針對傳統(tǒng)環(huán)模生物質(zhì)成型機(jī)能耗高、磨損嚴(yán)重的問題,提出了一種環(huán)模生物質(zhì)致密成型方法,并設(shè)計(jì)了內(nèi)嚙合行星輪柱塞式生物質(zhì)環(huán)模成型機(jī)樣機(jī)。該樣機(jī)通過壓輥軸上柱塞凸模與環(huán)模體上成型孔之間的類齒輪嚙合運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)柱塞凸模對環(huán)模體成型孔內(nèi)物料的擠壓壓縮,使松散物料形成一定密度的顆粒狀物料。為適應(yīng)不同的生物質(zhì)物料,環(huán)模體成型孔的長徑比可以進(jìn)行調(diào)整。以顆粒度為1～3mm的木屑為物料,在物料含水率為15%、壓輥軸轉(zhuǎn)速為60 r/min、室溫條件下進(jìn)行了試驗(yàn)。結(jié)果表明:內(nèi)嚙合行星輪柱塞式環(huán)模生物質(zhì)成型方法可行,該樣機(jī)生產(chǎn)率為115 kg/h、顆粒成型率96.2%、成型密度1.05 g/cm³、機(jī)械耐久性指數(shù)97.5%、能耗約為45 kW·h/t,各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求;比其他同規(guī)格傳統(tǒng)環(huán)模成型機(jī)能耗降低了25.4%,比螺旋擠壓成型機(jī)能耗降低了50%;樣機(jī)關(guān)鍵部件磨損降低,使用壽命得到提高。 

【文章來源】：農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2020,51(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

成型機(jī)裝配示意圖Fig．1Assemblydiagramsofbriquettingmachine1．主機(jī)支架2．主機(jī)裝置3．加料漏斗4．動(dòng)力支架5．動(dòng)力

nn2———環(huán)模轉(zhuǎn)速，r/min根據(jù)式(1)得到成型機(jī)的主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)，如表1所示。表1成型機(jī)主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)Tab．1Maindesignparametersofbriquettingmachine參數(shù)數(shù)值電動(dòng)機(jī)功率/kW15柱塞數(shù)72成型孔數(shù)228壓縮凸模直徑/mm8成型孔直徑/mm8成型物料截面直徑/mm8壓輥凸模嚙合圓直徑/mm160環(huán)模成型孔嚙合圓直徑/mm540直齒圓柱內(nèi)齒輪齒數(shù)160壓輥軸齒輪齒數(shù)65齒輪模數(shù)/mm3外形尺寸(長×寬×高)/(m×m×m)1.12×1.0×1.07整機(jī)質(zhì)量/kg1450圖4運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)嚙合狀態(tài)圖Fig．4Instantaneousstatesofmeshing2關(guān)鍵部件運(yùn)動(dòng)干涉分析環(huán)模成型機(jī)運(yùn)行過程中的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)是保證壓輥體壓縮凸模與環(huán)模成型孔不出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。根據(jù)表1中的結(jié)構(gòu)參數(shù)，在SolidWorks中構(gòu)建成型機(jī)構(gòu)實(shí)體模型，如圖3所示，按行星輪齒輪嚙合機(jī)理進(jìn)行虛擬裝配，調(diào)整初始位置，使其在成型區(qū)嚙合。在Motion模塊中添加運(yùn)動(dòng)分析算例，對該成型機(jī)壓縮凸模和環(huán)模成型孔關(guān)鍵部位運(yùn)行取點(diǎn)，為壓輥體和環(huán)模體添加轉(zhuǎn)速比為1的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡追蹤。經(jīng)仿真分析發(fā)現(xiàn)，壓輥凸模能夠與環(huán)模成型孔很好地嚙合工作，無干涉，運(yùn)動(dòng)嚙合瞬時(shí)狀態(tài)如圖4(圖4a～4c表示運(yùn)動(dòng)順序，即瞬時(shí)狀態(tài)(1號(hào)凸橫)，圖4d、4e表示運(yùn)動(dòng)順序(2號(hào)凸橫)，圖中1、2表示嚙合瞬時(shí)的不同行的凸模)所示。圖3實(shí)體模型Fig．33-Dassemblymodel3關(guān)鍵部件受力分析3.1環(huán)模關(guān)鍵部件如圖5所示，柱塞式壓輥在旋轉(zhuǎn)力矩M的作用下，以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。壓縮凸模(長度L=25mm)旋轉(zhuǎn)到p1(靠近)和p3(遠(yuǎn)離)位置時(shí)只與環(huán)模成型孔周圍及壓輥和?

直徑/mm8成型孔直徑/mm8成型物料截面直徑/mm8壓輥凸模嚙合圓直徑/mm160環(huán)模成型孔嚙合圓直徑/mm540直齒圓柱內(nèi)齒輪齒數(shù)160壓輥軸齒輪齒數(shù)65齒輪模數(shù)/mm3外形尺寸(長×寬×高)/(m×m×m)1.12×1.0×1.07整機(jī)質(zhì)量/kg1450圖4運(yùn)動(dòng)瞬時(shí)嚙合狀態(tài)圖Fig．4Instantaneousstatesofmeshing2關(guān)鍵部件運(yùn)動(dòng)干涉分析環(huán)模成型機(jī)運(yùn)行過程中的關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)是保證壓輥體壓縮凸模與環(huán)模成型孔不出現(xiàn)干涉現(xiàn)象。根據(jù)表1中的結(jié)構(gòu)參數(shù)，在SolidWorks中構(gòu)建成型機(jī)構(gòu)實(shí)體模型，如圖3所示，按行星輪齒輪嚙合機(jī)理進(jìn)行虛擬裝配，調(diào)整初始位置，使其在成型區(qū)嚙合。在Motion模塊中添加運(yùn)動(dòng)分析算例，對該成型機(jī)壓縮凸模和環(huán)模成型孔關(guān)鍵部位運(yùn)行取點(diǎn)，為壓輥體和環(huán)模體添加轉(zhuǎn)速比為1的旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡追蹤。經(jīng)仿真分析發(fā)現(xiàn)，壓輥凸模能夠與環(huán)模成型孔很好地嚙合工作，無干涉，運(yùn)動(dòng)嚙合瞬時(shí)狀態(tài)如圖4(圖4a～4c表示運(yùn)動(dòng)順序，即瞬時(shí)狀態(tài)(1號(hào)凸橫)，圖4d、4e表示運(yùn)動(dòng)順序(2號(hào)凸橫)，圖中1、2表示嚙合瞬時(shí)的不同行的凸模)所示。圖3實(shí)體模型Fig．33-Dassemblymodel3關(guān)鍵部件受力分析3.1環(huán)模關(guān)鍵部件如圖5所示，柱塞式壓輥在旋轉(zhuǎn)力矩M的作用下，以n1轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。壓縮凸模(長度L=25mm)旋轉(zhuǎn)到p1(靠近)和p3(遠(yuǎn)離)位置時(shí)只與環(huán)模成型孔周圍及壓輥和環(huán)模體之間的物料接觸擠壓，但此時(shí)擠壓力非常小，可忽略不計(jì);當(dāng)壓縮凸模旋轉(zhuǎn)到p2處時(shí)，與環(huán)模成型孔邊的物料接觸，產(chǎn)生一定的摩擦和擠壓，并利用旋轉(zhuǎn)作用卷起并推送部分物料;當(dāng)其旋轉(zhuǎn)到p1處位置時(shí)，壓縮凸模開始與成型孔嚙合，此時(shí)物料被部

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3512009