污泥脱水用螺旋卸料沉降离心机螺旋转子结构优化设计(附件)【字数：14143】
摘 要摘 要随着淡水资源的紧缺，对污泥脱水处理技术和效果的要求愈来愈高。卧式螺旋卸料沉降离心机是一种典型的污泥脱水用离心机，它是使用先进的固液分离方法而设计开发的一种先进机器，具有众多的优点。本课题先对现有的卧螺离心机进行仿真，然后对卧螺离心机的结构和静力特性进行分析，优化其结构，以改善其不足。本课题的研究方法是，对现有卧螺离心机进行结构优化，利用ProE建立三维模型，然后和ANSYS建立连接，进行转子的静力学分析。之后结合有限元分析结果，将卧螺离心机转子的结构进行优化，来扩大处理量，改善分离效果。其次，将卧螺离心机用三维软件ProE来仿真。最后，提出改进污泥固液混合物脱水流程方案。利用不一样的参数进行ANSYS求解，最终采用最好的方案。优化后的卧螺离心机，污泥混合物经过沉降接着进入转筒的锥形区干燥，最后进入筛网区进行再次的脱水处理。这种优化的结构不仅简单的将普通卧螺离心机和过滤式筛网离心机的优点进行了结合，而且进一步扩大了处理量，改善了分离效果，增大筛网段直径，解决了之前离心机容易堵塞的问题，极大的提高了离心机的工作性能。关键词污泥脱水；卧式螺旋卸料沉降离心机；螺旋转子；结构优化；脱水流程
目 录
第一章 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 课题研究目的与意义 1
1.3 离心机转子国内外研究现状 2
1.4 本文研究内容 4
第二章 卧式螺旋卸料沉降离心机概述 5
2.1 卧式螺旋卸料沉降离心机在污泥脱水中的作用 5
2.2 卧式螺旋卸料沉降离心机的工作原理 5
2.3 卧式螺旋卸料沉降离心机的工作过程 6
2.4 卧式螺旋卸料沉降离心机的结构 7
2.5 卧式螺旋卸料沉降离心机的技术参数和优缺点 7
2.5.1 卧式螺旋卸料沉降离心机的技术参数 7
2.5.2 卧式螺旋卸料沉降离心机的优缺点 8
第三章 卧式螺旋卸料沉降离心机总体结构设计及三维建模 11
3.1 PROE软件简介 11
3.2 转鼓结构设计及三维建模 11
3.2.1 转鼓结构介绍 11
3.2.2 转鼓壁厚的计算 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.3 螺旋输送器结构设计及三维建模 13
3.3.1 螺旋输送器结构介绍 13
3.3.2 螺旋输送器壁厚计算 14
3.4 差速器选用 15
3.5 其余部件简介 15
3.5.1 机壳部件 15
3.5.2 机座部件 15
3.5.3 进料管部件 16
3.5.4 防护罩部件 16
第四章 卧式螺旋卸料沉降离心机转子结构优化 17
4.1 优化简介 17
4.2 优化方案 17
4.2.1 转鼓结构优化 17
4.2.2 螺旋输送器结构优化 18
4.3 优化后效果 19
4.3.1 加入筛网区前后的比较： 19
4.3.2 改变转鼓壁厚前后比较 21
4.3.3 优化后体积变化 23
4.3.4 优化后分离效果 23
第五章 卧式螺旋卸料沉降离心机转子静力学分析 25
5.1 ANSYS简介 25
5.2 ANSYS WORKBENCH与PROE连接 25
5.3 分析模型的简化 26
5.4 载荷的种类、大小和施加方式 26
5.4.1 离心力 26
5.4.2 液压力 26
5.5 转子变形和应力应变仿真 27
5.5.1 材料库设置 27
5.5.2 离心力分析 27
5.5.3 液压力分析 30
第六章 固液混合物脱水流程方案及分析 32
6.1 系统组成 32
6.2 基本原理 32
6.2.1主要工作组成部分 32
6.2.2开机流程 32
6.2.3 絮凝剂制备流程 33
6.2.4 主要脱水流程 33
6.3操作参数对脱水效果的影响 34
6.3.1分离因数Fr 34
6.3.2转速差 34
6.3.3进料量 34
6.3.4絮凝剂的投加量 34
结语 36
致谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1 选题背景
随着工业的迅速发展，人类面临的如何充分利用水资源，保护环境等问题也越来越严重，因此，在水资源严重紧缺的时候我们要采用科技手段来净化污水，让水资源能够回收和再利用。所以在资源短缺的今天，对于用于污泥脱水的卧式螺旋卸料沉降离心机（以下简称卧螺离心机）的性能要求来越高[1]。
在以往污泥脱水处理过程中，脱水系统存在机器运行不稳定、脱水效率低、分离效果不佳等缺点。随着科技的发展，卧螺离心机由于其具有较好的脱水性能，同时节约能源而且成本较低等特点被广泛应用[2]。卧螺离心机是使用先进的固液分离技术而设计开发的一种先进设备，具有明显的设计和加工优点。目前通常使用的卧螺离心机一般都是由一段圆柱形转子和具有一段具有一定锥角的锥段转子组成，但是，这种结构存在处理量较小、离心力受限，分离效果不佳等缺点。一些发达国家，污泥脱水用卧螺离心机和它用于脱水处理的装备的制造技术已经比较成熟，但是，我国污泥脱水处理技艺尚未达到令人满意的阶段，各种装备也不齐全，因此，对于固液混合物脱水的处理还处于探索时期。
1.2 课题研究目的与意义
污泥脱水用卧螺离心机大部分用于分离人们生活污水中的固液混合物、处理自来水厂中长期沉淀的污泥和其他一些工厂产生的污水的净化，是水资源回收利用的重要装备之一。随着水资源的减少，污泥脱水技术的发展为城市用水提供了一个新的方案，是一种发展趋势。该课题主要针对卧螺离心机的螺旋转子结构进行优化及脱水流程方案的优化，以提高现有卧螺离心机的处理量和分离效果，使脱水更加充分，同时希望能够通过优化减少成本，提高产品的使用寿命，达到最佳效果。
本课题针对卧螺离心机螺旋转子进行结构优化，利用ProE软件进行三维建模，然后采用有限元分析方法[3]，使用ANSYS Workbench 软件对螺旋转子进行静力分析，最后根据分析结果有针对性的进行优化，既方便快捷又准确可靠。在对螺旋转子的结构和参数做了优化之后，提高了卧螺离心机的整机的性能，减少了螺旋转子的变形和应力，提高了整机运行的稳定性和工作可靠性，同时为污泥脱水处理部门提供了可行方案。
该课题是江苏科技大学（张家港）与江苏捷达离心机制造有限公司的合作项目，也是“张家港市科技支撑项目”的课题之一。主要将卧螺离心机转子结构进行优化设计，改善污泥脱水离心机存在的不足。
1.3 离心机转子国内外研究现状
在污泥脱水处理中，应用最广泛的就是卧螺离心机，它是一种用于处理城市污水的离心脱水设备，由双转子组成，即由转鼓和差速器部件及其相关零件构成的外转子与由螺旋输送器和轴承等零件构成的内转子。内外转子均有锥角，且内外转子转速不同，即通常所说的转速差，它是一种高速旋转、可工作较长时间的混合物分离机械[4]。和其他脱水分离机械对比，卧螺离心机能够获得比较干燥的固相和比较澄清的液相，而且具有操作工作方便、简单，节约劳动力，节省能源，占地面积较小的优点。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 选题背景 1
1.2 课题研究目的与意义 1
1.3 离心机转子国内外研究现状 2
1.4 本文研究内容 4
第二章 卧式螺旋卸料沉降离心机概述 5
2.1 卧式螺旋卸料沉降离心机在污泥脱水中的作用 5
2.2 卧式螺旋卸料沉降离心机的工作原理 5
2.3 卧式螺旋卸料沉降离心机的工作过程 6
2.4 卧式螺旋卸料沉降离心机的结构 7
2.5 卧式螺旋卸料沉降离心机的技术参数和优缺点 7
2.5.1 卧式螺旋卸料沉降离心机的技术参数 7
2.5.2 卧式螺旋卸料沉降离心机的优缺点 8
第三章 卧式螺旋卸料沉降离心机总体结构设计及三维建模 11
3.1 PROE软件简介 11
3.2 转鼓结构设计及三维建模 11
3.2.1 转鼓结构介绍 11
3.2.2 转鼓壁厚的计算 12 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
3.3 螺旋输送器结构设计及三维建模 13
3.3.1 螺旋输送器结构介绍 13
3.3.2 螺旋输送器壁厚计算 14
3.4 差速器选用 15
3.5 其余部件简介 15
3.5.1 机壳部件 15
3.5.2 机座部件 15
3.5.3 进料管部件 16
3.5.4 防护罩部件 16
第四章 卧式螺旋卸料沉降离心机转子结构优化 17
4.1 优化简介 17
4.2 优化方案 17
4.2.1 转鼓结构优化 17
4.2.2 螺旋输送器结构优化 18
4.3 优化后效果 19
4.3.1 加入筛网区前后的比较： 19
4.3.2 改变转鼓壁厚前后比较 21
4.3.3 优化后体积变化 23
4.3.4 优化后分离效果 23
第五章 卧式螺旋卸料沉降离心机转子静力学分析 25
5.1 ANSYS简介 25
5.2 ANSYS WORKBENCH与PROE连接 25
5.3 分析模型的简化 26
5.4 载荷的种类、大小和施加方式 26
5.4.1 离心力 26
5.4.2 液压力 26
5.5 转子变形和应力应变仿真 27
5.5.1 材料库设置 27
5.5.2 离心力分析 27
5.5.3 液压力分析 30
第六章 固液混合物脱水流程方案及分析 32
6.1 系统组成 32
6.2 基本原理 32
6.2.1主要工作组成部分 32
6.2.2开机流程 32
6.2.3 絮凝剂制备流程 33
6.2.4 主要脱水流程 33
6.3操作参数对脱水效果的影响 34
6.3.1分离因数Fr 34
6.3.2转速差 34
6.3.3进料量 34
6.3.4絮凝剂的投加量 34
结语 36
致谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1 选题背景
随着工业的迅速发展，人类面临的如何充分利用水资源，保护环境等问题也越来越严重，因此，在水资源严重紧缺的时候我们要采用科技手段来净化污水，让水资源能够回收和再利用。所以在资源短缺的今天，对于用于污泥脱水的卧式螺旋卸料沉降离心机（以下简称卧螺离心机）的性能要求来越高[1]。
在以往污泥脱水处理过程中，脱水系统存在机器运行不稳定、脱水效率低、分离效果不佳等缺点。随着科技的发展，卧螺离心机由于其具有较好的脱水性能，同时节约能源而且成本较低等特点被广泛应用[2]。卧螺离心机是使用先进的固液分离技术而设计开发的一种先进设备，具有明显的设计和加工优点。目前通常使用的卧螺离心机一般都是由一段圆柱形转子和具有一段具有一定锥角的锥段转子组成，但是，这种结构存在处理量较小、离心力受限，分离效果不佳等缺点。一些发达国家，污泥脱水用卧螺离心机和它用于脱水处理的装备的制造技术已经比较成熟，但是，我国污泥脱水处理技艺尚未达到令人满意的阶段，各种装备也不齐全，因此，对于固液混合物脱水的处理还处于探索时期。
1.2 课题研究目的与意义
污泥脱水用卧螺离心机大部分用于分离人们生活污水中的固液混合物、处理自来水厂中长期沉淀的污泥和其他一些工厂产生的污水的净化，是水资源回收利用的重要装备之一。随着水资源的减少，污泥脱水技术的发展为城市用水提供了一个新的方案，是一种发展趋势。该课题主要针对卧螺离心机的螺旋转子结构进行优化及脱水流程方案的优化，以提高现有卧螺离心机的处理量和分离效果，使脱水更加充分，同时希望能够通过优化减少成本，提高产品的使用寿命，达到最佳效果。
本课题针对卧螺离心机螺旋转子进行结构优化，利用ProE软件进行三维建模，然后采用有限元分析方法[3]，使用ANSYS Workbench 软件对螺旋转子进行静力分析，最后根据分析结果有针对性的进行优化，既方便快捷又准确可靠。在对螺旋转子的结构和参数做了优化之后，提高了卧螺离心机的整机的性能，减少了螺旋转子的变形和应力，提高了整机运行的稳定性和工作可靠性，同时为污泥脱水处理部门提供了可行方案。
该课题是江苏科技大学（张家港）与江苏捷达离心机制造有限公司的合作项目，也是“张家港市科技支撑项目”的课题之一。主要将卧螺离心机转子结构进行优化设计，改善污泥脱水离心机存在的不足。
1.3 离心机转子国内外研究现状
在污泥脱水处理中，应用最广泛的就是卧螺离心机，它是一种用于处理城市污水的离心脱水设备，由双转子组成，即由转鼓和差速器部件及其相关零件构成的外转子与由螺旋输送器和轴承等零件构成的内转子。内外转子均有锥角，且内外转子转速不同，即通常所说的转速差，它是一种高速旋转、可工作较长时间的混合物分离机械[4]。和其他脱水分离机械对比，卧螺离心机能够获得比较干燥的固相和比较澄清的液相，而且具有操作工作方便、简单，节约劳动力，节省能源，占地面积较小的优点。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/609.html
