【正文】 旋轉桁架的計算 通常桁架高度 h 與跨距 L之比為 1/12—— 1/10 由于裝配原因，取旋轉桁架安裝距離池寬 2m，距池中心 ，得旋轉桁架長度為 ，h=3m，取桁架尾端寬度為 800mm。 總載荷 W 的計算 1）鋼結構重力 1W （ 1） 板梁計算 由前面已知本板梁由角型碳鋼制成，查表知碳鋼密度為 ? ， 板梁長度 L=18000mm=18m 板梁高度 h=L/15=1200mm= C=L/4=4500mm= 1h ==540mm= 單側板梁用材總長： (2)hh3c212h2c181821 212111 ????????????? ）（））（（板 hhL =18++2? +2? 10 +（ ? ） +22? =65m 1/2 板W = 34 ????? ? = （ 2） 水平桁架計算 通常桁架 h 與跨距 L之比為 1/12~1/10 已知池長 30m，取桁架架在池上長度為 ，超出池心 如圖 26所示，其中桁架內的斜桿長度 L1= 單側桁架用材總長 L=18+? 2+? 0= V=L? m=? ? 410? =? 410? 3m 桁架W21=mg= ? vg=? 310 ? ? ? 410? = 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 27 （ 3） 走道重量的計算 走道長度 18m，寬度 ，厚度 8mm 走道W21=18??8? 310 ? 故 1W =1/2 板W +桁架W21+走道W21=++= 2）設備重力 2W （ 1） 驅動機構 取驅動機構總重量為 50kg 故驅動機構總重力為 490N （ 2） 刮泥板重力 刮泥阻力計算公式： 1 0 0 ????? ?QP刮 式（ 36） 式中 tQ —— 刮泥機每轉一周的時間內所沉淀的污泥量（ 3m ） ?—— 污泥與池底的摩擦系數(shù) g—— 重力加速度 m/2s ， g=tQ 的計算公式： tQ =（ 100?進水懸浮物濃度 ?去除率 ?污水流量） /〔 1000?（ 100污泥含水量） ?沉淀污泥密度〕 式（ 37） 其中 污泥密度 污泥含水量 95%~97% 去除率 40%~60% 污泥與池底的摩擦系數(shù)為 污泥濃度 4000mg/L 流量 =容積 /時間 =? 2r /4?3/2 %9510010006020234r%504000100 2t ??????????）（??Q = 3m 刮P =???1000= 3) 活載 3W （一般取 1500N/m） 3W =1500?梁長 =1500?=21600N 4） 4W 由刮板上泥水阻力對主梁所產生的力矩而轉化成主梁上的荷載，其值等同于 3W 故 1 2 3 4W W W W W? ? ? ?=++21600+21600 =65215N 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 28 板梁的校核 ? —— 許用應力，一般取 120 aMP 。 Q 按公式 (33)計算 : 2qLQK? (N ) 式 (33) 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 26 式中 q 每米長的平均荷載 , q =WL ( /Nm) ① 板梁斷面 的確定 :斷面模數(shù)為 ][ max?MZ? （ 3m ） 式（ 34） 式中 [? ] 許用應力，一般取 120 aMP 。(b)板梁的彎矩； (c)板梁的剪力 圖 31 板梁的形狀、彎矩和剪力 自重產生的彎矩和剪力 :板梁的計算荷載 W 為 : 1 2 3 4W W W W W? ? ? ? (N ) 式（ 31） 式中 1W 鋼結構重力 (單側主梁自重 +12 水平桁架重 +12 工作走道重 )； 2W 設備重力 (驅動機構、吸泥管及管內泥水等重力 ,不包括車輪重力 )； 3W 活載 (一般取 1500 /Nm)； 4W 吸管上的泥水阻力對主梁所產生的力矩而轉化成主梁上的荷載。吸泥機的計算荷載原則上均按靜荷載考慮。從受力的原理上說 ,如將板梁作成拋物線可以省料 ,但制造較困難 ,因此 ,均制成如圖 31(a)所示兩端傾斜的形狀。 K 載荷系數(shù)，見下表。一般情況下，為了使結構緊湊、外觀美觀，多把聯(lián)軸器和制動輪作為一體，同時閥門電動裝置的所要求的 緊湊、外觀美觀，多把聯(lián)軸器和制動輪作為一體，同時閥門電動裝置的所要求的轉矩不是很大（電動機的最大轉矩 ）， 所以多用 套筒聯(lián)軸器。必要時應對聯(lián)軸器中易損的薄弱環(huán)節(jié)進行承載能力等的校核計算。從安裝、調整和維修方面考慮，聯(lián)軸器和結構外形尺寸應能適應給定的操作空間。 在選定聯(lián)軸器的類型時，主要考慮其使用要求和工作條件，聯(lián)軸器的承載能力、緩沖和減振性能應與工作轉矩的大小和載荷的性質（沖擊、振動）相適應。 初沉池的主要能耗設備是排泥裝置，比如鏈帶式刮泥 機，刮泥撇渣機，吸泥泵等，但由于排泥周期的影響，初沉池的能耗是比較低的，采用靜水壓力法無疑會明顯降低能量的消耗。 初次沉淀池按照運行方式不同可分為平流沉淀池、豎流沉淀池、輻流沉淀池、斜板沉淀池。 為增強輪輞表面與橡膠的粘合力，輪輞表面可制成帶有矩形、梯形和燕尾槽形斷面的溝槽，溝槽的尺寸如圖 221 所示 a 矩形 b 梯形 c 燕尾槽型 圖 221 輪輞溝槽的尺寸 軌道的選擇與車輪的輪壓有關，同時也受土建基礎的影響，通常選用輕型鋼軌作為周邊傳動刮泥機的軌道。如圖 219為所示為 橡膠靠輪和水池池壁的配合尺寸，其間隙不大于 10mm。使用有輪緣的鑄鋼車輪時，應同時配置鋼軌，輪緣的作用是導向和防止脫軌。 刮板高度：刮板的高度取決于刮送污泥層的厚度。 設置刮板時，可先從距池邊 — 處開始，如采用分塊安裝，則除 第一塊起始刮板的長度，按實際需要設計外，其余均有一定的前伸量，以保證臨近的刮板在刮臂軸心的投影彼此重疊。直徑小的刮泥機可以 設計成兩條對稱排列的整體對數(shù)螺旋線性刮板，直徑大的刮泥機由于整體曲線的刮板在安裝上有困難，可以將螺旋線分為若干段，平行的安裝在刮臂上。為了便于刮板的排列，安裝與受力平衡，通常都以對稱形式布置 兩個刮臂，同時，刮臂的底弦應與池底坡面平行。 圖 211 為工作橋的一般形狀： 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 17 圖 211 工作橋結構 刮臂與刮板 本設計采用的是鉸接式刮板，刮板高約 250~300mm，采用 3~4mm 厚 的鋼板制作。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 16 圖 29 加勁肋的切角 梁的端部支承的加勁肋的下端，按端面承壓強度設計值進行計算時，應 刨平頂 緊，其中突緣加勁板的伸出長度不得大于其厚度的 2 倍。 鉚接（或高強度螺栓摩擦型連接）梁的冀緣板不宜超過三層，翼緣角鋼面積不宜少于整個翼緣面積的 30%，當采用最大型號的角鋼仍不能符合此要求時，可加設腋板（圖 28）。銷軸的軌徑大小因按抗剪驗算確定。 其形狀如圖 27 所示 ： 主視圖 俯視圖 圖 27 旋轉桁架 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 15 旋轉桁架主要計算載荷為桁架自 重重力、刮板重力、驅動機構重力及活載等。 跨度大于 36m 的兩端鉸接支承的桁架，在豎向荷載作用下，下弦彈性伸長對支承 構件產生水平推力時，應考慮其影響 本設計所設計的有水 平桁架和旋轉桁架兩種形式 其形狀如圖 26 所示： 圖 26 水平桁架 主梁只承受刮泥機自重及活載（包括人員和所攜帶的工具器材等）所產生的垂直荷載。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 14 當焊接桁架的桿件用節(jié)點板連接時，弦桿與腹桿、腹桿與腹桿之間的間隙不應 小于 20mm，相鄰角焊縫焊之間凈距不應小于 5mm。 焊接桁架應以桿件形心線為軸線，螺栓（或鉚釘）連接的桁架可采用靠近桿件 形心線的螺栓（或鉚釘）準線為軸線，在節(jié)點處各軸線應交于一點（鋼管結構除外）。在荷載作用下，桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強度，在跨度較大時可比實腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度，故適用于較大跨度的承重結構和高聳結構，如屋架、橋梁、輸電線路塔、衛(wèi)星發(fā)射塔、水工閘門、起重機架等。同時為了改善旋轉桁架的受力條件，也有將旋轉桁架與刮板的剛性連接改為鉸接的形式．如圖 25所示。但如周邊驅動滾輪的走向，偏離正常軌跡或鋼軌圓心與中心軸承不同心，在中心軸承上將產生嚴重的徑向力。 圖 21 全路式周邊傳動刮泥機總體結構 1－刮板； 2－可動臂； 3－橋架； 4－旋轉支撐； 5－撇渣裝置 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 11 圖 22 半跨式周邊傳動刮泥機 (旋轉桁架式 )總體結構 圖 23 半跨式周邊傳動刮泥機 (可動臂式 )總體結構 1－刮臂； 2－可動臂； 3－橋架； 4－旋轉支架； 5－撇渣裝置 本課題研究設計的就是半垮式周邊傳動刮泥機，機械部分主要有中心旋轉支座、旋轉桁架 (或可動臂 )、水平桁架、板梁、刮板、軌道、穩(wěn)流筒、輪子和軌道，走道等。桁架的驅動力，主要是以驅動滾輪與鋼軌之間，或是實心橡膠輪與混凝土面之間的摩擦系數(shù)乘以驅動輪輪壓所產生的摩擦力確定。 徐州工程學院畢業(yè)設計 (論文 ) 10 2 總體設計結構 總體構成 周邊傳動刮泥機按旋轉桁架結構可分為半跨式和全跨式兩種。 本畢業(yè)設計是學生在教師的指導下，獨立從事機械設計工作的初步嘗試，其基本目的是培養(yǎng)學生綜合運用所學的基礎理論、專業(yè)知識、基本技能研究和處理問題的能力。 初次沉淀池是一級污水處理廠的主題處理構筑物，或作為二級污水處 理廠的預處理構筑物設在生物處理構筑物的前面。 主要特點： 1)結構簡單、重量輕：由于采用半橋式，只有一套驅動裝置，而且主梁兼作輸泥槽，與目前國內大量使用的全橋式吸泥機比，重量顯著下降； 2)節(jié)約運行費用、維護管理方便：由于采用虹吸管將泥槽的污泥經不旋轉的中心泥罐排至中心排泥管，沒有動密封，杜絕了上清夜短流，既避免了回流泵能耗的浪費，又保證了回流污泥的濃度，為生化工藝正常運行創(chuàng)造條與鋼絲繩拽引式刮泥機 ，鏈條傳動刮泥機想比，具有消耗功率小，工效高，傳動平穩(wěn)，操作方便造價低等優(yōu)點。（ 2）池內不一致 3）吸出污泥的含水率高 2 行車式提板刮泥機 矩形 4— 30 （ 1）給水平流沉淀池（ 2）排水初次沉淀池 1/1001/500 0． 6 優(yōu)點（ 1）排泥次數(shù)可由污泥量確定（ 2）傳動部件可脫離水面，檢修方便（ 3）回程時，收起刮板，不擾動沉泥缺點：電器原件如設在戶外，易損壞 3 鏈板式刮泥機 矩形 ? 沉砂池 排水初次沉淀池 二次沉淀池 1/100 3 0． 6 0． 3 優(yōu)點（ 1）排泥效率高，在循環(huán)的牽引鏈上 ，每隔 2m左右裝有一塊刮板，使刮泥保持連續(xù)（ 2）刮泥批擗渣保持兩用，機構簡單。 矩形池有桁架式、鏈條傳動和鋼絲繩傳動的不同。 刮泥機 刮泥機主要應用于 廣泛用于城市污水處理廠及各種工業(yè)廢水處理工程中，功能是將輻射式沉淀池中沉淀后的污泥刮集和排除 ，在污水處理設備中起到至關重要的作用，是保證污水處理廠各種沉淀構建物正常運轉的關鍵設備。 CASS 反應池由預反應區(qū)和主反應區(qū)組成，預反應區(qū)控制在缺氧狀態(tài)，因此，提高了對難降解有機物的去除效果提高。 工藝流程： 圖 13 Ａ／Ｏ生物濾池處理工藝流程 應用范圍： 20xx～ 10000噸 /日以下的小城鎮(zhèn)污水處理廠 4) 改良 A2/O工藝： 改良 A2/O工藝綜合了 A2/O工藝和改良 UCT的優(yōu)點，有著良好的生物脫氮除磷效果，脫氮能力高于 A2/O工藝。 工藝流程： 圖 12 SPR除磷工藝流程