双层环模式秸秆压块机模具结构设计与分析-江苏农业科学.PDFVIP

江苏农业科学　２０１６年第４４卷第７期 — ４１５— 徐弘博，胡志超，陈有庆，等．双层环模式秸秆压块机模具结构设计与分析［Ｊ］．江苏农业科学，２０１６，４４（７）：４１５－４１８． ｄｏｉ：１０．１５８８９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２－１３０２．２０１６．０７．１２０ 双层环模式秸秆压块机模具结构设计与分析 １ １ １ １ １ ２ 徐弘博 ，胡志超 ，陈有庆 ，吴　峰 ，顾峰玮 ，周　亮 （１．农业部南京农业机械化研究所，江苏南京２１００１４；２．南京理工大学，江苏南京２１００９４） 　　摘要：针对单层秸秆压块成型设备生产能力低、单位能耗大的问题，分析双层环模式秸秆压块机的性能优势，并提 出了一种改进的双层环模结构。通过ＡＮＳＹＳ软件对改进前后的环模模块进行应力应变分析，对比了模孔径向与轴向 的应力应变分布情况。结果表明：改进后的双层环模模块具有更好的力学性能，为双层甚至多层环模模块的结构设计 提供了新的思路。 　　关键词：秸秆压块机；环模；双层结构；优化设计 　　中图分类号：Ｓ２２６．９　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００２－１３０２（２０１６）０７－０４１５－０４ 　　随着人们对环境污染问题的关注程度不断提高，如何正 行建模，并提出一种改进的双层环模模块结构，通过有限元软 确处理农作物秸秆已经成为我国学者研究的焦点之一。秸秆 件ＡＮＳＹＳ进行静力学仿真，反映其工作过程中的应力与应变 压块成型技术的出现，为高效再利用秸秆资源提供了一条很 分布情况，并与普通的双层环模模块结构进行对比，证实改进 ［１］ 好的途径 。秸秆成型设备按照成型方式的不同具有多种 型的双层环模模块具有更加合理的力学特性，为双层甚至多 结构形式，其中环模辊压式秸秆成型设备，相对于螺旋挤压等 层环模模块结构的设计与发展提供参考。 ［２］ 成型方式，具有生产率高、生产成本低的优势 ，是目前秸秆 １　环模模块结构设计与分析 压块成型技术的主流研究对象。 目前，国内秸秆成型设备普遍存在的问题之一是生产能 双层环模与单层环模具有相同的模孔结构，不同点是双 ［３］ ［４］ 力偏低、单位能耗过大 。根据能耗比模型理论 ，增大产 层结构在环模轴向进行了拓展，因此可以首先对单层环模的 量可以降低成型的能耗比。针对单层环模设备大型化呈现的 结构进行设计，通过分析单层环模结构在设备大型化方面存 种种约束，双层出料口结构的环模式秸秆压块机因其能成倍 在的问题，来设计双层环模结构。 地提高产量，成为秸秆成型设备大型化的发展趋势。环模在 １．１　单层环模结构形式 工作过程中受物料挤压和稳定升高的影响，极易磨损，为改善 本研究的单层环模由３６块结构相同的模块拼接组合而 环模的力学性能，提高使用寿命，国内学者对环模结构进行了 成，每个模孔为直径ｄ ＝３０ｍｍ、长度Ｉ＝１４０ｍｍ的圆柱，模 ｍ 大量分析优化与试验验证［５－６］，但均是针对单层环模结构，对 孔前端设有４０°锥角用于使物料挤压成型；环模内径 ｄ＝ 双层环模结构的研究十分匮乏。本研究对双层环模的模块进 ６２０ｍｍ，外径Ｄ＝９００ｍｍ，模块厚度为６０ｍｍ。单个模块与 整体组合的单层环模结构如图１所示。 收稿日期：２０１５－０６－１０ １．２　单层环模结