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高压挤压设备主机架的有限元分析设计及应用

王腾飞,陈西

深圳市朗坤环境集团股份有限公司

摘要1随着城市垃圾数量的增加，垃圾处理和环境保护问题日益突出。高压挤压技术作为一种厨余垃圾处理的高

效处理方式，其应用日益广泛。通过SolidWorks三维软件进行实体建模，导入ANSYSWorkbench仿真平台进行有限

元分析，结果显示设计的结构满足强度和刚度要求，主机架及设备抗疲劳性能良好，应用良好，可为同类型挤压设备

的设计和应用提供参考。

关键词：厨余垃圾；有限元分析；高压挤压

厨余垃圾是居民在生活消费过程中形成的生活废物，备普遍比较庞大。整体主机架是高压挤压设备的核心支

居民区、饭店、各种企事业单位的食堂是其集中排放的场撑部件，在主机架设计过程中，其结构和几何参数确定

所。厨余垃圾的特点是含水率较高，容易腐烂，有机质含后，必须对其进行计算。传统的理论计算繁琐，精度低。本

量较高、营养丰富，因其导致的环境问题以及自身蕴含的文通过SolidWorks三维软件进行实体建模，导入ANSYS

资源化、能源化的潜力引起了各国的重视，如何处理厨余Workbench仿真平台进行有限元分析，研究其应力分布

垃圾成为了关键。高压挤压技术是一种新型的垃圾资源及变形情况。

化预处理方式，通过高压挤压，将混合物中的水分及可溶拉杆的合理设计是整个机架设计的基础，机架的总

性物质挤出，分离干湿组分，为后续资源化提供便利。体尺寸与立柱的截面尺寸和液压缸整体尺寸有着密切的

采用高压挤压技术作为预处理手段，垃圾能源最大关系。

可回收量达5340kJ/kg，相对直接梵烧提高近90%。高压因为没有偏心载荷，所以拉杆只承受轴向拉力。由于

挤压技术作为预处理手段，可有效提升城市混合生活垃立柱上车有螺纹，所以应以螺纹部分小径截面为危险截

圾的处理效率和能源回收效率3面，根据受拉螺栓连接的校核公式：

P,=(K+K.)P(1)

1模型建立及基本参数1.3P

(2)

因垃圾处理产能大的需求，采用高压挤压技术的设

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作者简介：王腾飞（1985一），男，湖北蕲春人，工程师，硕士，研究方向：机械CAE、机械疲劳强度研究、重型环保装备的开

发和应用。

18工程械2024·4

工程机械

第55卷1第4期

总第606期

式中：K。为预紧系数,取K。=1.2;K。为相对刚度,取K。=

1.2;P为轴向载荷；d为最小轴径。

拉杆材料为45钢，其许用应力为120~180MPa，选

定[o]=120MPa。设计推力9954945N。

拉杆最小轴径计算公式：

F

1.3×(K,+K,)×

N

=178.2mm(3)

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