臥式環(huán)模制粒機(jī)擠壓工藝研究及關(guān)鍵件優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、環(huán)模制粒機(jī)作為市場(chǎng)上常見的生物質(zhì)成型設(shè)備之一，在生物質(zhì)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(zhì)顆粒固化成型課題研究與設(shè)備研發(fā)等方面取得了極大的進(jìn)步，但制粒機(jī)關(guān)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(jī)的工作要求，完成了制粒機(jī)參數(shù)如：環(huán)模轉(zhuǎn)速、主電機(jī)功率、單位面積功率、環(huán)模開孔率等的設(shè)計(jì)計(jì)算以及關(guān)鍵件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上利用SolidWorks軟件完成了對(duì)臥式環(huán)模制粒機(jī)三維建模

2、。
　　根據(jù)秸稈等物料擠壓工藝的特點(diǎn)，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(xué)模型，計(jì)算出擠壓過程中模孔內(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(duì)物料在模孔中的擠壓過程進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)在擠壓過程中入料口錐孔底部邊界應(yīng)力最大。
　　將常見的模孔參數(shù)（壓縮比、環(huán)模孔徑、錐孔角度、錐孔深度）參照正交表L25(56)安排試驗(yàn)，并利

3、用ANSYS軟件進(jìn)行建模和分析，將擠壓過程中?？變?nèi)壁的最大等效應(yīng)力作為指標(biāo)，進(jìn)而得到擠壓時(shí)最佳的?？讌?shù)：壓縮比為5.5:1、環(huán)?？讖綖?2mm、錐孔角度為30°、錐孔深度為8mm。在此基礎(chǔ)上根據(jù)環(huán)模?？椎呐帕蟹绞揭约伴_孔率設(shè)計(jì)了四種不同結(jié)構(gòu)的環(huán)模，利用ANSYS對(duì)環(huán)模整體的1/4進(jìn)行有限元分析，根據(jù)擠壓過程中?？變?nèi)壁的力學(xué)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3

4、5.43％的環(huán)模更適合擠壓，該方案環(huán)模位移和應(yīng)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(duì)制粒機(jī)主軸進(jìn)行了靜力學(xué)分析，得到制粒機(jī)主軸的位移和應(yīng)力，其應(yīng)力值遠(yuǎn)小于材料的許用應(yīng)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(jì)算出主軸的臨界轉(zhuǎn)速，發(fā)現(xiàn)環(huán)模制粒機(jī)在工作時(shí)主軸不會(huì)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(duì)制粒機(jī)主軸進(jìn)行參數(shù)化建模，采用零階優(yōu)化的方法對(duì)制粒機(jī)主軸進(jìn)行優(yōu)