制粒機(jī)平模結(jié)構(gòu)分析及表面強(qiáng)化.pdf

1、隨著能源危機(jī)和環(huán)境問(wèn)題帶來(lái)的困擾，優(yōu)質(zhì)、清潔、高效的生物質(zhì)能越來(lái)越受到各個(gè)國(guó)家的重視。平模制粒機(jī)是生物質(zhì)固化成型的常見(jiàn)設(shè)備。我國(guó)生物質(zhì)固化成型技術(shù)和設(shè)備發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，成型機(jī)生產(chǎn)率低、能耗高、主要工作部件易損壞等問(wèn)題為設(shè)備的普及推廣帶來(lái)麻煩。本文通過(guò)理論分析和ANSYS仿真研究了平模制粒機(jī)工作原理和生物質(zhì)原料壓縮特性，并利用激光合金化技術(shù)改善平模易損部位的表面性能。
　　本文對(duì)生物質(zhì)原料固化成型過(guò)程中擠壓區(qū)和成型區(qū)建立力學(xué)

2、模型，分析物料、平模表面和?？椎膽?yīng)力分布規(guī)律，討論了攫入角、錯(cuò)位效應(yīng)的影響因素。同時(shí)對(duì)生物質(zhì)原料在?？字袎嚎s成型特性做了進(jìn)一步理論分析，描述了混合粒度粒子影響作用、物料在?？字屑羟辛髯儸F(xiàn)象，把擠壓區(qū)和成型區(qū)歸納為首次壓縮和回彈再壓縮階段，分析物料壓縮比的影響因素。根據(jù)分析結(jié)果設(shè)計(jì)了平模的基本結(jié)構(gòu)。
　　利用ANSYS軟件模擬物料在擠壓區(qū)和成型區(qū)塑性流變現(xiàn)象。分析了物料在擠壓區(qū)和成型區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變分布規(guī)律，對(duì)回彈再壓縮過(guò)程做進(jìn)一步解

3、釋;分析平模表面、錐孔和直孔內(nèi)壁的應(yīng)力分布，模孔連接表面和錐孔附近是應(yīng)力集中區(qū)域，易發(fā)生磨損和壓塌現(xiàn)象;摩擦系數(shù)和錐角的大小對(duì)顆粒質(zhì)量和平模應(yīng)力分布有著明顯的影響作用。最后利用有限元仿真驗(yàn)證了直孔中物料應(yīng)力公式，并對(duì)易損區(qū)域提出改進(jìn)方案。
　　本文提出在平模易損部位表面激光合金化陶瓷硬質(zhì)材料Al2O3和NiCr混合粉末的辦法提高平模表面硬度和耐磨性，并設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)。改變激光掃描速度和粉末配比，對(duì)各組樣品合金層作宏觀對(duì)比、掃描電鏡圖(

4、SEM)分析、X射線衍射圖(XRD)分析、顯微硬度測(cè)試和磨損測(cè)試，結(jié)果表明選取3∶7配比的Al2O3-NiCr混合粉末，激光掃描速度300～400 mm/min時(shí)可以獲得致密、結(jié)合良好的合金涂層，表面硬度是基材2.4倍，耐磨性提高了5倍以上，達(dá)到了平模的性能要求。
　　本文研究了平模制粒機(jī)工作原理和生物質(zhì)原料壓縮特性，從理論和有限元仿真中尋找制粒成型規(guī)律，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的平模易損現(xiàn)象提出激光合金化改善表面性能的方案，對(duì)平模制粒機(jī)的理論研