树枝粉碎机成型机的成型装置设计（三维建模CAD图纸）树枝粉碎机成型机的成型装置设计（三维建模CAD图纸） 树枝粉碎机成型机的成型装置设计(三维建模CAD图纸) 1? 树枝粉碎成型机的成型机设计 摘要:成型机,是树枝粉碎成型机的成型部分。粉碎机将树枝粉碎,通过传送 装置,将粉碎颗粒传 送到成型室,成型机螺杆将粉碎颗粒挤压,经过成型套筒成型,在经过保型筒 保型,最后由出料口 出料,这是整个粉碎成型机的最后一个部分。本文介绍了一种树枝粉碎成型 机的结构及形式及组成, 并对其做了结构尺寸设计及性能参数的计算,给出了螺旋体、输料筒、成型 筒、保型筒等主要零件 的...

  （三维建模CAD图纸） 树枝粉碎机成型机的成型装置设计(三维建模CAD图纸) 1? 树枝粉碎成型机的成型机设计 摘要:成型机,是树枝粉碎成型机的成型部分。粉碎机将树枝粉碎,通过传送 装置,将粉碎颗粒传 送到成型室,成型机螺杆将粉碎颗粒挤压,经过成型套筒成型,在经过保型筒 保型,最后由出料口 出料,这是整个粉碎成型机的最后一个部分。本文介绍了一种树枝粉碎成型 机的结构及形式及组成, 并对其做了结构尺寸设计及性能参数的计算,给出了螺旋体、输料筒、成型 筒、保型筒等主要零件 的零件图。 关键词:螺杆成型机 生物质燃料? The?design?of?the?biomass?briquetting Machine? Abstract:Biomass? briquetting?Machine? is? the? last? part? of? the? biomass? pulverizer? and? briquetting? machine,pulverizer? can? comminuted? branches,? through? the? transmission? device,? will? smash? particles? delivered? to? a? forming? chamber,? the? molding? machine? screw? will? smash? particles? after? extrusion,? molding? sleeve? forming,?after?insurance?type?cylinder?shape?retention,?finally?by?the?blowdown,? it? is?whole? and? crushed? the? last? part? forming?machine.This? paper? introduces? a? branch?crushing?machine?structure?and?composition,?and?do?the?structural?design? and? calculation? of? performance? parameters,? gives? the? spiral? body,? a? material? conveying?barrel,?drum,?and?cylinder?of?main?partsKeyword:?screw,biomass,briquetting?machine? 第一章 引言 本次设计的内容是树枝粉碎成型机的成型机的设计。随着能源的日益紧张, 生物质 能源的开发显得更重要。成型机是生产生物质能源的粉碎成型机的一个重 要组成部 分,其正确的选型和设计有着重要意义。 1.1 粉碎成型机简介 生物质能源已经是世界第四大能源,并且随着全球经济社会的发展,特别是 中国经 2? 济的加快速度进行发展,对生物质能源提出了更为紧迫的需求。我国林木资源丰富,发展的潜在能力和 空间巨大。在农村随着传统农业向现代农业的转变和农村经济的发展,农业生产中的废 弃物在持续不断的增加,其中的很大一部分都任其腐烂变质,造成了生态污染和生物质资源的 浪费;城镇在园林的修整,绿化区域的清理中,也存在大量废弃树枝。在这些背景下, 生物质粉碎成型机获得了愈来愈普遍的应用,国产粉碎成型机的研制引起了研发人员和 制造商的重视。 就成型机而言,按工作原理可分为三大类:活塞冲压式成型机,螺旋挤压式成型机, 模锟挤压式成型机。不一样的成型机在适合使用的范围,成本,常规使用的寿命上都有着各自的特 点,需要按需选择。我国生物质固体成型燃料产量约为 20 万吨,由于我国幅员辽阔, 生物质原料种类非常之多、特性复杂,还有着很大的发展空间,同时对成型机工艺和设备有 较高的要求。因此低能耗、高效率、适应能力强的成型机研究有着重要意义。 图 1.1 模锟挤压式成型机 3? 图 1.2 螺杆式成型机 图 1.3 一种成型机的结构图 1.1.1 结构组成 其结构主要挤压装置、输料部分、进料装置、成型部分所组成。其中挤压装置根据不 同的

  有螺杆、液压、模锟三种类型。成型部分包括成型筒、保型筒和出料口,成型 筒与挤压装置共同工作使物料成型,保型筒通过加热物料使物料能保持形状,最后经过 出料口出料。 1.1.2 成型机的分类 成型机大致上可以分为三大类: 1)冲压式成型机。该方案工作时不需要另外加热,常规使用的寿命较长,单位产品能耗较低。 4? 缺点是成型密度低,容易松散,稳定性差,噪音大且润滑油污染严重,并且购买成本较 高。 2)模锟式成型机。模锟式成型机由压锟和压模组成。该方案有构造简单,结构紧凑和 使用起来更便捷等特点。但存在噪音大、振动大等问题。 3)挤压式成型机。该方案通过螺杆的挤压,靠外部将温度维持在 150?到 300?,将物 料压块成型。具有运行平稳,生产连续等优点,缺点是螺杆易磨损,单位产品能耗相对 较高。 考虑上述几种方案后,决定选择螺杆挤压式成型机,理由如下: 螺杆成型机是最早的生物质成型机,技术相对成熟,市场占有率最高,制造、安装 以及维护方面困难最小。对于螺杆易磨损,单位产品能耗较高等问题,能够最终靠对螺杆 以及套筒的优化设计得到符合要求的解决方案。 1.2 粉碎成型机的国内外发展状况 1.2.1 我国粉碎成型机的发展状况 早在上世纪三十年代,美国开始研究压缩燃料成型技术,并研制出了螺旋式挤压成 型机。五十年代日本也引进了成型技术,并形成了自己的压缩燃料成型工业体系。目前, 欧美工业化国家如丹麦、瑞典、荷兰以及美国等国都在生物质成型方面做了大量研究, 北欧一些国家已经将生物质能源作为取暖的大多数来自。 热压成型是国内外普遍研究和应用的成型工艺,其工艺流程为: 原料粉碎?干燥?挤压成型?冷却包装 热压成型的主要工艺参数是温度、压力和物料在成型模具中的滞留时间,该 工艺的 主要特征是物料在模具内被挤压的同时, 需要对模具进行外部加热, 将热量传递给物料, 使物料受热而提高温度。 我国生物质固化成型技术虽然起步较晚,但发展迅速,同时这项研究也得到政府的 关注和支持,在国家科技部、经贸委、计委共同编写的“中国新能源和可再次生产的能源发展 纲要(1996~2010) ”中提出要“发展高效的直接燃料技术、致密固化成型技术” ,作为 今后能源工作的一个主要方面来抓。 我国从上世纪八十年起开始引进螺旋推进式秸秆成型机,生物质压缩成型技术的研 究开发已经有二十多年的历史。南京林业化工研究所在“七五”期间设立了关于生物质 5? 压缩成型机及生物质成型理论的研究课题。湖南省衡阳市粮食机械厂为处理大量加工粮 食剩余谷壳,于 1985 年根据国外样机试制了第一台 ZT-63 型生物质压缩成型机。江苏 省连云港市东海粮食机械厂于 1986 年引进了一台 OBM-88 棒状燃料成型机。1990 年后, 陕西省武功轻工机械厂、河南巩义包装设备厂、湖南农村能源办公室以及河北正定县常 宏木炭公司的单位先后研制和生产了几种不一样的规格的生物质成型机。二十世纪九十年代 期间河南农业大学和中国农机能源动力研究所分别研制出 PB-1 型机械冲压式成型机、 HPB 系列液压驱动活塞式成型机、CYJ-35 型机械冲压式成型机。 经过多年的研究与试验,国内部分成型设备及配套产品发展成熟。但国产成型加工 设备在引进及设计制作的完整过程中,都不同程度地存在技术及工艺方面的问题,有待于深入 研究、探索、试验、开发。总之在我国未来的能源消耗中,生物质成型材料将占有越来 越大的份额。 1.2.2 国外粉碎成型机的发展状况 国外生物质成型机的主要方式有四种:颗粒成型机、螺杆连续挤压成型机、机械驱 动活塞式成型机和液压驱动活塞式成型机。螺杆挤压式成型机是最早研制生产的生物质 热压成型机。这类成型机以其运行平稳、生产连续、所产成型棒易燃由于其空心结构 以及表面的炭化层等特性,在成型机市场中尤其是在印度、泰国、马来西亚 等东南亚 国家和我国一直占据着主导地位。但制约螺旋式成型机商业化利用的主要技术问题一个 是成型部件,尤其是螺杆磨损严重,常规使用的寿命短;另一个问题是单位产品能耗高。 日本从 20世纪 30年代就开始研究应用机械驱动活塞式成型技术处理木材废弃物, 并于 1954 年研制出棒状燃料成型机及相关的燃烧设备,1983 年又从美国引进颗粒成型 燃料生产技术。日本、美国及欧洲一些国家生物质成型燃料燃烧设备己经定型,并且形 成了产业化,在加热、供暖、干燥、发电等领域己普遍推广应用;西欧一些国家荷兰、 瑞典、比利时、芬兰、丹麦等在 20 世纪 70 年代己有了活塞式成型机、颗粒成型机及 配套的燃烧设备。活塞冲压式成型机改变了成型部件与原料的作用方式,很好地解决了 螺旋挤压式成型机的问题。该种成型机在大幅度提升成型部件常规使用的寿命的同时,也显著 降低了单位产品能耗。 6? 第二章 工作原理、主要指标与材料选择 2.1 工作原理 螺杆挤压式成型机工作原理生物质成型机是指把能源密度低的作物秸秆、农林废弃 物压缩制成能源密度高、质地坚硬的棒状或颗粒状燃料,以便于储存和运输。成型燃料 具有热值高、着火容易、含灰分低、热效率高、燃烧时清洁卫生等特点,大范围的应用于工 业、生活锅炉及民用燃料。螺杆挤压式生物质成型机的工作过程和工作原理是首先从喂 料口将粉碎的物料喂入压缩室,当物料填满压缩室后,通过螺杆的旋转和挤压,在螺杆的 推动下,使物料体积减少,实现成型压缩,成型燃料压缩后外径为56mm,中孔直径为10mm。 2.2 主要指标 根据螺旋挤出式生物质成型机的工作过程和主要工作部件工作原理,依据市场对螺 旋挤出式生物质成型机的要求,参考目前市场上存在的各项指标,制定螺杆成型机的工 作指标如下: (1)生产率:200kg/h (2)成型棒直径:56mm (3)成型棒中孔直径:10mm (4)成型棒密度:1g/cm 3 (5)保型时间:18s 根据相关生产实践和实验数据,要把碎料压缩成密度为 1g/cm 3 的成型棒,需要 26.5MPa 压强。在工程实际当中,梯形螺纹的螺杆,有较大的倾角,螺纹根部强度大,有利于物 料的流动、混合与均化,这种螺纹常用高强度的传动挤压机械当中,所以选取梯形螺纹 为工作螺纹。 2.2 材料选择 依据使用的场合和承载能力,选取螺杆材料为耐磨硬质合金钢,查手册可知它的屈 服极限为 355MPa。螺纹传动时螺纹在低速旋转时的许用压强为 7.5MPa;取单头右旋梯 螺纹。 2.3 物料受力

  物料在螺杆成型机中运动,不计螺旋体转动,而只计在旋转的螺旋叶片推动下沿螺 7? 旋向前移动。物料颗粒在输送过程中,物料的运动由于受旋转螺旋的影响,物料的运动 并非是 单纯的沿轴线作直线运动,而是在一直复合运动中沿螺旋轴运动,是 一个空间 运动。 当螺旋面的升角α在展开的状态时,螺旋线用一条斜直线来表示,则旋转螺旋面作 用于半径为r(离螺旋轴线的距离)处的物料颗粒 A上的力为 P 合。由于磨擦的原因,P 合的方向与螺旋线的法线方向偏离了φ角。此力可分解为切向分力 P 切和法向分力 P 法。 如图 2.1 所示。 图 2.1 物料受力分析图 图中φ角是由物料对螺旋面的摩擦角ρ及螺旋表面粗糙程度决定的。对于一般冲压 而成或经过很好加工的螺旋面,可以不考虑螺旋表面粗糙程度对φ角的影响,此时可取 φ?ρ。 物料颗粒 A在合力 P 合的作用下,在料槽中进行复杂的运动,即具有圆周速度 V 圆和轴向速度 V 轴,其合成速度为 V 合,图 2.2 表示了其速度的分解。 图 2.2 物料颗粒速度分解图 若螺旋的转数为 n,处于螺旋面上的被研究物料颗粒 A的运动速度,由图中?ABC 可得: 8 r a r a p r a r a p p a r? cos? sin?*??sina? *? 60? ?*?*?2?? ?sin? cos? sin? *? 60? ?*?*?2?? ,? 60? ?*?*?2?? sin?*?AB?cos?*? *? 合 + + \ ? n?r? V?V? n?r? V? n?r? AB? V? 合 圆 合 Q? 2?2? ? *?2? 2? ?1? 1? cos?,? ? *?2? 2? ?1? *?2?sin?,? *?2? tan? ?cos?*?sin?*?sin?*? 60? *?2? tan? cos? sin?*??sin? *? 60? *?2? ??sin? r?r? r? s? r? s? n?r? V? n?r? V?V p a p p a p a a m a a p r m r a r a p r a + + + * + * + * \ 以及 由于 ( 代入上式,得: 以摩擦系数 圆周速度为 圆 合 圆 因此,将上述各式代入并经过换算,便可以求得物料颗粒的圆周速度计算公 式:? 1?? *?2? ? *?2?*? 60? *? 2 + + ? r? s? r? s? n?s? V p m p 圆 式中:s-螺旋的螺距;n-螺旋的转数;r-研究的物料颗粒离轴线的半径距离m; μ物 料与螺旋面的摩擦系数,μtanρ。 若使公式 V 圆对 r 求一次导数,并令其值? 0? d ? r?V? dV?圆 ,便可求出存在 V 圆最大值的半径 为? s?r?v? *?2? 1? 2? p m m + + 圆 , 同样,根据图示的速度分解关系,可得物料的轴向输送速度的计算公式: 轴 向速 度为: r a r a p r a? cos? sin?*???cos? *? 60? *?*?2? ??cos + + ? n?r? V?V? 合 轴 以摩擦系数μtanρ代入上式得: 9? ?sin?cos?*?sin?*? 60? n?*?r?*?2 a m a a p + 轴?V? 2?2? ? *?2? ?1? 1? cos?,? ? *?2? ?1? *?2?sin? *?2? tan? r? s? r? s? r? s? r? s p a p p a p a + + 以及 Q 因此,将上述各式代入并经过换算,便可以求得物料颗粒的轴向速度计算公 式:? 1?? *?2? ? *?2? 1? *? 60? *? ?cos? 2 + - + ? r? s? r? s? n?s? V?V p p m r a 合 轴 从上式能够准确的看出,在一定的转速下,螺距 s在某一范围内物料可得到较好的 轴向运 输速度,螺距过大或过下,都会影响物料的轴向速度。 10? 第三章 螺杆的分析 3.1 螺距的计算分析 螺杆挤压式生物质成型机由于其结构相对比较简单,操作维护方便,在生物质成型燃料的生 产中得到普遍应用,但是,由于摩擦的原因,其成型效率却比较低。螺杆挤压式生物质 成型机的工作效率高低与螺旋叶片结构尺寸和叶片与物料的摩擦系数有关,对输送一定 物料而言,其摩擦系数为一定值,因此,下面讨论螺旋叶片结构尺寸对成型效率的影响, 使螺杆挤压式生物质成型机获得最佳工作效率。 3.1.1 螺杆齿任一直径上物料的轴向移动速度 螺杆齿上任一点的导程是相等的。假定叶片外圆直径为 D,螺旋轴直径为 d,从 d 到 D,用一系列的同心圆柱去切螺杆齿,就得到一组螺距相等的螺旋线。把这一系列螺 旋线展开,各螺线的导角是不相同的。 螺杆挤压式生物质成型机要强力挤压成型物料,就等于要推动物料在这一系列的 螺旋线上移动。 现在对αi、α1这两条螺旋线上物料的轴向速度做多元化的分析,如图 3.1,假设 螺旋输 送叶片轴的角速度为ω。 图 3.1 物料的轴向速度分析 由图可知:? 2?11? D? V w ? 2?1? i? i? d? V w 11? 1?11?12? tana?V?V ? 1?1?2? tana?i?i? V?V ? 1? tan? 2? tan? 2? tan?*? tan?*? tan?*?tan?*? 1? 1? 1? 1?11? 2? 12? 1 \ ? i? i?i?i? i?i? d? D? V? V? V? V? d?D?S a w a w a a a p a p 从上面推导可知,螺旋输送面上任一直径上物料的轴向运动速度是相等的。则我们 能这样假设,单位长度单位面积输送面的轴向负荷仅与单位长度单位面积上物料量成 正比。 3.1.2 螺杆齿某一直径微小圆环上轴向负载 螺旋式输送可分为两种类型:一类是壳体内全腔存料;另一类是作输送用的,其填 充率一 般在 0.25~0.4,可以近似的看成是半腔存料。用 n,G分别表示螺杆挤压式生物 质成型机叶片的圈数及存料量。现在分别讨论全腔存料和半腔存料情况下,叶片单位圈 数某一直径微圆环的负荷。 全腔存料时单圈叶片某一直径微圆环上的物料量: 用 Q表示单位圈数上的物料量,则 Q=G/n:用 q表示单圈螺杆齿面积上的物料量, 则? ?? 4? 2? 2? 2? d?D? Q? q - p ;用只表示单圈叶片任一直径微小圆环螺杆齿上物料量,则,? 2? 2? 2?1? *?8? *?*? d?D? Qdx?x? qdx?d?P?x - p 。 x为微圆环的半径;dx为微圆环的宽度。 半腔送料时单圈叶片某一直径微圆环上的存料量: 符号 Q,q,Px 的含义均相同,则: 12? 2? 2? 2?1? 2? 2? 2? *?8? *?*? 2? 1? ?? 8? d?D? Qdx?x? qdx?d?P? d?D? Q? q? x - - p p 经过推导可知,单圈叶片任一直径微小圆环(2x+dx)物料量为:? 2? 2? 2? *?8? d?D? Qdx?x - ;叶 片上单位面积载荷与断面单位面积物料量成正比。 用 m1 表示单位圈数内 任一直径微小圆 环叶片的负荷,则? 2? 2? 2?1? *?*?8? *? d?D? Qdx?x?K? P?K?m? x - 。 螺杆挤压式成型机的物料填充率一般在 1.2~1.3,这样的填充率可以近似地 看成全 腔存料。 3.2 螺旋体的分析 由于螺旋体的各性能参数和尺寸参数之间的关系错综复杂,相互影响,用常规设计 方法很 难达到最佳效果,因而对螺杆挤压式生物质成型机螺旋体采用了优化设计。 该螺旋体的结构如图 3.2 所示。其主要尺寸有:螺旋直径 D、螺旋轴直径 d、螺距 S, 长度 L,叶片 t。 图 3.2 螺旋体的 PROE 图 螺旋体的结构尺寸既要保证有足够的强度、刚度,并且要保证有足够的输送量和 消耗较小的动力,故螺旋体叶片直径 D、叶片螺距 S、螺旋轴直径 d、长度 L、叶片厚度 13? t 就有一个最佳组合问题。 在一定的转速下螺距 S在某一范围内物料能够获得较好的轴向输送速度;在此基础 上,对成型机主要零件的设计参数来优化,得出了使螺杆挤压式生物质成型机获得最 佳的工作效率的螺距 S的取值范围,以及在螺杆质量最小的目标条件下的螺杆的标称直 径、螺杆轴直径、螺距 S的最佳配合值。 14 15? 第四章 螺杆设计 4.1 螺纹中径的计算 计算的思路是由螺纹耐磨性的校核公式推出螺纹中径的计算公式。耐磨性计 算尚无 完善的计算方式,目前是通过限制螺纹受力面上的压强 P 作为计算条件, 螺旋直径可 初步按下式计算:? r?K?K? Q? K?D? d? s? *?* b 。 式中: D?螺旋外径(m); Q一生产能力(t/h); KS?物料综合特性系数; Kβ?输送系数; φ?物料在成型槽体中的填充系数; P?输送物料的单位容积质量: 另外,螺旋轴径的大小与螺距有关,因为两者共同决定了螺旋叶片的升角,也 就决 定了物 料的滑移方向及速度分布,所以应从考虑螺旋面与物料的摩擦关系 以及速度各 分量的适当分 布来确定最合理的轴径与螺距之间的关系。 图 4.1 螺旋面作用于物料颗粒上的力 从图 3.3 能够准确的看出,物料在螺旋面上轴向受力分量 F轴为: 16? F 轴=F合 cosα+ρ(α为螺旋升角) 式中:α角是由物料对螺旋面的摩擦角ρ以及螺旋表面粗糙程度决定的。对于较光 滑表面,可忽略螺杆叶面粗糙程度对φ角的影响,此时可认为φ?ρ。 所以,F轴=F合 cosα+ρ。 因为螺旋升角α在叶片根部最大,此处的成型方向(轴向)作用力最小。d与 s应 满足关系之一是 F轴?0,即α?0.5π-ρ。将 tanρμ,tanαs/πd代入上式并整 理得出:? S?d p m 确定最小轴径还应满足的第二个条件是物料具有尽可能大的轴向速度,同时螺旋面 上各点的轴向速度大于圆周速度。 圆周速度和轴向速度分别为:? 1?? 2? ? *?2?*? 60? *? 2 + + ? r? s? r? s? n?s? V p m p 圆 ;? 1?? 2? ? *?2? *? 1? *? 60? *? 2 + - ? r? s? r? s? n?s? V p p m 轴 。 要使得螺旋面在叶片根部的轴向速度大于圆周速度,得出:? ?1??*? ?1??* m p m - +? s? d? 根据上式计算,当μ0.3,S(0.8-1)D时,d?0.47-0.59D;当μ值增加时, d/D 增加,也就是说,根据上式计算得出的轴径相当大,这势必降低有效成型输送截面。 为了能够更好的保证足够的有效成型输送截面来保证生产能力,就得加大结构,使得成型机结构 粗大笨重,成本提高。所以,螺旋轴径与螺距的关系应是挤压成型功能与结构的综合。 在能够很好的满足输送要求的前提下,应尽可能使结构紧凑。由于这种场合使用的成型机填充 系数较低,只要保证靠近叶片外侧的物料具有较大的轴向速度,且轴向速度大于圆周速 度即可。 螺旋轴径的校核公式为: [ ]?p? hz? FP? hH?d? F? A? F? p ? *?*? 2 p p (1) 式中,F为轴向工作载荷N;A为螺纹工作表面投影到垂直于轴向力的平面上的面 17? 积(mm 2 );d2 为螺纹中径mm;P为螺距mm;h为螺纹的工作高度mm,梯形螺纹的工 作高度为 h=0.5P,zH/P 为螺纹工作圈数,H 为螺纹高度(mm),[p]为许用压强(Mpa), 查表得[p]7.5Mpa。为便于推导公式,令φH/d 2 ,代入1式整理后得螺纹中径的设计 公式为: [ ]?p?h? FP? d? *?2 pf 2 对于梯形螺纹,h0.5P,则 [ ]?p? F? d f? 80?23 对于受力较大的螺杆,φ值在 2~3.5 之间,取φ=2.5;我们已设定了成型棒 直径 和中孔直径,则 FP*A 受力面26.5*10 6 P*π3.8*10 -2 2 ;已知[p]7.5MPa,则将数值代入 3式得: d2?57.2mm d2 接近 57.2mm 的标准尺寸为 d258mm。 4.2 螺纹牙强度的校核计算 查表得,选用的特种耐磨合金钢的许用弯曲应力σb 为 71Mpa;许用剪应力 τ为 42.6MPa;梯型螺纹牙根厚度 b0.65P0.65*149.1mm;h0.5P0.5*147mm。旋合圈 数? 10?68? 14? 48?*?52?*? 2 ? P? d? P? H? z f 。 1弯曲强度校核? ]?[?1411? 68?*?19?*?55?*? 7?*?10?*?536?*?3?3? 2? 4? 2? b?b? z?Db? Fh s p p s 合格 2剪切强度校核? ]?[?834? *?19?*?55?*?68? 10?*?536? *? 4 t p p t ? b?D?z? F? 合格 因为对于锥形螺杆的受力大多分布在在螺杆头部,则螺杆头部的基本尺寸可以选取该 系列尺寸。 该系列的螺纹基本信息参数如下: 18? 公称直径 d65mm;中径 d257mm;小径 d347mm。 4.3 螺旋轴螺距 螺距不仅决定着螺旋的升角,还决定着在一定填充系数下物料运行的滑移面,所以 螺距的大小直接影响着物料输送过程。输送量 Q和直径 D一定时,螺距改变,物料运动 的滑移面随着改变, 这将导致物料运动速度分布的变化。 通常螺距应满足下列两个条件: 即考虑螺旋面与物料的摩擦关系以及速度各分量间的适当分布关系两个条件,来确定最 合理的螺距尺寸。 物料颗粒在螺旋面轴向方向上的作用力为 P轴P合 cosα+ρ,为了使 P轴

  主要是从一种生物质成型的新的方式来设计和研究成型机械的。众所周知, 生物质 成型有机械常温成型、热压成型、预热成型和成型炭化四种成型工艺。机械成 型的原理也不 同,有螺旋式的、液压式等不同的机械形式。通过我们的优化设计和相 关试验,针对螺旋预 热挤压式生物质成型机,我们得出了如下结论: 1)虽然螺杆式成型机应用的最早,缺点也是显而易见的,但是其造价低的优势 很明显, 在市场上的占有率是最高的。通过提高其螺杆和成型套筒的常规使用的寿命,来 提高生产率,进一 步降低其生产所带来的成本,将更为适合在原有生物质成型燃料生产厂商的 推广应用。 2)通过对成型生物质的受力及运动分析,得出了在一定的转速下螺距s在某一范 围内物 料能够获得较好的轴向输送速度;在此基础上,对成型机主要零件的设计参数 来优化,得 出了使螺杆挤压式生物质成型机获得最佳的工作效率的螺距S的取值范 围,以及在螺杆质量 最小的目标条件下的螺杆的标称直径、螺杆轴直径、螺 距s的最 佳配合值,对后面的机械设 计部分起到了指导的作 3)根据优化结果和新的设计思路,在结构上有所创新:将原来整体式的螺杆拆分 为可 以拆卸的螺杆和螺杆活头两部分;将原来一体的套筒拆分为可以拆卸的成型活套 和保型套 筒两部分,从而大大延长了螺杆和保型套筒的常规使用的寿命,节约了生产所带来的成本。 并重新设计了螺杆挤压式生物质成型机的各生产参数(包括螺杆挤压式生物质成型机的 螺杆长度、螺距、齿高、螺杆长度、活头长度、成型活套长度和保型套筒长度等一系列 工艺参数)。 7.2 体会 在设计中得到了指导老师 XX 教授以及曾雷、李品学长的细心帮助和支持,在此表 示衷心的感谢。在设计中还存在不少错误和缺点,需要继续学习和掌握有关机械设计的 知识,继续培养设计习惯和思维来提升设计实践操作能力。 26? 参考文献 [1]高翔,曲静霞,张大雷,等.大型螺旋固化成型机及其性能[J].农业机械学 报,2009,272:83-84[2]王森.杆挤压式生物质成型机的优化与设计[D].河南:河南农业大学,2008[3]刘圣勇,杨国峰,杨群发,等.挤压式生物质成型机优化设计与试验[J]. 农业机械学 报.2010,417:96-100[4]杨星钊,连萌,王威力,等.生物质成型机成型套筒的改进设计[J].河南农业大学学 报,2009,435:531-534[5]郑文纬,吴克坚,郑星河.机械原理[M].第七版.北京:高等教育出版社,2006[6]李境.机械设计基础[M].北京:电子工业出版社,2011[7]濮良贵,纪名刚.机械设计第八版[M].北京:高等教育出版社,2006[8]马连生,杨静宁,宋曦.理论力学[M].北京:科学出版社,2009[9]东北林学院.林业机械[M].北京:中国林业出版设,1982[10]罗迎杜.材料力学[M].武汉:武汉理工出版社,2001. 27? 附录一:英文文献翻译 可视化的PLC程序使用XML 摘要:由于 P LC 程序日益复杂,在 PLC 应用方面有更多的兴趣爱好者。形式化 方法,让僵化的证明系统属性被核查和验证。一个传统思路的方法就是在 PLC 编程中设 立一个正式的设计方法。不过,现有的软件已被优化,改变,或移植到新系统.有需要 找到从某一 PLC 程序开始的方法。因此,

  PLC 程序是一个现在研究的热点。该文章 概述了基于形式化的 PLC 程序基础上从新启动的方法。转型成为一个独立的格式和可视 化的结构,在这个过程中,PLC 程序的确定是作为这项措施的重要中间步骤。这表明如 何 XML 和相应的技术可用于形式化和可视化现有的 PLC 程序。 一 导言 可编程逻辑控制器(PLC )是一种特殊类型的计算机,它应用于工业和安全的关键 地方。应用 PLC 的目的是控制某一特定的或可选择的过程,它是通过产生的电控制信号 回应电器中相关的输出信号来实现的。应用在制造业和化工过程控制,机械加工,交通, 电力分配,以及其他许多领域。PLC 控制有着极大的不同,自动化应用范围的复杂性从 一个简单的小组运作到控制一个会议室的的灯光和自动窗成为一个全自动化的生产线。 随着他们应用 PLC 知识的增加,他们把 PLC 应用到复杂性和品质要求高的地方,特 别是对安全性要求特别严格的地方。由于在有限的时间里 PLCD 的发展应用日益复杂, 现有的软件或 PLC 的模块也在迅速发展,以此,需要一个正式的办法加以规范 。为了 确保高品质的要求,我们需要检查和验证程序,以及分析和模拟现有系统[ 2 ] 。其中 一个重要的领域就是已经在最近的时间成长在规范化的 PLC 程序是逆向工程[ 3 ] 。逆 向工程是通过评估达到了解它的运转过程,以达到重复或加强的目的。而重用的 PLC 守 则正在建立,作为一种打击复杂 PLC 程序的工具,逆向工程在今后几年将得到慢慢的变多 的重要性,特别是如果现有的硬件被适用于各种不同程序环境的新硬件所取代的情况 下。 现有的PLC程序的可视化是逆向工程一个重要的中间步骤。 本文章提供了一个方法, 使用 XML 使 PLC 程序可视化,让 PLC 程序工程师更容易把握方向和更好地了解。 该文件的结构如下。首先,简单的介绍了 PLC(根据国际电工委员会 61131-3 的标 准是给予)和相应的编程技巧,。在第三部分,在现有基础上用形式化 PLC 程序重新设 28? 计方法的介绍。 PLC 代码转型成为一个独立的格式被确定为在这样的一个过程中重要的第一步。 XML 和相应的技术,例如 XSL 和 XSLT(第四节能够正常的使用的这种转变)。第五部分提出了 应用 XML 的使 PLC 程序可视化的方法并用一个例子做出说明。最后一节总结了结果,并 就今后的工作在这方面正在进行的项目做了一个前景的展望。 二 PLC 和 IEC 61131 自从七十年代初期公布于世,由于它的成功的完成目的,取代了机器上的硬连线控 制设备,PLC 日益受到重视,。最终它作为一个独特的应用领域成长起来,它的研究和 开发,主要是为控制工程。 IEC61131 是为工业自动化第一次真正的努力来规范 PLC 的编程语言。在 1993 国际 电工委员会[ 4 ]上公布了 IEC 61131 作为可编程控制器标准。在标准化 PLC 的编程语 言之前,正在制定为了个别 PLC 实用的专有编程语言。为了更好的提高不一样的产品的兼容性,开 放性和互操作性以及为促进工具和方法的发展,国际电工委员会 61131 标准设立固定 的一套符号。第三部分,定义了一个适合 5种编程语言标准: Originated IL语言是一种低层次的文本语言, 其结

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