生物質壓塊成型影響因素及成型機動態(tài)分析.pdf

1、固體成型技術可使松散的生物質致密化，提高生物質能量密度和燃燒特性，同時也能解決生物質儲運難題，是實現(xiàn)生物質綜合化、規(guī)?；玫闹匾夹g手段。但是目前該技術發(fā)展存在一些瓶頸，如成型產(chǎn)品質量不穩(wěn)定，產(chǎn)量低，設備振動大、能耗較高等問題。因此，開展相關生物質固化成型技術的研究對于生物質能源的利用具有重要意義。
　　 本文以環(huán)模壓塊成型技術為研究對象，在分析壓縮過程中生物質粒子形變的基礎上，根據(jù)環(huán)模壓塊成型工藝特點，得出壓塊成型過程中生物

2、質粒子的主要粘結機制。在此基礎上，對成型機壓輥、攪龍等部件的受力進行了理論分析，得出了其載荷變化規(guī)律以及關鍵部件結構對成型機穩(wěn)定性的影響，結合碾切成型理論，確定了成型機優(yōu)化改進方案。
　　 為獲得生物質壓塊成型規(guī)律，本文以生物質種類、含水率，成型機?？捉Y構以及輥模間隙和壓輥轉速為試驗參數(shù)，以成型塊松弛密度、成型單位能耗、生產(chǎn)率和成型率為評價指標，進行了相關試驗。結果表明:隨含水率的增加，玉米秸、棉柴和稻秸的松弛密度、成型率、單位

3、能耗均呈下降趨勢，而生產(chǎn)率呈上升趨勢，綜合考慮上述指標間的關系，原料含水率在20％-25％之間時，成型塊質量和成型經(jīng)濟型指標較好;壓輥轉速和輥模間隙影響生物質在?？字械臏魰r間，而滯留時間決定著成型塊密度、成型率和生產(chǎn)率，通過對試驗數(shù)據(jù)的極差分析，得出適合成型的最佳壓輥轉速與輥模間隙分別為200r/min和2.5mm。為壓塊成型技術的提升優(yōu)化和碾切成型理論的完善提供數(shù)據(jù)支撐。
　　 主軸系統(tǒng)動態(tài)特性不僅影響相關部件的壽命而且影響

4、著成型產(chǎn)品的質量，本文首先建立主軸系統(tǒng)的運動學方程和質量矩陣，基于有限元理論對其振動響應特性進行模擬計算，深入分析了主軸系統(tǒng)的各階模態(tài)和陣型，優(yōu)化主軸系統(tǒng)結構布局能有效避開工作頻率，減小壓輥位移，提高主軸系統(tǒng)剛性和抗振性;得到主軸系統(tǒng)最大響應應力與最大響應位移隨頻率的變化規(guī)律，壓輥安裝處對應的主軸段最大位移為0.696mm，最大應力為140MPa，遠遠小于主軸的許用應力600MPa，滿足材料靜強度要求。工作頻率下，優(yōu)化后主軸系統(tǒng)的最大的

5、位移為0.066mm，相比優(yōu)化前減小了兩個數(shù)量級，主軸系統(tǒng)最大應力為26.7MPa，小于材料的許用應力。
　　 基于成型機主軸的S-N曲線以及疲勞損傷累積原理，采用名義應力法建立成型機主軸疲勞壽命模型，對成型機主軸進行了疲勞壽命分析，結果表明:主軸最小壽命8.4×105出現(xiàn)在截面突變處，與最大應力出現(xiàn)位置一致，安全系數(shù)最小值僅為0.99，不滿足主軸疲勞強度要求;對主軸進行優(yōu)化后，最小安全系數(shù)增加至2.3，滿足疲勞強度要求，且疲勞