生物質(zhì)燃料平模成型機(jī)設(shè)計(jì)理論及仿真研究.pdf

1、化石能源是現(xiàn)代人類社會(huì)發(fā)展的支柱性能源,在為人類的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)的同時(shí),也給人類的生存與發(fā)展帶來了嚴(yán)重的威脅。生物質(zhì)能源作為新型可再生能源,已成為緩解能源危機(jī)、保護(hù)環(huán)境的有效途徑之一。我國(guó)生物質(zhì)資源十分豐富,但是利用率較低且利用技術(shù)手段有限,還存在著收、儲(chǔ)、運(yùn)等問題,導(dǎo)致生物質(zhì)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。生物質(zhì)固化成型技術(shù)是生物質(zhì)資源合理利用的關(guān)鍵技術(shù)之一。因此,生物質(zhì)成型技術(shù)的研究不僅能促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)的改善,而且也對(duì)我國(guó)的節(jié)能減排事業(yè)發(fā)展具有重要

2、的意義。
　　 本文以黑龍江省重點(diǎn)項(xiàng)目“秸稈固化成型燃料關(guān)鍵設(shè)備研制”為依托,以生物質(zhì)秸稈為研究對(duì)象,分析了原料種類、粒度、含水率及壓縮比等主要成型因素對(duì)密度、產(chǎn)量、能耗的影響;借鑒環(huán)模力學(xué)的研究方法,推導(dǎo)并建立了適用于平模的力學(xué)模型;根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù),在分析各類成型機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上,選擇了平模壓輥成型方式、確定了傳動(dòng)方案及主要參數(shù),設(shè)計(jì)了一臺(tái)能耗低,產(chǎn)量高,壽命長(zhǎng),成型燃料密度高的生物質(zhì)燃料成型設(shè)備;其中,平模分層設(shè)計(jì)方法的引入有

3、效地降低了平模的材料成本。
　　 生物質(zhì)成型機(jī)主要部件的磨損一直是研究者關(guān)心的重要問題,也是研究的難點(diǎn)之一。通常的研究是從改善材料性能的角度出發(fā)的,本文以平模、壓輥通過物料接觸處線速度差為切入點(diǎn),從功能基本原理角度入手,對(duì)磨損現(xiàn)象進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)錯(cuò)位磨損現(xiàn)象是由速度差引起的;其后進(jìn)行了建模和理論推導(dǎo),得出磨損效應(yīng)的評(píng)價(jià)公式;最后采用MATLAB軟件進(jìn)行編程、數(shù)值處理,獲取圖形圖像,分析了不同壓輥軸傾角、偏移量對(duì)總錯(cuò)位效應(yīng)的影響。結(jié)

4、果表明,適當(dāng)減小偏移量和增大壓輥軸傾角,能有效降低錯(cuò)位磨損。
　　 模孔壁的受載情況對(duì)?？椎膹?qiáng)度影響非常重要,采用PRO/MECHANICA對(duì)生物質(zhì)成型機(jī)平模成型孔受載進(jìn)行仿真分析。結(jié)果表明,成型孔內(nèi)壁位移及應(yīng)力值呈現(xiàn)小范圍連續(xù)變動(dòng),且位移、最大應(yīng)力分別隨載荷呈一元線性趨勢(shì)。另外,摩擦熱不能有效地傳導(dǎo)出去也很大程度上影響了壓輥的壽命,借助ANSYS對(duì)壓輥進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)熱分析,得到:采用熱傳導(dǎo)性能好的材料代替中間的密閉空氣層能更好的將