基于蜂窝结构的仿生立式环模生物质颗粒机设计与试验

S225.5+3; 针对传统生物质颗粒环模成型机生产成型效率低、环模失效严重等问题,基于仿生蜂窝状有序多模孔结构,该研究提出了一种立式环模生物质颗粒成型机仿生设计方法.对蜂窝单体几何模孔结构进行图像处理,对蜂窝相邻模孔边缘轮廓拐点坐标进行提取,并获取模孔网格坐标,构建环模-压辊-物料耦合作用受力模型,以物料摄取量、挤压力为设计目标,对颗粒成型机仿生环模、模孔、压辊等参数进行设计.样机通过三压辊与仿生环模孔之间摩擦作用,实现对成型区域内物料的挤压成型,从而形成致密的生物质颗粒.温室条件下以颗粒度为2～4 mm的玉米秸秆为物料,物料含水率为12％、压辊主轴转速为100r/min,结果表明:在相同转...

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Published in农业工程学报 Vol. 39; no. 17; pp. 267 - 274
Main Authors 王韦韦, 周国安, 蔡丹艳, 郑泉, 李兆东, 刘立超, 陈黎卿
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 安徽农业大学工学院,合肥 230036 01.09.2023
安徽省智能农机装备工程实验室,合肥 230036%安徽农业大学工学院,合肥 230036
Subjects
biomass
成型机
环模颗粒机
bionic
生物质
仿生
forming machine
ring-die briquetting machine
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ISSN1002-6819
DOI10.11975/j.issn.1002-6819.202210131

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Summary:S225.5+3; 针对传统生物质颗粒环模成型机生产成型效率低、环模失效严重等问题,基于仿生蜂窝状有序多模孔结构,该研究提出了一种立式环模生物质颗粒成型机仿生设计方法.对蜂窝单体几何模孔结构进行图像处理,对蜂窝相邻模孔边缘轮廓拐点坐标进行提取,并获取模孔网格坐标,构建环模-压辊-物料耦合作用受力模型,以物料摄取量、挤压力为设计目标,对颗粒成型机仿生环模、模孔、压辊等参数进行设计.样机通过三压辊与仿生环模孔之间摩擦作用,实现对成型区域内物料的挤压成型,从而形成致密的生物质颗粒.温室条件下以颗粒度为2～4 mm的玉米秸秆为物料,物料含水率为12％、压辊主轴转速为100r/min,结果表明:在相同转速下,优化后的仿生立式环模生物质颗粒成型机较传统环模成型机吨料能耗降低10.08％,生产的成型颗粒密度大于等于1.32 g/cm3,抗跌碎性指数为99.4％,样机能耗为40.46 kW-h/t,该研究各项指标均达到了相关标准的要求且高于传统生物质颗粒机.
ISSN:1002-6819
DOI:10.11975/j.issn.1002-6819.202210131