基于蜂窝结构的仿生立式环模生物质颗粒机设计与试验

针对传统生物质颗粒环模成型机生产成型效率低、环模失效严重等问题,基于仿生蜂窝状有序多模孔结构,该研究提出了一种立式环模生物质颗粒成型机仿生设计方法。对蜂窝单体几何模孔结构进行图像处理,对蜂窝相邻模孔边缘轮廓拐点坐标进行提取,并获取模孔网格坐标,构建环模-压辊-物料耦合作用受力模型,以物料摄取量、挤压力为设计目标,对颗粒成型机仿生环模、模孔、压辊等参数进行设计。样机通过三压辊与仿生环模孔之间摩擦作用,实现对成型区域内物料的挤压成型,从而形成致密的生物质颗粒。温室条件下以颗粒度为2~4 mm的玉米秸秆为物料,物料含水率为12%、压辊主轴转速为100 r/min,结果表明:在相同转速下,优化后的仿生立式环模生物质颗粒成型机较传统环模成型机吨料能耗降低10.08%,生产的成型颗粒密度大于等于1.32 g/cm^(3),抗跌碎性指数为99.4%,样机能耗为40.46 kW·h/t,该研究各项指标均达到了相关标准的要求且高于传统生物质颗粒机。

内啮合行星轮柱塞式生物质环模成型机设计与试验

针对传统环模生物质成型机能耗高、磨损严重的问题,提出了一种环模生物质致密成型方法,并设计了内啮合行星轮柱塞式生物质环模成型机样机。该样机通过压辊轴上柱塞凸模与环模体上成型孔之间的类齿轮啮合运动,实现柱塞凸模对环模体成型孔内物料的挤压压缩,使松散物料形成一定密度的颗粒状物料。为适应不同的生物质物料,环模体成型孔的长径比可以进行调整。以颗粒度为1~3 mm的木屑为物料,在物料含水率为15%、压辊轴转速为60 r/min、室温条件下进行了试验。结果表明:内啮合行星轮柱塞式环模生物质成型方法可行,该样机生产率为115 kg/h、颗粒成型率96.2%、成型密度1.05 g/cm^3、机械耐久性指数97.5%、能耗约为45 kW·h/t,各项指标均达到设计要求;比其他同规格传统环模成型机能耗降低了25.4%,比螺旋挤压成型机能耗降低了50%;样机关键部件磨损降低,使用寿命得到提高。

基于Pro/Mechanica的新型生物质颗粒成型机箱体结构分析及优化

将生物质可移动柱塞式环模颗粒成型机结构参数输入到Pro/Mechanica模块中,通过CAE技术对成型机箱体的虚拟结构模型进行有限元分析,研究其应力和变形情况,并对影响其力学性能的结构参数进行灵敏度分析,建立了箱体质量最轻时的数学模型。通过优化计算,得到使结构达到最佳力学性能时的参数值,并根据优化结果对原始设计进行了改进,使箱体质量减轻了22.98%,既节省材料,又使结构更加安全可靠,同时也缩短了产品开发周期,降低了生产和试验成本。

生物质柱塞式成型机关键机构的设计与仿真

针对传统成型机能耗高、寿命短、模具磨损过快等特点,新设计一种生物质环模柱塞式致密成型机。对挤压过程中压辊组件进行有限元模态分析,以得到研究结构的各阶模态的固有频率和振型,结果表明成型过程中不发生共振,为压辊设计提供理论基础。

生物质固体成型燃料环模成型技术研究进展

综合分析了国内外生物质固体成型燃料环模成型技术、成型设备及产业发展现状,比较了生物质环模颗粒成型机和生物质环模压块成型机的性能和产品,指出了生物质固体成型燃料环模技术及设备存在着基础理论薄弱、原料适应差、易损件寿命短等问题;提出了我国生物质固体成型燃料环模成型技术的发展方向。

生物质颗粒成型设备发展现状与展望

介绍了生物质颗粒燃料及其特性,综述了国内外生物质颗粒燃料成型机发展现状,对环模颗粒成型机和平模颗粒成型机的性能和应用进行了比较,并针对目前国内外生物质颗粒燃料成型技术及设备存在的问题,提出了我国生物质颗粒燃料设备及产业化发展方向。

对辊柱塞式成型机设计与试验

基于生物质固化成型领域活塞冲压式成型机能耗低、生产率低和模辊式成型机生产率高、能耗高的特点,提出一种新型对辊式成型方式,并设计和制造了样机。该成型机压辊圆周上均布了一系列柱塞,运行过程中压辊柱塞与环模模孔相互啮合,避免了成型孔之外的物料受到压辊的挤压与摩擦。为测试该成型机的性能,进行了正交试验研究,结果表明,该成型机的较优成型参数为:含水率15%,成型模具长径比5.25,主轴转速47.25 r/min。以木屑为原料,在较优成型参数的条件下进行了成型机性能指标的测试,结果表明,该成型机生产的成型颗粒直径为10 mm,成型颗粒密度为1.15 g/cm3,机械耐久性为96.28%,生产率为75 kg/h,能耗为56 k W·h/t,成型率为95%,工作噪声为79 d B,各项指标均达到设计要求,实现了连续稳定生产。

对辊柱塞式成型机成型参数优化

为寻求对辊柱塞式成型机锯末制粒时的最优成型参数,探索成型参数对成型结果的影响规律,以锯末含水率、成型模具长径比和主轴转速为试验因素,以成型颗粒密度和成型机生产率为试验指标,基于Design-Expert BBD(Box-Behnken Design)试验设计方法对试验数据进行了处理和分析,建立了试验因素对试验指标的回归方程。结果表明:对辊柱塞式成型机采用锯末为原料制粒时,最优成型参数为:含水率15.5%、成型模具长径比5.3、主轴转速47.25 r/min。在此条件下,成型颗粒密度和成型机生产率分别可达到1.17 g/cm3、75 kg/h;各试验因素对成型颗粒密度的贡献率从大到小依次为:成型模具长径比、主轴转速、含水率,各试验因素对成型机生产率的贡献率从大到小依次为:含水率、成型模具长径比、主轴转速;成型颗粒密度试验值与预测值最大相对误差为0.426%,成型机生产率最大相对误差为2.733%,吻合程度较高。

SZLH420型固环模生物质颗粒成型机设计制造技术简介

SZLH420型环模生物质颗粒成型机及其配套设备在设计过程中,以压辊环模系统为设计中心,对材料选择和压制过程设计都有自身的创新之处,使得颗粒的生产效率有效的提高;压辊环模系统的设计除了采用基本的机械设计原则外,还借鉴同类产品在实际生产中出现的各类问题,进行了必要的改进设计。