随着我国经济发展进入新常态,人们的生活水平逐渐提高,对旅游的需求也越来越大,滨海旅游逐渐成为人们青睐的旅游方式之一。但是,滨海旅游业在快速发展的同时也带来了较大的环境问题,其中最为显著的便是沙滩上层出不穷的各种垃圾,不仅污染环境,影响形象,也制约了滨海旅游业的进一步发展。因此,提升沙滩垃圾的处理水平已成为滨海旅游环境治理的迫切需求。当前我国对沙滩垃圾的处理方式仍以集中整治为主,人工清理为辅的形式,日常的清理维护以人工为主,清洁效率低,体力劳动大。为了改善这种情况,本文从滨海沙滩日常维护的现实需求出发,旨在设计一款使用方便、清理效果良好、成本较低的沙滩清洁机械筛分装置,并搭载国内某公司生产制造的小型装载机作为牵引车辆进行牵引作业,为沙滩清洁机械的自主研发奠定基础。首先,本文对沙滩清洁机械筛分装置进行了较为全面的力学分析,结合振动原理计算了筛分装置的运动参数。同时以筛分装置传力性能最佳作为优化目标对筛分装置尺寸进行优化设计,并计算了筛分装置的铲掘阻力和作业功率。采用基于离散元技术的EDEM仿真软件,对筛分装置的作业过程进行数值模拟,并通过试验设计软件Design-Expert设计了三因素三水平正交组合仿真,进行参数寻优,获得了最优值的运动参数组合为振幅40mm、振动频率7Hz和筛面倾角14.7°。其次,通过有限元软件对筛分装置主机架进行强度分析,校核了主机架的最大应力满足材料许用应力要求;通过编写材料的疲劳特性曲线和载荷信息,利用MSC.Fatigue分析软件和名义应力法来预测主机架的疲劳特性,估算主机架的疲劳寿命;然后通过模态分析,识别主机架的模态参数,分析其固有频率及模态振型,避免主机架出现共振问题,为后续样机的生产制造提供指导。最后,委托厦门某公司进行沙滩清洁机械筛分装置的样机加工,采用该公司生产制造的XX装载机进行改装,作为筛分装置的牵引车辆与液压系统动力供给源。并在厦门环岛东路一国两制至国际会议展览中心附近的沙滩对沙滩清洁机械的清扫性能进行了为期四天的实地试验,综合测量了沙滩清洁机械的清扫性能。试验测得设计的沙滩清洁机械实际清扫宽度为1.92m、平均清扫效率为87.7%、最高清扫速度为6.48km/h、理论工作效率约为12506m2/h。