發(fā)布時(shí)間：2017-06-15 11:08

  本文關(guān)鍵詞：生物質(zhì)制粒機(jī)環(huán)模輾環(huán)成形工藝與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：農(nóng)林廢棄物作為我國農(nóng)村能源的重要組成部分,與傳統(tǒng)的化石能源如石油、煤炭、天然氣等相比,具有可再生、再生周期短、可生物降解、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn),是重要的生物質(zhì)資源。生物質(zhì)燃料是合理利用生物質(zhì)資源的有效途徑,其中,生產(chǎn)生物質(zhì)燃料的主要方式是利用環(huán)模制粒機(jī)將農(nóng)林廢棄物加工成致密燃燒顆粒。而環(huán)模是環(huán)模制粒機(jī)的核心部件,其質(zhì)量直接影響制粒效率和設(shè)備使用壽命。生物質(zhì)原料由于纖維度高等特性,使得環(huán)模較易磨損、開裂,造成其質(zhì)量差、使用壽命低的缺點(diǎn),已成為嚴(yán)重制約生物質(zhì)燃料顆粒推廣的一大因素。從制造工藝與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面來提高環(huán)模的力學(xué)性能和使用壽命已成為業(yè)內(nèi)人士研究熱點(diǎn)。本文圍繞生物質(zhì)顆粒成型機(jī)理、環(huán)模輾環(huán)成形新工藝和環(huán)模結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行了分析研究。主要研究內(nèi)容及成果如下:(1)環(huán)模輾環(huán)成形新工藝設(shè)計(jì):對環(huán)模典型的加工工藝展開研究,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有工藝的不足,提出環(huán)模輾環(huán)制造工藝,將輾環(huán)成形工藝首次用在環(huán)模的加工工藝中,實(shí)現(xiàn)了環(huán)模輾環(huán)制造工藝;環(huán)模屬于典型的外溝形異形環(huán),輾環(huán)過程困難,因此本文對外溝形環(huán)件輾環(huán)過程做了系統(tǒng)的分析,建立了外溝形環(huán)件輾環(huán)過程的數(shù)學(xué)模型,分析了軋制條件和芯輥、驅(qū)動(dòng)輥的合理取值范圍,并設(shè)計(jì)了環(huán)模輾環(huán)方案和工藝參數(shù)。(2)環(huán)模輾環(huán)成形新工藝仿真計(jì)算與實(shí)驗(yàn):基于Simufact軟件對環(huán)模輾環(huán)工藝進(jìn)行了虛擬加工,對預(yù)設(shè)方案的成形缺陷進(jìn)行優(yōu)化,確立“半閉式孔型與加長芯輥”的徑向軋制方案;分析了芯輥進(jìn)給速度和驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)速對軋制力和等效塑性應(yīng)變的影響,確立了環(huán)模合理的輾環(huán)工藝參數(shù);進(jìn)行了輾環(huán)加工實(shí)驗(yàn),產(chǎn)品質(zhì)量合格;對環(huán)件進(jìn)行了拉伸試驗(yàn),得到輾環(huán)工藝下環(huán)模鍛件力學(xué)性能大幅提高。(3)生物質(zhì)燃料顆粒成型機(jī)理研究:對環(huán)模制粒機(jī)的制粒機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,將制粒區(qū)域分成了備料區(qū)、變形區(qū)和擠壓成型區(qū),并對各個(gè)區(qū)域的工作狀態(tài)進(jìn)行了闡述,推導(dǎo)出生物質(zhì)原料在模輥機(jī)構(gòu)中的攝取條件,然后分析了�？赘鹘Y(jié)構(gòu)參數(shù)對環(huán)模強(qiáng)度和制粒過程的影響規(guī)律。(4)環(huán)模結(jié)構(gòu)優(yōu)化:對環(huán)模結(jié)構(gòu)受力進(jìn)行理論計(jì)算,并對結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行模擬分析;通過對�？资芰Ψ治�,得到錐角區(qū)域受力較大,較易磨損,并以錐角角度為自變量,以錐角處受力狀態(tài)為應(yīng)變量進(jìn)行分析,得到最適錐角角度;通過研究環(huán)模最大應(yīng)力隨厚度變化的趨勢,得到厚度對最大應(yīng)力的影響規(guī)律,確定了保證環(huán)模強(qiáng)度的厚度要求。最后通過用戶生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)得到,采用輾環(huán)成形新工藝和結(jié)構(gòu)優(yōu)化參數(shù)生產(chǎn)的環(huán)模,其性能、壽命和綜合效益得到了有效提高。
【關(guān)鍵詞】：生物質(zhì)燃料 制粒機(jī) 環(huán)模 輾環(huán)成形 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK6;TG335
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-20
• 1.1 研究背景和意義11-13
• 1.2 生物質(zhì)固化成型設(shè)備與工作原理13-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和成果15-19
• 1.3.1 生物質(zhì)成型設(shè)備的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 環(huán)模制粒機(jī)結(jié)構(gòu)分析的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 環(huán)模制造工藝的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-19
• 1.4 本課題主要研究內(nèi)容19-20
• 第二章 環(huán)模輾環(huán)成形工藝分析20-38
• 2.1 環(huán)模傳統(tǒng)的制造工藝20-23
• 2.1.1 環(huán)模常用材料20-21
• 2.1.2 環(huán)模典型的加工工藝21-22
• 2.1.3 環(huán)模熱處理工藝22-23
• 2.2 環(huán)模輾環(huán)成型工藝簡介23-26
• 2.2.1 輾環(huán)成形原理及概況24-25
• 2.2.2 環(huán)模輾環(huán)成形工藝介紹25-26
• 2.3 環(huán)模輾環(huán)成形工藝參數(shù)設(shè)計(jì)26-37
• 2.3.1 外溝形環(huán)件輾環(huán)過程的數(shù)學(xué)模型26-33
• 2.3.2 環(huán)模輾環(huán)成形結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)33-37
• 2.4 本章小結(jié)37-38
• 第三章 環(huán)模輾環(huán)工藝的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)分析38-51
• 3.1 環(huán)模有限元模型的建立38-42
• 3.1.1 Simufact軟件介紹38-40
• 3.1.2 環(huán)模輾環(huán)過程有限元模型的建立40-42
• 3.2 環(huán)模輾環(huán)成形工藝方案的仿真分析42-44
• 3.2.1 初始方案模擬以及產(chǎn)生的問題42-43
• 3.2.2 改進(jìn)方案的設(shè)計(jì)43-44
• 3.2.3 輾環(huán)優(yōu)化方案的仿真分析44
• 3.3 環(huán)模輾環(huán)成形工藝參數(shù)的仿真分析44-47
• 3.3.1 芯輥進(jìn)給速度對環(huán)模輾環(huán)成形的影響規(guī)律46
• 3.3.2 驅(qū)動(dòng)輥轉(zhuǎn)速對環(huán)模輾環(huán)成形的影響規(guī)律46-47
• 3.4 環(huán)模輾環(huán)成形實(shí)驗(yàn)分析47-50
• 3.4.1 輾環(huán)加工實(shí)驗(yàn)48-49
• 3.4.2 拉伸試驗(yàn)49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第四章 環(huán)模結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分析51-66
• 4.1 環(huán)模制粒機(jī)制粒機(jī)理與主要參數(shù)分析51-56
• 4.1.1 環(huán)模制粒機(jī)的制粒過程51-52
• 4.1.2 環(huán)模擠壓區(qū)域參數(shù)分析52-55
• 4.1.3 環(huán)模�？讌�(shù)分析55-56
• 4.2 環(huán)模制粒過程的力學(xué)分析56-59
• 4.2.1 擠壓過程環(huán)模內(nèi)表面的受力分析56-58
• 4.2.2 擠壓過程�？资芰Ψ治�58-59
• 4.3 環(huán)模結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析59-64
• 4.3.1 �？捉Y(jié)構(gòu)優(yōu)化分析59-61
• 4.3.2 環(huán)模厚度優(yōu)化分析61-64
• 4.4 用戶生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證64-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 第五章 論文總結(jié)與展望66-68
• 5.1 總結(jié)66-67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 致謝72-73
• 附錄73-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與課題研究74

【相似文獻(xiàn)】

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