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时间:2019-12-06 21:17:13 作者:环亚app 浏览量:32034

环亚国际网页  3结语

  由于所设计的成型机主轴转速n2为100r/min,由i=n1:n2=3可得,压辊转速n1为300r/min。由公式:n=60·f可得,压辊组件的振荡频率为5Hz,而一阶固有频率为307.02Hz,二者相差很大,因此不会发生共振。根据图7可知,当激振阶数大于一阶,处于二、三、四、五阶时,压辊组件变形较大,因此在设计压辊尺寸与转速时,要尽量避免与压辊组件的固有频率相近。

  [2]胡运龙.生物质平模成型机压辊的优化设计研究[D].合肥工业大学,2015.

  [8]姜子琪,尼姝丽,刘林,等.一种生物质环模柱塞式成型机构[P].黑龙江:CN207416067U,2018-05-29.

,见下图

,见下图

  [5]范荣,张文志,张莹瑜,等.压舌板热封包装机切辊的模态分析[J].机械工程与自动化,2017(04):62-63.

  [17]德雪红.基于分形理论的柱塞式生物质环模成型模具磨损机理研究[D].北京林业大学,2014.

  由于所设计的成型机主轴转速n2为100r/min,由i=n1:n2=3可得,压辊转速n1为300r/min。由公式:n=60·f可得,压辊组件的振荡频率为5Hz,而一阶固有频率为307.02Hz,二者相差很大,因此不会发生共振。根据图7可知,当激振阶数大于一阶,处于二、三、四、五阶时,压辊组件变形较大,因此在设计压辊尺寸与转速时,要尽量避免与压辊组件的固有频率相近。

,如下图

  2.1压辊组件受力分析

如下图

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(东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040)

,见图

环亚国际网页  本文将设计一种新型生物质环模柱塞式致密成型机来更好的解决以上问题,并利用ANSYSWorkbench软件中的模态分析对挤压过程中的压辊组件进行有限元分析,以避免出现共振等问题,为生物质成型机构设计提供理论基础[4-7]。

  [20]李媛,张泽宇,马亮.三柱塞式生物质燃料成型机理论及实验研究[J].农机化研究,2012,34(12):223-226.

  [15]王青宇,蓝保桢,俞洋,等.斜盘柱塞式生物质燃料成型机的设计[J].木材加工机械,2014,25(05):48-50+7.

  主轴转动带动整个压辊组件进行旋转挤压运动,压辊组件上安装了两个对称的柱塞式压辊。旋转挤压过程中,物料被不断送入成型模具空间内,逐渐充满压辊组件和成型模具盘的间隙。压辊组件在主轴的带动下不断作旋转运动,组件上的月牙刮板也在挤压间隙对物料进行刮除,以降低工作时压辊与物料侧向挤压造成的动力损耗,并实现原料的平铺。在主轴带动的旋转作用下,压辊上的柱塞源源不断地将物料压入成型模具的模孔中,因此产生了剧烈的摩擦挤压,导致模具内的温度不断升高。而温度升高后,生物质原料中的木质素不断软化从而具有一定的粘结力,使得生物质原料相互粘结,进入保型阶段。

  [17]德雪红.基于分形理论的柱塞式生物质环模成型模具磨损机理研究[D].北京林业大学,2014.

  1.2成型机工作原理

  由于所设计的成型机主轴转速n2为100r/min,由i=n1:n2=3可得,压辊转速n1为300r/min。由公式:n=60·f可得,压辊组件的振荡频率为5Hz,而一阶固有频率为307.02Hz,二者相差很大,因此不会发生共振。根据图7可知,当激振阶数大于一阶,处于二、三、四、五阶时,压辊组件变形较大,因此在设计压辊尺寸与转速时,要尽量避免与压辊组件的固有频率相近。

  2.1压辊组件受力分析

  [16]俞洋.斜盘柱塞式生物质燃料成型机的设计[A].中国林业机械协会.全国林业机械新产品新技术示范推介会暨第三届全国林业机械发展论坛论文集[C].中国林业机械协会:中国林业机械协会,2014:4.

  摘要: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。

  [13]陈忠加,俞国胜,王青宇,等.柱塞式平模生物质成型机设计与试验[J].农业工程学报,2015,31(19):31-38.

  新型生物质环模柱塞式致密成型机通过对称设置的两个压辊对物料进行同时挤压,提高工作效率;利用月牙刮板在挤压间隙对物料进行刮除,降低挤压过程中压辊与物料侧向挤压造成的动力损耗;在压辊上均匀分布柱塞,成型模块以及压辊上下设计成阶梯式结构,使物料被均匀迅速地挤压进成型模孔,减少能耗损失;成型模块采用装配式结构,当损坏后可以进行单独更换。

  [6]张安宁,郑月,张勇杰.基于ANSYSWorkbench分级破碎机破碎辊的模态分析[J].煤矿机械,2014,35(12):72-74.

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  在Solidworks软件中对压辊组件进行三维建模仿真装配后,导入到ANSYS Workbench中,将材料统一设置为struc-tural steel,弹性模量E=210GPa,泊松比μ=0.3,密度为ρ=7.85×103kg/m3,划分网格后,在压辊轴两端分别施加Cylindrical Support(圆柱支撑)和Frictionless Support(无摩擦约束),将成型压辊的模态阶数设置为6,选择Evaluate All Results命令,可以得到TabularData频率表(图7)和Timeline图形(图8)。选择Outline(分析树)中Solution下的Total Deformation(总变形)选项,可得各阶模态总变形分析云图(图9)。

  [13]陈忠加,俞国胜,王青宇,等.柱塞式平模生物质成型机设计与试验[J].农业工程学报,2015,31(19):31-38.

  [10]苏明顺,王继荣,刘广涛,等.基于柱塞式成型机的生物质成型设备优化设计[J].青岛大学学报(工程技术版),2017,32(01):99-103.

  由于所设计的成型机主轴转速n2为100r/min,由i=n1:n2=3可得,压辊转速n1为300r/min。由公式:n=60·f可得,压辊组件的振荡频率为5Hz,而一阶固有频率为307.02Hz,二者相差很大,因此不会发生共振。根据图7可知,当激振阶数大于一阶,处于二、三、四、五阶时,压辊组件变形较大,因此在设计压辊尺寸与转速时,要尽量避免与压辊组件的固有频率相近。

  [2]胡运龙.生物质平模成型机压辊的优化设计研究[D].合肥工业大学,2015.

1.  2.2成型压辊有限元分析

  [14]德雪红,俞国胜,陈忠加,等.柱塞式生物质环模成型机环模凹模磨损预测[J].北京林业大学学报,2015,37(06):112-119.

  [21]卜雪君.五柱塞式秸秆燃料成型机的性能参数分析[D].辽宁科技大学,2012.

  1关键部件设计与工作原理

2.  [2]胡运龙.生物质平模成型机压辊的优化设计研究[D].合肥工业大学,2015.

  [12]宁廷州.对辊柱塞式成型机研制及其成型参数优化[D].北京林业大学,2016.

3.  [3]张喜瑞,甘声豹,李粤等.行星轮式内外锥辊固体燃料平模成型机研制与试验[J].农业工程学报,2014,30(22):10-20.

  [18]袁大龙.生物质常温柱塞式环模颗粒成型机研究及设计[D].北京林业大学,2014.

  由于所设计的成型机主轴转速n2为100r/min,由i=n1:n2=3可得,压辊转速n1为300r/min。由公式:n=60·f可得,压辊组件的振荡频率为5Hz,而一阶固有频率为307.02Hz,二者相差很大,因此不会发生共振。根据图7可知,当激振阶数大于一阶,处于二、三、四、五阶时,压辊组件变形较大,因此在设计压辊尺寸与转速时,要尽量避免与压辊组件的固有频率相近。

  [12]宁廷州.对辊柱塞式成型机研制及其成型参数优化[D].北京林业大学,2016.

4.  [20]李媛,张泽宇,马亮.三柱塞式生物质燃料成型机理论及实验研究[J].农机化研究,2012,34(12):223-226.

  [20]李媛,张泽宇,马亮.三柱塞式生物质燃料成型机理论及实验研究[J].农机化研究,2012,34(12):223-226.

  [10]苏明顺,王继荣,刘广涛,等.基于柱塞式成型机的生物质成型设备优化设计[J].青岛大学学报(工程技术版),2017,32(01):99-103.

  参考文献:

  压辊柱塞实际受力Fα实际变化规律如图6(b)中的曲线1所示,但由于压辊柱塞在啮合挤压成型区AC停留的时间很短,为便于分析,将其受力过程视为一个稳态情况进行分析[12],如曲线2所示,由此可得:

  2.1压辊组件受力分析

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