蜂窝状生物质燃料固化成型有限元分

根据生物质可压缩性以及成型物具有一定硬度等特点,将生物质成型过程看成非线性有限元问题.建立力学模型,利用ANSYS软件分析成型过程中的静水压应力、等效应变以及载荷与形变的关系,提出分段填料压缩可提高成型物的耐久性,采用缓慢压缩和提高物料的软化程度等方法可以防止成型物出现裂纹.     

模辊式生物质颗粒燃料成型机性能试验

针对模辊式成型机在生产生物质颗粒燃料过程中存在能耗高等问题,以玉米秸秆为原料,研究成型机模辊间隙、主轴转速和模孔直径等参数对生产率、吨燃料能耗、颗粒燃料的成型率、机械耐久性和颗粒密度等的影响。结果表明：模辊间隙仅对成型率有影响,间隙为0.2mm最优。吨燃料能耗和颗粒密度随主轴转速增大而减小;模孔直径大,生产率高,吨燃料能耗低,颗粒密度小;为保证生产率,主轴转速应大于等于160r/min。不同因素试验,颗粒燃料的成型率大于95%,机械耐久性大于96%,均符合生物质颗粒燃料要求。     

农用液压式生物质成型机的试验研究

阐述了液压式生物质成型机的成型机理,并对其进行了试验研究。试验和分析结果皆表明:在原料为自然干燥玉米秸秆的条件下,要保证成型机工作顺利、成型棒成型效果良好且单位产品能耗较低,应该把加热温度稳定在240～250℃之间,从而使在原料为自然干燥玉米秸秆的条件下成型机的关键生产参数(即加热温度)得到了确定。     

立式环模生物质成型机设计与试验

针对目前我国生物质压块机存在的生产率低、能耗高及成型燃料质量低等问题,采用立式环模原理,设计了一种新型生物质压块机,设计了带有加热电阻和降温水道的环模,并以粉碎玉米秸秆为原料进行试验,试验结果表明,生产率为2.1t/h,吨功耗35.6kW·h/t,整机噪声82dB(A),成型率为95.4%,成型密度为1.1g/cm 3 ,各项指标均达到设计及标准要求,启动时采用加热电阻,能够缩短预运行时间50~65min,正常生产时,燃料的温度能够降低20~30℃,生产率比未采用加热降温环模时增加5%。     

螺杆挤压式生物质成型机优化设计与试验

在对螺杆挤压式生物质成型机成型物料的受力及运动进行分析的基础上,将整体螺杆分拆为螺杆头和螺杆主体,将成型套筒拆分为成型活套和保型套筒,对成型机螺杆头部的设计参数螺旋体叶片直径D、叶片螺距S、螺旋轴直径d和套筒数据进行优化设计.试验表明,通过更换螺杆头和成型活套能够降低磨损,螺杆头和螺杆主体的使用寿命可达到90 h和1 000 h,提高了生物质成型燃料的生产量,生产效率与原成型机相比提高了66.12 kg/h,从而促进生物质成型机的推广应用.     

11SZL-320型生物质颗粒燃料成型机的设计与研究

本文分析了目前市场上已有的生物质颗粒燃料成型机存在的问题,阐述了11SZL-320型生物质颗粒燃料成型机的成型原理及结构特点,并对其性能试验情况进行了分析。     

生物质固化成型机试验研究分析

随着我国经济的快速发展,能源短缺问题已成为制约国民经济可持续发展的瓶颈。一方面,能源进口成本居高不下;另一方面,矿物质燃料造成严重环境污染。农作物秸秆及农林剩余产物是一种燃烧性能良好的生物质燃料,现已成为仅次于煤炭、石油、天然气的第四大能源。目前,我国每年秸秆产量达6亿多t,相当于3亿t标准煤;另外,还有大量的农林剩余产物和其它生物质废弃物。随着我国农村经济的发展,农民对农作物秸秆和林业废弃物的有效利用逐年减少,大多数农作物秸秆和农林剩余物被废弃或焚烧,不仅浪费了资源,使土壤矿化,而且严重污染了环境,还容易引发火灾、交通事故,造成人身伤害和财产损失等。     

平模式生物质成型机压辊的改进设计

针对平模式生物质成型机的主要工作部件压辊在工作过程中的快速磨损、使用寿命较短、磨损失效后不便于更换、维修费用高等问题进行了改进设计。通过将整体式压辊改为组合式后,压辊芯和压辊齿圈可单独加工制造,只有压辊齿圈采用了合金材料,减少了合金材料的使用量,降低了成型机的制造成本,方便了压辊齿圈的维修与更换;压辊齿圈外缘的齿槽由直齿改为斜齿后,能够增大压辊与物料之间的摩擦力,提高压辊攫取物料的能力,使压辊运行更为平稳;将压辊轴承改为两个单列圆锥滚子轴承、对称安装结构后,压辊轴承的承载能力可提高近1倍,大大延长了轴承的使用寿命。通过对压辊材料的试验表明,发现使用合金结构钢27SiMn代替45号钢。     

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。     

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。     

环模式秸秆压块机的设计与性能试验

介绍了环模式秸秆压块机工作原理、结构设计及其性能试验。通过对环模式秸秆压块机关键部件进行设计,在不同的磨辊间隙下进行主轴转速与生产率、成型率以及单位能耗试验研究。结果表明：主轴转速增大,生产率增大,吨料能耗减小;但转速进一步提高,生产率会变小,吨料电耗增大;磨辊间隙过大,生产率减小,间隙过小,模辊磨损加剧。当磨辊间隙为5 mm、主轴转速为165 r/min时,压块机的生产率、吨料电耗和关键部件耐磨性都最优。     

秸秆压块机辊口式环模耐磨机理分析与试验

环模秸秆压块机成型过程中,由于秸秆颗粒与环模之间的滑动摩擦,环模模孔磨损十分严重,导致环模使用寿命缩短。以工字型模块组成的立式环模为研究对象,提出在工字型模块喂料端设置辊口式结构,即在工字型腰部上下两翼加工圆孔,孔中装配轴承和插入圆辊。通过相邻圆辊间所构成的辊口压入秸秆颗粒,从而将物料与原模块间因数较大的滑动摩擦变为物料与圆辊间因数较小的滚动摩擦,达到减小模孔磨损的目的。利用有限元软件分析得到改进前和改进后模孔处的磨损率曲线,结果表明:改进前环模最大磨损率0.11μm/s,改进后辊口式环模最大磨损率0.01μm/s,远小于改进前磨损率。通过试验表明所设计的辊口式环模具有减小磨损和延长环模寿命的作用。     

环模秸秆压块机秸秆压缩力试验研究

试验采用四因素五水平二次回归正交旋转中心组合设计法,以水稻秸秆和稻壳为原料,主轴转速、含水率、稻壳含量和秸秆长度为试验影响因子,秸秆压缩力为试验指标,利用9JYK-2000A型环模秸秆压块机进行秸秆压缩力试验研究。结果表明:当主轴转速为170r/min、含水率为20%、稻壳含量为30%、秸秆长度为15mm时,秸秆压缩力有最佳值为20.407k N;各因素对环模秸秆压块机秸秆压缩力贡献率主次顺序依次为:含水率秸秆长度稻壳含量主轴转速。试验验证可知:该组合下试验值与试验模型预测值之间相对误差平均值为1.9 4%,可以为环模秸秆压块机压缩机理研究和分析提供必要的参数依据。