生物質制粒機環(huán)模輾環(huán)成形工藝與結構優(yōu)化研究分析.pdf

1、農(nóng)林廢棄物作為我國農(nóng)村能源的重要組成部分，與傳統(tǒng)的化石能源如石油、煤炭、天然氣等相比，具有可再生、再生周期短、可生物降解、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點，是重要的生物質資源。生物質燃料是合理利用生物質資源的有效途徑，其中，生產(chǎn)生物質燃料的主要方式是利用環(huán)模制粒機將農(nóng)林廢棄物加工成致密燃燒顆粒。而環(huán)模是環(huán)模制粒機的核心部件，其質量直接影響制粒效率和設備使用壽命。生物質原料由于纖維度高等特性，使得環(huán)模較易磨損、開裂，造成其質量差、使用壽命低的缺點，已成

2、為嚴重制約生物質燃料顆粒推廣的一大因素。從制造工藝與結構設計等方面來提高環(huán)模的力學性能和使用壽命已成為業(yè)內人士研究熱點。本文圍繞生物質顆粒成型機理、環(huán)模輾環(huán)成形新工藝和環(huán)模結構優(yōu)化進行了分析研究。主要研究內容及成果如下：
　?。?）環(huán)模輾環(huán)成形新工藝設計：對環(huán)模典型的加工工藝展開研究，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有工藝的不足，提出環(huán)模輾環(huán)制造工藝，將輾環(huán)成形工藝首次用在環(huán)模的加工工藝中，實現(xiàn)了環(huán)模輾環(huán)制造工藝；環(huán)模屬于典型的外溝形異形環(huán)，輾環(huán)過程困難，

3、因此本文對外溝形環(huán)件輾環(huán)過程做了系統(tǒng)的分析，建立了外溝形環(huán)件輾環(huán)過程的數(shù)學模型，分析了軋制條件和芯輥、驅動輥的合理取值范圍，并設計了環(huán)模輾環(huán)方案和工藝參數(shù)。
　　（2）環(huán)模輾環(huán)成形新工藝仿真計算與實驗：基于Simufact軟件對環(huán)模輾環(huán)工藝進行了虛擬加工，對預設方案的成形缺陷進行優(yōu)化，確立“半閉式孔型與加長芯輥”的徑向軋制方案；分析了芯輥進給速度和驅動輥轉速對軋制力和等效塑性應變的影響，確立了環(huán)模合理的輾環(huán)工藝參數(shù)；進行了輾環(huán)加工

4、實驗，產(chǎn)品質量合格；對環(huán)件進行了拉伸試驗，得到輾環(huán)工藝下環(huán)模鍛件力學性能大幅提高。
　?。?）生物質燃料顆粒成型機理研究：對環(huán)模制粒機的制粒機理進行了系統(tǒng)的分析，將制粒區(qū)域分成了備料區(qū)、變形區(qū)和擠壓成型區(qū)，并對各個區(qū)域的工作狀態(tài)進行了闡述，推導出生物質原料在模輥機構中的攝取條件，然后分析了?？赘鹘Y構參數(shù)對環(huán)模強度和制粒過程的影響規(guī)律。
　?。?）環(huán)模結構優(yōu)化：對環(huán)模結構受力進行理論計算，并對結構參數(shù)進行模擬分析；通過對?？资?/p>