機械式下水道固液分離裝置設(shè)計【含CAD圖紙、說明書、三維模型】

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The three-dimensional modeling of the device is carried out by means of SolidWorks three-dimensional software. The overall layout of the separation device, transmission device and power plant is determined, and the plastic parts of the impeller blade are analyzed and the forming parts are analyzed. Design, the development of mold structure, with CAD software to draw the mold of the two-dimensional map, clearly demonstrated the structure of the overall device and the blade blade mold structure.Key words: solid-liquid separation; injection mold; three-dimensional design目錄摘 要IABSTRACTII1.緒論11.1應(yīng)用價值11.2發(fā)展趨勢21.3本設(shè)計研究的內(nèi)容、方法及成果32.下水道固液分離方案設(shè)計52.1總體方案設(shè)計52.2 固液分離裝置方案設(shè)計52.3 下水道固液分離裝置機械機構(gòu)模型53.固液分離裝置的設(shè)計73.1固液分離裝置的種類73.2濾帶式固液分離裝置83.2.1葉輪葉片的設(shè)計83.2.2皮帶組的設(shè)計93.2.3軸的校核113.3總體裝置的裝配144.葉輪葉片模具設(shè)計164.1塑料基本理論及塑件的工藝分析164.1.1塑料成型方法164.1.2塑件的工藝分析164.2成型零件設(shè)計174.2.1成型零件的尺寸確定184.2.2凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計及強度計算194.3擬定模具結(jié)構(gòu)204.3.1確定型腔數(shù)量及排列方式204.3.4標準模架的選定225.環(huán)保分析246總結(jié)25參 考 文 獻26附錄：27421.緒論1.1應(yīng)用價值水對我們有著重要的意義 ,它既是生命的源泉，也是人類生活和發(fā)展的必不能少的最重要的物質(zhì)資源之一。人的生命永遠也離不開水,水是人生命組成最主要的元素。在現(xiàn)代工業(yè)中,沒有一個工業(yè)部門是不用水的。也沒有一項工業(yè)不和水直接或間接發(fā)生關(guān)系。更多的工業(yè)是利用水來冷卻設(shè)備或產(chǎn)品,例如鋼鐵廠等。水還常常用來作為洗滌劑,如漂洗原料或產(chǎn)品,清洗設(shè)備或地面,每個工廠都要利用水的各種作用來維護正常生產(chǎn),幾乎每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有水的參與。在生活中,家里的洗菜池有污物過濾網(wǎng),但是需要人為定期清理污物,經(jīng)常會忘記清理導致污物流入下水道,即使是及時清理,也難免有一些污物流走,雖然每次進入下水道的污物比較少,但是時間長了,次數(shù)多了就會導致下水道堵塞。而校園等公共場所的下水道堵塞時間更是時有發(fā)生,主要應(yīng)為是公共財產(chǎn),所以大家都不以為然,從而引起了資源的浪費和環(huán)境的污染。固液分離是一種重要的單元操作,從液相中除去固體一般采用篩或沉淀方法,水處理中有微濾、澄清和深床過濾等方法?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)固液分離技術(shù)主要集中在壓濾、過濾、重力沉降等方面,它廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生、造紙、環(huán)境保護、食品、發(fā)酵等各大行業(yè)。在許多生產(chǎn)過程中,過濾分離機構(gòu)是重要設(shè)施之一,其技術(shù)水平的程度,品質(zhì)的優(yōu)劣直接影響到許多過程完成工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的可能性、工藝過程的先進性和可靠性、制品質(zhì)量和能耗、環(huán)境維護等經(jīng)濟和社會效益。全球水資源急劇短缺,生存環(huán)境日益惡化,人們因此對固液分離裝置也提出了更高的要求,世界各國的許多研究者在這方面的也有很多深入的研究。 本論文所研究“機械式下水道固液分離裝置”結(jié)構(gòu)中，對固液分離分離裝置進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，使用SolidWorks繪制固液分離裝置的三維圖，使用人員可以可視化的環(huán)境中確定結(jié)構(gòu)的參數(shù)，并直接生成裝置零件的實體、裝配體、以及工程圖。確定結(jié)構(gòu)設(shè)計對結(jié)構(gòu)中的葉輪進行模具設(shè)計，模具圖紙的尺寸標注宜采用坐標尺寸標注，可使圖紙尺寸齊全、正確、清晰，尺寸線分布合理，而且有利于模具的生產(chǎn)加工。綜上所述，本次畢業(yè)設(shè)計的研究工作，用于解決現(xiàn)代生活中下水道因為雜物堵塞所造成的困擾有較高的利用價值。模具設(shè)計可以在日趨激烈的商品經(jīng)濟條件下，低沉本、高效率、短周期的競爭中的推廣實施使用和制造有較高的理論意義和應(yīng)用推光價值。 1.2發(fā)展趨勢近十幾年來, 隨著物料固液分離技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的擴大, “ 固液分離” , 尤其是 “過濾” 已幾乎存在于各個工業(yè)領(lǐng)域和環(huán)保過程。很多要求固液分離的漿體中的固形物顆粒粒度都很細。且有越來越細之勢, 而且總的發(fā)展趨勢是要求濾液的高澄清度和濾渣的低含濕量, 以減少干燥和進一步處理的工作量、 降低固液分離成本。這就使得固液分離技術(shù)面臨前所未有的挑戰(zhàn), 同時也就促使整個固液分離技術(shù)和設(shè)備圍繞這些挑戰(zhàn)而迅速發(fā)展。當前除常用的固液分離設(shè)備與技術(shù)如真空過濾機和壓濾機, 過濾和沉降離心機, 普通沉降濃密機 (強化和高效濃度機), 普通澄清機, 有預涂層的過濾機、 壓濾機和深層床過濾機, 上向式分離的氣浮機, 篩分、 水力旋流器、 磁分離、 泡沫浮選以及凝聚和絮凝、 助濾劑、 洗滌、 過濾介質(zhì)及其選擇等以外, 面對微細料漿的微濾和膜濾, 則是近十年來重要的研究和發(fā)展方向。目前國內(nèi)外的發(fā)展趨勢主要有4種：(1)在不太增加能耗的前提下發(fā)展和改進各種壓濾機為降低濾渣的濕含量和降低脫水總成本, 促進各式壓濾機的發(fā)展, 同時基于對濾餅尤其是可壓縮濾餅性質(zhì)的深入研究, 更加重視和發(fā)展濾餅的壓榨或壓縮技術(shù)。 間斷式板框壓濾機仍在材料、 板框結(jié)構(gòu)、 進出口布置、 過濾介質(zhì)、提高和合理采用過濾壓力以及過濾機理等多方面進行研究和改進。(2)為提高濾渣固含量和濾液澄清度, 沉降離心機還有許多潛力沉降離心機和過濾離心機是固液分離的重要設(shè)備, 用途異常廣泛, 發(fā)展快、 品種多, 國內(nèi)外的廠家都相當多。除轉(zhuǎn)鼓和螺旋結(jié)構(gòu)外, 離心機在機械傳動、 檢測、 指示、自動控制以及密封等方面。(3)復合技術(shù)正在實踐中發(fā)展復合技術(shù)在過濾脫水中的應(yīng)用已經(jīng)越來越普遍,下面就舉幾個例子：美國生產(chǎn)的 J-VAP 壓濾機, 將蒸發(fā)、 真空技術(shù)結(jié)合在板框壓濾機上, 使濾餅水分幾乎達到干燥的水平, 可在55% 99%固含量范圍內(nèi)選擇。 其過濾室很窄, 所以初步過濾階段的時間很短, 只是排除自由水, 接著就用65 80的熱水壓縮濾室, 并引入真空, 以使殘存的水分能蒸發(fā)。Larox、 Scheibler 兩個過濾公司共同開發(fā)的過濾機很有特色, 利用了微米和亞微米顆粒能附著在過濾介質(zhì)的纖維上的吸附現(xiàn)象, 盡管這些顆粒的粒度足以通過介質(zhì)的孔隙,但這樣的料漿通過這種壓濾機后其濾液極清, 固體顆粒濃度僅百萬分之幾, 而且完全不需要助濾劑。 過濾機用耐腐蝕、 耐高溫的材料制作, 過濾面積可達 720m2 。 在實踐上可作為濃密機溢流中固體物的再回收。Hydroflow 公司在離心過濾機中采用濾芯可以提高過濾去除微細顆粒的能力;美國的 Heinkel 公司推出的加壓過濾離心機的離心力可達 2000g, 通過后續(xù)的壓榨和吹氣脫水,濾餅水分可降低至 0.008%, 而且設(shè)備尺寸小、 工作周期短、 能耗低。(4)膜濾技術(shù)蓬勃發(fā)展由于需要脫水的物料的固形物顆粒越來越小, 納米級料漿的脫水成為突出的課題 , 過濾正在蓬勃發(fā)展, 包括濾膜和設(shè)備。1.3本設(shè)計研究的內(nèi)容、方法及成果由于本裝置屬于創(chuàng)新型產(chǎn)品，考慮到如何投放日常生活中的各個角落，如何發(fā)揮本產(chǎn)品的優(yōu)勢，加強在生產(chǎn)生活的優(yōu)勢。本次設(shè)計對下水道固液分離裝置設(shè)計研究，重點解決下述幾個方面的問題：1)分離裝置和葉輪葉片的性能研究機械設(shè)計角度及動力學特征分析。對葉輪-分離裝置進行力學分析，研究選用合適的分離裝置及葉輪。2)整機結(jié)構(gòu)設(shè)計分離裝置設(shè)計綜合考慮總體布局，經(jīng)濟學，可靠性等因素，分離裝置采用濾帶式固液分離裝置。濾帶式固液分離裝置能夠完美適應(yīng)下水道工作，不占太大體積，不需要較多力去傳動。十分適合我的選題。傳動裝置設(shè)計綜合考慮總體布局，經(jīng)濟性，可靠性和傳動力矩的大小等因素，傳動裝置采用帶傳動，二級加速。動力裝置設(shè)計在本裝置中沒有外在能源供給，又因為本裝置的位置特殊性，可采用水能裝置。在下水道中可以將水能充分利用。3)葉輪葉片設(shè)計及模具設(shè)計 塑料成型工藝（原材料，結(jié)構(gòu)和尺寸）分析； 計算塑料的體積和重量包括注塑機型號； 塑料注塑工藝的參數(shù)確定； 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，選擇分型面，確定型腔數(shù)量和排列方式，澆注系統(tǒng)的設(shè)計成型零件結(jié)構(gòu)尺寸等； 模具設(shè)計的有關(guān)計算包含注塑機有關(guān)參數(shù)的校核等。 為解決上述問題，實現(xiàn)項目研究的目標，本文采取下述研究方法對項目所涉及的多個方面內(nèi)容展開項目研究：1)固液分離裝置分離裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制分離裝置二維裝配圖，分離裝置三維設(shè)計及分離裝置零件設(shè)計和零件圖繪制。2)葉輪葉片模具設(shè)計模具設(shè)計，并繪制模具零件圖，模具三維設(shè)計及零件設(shè)計和零件圖繪制。按照裝置設(shè)計的程序與方法，本文從對固液分離的性能分析開始，相繼對裝置結(jié)構(gòu)形式、分離裝置設(shè)計、葉輪模具設(shè)計等問題進行了較詳盡的研究分析，并取得了如下研究成果： (1)完成固液分離裝置三維裝配圖一張；(2)完成裝置工程圖一套、模具工程圖一套、說明書一份。此次設(shè)計工作的目的運用SolidWorks軟件對產(chǎn)品進行實體造型，掌握較專業(yè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計全過程，參數(shù)式的設(shè)計理論，為今后的設(shè)計工作累計經(jīng)驗。本次設(shè)計研究的主要內(nèi)容為：全面描述下水道固液分離裝置設(shè)計及葉輪葉片模具設(shè)計的全過程。從裝置的結(jié)構(gòu)分離裝置設(shè)計、傳動裝置設(shè)計、動力裝置設(shè)計、模具的塑件工藝分析、成型零件設(shè)計、擬定模具結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)地論述了下水道固液分離裝置的設(shè)計過程。2.下水道固液分離方案設(shè)計2.1總體方案設(shè)計目前，基本沒有針對下水道分離垃圾的機械裝置應(yīng)用到實際生活中。裝置具有操作方便簡單等特點。裝置生產(chǎn)后主要是用于下水道垃圾較多的場所比如學校宿舍、居民屋等地方，通過裝置的作用實現(xiàn)下水道固液分離。從而便于下水道廢物的分離減輕員工工作負擔。本設(shè)計主要設(shè)計流程如下所示：（1）固液分離裝置：固液分離裝置顧名思義，是將固體和液體分離的裝置。有多重結(jié)構(gòu)如：濾帶式固液分離裝置，滾筒式固液分離裝置等，最簡單的當然是自然沉淀法。綜合考慮上述方法：本設(shè)計擬采用濾帶式固液分離方式來實現(xiàn)固液分離。（2）動力裝置：從下水道廢棄物中分離出水以后，可以利用水降落時產(chǎn)生的動能為整個裝置提供動力。水力裝置有多種多樣，有葉輪、筒車燈裝置。本文直接采用葉輪為動力裝置。這方法有效的利用了能源，為節(jié)能減排做出有效的方案。（3）傳動裝置：將葉輪中的動能傳遞到固液分離裝置可以使用帶輪傳動，加大傳動比，可以更有效的利用所獲得動能。本章的工作內(nèi)容主要包括對上述過程中的固液分離裝置、動力裝置模塊以及傳動裝置進行設(shè)計研究。2.2 固液分離裝置方案設(shè)計由于本裝置是創(chuàng)新型產(chǎn)品，考慮到如何投放日常生活中的各個角落，如何發(fā)揮本產(chǎn)品的優(yōu)勢，加強在生產(chǎn)生活中的優(yōu)勢而且安裝在下水道下方，體積不宜過大，基本原理是通過裝置中濾帶過濾固體引流液體使下水道廢棄物在運送過程中達到固液分離的作用。通過帶輪降速，達到提高牽引力的作用。最下方安裝葉輪葉片通過水的自由落體達到提供重力的效果。2.3 下水道固液分離裝置機械機構(gòu)模型由于本裝置安裝在下水道中，應(yīng)該小巧又實用，沒有持續(xù)的能量補充，只能使用水自由落體是產(chǎn)生的重力勢能，故確定分離裝置和動力裝置。本設(shè)計利用SolidWorks軟件完成對下水道固液分離裝置的零部件繪制以及裝置總體的裝配，裝置的總體裝配示意圖如圖2-1所示：圖2-1分離裝置總體裝配圖3.固液分離裝置的設(shè)計3.1固液分離裝置的種類固液分離裝置有多種多樣，能應(yīng)用在本裝置上的有如下兩種：（1）濾帶式固液裝置如圖（3-1）所示：它是借助于濾帶過濾廢棄物，濾帶不斷運動帶走廢棄物，從而達到過濾的作用。圖3-1濾帶式固液分離裝置（2）滾筒式固液分離裝置如圖（3-2）所示：它的主要借助于離心機告高速旋轉(zhuǎn)將固體和液體分離，從而達到過濾的作用。結(jié)構(gòu)簡單、操作反面，但是必須要使用離才能操作，缺點是能耗高、噪音高。圖3-2滾筒式固液分離裝置經(jīng)過上述幾種類型的固液分離裝置比較，綜合考慮，本裝置中要求的固液分離裝置具有能在狹小的空間工作，所需的動力小，操作簡單易學特點。綜上比較本研究中采用濾帶式固液分離裝置。3.2濾帶式固液分離裝置3.2.1葉輪葉片的設(shè)計水在裝置中有著至關(guān)重要的作用，決定著該裝置能否運行，運行時的處理量等結(jié)果。為了保證水流的重力作用，本次設(shè)計采用勺形扇葉，可以更好的利用少量的水流量獲得更大的動能使能使機構(gòu)運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)化效率高，并使用六片葉輪，一直在進行通過對一般水龍頭的調(diào)查，結(jié)合實際情況的要求確定水龍頭的流量為0.5/s,水龍頭直徑一般為2厘米。可根據(jù)公式求得流速：Q=r2vQ=1.5710-4m3/s葉輪葉片應(yīng)該結(jié)合實際情況確定，結(jié)合實際情況暫定本次葉輪葉片半徑為25cm受沖擊面面積為：S=r2=0.196m2那么葉輪功率就為：P葉輪=mgh/t=1.5710-41039.80.5=0.7693W葉輪轉(zhuǎn)速根據(jù)實驗得出20r/s，擬采用16:1的傳動比降速。結(jié)合實際情況工作時上面的雜物重量一般為50g，傳送帶摩擦系數(shù)=0.25， P傳=Fv=0.250.059.80.6250.04=0.009625W P葉輪P傳故裝置可行勺形葉扇設(shè)計扇葉尺寸和下水管道內(nèi)徑相同，收集更多水以帶動裝置運轉(zhuǎn)如圖3-4裝置中的葉輪圖3-4裝置中的葉輪3.2.2皮帶組的設(shè)計皮帶組在本裝置中起著傳送力的作用，所以采用兩組“小帶大”的傳動方式，可以獲得較大的力矩，根據(jù)小帶輪轉(zhuǎn)速本設(shè)計采用單根Y型V帶傳動。葉輪的轉(zhuǎn)速為20r/s第一組帶輪：由于本產(chǎn)品功率小，載荷變動小使用時間不長所以KA=1 Pca=KAP=0.7693W選用Y型V帶查機械設(shè)計表8-9得選用d1=20mm帶輪帶速： v=2r=0.628m/s傳動比為4:1，故大帶輪d2=id1=80mm應(yīng)該適當選用中心距，中心距大可以增加帶的壽命，但會降低裝置的穩(wěn)定性。故中心距應(yīng)該在下式范圍內(nèi)：0.7（d1+d2）a02（d1+d2）50mma0200mm故選用a0=96mm計算帶長： Ld1=2a0+d1+d22+d2-d124a0=358mm驗算包角： 1=180-d2-d157.3a=144120確定帶的初拉力：F0=500（2.5-K）PcaKzv+qv2=1.078N軸向壓力：Fp=2zF0sin2=2.05N第二組：選用Y型V帶查機械設(shè)計表8-9得選用d3=20mm帶輪帶速： v=2r=0.1570m/s傳動比為4:1，故大帶輪d4=id3=80mm應(yīng)該適當選用中心距，中心距大可以增加帶的壽命，但會降低裝置的穩(wěn)定性。故中心距應(yīng)該在下式范圍內(nèi)：0.7（d3+d4）a02（d3+d4）50mma0200mm故選用a0=200mm計算帶長： Ld2=2a0+d3+d42+d4-d324a0=561mm驗算包角： 2=180-d4-d357.3a=173120第三組由于要用于傳送垃圾，設(shè)計成兩個等直徑的平帶帶輪。中心距為a0=100mm，兩帶輪直徑相等d5=d6=40mm，傳送帶寬為98mm如圖3-5皮帶組示意圖（圖中大輪與小輪的半徑比越4/1）：圖3-5皮帶組示意圖而如果本產(chǎn)品用于其他公共場合則可以適當減小傳動比，已獲得更快的轉(zhuǎn)速，處理更多污物。采用網(wǎng)狀傳送帶，多段設(shè)計（由于軟件問題圖中并未畫出，作品用竹排代替效果不錯），可以在實現(xiàn)傳送帶圓弧處運轉(zhuǎn);并帶有側(cè)翼，更好的實現(xiàn)污物的收集，并保證沒有“漏網(wǎng)之魚”，再加上一清掃刷（圖中未標示）便能很好清理網(wǎng)帶。（通過改善傳送帶面的斜度現(xiàn)設(shè)計為58，也能有效的提高傳送帶的傳送效率）如圖3-5皮帶組示意圖。3.2.3軸的校核已知參數(shù)： P1=0.7693W，n1=10r/s，F(xiàn)t=1.26N，F(xiàn)r=2.05N。求最小安全直徑d1min=A03P1/n1=11230.769310-3/10=4.76mm故選用5mm的軸軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸上零件位置，主動軸與從動軸均設(shè)計為過盈配合。P3=P1=0.7463W主動軸如圖3-6主動輪位置：圖3-6第一軸動輪位置受力簡圖如圖3-7受力分析所示：圖3-7第一軸的受力分析c為危險截面，將c的值列于下表3-1危險截面處的主要數(shù)值表3-1危險截面出的主要計算數(shù)值載荷水平面H垂直面V支撐反力F彎矩M總彎矩扭矩T按彎矩合成校核該軸的強度：=1.51MPa查表得45號鋼的=60MPa，故安全由于200500i/10（1+i）：=i/10（1+i） = 3.67/10（1+3.67）=0.096凹模壁厚的計算公式：式中：t凹模壁厚（mm）；p凹模壓力，一般取2545Mpa；L凹模側(cè)壁的長邊長度（mm）；E彈性模量，鋼為2.110Mpa；c為常數(shù)，由公式c=3（L /）/248+（L/H）確定；H受壓力部分的側(cè)壁高度（mm）；允許變形量（mm）； 將數(shù)值代入解得：t=28.4034.55mm實際設(shè)計最小厚度為：300-193.35=106.65t結(jié)論：剛度完全滿足使用條件。4.3擬定模具結(jié)構(gòu)4.3.1確定型腔數(shù)量及排列方式從模具制造經(jīng)驗來講,一模單腔的結(jié)構(gòu)主要用于精度要求高的塑件;一模多腔可用于精度和外形要求不高塑件,又是生產(chǎn)批量高,可以讓生產(chǎn)效率有效的提高。所以型腔的數(shù)量可以依據(jù)具體情況而定。型腔的數(shù)量是由塑件尺寸及生產(chǎn)量決定,考慮到本產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)比較簡單, 尺寸偏小,因此我設(shè)計的葉輪葉片模具為一模四腔。如圖4-3所示：圖4-3型腔結(jié)構(gòu)示意圖4.3.2模具結(jié)構(gòu)形式的確定因為塑件外形、尺寸精度和裝配精度需求低,因此我設(shè)計的模具計劃使用側(cè)澆口。考慮到本塑件結(jié)構(gòu)比較簡單,以及一模多腔的結(jié)構(gòu),需要采用二次頂出機構(gòu),以完成自動切斷,實現(xiàn)自動化高效率生產(chǎn)。在此采用先推出塑件后推出澆口中凝料的結(jié)構(gòu)形式。4.3.3分型面位置的確定如何確定分型面,許多因素并不能簡單的思考。分型面需要從以下幾點分析:塑件在模具中所在的方位、表面復雜度的要求及推出方案、模具澆口形式設(shè)計及生產(chǎn)時的問題等原因的影響。與上述分析相結(jié)合,選擇一個更合適的方案,從所有方案時,選擇一個合適的分型面。所以在采用分型面方案時一般有以下幾項注意事項:(1)方便塑件在脫模時并簡化模具整體構(gòu)造:為了便于推出機構(gòu)推出模具的行動,一般選擇的分型面必須在完成制造后留在動模一邊。(2)應(yīng)放在塑件外形最大的地方:面積越大越利于塑從型腔中脫落。滿足塑件的外觀需求:如果在塑件上留下溢料痕跡或拼合縫的痕跡,就不能使用。挑選的分型面不能對產(chǎn)品外觀有影響。如圖4-4所示圖4-4葉輪葉片分型面示意圖4.3.4標準模架的選定模具結(jié)構(gòu)采用一摸一腔二版式結(jié)構(gòu)，根據(jù)塑料制品結(jié)構(gòu)、尺寸，選擇長寬高為600600410mm的模架，具體尺寸見裝配圖SXG2009-06。模架型號：5060-C-I-120-120-120，如圖4-3所示，具體尺寸見裝配圖SXG2009-06：圖4-5葉輪葉片裝配圖1.定模底板，2定模板，3.型芯，4動模板，5頂板，6.固定套5.環(huán)保分析目前，人們對環(huán)境保護越來越重視，各國都在制定十分嚴格的環(huán)境保護法和制造標準。環(huán)境保護的重要性已經(jīng)對企業(yè)的影響力有了重要的作用。固液分離裝置在工作過程中，沒有任何的資源浪費。通過水流的重力勢能帶動整個裝置，屬于再生能源，使本裝置自動運動，無需任何其他能源，對環(huán)境的影響降到了最低。環(huán)保型工程首先采用能再生利用的材料和資源，在各系統(tǒng)及部件設(shè)計中所選用的材料主；應(yīng)是可回收，易分解，能再生，且在加工過程中對環(huán)境無害的材料，特別是結(jié)構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)盡可能采用比較容易裝配和分解的大模塊化結(jié)構(gòu)和無毒材料，提高工程機械材料的再生率。盡量采用低環(huán)保負荷材料，在零部件設(shè)計中應(yīng)盡可能不使用含氟里昂，含氯橡膠，樹酯及石棉等有害材料。本裝置工作幾乎不產(chǎn)生噪音，但長久使用后難免一些部件松動產(chǎn)生噪音，只要對設(shè)備進行適當?shù)恼{(diào)試后即可消除。6總結(jié)本文主要圍繞下水道固液分離裝置的關(guān)鍵技術(shù)開了系統(tǒng)性的研究，其中主要對下水道固液分離裝置中的固液分離裝置及葉輪葉片模具進行了設(shè)計。對環(huán)境保護能源利用做出了貢獻。固液分離裝置主要包括對固液分離裝置結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計；對動力裝置進行了設(shè)計。葉輪葉片模具主要包括成型零件設(shè)計；模具結(jié)構(gòu)設(shè)計；注塑設(shè)備設(shè)計。其中本文的主要結(jié)論如下：（1） 對不同的固液分離裝置進行分析，計算了帶輪大小，使用兩對20mm、80mm的帶輪進行傳動。設(shè)計了軸，在下水道固液分離裝置中采用了濾帶式固液分離裝置，。并用CAD繪制了二維工程圖并對本裝置進行三維實體造型。（2） 對葉輪葉片進行分析，設(shè)計了葉輪葉片的注塑模具的定模板和動模板。并繪制了模具的二維工程圖。參 考 文 獻1姚公弼.固液分離的應(yīng)用和發(fā)展概況J.過濾與分離，1994(02):1-6.2張亭水.水力旋流器固液分離效率優(yōu)化控制仿真J.計算機仿真,2016(08):210-213.3解雷雷.濾帶式固液分離裝置設(shè)計J.科技信息,2010(35):55-56.4張平亮.固液分離技術(shù)及其新型固液分離設(shè)備J.醫(yī)藥工程設(shè)計,1998(05):1-6.5艾光富.滾筒式固液分離裝置的設(shè)計J.科教前沿,2010(35):67-68.6申江濤. KP-250螺旋擠壓式固液分離機的設(shè)計及試驗J.農(nóng)機化研究, 2014(08):210-213.7王文立.基于旋流原理的固液分離設(shè)備及性能研究J.農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2015(03):516-520.8梁宏橋.可調(diào)式浮沉切換固液分離工藝及試驗研究J.廣東科技,2012(09):155-156.9張慧.螺旋式固液分離設(shè)備的分類及應(yīng)用J.大連大學學報,2004(04):41-46.10 袁惠新.不同入口形式的固液分離旋流器壁面磨損研究J.化工進展 ,2015(10);3583-3588.11費國輝.固液分離工藝改進研究J.遼寧化工,2016(02):152-153.12徐新陽.固液分離設(shè)備技術(shù)發(fā)展趨勢J.化工設(shè)備與防腐蝕,2002(04):244-24613濮良貴.機械設(shè)計M.北京；高等教育出版社,2013.14蘇偉.模具概論M.北京；人民郵電出版社，2010.15 M. Hjorth, K. V. Christensen, M. L. Christensen, S. G. Sommer. Solidliquid separation of animal slurry in theory and practice. A reviewAgronomy for Sustainable Development, 2010, Vol.30 (1):153-18016Lubin Wei, Mingyang Sun. Numerical studies of the influence of particles size distribution characteristics on the gravity separation performance of Liquid-solid Fluidized Bed Separator. International Journal of Mineral Processing, 2016, Vol.15717 S. Khare, M. DellAmico. An overview of solidliquid separation of residues from coal liquefaction processes. Can. J. Chem. Eng., 2012, Vol.91 (2)0203. 附錄：外文翻譯關(guān)于塑料注塑模具成型的綜合仿真系統(tǒng)的開發(fā)程學文，李德群，周華民（國家重點實驗室塑性成形模擬及模具技術(shù)，華中理工大學，武漢430074 ，中國）摘要：注塑成型的數(shù)值模擬研究已成功地預測出聚合物熔體在極其復雜的幾何形狀下的行為。當前的大部分數(shù)值解決方案都是以有限元，有限差分，邊界元，數(shù)量控制的方法及表面模型為基礎(chǔ)的。本文詳細論述了用于注塑成型的綜合CAE系統(tǒng)的開發(fā)，介紹了用于注塑磨具中灌裝，包裝， 冷卻，應(yīng)力和翹曲等數(shù)值模擬的數(shù)學公式。最后本文介紹了名為HsCAE3D的先進系統(tǒng)。關(guān)鍵詞：注射成型；數(shù)值模擬；CAD / CAE / CAM系統(tǒng)；面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計1引言為了改善塑料零件和模具在注塑成型中的設(shè)計及控制過程，設(shè)計工作者對CAD / CAE / CAM系統(tǒng)的依賴性已經(jīng)越來越強。在商業(yè)上可用于注塑成型過程的計算機仿真包現(xiàn)在成為設(shè)計師和過程工程師的常用工具 1 。采用CAD / CAM技術(shù)等傳統(tǒng)設(shè)計過程可以用圖 1（a）說明 。 采用CAD工具設(shè)計； 采用CAM工具進行數(shù)控過程； 循環(huán)檢查結(jié)果，修改計劃直至足夠滿意為止。這樣也會帶來很多不利因素：設(shè)計師不能預測方案可能發(fā)生的沖突，就是說只有沖突發(fā)生時才會發(fā)現(xiàn)其中存在的問題。無論是對于生產(chǎn)組件的制造商還是安裝設(shè)備組件的制造商，塑料部件的質(zhì)量問題都是常見的 2 。另一方面，注塑模具CAE系統(tǒng)為設(shè)計師提供有關(guān)流動性的設(shè)計，制造過程的成本，產(chǎn)品質(zhì)量等分析結(jié)果。這是為了確保設(shè)計的塑料零件和模具在注塑成型過程中能夠被制造 3 。采用CAD / CAE / CAM的先進處理可以用例圖1（b）說明。預防缺陷的基本原則已經(jīng)被忽視。質(zhì)量的建立應(yīng)該是基于產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計和成型過程參數(shù)化設(shè)計。現(xiàn)代CAE模擬軟件為分析塑料注塑成型提供五種軟件模塊： 充填分析； 包裝分析； 冷卻分析； 應(yīng)力分析； 翹曲分析 3 。本文討論注塑成型灌裝，包裝， 冷卻，應(yīng)力和翹曲的簡單數(shù)學公式數(shù)值模擬。重點強調(diào)注塑模具CAE系統(tǒng)的開發(fā)。最后也介紹了現(xiàn)有的商業(yè)計算機仿真軟件包HsCAE3D。圖1 模具的設(shè)計和過程與CAD/CAE/CAM的工具2系統(tǒng)設(shè)計2.1模塊化 組織大型系統(tǒng)模塊的選擇會影響可理解性、分工性、可修改性 、可積分性和可測性。其中，可理解性是影響軟件項目能否成功開發(fā)的最重要因素之一。因此，模塊化對大部分軟件概念的連貫性起重要作用。通過機器輔助重組改善連貫性是一個恰當?shù)难芯糠较?。綜合注塑模具CAE系統(tǒng)包括三個基本單元：前期處理， 數(shù)值模擬和后期處理。 前期處理模塊包括四個結(jié)構(gòu)：網(wǎng)格生成；供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計；冷卻電路設(shè)計；處理參數(shù)設(shè)計。數(shù)值模擬模塊包括六個過程 ：快速填充分析；詳細填寫分析；包裝分析；冷卻分析；應(yīng)力分析；翹曲分析。后期處理模塊提供三個流程：顯示流動前沿，焊接線空調(diào)陷阱，溫度，壓力，剪切場，速度，收縮率，密度，應(yīng)力和翹曲變形；專業(yè)知識；報告和發(fā)電機。這個模塊化可以用圖2說明。圖2 模塊化的注塑模CAE系統(tǒng)2.2面向?qū)ο蠓治鲎⑺艹尚虲AE系統(tǒng)是一個復雜的產(chǎn)品。在幾十年里它已經(jīng)得到了不斷的升級和支持。要想改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，先進的分析、設(shè)計技術(shù)和方法十分必要。在軟件工程領(lǐng)域，面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計（OOAD）已被證明是建模、分析和設(shè)計系統(tǒng)方面的一個強大的技術(shù)。用這種方法，支持再利用軟件模塊和和縮短軟件系統(tǒng)的開發(fā)周期都是非常顯著的特點 4 。發(fā)揮面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計的優(yōu)勢對于開發(fā)注塑模CAE系統(tǒng)是一個很好的辦法。對象模型如例圖3所示。（專題1 ， 2 ，3 ，第4和第5 ，在該模型里分別為前處理，管理分析，專家系統(tǒng)，后處理和數(shù)據(jù)接入管理）。圖3對象模型的注塑模CAE系統(tǒng)2.3關(guān)鍵技術(shù)要開發(fā)注入CAE 系統(tǒng)應(yīng)恰當采用以下關(guān)鍵技術(shù)：（1）網(wǎng)格生成：系統(tǒng)必須提供CAE技術(shù)模型分析業(yè)務(wù)，即在CAE系統(tǒng)創(chuàng)建或?qū)隒AD模型，必須在分析前先模型網(wǎng)格化。Delauny三角是CAD模型網(wǎng)絡(luò)化的最好方法 5 。（2）圖形平臺：近年來，OpenGL是最流行的三維立體圖形平臺。作為一個在圖形硬件方面的軟件界面，OpenGL能把多維物體呈現(xiàn)成為一個framebuffer 。微軟執(zhí)行的Windows作業(yè)系統(tǒng)OpenGL是業(yè)界標準的圖形軟件，程序員用它仍然可以創(chuàng)造高品質(zhì)的和三維立體的彩色動畫圖像。該顯示屏可以簡單便捷地在CAE系統(tǒng)中操縱使用OpenGL。（3）數(shù)據(jù)存?。哼@是使用數(shù)據(jù)庫技術(shù)易于管理的數(shù)據(jù)支持（如塑料材料的數(shù)據(jù)，成型機器的數(shù)據(jù)和模具材料的數(shù)據(jù)）。另外，用檔案系統(tǒng)儲存項目數(shù)據(jù)很方便，因為項目數(shù)據(jù)的數(shù)量很大而很少被訪問。（4）專家系統(tǒng)：專家系統(tǒng)是其中一個主要模塊，用于改善技術(shù)參數(shù)設(shè)置，結(jié)果分析和專門知識。（5）數(shù)值模擬：數(shù)值仿真是CAE技術(shù)制度的主要模塊。大部分的電流數(shù)值解是基于有限元法、有限差分法和邊界元素法及數(shù)量控制法。也就是說有限元法、有限差分法和邊界元素法及數(shù)量控制法是用于灌裝和包裝的，邊界元法用于冷卻，有限差分法用于加壓，有限元法用于翹曲。下一節(jié)介紹用于數(shù)值模擬的數(shù)學公式。3數(shù)學公式3.1填補方程填補方程可被寫入為1 ，6 10其中b是厚度腔的半徑，x和y是表面腔的平面坐標系同時z 是gapwise的坐標，而軸u 、v和 、是速度和平均流速在x和y方向組成的部分，并且P，T，Cp，k分別所代表的壓力，溫度，粘度，密度，具體的熱和熱導率的聚合物熔體。此外，在邊界條件gapwise方向可以被定義為1 ，6 0 訪問。是恒定的常溫。3.2包裝方程包裝方程是除連續(xù)性方程和填補方程相同的，但能和連續(xù)性方程可被寫入為4 8我們可以推斷出以下的主要壓力方程從（2） （3）及（7） 1 ，6 10但是 ，分別代表密度固體和熔體聚合物，同時z是位于熔體和固體聚合物之間的物質(zhì)。3.3冷卻方程冷卻方程可被寫入為11 ，12其中T是模具的溫度，x ，y ，z是模具三個坐標的某一點，t指的是時間，K ， ，c分別代表熱電導率，密度和熱容量模具。初始條件和對流邊界條件可以被界定為11 ， 12其中是初始溫度， h表示熱傳熱系數(shù)，Tc是冷卻液溫度3.4應(yīng)力分析方程應(yīng)力分析方程可被寫入為13 ，14其中 ，分別是應(yīng)力和應(yīng)變，、是材料的時間，z是三重坐標（x ， y ， z ），是依賴熱膨脹系數(shù)的溫度，T是溫度，R是一個輔助的彈性模量，可寫成13 ，14其中k是體積彈性模量，是剪切放寬彈性模量。3.5翹曲變形方程翹曲變形分析方程可被寫入為13 ，14其中F是等效負載的所有節(jié)點， d 元素的位移， k e是元素剛度矩陣，可被寫為其中V是量的部分，b是元素衍生算子矩陣，d是彈性矩陣。4 HsCAE3D根據(jù)以往的數(shù)學理論和系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，在過去幾十年作者已成功開發(fā)現(xiàn)有的商業(yè)計算機仿真軟件包HsCAE3D （顯示在圖4 ）。注釋：b 厚度x，y， z 坐標 u，v， w 速度, 平均流速圖4 HsCAE3D接口p 壓力T 溫度 粘度 密度Cp 具體熱k 熱導率 壁溫, 密度固體和熔融聚合物z 此時的立場之間的熔體和t 時間 初始溫度h 傳熱系數(shù) 冷卻液溫度c 熱容量n 正常向量 應(yīng)力 應(yīng)變, 材料的時間 溫度依賴系數(shù)熱膨脹r 輔助模 中剪切松弛模量F 等效負載d 位移k 剛度矩陣v 貨量B 中衍生算子矩陣d 彈性矩陣本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告論 文 題 目：機械式下水道固液分離裝置設(shè)計學 院 ： 機 械 工 程 學 院專 業(yè) 、班 級： 畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告要求開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文（設(shè)計）的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù)1. 論文（設(shè)計）題目及研究領(lǐng)域；2. 論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值；3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容 1.重點解決的問題；2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路）；3. 本論文（設(shè)計）預期取得的成果。三、論文（設(shè)計）工作安排1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）；2. 論文（設(shè)計）進度計劃。四、文獻查閱及文獻綜述學生應(yīng)根據(jù)所在學院及指導教師的要求閱讀一定量的文獻資料，并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合，形成文獻綜述。必要時應(yīng)在調(diào)研、實驗或?qū)嵙暤幕A(chǔ)上遞交相關(guān)的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。五、其他要求1. 開題報告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計）工作開始后的前四周內(nèi)完成；2. 開題報告必須經(jīng)學院教學指導委員會審查通過；3. 開題報告不合格或沒有做開題報告的學生，須重做或補做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計）工作，否則不允許參加答辯；4. 開題報告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導教師；5. 開題報告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。Ｒ?、選題依據(jù)1. 論文（設(shè)計）題目機械式下水道固液分離裝置設(shè)計2. 研究領(lǐng)域本題涉及機械設(shè)計及模具設(shè)計領(lǐng)域3. 論文（設(shè)計）工作的理論意義和應(yīng)用價值水對我們的生命起著重要的作用 ,它是生命的源泉，是人類賴以生存和發(fā)展的不可缺少的最重要的物質(zhì)資源之一。人的生命一刻也離不開水，水是人生命需要最主要的物質(zhì)。在現(xiàn)代工業(yè)中，沒有一個工業(yè)部門是不用水的。也沒有一項工業(yè)不和水直接或間接發(fā)生關(guān)系。更多的工業(yè)是利用水來冷卻設(shè)備或產(chǎn)品，例如鋼鐵廠等。水還常常用來作為洗滌劑，如漂洗原料或產(chǎn)品，清洗設(shè)備或地面，每個工廠都要利用水的各種作用來維護正常生產(chǎn)，幾乎每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有水的參與。在生活中，家里的洗菜池有污物過濾網(wǎng)，但是需要人為定期清理污物，經(jīng)常會忘記清理導致污物流入下水道，即使是及時清理，也難免有一些污物流走，雖然每次進入下水道的污物比較少，但是時間長了，次數(shù)多了就會導致下水道堵塞。而校園等公共場所的下水道堵塞時間更是時有發(fā)生，主要應(yīng)為是公共財產(chǎn)，所以大家都不以為然， 從而造成了資源的浪費和環(huán)境的污染。固液分離是一種重要的單元操作，從液相中除去固體一般采用篩或沉淀方法，水處理中有微濾、澄清和深床過濾等方法?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)固液分離技術(shù)主要集中在壓濾、過濾、重力沉降等方面，它廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生、造紙、環(huán)境保護、食品、發(fā)酵等各大行業(yè)。在許多生產(chǎn)過程中，過濾與分離機構(gòu)是關(guān)鍵設(shè)備之一，其技術(shù)水平的高低， 質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到許多過程實現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的可能性、工藝過程的先進性和可靠性、制品質(zhì)量和能耗、環(huán)境保護等經(jīng)濟和社會效益。全球水資源急劇短缺，生存環(huán)境日益惡化,人們因此對固液分離工藝也提出了更高的要求，世界各國的許多研究者在這方面的也有很多深入的研究。對機械式下水道固液分離裝置進行設(shè)計有著重要的意義，有助于減少下水道的堵塞、減少頻繁的人力清理、減少能源的損失、給出合理的裝置設(shè)計，對于節(jié)能減排保護環(huán)境有著重要的意義。4. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢近十幾年來, 隨著物料固液分離技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的擴大, “ 固液分離” , 尤其是“過濾” 已幾乎存在于各個工業(yè)領(lǐng)域和環(huán)保過程。很多要求固液分離的漿體中的固形物顆粒粒度都很細。且有越來越細之勢, 而且總的發(fā)展趨勢是要求濾液的高澄清度和濾渣的低含濕量, 以減少干燥和進一步處理的工作量、 降低固液分離成本。這就使得固液分離技術(shù)面臨前所未有的挑戰(zhàn), 同時也就促使整個固液分離技術(shù)和設(shè)備圍繞這些挑戰(zhàn)而迅速發(fā)展。當前除常用的固液分離設(shè)備與技術(shù)如真空過濾機和壓濾機, 過濾和沉降離心機, 普通沉降濃密機 (強化和高效濃度機), 普通澄清機, 有預涂層的過濾機、 壓濾機和深層床過濾機, 上向式分離的氣浮機, 篩分、 水力旋流器、 磁分離、 泡沫浮選以及凝聚和絮凝、 助濾劑、 洗滌、 過濾介質(zhì)及其選擇等以外, 面對微細料漿的微濾和膜濾, 則是近十年來重要的研究和發(fā)展方向。目前國內(nèi)外的發(fā)展趨勢主要有 4 種：(1) 在不太增加能耗的前提下發(fā)展和改進各種壓濾機為降低濾渣的濕含量和降低脫水總成本, 促進各式壓濾機的發(fā)展, 同時基于對濾餅尤其是可壓縮濾餅性質(zhì)的深入研究, 更加重視和發(fā)展濾餅的壓榨或壓縮技術(shù)。間斷式板框壓濾機仍在材料、 板框結(jié)構(gòu)、 進出口布置、 過濾介質(zhì)、提高和合理采用過濾壓力以及過濾機理等多方面進行研究和改進。(2) 為提高濾渣固含量和濾液澄清度, 沉降離心機還有許多潛力沉降離心機和過濾離心機是固液分離的重要設(shè)備, 用途異常廣泛, 發(fā)展快、 品種多, 國內(nèi)外的廠家都相當多。除轉(zhuǎn)鼓和螺旋結(jié)構(gòu)外, 離心機在機械傳動、檢測、指示、自動控制以及密封等方面。(3) 復合技術(shù)正在實踐中發(fā)展復合技術(shù)在過濾脫水中的應(yīng)用已經(jīng)越來越普遍,下面就舉幾個例子：美國生產(chǎn)的 J-VAP 壓濾機, 將蒸發(fā)、 真空技術(shù)結(jié)合在板框壓濾機上, 使濾餅水分幾乎達到干燥的水平, 可在 55% 99%固含量范圍內(nèi)選擇。其過濾室很窄, 所以初步過濾階段的時間很短, 只是排除自由水, 接著就用 65 80的熱水壓縮濾室, 并引入真空, 以使殘存的水分能蒸發(fā)。Larox、 Scheibler 兩個過濾公司共同開發(fā)的過濾機很有特色, 利用了微米和亞微米顆粒能附著在過濾介質(zhì)的纖維上的吸附現(xiàn)象, 盡管這些顆粒的粒度足以通過介質(zhì)的孔隙,但這樣的料漿通過這種壓濾機后其濾液極清, 固體顆粒濃度僅百萬分之幾, 而且完全不需要助濾劑。 過濾機用耐腐蝕、 耐高溫的材料制作, 過濾面積可達720m2 。 在實踐上可作為濃密機溢流中固體物的再回收。Hydroflow 公司在離心過濾機中采用濾芯可以提高過濾去除微細顆粒的能力;美國的 Heinkel 公司推出的加壓過濾離心機的離心力可達 2000g, 通過后續(xù)的壓榨和吹氣脫水,濾餅水分可降低至 0.008%, 而且設(shè)備尺寸小、 工作周期短、 能耗低。(4) 膜濾技術(shù)蓬勃發(fā)展由于需要脫水的物料的固形物顆粒越來越小, 納米級料漿的脫水成為突出的課題 , 過濾正在蓬勃發(fā)展, 包括濾膜和設(shè)備。二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容1. 重點解決的問題1) 分離裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計，繪制分離裝置二維裝配圖，分離裝置三維設(shè)計。2) 分離裝置零件設(shè)計和零件圖繪制。3) 葉輪葉片模具設(shè)計。2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計思路）1) 分離裝置和葉輪葉片的性能研究機械設(shè)計角度及動力學特征分析。對葉輪-分離裝置進行力學分析，研究選用合適的分離裝置及葉輪。2) 整機結(jié)構(gòu)設(shè)計分離裝置設(shè)計綜合考慮總體布局，經(jīng)濟學，可靠性等因素，分離裝置采用濾帶式固液分離裝置。濾帶式固液分離裝置能夠完美適應(yīng)下水道工作，不占太大體積，不需要較多力去傳動。十分適合我的選題。傳動裝置設(shè)計綜合考慮總體布局，經(jīng)濟性，可靠性和傳動力矩的大小等因素，傳動裝置采用帶傳動，二級加速。動力裝置設(shè)計在本裝置中沒有外在能源供給，又因為本裝置的位置特殊性，可采用水能裝置。在下水道中可以將水能充分利用。3) 葉輪葉片設(shè)計及模具設(shè)計 塑料成型工藝（原材料，結(jié)構(gòu)和尺寸）分析 計算塑料的體積和重量包括注塑機型號 塑料注塑工藝的參數(shù)確定 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計，選擇分型面，確定型腔數(shù)量和排列方式，澆注系統(tǒng)的設(shè)計成型零件結(jié)構(gòu)尺寸等 模具設(shè)計的有關(guān)計算包含注塑機有關(guān)參數(shù)的校核等3. 本論文（設(shè)計）預期取得的成果1) 固液分離裝置分離裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制分離裝置二維裝配圖，分離裝置三維設(shè)計及分離裝置零件設(shè)計和零件圖繪制。2) 葉輪葉片模具設(shè)計模具設(shè)計，并繪制模具零件圖，模具三維設(shè)計及零件設(shè)計和零件圖繪制。三、論文（設(shè)計）工作安排1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)）；1） 查閱相關(guān)文獻，搜集有關(guān)的資料。初步了解固液分離的發(fā)展及應(yīng)用。2） 設(shè)計并制定出所有固液分離結(jié)構(gòu)部件的尺寸，通過計算選取標準化零件。3） 設(shè)計固液分離的動力系統(tǒng)。4） 用 CAD 軟件畫出固液分離的全部設(shè)計圖和零件圖。5） 用 SolidWorks 軟件畫出葉輪葉片模具三維建模6） 制作固液分離各部件設(shè)計計算說明書2. 論文（設(shè)計）進度計劃論文題目 機械式下水道固液分離裝置設(shè)計第 1 周安排設(shè)計任務(wù)，布置設(shè)計要求第 2 周分析設(shè)計題目，了解設(shè)計內(nèi)容，復習相關(guān)專業(yè)知識第 3 周查找設(shè)計資料，查找設(shè)計文獻第 4 周撰寫開題報告，修改開題報告，開題答辯第 5 周分離裝置技術(shù)要求分析和方案設(shè)計第 6 周分離裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計第 7 周分離裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計第 8 周繪制分離裝置二維裝配圖第 9 周分離裝置三維設(shè)計第 10 周 分離裝置零件設(shè)計和零件圖繪制第 11 周 葉輪葉片模具設(shè)計第 12 周 編制葉輪葉片模具模具零件制造工藝方案第 13 周 編制葉輪葉片模具模具零件制造工藝方案第 14 周 相關(guān)參數(shù)計算和校核第 15 周 撰寫設(shè)計說明書和外文翻譯第 16 周 修改設(shè)計說明書，準備答辯四、需要閱讀的參考文獻1 姚公弼.固液分離的應(yīng)用和發(fā)展概況J.過濾與分離，1994(02):1-6.2 張亭水 . 水力旋流器固液分離效率優(yōu)化控制仿真 J. 計算機仿真,2016(08):210-213.3解雷雷.濾帶式固液分離裝置設(shè)計J.科技信息,2010(35):55-56.4張平亮.固液分離技術(shù)及其新型固液分離設(shè)備J.醫(yī)藥工程設(shè)計,1998(05):1-6. 5艾光富.滾筒式固液分離裝置的設(shè)計J.科教前沿,2010(35):67-68.6 申江濤. KP-250 螺旋擠壓式固液分離機的設(shè)計及試驗J. 農(nóng)機化研究, 2014(08):210-213.7 王文立. 基于旋流原理的固液分離設(shè)備及性能研究 J. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2015(03):516-520.8 梁宏橋 . 可調(diào)式浮沉切換固液分離工藝及試驗研究 J. 廣東科技,2012(09):155-156.9 張慧.螺旋式固液分離設(shè)備的分類及應(yīng)用J.大連大學學報,2004(04):41-46.10 袁惠新. 不同入口形式的固液分離旋流器壁面磨損研究 J. 化工進展 ,2015(10);3583-3588.11費國輝.固液分離工藝改進研究J.遼寧化工,2016(02):152-153.12徐新陽.固液分離設(shè)備技術(shù)發(fā)展趨勢J.化工設(shè)備與防腐蝕,2002(04):244-246 13濮良貴.機械設(shè)計M.北京；高等教育出版社,2013.14 蘇偉.模具概論M.北京；人民郵電出版社，2010.15 M. Hjorth, K. V. Christensen, M. L. Christensen, S. G. Sommer. Solidliquid separation of animal slurry in theory and practice. A review Agronomy for Sustainable Development, 2010, Vol.30 (1):153-18016 Lubin Wei, Mingyang Sun. Numerical studies of the influence of particles size distribution characteristics on the gravity separation performance of Liquid-solid Fluidized Bed Separator. International Journal of Mineral Processing, 2016, Vol.15717 S. Khare, M. DellAmico. An overview of solidliquid separation of residues from coal liquefaction processes. Can. J. Chem. Eng., 2012, Vol.91 (2)附：文獻綜述或報告文獻綜述一、 引言1.1 水資源重要性（1） 水對我們的生命起著重要的作用 ,它是生命的源泉，是人類賴以生存和發(fā)展的不可缺少的最重要的物質(zhì)資源之一。人的生命一刻也離不開水，水是人生命需要最主要的物質(zhì)。而對人體而言的生理功能是多方面，而體內(nèi)發(fā)生的一切化學反應(yīng)都是在介質(zhì)水中進行，沒有水，養(yǎng)料不能被吸收；氧氣不能運到所需部位；養(yǎng)料和激素也不能到達它的作用部位；廢物不能排除，新陳代謝將停止，人將死亡。因此，水對人的生命是最重要的物質(zhì)。（2） 在現(xiàn)代工業(yè)中，沒有一個工業(yè)部門是不用水的。也沒有一項工業(yè)不和水直接或間接發(fā)生關(guān)系。更多的工業(yè)是利用水來冷卻設(shè)備或產(chǎn)品，例如鋼鐵廠等。水還常常用來作為洗滌劑，如漂洗原料或產(chǎn)品，清洗設(shè)備或地面，每個工廠都要利用水的各種作用來維護正常生產(chǎn)，幾乎每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有水的參與。所以,水作為大自然賦予人類的寶貴財富，早就被人們關(guān)注。但是人們經(jīng)常使用“水資源”一詞，卻是近一二十年的事。關(guān)于水資源的定義，有幾十種之多，較普遍的說法是指“可以供人們經(jīng)常取用、逐年可以恢復的水量”。也就是通常所指的淡水資源。1.2 固液分離裝置的特點及應(yīng)用固液分離是一種重要的單元操作，從液相中除去固體一般采用篩或沉淀方法，水處理中有微濾、澄清和深床過濾等方法?，F(xiàn)有的傳統(tǒng)固液分離技術(shù)主要集中在壓濾、過濾、重力沉降等方面，它廣泛的應(yīng)用于醫(yī)藥衛(wèi)生、造紙、環(huán)境保護、食品、發(fā)酵等各大行業(yè)。在許多生產(chǎn)過程中，過濾與分離機構(gòu)是關(guān)鍵設(shè)備之一，其技術(shù)水平的高低， 質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到許多過程實現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的可能性、工藝過程的先進性和可靠性、制品質(zhì)量和能耗、環(huán)境保護等經(jīng)濟和社會效益。全球水資源急劇短缺，生存環(huán)境日益惡化,人們因此對固液分離工藝也提出了更高的要求，世界各國的許多研究者在這方面的也有很多深入的研究。下面介紹固液分離技術(shù)的應(yīng)用：化工生產(chǎn)在無機鹽工業(yè)中常涉及酸解、堿溶、浸出物的過濾和濾餅的洗滌，如制堿行業(yè)中重堿的過濾和氨泥的分離，在化肥生產(chǎn)中，磷石膏的過濾，酸不溶物的分離都離不開液固分離操作，其分離的優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量及收率。因此固液分離在化工生產(chǎn)中具有舉足輕重的地位。采礦和冶金工業(yè)幾乎所有的采礦工藝都與水和礦石分離有關(guān)，冶金工業(yè)中，氧化鋁和氧化鋅的生產(chǎn)及黃金生產(chǎn)，原子能工業(yè)中鈾的分離，選煤水的回收及煤粉的合理利用都要借助于液固分離操作。這不僅可解決環(huán)境保護問題還能達到能源的綜合利用的目的，應(yīng)用前景非常廣闊。制藥工業(yè)生物發(fā)酵和生物制品工業(yè):生物發(fā)酵工藝中都有發(fā)酵液和菌絲體分離的問題，最常用的是過濾和離心分離。環(huán)境保護工程在工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中都會產(chǎn)生大量的污水，如不經(jīng)處理直接排放，將造成環(huán)境的嚴重污染，影響人民身體健康，因此污水的綜合治理能力已經(jīng)成為一個國家經(jīng)濟實力和技術(shù)水平的重要標志。二、固液分離裝置綜述2.1 固液分離設(shè)備過濾設(shè)備：板框壓濾機，真空鼓式過濾機。離心設(shè)備：過濾式離心機，沉降式離心機。2.2 過濾方式常規(guī)過濾：料液流動方向與過濾介質(zhì)（能使固液混合料液得以分離的某一介面） 垂直。錯流過濾：料液流向平行于過濾介質(zhì)。過濾介質(zhì)通常為微孔膜或超濾膜。2.3 主要的固液分離裝置目前在國內(nèi)外發(fā)展了多種固液分離裝置，涉及多個學科的知識。每種固液分離的方法技術(shù)要素不同、實施手段不同，側(cè)重點不同就有不同的分離方法。本文就幾個不同裝置分類研究。（1） 水力旋流器分離裝置旋流分離器是基于重力沉降原理，也就是利用物質(zhì)重度差進行分離的。電石渣漿液經(jīng)進料口沿切向進入圓筒，向下作螺旋形運動，固相顆粒在離心力的作用下具有向旋流器壁沉降的趨向。粗顆粒由于受到較大的離心力作用，向旋流器壁面運動并隨外旋流從旋流器底部排出形成底流，細顆粒則由于所受的離心力較小，來不及沉降就隨內(nèi)旋流從溢流管排出形成溢流，通過底流和溢流從而進行不同介質(zhì)的分離。從溢流管排出的即為需要的 Ca(OH) 2 含量高的電石渣漿液。11（2） 濾帶式固液分離裝置待脫水的污泥首先進入預處理系統(tǒng)，然后投加絮凝劑形成絮團，之后流入重力脫水段脫去自由水，而后進入楔形預壓段，使污泥平整并受到輕度擠壓，然后污泥進入 S 形壓榨脫水段，經(jīng)過幾個由大到小輥筒的反復壓榨和剪切脫水，使污泥形成濾餅狀， 最后通過卸料裝置將濾餅卸掉。10（3） 板框式壓濾裝置板框式壓濾裝置屬于間歇式加壓過濾機,具有壓力高并可獲得較低含水率濾餅,對物料適用性強,占地少等優(yōu)點。七十年代以后開發(fā)了全自動板框壓濾機,對結(jié)構(gòu)進行了改進,在壓濾機上裝備了開板裝置、濾餅排出裝置,又在濾板材料上使用了 性能優(yōu)越的耐腐蝕輕型聚丙烯樹脂,其壓濾板的進液口部分密封用固定的零件,并采用濾布自動洗凈裝置和濾餅自動脫落裝置相結(jié)合方法,即配有用利刀直接落 下的濾餅剝離裝置,成為高性能高精度化的固液分離設(shè)備。5（4） 滾筒式固液分離裝置滾筒式固液分離裝置屬于離心式分離裝置，具有較強的離心力。離心過濾過程從廣義的概念上來說，可理解為包括加料、過濾、洗滌、甩干和卸渣等五個步驟。如果就狹義的概念而言，可分為兩個物理階段 : 生成濾渣和壓緊濾渣。第一個階段與普通過濾在原則上相近似，但其推動力不同；而第二階段與普通過濾的規(guī)律根本不同。6（5） 螺旋擠壓式固液分離機螺旋擠壓式固液分離機，由變距斷續(xù)螺旋轉(zhuǎn)子、條狀楔形篩網(wǎng)、電機、齒輪箱、進料裝置、液體收集裝置、液壓驅(qū)動環(huán)隙出料裝置和機架組成，進入分離機后的固液混合物，在變距斷續(xù)螺旋的 2014 年 8 月擠壓推進下，液體從篩網(wǎng)排出，通過液體收集裝置被回收利用;而停留在篩網(wǎng)上的固體被螺旋擠壓輸送到卸料端，脫水后的固體從環(huán)隙出料裝置排出，進入下游加工工段或直接成為產(chǎn)品。3三、動力裝置綜述由于本裝置為機械裝置，無其他動力來源，又由于本裝置位置特殊。故采用水能作為動力。提到水能裝置，很多人就會想到在古代人們的生產(chǎn)和經(jīng)濟活動中，水力機械具有不可替代的重要作用。水碓，又稱機碓、水搗器、翻車碓、斗碓或鼓碓水碓，是腳踏碓機械化的結(jié)果。西漢末年出現(xiàn)的水碓，是利用水力舂米的機械。水碓的動力機械是一個大的立式水輪， 輪上裝有若干板葉，轉(zhuǎn)軸上裝有一些彼此錯開的撥板，撥板是用來撥動碓桿的。每個碓用柱子架起一根木桿，桿的一端裝一塊圓錐形石頭。值得注意的是，立式水輪在這里得到最恰當最經(jīng)濟的應(yīng)用，正如在水磨中常常應(yīng)用臥式水輪一樣。利用水碓，可以日夜加工糧食。凡在溪流江河的岸邊都可以設(shè)置水碓，還可根據(jù)水勢大小設(shè)置多個水碓，設(shè)置兩個以上的叫做連機碓，最常用是設(shè)置四個碓，天工開物繪有一個水輪帶動四個碓的畫面。針對本機構(gòu)完全可以采用該機構(gòu)的水輪來承受水流，把水力變?yōu)闄C械轉(zhuǎn)動的裝置， 將水輪旁的小輪與傳遞裝置相連，這樣當水流從上而下留下來時，沖擊水輪使它轉(zhuǎn)動， 通過傳動裝置將動能傳遞到過濾裝置上，使過濾裝置能夠正常的運行，故本裝置只要有水就可以正常運行。四、目前研究的概況和發(fā)展趨勢4.1 目前的研究方向液固分離是重要的單元操作,是非均相分離的重要組成部分,在國民經(jīng)濟各部門如化工、輕工、制藥、礦山、冶金、能源、環(huán)境保護等應(yīng)用非常廣泛。在許多生產(chǎn)過程中,過濾與分離機構(gòu)是關(guān)鍵設(shè)備之一,其技術(shù)水平的高低,質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到許多過程實現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的可能性、工藝過程的先進性和可靠性、制品質(zhì)量和能耗、環(huán)境保護等經(jīng)濟和社會效益。隨著科學技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,能源、資源、農(nóng)業(yè),三廢治理、節(jié)能等問題將更受到重視,生物化工,新型材料、精細化工等高技術(shù)領(lǐng)域的迅速發(fā)展,必然會對液固分離技術(shù)提出更高的要求。預期今后液固分離技術(shù)的研究和開發(fā)將會主要集中于以下幾個方面。(1) 能源多元化中燃料(如煤、油、鈾)開采過程中物料的處理;(2) 低品位,其生礦資源利用過程中提取精礦時,液體和固體的分離過程; (3)水處理,包括工業(yè)用水的處理,工業(yè)和生活水處理和再生利用;(4）生物化工,醫(yī)藥化工的高純制品,半導體工業(yè)和微電子工業(yè)的高純水處理技術(shù); (5)現(xiàn)有傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)中的如礦山、化工、冶金、輕工、食品、機電 行業(yè)中過濾設(shè)備的改進、更新?lián)Q代和替代進口設(shè)備等。4.2 固液分離技術(shù)的發(fā)展趨勢從發(fā)展趨勢來看，固液分離技術(shù)研究的目的是要縮短整個下游工程的流程和提高單項操作的效率，以前的那種零敲碎打的做法，既費時、費力，效果又不明顯，跟不上發(fā)展的步伐。現(xiàn)在對整個生活用水要有一個質(zhì)的轉(zhuǎn)變，并認為可以從兩個方面著手， 其一，繼續(xù)研究和完善一些適用于生活用水的新型分離技術(shù)；其二，進行各種分離技術(shù)的高效集成化。目前出現(xiàn)的新型單元分離技術(shù)，如親和法、雙水相分配技術(shù)、逆膠束法、液膜法、各類高效層析法等。五、總結(jié)以上研究成果為保證人們方便生活提供了技術(shù)支持，但以上研究成果只局限于下水道機構(gòu)本身。對于生活來說，這只是一小部分的簡化，生活中還有很多可以被發(fā)現(xiàn)可以被簡化東西。對于讓生活更加輕松有著重要的意義，因此，是當前生活技術(shù)研究的發(fā)展方向之一。這次綜述使我對固液分離技術(shù)有了更深的了解和認識，讓我擴展了相應(yīng)的知識面和了解最新的固液分離技術(shù)。指導教師評閱意見（對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱）審核意教研室主任意見見簽字：年月日簽字：年月日學院教學指導委員會意見簽字：年月日公章：