針對(duì)我國生物質(zhì)固化成型設(shè)備磨損嚴(yán)重以及功耗過高的特點(diǎn),總結(jié)分析了傳統(tǒng)生物質(zhì)成型設(shè)備的缺陷,借鑒了近幾年來生物質(zhì)固化成型技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果以及機(jī)床滑軌設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn),在已經(jīng)授權(quán)的新型滑塊柱塞式生物質(zhì)成型機(jī)(專利號(hào)CN201710293687.6)成型原理上,對(duì)其進(jìn)行更為完善的建模分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及關(guān)鍵部件的動(dòng)力學(xué)分析。通過機(jī)床中常用到的滾動(dòng)導(dǎo)軌塊來減小部件之間相互運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦,通過偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)燃料的壓縮,減小了生物質(zhì)固化成型過程中不必要的損耗。在新型滑塊柱塞式成型機(jī)的設(shè)計(jì)部分,結(jié)合現(xiàn)有的研究結(jié)果與機(jī)械設(shè)計(jì)方法,通過綜合分析確定了柱塞的運(yùn)動(dòng)方程以及關(guān)鍵零部件的尺寸,借助Origin曲線擬合的功能,對(duì)柱塞沖壓式生物質(zhì)固化成型設(shè)備的運(yùn)行功率進(jìn)行了綜合計(jì)算,得到了在理想狀態(tài)下成型機(jī)的額定功率,避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行動(dòng)力配比所造成的誤差。并且求出了柱塞的生產(chǎn)率模型以及能耗模型,然后借助Solidworks完成了整機(jī)的三維建模。在完成滑塊柱塞式成型機(jī)建模的基礎(chǔ)上,借助有限元分析軟件ANSYS、多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS,對(duì)滑塊柱塞式成型機(jī)的主要傳動(dòng)裝置進(jìn)行了靜力學(xué)分析,運(yùn)動(dòng)學(xué)分析以及動(dòng)力學(xué)分析,并且通過ANSYS生成了柱塞框架的柔性體導(dǎo)入到ADAMS中進(jìn)行了剛?cè)狁詈系膭?dòng)力學(xué)分析,得到了以下分析結(jié)果:1通過主傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,得到了柱塞的運(yùn)動(dòng)特性曲線,其速度與位移曲線均與理論計(jì)算中推導(dǎo)出的結(jié)果一致。2通過動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果,得到了主傳動(dòng)裝置發(fā)生接觸部件之間的接觸力大小并據(jù)此確定了滾動(dòng)導(dǎo)軌塊的選型。同時(shí),在動(dòng)力學(xué)仿真時(shí)設(shè)置了部件之間的接觸以及摩擦,所以得出了整機(jī)的實(shí)際額定功率為2.1kW,最大生產(chǎn)率為60.48kg/h,能耗為34.72kW·h/t,對(duì)比傳統(tǒng)柱塞沖壓式成型機(jī)70kW·h/t的能耗來說,其能耗得到了明顯的降低。3.通過剛?cè)狁詈系膭?dòng)力學(xué)分析,得到了柱塞框架的模態(tài)信息,通過對(duì)比輸入轉(zhuǎn)速的激勵(lì)頻率,顯示兩者之間頻率不相等,所以不會(huì)發(fā)生共振。提取了柱塞框架上的十個(gè)關(guān)鍵點(diǎn),得到了這些點(diǎn)受到應(yīng)力最大時(shí)成型機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)刻和這些點(diǎn)所處的位置,發(fā)現(xiàn)這些點(diǎn)都處在同一時(shí)刻,并提取出了此時(shí)刻柱塞框架的瞬態(tài)應(yīng)力云圖,最后導(dǎo)出了柱塞框架在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中的載荷文件,為后期的進(jìn)一步優(yōu)化提供了分析基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

筒的外部一般安裝有加熱裝置（通常為加熱線圈）來使得生物質(zhì)中的木質(zhì)素、纖維素軟化從而獲得更好的成型效果，最后擠出的生物質(zhì)棒狀燃料會(huì)因?yàn)橹亓Φ淖饔米杂擅撀�。圖1.1 螺旋擠壓式成型機(jī)

平模成型機(jī)

相較于直筒式的成型模具，帶錐角的成型模具能夠增大摩料的質(zhì)量[48]；而為了得到更好的生物質(zhì)固體燃料，根據(jù)理論研究，秸壓縮次數(shù)為 2~6 次[49]，模具開口錐度為 14°，長徑比為 5。根據(jù)生物質(zhì)理想運(yùn)行條件，假設(shè)放入成型機(jī)的原料都能被壓縮出成型機(jī)，即：2 2000SD dt （式：S 為套筒長度，mm；D 表示成型模具入口內(nèi)徑，mm； 0表示原料g·cm-3；S0表示成品燃料的平均長度，mm；t0表示壓縮每個(gè)成品燃料次數(shù)，次； 表示成型模具的出口內(nèi)徑，mm； 表示成品的密度，g·
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本文編號(hào)：2860894