环模生物质成型机的研究与设计

【摘要】对生物质能源的利用与开发是可持续发展战略的重要课题，本文以生物质固化成型技术为背景，对环模生物质成型机进行了研究与设计。为生物质原料的工业化、集成化、规模化的利用提供了理论依据与技术支持。本文主要研究内容及成果如下；（1）对环模生物质成型机的成型机理进行了理论分析，总结出对环模生物质成型机工作效率与产品质量产生影响的重要参数的选取范围。并对环模生物质成型机的传输系统与调质系统的主要工作参数进行分析计算，为成型机的总体设计提供了理论基础。（2）通过进行模拟试验，对生物质原料成型密度与其影响因素的关系进行分析。得出生物质原料的含水率、颗粒度、挤压力等因素对成型密度影响的最佳取值范围。并通过对压缩过程中生物质原料的力学分析，得出生物质原料在压缩至一定密度时所需挤压力的数值，为后文环模的优化设计提供了理论依据。（3）应用有限元软件ANSYS对环模结构与环模模孔形式进行了分析优化，并根据分析结果对环模的结构进行改进，设计成组合式环模加快换模套结构，使环模的加工范围加宽、磨损程度降低。提高了环模的使用寿命，降低了生产成本。（4）根据摩擦学与热力学原理，通过对环模生物质成型机挤压成型过程的分析。应用有限元软件ANSYS对环模工作状态下的温度场进行模拟。推导出不同压辊转速对环模温度与成型质量的影响。并根据生物质挤压成型条件与生产能耗得出环模生物质成型机压辊转速的合理取值范围。（5）通过前文的理论分析与试验研究，根据生产条件与使用要求，对环模生物质成型机进行了总体设计。此设备具有体积小、加工物料范围宽、物料分布均匀、模具寿命长、结构布局合理等特点。此设备在一定程度上可以进一步推广生物质原料的利用与开发。
【作者】韩盛林；
【导师】高印寒；
【作者基本信息】吉林大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】生物质；环模；优化设计；ANSYS；成型机；

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