面向熔射快速制模的机器人自动研磨系统的开发

为解决熔射制造大中型汽车覆盖件模具过程中人工研磨时间长、劳动强度大等问题,建立了面向熔射快速制模的机器人自动研磨系统。在该系统上进行机器人研磨工艺参数实验研究,得到了研磨角度、机器人行走速度和路径对研磨表面质量的影响规律;在此基础上选择合适的研磨条件,在通过等离子熔射制造的模具表面皮膜上进行了研磨实验。实验研究结果表明,保持适当的研磨压力,选取合理的机器人行走速度、研磨角度、进给量,可得到较好的研磨效果。该机器人自动研磨系统适用于熔射制造的模具及一般模具的研磨过程。

夹管型橡胶真空界面阀的设计及流通性能分析

真空界面阀作为真空排污系统的核心部件,作用是在非工作状态下把真空管道内真空与外界大气阻隔开,在工作状态下阀体打开利用负压将污物抽走,设计一款可靠、实用的真空界面阀对整个真空排污系统非要重要,本文设计一款夹管型橡胶真空界面阀,利用橡胶材料的拉伸实验数据,确定橡胶材料的本构模型,导入ANSYS Workbench中对橡胶阀体进行有限元分析,确定真空界面阀主体所采用橡胶的厚度,并具体分析了该厚度阀体闭合状态下的结构强度和密封性能,开启状态下的结构强度和流通开度,通过对实验结果的拟合,表明界面阀在两种状态下的密封性能、流通开度以及结构强度都达到了设计要求。

真空密封圈气密性研究

主要就真空马桶中密封圈的气密性进行了仿真研究,并建立了相应的几何模型,利用橡胶的单轴拉伸实验验证出符合的本构模型,在将本构模型运用到workbench中对其进行有限元分析,模拟了在不同的真空度、摩擦系数、几何公差下接触应力大小。发现不同的条件下密封圈的密封效果存在差异,密封圈与球阀接触面之间的应力情况,接触间隙都有一定范围变化,运用MATLAB分析模拟所得数据得出最优的设计参数。在结合相应的设计手册,对比模拟结果,验证接触应力是否符合相关标准,进行样机的实验测试,所设计的真空密封圈符合密封要求。

家用转鼓式人粪便堆肥箱的设计与试验研究

为实现人粪便无害化、资源化,设计了一种家用转鼓式人粪便堆肥箱,该堆肥箱包括箱体、进料系统、堆肥系统、加热系统、通风系统和控制系统等多个模块。其中,进料系统,能够满足堆肥过程中堆肥辅料的自动供给,大大节约了人力;堆肥搅拌系统,能够很好地对物料进行搅拌混合。对堆肥转鼓进行静力学分析,所受最大应力为5.797 MPa,结果符合设计要求。通过30 d好氧堆肥性能试验,得出温度、pH值、氧气浓度等好氧堆肥过程中相关理化指标的变化情况,并进行种子发芽试验。试验结果表明,堆肥产品已完全腐熟,堆肥箱性能符合好氧堆肥的要求。

室内真空排污系统空化影响因素研究

为了研究不同的含气率和压强对室内真空排污系统管内的空化影响,采用流体仿真软件FLUENT对真空界面球阀在不同含气率和压强下进行数值模拟,基于多相流和流体力学的理论,完成真空管内气液两相流的数值模拟,得到流场内液态水空化后气体含量以及对污物的输送性能影响。将所得的数据进行数据的比较,找到最满足室内真空排泄系统的最佳含气率和压强。结果表明:改变管内的压强,空化现象不明显;随着含气率的增加,液相中逐渐加入气相,气相对液相的作用越强,空化作用得到了加强。空化现象在含气率40%-45%明显,在提高含气率空化反而减弱。将所模拟的结果在室内真空排泄系统设备内进行实验验证,结果与模拟数据相一致。

基于水热碳化厕所黑水源分离处理的可行性分析

为解决传统集中式处理系统存在的工程量大、维护成本高、资源浪费等问题,将水热碳化技术用于厕所黑水源分离处理,提出了1种基于水热碳化的厕所黑水处理系统。试验设置温度梯度为200,210,220,230,240℃,反应停留时长为20,30 min,分析对比了反应产物的真空抽滤时长和滤渣含水率。结果表明:在200℃20 min、200℃30 min和210℃20 min 3组反应条件下抽滤时长>3 min,其余反应条件下均<1 min,随着反应温度的升高,滤渣的含水率逐渐下降。以处理量为200人/d对系统成本和能耗进行估算,系统成本和人均处理费用分别为10.3万元和0.08元。水热碳化后固体产物可进行资源化利用,废液和废气可通过真空蒸发和催化燃烧法进行处理。