固化成型加工秸秆燃料受力分析
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
４ ３
・
产 品与 市 场 ・
加 工 能 耗 ，简 化 成 型 机结 构 ，特 别 是 减 少 运 动 部 件 数
量 ，减 少能 量损失 。
料压 缩过 程 。物 料首 先进入 压紧 区 。
在压 紧 区 内，随着 模辊 的相 对旋 转 ，成 型燃 料所 处
空 间 受 到 快速 压 缩 。蓬 松 的秸 秆 物理 受 到 快 读 挤 压 作
中图分类 号 ：Ｔ ６ Ｈ 文献 标识 码 ：Ａ ｄ ｉ Ｏ３ ６ ／．ｓ ． ０ — ６ ３２ １ ． ．１ ｏ： ． ９ ｉｓｎ１ ２ ６ ７ ． ２ ２０ ７ ｌ ９ ｉ ０ ０ ０
Ｆｏ ｃ ａ ｙ ｉ ｆＳ ｒ ｗ ｔ ｍ ｒ ｎ ｈ ｉ ｕ ｔｉ ｇ Ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓｏ ｔ ａ Ｓ ｅ Ｄｕ ｉ ｇ ｔ ｅ Ｂｒｑ ｅ ｔ ｒ ｃ ｓ ｎ
的重 要技 术途 径之 一 。经 致 密 成型 加工 后 得到 的生 物 用 寿命 等 。 针 对上 述情 况 ．本 文将 介绍 一 种新 型秸 秆 成 型机 结 构 ，扼 要分 析秸 秆 成 型加工 过 程 ，探讨 成 型加 工过 程 物 料 受力 情况 。
质 固体 成 型 燃料 粒 度 均 匀 ，密 度 大 ，单 位 体 积能 量 高 。
秸秆 固化 成 型燃料 便 于运输 和贮 存 ，且 燃 烧性 能 明显 改 善 ，热 效 率 可 达 到 ７ ％～ ５ ０ ８ ％。而 未 Байду номын сангаас处 理 的生 物 质 燃
收 稿 日期 ：２ １ — ２ ０ ０ １ １— ６
１ 成 型 机 结 构
现有 颗 粒成 型 机 的成 型模具 孔 径较 小 ，秸 秆通 过 模
ＣＨＡＮ Ｇ ｏｌ Ｔ， ＬＩ Ｙａ ｇ Ｕ ｎ
（ ｒ ｅｓ ｏｅｔｙＵｎｖ ｒ ｔ， ｒｉ ｉａｇｏ ｇ ５ ０ ０ ｈｎ） Ｎｏｔ ａｔＦ ｒｓ ｉｅｓｙ ＨａｂｎＨｅ ｉ ｌｎ １ ０ ４ ，Ｃ ｉａ ｈ ｒ ｉ ｊｎ
Ａｂ ｔａｃ ： Ｔｈｓｐａ ｒｐ ｅ ｅ ｓａ ｓ ｕｃｕ ｅ ｏ ｗ ｙ ｆｈｉｈ ｒ ｄ ｔｏ ｌ ｗ —ｐ ｗ ｅ ｔａ ｂｒｑ ｅｔｎ ｃ ｉ ｅ ｓｒ ｔ ｉ ｐｅ ｒ ｓｎｔ ｔ ｔ ｒ ｆａｎｅ ｔｐｅ ｏ ｇ —ｐ ｏ ｕｃ ｎ， ｏ ｒ ｉ ｏ ｒｓｒｗ ｉ ｕ ｔ ｇ ｍａ ｈ ｎ ．Ｔｈ ｅ ｔｐ ｃ ｉ ｅ ｉ ｅ ｎ ｗ ｙ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｉ ａｖ ｒｉａ ｔｕｃｕ ｅ ｉ ｒｑ ｅｔｎ ｏ ｌ ｓａｒｎ ｙ ｅ ｃ ｍｐｏ ｉ ｄ ｓｒ ｃ ｒ Ｔｈ ｒ ｓ ｅ ｔｏ ｌａｅ ｆｍｏ ｄｎ ａ ｉ ｓｅ ａｇ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｅｔｃｌｓ ｔ ｒ ， ｔ ｂ ｉｕ ｔｉｇ ｍ ｄｅ ｉ ｉ ｇ ｔｐ ｏ ｒ ｓ ｓｔ ｔｕ ｔ ｅ． ｅ ｃｏｓ—ｓ ｃｉｎａ ｒ ａｏ ｌｉ ｇ ｃ ｖｔ ｉ ｎｌｒ ｅ ｎ ｈ ｅ ｕ ｙ
十 余 篇 ；刘 洋 （ ９ ６ ， 男 ， 吉 林 吉 林 市 人 ， 硕 士 研 究 生 。 １ ８ －）
较 大 的成 型机 产量 。降低成 型 加工 能量 消 耗 ，首先 采 用
研 究 方 向 ：生 物 质 能 源 机 械 设 计 。
了较 大 的成 型加工 模具 孔 截 面积 。为 了进 一步 降低 成 型
ｎｆｃ ｎ ｅｔ ｈｅｄ ｓｇ ｏ ｅｓ ａ ｆ ｅ ｉｑ ｅｔ ｃ ｎ ｉ ａ ｃ Ｏ ｔ ｅｉｎ ｆｔ ｔ ｗ ｕ ｌ ｉ ｈ ｒ ｂｒ ｕ ｔｉ ｍ ｈ ｅ． ｎｇ ａ ｉ
Ｋｅ ｒ ｓ： ｓｒｗ ； ｅ ｒ ； ｂｒｑ ｅｔ ｓ ｅｓａ ｙ ｗｏ ｄ ｔａ ｎｅｇ ｙ ｉ ｕ ｔｅ； ｔ ｓ ｎ￣ｙｉ ｉｎｔ ｌｍｅ ｔｓｍ ｕａｉｎ ｒ ｓｓ；ｆｉ ｅｅｅ ｎ ｉ ｌｔｏ
二 者 连接 成 一体 。机 架 和 电机 安装 在 底 座 上 ．底 座 将 成 型 机 与 其他 部件连接成整 体。 采 用 直 径 为 １ ｍ 环 ． ２
的底部 支撑 在成 型 区的秸 秆物 料上 。压 实区 压辊 的挤 压 作 用也 将秸 秆物料 挤入 成型 区 。
在 成型 区 内 。模孔 也 是楔 形结 构 。层 层挤 入 的物 料 径向受到挤压作 用 ，
ｎ ｌｓ ｓｗｉ ａ ａｙｉ 山 ＡＮ Ｓ ｏｆ ｒ ｎ ｅ ａ ａｙｉ ｈ ａ —Ｏ ｒｓｏ ｈ ｅ ｍ ｃ ｎｅ ＹＳ ｓ ｔ ｅａ ｄ ｔ ｎ ｓ ｓｏｎ ｔ ｅ ｗｅ ｗａ ｈ ｌ ｒ Ｕｔｐａｔ ｆｔ ａ ｈ ．Ｔｈｅ ｒｓ ａｃ ｅｕｔ ｈｉ ｐａ ｅ ａ ｍ ｐ ｔｎ ｇ ｉ ｅｅ ｈ ｒｓ ｌ ｏｆｔ ｓ ｐ ｒｈ ｖｅｉ ｏｒａ ｔｆ － ｒ ｓ ｉ
形 组 合式 模 具 ．保 型
腔 孔 径 为 ￣３ ｍｍ。 ２
图 １ 秸 秆 成型 机 结 构 简 图
Ｆ ｇ１ Ｓ ｒ ｃｕ ａ ｉ ｇ ａ ｏ ｔａ ｉ ． ｔ ｕ ｔ ｒ ｌｄ ａ ｒ ｍ ｆｓｒ ｗ ｂ ｉ ｕ ｔｅ ｎ ｈ ｎ ｒｑ ｅ ｔ ｍｃ ｉ ｅ
新 型生 物质 燃料 成 型机 采用 立式 结构 ，环 模和 主轴 的轴 线 垂 直 于 地 面 。环模 静 止 ，压 辊 转 动 ，如 图 １所 示 。主轴通 过联 轴 器与 减速 器输 出轴 相连 。减 速器 输 出 轴 的轴 线铅 垂 ，输 入轴 的轴 线水 平 。减速 器 的输入 轴通 过 联轴 器 与 电机输 出轴 相连 。 主轴通 过两 个 圆锥滚 子轴 承安装 在 机架 上 ，主轴 的上 端安 装 压辊架 。压 辊架 与 主
文 章 编 号 ： １０ — ６ ３ （０ ２ ２ ０ ３ ０ ０ ２ ６ ７ ２ １ ）０ — ４ — ３
固化 成 型 加 工 秸 秆燃 料 受 力 分 析
常同立 ，刘 洋
（ 东北 林 业 大 学 机 电工 程 学 院 ，黑 龙 江 哈 尔 滨 １０ ４ ） ５０ ０
摘
要 ：提 出 了 一 种 新 型 的 高 产 量 、 能 耗 秸 秆 燃 料 成 型 机 结 构 。新 型 成 型 机 采 用 立 式 结 构 ， 模 采 用 组 合 低 环 结 构 。 通 过 采 用 较 大 成 型 腔 截 面 积 和 减 少 运 动 件 数 目 。 低 了 设 备 能 耗 。 分 析 了新 型 秸 秆 成 型 机 的 降
轴 采用 平 键连 接 。压辊 架上 安装 三个 压辊 ，压 辊 固定 在
用 ，成 型燃料 变 为较 为结构 组织 较 为紧 密的状 态 。但成
型燃 料微 观结 构基本 尚未 出现严 重变 形和破 坏 。
压辊 与 环模 之间 的狭 窄 区域 是 压实 区 。它位 于楔形
区域 的末端 。压 实 区内 ，模 辊 与环模 间 隙减小 的速 率 明
显 降低 。但 由于 成型燃 料 已经 压紧 。压辊 的挤 压作 用将
破 坏成 型燃 料微 观结 构 ，形 成 密实 秸秆 物料 层 。压 实 区
压辊 轴 上 ，每 个 压辊 轴 通 过 两个 轴 承安 装 在 压辊 架 上 。 三个压 辊外 面套 着环 模 ，如 图２所示 ， 环模 固定在机架上 ，
成 为 内部 充 满 应 力 的 成 形 的 颗 粒 燃 料 。 然
后进入 保 型区 。 在 保 型 区 内 ，在 不断 新 挤入 的成 型 燃 料作 用 下 ．枯秆 成 型
颗 粒 燃 料 向 出 口 移
圈 ３ 秸秆燃 料 受到正 压 力分布
ｆ ｌ ｕｅ ｒｉ ａ Ｖｒ ￣ｕｒ ｓｒｂ ｉｏ ｏ ｔａ ｇ ｅ ｅ ｄｉｔ ｉｕｔ ｎ ｆｓｒ ｗ
０ 引言
ｌ
料 进行 粗放 式燃 烧 ，热利 用率仅 有 １ ％～ ５ ０ １％。
目前 ．国内外 已有 许 多学 者在 生物 质 压缩 成 型技 术
农作 物秸 秆 是农 村最 丰 富 的资源 之 一 ，秸秆 作 为一 １ 方 面 做 了大量 的 研究 工作 。力 图提 高生 物质 燃料 的密 种生 物质 能 源 ，是 宝 贵 的可再 生 能源 。充 分 利用 好 秸秆 ： 度 和 体积 热量 。提高其 耐烧 性 和运 输存 储 方便 性 。但 生
基 金 项 目 ：黑 龙 江 省 教 育 厅 项 目（１５ ００ １５ ３２ ）
作 者 简 介 ：常 同立 （９８ ） １６ － ，男 ，陕 西华 县人 ，博 士 ，副 教 授 ，
机 械 电子 专 业 负 责 人 。研 究 方 向 ： 能 源 机 械 装 备 设 计 理 论 ， 具 时 阻力较 大 ，成 型加 工过 程 功率 损耗 较 大 ；模具 折 算 半物 理仿 真技 术 与 理 论 ． 已发 表 论 文 二 十 余 篇 ，其 中 Ｅ 检 索 通 流 面积较 小 。因此 限制 了成 型机 产量 提 高 。为 了获 得 ｉ
资源可以缓解能源紧张问题 ，有益于环境保护 ，有助于 Ｉ 物 质 成型燃 料 技术 推 广应 用仍 存在 一 些发 展瓶 颈 。在 现
解决 “ 三农”问题 ；服务于国家新农村建设工作【 】 １ 。 ｌ 阶段 ，生物 质 成 型燃料 技术 研 究热 点 和难 点在 于如 何 降 秸秆燃料固化成型加工是该类生物质能源转化利用 ： 低 成 型机 能耗 ，提 高产 量 与成 品质 量 ；提 高成 型设 备 使
ｎ ｍ ｂｅ ｆｍ ｏ ｎ ａｔ ｆｔ ｅ ｅ ｉｍ ｅ ｔｉ ｅ ｕ ｅ ｔ ｃ ｉｖｅｌｗ ｅ ｎ ｒ ｙ ｃ ｓ ｍｐｔ ．Ｔｈ ｏ ｌｘ ｂ ｉｕｅｔ ｏ ｅｓｃ ｎ ｂｅｒ ｕｇ ｙ ｕ ｒｏ ｖ ｇ ｐ ｒｓｏ ｈ ｑｕｐ ｉ ｎ ｓｒ ｄ ｃ ｄ ｏ ａｈ ｅ ｏ ｒｅ ｅ ｇ ｏｎ ｕ ｉ ｏｎ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｒｑ ｔｉ ｐｒ ｃ ｓ ａ ｏ ｈｌ ｎｇ ｉｉ ｄ ｉ ｏ ｆ ｅｗ ｒ ｉ ｒａ ｂ ｄ ｏ ｈ ｎ ｌｓｓ ｆｔ ｏｍｐｒｓ ｒ ｃ ｓ ｏ ｔａ ｓｅ ｉ ｔａ ｂ ｑ ｔｉ ｃ ｎ ．Ｔｈｅｄ ｓｒ ｔｏ ｉ ｄｖｄｅ ｎｔ ｖ ｏ ｋｎｇａ ｅ ａｅ ｎ ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ｏ ｅ ｃ ｉ ｓ ｓ ｈ ｅｓｐ ｏ ｅｓ ｆｓｒｗ ｔｍ ｎ ｓｒｗ ｒ ｕｅｔ ｉ ｎｇ ｍａ ｈ ｅ ｉ ｉｔ ｂｕ ｎ ｄ － ｉ ｉ ｇ ａ ｆｐ ｅｓ ｒ ｎ ｒｃ ｏ ｆ ｃ ｃｅ ｔａ ｓｅ ｉ ｅ ｆ ｍ ｉｇ ｄ ｋｅ ｐｎｇ ａｅ ｒ ｒｓ ｎ ｅ ａｅ ｅ ｍｏｄ ｌｎ ｎ ｓ ｕａ ｏ ｒｍ ｏ ｒ ｓｕ ｅ ａ ｄ ｆ ｔ ｎ ｏｒｅ ａ ｔｄ ｏｎ ｓｒｗ ｔｍ ｎ ｔ ｏｒ ｎ ａ ｅ ｉ ａ ａｅ ｐ ｅｅ ｔｄ ｂ ｄ ｏｎ ｔ ｉｉ ｈ ｎ ｒ ｓ ｈ ｅｉ ｇ ａ ｄ ｉ ｌｔ ｎ ｍ ｉ
第 ２ ５卷 第 ２期 ２１ ０ ２年 ３月
Ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ＆ Ｉ ｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ｃ ｉｅ ｙ ＆ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌ ｒｄ ｃｓ ｎ ｏ ａｉ ｆ ｏ Ｍａ ｈｎ ｒ ｌｃｒ ａ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｉ
机 电 产 品 开 发 与刨 新
Ｖｏ１ ， ２ ． Ｎｏ． ２５ Ｍａｒ． ． ２０１ ２
秸秆 燃料挤 压成 型过 程 ， 复杂 的成型 型腔 大致 划分为 五个 工作 区。在 采 用 Ａ ＹＳ软件 建模仿 真 分析 ＮＳ 和 对 多种成 型 机 磨损 情 况察 看 分析 的基础 上 ，给 出了成 型过 程 中秸 秆 燃料 所 受 正压 力和 摩擦 力分
布 图。上 述研 究结 果对 秸秆 燃料 成型 机设 计有 重要 的指 导 意义 。 关键 词 ：农作 物秸秆 ；能 源；成 型燃料 ；受力分 析 ；有 限元模 拟
・
产 品与 市 场 ・
加 工 能 耗 ，简 化 成 型 机结 构 ，特 别 是 减 少 运 动 部 件 数
量 ，减 少能 量损失 。
料压 缩过 程 。物 料首 先进入 压紧 区 。
在压 紧 区 内，随着 模辊 的相 对旋 转 ，成 型燃 料所 处
空 间 受 到 快速 压 缩 。蓬 松 的秸 秆 物理 受 到 快 读 挤 压 作
中图分类 号 ：Ｔ ６ Ｈ 文献 标识 码 ：Ａ ｄ ｉ Ｏ３ ６ ／．ｓ ． ０ — ６ ３２ １ ． ．１ ｏ： ． ９ ｉｓｎ１ ２ ６ ７ ． ２ ２０ ７ ｌ ９ ｉ ０ ０ ０
Ｆｏ ｃ ａ ｙ ｉ ｆＳ ｒ ｗ ｔ ｍ ｒ ｎ ｈ ｉ ｕ ｔｉ ｇ Ｐ ｏ ｅ ｓ ｒ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓｏ ｔ ａ Ｓ ｅ Ｄｕ ｉ ｇ ｔ ｅ Ｂｒｑ ｅ ｔ ｒ ｃ ｓ ｎ
的重 要技 术途 径之 一 。经 致 密 成型 加工 后 得到 的生 物 用 寿命 等 。 针 对上 述情 况 ．本 文将 介绍 一 种新 型秸 秆 成 型机 结 构 ，扼 要分 析秸 秆 成 型加工 过 程 ，探讨 成 型加 工过 程 物 料 受力 情况 。
质 固体 成 型 燃料 粒 度 均 匀 ，密 度 大 ，单 位 体 积能 量 高 。
秸秆 固化 成 型燃料 便 于运输 和贮 存 ，且 燃 烧性 能 明显 改 善 ，热 效 率 可 达 到 ７ ％～ ５ ０ ８ ％。而 未 Байду номын сангаас处 理 的生 物 质 燃
收 稿 日期 ：２ １ — ２ ０ ０ １ １— ６
１ 成 型 机 结 构
现有 颗 粒成 型 机 的成 型模具 孔 径较 小 ，秸 秆通 过 模
ＣＨＡＮ Ｇ ｏｌ Ｔ， ＬＩ Ｙａ ｇ Ｕ ｎ
（ ｒ ｅｓ ｏｅｔｙＵｎｖ ｒ ｔ， ｒｉ ｉａｇｏ ｇ ５ ０ ０ ｈｎ） Ｎｏｔ ａｔＦ ｒｓ ｉｅｓｙ ＨａｂｎＨｅ ｉ ｌｎ １ ０ ４ ，Ｃ ｉａ ｈ ｒ ｉ ｊｎ
Ａｂ ｔａｃ ： Ｔｈｓｐａ ｒｐ ｅ ｅ ｓａ ｓ ｕｃｕ ｅ ｏ ｗ ｙ ｆｈｉｈ ｒ ｄ ｔｏ ｌ ｗ —ｐ ｗ ｅ ｔａ ｂｒｑ ｅｔｎ ｃ ｉ ｅ ｓｒ ｔ ｉ ｐｅ ｒ ｓｎｔ ｔ ｔ ｒ ｆａｎｅ ｔｐｅ ｏ ｇ —ｐ ｏ ｕｃ ｎ， ｏ ｒ ｉ ｏ ｒｓｒｗ ｉ ｕ ｔ ｇ ｍａ ｈ ｎ ．Ｔｈ ｅ ｔｐ ｃ ｉ ｅ ｉ ｅ ｎ ｗ ｙ ｅ ｍａ ｈ ｎ ｉ ａｖ ｒｉａ ｔｕｃｕ ｅ ｉ ｒｑ ｅｔｎ ｏ ｌ ｓａｒｎ ｙ ｅ ｃ ｍｐｏ ｉ ｄ ｓｒ ｃ ｒ Ｔｈ ｒ ｓ ｅ ｔｏ ｌａｅ ｆｍｏ ｄｎ ａ ｉ ｓｅ ａｇ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｅｔｃｌｓ ｔ ｒ ， ｔ ｂ ｉｕ ｔｉｇ ｍ ｄｅ ｉ ｉ ｇ ｔｐ ｏ ｒ ｓ ｓｔ ｔｕ ｔ ｅ． ｅ ｃｏｓ—ｓ ｃｉｎａ ｒ ａｏ ｌｉ ｇ ｃ ｖｔ ｉ ｎｌｒ ｅ ｎ ｈ ｅ ｕ ｙ
十 余 篇 ；刘 洋 （ ９ ６ ， 男 ， 吉 林 吉 林 市 人 ， 硕 士 研 究 生 。 １ ８ －）
较 大 的成 型机 产量 。降低成 型 加工 能量 消 耗 ，首先 采 用
研 究 方 向 ：生 物 质 能 源 机 械 设 计 。
了较 大 的成 型加工 模具 孔 截 面积 。为 了进 一步 降低 成 型
ｎｆｃ ｎ ｅｔ ｈｅｄ ｓｇ ｏ ｅｓ ａ ｆ ｅ ｉｑ ｅｔ ｃ ｎ ｉ ａ ｃ Ｏ ｔ ｅｉｎ ｆｔ ｔ ｗ ｕ ｌ ｉ ｈ ｒ ｂｒ ｕ ｔｉ ｍ ｈ ｅ． ｎｇ ａ ｉ
Ｋｅ ｒ ｓ： ｓｒｗ ； ｅ ｒ ； ｂｒｑ ｅｔ ｓ ｅｓａ ｙ ｗｏ ｄ ｔａ ｎｅｇ ｙ ｉ ｕ ｔｅ； ｔ ｓ ｎ￣ｙｉ ｉｎｔ ｌｍｅ ｔｓｍ ｕａｉｎ ｒ ｓｓ；ｆｉ ｅｅｅ ｎ ｉ ｌｔｏ
二 者 连接 成 一体 。机 架 和 电机 安装 在 底 座 上 ．底 座 将 成 型 机 与 其他 部件连接成整 体。 采 用 直 径 为 １ ｍ 环 ． ２
的底部 支撑 在成 型 区的秸 秆物 料上 。压 实区 压辊 的挤 压 作 用也 将秸 秆物料 挤入 成型 区 。
在 成型 区 内 。模孔 也 是楔 形结 构 。层 层挤 入 的物 料 径向受到挤压作 用 ，
ｎ ｌｓ ｓｗｉ ａ ａｙｉ 山 ＡＮ Ｓ ｏｆ ｒ ｎ ｅ ａ ａｙｉ ｈ ａ —Ｏ ｒｓｏ ｈ ｅ ｍ ｃ ｎｅ ＹＳ ｓ ｔ ｅａ ｄ ｔ ｎ ｓ ｓｏｎ ｔ ｅ ｗｅ ｗａ ｈ ｌ ｒ Ｕｔｐａｔ ｆｔ ａ ｈ ．Ｔｈｅ ｒｓ ａｃ ｅｕｔ ｈｉ ｐａ ｅ ａ ｍ ｐ ｔｎ ｇ ｉ ｅｅ ｈ ｒｓ ｌ ｏｆｔ ｓ ｐ ｒｈ ｖｅｉ ｏｒａ ｔｆ － ｒ ｓ ｉ
形 组 合式 模 具 ．保 型
腔 孔 径 为 ￣３ ｍｍ。 ２
图 １ 秸 秆 成型 机 结 构 简 图
Ｆ ｇ１ Ｓ ｒ ｃｕ ａ ｉ ｇ ａ ｏ ｔａ ｉ ． ｔ ｕ ｔ ｒ ｌｄ ａ ｒ ｍ ｆｓｒ ｗ ｂ ｉ ｕ ｔｅ ｎ ｈ ｎ ｒｑ ｅ ｔ ｍｃ ｉ ｅ
新 型生 物质 燃料 成 型机 采用 立式 结构 ，环 模和 主轴 的轴 线 垂 直 于 地 面 。环模 静 止 ，压 辊 转 动 ，如 图 １所 示 。主轴通 过联 轴 器与 减速 器输 出轴 相连 。减 速器 输 出 轴 的轴 线铅 垂 ，输 入轴 的轴 线水 平 。减速 器 的输入 轴通 过 联轴 器 与 电机输 出轴 相连 。 主轴通 过两 个 圆锥滚 子轴 承安装 在 机架 上 ，主轴 的上 端安 装 压辊架 。压 辊架 与 主
文 章 编 号 ： １０ — ６ ３ （０ ２ ２ ０ ３ ０ ０ ２ ６ ７ ２ １ ）０ — ４ — ３
固化 成 型 加 工 秸 秆燃 料 受 力 分 析
常同立 ，刘 洋
（ 东北 林 业 大 学 机 电工 程 学 院 ，黑 龙 江 哈 尔 滨 １０ ４ ） ５０ ０
摘
要 ：提 出 了 一 种 新 型 的 高 产 量 、 能 耗 秸 秆 燃 料 成 型 机 结 构 。新 型 成 型 机 采 用 立 式 结 构 ， 模 采 用 组 合 低 环 结 构 。 通 过 采 用 较 大 成 型 腔 截 面 积 和 减 少 运 动 件 数 目 。 低 了 设 备 能 耗 。 分 析 了新 型 秸 秆 成 型 机 的 降
轴 采用 平 键连 接 。压辊 架上 安装 三个 压辊 ，压 辊 固定 在
用 ，成 型燃料 变 为较 为结构 组织 较 为紧 密的状 态 。但成
型燃 料微 观结 构基本 尚未 出现严 重变 形和破 坏 。
压辊 与 环模 之间 的狭 窄 区域 是 压实 区 。它位 于楔形
区域 的末端 。压 实 区内 ，模 辊 与环模 间 隙减小 的速 率 明
显 降低 。但 由于 成型燃 料 已经 压紧 。压辊 的挤 压作 用将
破 坏成 型燃 料微 观结 构 ，形 成 密实 秸秆 物料 层 。压 实 区
压辊 轴 上 ，每 个 压辊 轴 通 过 两个 轴 承安 装 在 压辊 架 上 。 三个压 辊外 面套 着环 模 ，如 图２所示 ， 环模 固定在机架上 ，
成 为 内部 充 满 应 力 的 成 形 的 颗 粒 燃 料 。 然
后进入 保 型区 。 在 保 型 区 内 ，在 不断 新 挤入 的成 型 燃 料作 用 下 ．枯秆 成 型
颗 粒 燃 料 向 出 口 移
圈 ３ 秸秆燃 料 受到正 压 力分布
ｆ ｌ ｕｅ ｒｉ ａ Ｖｒ ￣ｕｒ ｓｒｂ ｉｏ ｏ ｔａ ｇ ｅ ｅ ｄｉｔ ｉｕｔ ｎ ｆｓｒ ｗ
０ 引言
ｌ
料 进行 粗放 式燃 烧 ，热利 用率仅 有 １ ％～ ５ ０ １％。
目前 ．国内外 已有 许 多学 者在 生物 质 压缩 成 型技 术
农作 物秸 秆 是农 村最 丰 富 的资源 之 一 ，秸秆 作 为一 １ 方 面 做 了大量 的 研究 工作 。力 图提 高生 物质 燃料 的密 种生 物质 能 源 ，是 宝 贵 的可再 生 能源 。充 分 利用 好 秸秆 ： 度 和 体积 热量 。提高其 耐烧 性 和运 输存 储 方便 性 。但 生
基 金 项 目 ：黑 龙 江 省 教 育 厅 项 目（１５ ００ １５ ３２ ）
作 者 简 介 ：常 同立 （９８ ） １６ － ，男 ，陕 西华 县人 ，博 士 ，副 教 授 ，
机 械 电子 专 业 负 责 人 。研 究 方 向 ： 能 源 机 械 装 备 设 计 理 论 ， 具 时 阻力较 大 ，成 型加 工过 程 功率 损耗 较 大 ；模具 折 算 半物 理仿 真技 术 与 理 论 ． 已发 表 论 文 二 十 余 篇 ，其 中 Ｅ 检 索 通 流 面积较 小 。因此 限制 了成 型机 产量 提 高 。为 了获 得 ｉ
资源可以缓解能源紧张问题 ，有益于环境保护 ，有助于 Ｉ 物 质 成型燃 料 技术 推 广应 用仍 存在 一 些发 展瓶 颈 。在 现
解决 “ 三农”问题 ；服务于国家新农村建设工作【 】 １ 。 ｌ 阶段 ，生物 质 成 型燃料 技术 研 究热 点 和难 点在 于如 何 降 秸秆燃料固化成型加工是该类生物质能源转化利用 ： 低 成 型机 能耗 ，提 高产 量 与成 品质 量 ；提 高成 型设 备 使
ｎ ｍ ｂｅ ｆｍ ｏ ｎ ａｔ ｆｔ ｅ ｅ ｉｍ ｅ ｔｉ ｅ ｕ ｅ ｔ ｃ ｉｖｅｌｗ ｅ ｎ ｒ ｙ ｃ ｓ ｍｐｔ ．Ｔｈ ｏ ｌｘ ｂ ｉｕｅｔ ｏ ｅｓｃ ｎ ｂｅｒ ｕｇ ｙ ｕ ｒｏ ｖ ｇ ｐ ｒｓｏ ｈ ｑｕｐ ｉ ｎ ｓｒ ｄ ｃ ｄ ｏ ａｈ ｅ ｏ ｒｅ ｅ ｇ ｏｎ ｕ ｉ ｏｎ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｒｑ ｔｉ ｐｒ ｃ ｓ ａ ｏ ｈｌ ｎｇ ｉｉ ｄ ｉ ｏ ｆ ｅｗ ｒ ｉ ｒａ ｂ ｄ ｏ ｈ ｎ ｌｓｓ ｆｔ ｏｍｐｒｓ ｒ ｃ ｓ ｏ ｔａ ｓｅ ｉ ｔａ ｂ ｑ ｔｉ ｃ ｎ ．Ｔｈｅｄ ｓｒ ｔｏ ｉ ｄｖｄｅ ｎｔ ｖ ｏ ｋｎｇａ ｅ ａｅ ｎ ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ｏ ｅ ｃ ｉ ｓ ｓ ｈ ｅｓｐ ｏ ｅｓ ｆｓｒｗ ｔｍ ｎ ｓｒｗ ｒ ｕｅｔ ｉ ｎｇ ｍａ ｈ ｅ ｉ ｉｔ ｂｕ ｎ ｄ － ｉ ｉ ｇ ａ ｆｐ ｅｓ ｒ ｎ ｒｃ ｏ ｆ ｃ ｃｅ ｔａ ｓｅ ｉ ｅ ｆ ｍ ｉｇ ｄ ｋｅ ｐｎｇ ａｅ ｒ ｒｓ ｎ ｅ ａｅ ｅ ｍｏｄ ｌｎ ｎ ｓ ｕａ ｏ ｒｍ ｏ ｒ ｓｕ ｅ ａ ｄ ｆ ｔ ｎ ｏｒｅ ａ ｔｄ ｏｎ ｓｒｗ ｔｍ ｎ ｔ ｏｒ ｎ ａ ｅ ｉ ａ ａｅ ｐ ｅｅ ｔｄ ｂ ｄ ｏｎ ｔ ｉｉ ｈ ｎ ｒ ｓ ｈ ｅｉ ｇ ａ ｄ ｉ ｌｔ ｎ ｍ ｉ
第 ２ ５卷 第 ２期 ２１ ０ ２年 ３月
Ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ＆ Ｉ ｎ ｖ ｔ ｎ ｏ ｃ ｉｅ ｙ ＆ Ｅ ｅ ｔ ｃ ｌ ｒｄ ｃｓ ｎ ｏ ａｉ ｆ ｏ Ｍａ ｈｎ ｒ ｌｃｒ ａ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｉ
机 电 产 品 开 发 与刨 新
Ｖｏ１ ， ２ ． Ｎｏ． ２５ Ｍａｒ． ． ２０１ ２
秸秆 燃料挤 压成 型过 程 ， 复杂 的成型 型腔 大致 划分为 五个 工作 区。在 采 用 Ａ ＹＳ软件 建模仿 真 分析 ＮＳ 和 对 多种成 型 机 磨损 情 况察 看 分析 的基础 上 ，给 出了成 型过 程 中秸 秆 燃料 所 受 正压 力和 摩擦 力分
布 图。上 述研 究结 果对 秸秆 燃料 成型 机设 计有 重要 的指 导 意义 。 关键 词 ：农作 物秸秆 ；能 源；成 型燃料 ；受力分 析 ；有 限元模 拟