1342023年4月下AgriculturalMachineryandEquipment农业机械与装备基于simulation的螺旋挤压脱水装置的有限元分析*王立铮，陈文清，周美娟，高鹏凯（郑州科技学院机械工程学院，河南郑州450000）摘要：【目的】变径变螺距式螺旋挤压装置对厨余垃圾能够起到很好的挤压效果，该挤压装置具有结构设计紧凑、工作脱水效率高、使用成本低、空间利用率好、后期维护时关键结构可更换性强等一系列特点，但是该装置在使用过程中因受到较强的挤压力存在易损坏部位。【方法】课题组对螺旋叶片进行了有限元分析，包括模型设计、尺寸参数设计、模型优化、导入模型、材料选择、划分网格、受力分析、螺旋叶片在等轴径和变轴径中的应力分析以及旋转主轴的优化设计。【结果】通过改变旋转主轴的后端轴径，可提高螺旋挤压结构的综合性能；适当放大轴的前端轴径以及在联轴器连接处与工作区连接处进行合适的圆角处理，也能明显提高轴的综合性能以及降低轴工作时产生的最大应力值，有效避免应力集中问题。【结论】相比于传统的螺旋挤压脱水装置，变径变螺距变轴径螺旋挤压装置不仅提高了螺旋挤压的脱水效率，还提升了螺旋叶片主要承压部位的强度以及螺旋叶片的综合性能。关键词：螺旋挤压；脱水设备；有限元分析；结构优化中图分类号：TS212.3；TQ051.8文献标志码：ADOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2023.08.0400引言目前，厨余垃圾处理设备的设计中，固液分离装置多数依然采用变径变螺距式螺旋挤压结构来实现功能。该挤压装置具有结构设计紧凑、工作脱水效率高、使用成本低、空间利用率好、后期维护时关键结构可更换性强等一系列特点[1]。基于这些特点，螺旋挤压装置的适用范围非常广，不仅在厨余垃圾处理设备上使用较多，在传送运输设备、工业固液分离设备、工业掘土机、干燥设备等领域都有所应用。现阶段，螺旋叶片的模型理论设计技术已非常完善，有相似分析法、仿真设计法、数字模拟法、软件仿真设计法等[2]。但是由于螺旋叶片的使用范围不同，使该结构在一些特定的工作场所使用时，需要对结构的特殊位置进行相应的设计改善。基于此，课题组对一种变径变螺距以及变轴径的螺旋叶片进行有限元静应力分析，通过应力分析将传统螺旋叶片和本次设计的螺旋叶片进行综合性能的数据对比，得出该类螺旋叶片的部分重要参考数据，可为螺旋叶片的成型设计提供理论参考。1变径变螺距式螺旋挤压装置总结构及其工作原理螺旋挤压装置总结构如图1所示，主要由旋转主轴和螺旋叶片在电机的驱...
