毕业设计（论文）-斜筛式牛粪固液分离机设计与分析

[25]，同时两端面是沿着螺旋轴做旋转运动的，模型在ANSYS软件中对应着绕着Y轴做旋转运动，所以对螺旋两端面施加除绕Y轴旋转约束以外的位置全约束，对应于ANSYS中的螺旋结构即该约束施加在面1和面8上。4.5有限元分析本文所研究的螺旋结构变形量最大处发生在中间叶片的顶端，其位移量为0.344915mm，这是由于在螺旋两端面全约束的条件下，螺旋叶片受到圆周力和轴向力的作用，加之螺旋的长径比较大，在这些综合因素的作用下导致该处螺纹的变形量增大。而从整个螺旋所有部位的变形情况来看，均未有过大的变形，这是符合实际情况的。图4-3螺旋位移场等值线图由图3-13总应力云图可以看出，该螺旋的最小应力为0.344915MPa，最大的应力为442.491MPa（红色区域表示应力最大，蓝色区域表示应力最小），且最大应力发生在螺旋出口端螺纹的根部，同时可以看到，螺旋所受到的应力是随着螺旋线逐渐变化的，而且在螺纹侧面也承受着非常大的压力，这是因为螺纹部分受到了圆周力和轴向力综合的作用加之螺旋螺纹根部存在着小角的原因，使得容易产生较明显的应力集中现象。图4-4总应力云图图4-5为螺旋强度云图，按照第三强度理论所得到的当量应力。第三强度理论认为最大剪应力是引起流动破坏的主要原因，比如低碳钢拉伸时在与轴线成45度的截面上发生最大剪应力，材料沿着这个平面发生滑移，出现滑移线，这一理论比较好的解释了材料出现塑性变形的现象，形式简单，但结果偏于安全。而第四强度理论认为形状改变比能是引起材料流动破坏的主要原因，结果更符合实际。由图4-5所示，螺旋最大应力为469.768MPa，其值大于图4-4所显示的最大应力，这也证明了分析结果与实际是相符合的。图4-5螺旋强度云图5结论为了有效地从养殖场的废弃物中分离固态和液态物质，本次设计了一种简易的斜筛式牛粪固液分离机。本设计对固液分离机的入料槽、螺旋结构、斜筛网和出料机构进行详细的设计和计算，并根据固液分离机的基础需求，完成了驱动系统的设计，最后通过有限元方法验证螺旋轴这一关键部件的设计是符合实际需要。研发的斜筛式牛粪固液分离机在传动性能和功耗方面都表现出色，不仅结构简洁、易于使用，而且制造成本相对较低，在设计和使用上具有社会经济优势。

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