秸秆环模成型机结构设计与环模力学分析

【摘要】：秸秆固化成型技术是生物质能转换技术研究的一个重要分支,对开发利用我国丰富的生物质资源具有重要意义,但仍存在成型微观理论研究欠缺、成型设备能耗高以及关键成型部件寿命短等问题。 本文从生物质原料成型的微观机理着手,分析了物料的生物构造、理化性质及微观力学特性对成型过程的影响规律,并提出了秸秆压缩成型粘接机制。建立了环模成型区的受力模型,对工作过程中物料和环模的受力情况进行了理论分析。设计开发了一种新型秸秆环模成型机,开展了技术指标制定、主要参数优选、关键部件的设计和三维模型建立等工作。 建立环模和环模固化成型模型,基于ANSYS软件对环模进行结构静力学、结构热力学和结构动力学数值模拟,揭示了环模的应力场、应变场、温度场以及位移分布规律,重点探讨了不同长径比和不同模孔倒角对环模应力的影响。模拟结果表明：优化环模模孔锥面的角度和弧度可以有效减少模孔的磨损速率；本文研究条件下环模的最大应力在长径比为4.5：1时最大,5：1时最小,说明长径比为4.5：1的环模最容易损坏,长径比为5：1的环模磨损最小；长径比为5.5：1时环模的温度最高,而长径比为5：1时的环模温度最适合生物质燃料成型；环模模孔倒角在30。时,模孔所受应力最大,在模孔倒角为60。时,所受应力最小,物料更容易被挤压,环模使用寿命更长。本文对环模成型机核心工作部件环模的数值模拟结果为优化环模材料选择、保证模具强度、提高模具寿命提供了科学依据。 【关键词】：秸秆 环模 成型机 温度场 应力场
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TK6;TH122
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 课题来源及研究意义9-10
• 1.2 生物质燃料成型工艺与设备10-13
• 1.2.1 生物质燃料挤压成型的工艺类型10-11
• 1.2.2 生物质燃料挤压成型设备11-13
• 1.3 国内外研究现状及分析13-16
• 1.3.1 国外的生物质成型技术现状13-15
• 1.3.2 国内的生物质成型技术研究现状15-16
• 1.4 本文的研究内容16-18
• 1.4.1 目前存在的问题16-17
• 1.4.2 研究内容17-18
• 2 环模成型机成型机理与成型理论研究18-40
• 2.1 生物质原料压缩成型机理18-26
• 2.1.1 成型过程中生物构造18-21
• 2.1.2 成型过程中的物理性质21-23
• 2.1.3 成型过程中的化学性质23-24
• 2.1.4 成型过程中力学性能24-25
• 2.1.5 成型过程的粘接机制25-26
• 2.2 环模成型机的工作过程分析26-27
• 2.3 环模受力分析27-33
• 2.3.1 环模受力情况29-31
• 2.3.2 弯曲强度分析31-32
• 2.3.3 接触抗压强度分析32-33
• 2.4 物料在环模孔中的受力分析33-35
• 2.5 环模孔中的挤压力和摩擦力分析35-37
• 2.6 压紧区被压入物料层的高度分析37-39
• 2.7 本章小结39-40
• 3 新型环模成型机结构设计40-63
• 3.1 秸秆环模成型机技术指标40
• 3.2 主要参数的确定40-41
• 3.3 环模的设计41-44
• 3.4 主轴的设计44-45
• 3.5 环模成型机主要零部件设计45-53
• 3.5.1 主轴组45-47
• 3.5.2 压辊组47-48
• 3.5.3 螺旋加料器48-49
• 3.5.4 调质器49-51
• 3.5.5 强制喂料器51-52
• 3.5.6 壳体门52
• 3.5.7 壳体52-53
• 3.6 主要零部件的三维模型53-61
• 3.6.1 主轴组54-55
• 3.6.2 压辊组55-56
• 3.6.3 螺旋加料器56-57
• 3.6.4 调质器57
• 3.6.5 强制喂料器57-58
• 3.6.6 壳体门58-59
• 3.6.7 壳体59-60
• 3.6.8 其他60-61
• 3.7 秸秆环模成型机总体结构61-62
• 3.8 本章小结62-63
• 4 基于ANSYS有关环模的有限元分析63-83
• 4.1 ANSYS软件介绍63-64
• 4.1.1 ANSYS产品及其发展过程63
• 4.1.2 ANSYS的典型分析过程63-64
• 4.2 环模磨损的有限元分析64-67
• 4.2.1 ANSYS分析类型和计算方法的确定64-65
• 4.2.2 几何模型的建立65
• 4.2.3 材料属性65-66
• 4.2.4 单元选择66
• 4.2.5 网格划分66
• 4.2.6 模拟结果分析66-67
• 4.3 环模的温度场有限元分析67-72
• 4.3.1 几何模型的建立68
• 4.3.2 网格划分68-69
• 4.3.3 单元类型选择69
• 4.3.4 材料属性69-70
• 4.3.5 边界条件70
• 4.3.6 模拟结果分析70-72
• 4.4 不同长径比环模的应力应变及位移的有限元分析72-78
• 4.4.1 几何模型的建立72
• 4.4.2 网格划分72-73
• 4.4.3 施加约束条件73
• 4.4.4 施加载荷73-75
• 4.4.5 求解结果及分析75-78
• 4.5 环模模孔的有限元分析78-82
• 4.5.1 环模模孔的模型建立78
• 4.5.2 材料属性与网格划分78-79
• 4.5.3 施加约束条件79
• 4.5.4 施加载荷79
• 4.5.5 求解结果及分析79-82
• 4.6 本章小结82-83
• 5 总结与展望83-85
• 参考文献85-88
• 致谢88-89
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文89-90

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

环模颗粒机部分结构参数分析    刘谦儒;

环模颗粒机的环模强度    黄传海;

影响制粒机生产率的因素    王红英,张树阁,樊增绪

卧式环模制粒机环模失效原因浅析    阳向军

颗粒机环模特性及应用    李海兵,李令芳

环模制粒机的主要技术参数    王敏;

环模颗粒饲料机的正确使用    何伟

生物质燃料的开发利用现状与展望    魏学锋,张小云,罗婕,田学达

生物质能源应用研究现状与发展前景    蒋剑春

生物质固化成型设备的研究    严永林

秸秆“型煤”制备技术研究    邢淦琛;邵和义;刘云;

单螺杆膨化机中螺杆与机筒的设计研究    郑贤;

施肥对慈竹灰分·苯醇抽出物和木质素含量的影响    张猛;胡尚连;贾举庆;

4种灌木材微纤丝角及其变异性研究    冯利群;

秸秆成型燃料热风采暖炉炉膛温度分布试验与分析    郭前辉;苏宜虎;刘圣勇;

基因工程调控木质素生物合成研究现状及在竹子上改良的应用前景    金顺玉;卢孟柱;高健;

玉米秸秆发酵生产乙醇的工艺研究    袁丽婷;

香椿生长轮宽度·木材气干密度·纤维长度径向变异及其相关性研究    张友元;夏玉芳;黎磊;李泽贤;张雪燕;郗静;周鑫;董志渊;

我国秸秆资源利用及其木质素降解特性    李海涛;姚开;贾冬英;何强;

木质素降解酶的研究进展    胡雪竹;

生物质水热液化技术及其研究进展    曾其良;王述洋;李二平;

广东省韶关市生物质能现状及生物质能发电前景探讨    张音波;夏志新;

生物质致密成型本构模型的研究    张永;韩宝生;

原料含水率对固体成型燃料成型效果的影响    张静;郭玉明;貟慧星;

生物质能源在燃煤锅炉多种污染物控制中的应用研究    吴江;潘卫国;任建兴;李琦芬;孙坚荣;杜玉颖;高志远;吴俊峰;万里;

木质素磺酸钙—噁唑烷结合鞣制研究    周建;丁伟;何强;廖学品;曹明蓉;石碧;

木质素的结构及其改性研究进展    谢建军;罗迎社;

开发利用生物质能源,促进广西农业持续发展    陆豫;冼萍;理河;周航;

水蒸气氛围下甘蔗渣热解气化条件的研究    冼萍;陆豫;

以高温热水为介质的生物质原料干燥系统研究和设计    刘小虎;俞国胜;

阔叶木生物质精炼两种利用模式的研究    迟聪聪

秸秆类生物质流态化燃烧特性研究    秦建光

木质素基吸水吸附材料的合成及性能研究    吴宇雄

大麻纤维的形态、结构与吸湿性能及其成纱品质的研究    张金秋

稻壳主要组分的分离与应用基础研究    张宏喜

生物油水汽重整制氢及由生物质合成气合成低碳醇的研究    叶同奇

生物质常温开模致密成型研究    闫文刚

聚吡咯基导电复合材料的制备及其性能研究    杨超

栽培管理措施和环境胁迫对柳枝稷生长特性和生物质品质的影响    李继伟

泡桐在水中催化液化基础研究    衡明星

生物质快速热解制生物质油的实验研究    胡兴涛

木质层孔菌产MnP培养体系优化及酶学性质研究    陈聪

废弃植物纤维资源中药香茶菜药渣制浆造纸性能研究    袁琳

生物质及其热解液体产物分析研究    马梅英

葡萄种质资源根瘤蚜抗性差异及其与根系次生代谢物质的关系    赵青

稻秸秆提取纤维农用非织造地膜的研究    程士润

砀山酥梨石细胞发育过程中木质素沉积及结构特性的研究    李国庆

孝顺竹木质素合成关键酶基因的克隆与表达分析    卞林玲

生物质热裂解制取生物油的研究    孙玉凤

生物质综合利用CDM项目方法学应用研究    李威

延长环模寿命的技术对策    王进;

环模式制粒机的环模与压辊非常规磨损的分析及其解决措施    方旭明,沈桂宇

制粒机常见机械故障原因分析与预防措施    杨才敬,郑晓君,刘建平,牟维玲

制粒机压辊与环模的间隙调整    李同祥

颗粒饲料压制机模辊间隙的探讨    杨慧明

我省生物质能源利用及颗料燃料研发现状与分析    史振业,芦莉莉

制粒机压制室料层分布浅析    田鹏飞

棉秆原料的初步分析    徐学耘

国外高压对辊成型机的设计及其新进展    刘随芹,戈·帕萨尔格

专用颗粒成型燃料民用炉灶技术研究    刘石彩,蒋剑春,戴伟娣,陶渊博,刘汉超

复杂载荷作用下裂纹扩展的最弱环模型    石连升,郝晨声

制粒过程中环模力学模型的建立及有限元分析    施水娟;武凯;蒋爱军;

环模气体周期氮化    黄纪淮;

除霜风道内部流场的CFD模拟分析及优化改进    肖鑫;王天英;潘乐燕;

新材料、新工艺的研制    黄菊林

专利精选    

生物质颗粒成型机的环模特性研究    申树云;董玉平;

秸秆制粒机调试试验研究    刘军伟;雷廷宙;何晓峰;李在峰;胡建军;

大型综合气候环境室空调制冷设计    李兆坚

单体铸造活塞环环模及其浇注系统(Ⅲ)    邱复兴;

秸秆成型燃料加工技术发展趋势    肖宏儒;陈永生;宋卫东;

立体心电向量环模具在教学中的应用    潘大明;潘医歌;

饲料加工关键技术的现状及进展    朱耀山;

变废液为肥料 实现秸秆返田    王飞;李华;孙超;李长云;

秸秆在土壤中的养分释放动态研究    温明霞;林德枝;易时来;李学平;孟涛;石孝均;

河南省秸秆资源综合利用现状分析及建议    刘亚平;魏蒙关;李洪岐;

江苏规范有序管理生物质能源产业    李荣刚;蒋福龙;

添加秸秆对于菌根三叶草适应铅锌尾矿逆境的机理研究    杨秀梅;王冬梅;陈宝冬;朱永官;

秸秆预处理技术对比研究    周礼;吴达科;谢春燕;

秸秆环保超强木地板及制造方法的研究    杜建;安成立;冀炜;张永科;常宗堂;邢宏宜;贾涛;王俊峰;王天泉;惠建忠;孙茂田;王晓梅;

福州倾情打造“环模城市”    吴红萍

颗粒压制机环模选择有窍门    

环模颗粒饲料机保养与维修    

“环模”城市为新型城市化探路    本报记者 薛秀泓

正确使用颗粒机环模    

月城环保“大合唱”    罗萍

秸秆压块机    冯洋

探“宝”东北 服务山西    本报记者 田九星

迎接“环模”复查 滨城厉兵秣马    本报记者 张丽华　宋亮 王歌 通讯员 李润

我市奋力爬坡创“环模”    记者 菅峻青　通讯员 王晋生

生物质颗粒燃料制粒机数字化设计及试验研究    高微

环模制粒机成型工艺及关键部件磨损机理研究    黄晓鹏

生物质固化成型环模磨损实验研究及数值模拟    孔雪辉

制粒环模磨损失效机理研究及优化设计    吴劲锋

生物质致密成型过程模孔力学及参数优化研究    谷志新

多项式扩张及广义幂级数环模    欧阳伦群

微胶囊氨基酸制备及其在饲料加工和虾养殖中的效果研究    牛化欣

生物质（秸秆）成型燃料燃烧动力学特性及液压秸秆成型机改进设计研究    马孝琴

生物质（秸秆）气合成甲醇工艺及动力学研究    朱灵峰

生物质（秸秆）纤维燃料乙醇生产工艺试验研究    宋安东

秸秆环模成型机结构设计与环模力学分析    尚耀先

木质颗粒成型机环模力学建模研究及其结构优化    王诚辉

生物质固化成型机理与环模特性研究    周亮

基于生物质固体成型机理研究的环模疲劳寿命分析    吴云玉

秸秆成型设备环模强度分析    万鑫镭

生物质成型机制粒机理与性能分析    梁晓明

高稳定、低能耗环模制粒关键技术研究    王以龙

环模制粒机挤压成形机理分析与结构参数优化    施水娟

木煤环模制粒机的研究设计    翟世中

环模制粒机绿色化技术研究    朱飞龙