生物质平模成型法设备结构参数研究与有限元分析

摘要

生物质能作为当今世界的第四大能源，其使用对于改善全世界的能源结构以及提高农村的生态环境具有相当深远的意义。但如何合理的开发与利用生物质能又成为了人类亟待解决的难题。生物质平模成型机以其体积小、重量轻、结构简单等一系列特点成为了生物质成型设备中的佼佼者，并得到了很好的研究与开发。
　　本文在研究了目前生物质平模成型设备的结构组成以及了解了其相关的研究成果之后，认为目前的生物质平模成型机仍然具有关键件磨损快、能量消耗高、维修困难等一系列缺点。因此，采用柱塞冲压的方式，综合考虑从原料粒度、含水率、长径比、模孔开口锥度4个方面开展了对生物质燃料正常出模以及出模质量影响的生物质平模成型机成型实验研究。这对整机的结构优化、提高生产率、降低成本，进而推广生物质能燃料的使用具有重大意义。
　　其次从理论的层面上进行了辊模运动过程与关键件的力学分析，得出了平模在运行一段时间后会出现磨损严重的原因。最后利用ANSYS软件对平模进行了相应的有限元分析，这为生物质平模成型机成型装置的设计与优化，以及成型燃料维持自身的能力和降低磨损都提供了理论依据。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 生物质固化成型技术及设备

1．2．1 生物质固化成型技术概念及成型燃料利用

1．2．2 生物质固化成型机理

1．2．3 固化成型工艺和设备类型

1．3 国内外生物质成型发展应用情况

1．3．1 国外生物质成型发展应用情况

1．3．2 国内生物质成型发展应用情况

1．4 装备研发与生产存在的问题

1．5 本论文研究的主要内容

第2章 生物质成型技术与成型实验研究

2．1 生物质成型的主要影响因素

2．1．1 原料种类

2．1．2 成型压力

2．1．3 原料粉碎粒度

2．1．4 原料含水率

2．1．5 加热温度

2．2 生物质常温固化成型实验研究

2．2．1 实验目的与指标

2．2．2 实验设备

2．2．3 实验原料准备

2．2．4 含水率测定

2．2．5 实验内容及测试方法

2．2．6 实验结果及分析

2．3 本章小结

第3章 生物质平模成型设备辊模运动过程及主要参数分析

3．1 平模成型设备主要结构及工作原理

3．2 辊模运动分析

3．3 辊模运动过程力学特性理论分析

3．3．1 原料在变形区的受力分析

3．3．2 原料在成型区的受力分析

3．3．3 压辊挤压力分析

3．3．4 平模受力分析

3．4 成型设备主要技术参数优化分析

3．5 本章小结

第4章 生物质平模成型设备关键件有限元分析

4．1 软件介绍

4．2 平模结构静力学仿真分析

4．2．1 平模模孔静力学分析

4．2．2 平模表面不均匀磨损有限元分析

4．3 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢