制粒機平模結(jié)構(gòu)分析及表面強化.pdf

1、隨著能源危機和環(huán)境問題帶來的困擾，優(yōu)質(zhì)、清潔、高效的生物質(zhì)能越來越受到各個國家的重視。平模制粒機是生物質(zhì)固化成型的常見設(shè)備。我國生物質(zhì)固化成型技術(shù)和設(shè)備發(fā)展遠遠落后于發(fā)達國家，成型機生產(chǎn)率低、能耗高、主要工作部件易損壞等問題為設(shè)備的普及推廣帶來麻煩。本文通過理論分析和ANSYS仿真研究了平模制粒機工作原理和生物質(zhì)原料壓縮特性，并利用激光合金化技術(shù)改善平模易損部位的表面性能。
　　本文對生物質(zhì)原料固化成型過程中擠壓區(qū)和成型區(qū)建立力學(xué)

2、模型，分析物料、平模表面和?？椎膽?yīng)力分布規(guī)律，討論了攫入角、錯位效應(yīng)的影響因素。同時對生物質(zhì)原料在模孔中壓縮成型特性做了進一步理論分析，描述了混合粒度粒子影響作用、物料在?？字屑羟辛髯儸F(xiàn)象，把擠壓區(qū)和成型區(qū)歸納為首次壓縮和回彈再壓縮階段，分析物料壓縮比的影響因素。根據(jù)分析結(jié)果設(shè)計了平模的基本結(jié)構(gòu)。
　　利用ANSYS軟件模擬物料在擠壓區(qū)和成型區(qū)塑性流變現(xiàn)象。分析了物料在擠壓區(qū)和成型區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變分布規(guī)律，對回彈再壓縮過程做進一步解

3、釋;分析平模表面、錐孔和直孔內(nèi)壁的應(yīng)力分布，模孔連接表面和錐孔附近是應(yīng)力集中區(qū)域，易發(fā)生磨損和壓塌現(xiàn)象;摩擦系數(shù)和錐角的大小對顆粒質(zhì)量和平模應(yīng)力分布有著明顯的影響作用。最后利用有限元仿真驗證了直孔中物料應(yīng)力公式，并對易損區(qū)域提出改進方案。
　　本文提出在平模易損部位表面激光合金化陶瓷硬質(zhì)材料Al2O3和NiCr混合粉末的辦法提高平模表面硬度和耐磨性，并設(shè)計了實驗。改變激光掃描速度和粉末配比，對各組樣品合金層作宏觀對比、掃描電鏡圖(

4、SEM)分析、X射線衍射圖(XRD)分析、顯微硬度測試和磨損測試，結(jié)果表明選取3∶7配比的Al2O3-NiCr混合粉末，激光掃描速度300～400 mm/min時可以獲得致密、結(jié)合良好的合金涂層，表面硬度是基材2.4倍，耐磨性提高了5倍以上，達到了平模的性能要求。
　　本文研究了平模制粒機工作原理和生物質(zhì)原料壓縮特性，從理論和有限元仿真中尋找制粒成型規(guī)律，針對發(fā)現(xiàn)的平模易損現(xiàn)象提出激光合金化改善表面性能的方案，對平模制粒機的理論研