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重金属污染是土壤污染的一种重要形式,通过液态或固态粉剂药物包裹被污染的土壤可有效地阻止污染土壤对环境的危害。为了提高稳定固化的效率及自动化程度,需要开发一种异位污染土壤一体化修复设备。目前,国内该类设备的研发刚刚起步,在土壤高速破碎、混合搅拌、自动加药等关键技术尚处于探索阶段,基于这样的背景,本文对异位污染土壤修复设备关键部件设计分析及送料控制策略进行了系统的研究,主要工作体现在以下几个方面:(1)针对污染土壤处理的工艺流程和国外异位土壤修复设备,提出了模块化的思想,对设备的总体方案进行了设计规划,并分别详细设计了旋切刀与滚子锤装置、双螺旋搅拌与输送机构、进料与出料传送带、进料仓和加药装置等主要模块。(2)滚子锤和双螺旋输送机构是异位土壤修复设备的关键部件,本文利用三维建模软件建立了滚子锤和双螺旋搅拌输送机构各部件的有限元模型,确定了有限元分析的边界条件,利用有限元软件对滚子锤和双螺旋搅拌输送机构的载荷及应力、变形进行了计算分析与研究,对滚子锤进行了模态分析,验证了滚子锤和双螺旋搅拌输送机构在工作中的应力和形变都在安全范围内,且不会发生共振,找到了它们工作的薄弱环节,为加强薄弱环节的强度提供了设计依据。(3)根据该设备的土壤输送的要求,采用“新代控制器”开发了送料控制功能模块,并对送料各部件的驱动马达的转速、转矩等控制策略进行了设计与分析;设计了输送土壤计量装置,开发了自动加药及混合搅拌模块,并采用增量式PID控制策略对加药混合比进行了设计与仿真。通过实验验证与仿真分析,验证了本文所设计的送料功能模块能够满足异位污染土壤修复送料输送的要求,关键部件的动力学及静力学特性能满足设备的可靠性及安全性需求,送料及加药混合控制策略合理,达到了预期目标。