【摘 要】
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生物质气化炉原料的铰切质量会直接影响到气化炉燃烧效果。针对生物质气化炉铰切装置合格率低、能耗高等问题,本文以生物质气化炉燃料为研究对象,从压料机构和铰切机构出发,通过理论分析和试验验证,设计一款高性能比、低功耗的生物质气化炉原料铰切装置,完成工作内容如下:1)原料物理特性与力学性能研究。通过物理特性试验,确定出直径、部位对含水率的影响;通过力学性能试验,明确含水率、直径、剪切角度等因素对剪切、抗压
【基金项目】
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安徽省宁国市长乐林产品研发有限公司的委托项目:生物质气化炉原料铰切装置
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生物质气化炉原料的铰切质量会直接影响到气化炉燃烧效果。针对生物质气化炉铰切装置合格率低、能耗高等问题,本文以生物质气化炉燃料为研究对象,从压料机构和铰切机构出发,通过理论分析和试验验证,设计一款高性能比、低功耗的生物质气化炉原料铰切装置,完成工作内容如下:1)原料物理特性与力学性能研究。通过物理特性试验,确定出直径、部位对含水率的影响;通过力学性能试验,明确含水率、直径、剪切角度等因素对剪切、抗压强度的影响。2)生物质气化炉原料铰切装置总体方案设计。比较各类切削、粉碎和进料装置的优缺点,对作业过程进行力学与运动学分析,确定进料机构采用强制性辊轮进料方式、带轮-齿轮传动的方案;采用鼓式削片机的铰切机构、带轮传动的方案。3)关键部件设计与有限元仿真分析。针对生物质气化炉原料铰切装置的总体方案,对压料、铰切机构进行参数设计,确定送料速度为0.92 m/s～1.44 m/s,铰切速度3.8 m/s～5.3 m/s。为证明装置的刚度、强度和稳定性,基于ANSYS静态与模态模块对应力、应变和振动频率进行分析,仿真结果验证生物质气化炉原料铰切装置的设计能够满足工作性能要求。4)铰切与燃烧试验研究。为验证生物质气化炉原料铰切装置的工作性能,以合格率、生产量为指标,通过单因素试验确定出作为正交试验物料的最佳含水率和直径,利用Design-Export软件设计三因素三水平正交试验,将结果优化后确定出最优参数组合。结果表明:当铰刀轮转速为640 r/min、压料辊转速为510 r/min、铰刀数量为3时,合格率达到94.65%。最后结合生物质气化炉燃烧试验后的原料质量,验证生物质气化炉原料铰切装置设计的合理性。本文研制的生物质气化炉原料铰切装置,能够为生物质气化炉提供高质量的燃烧物料和原料供给设备,节省成本的同时提高生产效率和合格率,为同类型铰切加工设备的研究提供参考依据。
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