有机型有所创新，提高了脱水能力、脱水效果，降低了生产成本。滚压式污泥脱水机主要包括过滤部件与传动部件。过滤部件根据其脱水面积与进出口压力进行结构设计。脱水圆盘是主要过滤部件，开孔多，结构复杂，载荷分布不均，且几种载荷混合施加在圆盘表面。脱水圆盘的结构直接关系到脱水机的生产能力与脱水效果，因此利用有限元软件ANSYS对脱水圆盘进行建模和计算分析，参照分析设计法校核其应力强度与变形，是十分必要的。传动部件主要是根据过滤部件的实际转速确定其传动比进行减速机的设计选型，并对减速机的输出轴进行结构设计与强度校核。本文还介绍了滚压式污泥脱水机在设计制造完成之后进行机器性能试验与强度考核的详细情况。试验实现了脱水机的成功运转，验证了设计结构的合理性。对于试验中出现的问题，进行了针对性分析，提出了改进措施，并在设计了新的试验流程之后，取得了比较理想的效果。最后，为了减轻重量节约成本，本文对脱水圆盘又进行了优化设计。根据多方案的对比，采用正交设计方法对影响圆盘应力强度与重量的各个因素进行分析，找出在一定条件和范围内影响圆盘应力强度与重量的主要因素和次要因素，并通过综合平衡分析找出合理的优化方案，在保证其应力强度的前提下，尽可能地减轻圆盘的重量。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 污泥脱水机械的发展现状
• 1.1.1 国外污泥脱水机械的发展现状
• 1.1.2 国内污泥脱水机械的发展现状
• 1.2 滚压式污泥脱水机的介绍
• 1.2.1 滚压式污泥脱水机的发展现状
• 1.2.2 滚压式污泥脱水机的性能特点
• 1.3 滚压式污泥脱水机研究的目的与意义
• 1.4 论文研究的方法与主要内容
• 1.4.1 有限元数值分析的方法简介
• 1.4.2 ANSYS有限元软件简介
• 1.4.3 分析设计法
• 1.4.3.1 一次应力（P）
• 1.4.3.2 二次应力（Q）
• 1.4.3.3 峰值应力（F）
• 1.4.3.4 应力强度的限制条件
• 1.4.4 论文研究的主要内容
• 第二章 新型滚压式污泥脱水机的结构设计
• 2.1 过滤部件的设计
• 2.1.1 脱水圆盘的结构设计
• 2.1.1.1 脱水圆盘主要尺寸
• 2.1.1.2 脱水圆盘的静力分析
• 2.1.2 筛网的结构设计
• 2.1.3 刮刀导向板的结构设计
• 2.1.3.1 刮刀导向板结构
• 2.1.3.2 刮刀导向板有限元分析
• 2.1.4 壳体的结构设计
• 2.1.4.1 壳体结构
• 2.1.4.2 壳体的有限元分析
• 2.2 传动部件的设计
• 2.2.1 电动机与减速机的设计选型
• 2.2.2 DCY减速器输出轴改造
• 2.2.2.1 输出轴结构设计
• 2.2.2.2 输出轴有限元分析
• 2.2.2.3 输出轴键的校核
• 第三章 滚压式污泥脱水机性能试验
• 3.1 试验内容
• 3.1.1 絮凝剂定量试验
• 3.1.2 木屑分离试验
• 3.1.3 污水分离试验
• 3.2 试验结论
• 3.3 改进措施及方案
• 3.3.1 絮凝剂的选择与配置
• 3.3.2 试验流程与所需设备
• 3.4 过滤部件的拆卸与强度考核
• 3.4.1 刮刀导向板与内间隔盘的摩擦
• 3.4.2 筛网平面与外间隔板的间隙
• 3.4.3 被分离物料与静止部件间的摩擦
• 第四章 脱水圆盘的优化设计
• 4.1 正交试验设计方法介绍
• 4.2 脱水圆盘计算正交表
• 4.3 正交计算分析
• 4.3.1 应力强度SINT指标的方差分析
• 4.3.2 重量m指标的方差分析
• 4.3.3 优化方案的确定
• 4.4 优化脱水圆盘的静力分析
• 4.4.1 优化脱水圆盘受正压力作用的分析
• 4.4.2 考虑摩擦力作用的静力分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
• 作者与导师简介
• 硕士研究生学位论文答辩委员会决议书