環(huán)模制粒機作為市場上常見的生物質成型設備之一,在生物質固化成型過程中扮演著非常重要的角色。近年來,我國在生物質顆粒固化成型課題研究與設備研發(fā)等方面取得了極大的進步,但制粒機關鍵零部件工作壽命低、制粒工藝不完善等問題仍然存在。本文根據(jù)臥式環(huán)模制粒機的工作要求,完成了制粒機參數(shù)如：環(huán)模轉速、主電機功率、單位面積功率、環(huán)模開孔率等的設計計算以及關鍵件的結構設計,并在此基礎上利用SolidWorks軟件完成了對臥式環(huán)模制粒機三維建模。根據(jù)秸稈等物料擠壓工藝的特點,本論文采用常溫成型的擠壓工藝并確定了顆粒成型的工藝路線。得到擠壓過程中環(huán)模�？椎牧W模型,計算出擠壓過程中�？變�(nèi)壁受到的正壓力和摩擦力公式；利用ANSYS軟件,采用的D-P模型來模擬物料的在擠壓過程中的變化規(guī)律,對物料在�？字械臄D壓過程進行模擬,發(fā)現(xiàn)在擠壓過程中入料口錐孔底部邊界應力最大。將常見的�？讌�(shù)(壓縮比、環(huán)�？讖�、錐孔角度、錐孔深度)參照正交表L25(56)安排試驗,并利用ANSYS軟件進行建模和分析,將擠壓過程中�？變�(nèi)壁的最大等效應力作為指標,進而得到擠壓時最佳的�？讌�(shù)：壓縮比為5.5：1、環(huán)�？讖綖�12mm、錐孔角度為30。、錐孔深度為8mm。在此基礎上根據(jù)環(huán)模�？椎呐帕蟹绞揭约伴_孔率設計了四種不同結構的環(huán)模,利用ANSYS對環(huán)模整體的1/4進行有限元分析,根據(jù)擠壓過程中�？變�(nèi)壁的力學模型,將擠壓過程中模孔內(nèi)壁的受力施加在有限元模型上。發(fā)現(xiàn)采用中心距為17.5mm,�？诪榈冗吶切闻帕�,開孔率為35.43%的環(huán)模更適合擠壓,該方案環(huán)模位移和應力值最小,一定程度上可以增加環(huán)模的使用壽命。利用ANSYS軟件對制粒機主軸進行了靜力學分析,得到制粒機主軸的位移和應力,其應力值遠小于材料的許用應力；完成了主軸的模態(tài)分析,提取前六階固有頻率和振型,并計算出主軸的臨界轉速,發(fā)現(xiàn)環(huán)模制粒機在工作時主軸不會發(fā)生共振,存在可以優(yōu)化的部分。利用ANSYS中的APDL參數(shù)化語言對制粒機主軸進行參數(shù)化建模,采用零階優(yōu)化的方法對制粒機主軸進行優(yōu)化,優(yōu)化的目標設定為體積最小,在滿足主軸強度要求的前提下,優(yōu)化后制粒機主軸體積減小16.1%,為主軸的輕量化設計提供了理論基礎。
【學位單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TK6

【參考文獻】

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3 邢獻軍;李濤;馬培勇;裴鈺;胡運龍;孫亞棟;李慧;;歐盟與中國生物質成型燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀對比[J];安徽科技;2015年01期

4 王明友;宋衛(wèi)東;吳今姬;王教領;王培雨;李尚昆;;生物質燃料固化成型技術研究進展[J];安徽農(nóng)業(yè)科學;2014年26期

5 閆金定;;我國生物質能源發(fā)展現(xiàn)狀與戰(zhàn)略思考[J];林產(chǎn)化學與工業(yè);2014年04期

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10 張彥民;于振文;王冠;;生物質顆粒成型機理與環(huán)模性能研究[J];農(nóng)機化研究;2013年10期

本文編號：2820167