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竖直压缩式垃圾中转站总体方案及转运设备研究

张雪涛  
【摘要】:近年来,随着我国经济的高速发展,城市化进程不断加快,出现的大量城市生活垃圾的处理问题亟需解决。垃圾中转站作为城市生活垃圾处理系统的中间枢纽,在解决整个垃圾处理问题中起到了非常关键性的作用。本课题来源是大连市科技计划项目(项目编号2010E14SF148),本文结合大连市环卫部门的实际需要,针对竖直压缩式垃圾中转站及其转运设备进行了深入研究。 研究设计了竖直压缩式垃圾中转站工艺流程,主要包括:称重、进料、压缩和转运;根据工艺流程特点研究设计了中转站的系统组成。 针对竖直压缩式垃圾中转站的工艺特点提出了转运设备的设计,开发了一种专用转运设备——钢丝牵引装置。按照竖直压缩式中转站转运设备的使用要求,钢丝牵引装置能够实现背起竖直放置容器、竖直放置容器、水平放置容器和垃圾自卸四种功能。 对钢丝牵引装置的工作状态进行分析,确定了工况一、工况二和工况六为危险工况,并对三个危险工况进行了受力分析和计算。根据受力分析结果,使用Hypermesh和ANSYS对钢丝牵引装置中的翻转机构进行有限元计算和分析,得到了翻转机构在三种工况条件下的整体应力、应变分布情况。通过有限元计算结果我们发现,翻转机构在三个工况条件下的最大等效应力均出现在副车架上;折叠架的应力值比较小:翻转架的应力分布比较均匀。 最后,在不改变翻转机构整体结构的前提下,利用HyperMesh中的OptiStruct优化模块分别建立了翻转机构中的翻转架、副车架和折叠架的尺寸优化模型,以模型关键部分的钢板厚度为设计变量进行尺寸优化设计。通过优化设计,得到了钢板厚度变化曲线、质量变化曲线。优化结果表明,翻转机构的总质量减少了16.14%,并且满足任何工况条件下的应力、应变要求;应力、应变分布更加合理。同时,最大限度的减轻转运设备的自重,提高转运效率。


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