?引言

作為污水處理的副產(chǎn)物——污泥通常是指城市污水處理和工業(yè)污水處理的固體廢物，大致可分為城市污泥和工業(yè)污泥兩大類。城市污泥的穩(wěn)定化無害化資源化利用一直是磚瓦行業(yè)及環(huán)境保護(hù)保工作者共同關(guān)注的課題。至于工業(yè)污泥則需要具體對(duì)待，有毒有害工業(yè)污泥需獲取相關(guān)處理資質(zhì)的專業(yè)化工廠才能處理。我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展及人民生活水平的不斷提高，加速我國城市污泥（為了便于敘述，以下簡稱污泥）產(chǎn)量的逐年遞増，而目前我國污泥穩(wěn)定化無害化資源化利用率僅20%～30%，預(yù)計(jì)2020年底，我國污泥產(chǎn)量將達(dá)到9000萬噸，考慮到污泥的主要成分中80%是水，有機(jī)質(zhì)僅占7%，可以形象地采用“似泥，非泥；似水，非水”來表達(dá)污泥的基本特征。顯然，如此高含水量的污泥會(huì)產(chǎn)生滲濾液，填埋之后仍會(huì)產(chǎn)生滲濾液。污泥如果不經(jīng)處理（如：臨時(shí)堆放等）或者處理不當(dāng)（如：簡單填埋），如果任其滲濾液滲入地下，其后果是不僅占用大量土地資源，污染地下水資源和土壤等，而且還破壞生態(tài)平衡，嚴(yán)重污染飲用水源及危害人們的身體健康，阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展等。

1 污染的利用現(xiàn)狀事實(shí)上，與污水處理相比，目前污泥處理的投入和重視程度嚴(yán)重滯后。根據(jù)污泥性質(zhì)和含水量的差異，國內(nèi)基本上形成了大致如下四類穩(wěn)定化無害化資源化利用生產(chǎn)技術(shù)：第一是好氧發(fā)酵+土地利用，第二是厭氧消化+干化+土地利用，第三是干化焚燒+填埋/再利用，第四是深度脫水+填埋技術(shù)。具體表現(xiàn)為以下幾種形式。

（1）污 泥 制 磚污泥制磚是指將污泥經(jīng)過一定處理篩選及脫水后，污泥與其他原料或外加劑混合，加壓成型，干燥后入窯燒結(jié)后獲得污泥磚產(chǎn)品。污泥制磚有兩種生產(chǎn)方式，一種是干化后的污泥直接用于制磚；另一種是利用污泥焚燒成灰燼制磚。其制磚生產(chǎn)工藝大致相同，原料配料→制坯→干燥→燒結(jié)→成品。

（2）污泥制作陶粒陶粒是一種人造粗集料，因質(zhì)輕、高強(qiáng)及保溫等特性備受人們喜愛，是一種具有發(fā)展?jié)摿Φ男滦徒ㄖ牧现破贰８男晕勰嘟?jīng)過一定處理篩選及脫水后可以制成陶粒。污泥陶粒的制備通常是采用黏土和爐渣為輔料，污泥為主要原料，經(jīng)過燒結(jié)成球后形成具有一定硬度、吸附能力的濾料，這種濾料可應(yīng)用于污水處理。也有采用污泥、黏土以及一定量的燃料制備污泥陶粒的生產(chǎn)方式。

（3）污泥制作水泥污泥脫水后既可以用于制作水泥的原材料，也可以起到提供熱值的作用。利用污泥焚燒成灰燼制作“生態(tài)水泥”，極大限度地降低了廢物處理的負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了污泥的資源化。利用污泥制作“生態(tài)水泥”大致有三種工藝流程，第一是污泥脫水后直接利用，第二是對(duì)污泥進(jìn)行人工干燥，第三是污泥焚燒成灰燼利用。無論哪種工藝流程，污泥中無機(jī)物的成分必須符合水泥的生產(chǎn)技術(shù)要求，確保獲得符合國家標(biāo)準(zhǔn)的水泥熟料。目前，污泥制作的“生態(tài)水泥”與普通硅酸鹽水泥相比在某些性能方面更為優(yōu)越。

（4）污泥制作其他建筑材料除了污泥制磚、污泥制陶粒及污泥制作水泥外，還有很多其他資源化利用途徑。例如利用污泥制作陶瓷墻地磚制品、玻璃制品、微晶玻璃制品及生化纖維板等。考慮到污泥焚燒灰燼成分中含有一定量的Fe2O3 和P2O5等晶核物質(zhì)，因此污泥焚燒成灰燼適合制作微晶玻璃制品。污泥為原料制造生化纖維板的主要原理就是利用活性污泥中的生物質(zhì)含量，這些生物質(zhì)中所含有機(jī)物和酶，即粗蛋白和球蛋白網(wǎng)，這兩種大分子有機(jī)物質(zhì)能溶解于酸、堿、鹽的水溶液中，利用這一特性，在堿性條件下對(duì)污泥加熱，再經(jīng)過干燥、加壓等工藝便會(huì)發(fā)生蛋白質(zhì)的變性作用，利用蛋白質(zhì)的變性作用制作蛋白膠（俗稱活性樹脂），再經(jīng)過漂白、脫脂等工藝壓制成板材。

2 污泥無害化利用的關(guān)鍵設(shè)備由此可見，污泥穩(wěn)定化無害化資源化利用生產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵就是污泥的過濾脫水（壓濾脫水），板框式壓濾機(jī)（也稱室式壓濾機(jī)或廂式壓濾機(jī)）是污泥最有效的過濾脫水設(shè)備。 板框式壓濾機(jī)（區(qū)別于帶式壓濾機(jī)，因帶式壓濾機(jī)的壓濾過濾推動(dòng)力較小，污泥處理后所得污泥餅——污泥渣之含水量通常較高，不利于污泥渣的運(yùn)輸及資源化利用）按所用壓濾板（簡稱濾板）濾布的排列方式可大致區(qū)分為立式（濾板垂直疊壓后形成過濾室）板框式壓濾機(jī)和臥式（濾板水平疊壓后形成過濾室）板框式壓濾機(jī)兩種結(jié)構(gòu)形式；但因立式板框式壓濾機(jī)濾餅的剝離卸除操作比較困難等，因此，目前污泥處理廣泛應(yīng)用的板框式壓濾機(jī)幾乎都是臥式板框式壓濾機(jī)（也簡稱為板框式壓濾機(jī)，除非另有說明）。同時(shí)，板框式壓濾機(jī)按濾板壓緊力的產(chǎn)生方式又可區(qū)分為液壓壓緊型（由液壓油推動(dòng)油缸柱塞產(chǎn)生壓緊濾板濾布的作用力）板框式壓濾機(jī)和機(jī)械作用壓緊型（如：螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等產(chǎn)生壓緊濾板濾布的作用力）板框式壓濾機(jī)。考慮到目前污泥處理要求獲得較低含水率的污泥餅（污泥渣），那么污水泥漿所需的壓濾脫水阻力較大，一方面，可節(jié)約人類賴以生存的有限的水資源；另一方面，可大幅度地降低運(yùn)輸污泥餅（污泥渣）至填埋場(chǎng)等運(yùn)輸費(fèi)用或降低污泥資源化處理的生產(chǎn)成本等。但因機(jī)械作用壓緊型板框式壓濾機(jī)的壓緊力通常較小，顯然經(jīng)機(jī)械作用壓緊型板框式壓濾機(jī)處理后所得污泥餅（污泥渣）的含水量通常偏高。所以說，目前污泥處理過程中，機(jī)械作用壓緊型板框式壓濾機(jī)已逐漸被液壓壓緊型板框式壓濾機(jī)所取代。事實(shí)上，實(shí)踐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)也表明：板框式壓濾機(jī)框架的受力及其變形（剛性）的大小在一定范圍內(nèi)嚴(yán)重影響板框式壓濾機(jī)的工作可靠性及其壓濾脫水效率的高低等。具體說來就是：如果壓濾機(jī)框架的剛性越大，其變形就越小，那么所得的污泥餅（污泥渣）的含水量就越低，水資源的節(jié)約率就越高，生產(chǎn)成本就越低；反之，若壓濾機(jī)框架的剛性越小，其變形就越大，那么所得的污泥餅（污泥渣）的含水量就越高，水資源的節(jié)約率就越低，生產(chǎn)成本就越高，還易造成板框式壓濾脫水操作過程中漏漿（也稱“跑漿”），嚴(yán)重時(shí)甚至造成板框式壓濾機(jī)后橫梁（也稱尾板）的斷裂等安全生產(chǎn)事故。所以說，積極研究和探討板框式壓濾機(jī)框架的受力分析及其變形的大小，推導(dǎo)出其強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì)計(jì)算或校核公式，據(jù)此合理地設(shè)計(jì)板框式壓濾機(jī)框架的強(qiáng)度和剛度，能最大限度地提高板框式壓濾機(jī)的工作可靠性及壓濾脫水效率等，從而提高污水處理及污泥資源化利用（如：污泥制磚等）生產(chǎn)企業(yè)的市場(chǎng)競爭能力及其經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)促進(jìn)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展等具有非常重要的意義。

3 板框式壓濾機(jī)的構(gòu)造目前，國內(nèi)外污泥壓濾脫水等生產(chǎn)企業(yè)廣泛應(yīng)用的液壓壓緊型板框式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1，液壓壓緊型板框式壓濾機(jī)是集機(jī)、電、液于一體的自動(dòng)化程度較高的固液分離設(shè)備，它主要由主機(jī)部分、過濾部分、液壓部分和電氣控制部分等組成。

3.1 主機(jī)部分液壓壓緊型板框式壓濾機(jī)通常利用頭部支架和尾部支架支承整臺(tái)設(shè)備的重量。尾部后橫梁（與濾板濾布接觸處制有漏水收集溝槽，俗稱尾板、也稱止推板）和進(jìn)漿管相連接，頭部前橫梁內(nèi)安裝有液壓油缸及柱塞壓緊裝置，頭部前橫梁與尾部后橫梁兩側(cè)由拉緊桿 （工作時(shí)，因?yàn)V板在拉桿上需縱向移動(dòng)，所以拉桿也稱為導(dǎo)桿）連接成一整體。考慮到板框式壓濾機(jī)工作時(shí)，拉桿既承受壓緊裝置所產(chǎn)生的壓緊力（縱向）又承受濾板濾布及污水泥漿等過濾物的重量（垂直方向）。而且頭部前橫梁與尾部后橫梁通常相距較遠(yuǎn)，因此每側(cè)拉桿中間需設(shè)有一個(gè)或兩個(gè)支柱支承等，以減少拉桿在垂直方向的彎曲變形等，確保油缸柱塞帶動(dòng)推壓板（與濾板濾布接觸處制有漏水收集溝槽，也稱頭板）產(chǎn)生預(yù)定的壓緊濾板濾布的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)（俗稱緊榨）和退回卸餅（污泥餅——污泥渣）運(yùn)動(dòng)（俗稱松榨），從而實(shí)現(xiàn)污水泥漿等壓濾脫水操作。由此可見，主機(jī)部分是壓濾機(jī)的基礎(chǔ)，用于支撐過濾機(jī)構(gòu)及連接其他部件，通常包括前橫梁、油缸柱塞壓緊裝置、推壓板（俗稱頭板）、后橫梁（俗稱尾板、也稱止推板）和拉桿（也稱導(dǎo)桿）等組成。液壓壓緊型板框式壓濾機(jī)工作時(shí)，油缸柱塞推動(dòng)推壓板，將位于推壓板和止推板之間的濾板濾布依次壓緊，確保具有一定工作壓力（過濾推動(dòng)力）的污水泥漿等在濾板濾布所形成的濾室內(nèi)完成加壓過濾脫水操作而獲得含水率約20%左右的污泥餅（污泥渣）等。

3.2 過濾部分過濾部分主要是由濾板和濾布（也稱過濾布）等組成。濾板是中間有圓孔（待過濾漿料的通道）兩端向內(nèi)凹入，且具有許多相互連通的排水溝槽的圓柱形盤狀零件。其頂部制有濾布托架，便于安裝濾布。濾板兩側(cè)部制有支撐耳，可通過支撐耳垂直支承在兩側(cè)導(dǎo)桿上。目前濾板的常用材料主要是鑄造鋁合金、鑄鐵、鑄不銹鋼和工程塑料等，因鑄造鋁合金和鑄不銹鋼濾板的鑄造性能差和機(jī)械切削加工性能較差，生產(chǎn)成本較高，通常僅適用于釀酒、食品和化工等特殊行業(yè)。由于鑄鐵濾板的鑄造性能和機(jī)械切削加工性能良好，加工后表面噴塑處理后即可適用于污水泥漿等壓濾脫水操作。但鑄鐵濾板的材料消耗大、重量大，人工拉開濾板卸餅（污泥餅——污泥渣）時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大；此外，為了確保濾布免遭鑄鐵濾板排水溝槽的劃傷等損害，鑄鐵濾板兩側(cè)表面的排水溝槽表面須安裝（覆蓋）多孔的鋁質(zhì)薄圓板（俗稱濾水板）。即使如此，壓濾脫水操作時(shí)，濾布仍會(huì)擠入鋁質(zhì)濾水板的濾水孔中而損壞，總之，采用鑄鐵濾板壓濾脫水操作時(shí)，濾布的破損率較高，壓濾脫水操作生產(chǎn)成本較高。因此隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鑄鐵濾板已逐漸被塑料濾板所取代，所以說，目前污泥壓濾脫水等生產(chǎn)企業(yè)廣泛應(yīng)用的板框式壓濾機(jī)幾乎都是采用塑料濾板進(jìn)行壓濾脫水操作的。目前，塑料濾板的常用材質(zhì)主要是聚乙烯、聚丙烯、增強(qiáng)聚丙烯、填充聚四氟乙烯、尼龍、聚甲醛和超高分子量聚乙烯等。因超高分子量聚乙烯是一種新型高效節(jié)能材料，具有耐壓性能好、耐磨性能好、耐熱性能好、耐腐蝕、抗沖擊、重量輕、防粘接性能好、易于壓注成形和機(jī)械切削加工性能良好等優(yōu)點(diǎn)，并且使用壽命長（通常為聚丙烯濾板的4～6倍，鑄鐵濾板的3～9倍）及價(jià)格適中。同時(shí)考慮到目前污泥處理企業(yè)要求所得污泥餅（污泥渣）的含水率也越來越低，那么污水泥漿等所需的過濾脫水阻力大，要求塑料濾板應(yīng)具有較高的耐壓和耐磨性能等。由此可見，超高分子量聚乙烯塑料濾板是目前污泥壓濾脫水生產(chǎn)企業(yè)等板框式壓濾機(jī)的最佳選擇。

濾布屬于機(jī)織物，是由經(jīng)、緯兩系統(tǒng)紗線在織機(jī)上相互交織而成的織物。濾布又是一種過濾介質(zhì)，通常由合成纖維制成。合成纖維是化學(xué)纖維中的一類，它是利用煤、石油和天然氣等為原料，經(jīng)提煉和化學(xué)合成作用而制成，包括：腈綸、滌綸、錦綸、維綸、氯綸及尼龍等，它們不僅具有不發(fā)霉、不被蟲蛀、質(zhì)地輕、耐磨、耐酸堿、表面光潔及過濾后形成的濾餅剝離性好等特點(diǎn)，而且還具有抗拉、抗彎、抗磨等物理機(jī)械強(qiáng)度高及化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，因此合成纖維濾布是目前過濾行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的濾布。同時(shí)，考慮到濾布的選用和使用對(duì)物料（漿料）的過濾效果具有決定性的作用，所以說，選用濾布時(shí)須根據(jù)過濾漿料的PH值、固含量的多少、固體微粒物的粒徑等因素選用適宜材質(zhì)和適宜孔徑的高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)濾布，可確保獲得較低的過濾成本和較高的過濾效率。具體說來包括以下幾方面：

（1）濾布應(yīng)經(jīng)久耐用。

（2）濾布應(yīng)具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。

（3）濾布應(yīng)具有較高的物理機(jī)械強(qiáng)度。不管過濾漿料的多寡或密度的大小如何變化，濾布應(yīng)能從頭到尾保持恒定的過濾速度，為達(dá)到這一目標(biāo)，濾布必須具有較高的耐壓強(qiáng)度及耐磨強(qiáng)度等。

（4）濾布制作前應(yīng)先下水晾干，待濾布縮水后再制作。制作時(shí)，濾布的開孔直徑應(yīng)與濾板孔徑相等并且同心，然后通過兩側(cè)的銅質(zhì)空心螺釘、銅質(zhì)空心螺母（軸心是進(jìn)漿通道）將濾布?jí)壕o在濾板兩側(cè)的表面上。同時(shí)還要求濾布應(yīng)能在給定的時(shí)期內(nèi)保持恒定的過濾速度，如果過濾一開始，濾布的毛細(xì)孔就堵塞了，當(dāng)然就達(dá)不到過濾的目的，濾布應(yīng)該從頭到尾保持恒定的過濾速度。

（5）要求濾布在形成濾餅（如：污泥餅）之后，還能成為過濾介質(zhì)而起著過濾的作用，即形成濾餅的剝離性能良好。

（6）濾布不應(yīng)在使用過程中發(fā)生收縮變化或膨脹變化等。一般說來，濾布毛細(xì)孔堵塞的原因主要是在于組成濾布的纖維本身在使用過程中發(fā)生收縮變化或膨脹變化等造成的。

（7）移動(dòng)濾板剝離卸除濾餅時(shí)，用力應(yīng)均勻適當(dāng)，不得沖擊碰撞等，以免損壞濾板密封面及濾板手把等。通常濾布使用一段時(shí)間后會(huì)變硬或發(fā)生毛細(xì)孔的堵塞等現(xiàn)象，需采用適宜的洗滌方法，如：采用相應(yīng)低濃度的弱酸弱堿液進(jìn)行中和清洗后，可以使其恢復(fù)到足以繼續(xù)使用的程度，否則須及時(shí)更換濾布。3.3 液壓部分液壓部分主要指液壓站，它是驅(qū)動(dòng)油缸柱塞壓緊裝置產(chǎn)生預(yù)定的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)壓緊各濾板濾布的動(dòng)力裝置。主要由三相異步電動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、軸向柱塞泵（高壓油泵的一種）、三位四通電磁換向閥、溢流閥、液控單向閥、濾油器、油路塊（俗稱集成塊）、油箱、壓力表、壓力表開關(guān)和油壓管路等組成。3.4 電氣控制部分電氣控制部分是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，在電磁換向閥、行程開關(guān)及電接點(diǎn)壓力表的共同作用下，實(shí)現(xiàn)油缸柱塞的“前進(jìn)”、“后退”和“停止”等動(dòng)作。同時(shí)，由于液壓傳動(dòng)裝置不可避免的存在液壓密封件的磨損、液壓油的污染及液壓油的泄漏等缺陷，會(huì)造成濾板濾布?jí)壕o力的降低，一旦液壓缸內(nèi)部油液壓力（嚴(yán)格地說，應(yīng)為壓強(qiáng)）降低至某一預(yù)定值后，電接點(diǎn)壓力表立即發(fā)訊，迅速起動(dòng)油泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)，再次向油缸工作腔供油（俗稱灌油），確保濾板濾布?jí)壕o力在一定范圍內(nèi)大致恒定不變。否則，就會(huì)“漏漿”，污染生產(chǎn)環(huán)境，不利于文明生產(chǎn)。此外，還具有欠電壓、過電壓和過電流保護(hù)等功能。

4 液壓壓緊型板框式壓濾機(jī)工作原理目前，國內(nèi)外污泥壓濾脫水等生產(chǎn)企業(yè)廣泛應(yīng)用的液壓壓緊型板框式壓濾機(jī)的液壓原理。按下“柱塞前進(jìn)”按鈕時(shí)，啟動(dòng)油泵電動(dòng)機(jī)，油泵由油箱經(jīng)濾油器過濾后吸入液壓油，液壓油輸出后，進(jìn)入油路塊和三位四通電磁換向閥，此時(shí)因三位四通電磁換向閥處于中間位置，油泵卸荷。同時(shí)，時(shí)間繼電器開始延時(shí)，延時(shí)幾秒（可調(diào)）后，三位四通換向閥用電磁鐵1CT得電，油泵輸出的壓力油進(jìn)入液壓油缸無桿腔并推動(dòng)柱塞帶動(dòng)推壓板及濾板濾布實(shí)現(xiàn)“前進(jìn)”的動(dòng)作。在推壓板、濾板濾布和止推板靠緊時(shí)，液壓油缸內(nèi)的油液壓力迅速上升，當(dāng)液壓油缸無桿腔內(nèi)的油液壓力上升到電接點(diǎn)壓力表YX的上限（可調(diào)）時(shí)，電接點(diǎn)壓力表YX立即發(fā)訊迫使1CT失電，結(jié)果油缸柱塞立即停止“前進(jìn)”的動(dòng)作，延時(shí)幾秒后油泵電機(jī)停止工作，這時(shí)液壓系統(tǒng)因液控單向閥的關(guān)閉作用而自動(dòng)形成鎖緊保壓過濾回路。然后再次起動(dòng)進(jìn)漿泵（液壓柱塞泥漿泵），此時(shí)污水泥漿由泥漿攪拌池或污水聚集池（采用攪拌機(jī)攪拌防止固體顆粒懸浮物沉淀）經(jīng)進(jìn)漿管路和止推板上的進(jìn)漿口依次進(jìn)入各濾板濾布所組成的濾室內(nèi)進(jìn)行壓濾脫水操作。當(dāng)污水泥漿等壓濾脫水操作結(jié)束時(shí)，需要油缸柱塞“退回”運(yùn)動(dòng)，此時(shí)首先應(yīng)停止進(jìn)漿泵（液壓柱塞泥漿泵）的工作，然后開啟止推板上進(jìn)漿管路上的泥漿轉(zhuǎn)換開關(guān)，將剩余（未完成過濾脫水操作）的漿料全部排回泥漿攪拌池或污水聚集池后，再次按下油缸柱塞“退回”按鈕，油泵電機(jī)立即起動(dòng)，同時(shí)三位四通換向閥用電磁鐵2CT得電，油泵輸出的壓力油進(jìn)入液壓油缸的有桿腔并推動(dòng)柱塞快速退回，當(dāng)油缸柱塞退回到終點(diǎn)并壓下行程開關(guān)XK時(shí)，行程開關(guān)XK立即發(fā)訊迫使2CT失電，油缸柱塞停止“退回”動(dòng)作，延時(shí)幾秒后油泵停止工作。最后人工拉開濾板，搬出污泥餅（污泥渣），卸除污泥餅（污泥渣）后，清潔和（或）清洗濾布。這樣就完成了污水泥漿等過濾脫水操作。若在脫水過濾過程中，因液壓油的泄漏等引起液壓油缸內(nèi)油液壓力的下降，當(dāng)液壓油液的壓力下降到電接點(diǎn)壓力表YX調(diào)定的油壓下限值（可調(diào)）時(shí)，電氣控制系統(tǒng)將自動(dòng)起動(dòng)油泵電機(jī)，向油缸柱塞壓緊裝置進(jìn)行補(bǔ)能（灌油），迫使油缸無桿腔內(nèi)的液壓油之壓力再次上升到電接點(diǎn)壓力表YX調(diào)定的油壓上限值，然后又自動(dòng)斷開電源，油泵停止供油，再次形成鎖緊保壓過濾回路，這樣循環(huán)可確保污水泥漿等壓濾脫水過程中所產(chǎn)生的液壓緊力的相對(duì)恒定，從而獲得含水量較低及含水量相對(duì)恒定的污泥餅（污 泥 渣）等 。

5 基本假設(shè)目前，國內(nèi)外污泥壓濾脫水等生產(chǎn)企業(yè)廣泛應(yīng)用的液壓壓緊型板框式壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，板框式壓濾機(jī)框架是板框式壓濾機(jī)的主要承載構(gòu)件，不僅需要支承所有濾板、濾布及推壓板（俗稱頭板）的重量、所有濾板、濾布、推壓板及后橫梁（俗稱尾板，也稱止推板）所形成的所有過濾室內(nèi)填充物（待過濾物）的重量，而且還要承受濾板濾布的壓緊力（油缸柱塞的推壓力）以及過濾物料（漿料）產(chǎn)生的過濾推動(dòng)力等。所以說，為了簡化板框式壓濾機(jī)框架強(qiáng)度和剛度的設(shè)計(jì)計(jì)算，我們可以將板框式壓濾機(jī)框架簡化為一個(gè)封閉的“四邊形”框架（俗稱“矩形”框架）如圖4所示，顯然這是一個(gè)超靜定系統(tǒng)（也稱靜不定系統(tǒng)或靜不定構(gòu)件）[3] [5]。眾所周知，靜不定構(gòu)件是一個(gè)整體的受力構(gòu)件，當(dāng)外力作用下，各構(gòu)件之間存在著復(fù)雜的受力變形制約（協(xié)調(diào)）關(guān)系，通常是不能簡單地將靜不定構(gòu)件簡化成或者拆分成“梁狀”構(gòu)件和“桿狀”構(gòu)件的組合體等。

7 實(shí)踐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，一般來說剪力對(duì)板框式壓濾機(jī)框架（“矩形”構(gòu)件）的破壞作用極小，因此強(qiáng)度和剛度設(shè)計(jì)計(jì)算或校核時(shí)通常可忽略剪力的影響，因此，我們可以根據(jù)板框式壓濾機(jī)框架的彎矩圖和軸力圖（如圖8所示），對(duì)板框式壓濾機(jī)框架進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算或強(qiáng)度校核。同時(shí)圖8也表明，板框式壓濾機(jī)框架后橫梁中截面處既承受較大的彎曲拉應(yīng)力，又承受較大的軸向拉應(yīng)力，兩者迭加后易達(dá)到材料的斷裂應(yīng)力（抗拉強(qiáng)度極限），并且球墨鑄鐵（如：QT600-3等）、鑄鋼（如：ZG35等）和普通碳素結(jié)構(gòu)鋼（如：Q235A等）材料的抗拉能力通常比抗壓能力差。值得注意的是若設(shè)計(jì)制造考慮欠妥時(shí)，其后果是易造成板框式壓濾機(jī)框架后橫梁受到破壞甚至斷裂等安全隱患，這是板框式壓濾機(jī)框架設(shè)計(jì)制造過程中應(yīng)避免的毀壞性事故。實(shí)踐生產(chǎn)中確實(shí)也發(fā)生了板框式壓濾機(jī)框架后橫梁斷裂的事故，這與理論分析及設(shè)計(jì)計(jì)算是完全吻合的。同時(shí)也驗(yàn)證了采用板框式壓濾機(jī)框架強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算或校核公式設(shè)計(jì)制造板框式壓濾機(jī)是安全可靠的。

8 剛度的設(shè)計(jì)計(jì)算如圖1及圖5所示，板框式壓濾機(jī)工作時(shí)，在濾板濾布的壓緊力（油缸柱塞的推壓力）的作用下，板框式壓濾機(jī)框架在濾板濾布的壓緊方向——板框式壓濾機(jī)框架的長度方向（縱向）和寬度方向（橫向）都產(chǎn)生了變形。實(shí)踐生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明：板框式壓濾機(jī)框架在其寬度方向（橫向）所產(chǎn)生的變形f0遠(yuǎn)小于在長度方向（縱向）所產(chǎn)生的變形量。若板框式壓濾機(jī)在濾板濾布的壓緊方向——板框式壓濾機(jī)的長度方向（縱向）的變形量過大，那么就會(huì)造成所獲得的濾餅（污泥餅，污泥渣）等的含水率過高，降低其壓濾脫水效率，嚴(yán)重時(shí)，甚至產(chǎn)生漏漿（也稱“跑漿”）等，浪費(fèi)原材料，污染生產(chǎn)環(huán)境，不利于文明生產(chǎn)等。因此，設(shè)計(jì)制造板框式壓濾機(jī)框架時(shí)，必須限制板框式壓濾機(jī)框架縱向變形量的 大小，才能確保板框式壓濾機(jī)的正常工作和提高其壓濾脫水效率。板框式壓濾機(jī)框架在濾板濾布的壓緊方向（板框式壓濾機(jī)長度方向——縱向）所產(chǎn)生的最大變形量，所以說，我們可以根據(jù)上述設(shè)計(jì)計(jì)算公式對(duì)板框式壓濾機(jī)框架進(jìn)行剛度設(shè)計(jì)計(jì)算或剛度校核。

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