玉米秸秆致密成型燃料挤压过程有限元分析

一种秸秆粉碎颗粒成型机的设计与有限元分析
牟海晶;戚麟;何慧聪;杨春龙;袁豪;郭明强;崔有正
【期刊名称】《南方农机》
【年(卷),期】2024(55)6
【摘要】[目的]设计一款秸秆粉碎颗粒成型一体机,达到节能、减排的目的,提高工作效率。

[方法]课题组将市场上常用的分体式秸秆粉碎机和生物质颗粒成型机整合,设计了一款秸秆粉碎颗粒成型一体机。

基于SolidWorks软件,建立了高精度的大齿轮、输入轴、环模三个关键零部件的数字化模型,运用有限元软件ANSYS Workbench对机体部分关键部件进行静力学仿真分析,进而探究其关键部件的应力应变分布情况。

[结果]大齿轮、输入轴、环模三个关键零部件结构的应力和应变均在允许范围内,符合设计要求。

[结论]秸秆颗粒成型机的设计研究对推动稻草资源的高效利用及环保起到了积极作用。

【总页数】3页(P17-19)
【作者】牟海晶;戚麟;何慧聪;杨春龙;袁豪;郭明强;崔有正
【作者单位】齐齐哈尔大学机电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】S224.29
【相关文献】
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基于有限元的秸秆压块环模成型温度场分布汤明明;陈树人;肖君;蒋成宠【摘要】目前环模压块成型机的环模块温度差过高,成型后受热不均.结合压块成型工作条件,利用ANSYS中的Thermal模块,模拟环模中压块成型温度场,分析环模压块在不同时刻的温度场分布,并对成型装置进行优化设计.结果表明,优化后整体温度趋于平衡,温差明显减小,在加热20 min后,环模块的温度差降为19.25℃.优化后环模块成型过程的温度场沿轴向呈先增大,再波动状平稳,最后逐渐减小的趋势,环模块大部分区域的温度变化趋于缓和,环模块成型温度更均匀.【期刊名称】《农业工程》【年(卷),期】2018(008)002【总页数】5页(P41-45)【关键词】ANSYS;秸秆;压块成型机;模辊式挤压;温度场【作者】汤明明;陈树人;肖君;蒋成宠【作者单位】江苏大学农业装备工程学院,镇江212013;江苏大学农业装备工程学院,镇江212013;江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室,镇江212013;江苏大学农业装备工程学院,镇江212013;江苏大学农业装备工程学院,镇江212013【正文语种】中文【中图分类】S817.12+40 引言秸秆压缩成型技术是将秸秆废弃物等用机械加压的方法，使原来松散、无定形的原料压缩成具有一定形状、密度较大的固体成型燃料，秸秆在经过压缩成型之后，密度、强度都有了质的改善，不但利于储藏和运输，在使用上也大大提高了生物质作为燃料的品质和性能，可以为日常生活、工业生产提供高效清洁的能源。

我国作为农业大国，秸秆资源非常丰富，农作物秸秆的总量约有7亿t，但对于如此巨大的宝贵资源利用率却不足30%，据统计，每年的秸秆资源如果可进行充分利用，相当于3.1亿t标准煤[1-3]。

生产中，为了使前次成型后滞留在环模块内的压块顺利挤出，使得设备能够安全启动，立式环模压块成型机需要在启动前对设备进行一段时间的成型。

实际上，当前成型所用的电热丝配置非常粗糙，其中主要是位置的配置，不仅达不到高效率的成型效果，而且造成环模块在成型过程后温度分布很不均匀，从而影响了压块的成型质量和设备的使用寿命[4]。

秸秆用挤压成型装置原理
秸秆是作物收割后的残余物质，也是一种重要的生物质能源。

然而，传统的处理方法却存在很多问题，例如露天焚烧易产生大量污染物，而填埋则会造成土地资源的浪费。

因此，将秸秆进行挤压成型是
一种非常有效的处理方法。

挤压成型装置主要由料斗、压缩螺杆、电动机、成型机等部分组成。

首先，将秸秆材料放入料斗中，经过传动系统传送到压缩螺杆处。

然后，螺杆快速旋转，将秸秆材料压缩和挤压，并通过排料口排出成
型后的秸秆颗粒。

挤压成型装置的原理主要是利用了材料在高压下的可塑性和粘结性。

在压缩螺杆的推动下，秸秆材料受到了很高的压力，使得材料中
的纤维、薄片等微小颗粒相互贴合，形成了较为紧密的结构，从而达
到了挤压成型的效果。

挤压成型装置不仅可以处理秸秆等农业残余物质，还可以利用木材、造纸废料等生物质进行制备。

此外，挤压成型后的颗粒具有较小
体积、高密度、便于贮存和运输等优点，很大程度上解决了秸秆等生
物质储存和利用方面的问题。

在实际应用中，挤压成型装置需要注意材料的加水量、打包时间
和温度等因素，以达到最佳的成型效果。

同时，对挤压成型后的颗粒
进行处理也是很重要的，可以通过干燥、质量检测等方式进行处理。

总的来说，挤压成型装置作为一种生物质能源处理方法，具有很高的效率和经济效益，对于生物质能源的开发利用具有重要的意义。

未来，挤压成型技术将会继续得到不断的改进和发展，以适应不同领域的需求和发展趋势。

玉米秸秆的机械化处理方式与发展特点随着现代农业的不断发展，玉米的种植面积不断扩大，每年玉米秸秆的产量也不断增加。

玉米秸秆是一种丰富的农业废弃物，经过机械化处理，可以被用于生产各种高附加值产品。

本文将从机械化处理方式和发展特点两个方面介绍玉米秸秆的机械化处理。

一、机械化处理方式1、压块法压块法是一种常见的机械化处理方式。

主要过程为：收割后的玉米秸秆经过打捆机打捆成小块，然后经过压力机加压，将玉米秸秆压块成为规格统一、密度较大的玉米秸秆燃料块。

优点：生产成本低、燃烧效率高、易于运输存储。

缺点：生产过程中产生较多碎屑、过程中会有粉尘和碎屑飞扬的问题、不够环保。

2、颗粒机法颗粒机法是将压块法的玉米秸秆燃料块再经过颚式破碎机或剪切机打散成小块，在颗粒机内经过高温压制，使玉米秸秆成为小颗粒的颗粒状燃料。

优点：体积小，易于存储、运输；能够满足不同颗粒燃料需要；燃烧效率高，产生的烟气排放量低；环保。

缺点：颗粒机生产设备成本较高；生产颗粒需要添加粘合剂；耗电量大。

3、直接热能利用法直接热能利用法是利用玉米秸秆本身的热值来加热水，蒸汽和空气等。

主要过程是：将秸秆打碎，加水钝化，然后使用锅炉将秸秆和空气混合燃烧，产生热量，使用换热器将热量传递给水，蒸汽和空气等。

优点：不需要添加其他材料；不需要加工成颗粒或压块；燃烧效率高。

缺点：因为需要保证水的质量，所以需要对水进行净化；对于受到严重环境污染的地区，不能使用。

二、发展特点1、多利用玉米秸秆资源丰富，经过机械化处理后能够用作农村厨房、工业燃料、热水与供暖等多个领域，它的多利用也可以促进农村经济的发展，带动农民增收。

2、环保玉米秸秆的机械化处理过程中能够避免空气、水和土壤污染，减少二氧化碳等有害气体的排放，达到节能减排的效果，是节能环保的一种好方法。

3、前景广阔随着现代制造业向资源节约型方向转变，高效绿色能源的需求将越来越高，同时政府也提出了一系列的环保政策。

玉米秸秆的机械化处理因其多功能性和环保性受到广泛的关注，具有广阔的发展前景。

秸秆压块成型工艺流程
秸秆压块成型工艺流程是指将农作物废弃物如稻草、麦秸等通过压块成型机加工后制成密度较大的燃料块，以便于存储和运输，也可作为生物质燃料供热锅炉使用。

具体工艺流程如下：
1.原料处理：将废弃秸秆收集、清洗、除杂和破碎，减少杂质和达到合适大小的颗粒。

2.混合调节：将破碎后的秸秆与适量的淀粉等粘合剂和水混合调节，以便于后期压制。

3.成型压块：将混合好的原料放入秸秆压块机中，进行成型压块，通过机器的挤压和加热，使秸秆粘结在一起，形成块状。

4.烘干固化：将压好的秸秆块放置在通风良好的地方自然干燥或者喷淋干燥房烘干，直至达到一定的含水率，使其达到固化状态。

5.质量检测：对成品燃料块进行吸水性、热值和含水率的测试和质量检测。

6.包装和运输：将成型好并经过测试合格的秸秆燃料块进行包装和标识，并安装运输，以便于后期使用或出售。

通过以上的高效生产工艺流程，大大提高了废弃秸秆的价值和利用率，减少了废弃秸秆对环境的污染，也为国家的可持续发展做出了贡献。

环模式秸秆压块机模具有限元分析及锥角优化周亮;孙宇;武凯;夏先飞【摘要】The ring die which has the failure problem is the main component of the straw briquetting machine .According to a straw machine's work principle and heating mode , using the software of Solidworks and Abaqus to complete modeling and static analysis of four different cone angle of the combined ring die to obtain the stress and deformation distribution of the die head .By analyzing stress and the deformation trend along the axial and vertical path of the middle position of the ring die and the influence of cone angle on forming quality .Results show that when the cone angle of 20 °, the die has good working performance , provide the basis for the ring die structure optimization .%针对秸秆压块机主要构件环模失效问题，根据压块机的工作原理及加热方式，应用 SolidWorks 和 Abaqus软件完成4种不同锥角组合式环模模头的建模与静力学分析，得到了不同锥角时模头模具的应力与变形分布规律，分析了模具中间位置沿轴向和纵向路径的应力和变形趋势以及锥角对成型品质的影响。