水域環(huán)境水體表層水草切割收集裝置系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來,隨著日益嚴重的水體富營養(yǎng)化問題,植物污染物頻繁大范圍爆發(fā)。植物污染物的清除和其他水面垃圾的打撈清除工作已成為全國性問題。水域環(huán)境水體表層水草切割收集裝置系統(tǒng)研究和應(yīng)用的主要目的是提高效率、降低勞動強度。研究水草切割收集裝置的主要目的和任務(wù)在于:實現(xiàn)對植物污染物的機械式打撈,整機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,操作靈活方便,裝備成本低。
　　根據(jù)水草切割收集裝置的主要目的和任務(wù),在對傳統(tǒng)人工收割打撈和河道清草機分析的基礎(chǔ)上,提出了一種新型切割

2、打撈裝置方案,采用旋切式切割器和螺旋輸送打撈裝置,對該裝置主要工作部件的尺寸、轉(zhuǎn)速等參數(shù)提出要求,并對螺旋輸送打撈裝置的纏繞性問題進行研究,提出優(yōu)化方案;同時,運用有限元分析軟件 ANSYS對滾刀進行力學(xué)分析和模態(tài)分析,為滾刀的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持和參考。本文主要內(nèi)容如下:引言、水草打撈收集裝置方案設(shè)計、打撈裝置的設(shè)計研究、切割裝置的設(shè)計研究、滾刀模態(tài)分析和總結(jié)與展望。
　　水草打撈收集裝置方案設(shè)計?；趯ν鶑?fù)式收割機和滾耙式打撈裝置

3、作業(yè)特點分析的基礎(chǔ)上,確定了整機的切割器設(shè)計和輸送裝置設(shè)計方案。該裝置采用旋切切割工藝,結(jié)合螺旋輸送方式,將植物污染物旋切切割,并通過螺旋輸送方式抽吸至船艙中,同時起到初步濾水的作用。力求實現(xiàn)既可高效作業(yè),又可寬幅收獲,工作平穩(wěn),單位割幅生產(chǎn)率高的作業(yè)要求。
　　打撈裝置的設(shè)計研究。該裝置確定以螺旋輸送形式打撈植物污染物,結(jié)構(gòu)簡單,作業(yè)穩(wěn)定,并在打撈植物污染物的同時濾去夾雜在水草中的多余水分。以江蘇溧陽某蝦蟹養(yǎng)殖場實際生產(chǎn)要求為參

4、考,確定螺旋葉片直徑、極限轉(zhuǎn)速等參數(shù)。為克服打撈過程中存在的植物污染物和生活垃圾纏繞堵塞打撈裝置的問題,針對打撈裝置進行優(yōu)化設(shè)計,提高裝置的防纏繞性能。
　　切割裝置的設(shè)計研究。該裝置確定以旋切滾刀切割器切割植物污染物,機械傳動簡單可靠,切割寬度可選,且能滿足高速作業(yè)的新型切割器。結(jié)合滾刀切割時的受力分析,對滾刀刀片的排列方式、滾刀刀片刃齒螺旋角、滾刀刀片的材料等幾方面進行研究。
　　滾刀模態(tài)分析。本研究針對江蘇溧陽某蝦蟹養(yǎng)

5、殖場實際生產(chǎn),結(jié)合上文對滾刀刀片的分析,確定滾刀原型。利用SolidWorks軟件建立滾刀三維模型,運用有限元分析軟件 ANSYS比較不同轉(zhuǎn)速對滾刀的CFX壓力和靜壓力影響,并對轉(zhuǎn)速為500轉(zhuǎn)/分的滾刀進行模態(tài)分析,得出滾刀的振動性能。
　　最后,對全文進行了總結(jié)和展望。本文對水草切割打撈裝置的切割器和打撈裝置這兩個關(guān)鍵部件進行了設(shè)計,并做了比較深入的研究,取得了一定的進展,但是同時有些研究工作還值得進一步拓展,具體考慮了以下幾方

6、面:
　　(1)一體式切割打撈裝置。將旋切滾刀安裝于螺旋輸送裝置鏟狀入口的內(nèi)壁上,即一體式切割打撈裝置,實現(xiàn)收割打撈裝置一體化,水草一經(jīng)切斷直接被輸送至船艙。比較區(qū)別一體式收割打撈裝置與本文研究裝置在水草漏割率和漏收率上的差別,以適應(yīng)不同的作業(yè)要求。
　　(2)提高整機穩(wěn)定性。研究比較切割器和打撈裝置安裝在單體船與雙體船上穩(wěn)定性方面的差別,使整機能夠適應(yīng)大風(fēng)浪環(huán)境作業(yè)要求。
　　(3)減小滾刀側(cè)向力。進一步研究比較不同