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针对污泥排放量的快速增长形势、污泥处理的紧迫性与严峻性问题,结合污泥处理的相关政策,通过对比不同类型脱水设备的优缺点,结合国内外学者的先进经验,在满足设计目标的基础上得到车载式污泥脱水机成为现有污水处理厂在极端天气条件下市政污水处理的辅助和代替设备。首先,对污泥中水分的存在形式进行研究得到其所含四类水中只有间隙水可以通过机械压榨方式除去的结论;为解决污泥悬浮于污水中形成稳定的胶体从而导致脱水困难的问题,提出通过采用环境友好型絮凝剂对污水进行絮凝处理的方案;为得到市政污水最佳絮凝剂类型和实际絮体的物料参数,进行污泥物料衡算和絮凝剂用量的理论计算并进行市政污水的絮凝实验。然后,以TRIZ理论和公理设计为理论基础对螺旋轴、螺旋叶片和楔形滤网进行设计和计算,得到污泥脱水机的结构形式和尺寸参数;通过对螺旋轴功率的计算完成了电机减速机的选型工作;对比两种不同出口装置设计的优缺点,确定压力气缸控制作为车载式污泥脱水机物料出口的设计方案。接着,对污泥脱水机进行无关影响因素简化并进行流体域在不同设计参数下的对比分析,得到压榨腔内不同维度的压力分布以及物料与螺旋之间相互作用的规律,同时得到车载式污泥脱水机的最佳设计参数;通过分析压榨腔内物料密度变化规律分布曲线,得到脱水机出口处污泥密度值为1112kg/m~3,满足脱水后污泥含水率低于80%的设计目标。最后,对车载式污泥脱水机进行疲劳寿命预测。基于高周疲劳破坏条件运用Miner线性累积损伤理论对螺旋进行疲劳寿命理论计算并得到螺旋正常工作条件下的运行圈数;然后基于06Cr19Ni10不锈钢材料的S-N曲线运用有限元法建立螺旋数值分析模型,并结合流体仿真得到螺旋受力载荷谱运用Static Structural模块进行强度分析以确定螺旋的应力分布;最后运用Fatigue Tool模块根据Soderberg平均应力理论进行螺旋疲劳寿命分析。结果表明:理论计算的螺旋疲劳寿命满足10年使用寿命的设计目标;螺旋的最大受力部位分布在螺旋叶片与螺旋轴连接处;疲劳寿命的理论计算与仿真分析结果误差为3.62%。