【摘要】：固體成型技術(shù)可使松散的生物質(zhì)致密化,提高生物質(zhì)能量密度和燃燒特性,同時(shí)也能解決生物質(zhì)儲(chǔ)運(yùn)難題,是實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)綜合化、規(guī)�；玫闹匾夹g(shù)手段。但是目前該技術(shù)發(fā)展存在一些瓶頸,如成型產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,產(chǎn)量低,設(shè)備振動(dòng)大、能耗較高等問題。因此,開展相關(guān)生物質(zhì)固化成型技術(shù)的研究對(duì)于生物質(zhì)能源的利用具有重要意義。 本文以環(huán)模壓塊成型技術(shù)為研究對(duì)象,在分析壓縮過程中生物質(zhì)粒子形變的基礎(chǔ)上,根據(jù)環(huán)模壓塊成型工藝特點(diǎn),得出壓塊成型過程中生物質(zhì)粒子的主要粘結(jié)機(jī)制。在此基礎(chǔ)上,對(duì)成型機(jī)壓輥、攪龍等部件的受力進(jìn)行了理論分析,得出了其載荷變化規(guī)律以及關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)對(duì)成型機(jī)穩(wěn)定性的影響,結(jié)合碾切成型理論,確定了成型機(jī)優(yōu)化改進(jìn)方案。 為獲得生物質(zhì)壓塊成型規(guī)律,本文以生物質(zhì)種類、含水率,成型機(jī)�？捉Y(jié)構(gòu)以及輥模間隙和壓輥轉(zhuǎn)速為試驗(yàn)參數(shù),以成型塊松弛密度、成型單位能耗、生產(chǎn)率和成型率為評(píng)價(jià)指標(biāo),進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)。結(jié)果表明：隨含水率的增加,玉米秸、棉柴和稻秸的松弛密度、成型率、單位能耗均呈下降趨勢(shì),而生產(chǎn)率呈上升趨勢(shì),綜合考慮上述指標(biāo)間的關(guān)系,原料含水率在20%-25%之間時(shí),成型塊質(zhì)量和成型經(jīng)濟(jì)型指標(biāo)較好；壓輥轉(zhuǎn)速和輥模間隙影響生物質(zhì)在�？字械臏魰r(shí)間,而滯留時(shí)間決定著成型塊密度、成型率和生產(chǎn)率,通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的極差分析,得出適合成型的最佳壓輥轉(zhuǎn)速與輥模間隙分別為200r/min和2.5mm。為壓塊成型技術(shù)的提升優(yōu)化和碾切成型理論的完善提供數(shù)據(jù)支撐。 主軸系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性不僅影響相關(guān)部件的壽命而且影響著成型產(chǎn)品的質(zhì)量,本文首先建立主軸系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和質(zhì)量矩陣,基于有限元理論對(duì)其振動(dòng)響應(yīng)特性進(jìn)行模擬計(jì)算,深入分析了主軸系統(tǒng)的各階模態(tài)和陣型,優(yōu)化主軸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布局能有效避開工作頻率,減小壓輥位移,提高主軸系統(tǒng)剛性和抗振性；得到主軸系統(tǒng)最大響應(yīng)應(yīng)力與最大響應(yīng)位移隨頻率的變化規(guī)律,壓輥安裝處對(duì)應(yīng)的主軸段最大位移為0.696mm,最大應(yīng)力為140MPa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于主軸的許用應(yīng)力600MPa,滿足材料靜強(qiáng)度要求。工作頻率下,優(yōu)化后主軸系統(tǒng)的最大的位移為0.066mm,相比優(yōu)化前減小了兩個(gè)數(shù)量級(jí),主軸系統(tǒng)最大應(yīng)力為26.7MPa,小于材料的許用應(yīng)力 基于成型機(jī)主軸的S-N曲線以及疲勞損傷累積原理,采用名義應(yīng)力法建立成型機(jī)主軸疲勞壽命模型,對(duì)成型機(jī)主軸進(jìn)行了疲勞壽命分析,結(jié)果表明：主軸最小壽命8.4×105出現(xiàn)在截面突變處,與最大應(yīng)力出現(xiàn)位置一致,安全系數(shù)最小值僅為0.99,不滿足主軸疲勞強(qiáng)度要求；對(duì)主軸進(jìn)行優(yōu)化后,最小安全系數(shù)增加至2.3,滿足疲勞強(qiáng)度要求,且疲勞敏感性降低。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TK6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2798295