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建筑垃圾资源化移动筛分站的设计研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景

1.2 建筑垃圾资源化分析

1.2.1 建筑垃圾定义和分类

1.2.2 建筑垃圾的特点

1.2.3 建筑垃圾资源化的定义

1.3 建筑垃圾资源化研究现状

1.3.1 建筑垃圾资源化国外研究现状

1.3.2 建筑垃圾资源化国内研究现状

1.3.3 建筑垃圾资源化设备现存的问题

1.4 课题研究目的、意义和内容

1.4.1 课题研究的目的

1.4.2 课题研究的意义

1.4.3 课题研究的内容

第2章 建筑垃圾资源化移动筛分站的方案设计

2.1 建筑垃圾资源化移动筛分站总体方案设计

2.1.1 移动筛分站的总体方案设计要求及原则

2.1.2 移动筛分站的功能分解

2.1.3 移动筛分站的功能求解与组合

2.2 建筑垃圾资源化移动筛分站的方案评价

2.2.1 移动式筛分站模糊综合评价的数学模型

2.2.2 建筑垃圾移动筛分站方案的模糊综合评价

2.3 本章小结

第3章 直线振动筛运动学与动力学分析及参数的确定

3.1 直线振动筛的工作原理及运动学分析

3.1.1 振动筛结构及工作原理分析

3.1.2 振动筛的运动学分析

3.2 直线振动筛的工艺参数的确定

3.2.1 抛掷指数D的选取

3.2.2 筛面倾角α与振动方向角δ的选取

3.2.3 振动次数n与振幅λ的选择与计算

3.2.4 振动强度E的校核

3.2.5 物料理论平均速度vd、实际平均速度v’的计算

3.2.6 筛面长度L和宽度B的选择与处理能力Q的校核

3.3 直线振动筛的动力学分析

3.3.1 直线振动筛动力学模型的建立

3.3.2 振动方程的构建

3.4 直线振动筛动力学参数确定

3.4.1 直线振动筛振动质体计算质量m

3.4.2 隔振弹簧总刚度ΣK

3.4.3 振动筛激振力及偏心块的质量矩

3.4.4 振动筛功率N

3.4.5 激振器位置的确定

3.5 200t/h建筑垃圾移动筛分站振动筛结构设计

3.6 本章小结

第4章 基于多目标优化的振动筛振动特性参数优化

4.1 振动筛振动特性参数多目标优化问题的提出

4.1.1 振动筛筛分效率指标分析

4.1.2 振动筛处理能力指标分析

4.1.3 振动筛能耗指标的分析

4.2 振动筛多目标优化数学模型的建立

4.2.1 优化变量与优化步骤

4.2.2 振动筛参数多目标优化模型与优化空间

4.3 振动筛振动特性参数多目标优化的求解

4.3.1 基本参数的确定

4.3.2 振动筛振动特性参数多目标优化的求解

4.4 本章小结

第5章 振动筛箱的有限元分析与优化

5.1 振动筛箱有限元模态分析

5.1.1 振动筛箱有限元模型的建立

5.1.2 振动筛箱有限元模态分析加载与求解

5.1.3 改进后的振动筛箱有限元模态分析

5.2 振动筛箱有限元谐响应分析

5.2.1 振动筛箱谐响应分析数学模型的建立

5.2.2 振动筛箱有限元谐响应分析加载与求解

5.3 本章小结

结论与展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢

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摘要

随着我国城市化进程迅速发展,产生了巨大的建筑垃圾,建筑垃圾的传统处理方式存在环境污染大、资源浪费严重等问题,已然不符合节能环保发展政策要求。从国外最新发展现状来看,建筑垃圾资源化是建筑垃圾处理最有效途径,而建筑垃圾资源化装备的落后严重阻碍了我国建筑垃圾资源化进程,所以新型建筑垃圾资源化装备的创新研制成为建筑垃圾资源化绿色发展迫切需要解决的问题。
  课题介绍了建筑垃圾资源化的相关概念,分析了国内外建筑垃圾资源化的研究现状,指出建筑垃圾资源化缺少专用筛分装备,针对不足研制了适合建筑垃圾资源化的移动筛分装备,并对其结构进行优化。课题研究提出了一种建筑垃圾资源化筛分装备设计及优化的新方法,对提高建筑垃圾骨料处理效率具有重大意义。
  运用功能分析的方法进行移动筛分站的结构方案设计,结合方案设计原则,确定了两组结构方案;建立了模糊综合评价的数学模型,运用熵权的模糊综合评价法对以上两组结构方案进行评价,最终确定了最佳结构方案(履带式移动筛分站);同时评价出了各指标的优劣,引出了该装备后续的研究方向,即振动筛的优化设计。
  通过对振动筛工作原理、运动学、动力学分析,完成了200t/h振动筛的结构性能参数的设计。基于多目标优化方法对振动筛振动特性参数进行优化设计,得到了最佳的振动筛振动特性参数。经过优化后的振动筛功率消耗降低了13%,筛面面积减少了11%,筛箱质量降低了10%。
  运用ANSYS有限元分析软件,对振动筛箱结构进行模态分析,得到前十阶的固有频率与振型,发现振动筛箱有产生共振的危险,对此展开振动筛箱的结构优化,从而避免共振;由于振动筛存在外激力的作用,对振动筛箱进行谐响应分析,观察筛箱关键节点的幅频曲线,得到在外激力的作用下亦不会发生共振,说明振动筛箱结构优化合理。从而避免了振动筛箱的疲劳破坏,降低了工作噪声,提升了建筑垃圾资源化移动筛分站的综合性能。

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