江苏省自然科学基金(BK2011706)
- 作品数：7 被引量：82H指数：6
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- 相关机构：南京理工大学更多>>
- 发文基金：江苏省产学研联合创新资金项目江苏省自然科学基金江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目更多>>
- 相关领域：机械工程农业科学一般工业技术动力工程及工程热物理更多>>
- 环模制粒粉体旋转挤压成型扭矩模型构建及试验被引量：30
- 2013年
- 环模制粒成型技术以其高效率、高成型率、低污染等优点广泛应用于饲料机械、生物质能源机械、化工、制药等领域,而环模制粒过程扭矩模型的缺失已成为制约制粒技术发展的瓶颈之一。该文旨在通过理论分析、数值模拟与试验研究,建立粉体旋转挤压制粒成型过程精确扭矩模型,为粉体旋转挤压制粒成型装备的节能降耗及优化设计奠定理论基础。针对各向同性粉体物料,基于微单元受力分析及广义胡克定律,建立了旋转挤压制粒成型过程中模孔不同深度位置挤压压强的计算公式;基于DPC模型及实际辊轧工艺,建立了旋转挤压成型过程有限元分析模型,进行了压紧区应力分析;基于有限元模拟分析结果,设定变形压紧区的压强分布为二次曲线,建立了变形压紧区、挤压区的压强分布模型;最后建立了粉体旋转挤压制粒成型扭矩模型。以无线扭矩测试系统及环模制粒机为试验平台进行了鸡饲料的环模挤压制粒试验,求解得到了所有模型常量。设计了9组扭矩测试试验进行模型验证,测试结果与理论计算对比表明,试验值与计算值差距较小,最大计算误差仅为2.6%,这反映出建立的模型正确有效,对指导环模制粒机结构优化与节能降耗具有重要的意义。
- 武凯孙宇彭斌彬丁武学王栓虎
- 关键词：制粒粉体环模扭矩
- 秸秆压块机组合环模的磨损机理被引量：22
- 2014年
- 针对环模式秸秆压块机成型模具易磨损的问题,该文对45钢秸秆燃料成型模具的磨损过程进行了研究。通过测试磨损模具的磨损形貌,分析了该类磨损的作用机理,结合分形理论得出了磨损深度率的计算模型,在此基础上探讨了影响磨损的因素,并针对成型速度和模具硬度对磨损的影响进行了有限元仿真和试验验证。结果表明:秸秆原料对金属模具的磨损沿进料方向依次减弱,磨损主要发生在模具中间部位和下侧面,以硬磨料磨损为主;模具磨损受多种因素影响,其中模具硬度越大、成型速度越低,模具耐磨性能越好,硬度影响大于成型速度的影响;成型速度为9 mm/s时,模具耐磨性能和成型产品品质较好,而用于秸秆燃料成型的模具硬度不能太高,否则易发生脆性断裂。该文研究结果有利于指导压块机组合环模的设计。
- 夏先飞孙宇武凯蒋清海
- 关键词：秸秆分形磨料磨损
- 机械系统可靠性模糊分配方法研究及应用被引量：5
- 2014年
- 现有的几种用模糊数量化模糊语言进行可靠性模糊分配的方法存在计算过程复杂的缺陷,影响实际应用效果。在梯形模糊数量化模糊语言的基础上引入了模糊数明晰化方法,数据处理通过简单编程即可完成;充分考虑人们对事物认识的模糊性,引入偏重系数对层次分析法的比例标度法进行改进,使各影响因素权重的计算结果更符合实际。将改进后的模糊综合评判法与层次分析法结合进行环模制粒机可靠性分配,结果证明该分配方法实用、合理。
- 高利敏武凯孙宇
- 关键词：层次分析法环模制粒机
- 生物质制粒机环模的磨损机理分析被引量：22
- 2013年
- 环模是制粒机的核心部件,目前存在磨损快、寿命短等问题。该文对X46Cr13钢环模进行600 h实际生产状态下的磨损试验;对环模内壁和模孔内壁的磨损量与表面硬度进行测量;对磨损面进行表观形貌和微观磨损形貌观察;从宏观和微观角度对磨损机理进行分析,旨在通过研究环模磨损机理与磨损分布规律,对环模改进提出建议。结果表明:不同磨损位置起主导作用的磨损机制有所不同;环模内壁磨损十分严重,磨损机理为以微切削作用为主的磨粒磨损和疲劳磨损交互作用;模孔内壁磨损量较小,模孔入口附近以磨粒磨损为主,出口附近则以疲劳磨损为主,从模孔入口到出口磨损量呈指数形式逐渐减小,磨损由磨粒磨损为主逐渐向疲劳磨损为主过渡。研究结果可为改善环模耐磨性能和延长使用寿命提供参考。
- 蒋清海武凯孙宇夏先飞
- 关键词：生物质制粒机环模
- 生物质(秸秆)致密成型技术研究进展被引量：13
- 2013年
- 介绍以秸秆为主的生物质原料致密成型过程中的原料特性测试和成型机理,详细阐述了该项技术在成型能耗、成型燃料品质和模具失效方面的国内外研究成果,并提出了当前研究工作中存在的不足。分析表明生物质致密成型技术将沿着更广的原料适应性、低能耗、设备高可靠性和成套化方向发展。
- 夏先飞武凯孙宇蒋清海
- 关键词：秸秆能耗燃料品质
- 环模式秸秆压块机模具有限元分析及锥角优化被引量：8
- 2014年
- 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。结果表明,锥角为20°时模具具有较好的工作性能,为环模进行结构优化提供了依据。
- 周亮孙宇武凯夏先飞
- 关键词：秸秆压块机环模锥角有限元分析
- 转子偏心下环模制粒机的振动分析与结构优化被引量：6
- 2016年
- 环模制粒机因其高效率、低能耗等优点广泛应用于饲料、生物质能源等领域,而目前的环模制粒机振动剧烈,尤其是有转子偏心时环模会受到强烈的振动冲击,严重减小环模的使用寿命。因此对转子偏心下环模制粒机的振动特性进行了分析并对其主要结构进行优化。基于粉体挤压成型规律以及环模与压辊挤压成型规律,建立了考虑压辊表面正向静摩擦力作用下的环模与压辊之间准确的相互作用力模型,并对压辊与环模有相对位移时其相互作用力的变化规律进行建模和分析。基于多体动力学软件建立了转子偏心下环模制粒机的动力学仿真模型,分析转轴、主轴以及挤压力的振动特性,并对主轴、支撑架以及转轴轴承的结构或位置参数进行分析和优化。研究结果表明：压辊与环模之间相互作用力与相对位移之间近似成线性关系;主轴上转轴支撑段直径应大于直径;主轴直径增大有利于转轴振动幅值减小但是会增大挤压力幅值,将压辊底座通过柔性杆与主轴连接可在减小转轴振动的同时大幅减小挤压力的振动;支撑架的径向刚度应大于1×10^7N/m,弯矩刚度应大于1×10^5N·m/deg;转轴轴承间距存在与轴承刚度相关的最优值,且最优轴承间距会随着轴承刚度增大而减小。
- 沈江飞武凯崔先岸孙宇
- 关键词：环模制粒机转子偏心动力学仿真振动
