木质颗粒成型机环模受力分析

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1、第31卷第12期中南林业科技大学学报Vol.31No.122011年12月JournalofCentralSouthUniversityofForestry&TechnologyDec.2011木质颗粒成型机环模受力分析王诚辉，严永林(中南林业科技大学机电工程学院，湖南长沙410004)摘要：伴随着全球能源的紧张，可再生的生物质颗粒能源越来越受到重视。作为木质颗粒成型机重要零件的环模对成型产品的质量影响较大。环模在工作过程中受力复杂多变，常规的环模的设计都是依据经验。在前辈研究成果的基础上，对环模工作过程中的受力进行了进一步分析，确定了环模内表面的压力分布

2、以及制粒孔内表面的压力分布，研究结果为环模的优化设计提供了理论依据。关键词：木质颗粒；制粒机；环模；力学模型中图分类号：S777；S789文献标志码：A文章编号：1673-923X(2011)12-0187-05StressanalysisofringdieinwoodparticlesgranulatorWANGCheng-hui,YANYong-lin(CentralSouthUniversityofForestryandTechnology,SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,Changsha4100

3、04,Hunan,China)Abstract:Accompanyingwiththeglobalenergycrisis,therenewablebiomassparticlesenergygetsmoreandmorewidely-concerned.Theringdie,asanimportantpartofawoodparticlesgranulator,hadagreaterimpactonproductquality.Thetraditiondesignofaringdiewasbasedonexperiences,becausethering

4、dieisloadedsomecomplexandchangeablepressurewhileitworks.Basedonsomesenior’sresearchresults,astudyontheringdie,includingthepressuredistributionontheinnersurfaceoftheringdieandonthesurfaceofgranulatingholewascarriedout,thefindingscanprovideatheoreticalbasistotheoptimaldesignofaringd

5、ie.Keywords:woodparticles；granulator；ringdie；mechanicalmodel我国林业废弃物和农业剩余物资源丰富，除1环模压辊挤压式颗粒成型做造纸、纺织、饲料等用途外，还有相当一部分环模与压辊部件工作时，环模由电机驱动作旋可作为生物质固体能源用途，替代日益减少的煤、转运动，压辊在摩擦力的带动下绕固定的中心轴转石油等不可再生的化石能源。我国生物质燃料固动。粉碎干燥后具有一定粒度和含水率的木质原料体成型技术的研究已有20多年的历史，20世纪在环模与压辊间形成的楔形空间受到挤压力，先后90年代主要集中在螺旋挤压成型机上，

6、这种成型经历重新排列位置、塑性流变和弹塑性变形等复杂方式存在着成型筒及成型进料螺旋磨损严重，寿的变形过程。根据木质颗粒成型的过程来分，可分命短、能耗大、生产率低等缺点。当前广泛采用为3个区域：散料区、变形压紧区和挤压成形区。的环模压辊挤压式颗粒成型技术有效地解决了能其成型过程见图1。耗大、生产率低等问题，成为了发展的主流。但是，关键零件环模使用寿命短，造价高，成为制约颗2成型过程中环模内表面受力分析粒成型技术发展瓶颈之一。本文中，对颗粒成型在对环模内表面进行受力分析时，为了方便机的关键零件环模进行受力分析，旨在为环模的讨论，忽略环模上加强圈、模孔等的附作用

7、，而优化设计提供理论依据。把它看成一个等截面厚壁圆环。收稿日期：2011-11-05基金项目：林业公益性行业科研专项(项目编号：200904027)；湖南省科技厅项目(项目编号：2011GK3219)作者简介：王诚辉(1986—)，男，硕士研究生，研究方向：机械现代制造技术；电话：15116305178；E-mail:wch750@163.com通讯作者：严永林(1963—)，男，教授，主要从事林业机械的研究188王诚辉，等：木质颗粒成型机环模受力分析第12期对变形压缩区的物料进行受力分析时，按O环模转角在挤压压缩区开始区域取一微单元物料，受力简图如图3所

8、示。其中：P为压辊对物θ1料的挤压力，F1=f1p为压辊对物料的摩