臥式環(huán)模制粒機擠壓工藝研究及關鍵件優(yōu)化設計.pdf

1、環(huán)模制粒機作為市場上常見的生物質成型設備之一，在生物質固化成型過程中扮演著非常重要的角色。近年來，我國在生物質顆粒固化成型課題研究與設備研發(fā)等方面取得了極大的進步，但制粒機關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)模制粒機的工作要求，完成了制粒機參數(shù)如：環(huán)模轉速、主電機功率、單位面積功率、環(huán)模開孔率等的設計計算以及關鍵件的結構設計，并在此基礎上利用SolidWorks軟件完成了對臥式環(huán)模制粒機三維建模

2、。
　　根據(jù)秸稈等物料擠壓工藝的特點，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模型，計算出擠壓過程中?？變?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，對物料在?？字械臄D壓過程進行模擬，發(fā)現(xiàn)在擠壓過程中入料口錐孔底部邊界應力最大。
　　將常見的?？讌?shù)（壓縮比、環(huán)?？讖?、錐孔角度、錐孔深度）參照正交表L25(56)安排試驗，并利

3、用ANSYS軟件進行建模和分析，將擠壓過程中?？變?nèi)壁的最大等效應力作為指標，進而得到擠壓時最佳的?？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。在此基礎上根據(jù)環(huán)模?？椎呐帕蟹绞揭约伴_孔率設計了四種不同結構的環(huán)模，利用ANSYS對環(huán)模整體的1/4進行有限元分析，根據(jù)擠壓過程中模孔內(nèi)壁的力學模型，將擠壓過程中?？變?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軟件對制粒機主軸進行了靜力學分析，得到制粒機主軸的位移和應力，其應力值遠小于材料的許用應力；完成了主軸的模態(tài)分析，提取前六階固有頻率和振型，并計算出主軸的臨界轉速，發(fā)現(xiàn)環(huán)模制粒機在工作時主軸不會發(fā)生共振，存在可以優(yōu)化的部分。利用ANSYS中的APDL參數(shù)化語言對制粒機主軸進行參數(shù)化建模，采用零階優(yōu)化的方法對制粒機主軸進行優(yōu)