針對傳統(tǒng)環(huán)模生物質成型機能耗高、磨損嚴重的問題,提出了一種環(huán)模生物質致密成型方法,并設計了內嚙合行星輪柱塞式生物質環(huán)模成型機樣機。該樣機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動實現柱塞凸模對環(huán)模體成型孔內物料的擠壓壓縮,使松散物料形成一定密度的顆粒狀物料。為適應不同的生物質物料,環(huán)模體成型孔的長徑比可以進行調整。以顆粒度為1～3mm的木屑為物料,在物料含水率為15%、壓輥軸轉速為60 r/min、室溫條件下進行了試驗。結果表明:內嚙合行星輪柱塞式環(huán)模生物質成型方法可行,該樣機生產率為115 kg/h、顆粒成型率96.2%、成型密度1.05 g/cm³、機械耐久性指數97.5%、能耗約為45 kW·h/t,各項指標均達到設計要求;比其他同規(guī)格傳統(tǒng)環(huán)模成型機能耗降低了25.4%,比螺旋擠壓成型機能耗降低了50%;樣機關鍵部件磨損降低,使用壽命得到提高。 

【文章來源】：農業(yè)機械學報. 2020,51(10)北大核心EICSCD

【文章頁數】：8 頁

【部分圖文】：

成型機裝配示意圖Fig．1Assemblydiagramsofbriquettingmachine1．主機支架2．主機裝置3．加料漏斗4．動力支架5．動力

nn2———環(huán)模轉速，r/min根據式(1)得到成型機的主要設計技術參數，如表1所示。表1成型機主要設計技術參數Tab．1Maindesignparametersofbriquettingmachine參數數值電動機功率/kW15柱塞數72成型孔數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直齒圓柱內齒輪齒數160壓輥軸齒輪齒數65齒輪模數/mm3外形尺寸(長×寬×高)/(m×m×m)1.12×1.0×1.07整機質量/kg1450圖4運動瞬時嚙合狀態(tài)圖Fig．4Instantaneousstatesofmeshing2關鍵部件運動干涉分析環(huán)模成型機運行過程中的關鍵技術點是保證壓輥體壓縮凸模與環(huán)模成型孔不出現干涉現象。根據表1中的結構參數，在SolidWorks中構建成型機構實體模型，如圖3所示，按行星輪齒輪嚙合機理進行虛擬裝配，調整初始位置，使其在成型區(qū)嚙合。在Motion模塊中添加運動分析算例，對該成型機壓縮凸模和環(huán)模成型孔關鍵部位運行取點，為壓輥體和環(huán)模體添加轉速比為1的旋轉馬達，進行運動軌跡追蹤。經仿真分析發(fā)現，壓輥凸模能夠與環(huán)模成型孔很好地嚙合工作，無干涉，運動嚙合瞬時狀態(tài)如圖4(圖4a～4c表示運動順序，即瞬時狀態(tài)(1號凸橫)，圖4d、4e表示運動順序(2號凸橫)，圖中1、2表示嚙合瞬時的不同行的凸模)所示。圖3實體模型Fig．33-Dassemblymodel3關鍵部件受力分析3.1環(huán)模關鍵部件如圖5所示，柱塞式壓輥在旋轉力矩M的作用下，以n1轉速旋轉。壓縮凸模(長度L=25mm)旋轉到p1(靠近)和p3(遠離)位置時只與環(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直齒圓柱內齒輪齒數160壓輥軸齒輪齒數65齒輪模數/mm3外形尺寸(長×寬×高)/(m×m×m)1.12×1.0×1.07整機質量/kg1450圖4運動瞬時嚙合狀態(tài)圖Fig．4Instantaneousstatesofmeshing2關鍵部件運動干涉分析環(huán)模成型機運行過程中的關鍵技術點是保證壓輥體壓縮凸模與環(huán)模成型孔不出現干涉現象。根據表1中的結構參數，在SolidWorks中構建成型機構實體模型，如圖3所示，按行星輪齒輪嚙合機理進行虛擬裝配，調整初始位置，使其在成型區(qū)嚙合。在Motion模塊中添加運動分析算例，對該成型機壓縮凸模和環(huán)模成型孔關鍵部位運行取點，為壓輥體和環(huán)模體添加轉速比為1的旋轉馬達，進行運動軌跡追蹤。經仿真分析發(fā)現，壓輥凸模能夠與環(huán)模成型孔很好地嚙合工作，無干涉，運動嚙合瞬時狀態(tài)如圖4(圖4a～4c表示運動順序，即瞬時狀態(tài)(1號凸橫)，圖4d、4e表示運動順序(2號凸橫)，圖中1、2表示嚙合瞬時的不同行的凸模)所示。圖3實體模型Fig．33-Dassemblymodel3關鍵部件受力分析3.1環(huán)模關鍵部件如圖5所示，柱塞式壓輥在旋轉力矩M的作用下，以n1轉速旋轉。壓縮凸模(長度L=25mm)旋轉到p1(靠近)和p3(遠離)位置時只與環(huán)模成型孔周圍及壓輥和環(huán)模體之間的物料接觸擠壓，但此時擠壓力非常小，可忽略不計;當壓縮凸模旋轉到p2處時，與環(huán)模成型孔邊的物料接觸，產生一定的摩擦和擠壓，并利用旋轉作用卷起并推送部分物料;當其旋轉到p1處位置時，壓縮凸模開始與成型孔嚙合，此時物料被部

【參考文獻】：
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本文編號：3512009